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KR101394220B1 - Liquid bridge heat switch and method designing the same - Google Patents

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KR101394220B1
KR101394220B1 KR1020120144488A KR20120144488A KR101394220B1 KR 101394220 B1 KR101394220 B1 KR 101394220B1 KR 1020120144488 A KR1020120144488 A KR 1020120144488A KR 20120144488 A KR20120144488 A KR 20120144488A KR 101394220 B1 KR101394220 B1 KR 101394220B1
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KR
South Korea
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fluid
conical structure
flow channel
leg
lower plate
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KR1020120144488A
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Korean (ko)
Inventor
이선규
정수헌
성 양
남성기
Original Assignee
광주과학기술원
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 다리 열 스위치는 유동 채널을 포함하는 하판, 상기 하판에 대하여 평행한 상태에서 일정한 거리만큼 이격되어 위치하고, 상기 유동 채널과 마주하는 면에 원뿔형 구조물이 형성된 상판 및 상기 상판 및 하판을 연결하는 유체 다리를 포함한다. 따라서, 본 발명은 유동 채널과 마주하는 면에 원뿔형 구조물을 형성하여 유체 다리가 원뿔형 구조물의 꼭지점에서 최대 접착력을 가지게 함으로써 유체 다리가 완전히 제거되도록 할 수 있다.The fluid leg switch may include a lower plate including a flow channel, an upper plate spaced apart from the lower plate by a predetermined distance in parallel with the lower plate, and having a conical structure formed on a surface facing the flow channel, And a fluid leg connecting the upper plate and the lower plate. Accordingly, the present invention can form a conical structure on the side facing the flow channel so that the fluid leg has the maximum adhesive force at the apex of the conical structure, so that the fluid leg is completely removed.

Description

유체 다리 열 스위치 및 이의 설계 방법{LIQUID BRIDGE HEAT SWITCH AND METHOD DESIGNING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a fluid bridge heat switch,

본 발명의 실시예들은 유체 다리 열 스위치 및 이의 설계 방법에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention relate to a fluid leg switch and a method of designing the same.

발열은 다양한 분야에서 시스템의 성능에 직접적인 영향을 미치는 중요한 문제이다. 이와 같은 발열 문제를 해결하기 위하여 다양한 열관리 방법들이 제안되고 있다. 이러한 방법 중 하나는 유체 다리 열 스위치를 이용하는 방법이다. 유체 다리 열 스위치는 유체 다리를 제어하여 고온부와 저온부 간의 열저항 제어하고 이를 통해 국부적으로 냉각 성능을 집중시키거나 온도 분포를 제어하는 장치이다.Heat generation is an important issue that has a direct impact on the performance of the system in various fields. Various heat management methods have been proposed to solve such a heat generation problem. One such method is the use of a fluid leg switch. The fluid leg heat switch controls the fluid legs to control the thermal resistance between the high and low temperature portions, thereby locally concentrating the cooling performance or controlling the temperature distribution.

기존의 열 스위치는 초저온이나 초고온과 같은 극한의 환경에서 주로 사용되도록 설계되어 상온에서 동작하는 전자 제품의 발열과 같은 문제에는 적용될 수 없다. 또한, 기존의 열 스위치는 선형적인 열저항 제어가 불가능하고 설치 공간에 제한이 따르며 국부적인 온도 제어가 불가능하다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 유체 기둥 열 스위치가 개발되었다. 하지만, 유체 기둥 열 스위치는 상판 및 하판 사이에 채널이 필요하고, 대 면적의 열저항 제어를 달성하기 위하여 어레이 형태로 배열하는 것이 필요하여 비교적 구조가 복잡하게 된다.
Conventional heat switches are designed to be used mainly in extreme environments such as ultra-low temperature and ultra-high temperature and can not be applied to problems such as heat generation of electronic products operating at room temperature. In addition, conventional thermal switches are not capable of linear thermal resistance control, have limited space for installation, and are not capable of local temperature control. A fluid column switch has been developed to solve this problem. However, the fluid column switch requires a channel between the upper plate and the lower plate and needs to be arranged in an array form in order to achieve a large-area thermal resistance control, resulting in a relatively complicated structure.

본 발명의 일 실시예는 유동 채널과 마주하는 면에 원뿔형 구조물을 형성하여 유체 다리가 원뿔형 구조물의 꼭지점에서 최대 접착력을 가지게 함으로써 유체 다리가 완전히 제거되도록 하는 유체 다리 열 스위치 및 이의 설계 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention provides a fluid leg switch and a method of designing the fluid leg switch to form a conical structure on a surface facing the flow channel so that the fluid leg has the maximum adhesive force at the apex of the conical structure, do.

본 발명의 일 실시예는 원뿔형 구조물의 꼭지점 부근에서 유체 다리의 지름이 최소가 되도록 함으로써 유체 다리 열 스위치의 열 저항 제어 정밀도를 향상시킬 수 있는 유체 다리 열 스위치 및 이의 설계 방법을 제공하고자 한다.
An embodiment of the present invention is to provide a fluid leg switch and its design method capable of improving the accuracy of control of the thermal resistance of the fluid leg switch by minimizing the diameter of the fluid leg in the vicinity of the vertex of the conical structure.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

실시예들 중에서, 유체 다리 열 스위치는 유동 채널을 포함하는 하판, 상기 하판에 대하여 평행한 상태에서 일정한 거리만큼 이격되어 위치하고, 상기 유동 채널과 마주하는 면에 원뿔형 구조물이 형성된 상판 및 상기 상판 및 하판을 연결하는 유체 다리를 포함한다. In an embodiment, the fluid leg switch may include a lower plate including a flow channel, an upper plate spaced apart from the lower plate by a predetermined distance in parallel with the lower plate, a conical structure formed on a surface facing the flow channel, As shown in FIG.

일 실시예에서, 상기 원뿔형 구조물은 상기 유동 채널의 중심에 일치되도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the conical structure may be configured to conform to the center of the flow channel.

일 실시예에서, 상기 원뿔형 구조물은 상기 하판 방향으로 뒤집어져 형성되어 꼭지점이 상기 유동 채널의 중심에 일치되도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the conical structure may be formed to be inverted in the direction of the lower plate so that the vertex is aligned with the center of the flow channel.

일 실시예에서, 상기 유체 다리는 상기 원뿔형 구조물의 꼭지점 부근에서 가장 큰 점착력을 가질 수 있다.In one embodiment, the fluid leg may have the greatest adhesion in the vicinity of the apex of the conical structure.

일 실시예에서, 상기 유체 다리의 지름은 상기 원뿔형 구조물의 꼭지점 부근에서 최소가 될 수 있다.In one embodiment, the diameter of the fluid leg can be minimized near the apex of the conical structure.

일 실시예에서, 상기 유체 다리의 지름은 상기 유체 다리 열 스위치의 목표 열 저항 값에 따라 제어될 수 있다. In one embodiment, the diameter of the fluid leg can be controlled according to the target thermal resistance value of the fluid leg column switch.

일 실시예에서, 상기 유체 다리는 상기 유동 채널을 통해 주입된 유체를 통해 형성될 수 있다.In one embodiment, the fluid leg may be formed through the fluid injected through the flow channel.

일 실시예에서, 상기 유동 채널은 상기 하판의 특정 부분에 형성될 수 있다.In one embodiment, the flow channel may be formed in a specific portion of the lower plate.

일 실시예에서, 상기 상판 및 하판 각각은 고온부 또는 저온부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment, each of the top plate and the bottom plate may include at least one of a high temperature portion and a low temperature portion.

실시예들 중에서, 유체 다리 열 스위치의 설계 방법은 하판의 특정 위치에 유동 채널을 배치하는 단계, 상기 하판에 대하여 평행한 상태에서 일정한 거리만큼 이격시켜 상판을 배치하는 단계, 상기 유동 채널과 마주하도록 상기 상판에 원뿔형 구조물을 배치하는 단계 및 상기 유동 채널에 유체를 유입시켜 상기 상판 및 하판을 연결하는 유체 다리를 배치하는 단계를 포함한다.Among the embodiments, a method for designing a fluid leg switch is a method comprising the steps of disposing a flow channel at a specific position of a lower plate, disposing the upper plate in a state of being parallel to the lower plate, Disposing a conical structure on the upper plate, and disposing a fluid leg connecting the upper plate and the lower plate by introducing fluid into the flow channel.

일 실시예에서, 상기 원뿔형 구조물을 배치하는 단계는 상기 유동 채널의 중심에 일치되도록 상기 원뿔형 구조물을 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of disposing the conical structure may further comprise disposing the conical structure to conform to the center of the flow channel.

일 실시예에서, 상기 원뿔형 구조물을 배치하는 단계는 상기 하판 방향으로 역방향의 원뿔형 구조물을 꼭지점이 상기 유동 채널의 중심에 일치되도록 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of disposing the conical structure may further include disposing the conical structure in the reverse direction in the lower plate direction such that the vertex is aligned with the center of the flow channel.

일 실시예에서, 상기 유체 다리는 상기 원뿔형 구조물의 꼭지점 부근에서 가장 큰 점착력을 가질 수 있다.In one embodiment, the fluid leg may have the greatest adhesion in the vicinity of the apex of the conical structure.

일 실시예에서, 상기 유체 다리의 지름은 상기 원뿔형 구조물의 꼭지점 부근에서 최소가 될 수 있다.In one embodiment, the diameter of the fluid leg can be minimized near the apex of the conical structure.

일 실시예에서, 상기 유체 다리의 지름은 상기 유체 다리 열 스위치의 목표 열 저항 값에 따라 제어될 수 있다.In one embodiment, the diameter of the fluid leg can be controlled according to the target thermal resistance value of the fluid leg column switch.

일 실시예에서, 상기 상판 및 하판 각각은 고온부 또는 저온부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
In one embodiment, each of the top plate and the bottom plate may include at least one of a high temperature portion and a low temperature portion.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and / or features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 유동 채널과 마주하는 면에 원뿔형 구조물을 형성하여 유체 다리가 원뿔형 구조물의 꼭지점에서 최대 접착력을 가지게 함으로써 유체 다리가 완전히 제거되도록 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a conical structure may be formed on the surface facing the flow channel so that the fluid leg has the maximum adhesive force at the apex of the conical structure, thereby completely removing the fluid leg.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 원뿔형 구조물의 꼭지점 부근에서 유체 다리의 지름이 최소가 되도록 함으로써 유체 다리 열 스위치의 열 저항 제어에 정밀도를 향상시킬 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the diameter of the fluid leg is minimized in the vicinity of the vertex of the conical structure, thereby improving the accuracy of the thermal resistance control of the fluid leg switch.

도 1은 도 1은 유체 다리 열 스위치를 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 있는 유체 다리의 제거 시 유체 다리 잔류가 남는 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 4는 본 발명에 일 실시예에 따른 유체 다리 열 스위치를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 다리 열 스위치를 이용하여 유체 다리의 크기를 제어하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일반적인 유체 다리 열 스위치를 이용하여 열 저항을 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 다리 열 스위치를 이용하여 열 저항을 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 유체 다리 열 스위치의 설계 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.1 is a conceptual diagram for explaining the concept of a fluid leg switch.
FIG. 2 and FIG. 3 are reference views for explaining a process in which a fluid bridge residue remains when the fluid bridge shown in FIG. 1 is removed.
4 is a diagram illustrating a fluid leg switch according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining an embodiment of controlling the size of a fluid leg using a fluid leg switch according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a process of controlling thermal resistance using a general fluid leg switch.
7 is a view for explaining a process of controlling thermal resistance using a fluid leg switch according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart for explaining an embodiment of a method of designing a fluid leg switch according to the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 유체 다리 열 스위치를 개념을 설명하기 위한 개념도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 있는 유체 다리의 제거 시 유체 다리 잔류가 남는 과정을 설명하기 위한 참조도이다.FIG. 1 is a conceptual view for explaining the concept of a fluid leg switch, and FIGS. 2 and 3 are reference views for explaining a process in which a fluid leg remains in the removal of the fluid leg in FIG.

도 1을 참조하면, 유체 다리 열 스위치(100)는 고온부에 해당하는 상판(120), 저온부에 해당하는 하판(110) 및 상판(120) 및 하판(110)을 연결하는 유체 다리(130)를 포함한다. 1, the fluid leg switch 100 includes a top plate 120 corresponding to a high temperature portion, a bottom plate 110 corresponding to a low temperature portion, and a fluid leg 130 connecting the top plate 120 and the bottom plate 110 .

유체 다리 열 스위치(100)는 유체 다리(130)의 지름을 제어하여 상판(120) 및 하판(110) 사이의 열 저항을 제어한다. 이때, 유체 다리 열 스위치(100)는 온도 제어 또는 열 저항 제어를 수행하기 위해서 유체 다리(130)를 생성하여 상판(120) 및 하판(110)을 열적으로 연결하거나 유체 다리(130)를 제거하여 상판(120) 및 하판(110)을 열적으로 분리해야한다. 유체 다리(130)는 지름이 특정 값에 도달하면 상판(120) 및 하판(110)으로부터 분리된다. 이때, 유체 다리(130)의 지름을 분리 지름이라고 하고, 분리 지름은 상판(120) 및 하판(130)의 간격에 비례한다.The fluid leg column switch 100 controls the diameter of the fluid leg 130 to control the thermal resistance between the top plate 120 and the bottom plate 110. At this time, the fluid leg switch 100 generates a fluid leg 130 to perform temperature control or thermal resistance control to thermally connect the upper plate 120 and the lower plate 110 or remove the fluid leg 130 The upper plate 120 and the lower plate 110 must be thermally separated. The fluid legs 130 are separated from the top plate 120 and the bottom plate 110 when the diameter reaches a certain value. At this time, the diameter of the fluid leg 130 is referred to as a separation diameter, and the separation diameter is proportional to the interval between the upper plate 120 and the lower plate 130.

유체 다리(130)는 유동 채널(111)을 통해 유체를 상판(120) 및 하판(110) 사이에 주입하여 생성된다. 이때, 유체 다리(130)의 지름에 따라서 유체 다리 열 스위치(100)의 열 저항이 달라진다. 도 2에서와 같이, 유체 다리(130)의 지름이 작을수록 유체 다리 열 스위치(100)는 높은 열 저항을 가지게 되고, 유체 다리(130)의 지름이 커질수록 유체 다리 열 스위치(100)는 낮은 열 저항을 가지게 된다.The fluid legs 130 are created by injecting fluid between the top plate 120 and the bottom plate 110 through the flow channels 111. At this time, the thermal resistance of the fluid leg switch 100 varies according to the diameter of the fluid leg 130. 2, the smaller the diameter of the fluid leg 130, the higher the thermal resistance of the fluid leg switch 100. As the diameter of the fluid leg 130 increases, the fluid leg switch 100 becomes lower And has a thermal resistance.

유체 다리(130)는 상판(120) 및 하판(110) 사이 간격이 균일하면 동일한 점착력을 갖지만, 상판(120) 및 하판(110) 사이 간격이 균일하지 않은 경우 서로 다른 점착력을 갖는다. 도 2에서와 같이, 상판(120)이 특정 각도만큼 기울어져서 상판(120) 및 하판(110) 사이의 간격이 균일하지 않은 경우, 유체 다리(130)의 높이가 유체 다리(130)의 위치에 따라 달라지기 때문에, 유체 다리(130)는 위치에 따라 서로 다른 점착력을 갖는다. 일 실시예에서, 유체 다리(130)는 하기의 [수학식 1]에 따라 서로 다른 점착력을 가질 수 있다.
The fluid legs 130 have the same adhesive force when the gap between the upper plate 120 and the lower plate 110 is uniform. However, when the gap between the upper plate 120 and the lower plate 110 is not uniform, the fluid legs 130 have different adhesive forces. 2, when the upper plate 120 is inclined by a specific angle so that the gap between the upper plate 120 and the lower plate 110 is not uniform, the height of the fluid legs 130 is set at a position of the fluid legs 130 The fluid legs 130 have different adhesive forces depending on their positions. In one embodiment, the fluid legs 130 may have different adhesion forces according to the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112012103386413-pat00001
Figure 112012103386413-pat00001

△p: 점착력의 변화,? P: change in adhesive force,

R: 유체 다리의 반지름,R: Radius of fluid leg,

H: 상판 및 하판 사이 간격
H: Spacing between top plate and bottom plate

예를 들어, 유체 다리(130)는 상판(120) 및 하판(110) 사이 간격이 좁은 곳에서는 높은 점착력을 갖게된다. 다른 예를 들어, 유체 다리(130)는 상판(120) 및 하판(110) 사이 간격이 넓은 곳에서는 낮은 점착력을 갖게 된다. 이때, 유체 다리(130)의 표면은 높은 점착력을 갖는 표면보다 먼저 유동 채널(111)쪽을 향해 이동하며 흡수된다.For example, the fluid legs 130 have a high adhesive force at a narrow space between the upper plate 120 and the lower plate 110. In another example, the fluid legs 130 have a low adhesive force at a wide interval between the upper plate 120 and the lower plate 110. [ At this time, the surface of the fluid leg 130 moves toward and is absorbed toward the flow channel 111 before the surface having a high adhesive force.

즉, 유체 다리(130)의 표면은 유체 다리(130)의 점착력이 낮은 표면부터 유동 채널(111)쪽으로 이동하게 되어 제거된다. 예를 들어, 도 2와 같이 상판(120)이 특정 각도만큼 기울어져 있는 경우, 유체 다리(130)의 점착력이 낮은 오른쪽 표면이 유동 채널(111)쪽을 향해 이동하며 흡수된다(참조번호 (a) 및 참조번호(b)). That is, the surface of the fluid leg 130 is moved from the surface with low adhesive force of the fluid leg 130 toward the flow channel 111 and is removed. For example, when the upper plate 120 is inclined by a certain angle as shown in FIG. 2, the lower right surface of the fluid leg 130 moves toward the flow channel 111 and is absorbed ) And reference numeral (b)).

하지만, 유체 다리(130)의 표면은 유체 다리(130)의 제거가 완전히 이루어지기 전에 유동 채널(111)을 지나치게 되면(참조번호 (c)) 유체 다리(130)의 흡수가 더 이상 이루어지지 못하게 된다. 이로 인해, 작은 크기의 유체 다리(130)가 상판(120) 및 하판(110) 사이에 잔류하게 된다.However, if the surface of the fluid leg 130 is no longer absorbed by the fluid leg 130 once the fluid leg 130 has passed the flow channel 111 (reference (c)) before the removal of the fluid leg 130 is complete do. As a result, a fluid leg 130 of a small size remains between the upper plate 120 and the lower plate 110.

일반적으로, 유동 채널(111)을 통해 유체를 상판(120) 및 하판(110) 사이에 주입하면, 유체 다리(130)는 상판(120) 및 하판(110)의 중심부에서 생성된다(도 3, 참조번호 (a)). 하지만, 상판(120) 또는 하판(110)의 온도가 균일하지 않은 상태에서 유체 다리(130)의 생성 및 제거가 반복되는 경우, 유체 다리(130)는 온도가 낮은 곳, 즉 상판(120) 및 하판(110)의 중심부인 유동 채널(411)에서 먼 곳에서 생성된다(도 3, 참조번호(b)). 또한, 상판(120) 및 하판(110) 사이에 유체 다리(130)의 잔류가 남아 있는 상태에서 유체 다리(130)의 생성 및 제거가 반복되는 경우, 유체 다리(130)는 상판(120) 및 하판(110)의 중심부인 유동 채널(411)에서 먼 곳에서 생성된다(도 3, 참조번호(c)). Generally, when a fluid is injected between the upper plate 120 and the lower plate 110 through the flow channel 111, the fluid legs 130 are generated at the center portion of the upper plate 120 and the lower plate 110 (Fig. 3, Reference (a)). However, in the case where the generation and removal of the fluid legs 130 are repeated in a state where the temperature of the upper plate 120 or the lower plate 110 is not uniform, the fluid legs 130 are heated at a low temperature, (FIG. 3, reference numeral b), which is distant from the flow channel 411 which is the center portion of the lower plate 110. When the generation and removal of the fluid leg 130 are repeated in a state where the residual fluid remains between the upper plate 120 and the lower plate 110, Is generated at a position distant from the flow channel 411 which is the center of the lower plate 110 (Fig. 3, reference (c)).

유체 다리(130)가 유동 채널(411)에서 먼 곳에서 생성된 상태에서 유체 다리(130)의 점착력이 강해 유체 계면이 멈추게 되면, 유체 다리(130)가 상판(120) 및 하판(110) 사이에 잔류하게 된다. 이와 같은 현상은 반복적인 유체 다리(130)의 제어를 불가능하게 한다.When the fluid leg 130 is formed at a position distant from the flow channel 411 and the fluid interface 130 is stopped because the adhesive force of the fluid leg 130 is strong and the fluid leg 130 is interposed between the upper plate 120 and the lower plate 110 . Such a phenomenon makes it impossible to control the repetitive fluid legs 130.

도 4는 본 발명에 일 실시예에 따른 유체 다리 열 스위치를 설명하는 도면이다.4 is a diagram illustrating a fluid leg switch according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 유체 다리 열 스위치(400)는 유동 채널(411)을 포함하는 하판(410), 하판(410)으로부터 소정거리만큼 이격되어 위치하고, 유동 채널(411)과 마주하는 면에 원뿔형 구조물(421)이 형성된 상판(420) 및 상판(420) 및 하판(410)을 연결하는 유체 다리(430)를 포함한다. 여기에서, 상판(420) 및 하판(410) 각각은 고온부 또는 저온부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도 4는 설명의 편의를 위해서 상판(420) 및 하판(410) 사이 간격이 균일하지 않을 경우를 도시하였으나 이는 현실적으로 완벽한 평행을 유지하는 것은 불가능함을 나타내며, 상판(420) 및 하판(410) 사이 간격이 균일한 경우에도 본 발명에 따른 유체 다리 열 스위치가 사용될 수 있다.4, the fluid leg switch 400 is disposed at a predetermined distance from the lower plate 410 including the flow channel 411 and the lower plate 410. The fluid leg switch 400 includes a conical And a fluid leg 430 connecting the upper plate 420 and the lower plate 410 with the structure 421 formed thereon. Here, each of the upper plate 420 and the lower plate 410 may include at least one of a high-temperature portion and a low-temperature portion. 4 shows that the distance between the upper plate 420 and the lower plate 410 is not uniform for the sake of convenience of description. However, this indicates that it is impossible to maintain perfect parallelism in reality, and the distance between the upper plate 420 and the lower plate 410 The fluid leg switch according to the present invention can be used even when the intervals are uniform.

상판(420)은 하판(410) 방향으로 뒤집어진 원뿔형 구조물(421)을 포함하고, 원뿔형 구조물(421)의 중심은 유동 채널(411)의 중심에 일치될 수 있다. 이때, 원상판(420) 및 하판(410) 사이 간격은 원뿔형 구조물(421)의 꼭지점에서 가장 좁다. 따라서, 유체 다리(430)는 원뿔형 구조물(421)의 꼭지점, 즉 유동 채널(411) 부근에서 최대 접착력을 가지게 된다. The upper plate 420 includes a conical structure 421 inverted in the direction of the lower plate 410 and the center of the conical structure 421 can be aligned with the center of the flow channel 411. At this time, the distance between the circular plate 420 and the lower plate 410 is the narrowest at the vertex of the conical structure 421. Therefore, the fluid legs 430 have the maximum adhesive force at the vertex of the conical structure 421, i.e., in the vicinity of the flow channel 411.

이에 따라, 유체 다리(430)의 지름은 최대 접착력을 가지는 유동 채널(411)을 향하여 양측 방향에서 동일하게 줄어들게 되어, 원뿔형 구조물(421)의 꼭지점 부근에서 최소가 된다. 이러한 유체 다리(430)의 지름은 유체 다리 열 스위치(400)의 목표 열 저항 값에 따라 제어될 수 있다. Accordingly, the diameter of the fluid legs 430 is minimized in the vicinity of the vertex of the conical structure 421, as the diameters of the fluid legs 430 are reduced in both directions toward the flow channel 411 having the maximum adhesive force. The diameter of the fluid leg 430 can be controlled according to the target thermal resistance value of the fluid leg column switch 400.

결론적으로, 유체 다리(430)의 지름은 유동 채널(411)을 향하여 양측 방향에서 균일하게 줄어들어 유동 채널(411)을 지나치게 되지 않기 때문에, 유체 다리(430)는 상판(420) 및 하판(410) 사이에 잔류하지 않게 된다. 이하에서는, 도 5를 참조하여 유체 다리(430)의 크기를 제어하는 과정을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
The fluid legs 430 can be separated from the upper plate 420 and the lower plate 410 because the diameter of the fluid legs 430 is uniformly reduced in both directions toward the flow channels 411, As shown in Fig. Hereinafter, the process of controlling the size of the fluid leg 430 will be described in more detail with reference to FIG.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 다리 열 스위치를 이용하여 유체 다리의 크기를 제어하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining an embodiment of controlling the size of a fluid leg using a fluid leg switch according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 유체 다리 열 스위치(400)는 유체 다리(430)의 크기를 제어하여 상판(420) 및 하판(410) 사이의 열 저항을 제어할 수 있다. 유체 다리 열 스위치(400)는 유체 다리(430)의 낮은 점착력을 갖는 유체 다리(430)부터 유동 채널(411)을 향하는 방향으로 이동시켜 유체 다리(430)를 제거함으로써 유체 다리(430)의 크기를 조절할 수 있다. 유체 다리 열 스위치(400)는 특정 열 저항 값을 획득할 때까지 상기의 과정을 반복하여 수행함으로써 유체 다리(430)의 크기를 제어할 수 있다. Referring to FIG. 5, the fluid leg switch 400 may control the size of the fluid legs 430 to control the thermal resistance between the upper and lower plates 420 and 410. The fluid leg switch 400 is moved from the fluid leg 430 having the low adhesive force of the fluid leg 430 in the direction toward the flow channel 411 to remove the fluid leg 430, Can be adjusted. The fluid leg column switch 400 may control the size of the fluid legs 430 by repeating the above process until a specific heat resistance value is obtained.

일 실시예에서, 유체 다리 열 스위치(400)는 상판(420) 및 하판(410) 사이의 유체 다리(430) 중 높이가 큰 유체 다리부터 유동 채널(411)을 향하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 유체 다리 열 스위치(400)는 유동 채널(411)의 제1 표면(예를 들어, Interface 1) 및 유동 채널(411)의 제2 표면(예를 들어, Interface 2) 중 높이가 큰 제2 표면(Interface 2)을 유동 채널(411)을 향하는 방향으로 이동시킬 수 있다(참조번호 (a)). The fluid leg switch 400 can move from the fluid legs of the fluid legs 430 between the upper plate 420 and the lower plate 410 in the direction from the fluid legs toward the flow channels 411. [ For example, the fluid leg switch 400 may have a height of the first surface (e.g., Interface 1) of the flow channel 411 and a second surface (e.g., Interface 2) of the flow channel 411 The large second surface Interface 2 can be moved in the direction toward the flow channel 411 (reference numeral a).

다른 일 실시예에서, 유체 다리 열 스위치(400)는 유체 다리(430)의 높이가 상판(420) 및 하판(410) 사이에서 동일한 경우, 유체 다리(430)의 제1 표면의 각도(θ1)와 유체 다리(430)의 제2 표면의 각도(θ2)를 비교하여 어느 하나를 유동 채널(411)을 향하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 유체 다리 열 스위치(400)는 유체 다리(430)의 제1 표면의 각도(θ1)가 유체 다리(430)의 제2 표면의 각도(θ2)보다 크므로 제1 표면을 유동 채널(411)을 향하는 방향으로 이동시킬 수 있다(참조번호 (c)).
In another embodiment, if the same between the fluid bridge column switch 400 is the top plate, the height of the fluid bridge 430, 420 and lower plate 410, the angle of the first surface of the fluid bridge 430 (θ 1 And the angle? 2 of the second surface of the fluid leg 430 to move one of them in the direction toward the flow channel 411. For example, the fluid leg switch 400 may be configured such that the angle? 1 of the first surface of the fluid leg 430 is greater than the angle? 2 of the second surface of the fluid leg 430, And can be moved in the direction toward the flow channel 411 (reference numeral c).

도 6은 일반적인 유체 다리 열 스위치를 이용하여 열 저항을 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 다리 열 스위치를 이용하여 열 저항을 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a view for explaining a process of controlling thermal resistance using a general fluid leg switch, and FIG. 7 is a flowchart illustrating a process of controlling a thermal resistance using a fluid leg switch according to an embodiment of the present invention Fig.

도 6 및 도 7을 참조하면, 일반적인 유체 다리 열 스위치(100) 및 본 발명에 따른 유체 다리 열 스위치(400)는 유체 다리(130, 430)의 지름을 각각 변경하여 열 저항을 제어할 수 있다. 일반적인 유체 다리 열 스위치(100)는 유체 다리(130)의 지름을 최대로 늘려 열 저항을 예를 들어, 1로 제어할 수 있고, 유체 다리(130)의 지름을 최소로 줄여 열 저항을 예를 들어, 7로 제어할 수 있다. 반면, 본 발명에 따른 유체 다리 열 스위치(400)는 유체 다리(130)의 지름을 최대로 열 저항을 예를 들어, 1로 제어할 수 있고, 유체 다리(130)의 지름을 최소로 줄여 열 저항을 예를 들어, 9.5로 제어할 수 있다. 유체 다리 열 스위치(400)는 원뿔형 구조물의 꼭지점 부근에서 유체 다리(130)의 지름을 최소로 만들 수 있기 때문에, 일반적인 유체 다리 열 스위치(100)보다 열 저항을 정밀하게 제어할 수 있다.
Referring to FIGS. 6 and 7, the general fluid leg switch 100 and the fluid leg switch 400 according to the present invention can control the thermal resistance by changing the diameter of the fluid legs 130 and 430, respectively . A general fluid leg thermal switch 100 can maximize the diameter of the fluid leg 130 to control the thermal resistance to, for example, 1, reduce the diameter of the fluid leg 130 to a minimum, For example, you can control to 7. In the meantime, the fluid leg switch 400 according to the present invention can control the diameter of the fluid leg 130 to a maximum, for example, 1, and reduce the diameter of the fluid leg 130 to a minimum, The resistance can be controlled, for example, to 9.5. Since the fluid leg switch 400 can minimize the diameter of the fluid leg 130 in the vicinity of the vertex of the conical structure, the thermal resistance can be controlled more precisely than the general fluid leg switch 100.

도 8은 본 발명에 따른 유체 다리 열 스위치의 설계 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.8 is a flowchart for explaining an embodiment of a method of designing a fluid leg switch according to the present invention.

도 8을 참조하면, 단계 S810에서는 유동 채널을 하판의 특정 위치에 배치한다. 단계 S820에서는 하판에 대하여 특정 각도만큼 기울어진 상태에서 일정한 거리만큼 이격시켜 상판을 배치한다. 단계 S830에서는 유동 채널과 마주하도록 상판에 원뿔형 구조물을 배치한다. 단계 S840에서는 유동 채널에 유체를 유입시켜 상판 및 하판을 연결하는 유체 다리를 배치한다.Referring to FIG. 8, in step S810, the flow channel is disposed at a specific position of the lower plate. In step S820, the upper plate is disposed with a certain distance from the lower plate in a state of being tilted by a specific angle. In step S830, a conical structure is placed on the top plate to face the flow channel. In step S840, fluid is introduced into the flow channel and the fluid bridge connecting the upper and lower plates is disposed.

단계 S810에 대한 일 실시예에서, 유동 채널은 온도 제어가 필요한 특정 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 유동 채널은 하판의 중심부에 배치될 수 있다.In one embodiment for step S810, the flow channel may be located at a specific location where temperature control is required. For example, the flow channel may be disposed at the center of the lower plate.

단계 S830에 대한 일 실시예에서, 원뿔형 구조물은 유동 채널의 중심에 일치되도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 원뿔형 구조물은 하판 방향으로 역방향으로 형성되어 꼭지점이 유동 채널의 중심에 일치되도록 배치될 수 있다. 단계 S830에 대한 일 실시예에서, 원뿔형 구조물은 하판과 평행하도록 배치될 수 있다. 원뿔형 구조물은 하판과 평행하도록 배치되도록 밑면이 상판이 기울어진 각도만큼 기울어져 형성될 수 있다.In one embodiment for step S830, the conical structure may be arranged to coincide with the center of the flow channel. Specifically, the conical structure may be arranged in the reverse direction in the direction of the lower plate so that the vertexes coincide with the center of the flow channel. In one embodiment for step S830, the conical structure may be arranged to be parallel to the bottom plate. The conical structure may be formed such that the bottom surface is inclined by an angle at which the top plate is tilted so as to be arranged parallel to the bottom plate.

상기 유체 다리는 상판과 하판 사이 간격에 따라 서로 다른 점착력을 갖으며, 원뿔형 구조물의 꼭지점 부근에서 가장 큰 점착력을 갖는다. 유체 다리의 지름은 원뿔형 구조물의 꼭지점 부근에서 최소가 되고, 상기 유체 다리 열 스위치의 목표 열 저항 값에 따라 제어될 수 있다.
The fluid legs have different adhesive forces according to the distance between the upper plate and the lower plate, and have the greatest adhesive force in the vicinity of the vertexes of the conical structure. The diameter of the fluid leg is minimized near the apex of the conical structure and can be controlled according to the target thermal resistance value of the fluid leg column switch.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all equivalents or equivalent variations thereof are included in the scope of the present invention.

100, 400: 유체 다리 열 스위치
110, 410: 하판
120, 420: 상판
130, 430: 유체 다리
111, 411: 유동 채널100, 400: Fluid leg heat switch
110, 410: lower plate
120, 420: top plate
130, 430: Fluid leg
111, 411: flow channel

Claims (16)

유동 채널을 포함하는 하판;
상기 하판에 대하여 평행한 상태에서 일정한 거리만큼 이격되어 위치하고, 상기 유동 채널과 마주하는 면에 원뿔형 구조물이 형성된 상판; 및
상기 유동 채널을 통해 상기 상판 및 상기 하판 사이에 유체가 주입되어 생성되며 상기 상판 및 하판을 연결하는 유체 다리를 포함하는 유체 다리 열 스위치.
A bottom plate comprising a flow channel;
A top plate spaced apart from the bottom plate by a predetermined distance in a state parallel to the bottom plate and having a conical structure on a surface facing the flow channel; And
And a fluid leg formed by injecting a fluid between the upper plate and the lower plate through the flow channel and connecting the upper plate and the lower plate.
제1항에 있어서, 상기 원뿔형 구조물은
상기 유동 채널의 중심에 일치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 다리 열 스위치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the conical structure
And is configured to conform to the center of the flow channel.
제2항에 있어서, 상기 원뿔형 구조물은
상기 하판 방향으로 뒤집어져 형성되어 꼭지점이 상기 유동 채널의 중심에 일치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 다리 열 스위치.
3. The apparatus of claim 2, wherein the conical structure
Wherein the fluid channel is formed to be inverted in the direction of the lower plate so that a vertex thereof coincides with a center of the flow channel.
제1항에 있어서, 상기 유체 다리는
상기 원뿔형 구조물의 꼭지점 부근에서 가장 큰 점착력을 갖는 것을 특징으로 하는 유체 다리 열 스위치.
2. The apparatus of claim 1,
And has the greatest adhesive force in the vicinity of the vertex of the conical structure.
제4항에 있어서, 상기 유체 다리의 지름은
상기 원뿔형 구조물의 꼭지점 부근에서 최소가 되는 것을 특징으로 하는 유체 다리 열 스위치.
The method of claim 4, wherein the diameter of the fluid leg
And a minimum value in the vicinity of a vertex of the conical structure.
제5항에 있어서, 상기 유체 다리의 지름은
상기 유체 다리 열 스위치의 목표 열 저항 값에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 유체 다리 열 스위치.
The method of claim 5, wherein the diameter of the fluid leg
Wherein the control signal is controlled according to a target thermal resistance value of the fluid foot switch.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 유동 채널은
상기 하판의 특정 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 다리 열 스위치.
2. The apparatus of claim 1,
And wherein the fluid channel is formed at a specific position of the lower plate.
제1항에 있어서, 상기 상판 및 하판 각각은
고온부 또는 저온부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 다리 열 스위치.
2. The apparatus of claim 1, wherein each of the upper and lower plates
And at least one of a high-temperature portion and a low-temperature portion.
하판의 중심부에 유동 채널을 배치하는 단계;
상기 하판에 대하여 평행한 상태에서 일정한 거리만큼 이격시켜 상판을 배치하는 단계;
상기 유동 채널과 마주하도록 상기 상판에 원뿔형 구조물을 배치하는 단계; 및
상기 유동 채널을 통해 상기 상판 및 상기 하판 사이에 유체를 유입시켜 상기 상판 및 하판을 열적으로 연결하는 유체 다리를 배치하는 단계를 포함하는 유체 다리 열 스위치의 설계 방법.
Disposing a flow channel in the center of the lower plate;
Disposing the upper plate in a state of being parallel to the lower plate by a predetermined distance;
Disposing a conical structure on the top plate to face the flow channel; And
And arranging a fluid leg for thermally connecting the upper and lower plates by flowing fluid between the upper and lower plates through the flow channel.
제10항에 있어서, 상기 원뿔형 구조물을 배치하는 단계는
상기 유동 채널의 중심에 일치되도록 상기 원뿔형 구조물을 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 다리 열 스위치의 설계 방법.
11. The method of claim 10 wherein positioning the conical structure
Further comprising disposing the conical structure to coincide with the center of the flow channel.
제11항에 있어서, 상기 원뿔형 구조물을 배치하는 단계는
상기 하판 방향으로 역방향의 원뿔형 구조물을 꼭지점이 상기 유동 채널의 중심에 일치되도록 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 다리 열 스위치의 설계 방법.
12. The method of claim 11, wherein the step of disposing the conical structure
Further comprising the step of disposing a conical structure in a reverse direction in the lower plate direction so that its vertex points coincide with the center of the flow channel.
제10항에 있어서, 상기 유체 다리는
상기 원뿔형 구조물의 꼭지점 부근에서 가장 큰 점착력을 갖는 것을 특징으로 하는 유체 다리 열 스위치의 설계 방법.
11. The apparatus of claim 10, wherein the fluid leg
Wherein the conical structure has the greatest adhesive force in the vicinity of the vertex of the conical structure.
제13항에 있어서, 상기 유체 다리의 지름은
상기 원뿔형 구조물의 꼭지점 부근에서 최소가 되는 것을 특징으로 하는 유체 다리 열 스위치의 설계 방법.
14. The method of claim 13, wherein the diameter of the fluid leg
Wherein the minimum value is near the vertex of the conical structure.
제14항에 있어서, 상기 유체 다리의 지름은
상기 유체 다리 열 스위치의 목표 열 저항 값에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 유체 다리 열 스위치의 설계 방법.
15. The method of claim 14, wherein the diameter of the fluid leg
Wherein the control is performed in accordance with a target thermal resistance value of the fluid leg switch.
제12항에 있어서, 상기 상판 및 하판 각각은
고온부 또는 저온부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 다리 열 스위치의 설계 방법.
13. The method of claim 12, wherein each of the upper and lower plates
And a high-temperature portion or a low-temperature portion.
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