KR20120130048A - 유체 라인 - Google Patents

Abstract

본 발명의 유체 라인은: 파이프; 그 파이프의 일 단부에 배치된 파이프 연결부를 구비한 커넥터로서, 커넥터를 통하여는 쓰루-채널이 형성되고, 상기 파이프 연결부는 쓰루-채널의 일부분을 둘러싸는, 커넥터; 및 상기 커넥터의 적어도 일부분과 상기 파이프의 적어도 일부분을 가열하도록 상기 커넥터와 파이프 내에 구성되고 배치된 히터;를 포함한다. 상기 쓰루-채널의 길이의 적어도 일부분에서 그 쓰루-채널의 유동 단면은 상기 파이프의 유동 단면의 60% 보다 크지 않다.

Description

유체 라인{Fluid line}

[관련 출원의 상호 참조]

본 출원은 2011년 5월 20일자로 출원된 독일 특허출원 제10 2011 102 148.9호에 대한 우선권을 주장하는바, 그 특허출원의 기재사항은 그 전체가 참조로서 여기에 명시적으로 포함된다.

[배경 기술]

본 발명은, 파이프, 파이프 연결부를 가지며 파이프의 일 단부에 배치된 커넥터, 및 커넥터의 적어도 일부분과 파이프의 적어도 일부분을 가열하는 가열 장치(heating device)를 구비한 유체 라인에 관한 것이다. 상기 파이프 연결부는 커넥터를 통해서 쓰루-채널의 일부분을 둘러싼다.

아래에서, 본 발명은 요소(urea)를 저장 컨테이너로부터 소비 지점까지 이송하기 위하여 이용되는 유체 라인을 기초로 설명된다. 요소는 질소 산화물 배출의 감소를 위하여 디젤 엔진에서 이용된다.

이와 같은 유형의 유체 라인이 자동차에 설치된 때에, 외부 온도가 낮은 때에는, 유체 라인 안에서 요소가 얼어서 더 이상 유동할 수 없게 될 위험이 있다. 그러므로 유체 라인을 가열하는 방안이 알려져 있다. 파이프가 가열될 뿐만 아니라, 커넥터도 가열하고자 하는 시도가 이루어진다.

요소는 -11℃의 온도에서 고체화되는바, 즉 얼게 되어서, 요소가 탱크로부터 소비 지점, 예를 들어 분사 펌프로 더 유동함을 막는다. 소정의 표준을 충족시키기 위하여, 가열 장치는 소정의 시간 내에 유체 라인 내의 요소를 해빙시킬 수 있어야 한다. 이것은 소정의 가열 파워(heating power)를 필요로 하여서, 가열 장치는 그에 대응되게 큰 크기를 가져야 한다. 이것은 자동차의 질량을 증가시키고 에너지 소비를 증가시킨다.

일반적으로 파이프는 소정의 유연성을 가져서 유체 라인 내부에 있는 액체의 빙결과 관련된 체적 증가를 어렵지 않게 허용할 수 있으나, 커넥터는 통상적으로 그렇게 탄성적이지 못하다. 그러므로, 액체의 빙결로 인하여 커넥터가 손상될 위험이 있다.

본 발명의 목적은, 외부 온도가 낮은 경우에도 작동 준비가 신속히 되는 가열가능한 유체 라인을 제공하는 것이다.

상기 목적은 도입부에서 언급된 유형의 유체 라인에 의하여 달성되는바, 그 유체 라인에서는 쓰루-채널이, 그 쓰루-채널의 길이의 적어도 일부분에서 파이프의 유동 단면의 60%보다 크지 않은 유동 단면을 갖는다.

그 유체 라인을 통해 유동하는 액체는 기껏해야 그 유동 단면을 채울 수 있을 뿐이다. 만일 커넥터 내측의 유동 단면이 상대적으로 작다면, 이 지점에서 얼 수 있는 액체도 적게 존재하게 된다. 얼 수 있는 액체의 체적이 작을 수록, 그 액체 체적이 더 신속히 해빙될 수 있다. 또한, 액체의 빙결 중의 체적 증가는 액체 체적에도 의존한다. 따라서, 작은 체적은 큰 체적에 비하여 현저히 적게 팽창한다. 그러므로, 빙결 중에 팽창하는 액체에 의한 커넥터에의 손상 위험은 낮게 유지된다.

바람직하게는, 길이의 일부에서의 쓰루-채널의 유동 단면은 파이프의 유동 단면의 50%보다 크지 않다. 그러므로, 상기 길이의 일부분에서의 쓰루-채널의 유동 단면은 파이프의 유동 단면의 크기의 절만으로 만들어질 수 있다. 이로써, 커넥터 안에서 얼 수 있고 또한 해빙되어야 할 액체의 체적은 낮게 유지된다. 그러나 동시에, 그 액체가 문제시될 정도의 저항없이 커넥터를 통하여 유동할 수 있도록 충분한 유동 단면이 제공된다.

바람직하게는, 상기 가열 장치가 히터 로드로서 구현되는바, 그 히터 로드는, 파이프 밖에서 커넥터의 파이프 연결부 안으로 안내되고, 또한 파이프 연결부의 내부에서 쓰루-채널의 유동 단면을 감소시킨다. 따라서, 히터 로드는 두 가지 기능을 수행한다. 한편으로는, 유체 라인 내에 존재하는 액체로 직접 도입될 수 있는 열을 히터 로드가 발생시킬 수 있다. 그러므로, 이 열이 파이프 또는 커넥터의 재료를 관통할 필요가 없다. 다른 한편으로는, 그 히터 로드가 커넥터의 내부에 있는 자유 공간의 일부를 채운다. 히터 로드가 존재하는 곳에서는 액체가 존재할 수 없고 또한 얼 수 없다.

바람직하게는, 상기 히터 로드가 굽힘가능한 방식으로 구현된다. 따라서, 상기 히터 로드는, 직선의 경로를 갖지 않는 파이프 안으로 삽입될 수도 있다는 장점을 갖는다. 다른 한편으로, 이 실시예는, 쓰루-채널이 직선의 경로를 갖는 때에 히터 로드가 커넥터로부터 측방향으로 안내될 수 있다는 장점을 갖는다. 이 경우, 히터 로드는 쓰루-채널 전체를 부분적으로 채우지는 않고 쓰루-채널의 길이의 일부에서만 부분적으로 채우지만, 히터 로드는 상대적으로 적은 체적의 액체를 해빙시키기만 하면 되므로 그러한 점이 중요하지는 않다. 그 액체가 해빙되자마자, 그것은 액체의 얼은 영역으로 열을 전달할 수 있고, 이로써 그에 대응되게 짧은 해빙이 얻어질 수 있다.

바람직하게는, 커넥터가 쓰루-채널과 0°와 상이한 각도를 형성하는 히터 출구 채널을 갖는데, 이 때 경사 요소는 쓰루-채널 내에 배치되고, 경사 요소는 쓰루-채널로부터 히터 출구 채널까지 지향된 안내 표면을 가지며, 그 경사 요소는 파이프 연결부의 다른 측부에서의 쓰루-채널의 단면을 감소시킨다. 경사 요소는 두 개의 기능들을 갖는다. 히터 로드가 파이프 연결부를 통하여 커넥터의 내부 안으로 안내되는 때에, 그것은 안내 표면에 의하여 히터 출구 채널 안으로 편향되어서, 연결 기하형태부에 도달하여 커넥터와 상대 요소 간의 연결의 형성을 방해하지 않는다. 다른 한편으로, 상기 경사 요소는 커넥터 내부의 체적 감소에도 기여한다. 경사 요소가 거기에 배치되는 경우, 거기에는 얼 수 있는 액체가 존재할 수 없게 된다. 경사 요소는, 히터 로드가 이미 편향(deflect)되어서 커넥터의 내부 안에 있는 액체를 가열함에 있어 더 이상 직접적으로 사용될 수 없는 곳에 위치된다. 따라서, 경사 요소는 가열될 액체의 체적 감소에 대해 유리한 조건을 마련하기도 한다.

바람직하게는, 경사 요소가, 히터 출구 채널과 쓰루-채널에 의해 펼쳐지는 평면에서 쓰루-채널을 채우고, 그에 대해 직각을 이루는 평면에서는 그 쓰루-채널 내에 빈 유동 단면을 남긴다. 쓰루-채널은 경사 요소에 의하여 두 개의 절반부들로 나뉘는바, 그 절반부들은 쓰루-채널의 좌측과 우측에서 유동 방향에 대해 평행하게 배치된다. 여기에서, 그 액체를 위해 충분한 유동 단면이 가용하게 된다. 그러나, 그 유동 채널 사이는 경사 요소에 의하여 완전히 채워져서 액체가 여기에 모일 수 없게 된다.

바람직하게는, 경사 요소가, 경사 요소의 영역에서 쓰루-채널의 최대 폭의 50%보다 크지 않은 폭을 가진다. 따라서, 적어도 50%의 다른 폭 부분은 유체의 유동을 위하여 자유롭도록 남게 되는바, 즉 경사 요소에 의하여 막히지 않는다. 쓰루-채널의 단면이 원형이고 경사 요소가 최대 직경의 영역에 배치되는 때에도, 유체가 커넥터를 통하여 유동하기에 가용한 충분한 단면적이 허용된다. 그러나, 50%보다 크지 않은 폭은, 경사 요소에 의하여 히터 출구 채널로 편향될 히터의 팁에 대해 충분히 폭넓은 안내 표면을 제공하기에 충분하다.

바람직하게는, 경사 요소가 커넥터와 일체로 구현된다. 예를 들어 커넥터가 사출성형 부품으로서 구현되는 때에는, 경사 요소가 그 커넥터와 일체로 사출성형될 수 있다. 따라서, 경사 요소의 생산 및 커넥터 안으로의 삽입을 위하여, 사실상 추가적인 비용이 더 이상 필요하지 않게 된다. 동시에, 그 경사 요소는 안내 표면의 양 단부들에서 하우징(housing)에 연결되어서, 그 안내 표면이 충분한 힘을 가지고 유지되어서, 안내 표면이 변위되지 않는 채로 히터의 팁이 안내 표면을 따라서 미끄러질 수 있게 된다. 특히, 안내 표면은, 히터 출구 채널 안으로의 히터의 팁의 안내가 방해받도록 기울어질 수 없다.

바람직하게는, 파이프 연결부 내측에서 쓰루-채널을 한정하는 원주형 벽과 히터 로드 사이에 쓰루-채널의 축에 대해 직각이고 최대 길이 1mm 인 간극이 제공된다. 따라서, 파이프 연결부와 히터 로드 사이에서의 액체 층, 또는 그에 대응되는 얼음 층이 최대 1mm 의 두께를 갖는다. 그러므로, 그 얼음 층은 그에 대응되게 신속히 해빙될 수 있다.

본 발명은 유체 라인에 관한 것인바, 그 유체 라인은: 파이프; 상기 파이프의 일 단부에 배치된 파이프 연결부(pipe connection)를 구비한 커넥터로서, 커넥터를 통하여는 쓰루-채널(through-channel)이 구비되고, 파이프 연결부가 쓰루-채널의 일부분을 둘러싸는, 커넥터; 및 상기 커넥터의 적어도 일부분과 상기 파이프의 적어도 일부분을 가열하도록 커넥터와 파이프 내에 구성되고 배치된 히터;를 포함한다. 상기 쓰루-채널의 길이의 적어도 일부분에서 쓰루-채널의 유동 단면(flow cross section)은 파이프의 유동 단면의 60%보다 크지 않다.

다른 실시예에서, 길이의 일부분에서의 쓰루-채널의 유동 단면은 파이프의 유동 단면의 50%보다 크지 않다.

추가적인 실시예에서, 상기 히터는 히터 로드(heater rod)로서 구현되고, 그 히터 로드는, 파이프 밖에서 커넥터의 파이프 연결부 안으로 연장되며, 상기 파이프 연결부에 의하여 둘러싸인 쓰루-채널의 적어도 일부분에서 유동 단면을 한정한다.

또 다른 실시예에서, 상기 히터 로드는 굽힘가능한 방식(bendable manner)으로 구현된다.

실시예들에서, 상기 커넥터는: 상기 쓰루-채널에 대해 0°와 상이한 각도를 형성하는 히터 출구 채널(heater outlet channel); 및 상기 쓰루-채널 내에 배치된 안내 표면(guide surface)을 갖는 경사 요소(ramp element);를 더 포함한다. 상기 안내 표면은, 상기 쓰루-채널로부터 상기 히터 출구 채널로 지향되고, 파이프 연결부의 다른 측에서 쓰루-채널의 단면을 감소시킨다.

추가적인 실시예들에서, 경사 요소는 히터 출구 채널과 쓰루-채널을 통하여 펼쳐진 평면에서 쓰루-채널에 걸쳐 있고, 그 경사 요소는 히터 출구 채널과 쓰루-채널을 통하여 펼쳐진 평면에 대해 직각인 평면에서 쓰루-채널 내에 유동 단면을 한정한다.

추가적인 실시예들에서, 경사 요소는 경사 요소의 영역에서 쓰루-채널의 최대 폭의 50%보다 크지 않은 폭을 갖는다.

또 다른 실시예들에서, 상기 경사 요소는 커넥터와 일체로 구현된다.

실시예들에서, 상기 파이프 연결부 내에서 쓰루-채널을 한정하는 원주형 벽과 히터 로드 사이에는 상기 쓰루-채널의 축에 대해 직각으로 최대길이가 1 mm 인 간극이 형성된다.

다른 실시예들에서, 상기 커넥터는 상기 쓰루-채널과 0°의 각도를 형성하는 히터 출구 채널을 더 포함한다.

본 발명은 유체 라인의 조립 방법에 관한 것이기도 한데, 상기 유체 라인은: 파이프; 상기 파이프의 일 단부에 배치된 파이프 연결부를 구비한 커넥터로서, 내부에 쓰루-채널이 구비되고, 상기 쓰루-채널의 일부분이 파이프 연결부에 의하여 둘러싸인, 커넥터; 및 상기 커넥터의 적어도 일부분과 상기 파이프의 적어도 일부분을 가열하도록 구성되고 배치된 히터;를 구비하고, 상기 파이프는 파이프 직경을 가지며, 상기 쓰루-채널은 내측 직경을 가지고, 상기 히터는 히터 직경과 히터 폭 중의 한 가지를 갖는다.

상기 유체 라인의 조립 방법은: 상기 쓰루-채널의 적어도 일부분에서 쓰루-채널의 유동 단면이 상기 파이프의 유동 단면의 60%보다 크지 않게 되도록, 상기 히터 직경과 상기 히터 폭 중의 한 가지, 상기 쓰루-채널 내측 직경, 및 상기 파이프 직경 중의 적어도 하나를 선택함; 상기 히터를 상기 쓰루-채널 안으로 삽입함; 및 상기 파이프를 상기 파이프 연결부에 부착시킴;을 포함한다.

다른 실시예에서, 길이의 일부분에서의 상기 쓰루-채널의 유동 단면은 상기 파이프의 유동 단면의 50%보다 크지 않다.

추가적인 실시예들에서, 상기 히터는 히터 로드로서 구현되고, 그 히터 로드는, 상기 파이프 밖에서 상기 커넥터의 파이프 연결부 안으로 연장되며, 상기 파이프 연결부에 의하여 둘러싸인 쓰루-채널의 적어도 일부분에서 유동 단면을 한정한다.

또 다른 실시예에서, 상기 히터 로드는 굽힘가능한 방식으로 구현된다.

실시예들에서, 상기 커넥터는: 상기 쓰루-채널과 0°와 상이한 각도를 형성하는 히터 출구 채널; 및 상기 쓰루-채널 내에 배치된 안내 표면을 구비한 경사 요소;를 더 포함한다. 상기 안내 표면은, 쓰루-채널로부터 상기 히터 출구 채널로 지향되며, 파이프 연결부의 다른 측부에서 상기 쓰루-채널의 단면을 감소시킨다.

다른 실시예에서, 상기 경사 요소는, 히터 출구 채널과 쓰루-채널을 통하여 펼쳐진 평면에서 쓰루-채널에 걸쳐져 배치되고, 또한 히터 출구 채널과 쓰루-채널을 통하여 펼쳐진 평면에 대해 직각인 평면에서 쓰루-채널 내에 유동 단면을 한정한다.

추가적인 실시예들에서, 상기 경사 요소는, 경사 요소의 영역에서 쓰루-채널의 최대 폭의 50%보다 크지 않은 폭을 갖는다.

또 다른 실시예에서, 상기 경사 요소는 상기 커넥터와 일체로 구현된다.

실시예들에서, 상기 파이프 연결부 내에서 쓰루-채널을 한정하는 원주형 벽과 히터 로드 사이에는 상기 쓰루-채널의 축에 대해 직각으로 최대길이가 1 mm 인 간극이 한정된다.

다른 실시예에서, 상기 커넥터는 상기 쓰루-채널과 0°의 각도를 형성하는 히터 출구 채널을 더 포함한다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예들 및 장점들은 첨부 도면과 본 명세서로부터 명확하게 될 것이다.

이하에서는 하기의 첨부된 도면들을 참조로 하여 본 발명의 예시적인 실시예들의 비제한적인 예들에 관하여 상세히 설명하는바, 그 참조 도면들에 걸쳐서 유사한 참조 번호는 유사한 부분을 나타낸다.
도 1 에는 커넥터를 통한 개략적 종단면이, 연결된 파이프와 함께 도시되어 있고;
도 2 에는 도 1 의 II-II을 따라 취한 단면이 도시되어 있고;
도 3 에는 커넥터의 변형된 실시예의 단면도가 도시되어 있다.

여기에서 제시되는 구체사항들은 예시적으로서 제공된 것이며 또한 본 발명의 실시예들에 관해 예시적으로서 설명하기 위한 목적으로서만 제공된 것인바, 이것은 본 발명의 개념적인 사항들과 원리를 용이하게 이해할 수 있고 또한 가장 유용한 것으로 믿어지는 것을 제공함을 목적으로 하여 제시된다. 이 점에 있어서, 본 발명에 관한 구조 면에서의 상세부분들을 본 발명의 기본적인 이해를 위하여 필요한 것보다 더 상세히 제시하고자 하지는 않았으며, 도면들을 참조로 하는 하기의 상세한 설명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 몇몇 형태들이 어떻게 실제에 있어서 구현될 수 있는지를 명확히 이해하기에 충분한 것이다.

도 1 에는 커넥터(2) 및 파이프(3)를 구비한 가열가능한 유체 라인(1)이 도시되어 있다. 파이프는 유연하다. 그것은 압축된 플라스틱으로 만들어지거나 또는 호스(hose) 재료로 만들어질 수 있다. 또한 호스는 하기의 "파이프"라는 용어에 의해 포괄된다.

파이프(3)는, 커넥터의 파이프 연결부(4) 상으로 밀리고, 거기에서 오-링(O-ring; 5)에 의하여 밀봉된다. 파이프 연결부(4)는 그 외측부에 소나무 형태의 윤곽을 갖는다. 필요하다면, 파이프(3)는, 예를 들어 호스 클램프 등과 같은 클램핑 요소(clamping element)에 의하여, 파이프 연결부(4)에 유지될 수 있다.

쓰루-채널(6)은 파이프 연결부(4)를 통해 한정되는바, 그 쓰루-채널(6)은 커넥터 전체를 통해 직선 방식으로 연장되고, 도 2 에 도시된 바와 같이 연결 기하형태부(connection geometry; 7)까지 안내된다. 연결 기하형태부(7)에 의하여, 커넥터(2)는 다른 라인, 탱크, 또는 조립체의 파이프 커넥터에 부착될 수 있다. 연결 기하형태부(7)의 정밀한 형상은 본 발명의 본질적인 부분이 아니다. 그러나, 그것은, 커넥터(2)와 파이프 연결부 간의 연결이 충분한 강도 및 기밀성을 갖도록 구현되어야 한다.

점선에 의하여 표시된 히터(8)는 파이프(3)의 자유 단면 내에 배치된다. 본 경우에 있어서의 히터(8)는 유연성의 히터 로드(heater rod)로서 구현되는바, 이것은 압출 플라스틱 재료 안에 내장되는 적어도 하나의 가열 전도체를 구비한다. 바람직하게는, 두 개의 가열 전도체들이 제공되는데, 이들은 커넥터(2)로부터 먼 일 단부에서 서로 연결되어, 히터(8)의 일 단부에서만 전기 공급이 필요하게 된다. 히터(8)는 유연하고 또한 굽힘가능한 것이지만, 그것은 소정의 내재적인 강직성을 가지고 있어서, (히터(8)가 내부에 배치된 상태로) 파이프(3)가 파이프 연결부(4)로 밀리는 때에 히터(8)가 파이프 연결부(4) 안의 쓰루-채널(6) 안으로 밀어 넣어질 수 있다.

히터(8)는, 연결 기하형태부(7)에 의하여 수립된 연결부와 간섭되지 않도록, 연결 기하형태부(7)에 도달하기 전에 커넥터(2)로부터 이탈하여야 한다. 따라서, 커넥터는 히터 출구 채널(9)을 갖는데, 이것의 종축(10)은 쓰루-채널(6)의 종축(11)에 대해 각도 α 를 이룬다. 각도 α 는 0°보다 크고, 바람직하게는 20° 내지 80°의 범위 내에 있다.

히터 출구 채널(9)은 연결부(12) 내에 배치되는데, 이 연결부는 쓰루-채널(6)의 종축(11)에 대해 각도 α 로 정렬된다. 연결부(12) 내에는 오-링(O-ring; 13)이 제공된다. 오-링(13)은 히터(8)를 기밀 방식으로 지탱하고, 히터 출구 채널 밖으로의 액체의 누설을 방지한다. 오-링(13)은 플러그(14)에 의하여 히터 출구 채널(9) 내에 유지되는바, 그 플러그는 연결부(12)에 배치된다. 그러나, 플러그(14)는 오-링을 제 위치에 유지시킬 뿐이고, 그것을 압축시키지는 않는다.

위에서 설명된 바와 같이, 히터(8)는 소정의 내재적인 강직성을 갖는다. 그러므로, 히터(8)를 편향시키기 위하여 보조적인 공구가 필요하지 않으며, 그 히터(8)의 팁(tip)은, 히터(8)가 히터 출구 채널(9)을 통해 나가도록, 쓰루-채널(6)을 통해 본질적으로 종축(11)을 따라서 안내된다. 이를 위하여, 쓰루-채널(6) 내에는 경사 요소(15)가 마련되는데, 이 경사 요소는 특히 도 2 에 잘 도시되어 있다. 경사 요소(15)는 커넥터(2)와 함께 일체로 구현된다. 커넥터(2)가 사출성형 부품으로서 구현되는 때에는, 경사 요소(15)가 사출성형 중에 직접적으로 커넥터와 함께 제작된다.

경사 요소(15)는 곡선을 이룬, 즉 비틀림이 없는 방식으로 구현된 안내 표면(16)을 갖는다. 안내 표면(16)은, 쓰루-채널(6)의 "하측부", 즉 히터 출구 채널(9)의 반대측에 있는 측부로부터 히터 출구 채널(9)까지 연장되고, 히터 출구 채널(9)의 벽에서 연속된다. 따라서, 히터(8)의 팁은 단차부, 비틀림부, 홈 등과 같은 것에 의하여 방해받지 않고서 안내 표면(16)을 따라 미끄러질 수 있다. 히터(8)가 파이프 연결부(4)를 통해서 쓰루-채널(6) 안으로 안내되는 때에, 상기 팁은 경사 요소(15)의 안내 표면(16)에 의해서 편향되어, 자동적으로 히터 출구 채널(9)에 도달하게 된다.

도 1 에 따른 단면의 평면, 즉 히터 출구 채널(9)의 종축(10)과 쓰루-채널(6)의 종축(11)에 걸친 평면에서는, 도 1 에 도시된 바와 같이 경사 요소(15)가 쓰루-채널(6)을 완전히 채운다. 따라서, 경사 요소(15)는 안내 표면(16)의 양 단부들에서 커넥터(2)의 하우징(17)에 연결된다. 그러므로, 경사 요소(15)가 히터(8)의 팁에 의한 힘의 작용을 받는 때에 경사 요소(15)가 기울어질 위험은 없다. 그러나, 특히 도 2 에서 알 수 있는 바와 같이, 경사 요소(15)는 쓰루-채널(6)을 완전히 채우지는 않는다. 사실, 도 1 에 도시된 평면에 대한 횡방향에서는, 두 개의 유동 단면들(18, 19)이 자유롭게 남게 되고, 작동시에는 이 단면들을 통하여 유체가 여전히 유동할 수 있다. 경사 요소(15)는 쓰루-채널(6)의 자유 단면을 어느 정도 감소시키지만, 유체의 유동을 위한 충분한 단면이 여전히 남아 있다.

두 개의 유동 단면들(18, 19) 각각이 히터(8)의 직경보다 작은 폭을 갖는다는 점을 알 수 있다. 따라서, 어느 경우에서든, 히터(8)가 커넥터(2) 안으로 삽입되는 때에, 히터(8)가 안내 표면(16)에 의하여 히터 출구 채널(9)의 방향으로 편향됨이 보장된다. 한편, 경사 요소(15)는 경사 요소(15)의 영역에서 쓰루-채널(6)의 최대 폭의 50% 보다 크지 않은 폭을 갖는다.

히터(8)가 원형의 단면을 가지지 않고 이에 따라 사실상 직경을 가지지 않는 경우에는, 유동 단면들(18, 19)의 폭 방향에서 히터(8)의 폭이 유동 단면들(18, 19)의 폭보다 크고, 이로써 이 경우에서도 커넥터 안으로의 삽입 중에 히터(8)가 경사 요소(15)에 의해 편향됨이 신뢰성 있게 보장된다.

이 유형의 커넥터(2)를 구비한 가열가능한 유체 라인(1)의 생산 설계는 상대적으로 간편하다. 히터(8)가 미리 결정된 길이만큼 파이프(3)로부터 돌출되어 나오도록, 파이프(3)가 히터(8)와 함께 사전조립된다. 따라서, 파이프(3)가 파이프 연결부(4)에 밀려 끼워지기 전에, 히터(8)는 파이프 연결부(4)의 내부에서 쓰루-채널(6)에 이미 도달한다. 파이프(3)를 파이프 연결부(4)로 밀어 끼우기 위하여 파이프(3) 및 히터(8)가 함께 더 움직여지는 때에는, 히터(8)의 팁이 경사 요소(15)에서 안내 표면(16)에 의해 편향되어서, 그 팁이 히터 출구 채널(9)에 도달하여 그곳에서 커넥터(2)로부터 자유로이 이탈할 수 있다.

물론, 커넥터(2) 안으로 히터(8)만을 삽입한 후에, 히터(8) 위로 파이프(3)를 안내하여 그것을 파이프 연결부(4)에 밀어 끼우는 것도 가능하다.

특히 도 1 에서 알 수 있는 바와 같이, 파이프 연결부(4) 내측의 쓰루 채널(6) 안의 유동 단면은 파이프(3) 내의 대응되는 유동 단면보다 현저히 작다. 예를 들어, 파이프(3)의 내측 직경이 6mm 이고 파이프 연결부(4) 내측의 쓰루-채널(6)의 내측 직경이 4.75 mm 라고 한다면, 4mm 직경의 히터 로드를 사용할 때에 파이프(3) 내측의 유동 단면은 15.7 mm² 가 되고 쓰루-채널(6)의 유동 단면은 5.1 mm² 가 된다. 따라서 파이프 연결부(4) 내측의 쓰루-채널(6)의 유동 단면은 파이프(3) 내측의 유동 채널의 면적의 대략 32% 일 뿐이다.

히터 로드(8)가 중앙에 배치된 때에, 히터(8)와 파이프 연결부(4)의 내측 원주형 벽 사이에는 0.375 mm 두께를 갖는 고리형 간극이 형성된다. 이 고리형 간극은 충분한 양의 요소가 커넥터를 통해 지나감을 허용하기에 충분하다. 그러나, 많은 경우들에 있어서, 히터 로드(8)는 중앙에 놓이지 않을 것이다. 그러나, 도시된 바와 같은 크기로 인하여, 히터 로드(8)가 파이프 연결부(4)의 내측 벽을 지탱하는 때에, 히터 로드와 파이프 연결부(4) 사이의 간극이 0.75 mm 의 최대 두께를 갖는다.

도 3 에는 커넥터(2')의 변형된 실시예가 도시되어 있다. 동일한 요소들 및 동일한 기능을 갖는 요소들에는 도 1 및 도 2 에서와 동일한 참조번호가 부여되었다.

도 1 및 도 2 에 도시된 실시예에서는 쓰루-채널(6)이 직선으로 연장되지만 (이 유형의 커넥터는 "0°커넥터"라 호칭되기도 함), 도 3 에 도시된 커넥터(2')를 구비한 쓰루-채널(6')은 90°만큼의 방향 변화를 갖는다. 이 유형의 커넥터(2')는 "90°커넥터"라고 호칭되기도 한다.

여기에서, 히터 로드(8)는, 쓰루-채널(6') 내측의 유동 단면이 파이프(3) 내측의 유동 채널 단면보다 훨씬 더 작도록, 그 길이의 일부분에서 쓰루-채널(6')을 채운다는 것을 알 수 있다. 여기에서 히터 로드(8)는 커넥터(2')를 통해 직선으로 안내되는바, 즉 히터 출구 채널(9')은 파이프 연결부(4)를 직선으로 연장되게 한다.

히터 로드(8)에 의하여 직접적으로 가열되지 않는 체적은, 도 1 및 도 2 에 따른 커넥터(2)의 체적에 실질적으로 상응한다.

상기 예들은 단지 설명을 위한 목적으로 제공되었을 뿐이고, 어떤 방식으로든 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다는 점에 유의한다. 본 발명은 예시적인 실시예들을 참조로 하여 설명되었으나, 여기에서 사용된 단어들은 제한의 단어라기 보다는, 설명 및 예시를 위한 단어들이라는 점이 이해되어야 할 것이다. 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않는 한, 현재 제시되거나 보정될 수 있는 첨부된 청구범위의 범위 내에서 변형이 가해질 수 있다. 여기에서 본 발명은 특정의 수단, 재료, 및 실시예들을 참조로 하여 설명되었으나, 본 발명이 여기에 기재된 특정예에 국한되도록 의도된 것은 아니며, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범위 내에 있는 것과 기능적으로 동등한 구조, 방법, 및 용도 모두를 포괄하는 것이다.

Claims (20)

1. 파이프;
   상기 파이프의 일 단부에 배치된 파이프 연결부(pipe connection)를 구비한 커넥터로서, 커넥터를 통하여는 쓰루-채널(through-channel)이 구비되고, 파이프 연결부가 쓰루-채널의 일부분을 둘러싸는, 커넥터; 및
   상기 커넥터의 적어도 일부분과 상기 파이프의 적어도 일부분을 가열하도록 커넥터와 파이프 내에 구성되고 배치된 히터;를 포함하는 유체 라인으로서,
   상기 쓰루-채널의 길이의 적어도 일부분에서 쓰루-채널의 유동 단면(flow cross section)은 파이프의 유동 단면의 60%보다 크지 않은, 유체 라인.
2. 제 1 항에 있어서,
   길이의 일부분에서의 쓰루-채널의 유동 단면은 파이프의 유동 단면의 50%보다 크지 않은, 유체 라인.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 히터는 히터 로드(heater rod)로서 구현되고, 그 히터 로드는, 파이프 밖에서 커넥터의 파이프 연결부 안으로 연장되며, 상기 파이프 연결부에 의하여 둘러싸인 쓰루-채널의 적어도 일부분에서 유동 단면을 한정하는, 유체 라인.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 히터 로드는 굽힘가능한 방식(bendable manner)으로 구현된, 유체 라인.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 커넥터는:
   상기 쓰루-채널에 대해 0°와 상이한 각도를 형성하는 히터 출구 채널(heater outlet channel); 및
   상기 쓰루-채널 내에 배치된 안내 표면(guide surface)을 갖는 경사 요소(ramp element);를 더 포함하고,
   상기 안내 표면은, 상기 쓰루-채널로부터 상기 히터 출구 채널로 지향되고, 파이프 연결부의 다른 측에서 쓰루-채널의 단면을 감소시키는, 유체 라인.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 경사 요소는, 쓰루-채널과 히터 출구 채널을 통하여 펼쳐진 평면에서 쓰루-채널에 걸치도록 배치되고, 쓰루-채널과 히터 출구 채널을 통하여 펼쳐진 평면에 대해 직각인 평면에서 쓰루-채널 내에 유동 단면(flow cross-section)을 정의하는, 유체 라인.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 경사 요소는, 경사 요소의 영역 내에서 쓰루-채널의 최대 폭의 50% 보다 크지 않는 폭을 갖는, 유체 라인.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 경사 요소는 커넥터와 일체로 구현된, 유체 라인.
9. 제 3 항에 있어서,
   상기 파이프 연결부 내에서 쓰루-채널을 한정하는 원주형 벽과 히터 로드 사이에는 상기 쓰루-채널의 축에 대해 직각으로 최대길이가 1 mm 인 간극이 한정되는, 유체 라인.
10. 제 3 항에 있어서,
    상기 커넥터는 상기 쓰루-채널과 0°의 각도를 형성하는 히터 출구 채널을 더 포함하는, 유체 라인.
11. 유체 라인의 조립 방법으로서,
    상기 유체 라인은: 파이프; 상기 파이프의 일 단부에 배치된 파이프 연결부를 구비한 커넥터로서, 내부에 쓰루-채널이 구비되고, 상기 쓰루-채널의 일부분이 파이프 연결부에 의하여 둘러싸인, 커넥터; 및 상기 커넥터의 적어도 일부분과 상기 파이프의 적어도 일부분을 가열하도록 구성되고 배치된 히터;를 구비하고, 상기 파이프는 파이프 직경을 가지며, 상기 쓰루-채널은 내측 직경을 가지고, 상기 히터는 히터 직경과 히터 폭 중의 한 가지를 가지며,
    상기 유체 라인의 조립 방법은:
    상기 쓰루-채널의 적어도 일부분에서 쓰루-채널의 유동 단면이 상기 파이프의 유동 단면의 60%보다 크지 않게 되도록, 상기 히터 직경과 상기 히터 폭 중의 한 가지, 상기 쓰루-채널 내측 직경, 및 상기 파이프 직경 중의 적어도 하나를 선택함;
    상기 히터를 상기 쓰루-채널 안으로 삽입함; 및
    상기 파이프를 상기 파이프 연결부에 부착시킴;을 포함하는, 유체 라인의 조립 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    길이의 일부분에서의 상기 쓰루-채널의 유동 단면은 상기 파이프의 유동 단면의 50%보다 크지 않은, 유체 라인의 조립 방법.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 히터는 히터 로드로서 구현되고, 그 히터 로드는, 상기 파이프 밖에서 상기 커넥터의 파이프 연결부 안으로 연장되며, 상기 파이프 연결부에 의하여 둘러싸인 쓰루-채널의 적어도 일부분에서 유동 단면을 한정하는, 유체 라인의 조립 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 히터 로드는 굽힘가능한 방식으로 구현된, 유체 라인의 조립 방법.
15. 제 13 항에 있어서,
    상기 커넥터는:
    상기 쓰루-채널과 0°와 상이한 각도를 형성하는 히터 출구 채널; 및
    상기 쓰루-채널 내에 배치된 안내 표면을 구비한 경사 요소;를 더 포함하고,
    상기 안내 표면은, 쓰루-채널로부터 상기 히터 출구 채널로 지향되며, 파이프 연결부의 다른 측부에서 상기 쓰루-채널의 단면을 감소시키는, 유체 라인의 조립 방법.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 경사 요소는, 히터 출구 채널과 쓰루-채널을 통하여 펼쳐진 평면에서 쓰루-채널에 걸쳐져 배치되고, 또한 히터 출구 채널과 쓰루-채널을 통하여 펼쳐진 평면에 대해 직각인 평면에서 쓰루-채널 내에 유동 단면을 한정하는, 유체 라인의 조립 방법.
17. 제 15 항에 있어서,
    상기 경사 요소는, 경사 요소의 영역에서 쓰루-채널의 최대 폭의 50%보다 크지 않은 폭을 갖는, 유체 라인의 조립 방법.
18. 제 15 항에 있어서,
    상기 경사 요소는 상기 커넥터와 일체로 구현되는, 유체 라인의 조립 방법.
19. 제 11 항에 있어서,
    상기 파이프 연결부 내에서 쓰루-채널을 한정하는 원주형 벽과 히터 로드 사이에는 상기 쓰루-채널의 축에 대해 직각으로 최대길이가 1 mm 인 간극이 한정되는, 유체 라인의 조립 방법.
20. 제 13 항에 있어서,
    상기 커넥터는 상기 쓰루-채널과 0°의 각도를 형성하는 히터 출구 채널을 더 포함하는, 유체 라인의 조립 방법.

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