KR20120112134A - 방향성 유체 배관 - Google Patents

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Abstract

파동형 정점부 및 파동형 홈부를 가지고 구성된 내부 윤곽부를 구비하는 유체 배관의 제조 방법 및 유체 배관이 개시된다. 각각의 파동형 정점부는 전방 측면부 및 후방 측면부를 가지고, 전방 측면부는, 길이 방향 축에 대하여, 후방 측면부들의 경사 각도보다 얕은 경사 각도를 가지고 구성된다.

Description

방향성 유체 배관{Directional fluid line}
본 출원은 2011.3.29.자로 제출된 독일 특허 출원 10 2011 015 388.8 의 U.S.C.119 의 우선권을 주장하며, 상기 출원에 개시된 내용은 본원에 참조로서 포함된다.
본 발명은 파동형 정점부 및 파동형 홈부를 가지는 내부 윤곽부를 구비한 유체 배관에 관한 것이다. 파동형 정점부는 각각의 경우에 전방 측면부 및 후방 측면부를 가진다.
이러한 유형의 유체 배관들은 예를 들어 주름 파이프로 지칭된다. 공지된 주름 파이프에서, 내부 윤곽부에 파동형 정점부 및 파동형 홈부가 제공될 뿐만 아니라, 외부 윤곽부에도 제공된다. 이러한 유형의 구현예는 특히 상대적으로 반경을 가지고 만곡될 수 있는 유연성 유체 배관을 가능하게 하도록 설계된다. 그러나, 내부 윤곽부의 파동형 홈부 및 파동형 정점부들에 기인하여, 즉, 내측으로 돌출된 파동형 정점부들에 기인하여, 유체 유동의 와해가 발생된다. 따라서 이러한 유형의 배관들은 상대적으로 높은 유동 저항을 가진다.
본 발명의 구현예들은 유동 손실을 낮게 유지한다.
구현예들에 따르면, 서두에서 언급된 유형의 유체 라인은 후방 측면부보다 얕은 경사 각도를 가진 전방 측면부를 구비한다.
이러한 구현예는 유체 배관에서의 유동 방향이 전체적으로 일정하다는 사실을 이용한다. 홈부(through)를 통해 유동하는 유체의 약간의 감속만이 상대적으로 얕은 방식으로 상승된 전방 측면부에 기인하여 발생된다. 그럼에도 불구하고 파동형 정점부의 축방향 연장은 상대적으로 가파르게 하방향으로 경사진 후방 측면부에 기인하여 낮게 유지되고, 따라서 유체 배관의 충분한 유연성이 유지된다. 그에 의하여 유사 정체(quasi-stationary)의 경계층의 형성이 상대적으로 가파른 후방 측면부에 의해 방지될 수 있다. 이것은 마찬가지로 유체 배관의 상대적으로 낮은 유동 저항으로 이끈다.
바람직스럽게는, 유체 배관이 주름 파이프로서 구현되거나 형성되며, 내부 윤곽부에 평행하게 연장된 외부 윤곽부를 가진다. 그에 의하여 매우 유연성이 있는 유체 라인이 얻어진다. 또한 그에 의하여 낮은 유동 저항의 유동 통과가 어느 방향에서 가능한지를 외부로부터 미리 인식할 수 있으며, 따라서 그 방향은 바람직스러운 유동 통과 방향이다. 그에 의하여 부정확한 설치가 더 곤란하게 된다.
바람직스럽게는, 전방 측면부가 50°내지 70°범위의 경사 각도를 가지고, 후방 측면부가 80°내지 90°범위의 경사 각도를 가진다. 그에 의하여 경사 각도는 전방 측면부 또는 후방 측면부와 회전축 또는 대칭축 사이에서 측정된다. 회전축은 유동 통과 방향에 평행하게 연장된다. 전방 측면부 및 후방 측면부는 반경 방향으로 연속적인 방식으로 전체적으로 형성되거나 구현된다. 최적화된 유동의 거동은 전방 측면부의 대응하는 경사 각도 및 후방 측면부의 대응되게 큰 경사 각도로부터 초래된다. 유동 손실은 그에 의하여 최소화된다.
바람직스럽게는, 전방 측면부가 볼록한 방식으로 구현되거나 형성된다. 따라서 전방 측면부는 내측으로 만곡된다. 이것은 파동형 홈부로부터 시작된 전방 측면부의 상대적으로 현저한 상승을 초래하는 반면에, 전방 측면부는 다음에 파동형 정점부의 팁(tip)으로 균일하게 병합된다. 이것은 가능한한 와류로부터 자유로운 천이를 초래한다.
바람직스럽게는, 후방 측면부가 평탄한 방식으로 구현되거나 형성된다. 따라서 후방 측면부는 볼록하거나 또는 오목한 만곡을 가지지 않는다. 이것은 정확하게 정의된 종단 에지(trailing edge) 및 매우 간단한 구현예를 가져오는 결과를 낳는다.
바람직스럽게는, 파동형 홈부 및 파동형 정점부의 팁(tip)이 고원 형상의 방식으로 구현되거나 또는 형성된다. 따라서 파동형 홈 및 파동형 정점부의 팁은 일부 영역들에서 유동 통과 방향에 평행하게 연장된다. 그에 의하여 유체의 우수한 안내가 발생될 수 있다. 동시에, 유체 배관의 유연성이 파동형 홈부 및 고원 형상 팁의 축방향 길이에 의해 제어될 수 있다.
팁이 파동형 홈부 보다 큰 축방향 연장(延長)을 가지는 것이 특히 바람직스럽다. 따라서 유동하는 유체에 대한 파동형 홈부의 영향은 낮게 유지된다.
유동 단면은 실질적으로 최대로 가능한 자유 단면에 의해 결정되며, 그것은 파동형 정점부들 사이에서 형성되거나 구현된다. 특히 파동형 홈부로부터 파동형 정점부로의 천이가 상대적으로 얕은 경사 각도로 발생되므로, 파동형 홈부들의 영향은 상대적으로 작다. 따라서 유체 배관의 내부 표면과 유체 통과 유동 사이에서의 정체에 준하는(quasi-stationary)의 경계층이 형성되는 것을 회피하기 위하여 상대적으로 가파른 후방 측면부 및 짧은 고원 형상의 파동 홈부가 난류를 발생시키도록 이용된다. 전체적으로, 그에 의하여 낮은 유동 손실이 얻어진다.
바람직스럽게는, 유체 배관이 압출된 플라스틱 파이프로서 형성되거나 구현되며, 특히 압출된 폴리아미드 파이프로서 형성되거나 구현된다. 따라서 솔벤트에 매우 저항성이 있는 반면에 충분한 유연성을 가진 유체 배관이 얻어진다. 동시에, 높은 내구성이 얻어진다. 유체 배관은 그에 의하여 상대적으로 비용 효과적으로 제조될 수 있고 다기능의 방식으로 이용될 수도 있다. 그에 의하여 소망의 내부 윤곽이 압출 방법에 의하여 상대적으로 간단하고 따라서 비용 효과적으로 제조될 수 있다.
본 발명의 구현예들은 파동형 윤곽부 및 파동형 홈부를 가지고 구성된 내부 윤곽을 구비하는 유체 배관에 관한 것이다. 각각의 파동형 정점부는 전방 측면부 및 후방 측면부를 가지고, 전방 측면부들은 길이 방향 축에 대하여, 후방 측면부들의 경사 각도보다 얕은 경사 각도를 가지고 구성된다.
본 발명의 구현예들에 따라서, 유체 배관은 주름 파이프로서 구성될 수 있고, 내부 윤곽부에 평행하게 연장되도록 구성된 외부 윤곽부를 더 구비할 수 있다.
다른 구현예들에 따르면, 전방 측면부의 경사 각도는 50°내지 70°의 범위일 수 있고, 후방 측면부의 경사 각도는 80°내지 90°의 범위일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예들에 따르면, 전방 측면부는 볼록한 방식으로 구성되어 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예들에 따르면, 후방 측면부는 평탄한 방식으로 구성될 수 있다.
더욱이, 파동형 홈부 및 파동형 정점부의 팁은 고원 형상(plateau-shape)을 가지고 구성될 수 있다. 팁은 파동형 홈보다 더 긴 축방향 연장을 가질 수 있다.
다른 구현예들에 따르면, 유체 배관은 압출된 플라스틱 파이프일 수 있다. 더욱이, 압출된 플라스틱 파이프는 압출된 폴리아미드 파이프일 수 있다.
본 발명의 구현예들은 고원 형상의 파동형 홈부 및 파동형 정점부를 가진 내부 윤곽을 구비한 주름 파이프를 포함하는 방향성 유체 배관에 관한 것이다. 파동형 정점부는, 유동 방향에 대하여, 주름 파이프의 길이 방향 축에 대하여 상이한 경사 각도들로 지향된, 전방 측면부 및 후방 측면부들을 가진다.
구현예들에 따르면, 전방 측면부들의 경사 각도는 후방 측면부들의 경사 각도 보다 작을 수 있고, 전방 측면부 및 후방 측면부의 경사 각도 사이의 차이는 10°내지 40°의 범위일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예들에 따르면, 후방 측면부들은 전체적으로 평탄하고 전방 측면부들은 볼록한 표면일 수 있다. 볼록한 표면들은 에지(edge) 또는 단계부(step) 없이 파동형 정점부의 팁(tip)으로 연속적으로 병합될 수 있다. 더욱이, 볼록 표면들의 경사 각도는 볼록 표면들의 길이를 따라서 경사 각도들의 평균치를 포함할 수 있다.
다른 구현예들에 따르면, 파동형 정점부의 고원 형상은 파동형 홈부의 고원 형상보다 길이 방향에서 더 길 수 있다.
본 발명의 구현예들은 유체 배관을 형성하는 방법에 관한 것이다. 그 방법은 주름 파이프의 길이 방향 축에 대한 경사 각도로 지향된 후방 측면부 및 전방 측면부를 가진 파동형 정점부를 가지고 구성된, 내부 윤곽부를 구비한 주름 파이프를 형성하는 단계를 포함한다. 전방 측면부들은, 길이 방향 축에 대하여, 후방 측면부들의 경사 각도보다 작은, 경사 각도를 가지고 구성된다.
구현예들에 따라서, 전방 측면부 및 후방 측면부의 경사 각도들 사이의 차이는 10°내지 40°의 범위일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예들에 따라서, 내부 윤곽은 파동형 홈부를 가지고 더 구성될 수 있고, 파동형 정점부 및 파동형 홈부들은 길이 방향 축에 전체적으로 평행한 표면들을 가진 고원 형상(plateau shape)일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예들에 따르면, 형성 단계는 플라스틱 재료를 압출하는 것을 포함할 수 있다. 더욱이, 플라스틱 재료는 폴리아미드를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 구현예들 및 장점들은 개시된 내용 및 첨부된 도면을 참조하여 이해될 수 있다.
본 발명은, 본 발명의 예시적인 구현예들의 비제한적인 예들에 의하여 도면을 참조하는 다음의 상세한 설명에 상세하게 개시되어 있으며, 여기에서 동일한 참조 번호는 몇개의 도면을 통하여 유사한 부분들을 나타낸다.
도 1 은 본 발명의 구현예들에 따른 유체 배관을 통한 단면도를 도시한다.
여기에 개시된 상세한 내용은 하나의 예로 든 것이며 본 발명의 구현예들에 대한 예시적인 설명을 목적을 위한 것으로서, 본 발명의 원리 및 개념들에 대한 가장 유용하고 용이하게 이해되는 설명으로 믿어지는 것을 제공하도록 제시된 것이다. 이와 관련하여, 본 발명의 기본적인 이해를 위하여 필요한 것 이상으로 상세하게 본 발명의 구조적인 세부 내용을 나타내기 위한 시도는 이루어지지 않을 것이며, 본 발명의 몇가지 형태들이 실제로 어떻게 구현되거나 형성될 수 있는지를 당업자에게 명백하게 하는 도면을 참조하여 설명이 이루어진다.
도면은 유체 배관(fluid line)을 도시하는데, 유체 배관은 주름 파이프로서 형성되거나 구현된다. 유체 배관(1)은 내부 윤곽(2)을 가지며, 내부 윤곽은 화살표(3)로 표시된 방향을 통한 미리 결정된 유동과 관련된 유동에 관하여 최적화된다.
내부 윤곽부(2)는 파동형 정점부(4) 및 파동형 홈부(5)를 가진다. 전방 측면부(6) 및 후방 측면부(7)가 각각의 파동형 정점부(4)에 할당되거나 또는 관련된다. 전방 측면부(6)의 경사 각도는 후방 측면부(7)의 경사 각도보다 작다. 측면부(6,7)들에 대한 경사 각도는 방향(3)을 통한 유동과 개별의 측면부(6,7)상의 표면 사이 각도에 해당한다. 유체 배관은 전체적으로 회전 대칭 방식으로 형성되거나 또는 구현되기 때문에, 회전 축(길이 방향)(8)은 유동 방향(3)에 평행하게 연장된다. 따라서 경사 각도는 전방 측면부(6) 또는 후방 측면부(7)의 개별적인 하나와 회전축(8) 사이에서 측정될 수도 있다.
구현예들에 따르면, 후방 측면부(7)는 80°와 90°사이의 경사 각도로, 바람직스럽게는 대략 85°의 경사 각도로 지향된 실질적으로 평탄한 표면을 가진다. 대조적으로, 전방 측면부(6)는 볼록한 방식으로 형성되거나 구현됨으로써, 경사 각도가 결정되어야 하는 전방 측면부(6)를 따른 지점에 의존하여 전방 측면부(6)의 경사 각도가 변화된다. 따라서, 전방 측면부(6)의 볼록한 구현예에 기인하여, 파동형 홈부(5)로부터 시작되는 경사 각도는 초기에 상대적으로 가파르고 다음에 파동형 정점부(4)를 향해 평탄해진다. 전방 측면부(6)의 평균적인 경사 각도는 약 50°내지 70°사이이고, 바람직스럽게는 대략 60°이다.
파동형 홈부(5)는 전체적으로 회전축(8)에 평행한 고원 형상(plateau-shaped)의 방식으로 특정의 축방향 길이에 걸쳐 연장된다. 고원 형상의 방식으로 유사하게 형상화된 파동형 정점부(4)의 파동형 팁(tip, 9)은 전체적으로 회전축(8)에 평행하게 연장된다. 더욱이, 팁(9)은 파동형 홈부(5)보다 축방향으로 더 연장된다. 이러한 방식으로, 전방 측면부(6)는 파동형 홈부(5)로부터 팁(9)으로 안정되게 병합되며, 즉, 에지(edge) 또는 단계(step)의 형성 없이 병합된다. 대조적으로, 상대적으로 명확하게 표시된 에지가 팁(9)으로부터 후방 측면부(7)로의 천이부에 존재한다. 이러한 구성은 유동의 분리로 이끌어서, 정체에 준하는(quasi-stationary) 경계층이 형성되는 것이 방지된다.
이러한 예에서, 유체 배관(1)은 압출된 플라스틱 파이프로서 형성되거나 구현되고, 바람직스럽게는 압출된 폴리아미드 파이프로서 형성되거나 구현된다. 그러나, 다른 구현예들도 가능하다. 따라서 유체 배관은 예를 들어 금속 재료를 포함할 수도 있다.
유체 배관(1)의 외부 윤곽(10)은 내부 윤곽(2)을 따르며, 즉, 내부 윤곽(2)에 평행하게 형성되거나 구현된다. 따라서 상대적으로 유연성 있는 유체 배관(1)이 얻어진다. 동시에, 유체 배관(1)은 일정한 재료의 두께로 형성되거나 구현될 수 있다. 유체 배관에서 소망되는 유연성은 구현예들에 따라서 파동형 홈부 및 파동형 정점부의 배치 및 형성에 의해 얻어진다. 결과적으로, 본 발명에 따라서 내부 윤곽부가 형성되거나 구현됨으로써, 통상적인 주름 파이프들과 비교하여 유동 저항이 감소된다. 따라서, 유동 손실은 낮게 유지된다. 정체에 준하는 경계층의 형성을 방지하도록 파동형 정점부(4) 및 파동형 홈부(5)를 가진 내부 윤곽부(2)가 동시에 이용될 수 있다. 따라서, 주름진 파이프 배관을 얻을 수 있는 반면에, 그것의 유동 손실은 매끄러운 파이프들의 유동 손실에 접근하며, 즉, 실린더형 내측 표면을 가진 배관들의 유동 손실에 접근하고, 유체 배관(1)은 방향성 흐름(direction stream)을 통한 오직 하나의 유동에서의 낮은 유동 손실들에 대하여 최적화된다. 그러나, 유동 저항이 유동 방향에 의존하기 때문에, 유동 방향을 측정하도록 이용될 수 있다. 유동 저항은 압력 손실의 발생에 의하여 상대적으로 용이하게 측정될 수 있다.
전체적으로, 유체 배관(1)은 유동에 최적화되고 방향성이 있는 내부 윤곽부를 가진다. 더욱이, 본 구현예들에 따라서, 주름 파이프에서 이전에 발생되었던 상응하는 유동 손실을 감내하지 않으면서 주름 파이프의 유연성이 유지될 수 있다. 전체적으로, 구현예들에 따른 유체 배관의 사용 분야는 그에 의하여 확장된다.
상기의 예들은 단지 설명의 목적을 위해서만 제공되었으며 결코 본 발명을 제한하는 것으로 해석되지 않는다는 점이 주목되어야 한다. 본 발명은 예시적인 구현예를 참조하여 설명되었지만, 여기에서 사용된 어휘들은 제한의 어휘이기 보다는 설명 및 예시의 어휘라는 점이 이해되어야 한다. 본 발명의 사상 및 범위로부터 이탈하지 않으면서, 여기에 기재되고 보정된 바와 같이, 첨부된 청구 범위내에서 변형이 이루어질 수 있다. 본 발명이 특정의 수단, 재료 및 구현예들을 참조하여 설명되었을지라도, 본 발명은 여기에 개시된 특정 내용에 제한되는 것으로 의도되지 않으며, 오히려, 본 발명은 첨부된 청구항들의 범위내에 있는 것과 같은 모든 기능적으로 균등한 구조, 방법 및 용도들에 확장된다.
2. 내부 윤곽부 4. 파동형 정점부
5., 파동형 홈부 6. 전방 측면부
7. 후방 측면부 8. 회전축

Claims (20)

  1. 파동형 정점부(wave peaks) 및 파동형 홈부(wave trough)들을 가지고 구성된 내부 윤곽부를 포함하는 유체 배관(fluid line)으로서,
    각각의 파동형 정점부는 전방 측면부 및 후방 측면부를 가지고, 전방 측면부들은 길이 방향 축에 대하여 후방 측면부의 경사 각도보다 얕은 경사 각도를 가지고 구성되는, 유체 배관.
  2. 제 1 항에 있어서,
    유체 배관은 주름 파이프로서 구성되고, 내부 윤곽부에 평행하게 연장되도록 구성된 외부 윤곽부를 더 포함하는, 유체 배관.
  3. 제 1 항에 있어서,
    전방 측면부의 경사 각도는 50°내지 70°의 범위에 있고, 후방 측면부의 경사 각도는 80°내지 90°의 범위에 있는, 유체 배관.
  4. 제 1 항에 있어서,
    전방 측면부는 볼록한 방식으로 구성되고 배치되는, 유체 배관.
  5. 제 1 항에 있어서,
    후방 측면부는 평탄한 방식으로 구성되는, 유체 배관.
  6. 제 1 항에 있어서,
    파동형 홈부 및 파동형 정점부의 팁(tip)은 고원 형상(plateau shape)으로 구성되는, 유체 배관.
  7. 제 6 항에 있어서,
    팁은 파동형 홈부보다 긴 축방향 연장(延長)을 가지는, 유체 배관.
  8. 압출된 플라스틱 파이프인 제 1 항에 따른 유체 배관.
  9. 제 8 항에 있어서,
    압출된 플라스틱 파이프는 압출된 폴리아미드 파이프(polyamide pipe)인, 유체 배관.
  10. 고원 형상(plateau shaped)으로 되어 있는 파동형 홈부 및 파동형 정점부를 가진 내부 윤곽을 구비하는 주름 파이프를 포함하는 방향성 유체 배관(directional fluid line)으로서,
    파동형 정점부들은, 주름 파이프의 길이 방향 축에 대하여 상이한 경사 각도들로 지향된, 유동 방향에 대한 전방 측면부 및 후방 측면부를 가지는, 방향성 유체 배관.
  11. 제 10 항에 있어서,
    전방 측면부들의 경사 각도는 후방 측면부들의 경사 각도보다 작고, 전방 측면부와 후방 측면부들의 경사 각도 사이의 차이는 10°내지 40°의 범위에 있는, 방향성 유체 배관.
  12. 제 10 항에 있어서,
    후방 측면부들은 전체적으로 평탄하고 전방 측면부들은 볼록한 표면들인, 방향성 유체 배관.
  13. 제 12 항에 있어서,
    볼록한 표면들은 에지(edge) 또는 단계부(step) 없이 파동형 정점부들의 팁(tip)으로 연속적으로 병합되는, 방향성 유체 배관.
  14. 제 12 항에 있어서,
    볼록 표면들의 경사 각도는 볼록 표면들의 길이를 따라서 경사 각도들의 평균치를 포함하는, 방향성 유체 배관.
  15. 제 10 항에 있어서,
    파동형 정점부의 고원 형상(plateau shape)은 길이 방향에서 파동형 홈부의 파동형 형상보다 더 긴, 방향성 유체 배관.
  16. 주름 파이프의 길이 방향 축에 대하여 경사진 각도로 지향된 전방 측면부 및 후방 측면부들을 가진 파동형 정점부로써 구성된 내부 윤곽을 가지는 주름 파이프를 형성하는 단계를 포함하는 유체 배관의 형성 방법으로서,
    전방 측면부는, 길이 방향 축에 대하여, 후방 측면부의 경사 각도보다 작은 경사 각도를 가지고 구성된, 유체 배관의 형성 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    전방 측면부 및 후방 측면부의 경사 각도들 사이의 차이는 10°내지 40°의 범위에 있는, 유체 배관의 형성 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    내부 윤곽부는 파동형 홈부들을 가지고 더 구성되고, 파동형 정점부 및 파동형 홈부는 길이 방향 축에 전체적으로 평행한 표면들을 가지는 고원 형상(plateau shape)인, 유체 배관의 형성 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    플라스틱 재료를 압출하는 단계를 더 포함하는, 유체 배관의 형성 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    플라스틱 재료는 폴리아미드(polyamide)를 포함하는, 유체 배관의 형성 방법.
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