KR920004953B1 - 열파이프 및 동종의 폐쇄 용기를 배출 및 충전시키는 방법 및 장치 - Google Patents

열파이프 및 동종의 폐쇄 용기를 배출 및 충전시키는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
열파이프 및 동종의 폐쇄 용기를 배출 및 충전시키는 방법 및 그 장치
[도면의 간단한 설명]
제 1 도는 충전 공정 중에 열파이프를 적소에 고정하고 있는 본 발명의 장치의 평면도.
제 2 도는 제 1 도에 도시한 장치의 측면도.
제 3 도는 제 2 도의 선 3-3을 따라 취한 부분적으로 절취된 확대단면도.
[발명의 상세한 설명]
[배경]
본 발명은 열파이프 및 이와 유사한 폐쇄 용기를 배출 및 충전시키는(evacuating and filling)방법 및 그 장치에 관한 것이다. 상기 용기는 밸브가 있는 개구부를 가지며, 이 개구부는 용기의 내부가 배출되고 충전되는 동안 장치에 대해 밀봉되어 있을 수 있다. 그 다음에, 밸브는 개구부가 여전히 밀봉되어 있는 동안에 폐쇄된다.
열파이프는 내부에 챔버가 있는 폐쇄용기이다. 열파이프에는 열유입부 및 열유출부가 있다. 챔버 내의 유체는 순환되며 증기 및 액체의 물질 전달과 결부되는 기화열 및 응축열에 의하여 주로 열을 전달한다. 열파이프는 유체의 증발 및 응축을 이용하며 유체의 물질 전달에 의해 효과적인 열전달을 이룬다. 열파이프의 작동 유체로는 물, 암모니아, 메탄올 또는 다른 알코올류, 또는 프레온과 같은 할로겐화 탄화수소들이 될 수 있다. 특성의 작동 유체 및 열파이프의 작동 압력에 관계하는 작동 유체의 양은 물질의 혼화성(混和性)에 따라 열파이프의 작동 중에 예상되는 온도범위에 의해 선택된다.
따라서, 열파이프의 챔버 내의 작동 유체는 유체의 충전 또는 "투입"의 양 및 질의 양자에 대하여 모두 필수적이다. 정확한 유체 충전 또는 "투입"을 이루기 위하여, 기존의 열파이프에는 제조되는 동안에 챔버와 연통되는 외부로 돌출한 충전관이 마련된다. 물리적인 제조가 완료된 후에, 열파이프에 적절한 유체를 충전한다. 먼저, 열파이프 챔버로부터 최초의 물질을 배출시키도록 충전관을 진공원(vacuum source)에 연결하고, 그 다음에 이 충전관을 통해 적정량의 선택된 작동 유체를 투입한다. 충전 후에, 열파이프 챔버가 폐쇄된 일체성을 유지하도록 충전관을 크림핑(crimping) 및 용접에 의해 폐쇄된다. 이와 같은 열파이프의 충전 방법은 시간 낭비이며, 성공적이 되기 위해서는 필수적으로 수행되어야만 하는 공정이며, 영구적이고, 반복성을 달성하기 어려우며, 오목한 충전 포트(port)에 사용될 수 없다. 따라서, 용기의 내부를 배출하고, 충전 및 밀폐가 신속하고 신뢰성 있게 이루어지도록 열파이프 및 이와 유사한 폐쇄 용기의 내부를 배출하고 충전하기 위한 방법 및 장치가 필요하다.
[요약]
본 발명의 이해를 돕기 위하여, 본 발명은 열파이프 및 유사한 폐쇄용기의 내부를 배출하고 충전하기 위한 방법 및 장치에 대해서 요약된 형태로서 설명될 수 있다. 충전 장치는 그에 대해 열파이프의 충전 포트가 고정되는 외부 밀봉부를 갖는다. 전술한 방법은 포트가 밀봉부에 고정되어 있는 동안에 열파이프의 내부를 배출하고 충전하는 단계를 포함한다. 열파이프의 충전 포트에는 내부 밸브가 마련되며, 이 밸브는 열파이프를 충전 장치에 대해 밀봉된 채로 유지시키면서 충전 통로를 통하여 폐쇄된다.
그러므로, 본 발명의 목적 및 장점은 외부의 보조 충전관을 요하지 않지만, 그 대신 그 내부에 내부 밸브가 있는 충전 포트를 가짐으로써 밸브가 열파이프 구조체로부터의 외부 돌출부 없이도 밀봉되도록 폐쇄될 수 있는 열파이프 설계를 마련하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은, 주름관을 개방하거나 교체할 필요없이 필요에 따라 열파이프를 반복적으로 재생 및 재처리할 수 있도록, 열파이프의 충전 포트내에 재개(再開) 가능한 밸브를 갖는 열파이프를 마련하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적 및 장점은, 열파이프를 단일한 고정 위치내에 고정시킨 채로 열파이프의 내부를 배출하고, 충전하고 그리고 폐쇄하는 것이 쉽게 이루어질 수 있는, 대용량 처리에 적합한 열파이프 충전 방법 및 장치를 마련하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적 및 장점은, 열파이프의 고유 구조의 일부인 충전 포트를 가짐으로써, 제조가 쉬운 설계와 충전 공정의 용이성 및 일체성으로 인하여 열파이프의 단가 및 열파이프 충전 공정의 비용을 감소시킬 수 있는 단순 설계의 열파이프를 마련하는 것이다.
본 발명의 목적 및 장점들은 본 명세서의 이하 설명부, 특허청구의 범위 및 첨부된 도면의 검토로부터 분명하게 될 것이다.
[적절한 실시예의 설명]
본 발명에 따른 열파이프 및 유사한 폐쇄 용기의 내부를 배출하고 충전하기 위한 장치 전체는 제 1 도 및 제 2 도에 부호(10)으로 도시되어 있다. 장치는 기부판(12)를 가지며 기부판(12)상에는 테이블(14)가 고정된다. 테이블(14)상에는 열파이프(16)이 지지된다. 제 1 도 및 제 2 도에 도시한 바와 같이, 열파이프(16)은 길고 폭이 좁은 장방형 구조이며, 테이블(14)의 상부에 위치되어 테이블의 우측 단부를 지나 약간 연장된다. 안내부(18,20)은 열파이프(16)의 단부를 안내부들 사이에 수납하도록 격설되게 테이블(14) 좌측 단부의 상부에 부착된다. 블록(22)는 테이블(14)의 좌측 단부에 고정되며, 열 파이프(16)의 좌측 단부를 정지시키는 정지부 역할을 하도록 테이블(14)상방으로 연장된다. 고정구(clamp, 24)는 기부판(12)의 우측 단부상에 장착되며, 이로부터 연장되는 드러스트 바아(26)을 갖는다. 드러스트 핑거(thrust finger, 28)은 열파이프(16)의 우측 단부를 계합하도록 드러스트 바아(26)의 단부상에 장착된다. 고정구(24)가 작동되면 열파이프에 좌향력을 가하여 열파이프(16)의 좌측 단부를 블록(22)의 정지면(30, 제 3 도)에 대해 밀착시킨다. 도시의 편의 상, 고정구(24)는 드러스트 바아(26)이 피스톤 로드인 실린더 및 피스톤 고정구로 도시하였다. 고정구 피스톤(도시하지 않았음)에 대한 유체 압력들을 제어함으로써 열파이프(16)상에 가해지는 힘의 크기를 제어할 수 있다. 토글(toggle), 레버 아암(lever arm) 및 스프링 고정구와 같은 다른 형태의 고정 구조물이 선택적으로 사용될 수 있다.
제 3 도에는 열파이프(16)의 일부가 보다 상세하게 도시되어 있다. 열파이프(16)은 내부에 챔버(32)를 갖는 장방형 구조이다. 챔버(32)는 열파이프(16)의 길이에 걸쳐 연장되며, 모세관 작용에 의해 유체 유동을 돕도록 내부에 심지(wick) 또는 다른 구조물을 가질 수 있다. 열파이프(16)의 좌측 단부면(34)는 고정구(24)에 의해 정지면(30)내로 추력을 받을 때 편평한 정지면(30)에 대하여 놓이도록 편평하다. 충전 포트(36)은 면(34)로부터 시트(seat, 38)을 지나서 챔버(32)로 연장된다. 포트(36)은 나사부로 된 밸브 부재(40)이 수납되도록 시트(38)로부터 열파이프(16)의 내부 쪽을 향하여 나사부로 되어 있다. 밸브 부재(40)은 밸브 디스크(disc)역할을 하고 밸브 부재(40)이 포트(36)내에 나사로 완전히 죄어졌을 때 압접부(cold weld)를 형성하도록 시트(38)에 계합되는 견부(42)를 갖는다. 밸브 부재(40)은 구명(46)을 횡단하도록 챔버(32)로부터 연장되는 축방향 구명(44)를 가지며, 구명(46)은 챔버(32)의 방향으로 견부(42)를 지나 바로 위치한다. 이 구멍(44,46)들은 밸브 부재(40)이 시트(38)에서 떨어졌을 때, 밸브 부재(40)의 나사부를 통하지 않고도 챔버(32)와 충전 포트(36)사이에서 유체를 유동시킨다. 밸브 부재(40)의 외측면에는 육각 리세스(48)이 마련된다.
밸브 부재(40)은 챔버(32)를 선택적으로 폐쇄하고, (열파이프에 강한 진공을 부여함으로써 열파이프의 성능을 저하시키는 모든 가스들을 제거하는) 진공 펌핑 기법을 사용하여 챔버(32)의 배출을 허용하고, 선택된 양의 열파이프 유체로 챔버(32)를 충전한 후에, 새로운 폐쇄 장치를 제공하고 팩키지에 대해 용이한 조립체를 제조하기 위해 추가의 용접 및 경납땜을 필요로하는 종래 기술보다 개선된 방법으로 유체를 열파이프에 충전하는 최적 성능을 얻도록 유체 수준을 조정하기 위해 제공된다.
안내부(18, 20)은 열파이프(16)이 안내부들 사이에 놓였을 때 충전 포트(36)이 정지면(30)으로부터 연장되는 돌출부(nose, 50)을 수납하도록 위치한다. 특히, 밸브 부재(40)의 외측단부는 정지면(30)으로부터 오목하게되며, 0링(52)는 충전 포트(36)주위를 밀봉한다. 처리관(54)는 진공 제어 밸브를 거쳐서 진공원(도시되지 않음)에 연결되고 충전 유체 제어 밸브(도시되지 않음)을 거쳐서 열파이프 충전 유체원에 연결된다. 처리관(54)는 통로(56)과 연통되고, 통로(56)은 다시 돌출부(50)을 통해 충전 포트(36)으로 통하는 통로(58)과 연통된다. 밸브 부재(40)이 시트(38)에서 떨어져 있을 때 처리관(54)는 열파이프(16)의 내부 챔버(32)와 통하게 된다. 처리관 상에 있는 밸브들이 조정되면, 먼저 챔버가 비워지고 그 다음에 예정된 양의 필요한 열파이프 유체가 챔버(32)내로 유입된다.
피스톤(60)은 원통형 챔버(62)내에 장착되고 0링(64, 66)에 의해 챔버(62)내에서 밀봉된다. 피스톤(60)은, 블록(22)의 좌측 외부로 연장되는 육각 생크(shank)에 의해 챔버(62)내에서 회전 가능하다. 피스톤(60)은 블록(22)의 좌측 단부에 나사 결합된 덮개판(70)에 의해 챔버(62)내에 유지된다. 육각 드라이버(72)는 피스톤(60)의 우측 단부내에 있는 육각 리세스와 계합되며, 통로(58)을 관통하여 연장되며, 통로(58)의 측면 벽들로부터 내측으로 격설되며, 밸브부재(40)내에 있는 육각 리세스(48)과 계합된다. 그러므로, 육각 생크(68)을 회전시키는 육각 렌치(도시되지 않음)를 사용함으로써, 육각 드라이버(72)는 포트(36)내에서 밸브 부재(40)을 회전시킨다. 이러한 방식으로, 밸브 부재(40)은 충전이 완료되었을 때 밸브 부재(40)의 견부(42)가 시트(38)에 대해 접촉되는 폐쇄 위치로 나사 체결되도록 회전된다. 그러므로, 밸브 폐쇄는 충전 포트(36)의 영역이 충전 유체의 적정 압력을 받고 대기로부터 차단되어 있는 동안에 이루어진다. 전술한 내용으로부터, 열파이프(16)은 신속하게 적소에 위치될 수 있고, 비워질 수 있고, 적정량의 적합한 유체로 충전될 수 있으며, 열파이프(16)의 챔버(32)는 위치 또는 연결부의 변화없이도 폐쇄될 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있다. 열파이프(16)은 공정의 모든 단계들, 즉 배출, 충전 및 충전 포트(36)의 폐쇄 중에 누설 방지 밀봉부(52)에 신속하에 체결된다. 각각의 단계는 열파이프(16)이 적정 환경으로 되어 있는 동안에 완료된다. 이들 단계들이 동일한 위치에서 이루어지므로 각각의 단계는 더욱 신속하고 확실하게 이루어진다.
또한, 열파이프 충전 포트(36)은 열파이프(16)과 일체로 되어 있으며 보조적인 구조물이 아니다. 밸브 부재(40)을 사용하면 어떠한 이유로 열파이프(16)내에 부적당한 유체가 있을 때 열파이프(16)을 재처리할 수 있다는 추가의 장점이 있다. 열파이프(16)을 열파이프 충전 장치(10)으로 복귀시킴으로써, 밸브 부재(40)이 개방되고 열파이프(16)의 챔버(32)가 배출되고 새로운 유체로 충전된다. 따라서, 이러한 열파이프를 쉽게 재처리할 수 있는 방법을 제공하게 된다.
이상 본 발명의 적합한 실시예에 대하여 설명하였으나, 이는 본 발명을 설명하고 예시하기 위한 것이며, 본 발명을 이에 국한시키는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부한 청구 범위에 의하여 정의된다.

Claims (16)

  1. 충전 포트를 가지고 있는 열파이프를 충전하는 방법에 있어서, 충전 포트와 연통되는 통로를 갖는 정지면에 대해 열파이프를 고정하여 열파이프와 정지면 사이에 밀봉부를 형성하는 고정 단계와, 충전 포트 및 통로를 통하여 열파이프를 배출시키는 단계와, 통로 및 충전 포트를 통하여 필요한 유체로 열파이프를 충전하는 단계와, 충전 포트를 폐쇄하는 단계로 구성되는 것을 특징르로 하는 열파이프의 충전 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 열파이프가 충전 포트 내에 밸브를 가지며, 충전 포트 폐쇄 단계는 밸브 폐쇄 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 열파이프의 충전 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 밸브가 충전 포트 내에서 회전에 의하여 폐돼되고, 밸브 폐쇄 단계는 통로를 통한 도달 단계와 밸브 계합 단계 및 밸브 회전 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 열파이프의 충전 방법.
  4. 폐쇄된 열파이프 챔버를 형성하는 벽과, 상기 챔버에 도달하도록 상기 벽을관통해서 연장되는 통로와, 상기 통로를 선택적으로 폐쇄하며 상기 챔버를 배출시키고 필요한 양의 열파이프 유체로 충전하기 위한 상기 통로 내에 있는 밸브 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 열파이프.
  5. 제 4 항에 있어서, 통로는 이 통로가 상기 벽을 관통하는 충전 포트로 되도록 그리고 상기 밸브 수단이 외부 표면으로부터 오목하게 된 상기 벽내에 위치되도록 상기 벽을 관통하여 열파이프의 외부 표면으로 연장되는 것을 특징으로 하는 열파이프.
  6. 제 5 항에 있어서, 통로는 나사부로 되며, 밸브 수단은 상기 통로를 폐쇄하기 위하여 밸브 시트상에 견부를 강제 계합시키도록 밸브 부재가 상기 통로 내에 나사 결합될 수 있도록 밸브 통로내에 있는 밸브 시트와 밀봉 계합되는 형상으로 되어진 견부를 가지며 상기 통로 내에 나사 결합되는 밸브 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 열파이프.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 밸브가 개방되어 있을 때 통로와 연통될 수 있는 형태로 된 상기 밸브 부재를 관통하는 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 열파이프.
  8. 제 6 항에 있어서, 밸브 부재가 폐쇄되어 있을 때 상기 표면 안으로 오목하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 열파이프.
  9. 제 8 항에 있어서, 밸브 부재는 상기 열파이프에 대하여 이를 회전시키는 드라이버와 계합되어지는 형상의 수납부를 갖는 것을 특징으로 하는 열파이프.
  10. 충전 포트를 갖는 열파이프를 고정하기 위한 고정 장치에 있어서, 기부와, 정지면을 가지며 상기 기부상에 장착된 블록과, 열파이프가 상기 정지면과 계합되도록 열파이프를 안내하고 유지하기 위한 안내 수단과, 열파이프를 상기 정지면에 대해 고정시키기 위한 고정 수단과, 열파이프 내의 충전 포트와 연통되어 있는 상기 블록 내의 통로와, 상기 정지면을 열파이프에 대해 밀봉하기 위한 밀봉 수단과, 충전 포트내의 밸브와 상기 블록에 대하여 드라이버를 밀봉하는 수단을 계합 및 회전시키기 위한 상기 통로내의 드라이버로 구성되는 것을 특징으로 하는 열파이프 고정장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 고정장치 상에 고정된 열파이프를 배출시키고 충전하기 위하여 상기 통로를 진공원 및 열파이프 유체원에 연결하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 열파이프 고정장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 열파이프를 상기 정지면에 대해 밀봉하기 위한 밀봉 수단은 상기 통로를 둘러싸는 0링을 포함하는 것을 특징으로 하는 열파이프 고정장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 드라이버를 밀봉하는 수단은 그 둘레에 밀봉부를 갖는 드라이버와 함께 회전 가능한 피스톤을 포함하며, 상기 피스톤을 회전시키면 상기 드라이버가 회전되도록 상기 블록이 피스톤 및 밀봉부를 감싸는 챔버를 그 내부에 갖는 것을 특징으로 하는 열파이프 고정장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 열파이프를 상기 정지면에 대해 밀봉하기 위한 밀봉 수단은 상기 통로를 둘러싸는 0링을 포함하는 것을 특징으로 하는 열파이프 고정장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 고정장치 상에 고정된 열파이프를 배출시비고 충전하기 위하여 상기 통로를 진공원 및 열파이프 유체원에 연결하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 열파이프 고정장치.
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 기부는 이에 의해 고정된 테이블을 갖는 기부판이며, 상기 안내 수단은 열파이프를 상기 정지면에 대해 나란하게 테이블위에 정렬시키도록 테이블에 고정된 제 1 및 제 2 안내부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열파이프 고정장치.
KR1019870700885A 1986-02-03 1986-12-08 열파이프 및 동종의 폐쇄 용기를 배출 및 충전시키는 방법 및 장치 KR920004953B1 (ko)

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