KR100545121B1 - 유체 제어식 냉방장치 또는 난방장치용 다중 마그네트 밸브 - Google Patents

유체 제어식 냉방장치 또는 난방장치용 다중 마그네트 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유체 제어된 난방장치 또는 냉방장치용 마그네트 밸브(10)에 관한 것으로, 유입관(18), 유출관(20, 22), 리턴관(98) 및 유입관(18)과 리턴관(98) 사이의 바이패스관(24, 26)을 갖는 밸브 하우징(16) 및 아마추어(86, 88)와 함께 리프트 로드(52, 54)에 고정된 전자기적으로 스위칭되는 밸브 부재(32, 34)와 바이패스 밸브 부재(36, 38)를 포함하고, 상기 밸브 부재(32, 34)는 유입관(18)과 유출관(20, 22) 사이의 연결을 형성하며, 전류가 공급되는 스위칭 위치에서 상기 연결을 차단하며, 바이패스 밸브 부재(36, 38)는 전류가 흐르지 않는 스위칭 위치에서 송출 흐름에 따라 바이패스관(24, 26)과 리턴관(98) 사이의 연결을 제어하며, 전류가 공급되는 스위칭 위치에서 연결을 형성한다. 본 발명은 상호 연결된 복수의 밸브 유니트(12, 14)가 있는 복수의 밸브 유니트(12, 14)가 제공된다.

Description

유체 제어식 냉방장치 또는 난방장치용 다중 마그네트 밸브{Multiple magnetic valve for a liquid-regulated heating and cooling installation}
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 유체 제어식 냉방장치 또는 난방장치용 다중 마그네트 밸브에 관한 것이다.
EP 0 653 990 B1호에는 그와 같은 종류의 마그네트 밸브가 공지되어 있다. 이와 같은 밸브는 특히 차량 냉방장치 또는 난방장치용 유체 제어식 열교환기에 사용된다. 이와 같은 밸브는 냉방장치 또는 난방장치 또는 차량 실내의 온도에 따라 클럭 방식(clocked fashion)으로 제어될 수 있으며, 난방에 필요한 유량은 평균 시간 단면적에 의해 정해진다. 시간 단면적은 유효 개방 단면적의 시간 적분에 의해 정해진다. 유입관의 유체압력 및/또는 밸브 스프링에 의해 마그네트 밸브의 밸브 부재는 배출관을 향해 개방되며, 마그네트 밸브의 전류 공급된 마그네트 코일이 리프트 로드와 연결된 아마추어에 작용함으로써 상기 코일에 의해 폐쇄된다.
또한 밸브 부재를 지나 연장된 리프트 로드에 바이패스 밸브 부재가 배치되며, 이 밸브 부재는 유입관과 리턴 라인 사이에 배치된 바이패스관을 제어한다. 밸브 부재와 바이패스 밸브 부재는, 마그네트 코일에 전류가 흐르지 않을 때 펌프의 높은 송출 체적과는 무관하게, 배출관으로의 유출량을 일정하게 유지시켜 주도록, 서로 그리고 밸브 스프링에 매칭된다. 따라서, 시간 단면적은 단지 온도에 따라서만 조절되고 펌프의 송출 흐름에 따라 조절될 필요가 없다. 일반적으로 내연기관에 의해 구동되는 펌프의 송출 흐름은 펌프의 구동 회전수, 즉 내연기관의 회전수에 따라 변한다.
본 발명에는 유입관들이 상호 연결된 복수의 밸브 유니트가 제공된다. 이들은 별도로 제어될 수 있으며, 다양한 난방 열교환기에 설치된다. 따라서 간단한 수단을 사용하여 차량의 다양한 장소, 예컨대 운전자측과 동승자측에 대한 복수의 난방 회로를 서로 독립적으로 제어할 수 있다.
밸브 유니트에 전류가 흐르지 않는 상태에서, 배출관으로의 유량은 펌프로부터의 높은 유입량과는 무관하게 일정하게 유지된다. 이 때 밸브 시트, 밸브 부재 및 바이패스 밸브 부재의 유효 직경 및 그들의 밸브 스프링 장력의 힘은 전류가 흐르지 않는 상태에서 모든 밸브 유니트에서 유출량이 동일하도록, 그리고 개별 밸브 유니트에 전류가 공급되는 경우에도 전류가 흐르지 않는 밸브 유니트에서 유지되도록, 서로 조정되는 것이 바람직하다. 따라서, 밸브가 폐쇄되어 있을 때, 시스템 내의 압력이 증가하고 압력 피크가 발생하는 것을 막을 수 있다. 밸브 스프링이 열교환기로의 설정된 유출량에서야, 예컨대 시간당 1600리터에서야 바이패스 밸브 부재가 개방되도록 설계되는 경우, 밸브 유니트로의 총 유입량이 난방 열교환기로 계속 공급되므로 펌프 송출량의 상기 범위에서는 난방 출력의 손실이 발생하지 않는다.
삭제
본 발명의 실시예에 따라 밸브 유니트는 공통의 밸브 하우징 내에 설치된다. 밸브 유니트 사이의 외부 연결 라인은 생략할 수 있다. 또한 내부 연결관과 바이패스관에 의해 연결을 위한 비용이 감소되며 압력 증가가 현저히 감소되어, 더 작은 마그네트회로를 사용할 수 있다. 따라서, 비용, 재료, 질량 및 체적을 감소시킬 수 있다.
마그네트 밸브의 리턴관이 상응하는 연결부를 가짐으로써, 이 리턴관은 바람직하게 마그네트 밸브 자체의 난방 열교환기 리턴 라인에 결합될 수 있다. 차량에서의 장소적 조건 때문에 리턴 라인을 보다 짧은 또는 보다 적절한 경로에 설치할 수 있을 경우, 리턴관은 마그네트 밸브 외부의 적절한 장소에서 리턴 라인에 연결된다.
또한 바람직하게는 하나 또는 모든 밸브 유니트에 대해 교체 가능한 밸브 시트를 갖는 별도의 밸브실이 제공된다. 따라서 밸브실과 밸브 시트를 교환함으로써 마그네트 밸브가 적은 비용으로 다양한 경우에 적용될 수 있다. 엘라스토머로 밸브 시트를 제조하는 것이 바람직하다. 재료의 탄성 및 완충 특성에 의해 밸브 부재의 폐쇄 소음과 마모가 감소된다.
삭제
하기 도면의 설명에 또 다른 장점이 제시된다. 도면에 본 발명의 실시예가 도시된다. 상세한 설명과 청구항은 많은 특징들을 조합해서 포함한다. 당업자라면 상기 특징들을 바람직하게는 개별적으로 관찰하여 의미 있는 다른 조합을 구성할 수도 있다.
도 1은 두 개의 밸브 유니트를 갖는 본 발명에 따른 마그네트 밸브 횡단면도.
도 2는 밸브 유니트 리프트 로드가 중간 위치에 있는, 도 1 선의 Ⅱ-Ⅱ에 따라 절취한 단면도.
도 3은 설치 다이어그램.
도 4는 도 3의 변형된 실시예.
도 1과 도 2에 따른 마그네트 밸브(10)는 내연기관(116)과 난방 열교환기(108, 110) 사이의 순방향 유동 라인(106)에 배치된다. 상기 밸브는 밸브 하우징(16)에 삽입된 두 개의 밸브 유니트(12, 14)를 갖는다. 밸브 하우징(16)은 두 밸브 유니트(12, 14)에 대한 공동 유입관(18)을 가지며, 이 유입관은 내연기관(116)에 의해 구동되는 펌프(118)와 연결된다. 밸브 하우징(16)은 또한 서로 다른 난방 열교환기(108, 110)와 연결된 두 개의 유출관(20, 22)을 갖는다. 이 난방 열교환기는 일반적으로 차량의 서로 다른 장소, 예컨대 운전자측 및 동승자측에 설치된다.
밸브 유니트(12, 14)는 동일하게 구성된다. 이 유니트는 코일 보디(82, 84) 및 자심(78, 80)을 포함하는 마그네트 코일(74, 76)을 갖는다. 마그네트 코일(74, 76)은 지지벽(68)을 통해 밸브 하우징(16)에 고정된 마그네트 포트(70, 72)에 설치된다. 마그네트 코일(74, 76)에 아마추어(86, 88)가 가이드 부시(94, 96) 내에서 축 방향으로 움직일 수 있도록 안내된다. 커버(102, 104)가 가이드 부시(94, 96)를 폐쇄함으로써 가이드 부시(94, 96)의 커버(102, 104)와 아마추어(86, 88) 사이에 아마추어 챔버(90, 92)가 형성되며, 상기 챔버 내에 아마추어(86, 88)가 스위칭 위치에 따라 다소 삽입된다. 마그네트 회로는 자심(78 또는 80), 아마추어(86 또는 88), 가이드 부시(94 또는 96), 마그네트 포트(70 또는 72) 및 지지벽(68)으로 구성된다.
아마추어(86, 88)는 리프트 로드(52, 54)에 고정, 예를 들어 용접된다. 리프트 로드(52, 54)는 자심(78, 80)과 지지벽(68)을 통해 밸브 하우징(16)에 이르며, 밸브실(40, 42)을 통해 리턴 챔버(28, 30)까지 이른다. 지지벽(68)에는 리프트 로드(52, 54)에 접촉하는 막 시일부(60, 62)가 밸브 하우징(16) 쪽으로 배치된다.
밸브실(40, 42)은 별도 부품으로 밸브 하우징(16)에 삽입되며 그의 단부에 바람직하게 역시 별도 부품으로서, 엘라스토머로 제조된 밸브 시트(44, 48 및 46, 50)를 갖는다.
따라서, 밸브 시트(44, 48 및 46, 50)를 구비한 밸브실(40, 42)은 용이하게 교환될 수 있으며, 각각의 용도에 맞게 적응시킬 수 있다. 밸브실(40, 42)과 지지벽(68) 사이에는 유출관(20, 22)과 통하는 간격 유지 부재(64, 66)가 설치된다.
유출관(20, 22)을 향해 리프트 로드(52, 54) 위에 밸브 시트(44, 48)와 상호작용하는 밸브 부재(32, 34)가 배치된다. 또한 리턴 챔버(28, 30)를 향한 리프트 로드(52, 54)의 단부상에 바이패스 밸브 부재(36, 38)가 배치되며, 상기 바이패스 밸브 부재는 밸브 시트(46, 50)와 상호작용하며, 바이패스관(24, 26)을 제어한다. 두 밸브 유니트(12, 14)에 대한 공동의 유입관(18)은 밸브실들(40 및 42) 사이로 뻗어있고, 밸브 시트들(44, 48 및 46, 50) 사이에서 그들의 둘레의 충분한 범위에 걸쳐 밸브실을 교차한다. 이렇게 함으로써 두 밸브실(40 및 42) 사이의 연결이 형성된다.
밸브 시트(44, 48)를 갖는 밸브 부재(32, 34) 및 밸브 시트(46 및 50)를 갖는 바이패스 밸브 부재(36, 38)는 해당 밸브 스프링(56, 58)과 함께, 마그네트 코일(74, 76)에 전류가 흐르지 않은 상태에서 밸브 부재(32, 34)가 개방되고 펌프(118)로부터 송출된 양적 흐름(volumetric flow)이 배출관(20, 22)에 동일하게 배분될 수 있도록, 상호 조정된다. 양적 흐름이 설정된 양을 초과하면, 해당 밸브 스프링(56, 58)의 힘에 대항하여 바이패스 밸브 부재(36, 38)가 개방된다. 따라서, 초과 양적 흐름은 바이패스관(24, 26) 및 리턴 챔버(28, 30)를 통해 리턴관(98)으로 흐른다. 리턴관(98)은 연결부(100), 즉 난방 열교환기(108, 110)에 대한 연결 라인인 연결부(100)를 갖는다. 연결부(100)는 바람직하게 리턴관(98)에 대해 오프셋되어 배치되며, 상기 리턴 라인은 관의 단면이 작을 때 리턴 챔버들(28, 30) 사이의 분리벽 내에서 충분히 연결되어 중첩하도록 하기 위해 펌프(118)로의 연결을 형성한다.
도 2는 중간 위치에 있는 밸브 유니트(12)의 밸브 부재(32)를 도시하며, 상기 위치에서 설정된 유출량이 얻어져서 일정하게 유지된다. 도 2는 밸브 부재(32)가 완전히 개방되고 바이패스 밸브 부재(36)도 개방된다는 점에서 도 1과는 다르다.
개별 밸브 유니트(12, 14)의 유출량은 마그네트 코일(74 또는 76)이 개별적으로 또는 공동으로 클럭 방식(clocked fashion)으로 제어됨으로써, 온도에 따라 영향을 받을 수 있다. 마그네트 코일(74 또는 76)이 여자되면, 해당 아마추어(86 또는 88)는 자심(78 또는 80)에 의해 해당 밸브 스프링(56 또는 58)의 힘에 대항하여 끌어당겨지며, 상응하는 밸브 부재(32 또는 34)는 폐쇄되고, 상응하는 바이패스 밸브 부재(36 또는 38)는 개방된다.
도 1은 마그네트 코일(76)에 전류가 흐를 때의 밸브 유니트(14)이다. 이에 반해 밸브 유니트(12)의 마그네트 코일(74)에는 전류가 흐르지 않으며, 설정된 유체량이 초과되지 않으므로 밸브 부재(32)는 개방되고 바이패스 밸브 부재(36)는 폐쇄된다.
도 1 내지 3의 실시예의 경우 리턴 라인(112)이 난방 열교환기(108, 110)로부터 마그네트 밸브(10)를 통해, 즉 연결부(100)와 리턴관(98)을 통해 안내된다. 바람직하게 마그네트 밸브(10)는 리턴 라인(122, 124)이 마그네트 밸브(10) 내의 통로를 통해 리턴관(98)과 연결됨으로써, 분리되어 안내되는 리턴 라인들(122, 124) 사이를 연결하는 역할을 한다. 난방 열교환기(108, 110), 마그네트 밸브(10) 또는 내연기관(116)의 3차원적 배치에 따라, 리턴 라인(112)이 난방 열교환기(108, 110)로부터 마그네트 밸브(10)를 통해서가 아니라, 내연기관(116)에 대해 더욱 짧은 또는 적합한 경로에 설치되며 또한 상기 내연기관(116)의 냉각 시스템에 연결되는, 리턴 라인(114)을 통해 연장하는 것이 바람직할 수 있다(도 4). 이 경우 연결부(100)는 생략할 수 있으며, 리턴관(98)은 차량의 적절한 장소(120)에서 리턴 라인(114)에 연결되며, 이 리턴 라인은 난방 열교환기(108, 110)로부터 내연기관(116)으로 안내된다.

Claims (9)

  1. 밸브 하우징(16) 및 전자기적으로 스위칭되는 밸브 부재(32, 34)와 바이패스 밸브 부재(36, 38)가 설치되고, 상기 밸브 하우징은 유입관(18), 유출관(20, 22), 리턴관(98) 그리고 상기 유입관(18)과 상기 리턴관(98) 사이의 바이패스관(24, 26)을 가지며, 상기 밸브 부재(32, 34)와 상기 바이패스 밸브 부재(36, 38)는 아마추어(86, 88)와 함께 리프트 로드(52, 54)에 고정되고, 상기 밸브 부재(32, 34)는 상기 유입관(18)과 상기 유출관(20, 22) 사이의 연결을 형성하며 전류가 공급되는 스위칭 위치에서 상기 연결을 차단하는 한편, 상기 바이패스 밸브 부재(36, 38)는 전류가 흐르지 않는 스위칭 위치에서 송출 흐름에 따라 상기 바이패스관(24, 26)과 상기 리턴관(98) 사이의 연결을 제어하고, 전류가 공급되는 스위칭 위치에서 상기 연결을 형성하는 유체 제어식 냉방장치 또는 난방장치용 마그네트 밸브(10)에 있어서,
    복수의 밸브 유니트(12, 14)가 제공되고, 상기 밸브 유니트의 유입관(18)들은 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 유체 제어식 냉방장치 또는 난방장치용 다중 마그네트 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 유니트(12, 14)는 하나의 공통 밸브 하우징(16)에 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 제어식 냉방장치 또는 난방장치용 다중 마그네트 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 밸브 유니트(12, 14) 각각은 상기 밸브 하우징(16)에 삽입 가능한 밸브실(40, 42)을 가지며, 상기 밸브실은 유출관(20, 22)과 리턴관(98)에 대해 각각 밸브 시트(44, 46; 48, 50)를 가지며, 상기 밸브 시트는 상기 밸브 부재(32, 34) 또는 바이패스 밸브 부재(36, 38)와 상호 작용하고, 공동의 유입관(18)이 상기 밸브실(40, 42)을 상호 연결시키는 것을 특징으로 하는 유체 제어식 냉방장치 또는 난방장치용 다중 마그네트 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 밸브 시트(44, 46)는 엘라스토머로 제조되는 것을 특징으로 하는 유체 제어식 냉방장치 또는 난방장치용 다중 마그네트 밸브.
  5. 제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 시트(44, 46; 48, 50), 밸브 부재(32, 34) 및 바이패스 밸브 부재(36, 38)의 유효 직경과 상기 밸브 부재(32, 34, 36, 38)에 작용하는 밸브 스프링(56, 58)의 힘은, 상기 유출관(20, 22)으로의 유출량이 상기 밸브 유니트(12, 14)에 전류가 흐르지 않을 때는 모든 밸브 유니트(12, 14)에서 펌프(118)의 순간 송출량과 무관하게 동일하고, 다른 밸브 유니트(14)에 전류가 공급되는 경우에도, 전류가 흐르지 않는 밸브 유니트(12)에서 상기 유출량이 유지되도록 서로 조정되는 것을 특징으로 하는 유체 제어식 냉방장치 또는 난방장치용 다중 마그네트 밸브.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 밸브 스프링(56, 58)은 펌프(118)의 설정된 송출량에 도달할 때까지 전류가 흐르지 않은 밸브 유니트(12)의 바이패스 밸브 부재(36, 38)가 개방되지 않도록 설계되는 것을 특징으로 하는 유체 제어식 냉방장치 또는 난방장치용 다중 마그네트 밸브.
  7. 제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 유니트(12, 14)의 리턴 챔버(28, 30)를 상호 연결하는 공통의 리턴관(98)이 제공되는 것을 특징으로 하는 유체 제어식 냉방장치 또는 난방장치용 다중 마그네트 밸브.
  8. 제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마그네트 밸브(10)의 연결부(100)에 난방 열교환기(108, 110)의 리턴 라인(112)이 연결되는 것을 특징으로 하는 유체 제어식 냉방장치 또는 난방장치용 다중 마그네트 밸브.
  9. 제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 난방 열교환기로부터 리턴 라인(112, 124)이 마그네트 밸브(10)까지 분리되고 마그네트 밸브(10)의 내부 통로를 통해 리턴관(98)과 연결되는 것을 특징으로 하는 유체 제어식 냉방장치 또는 난방장치용 다중 마그네트 밸브.
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