KR102074096B1 - Control valve, hydraulic coupling apparatus and pump system using the same - Google Patents

Control valve, hydraulic coupling apparatus and pump system using the same Download PDF

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강남원
류수형
박민지
안정섭
장춘수
박창용
오용준
이명훈
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브이에스이앤지(주)
서울과학기술대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a control valve, and a fluid coupling device and a pump system using the same and, more specifically, to a pump system capable of performing precise automatic adjustment of a variable speed load of a pressure pump, and improving energy consumption efficiency. The pump system of the present invention comprises: a pressure pump; a fluid coupling device; a working fluid; a fluid tank; and a control valve, wherein the control valve includes an upper flange, a lower flange, and a flange-shaped diaphragm.

Description

제어 밸브, 이를 이용한 유체 커플링 장치 및 펌프 시스템{Control valve, hydraulic coupling apparatus and pump system using the same}Control valve, hydraulic coupling apparatus and pump system using the same

본 발명은 동력 전달 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 제어 밸브, 이를 이용한 유체 커플링 장치, 및 펌프 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a power transmission device, and more particularly, to a control valve, a fluid coupling device using the same, and a pump system.

유체 커플링 장치는 유체를 매개로 하여 입력축의 회전력을 출력축에 전달하는 동력 전달 요소이다. 상기 유체 커플링 장치는 유체를 매개로 동력전달 방식의 특성 때문에 충격과 비틀림 진동을 흡수하고 과부하 시 회전기의 동기 속도와 실제 속도의 차이를 동기 속도로 제한한 값으로 정의되는 슬립(slip)을 일으켜 원활한 동력 전달이 가능하다. 상기 유체 커플링 장치는 정상운전조건 시 입력축의 회전 속도 대비 출력축의 회전 속도의 제어 가능 여부에 따라 고정속도비 유체 커플링 장치와 변속형 유체 커플링 장치로 나누어질 수 있다. 상기 고정속도비 유체 커플링 장치는 보통 일반적인 유체 커플링 장치를 지칭하며, 표준형 유체 커플링 장치이라 지칭되기도 한다. 상기 고정속도비 유체 커플링 장치는, 상기 유체 커플링 장치의 입력축의 회전속도가 일정할 때 출력 축은 부하의 양에 따라 슬립의 양은 달라질 수 있으나 보통 일정속도로 회전한다. 구체적으로, 상기 표준형 유체 커플링 장치는 내부에 있는 유체가 커플링의 회전에 따라 원심력에 의한 유동력으로 펌프 임펠러에서 터빈 휠로 토크를 전달하는 방식이며, 피동축의 회전속도는 정상상태운전 시 정속운전상태가 될 수 있다.The fluid coupling device is a power transmission element that transmits the rotational force of the input shaft to the output shaft via a fluid. The fluid coupling device absorbs shock and torsional vibrations due to the characteristics of the power transmission method through fluid, and generates a slip defined as a value that limits the difference between the synchronous speed of the rotor and the actual speed to the synchronous speed when overloaded. Smooth power transmission is possible. The fluid coupling device may be divided into a fixed speed ratio fluid coupling device and a variable speed fluid coupling device according to the controllability of the rotation speed of the output shaft relative to the rotation speed of the input shaft under normal operating conditions. The fixed speed ratio fluid coupling device usually refers to a general fluid coupling device and may also be referred to as a standard fluid coupling device. In the fixed speed ratio fluid coupling device, when the rotation speed of the input shaft of the fluid coupling device is constant, the output shaft rotates at a constant speed although the amount of slip may vary depending on the amount of load. Specifically, the standard fluid coupling device is a method of transmitting the torque from the pump impeller to the turbine wheel by the flow force of the centrifugal force in accordance with the rotation of the coupling, the rotational speed of the driven shaft is a constant speed during steady state operation Can be in operation.

상기 변속형 유체 커플링 장치는 내부의 유체(예: 오일 또는 물)의 양을 외부에서 조절하여 출력축의 회전속도를 입력축의 회전속도와 독립적으로 제어가능한 커플링을 지칭한다. 상기 변속형 유체 커플링 장치는 스쿠프 튜브(scoop tube) 또는 상기 스쿠프 튜브와 연결된 펌프를 통해 임펠러/휠 내부의 유체를 외부로 토출시키거나, 유체 순환 펌프를 통해 내부로 유체를 공급하여 상기 임펠러/휠 내부의 유체량을 조절함으로써, 변화된 유체량에 의해 동력 전달 크기를 조절하여 구동축과 피구동축 사이의 속도 변화를 능동적으로 제어하는 방식이다.The variable speed fluid coupling device refers to a coupling capable of controlling the rotational speed of the output shaft independently of the rotational speed of the input shaft by externally adjusting the amount of fluid (eg, oil or water) therein. The variable speed fluid coupling device discharges the fluid inside the impeller / wheel to the outside through a scoop tube or a pump connected to the scoop tube, or supplies the fluid to the inside through a fluid circulation pump to supply the impeller / By regulating the amount of fluid inside the wheel, it is a method of actively controlling the speed change between the drive shaft and the driven shaft by adjusting the power transmission magnitude by the changed fluid amount.

상기 유체 커플링 장치의 피구동축에서는 연결되는 기계 종류는 다양하며, 각 기계의 종류에 따라, 필요한 동력의 특성과 정밀한 회전 속도의 제어에 관한 요구도 다양하다. 상기 변속형 유체커플링을 이용하여 피구동 장치를 회전시킬 때, 특히 동력의 특성과 회전 속도의 정밀한 제어는 중요하다. 특히, 50kw 이하의 소형 가압 펌프의 가변속 부하를 조절할 경우, 원하는 부하의 양에 따라 상기 변속형 유체 커플링 장치의 임펠러/휠 내부의 유체량을 조절하기 어렵기 때문에, 상기 가압 펌프의 가변속 부하를 정밀하게 조절하기 어렵다. In the driven shaft of the fluid coupling device, there are various types of machines to be connected, and according to the type of each machine, there are various demands on the control of the required power characteristics and precise rotation speed. When rotating the driven device using the variable speed fluid coupling, it is particularly important to precisely control the characteristics of the power and the rotational speed. In particular, when adjusting the variable speed load of the small pressure pump of 50 kw or less, it is difficult to adjust the amount of fluid inside the impeller / wheel of the variable speed fluid coupling device according to the amount of the desired load. Difficult to adjust precisely

종래의 경우는, 상기 소형 가압 펌프의 가변속 부하는 상기 변속형 유체 커플링 장치보다는 인버터(VVVF) 장치를 통해 조절되었다. 그러나, 상기 인버터 장치는 고가의 회로 장치이지만, 대부분 소형 가압 펌프장과 같이 전기 장치의 사용이 취약한 습도가 높고 밀폐된 실외 환경에 설치되어야 하는 경우가 많다. 이 경우, 통상적으로, 별도의 관리 인력 배치가 어렵고, 고장으로 가동 중지가 빈번하여, 실제 현장 운영되기가 어려운 문제점이 있다. 또한, 상기 인버터 장치는 전기를 사용하는 복잡한 자동 부하 제어 시스템으로 이를 구동하기 위한 에너지 소비가 필요하다. In the conventional case, the variable speed load of the small pressurized pump was controlled through an inverter (VVVF) device rather than the variable speed fluid coupling device. However, although the inverter device is an expensive circuit device, it is often required to be installed in a high humidity and closed outdoor environment in which use of an electric device is weak, such as a small pressurized pumping station. In this case, there is usually a problem that it is difficult to deploy a separate management personnel, frequent downtime due to failure, it is difficult to actually operate on site. In addition, the inverter device is a complex automatic load control system that uses electricity and requires energy consumption to drive it.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 피구동측 장치에 대해 정밀한 가변속 자동 부하 조절이 가능하며, 에너지 소비를 감소시키고 설치 및 유지 보수가 간편한 유체 커플링 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a fluid coupling device capable of precise variable speed automatic load regulation for the driven side device, reducing energy consumption and simplifying installation and maintenance.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 정밀한 가변속 자동 부하 조절이 가능하며, 에너지 소비를 감소시키고 설치 및 유지 보수가 간편하며, 소형 가압 장치로서 응용이 용이한 펌프 시스템을 제공하는 것이다. In addition, the technical problem to be solved by the present invention is to provide a pump system capable of precise variable speed automatic load control, reducing energy consumption, easy installation and maintenance, and easy application as a compact pressurization device.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 유체 커플링 내의 작동 유체의 흐름을 조절하는 제어 밸브로서, 상기 제어 밸브는, 내부에 피가압 유체의 토출압을 수용하는 가압 챔버를 포함하는 상부 플랜지; 상기 작동 유체가 흐르기 위한 유로의 인입구와 배출구를 포함하며, 상기 작동 유체의 흐름 제어를 위한 작동 유체 챔버를 포함하는 하부 플랜지; 및 상기 상부 플랜지와 상기 하부 플랜지 사이에 배치되어 상기 가압 챔버와 상기 작동 유체 챔버를 분리하며, 상기 피가압 유체의 토출압에 따라 상기 인입구에서 상기 배출구로 흐르는 상기 작동 유체의 유량을 제어하도록, 상기 피가압 유체의 토출압에 의해 직접 변형되어 상기 유로의 개도를 변화시키는 다이어프램을 포함하는 제어 밸브가 제공될 수 있다. 상기 피가압 유체의 토출압이 상기 작동 유체의 토출압보다 높을 수 있다. 상기 작동 유체 챔버는 상기 다이어프램과 함께 작동 유체의 인입구와 배출구 사이의 작동 유체의 흐름을 제어하기 위한 메사 구조 또는 홈 구조를 포함할 수 있다. 상기 다이어프램과 상기 하부 플랜지 사이에 상기 다이어프램의 변형이 일정 형태를 벗어나지 못하도록 제한하는 중간 플랜지를 더 포함할 수 있다. 상기 다이어프램의 변형은 상기 작동 유체가 흐를 수 있는 개도의 수직 단면적을 변형시킬 수 있다. 상기 피가압 유체의 토출압이 인가되지 않는 경우, 상기 다이어프램은 상기 수직 단면적이 최대가 되도록 변형이 없는 상태를 유지하며, 상기 피가압 유체의 토출압이 인가되는 경우, 상기 다이어프램은 상기 피가압 유체의 토출압에 반비례하여 상기 수직 단면적이 변하도록 상기 인가되는 피가압 유체의 토출압의 방향에 순응하여 오목한 생태로 변형되고, 상기 피가압 유체의 토출압의 인가가 중단되는 경우, 상기 다이어프램의 오목한 상태는 원 상태로 복구될 수 있다. 상기 피가압 유체의 토출압이 최대 이상으로 상기 다이어프램에 인가되더라도, 상기 작동 유체의 최소 유량이 상기 배출구를 통해 상기 유체 커플링으로 일정하게 공급되도록 상기 작동 유체가 흐르는 수직 단면적이 제어될 수 있다. 상기 다이어프램은 실리콘 및 탄성중합체(elastomer) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 다이어프램의 두께는 2 mm 내지 9 mm 범위를 가질 수 있다. 상기 다이어프램의 최대 허용 변형 범위 내에서 상기 작동 유체의 유량을 제어하기 위해서, 상기 피가압 유체의 토출압은 상기 상부 플랜지와 결합되는 별도의 감압 장치를 통해 감압될 수 있다. 상기 상부 플랜지, 상기 다이어프램 및 상기 하부 플랜지는 동일한 위치의 적어도 하나 이상의 체결공을 통해 서로 결합될 수 있다. According to one embodiment of the invention, a control valve for regulating the flow of the working fluid in the fluid coupling, the control valve, the control valve includes an upper flange containing a pressure chamber for receiving the discharge pressure of the pressurized fluid therein; A lower flange including an inlet and an outlet of a flow path through which the working fluid flows, and including a working fluid chamber for controlling the flow of the working fluid; And disposed between the upper flange and the lower flange to separate the pressurizing chamber and the working fluid chamber, and to control a flow rate of the working fluid flowing from the inlet to the outlet in accordance with the discharge pressure of the pressurized fluid. A control valve may be provided that includes a diaphragm that is directly deformed by the discharge pressure of the pressurized fluid to change the opening degree of the flow path. The discharge pressure of the pressurized fluid may be higher than the discharge pressure of the working fluid. The working fluid chamber may include a mesa structure or a groove structure for controlling the flow of the working fluid between the inlet and the outlet of the working fluid together with the diaphragm. It may further include an intermediate flange between the diaphragm and the lower flange to limit the deformation of the diaphragm from leaving a certain form. Deformation of the diaphragm may change the vertical cross-sectional area of the opening degree through which the working fluid can flow. When the discharge pressure of the pressurized fluid is not applied, the diaphragm remains unchanged so as to maximize the vertical cross-sectional area, and when the discharge pressure of the pressurized fluid is applied, the diaphragm is the pressurized fluid Concave of the diaphragm when the vertical cross-sectional area is inversely proportional to the discharge pressure of the condensed ecology, and the application of the discharge pressure of the pressurized fluid is stopped. The state can be restored to its original state. Even when the discharge pressure of the pressurized fluid is applied to the diaphragm above the maximum, the vertical cross-sectional area through which the working fluid flows can be controlled so that the minimum flow rate of the working fluid is constantly supplied to the fluid coupling through the outlet. The diaphragm may comprise at least one of a silicone and an elastomer. The thickness of the diaphragm may range from 2 mm to 9 mm. In order to control the flow rate of the working fluid within the maximum allowable deformation range of the diaphragm, the discharge pressure of the pressurized fluid may be reduced through a separate pressure reducing device coupled with the upper flange. The upper flange, the diaphragm and the lower flange may be coupled to each other through at least one fastening hole in the same position.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 구동원과 피구동 장치 사이에 결합되는 유체 커플링 장치로서, 상기 구동원에 결합되는 1차 구동측 휠; 상기 1차 구동측 휠에 대향 배치되어 상기 1차 구동측 휠과 함께 작동 챔버를 정의하며, 상기 피구동 장치에 결합되는 2차 피동측 휠; 상기 1차 구동측 휠로부터 상기 2차 피동측 휠로 가변 가능한 토크 전달을 위해, 상기 작동 챔버 내에 제어된 레벨로 채워지거나 비워지는 작동 유체; 상기 작동 유체를 저장하는 유체 탱크; 및 상기 유체 탱크와 연결되는 인입구 및 상기 작동 챔버의 인입구와 연결되는 배출구를 포함하며, 상기 작동 챔버 및 상기 유체 탱크와 함께 제 1 순환 경로를 구성하는 다이어프램형 제어 밸브를 포함하는 유체 커플링 장치가 제공될 수 있다. 상기 다이어프램형 제어 밸브는, 내부에 가압 챔버를 포함하는 상부 플랜지; 상기 작동 유체가 흐르기 위한 유로의 인입구와 배출구를 포함하며, 상기 작동 유체의 흐름 제어를 위한 작동 유체 챔버를 포함하는 하부 플랜지; 및 상기 상부 플랜지와 상기 하부 플랜지 사이에 배치되어 상기 가압 챔버와 상기 작동 유체 챔버를 분리하며, 상기 가압 챔버에 인가되는 압력에 의해 직접 변형되어 상기 유로의 개도를 변화시키는 다이어프램을 포함할 수 있다. 상기 피구동 장치는 가압 펌프이고, 상기 상부 플랜지의 가압 챔버에는 상기 가압 펌프에 의해 가압된 피가압 유체의 토출압이 인가될 수 있다. 상기 피가압 유체의 토출압이 상기 제어 밸브의 상기 인입구를 통해 공급되는 작동 유체의 토출압보다 높고, 상기 피가압 유체의 토출압이 최대 이상으로 상기 다이어프램에 인가되더라도, 상기 작동 유체의 최소 유량이 상기 배출구를 통해 상기 작동 챔버의 상기 인입구로 일정하게 공급되도록 일정한 개도가 확보될 수 있다. 상기 작동 챔버의 배출구와 상기 유체 탱크 사이에 결합되며, 냉각 매체를 공급하는 제 2 순환 경로를 구성하고, 상기 제 2 순환 경로를 통해 공급되는 냉각 매체를 이용하여, 상기 작동 챔버의 상기 배출구로부터 배출되는 작동 유체를 냉각하는 열교환기를 더 포함하며, 상기 냉각 매체는 상기 피가압 유체의 일부를 포함할 수 있다. 상기 다이어프램의 최대 허용 변형 범위 내에서 상기 작동 유체의 유량을 제어하도록, 상기 피가압 유체의 토출압을 감압하는 감압 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 감압 장치는, 상기 피가압 유체로부터 분기된 분기 유로에 결합된 오리피스(orifice); 및 상기 오리피스의 출력단에 결합된 배수구를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a fluid coupling device coupled between a drive source and a driven device, comprising: a primary drive side wheel coupled to the drive source; A secondary driven side wheel disposed opposite the primary drive side wheel to define an operating chamber together with the primary drive side wheel and coupled to the driven device; A working fluid filled or emptied at a controlled level in the working chamber for variable torque transfer from the primary drive side wheel to the secondary driven side wheel; A fluid tank for storing the working fluid; And an inlet connected to the fluid tank and an outlet connected to the inlet of the working chamber, the fluid coupling device including a diaphragm control valve constituting a first circulation path together with the working chamber and the fluid tank. Can be provided. The diaphragm control valve may include an upper flange including a pressurization chamber therein; A lower flange including an inlet and an outlet of a flow path through which the working fluid flows, and including a working fluid chamber for controlling the flow of the working fluid; And a diaphragm disposed between the upper flange and the lower flange to separate the pressurizing chamber from the working fluid chamber and directly deformed by a pressure applied to the pressurizing chamber to change the opening degree of the flow path. The driven device is a pressure pump, and the discharge pressure of the pressurized fluid pressurized by the pressure pump may be applied to the pressure chamber of the upper flange. Even if the discharge pressure of the pressurized fluid is higher than the discharge pressure of the working fluid supplied through the inlet of the control valve, and the discharge pressure of the pressurized fluid is applied to the diaphragm more than the maximum, the minimum flow rate of the working fluid is A constant opening degree may be secured to be constantly supplied to the inlet of the working chamber through the outlet. A second circulation path coupled between the outlet of the working chamber and the fluid tank and constituting a second circulation path for supplying a cooling medium, the discharge from the outlet of the working chamber using a cooling medium supplied through the second circulation path And a heat exchanger for cooling the working fluid, wherein the cooling medium may comprise a portion of the pressurized fluid. The apparatus may further include a pressure reducing device configured to reduce the discharge pressure of the pressurized fluid so as to control the flow rate of the working fluid within the maximum allowable deformation range of the diaphragm. The decompression device comprises: an orifice coupled to a branch passage branched from the pressurized fluid; And a drain hole coupled to an output end of the orifice.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 피가압 유체를 가압하기 위한 가압 펌프; 상기 피가압 유체를 가압하기 위한 가압 펌프와 구동원 사이에 결합되며, 상기 구동원에 결합되는 1차 구동측 휠 및 상기 1차 구동측 휠에 대향 배치되어 상기 1차 구동측 휠과 함께 제 1 인입구와 제 1 배출구를 포함하는 작동 챔버를 정의하며, 상기 가압 펌프에 결합되는 2차 피동측 휠을 포함하는 유체 커플링 장치; 상기 1차 구동측 휠로부터 상기 2차 피동측 휠로 가변 가능한 토크 전달을 위해, 상기 작동 챔버 내에 제어된 레벨로 채워지거나 비워지는 작동 유체; 상기 제 1 배출구를 통해 상기 작동 챔버로부터 비워지는 상기 작동 유체 및 상기 제 1 인입구를 통해 상기 작동 챔버를 채우는 상기 작동 유체를 저장하는 유체 탱크; 및 상기 작동 챔버 및 상기 유체 탱크와 함께 제 1 순환 경로를 구성하는 제어 밸브를 포함하며, 상기 제어 밸브는, 상기 피가압 유체의 토출압을 수용하는 가압 챔버를 포함하는 상부 플랜지; 상기 유체 탱크와 연결되는 제 2 인입구 및 상기 작동 챔버의 제 1 인입구와 연결되는 제 2 배출구를 포함하며, 상기 작동 유체의 흐름 제어를 위한 작동 유체 챔버를 포함하는 하부 플랜지; 및 상기 상부 플랜지와 상기 하부 플랜지 사이에 배치되어 상기 가압 챔버와 상기 작동 유체 챔버를 분리하며, 상기 피가압 유체의 토출압에 따라 상기 제 2 인입구에서 상기 제 2 배출구로 제공되는 상기 작동 유체의 흐름을 제어하도록, 상기 피가압 유체의 토출압에 의해 직접 변형되는 다이어프램을 포함할 수 있다. 상기 피가압 유체의 토출압이 상기 제어 밸브의 상기 인입구를 통해 공급되는 작동 유체의 토출압보다 높고, 상기 피가압 유체의 토출압이 최대 이상으로 상기 다이어프램에 인가되더라도, 상기 작동 유체의 최소 유량이 상기 배출구를 통해 상기 작동 챔버의 상기 인입구로 일정하게 공급되도록 일정한 개도가 확보될 수 있다. 상기 다이어프램의 최대 허용 변형 범위 내에서 상기 작동 유체의 유량을 제어하도록, 상기 피가압 유체의 토출압을 감압하는 감압 장치를 더 포함하며, 상기 감압 장치는, 상기 피가압 유체로부터 분기된 분기 유로에 결합된 오리피스(orifice); 및 상기 오리피스의 출력단에 결합된 배수구를 포함할 수 있다. 상기 가압 펌프는 50 kw 이하의 출력을 갖는 소형 가압 펌프를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a pressure pump for pressurizing a pressurized fluid; A first inlet coupled to the primary driving side wheel and the primary driving side wheel coupled to the driving source and coupled to the pressurizing pump for pressurizing the pressurized fluid and the primary driving side wheel; A fluid coupling device defining an operating chamber including a first outlet, the fluid coupling device including a secondary driven side wheel coupled to the pressure pump; A working fluid filled or emptied at a controlled level in the working chamber for variable torque transfer from the primary drive side wheel to the secondary driven side wheel; A fluid tank for storing the working fluid emptied from the working chamber through the first outlet and the working fluid filling the working chamber through the first inlet; And a control valve constituting a first circulation path together with the working chamber and the fluid tank, the control valve comprising: an upper flange including a pressurizing chamber for receiving a discharge pressure of the pressurized fluid; A lower flange including a second inlet connected to the fluid tank and a second outlet connected to the first inlet of the working chamber, the lower flange including a working fluid chamber for flow control of the working fluid; And a flow of the working fluid disposed between the upper flange and the lower flange to separate the pressurizing chamber from the working fluid chamber and provided from the second inlet to the second outlet according to the discharge pressure of the pressurized fluid. In order to control, the diaphragm may be directly deformed by the discharge pressure of the pressurized fluid. Even if the discharge pressure of the pressurized fluid is higher than the discharge pressure of the working fluid supplied through the inlet of the control valve, and the discharge pressure of the pressurized fluid is applied to the diaphragm more than the maximum, the minimum flow rate of the working fluid is A constant opening degree may be secured to be constantly supplied to the inlet of the working chamber through the outlet. And a pressure reducing device for reducing the discharge pressure of the pressurized fluid so as to control the flow rate of the working fluid within the maximum allowable deformation range of the diaphragm, wherein the pressure reducing device is connected to a branch flow passage branched from the pressurized fluid. Combined orifices; And a drain hole coupled to an output end of the orifice. The pressure pump may comprise a small pressure pump having an output of 50 kw or less.

본 발명의 실시예에 따르면, 피가압 유체의 토출압에 따라 작동 유체의 유량을 제어하도록, 상기 피가압 유체의 토출압에 의해 직접 변형되는 플랜지 형태의 다이어프램을 이용함으로써, 복잡한 전자적 제어 없이 기계적 밸브 시스템을 이용하여 가압 펌프의 정밀한 가변속 자동 부하 조절이 가능하며, 에너지 소비 효율을 향상시키고, 설치 및 유지 보수가 간편하고 소형화에 유리한 펌프 시스템이 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, by using a flange-shaped diaphragm that is directly deformed by the discharge pressure of the pressurized fluid, to control the flow rate of the working fluid according to the discharge pressure of the pressurized fluid, a mechanical valve without complicated electronic control The system enables precise variable speed automatic load regulation of the pressurized pump, improves energy consumption efficiency, facilitates installation and maintenance, and provides a compact pump system.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 종래의 스쿠프 대신에 피구동측 동력 전달을 유체의 압력에 의해 직접 변형되는 플랜지 형태의 다이어프램을 이용함으로써, 복잡하고 고가의 전자적 제어 또는 엑츄에이터 없이 기계적 밸브 시스템만으로 유체 커플링 장치의 속도 조절이 가능하며, 에너지 소비 효율을 향상시키고, 설치 및 유지 보수가 간편하고 소형화에 유리한 유체 커플링 장치가 제공될 수 있다. Further, according to another embodiment of the present invention, by using a flange-shaped diaphragm which is directly deformed by the pressure of the fluid instead of the conventional scoop, the mechanical valve system without complicated and expensive electronic control or actuators A fluid coupling device capable of controlling the speed of the fluid coupling device, improving energy consumption efficiency, simplifying installation and maintenance, and advantageous in miniaturization can be provided.

피가압 유체의 토출압에 따라 작동 유체의 유량을 제어하도록, 상기 피가압 유체의 토출압에 의해 직접 변형되는 플랜지 형태의 다이어프램을 이용함으로써, 가압 펌프의 정밀한 가변속 자동 부하 조절이 가능하며, 에너지 소비 효율을 향상시키고, 설치 및 유지 보수가 간편하고 소형화에 유리한 펌프 시스템이 제공될 수 있다.By using a flange-shaped diaphragm that is directly deformed by the discharge pressure of the pressurized fluid to control the flow rate of the working fluid according to the discharge pressure of the pressurized fluid, precise variable speed automatic load regulation of the pressure pump is possible and energy consumption A pump system can be provided that improves efficiency, is simple to install and maintain, and is advantageous for miniaturization.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 유체 커플링 장치 내의 작동 유체를 조절하는 제어 밸브의 사시도이고, 도 1b 및 도 1c는 상기 제어 밸브의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 밸브의 단면도에서 A-A 절단면을 보여주는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 밸브의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어 밸브를 포함하는 유체 커플링 장치의 구성도를 보여주는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 유체 커플링 장치 내의 작동 유체를 제어하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유체 커플링 장치를 포함하는 펌프 시스템의 구성도를 보여주는 도면이다.
1A is a perspective view of a control valve for regulating a working fluid in a fluid coupling device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 1B and 1C are cross-sectional views of the control valve.
2A and 2B show an AA cutaway view in cross section of a control valve according to another embodiment of the invention.
3A and 3B are cross-sectional views of a control valve according to another embodiment of the present invention.
4 is a view showing the configuration of a fluid coupling device including a control valve according to an embodiment of the present invention.
5A and 5B are views for explaining a method of controlling a working fluid in a fluid coupling device according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a view showing the configuration of a pump system including a fluid coupling device according to an embodiment of the present invention.

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

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.  오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples can be modified in many different forms, and the scope of the present invention is as follows. It is not limited to an Example. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.In addition, in the following drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for convenience and clarity of description, the same reference numerals in the drawings refer to the same elements. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the listed items.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.  본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" may include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise.

또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.Also, as used herein, "comprise" and / or "comprising" refers to the stated shapes, numbers, steps, actions, members, elements and / or presence of these groups. It is not intended to exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, operations, members, elements and / or groups.

본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다.  이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various members, parts, regions, layers, and / or parts, these members, parts, regions, layers, and / or parts are defined by these terms. It is obvious that not. These terms are only used to distinguish one member, part, region, layer or portion from another region, layer or portion.

따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.Thus, the first member, part, region, layer or portion, which will be discussed below, may refer to the second member, component, region, layer or portion without departing from the teachings of the present invention.

본 발명의 실시예에서, 유체 커플링 장치는 내부 작동 유체의 유량을 조절하는 제어 밸브를 통해 배수 펌프 또는 급수 펌프로 사용되는 가압 펌프의 가변속 부하를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 유체 커플링 장치는, 구동축에 펌프가 연결되어 가압 펌프를 구성할 수 있다. 상기 가압 펌프는, 모터와 같은 구동원의 출력축과 연결되는 구동축(또는 1차측 휠, 1차측 블레이드, 펌프 임펠러)과 상기 구동축과 대향하여 결합되며, 상기 가압 펌프의 입력축과 연결되는 피구동축(또는 2차측 휠, 2차측 블레이드, 터어빈 휠)으로 구성되며, 작동 챔버 내부의 작동 유체의 유량에 따라, 구동축과 피구동축 사이의 속도 변화를 제어함으로써, 상기 피구동축에 연결된 상기 가압 펌프의 부하를 가변적으로 조절할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the fluid coupling device can control the variable speed load of a pressurized pump used as a drain pump or feed water pump through a control valve that regulates the flow rate of the internal working fluid. For example, in the fluid coupling device, a pump may be connected to a drive shaft to configure a pressure pump. The pressure pump is coupled to a drive shaft (or primary wheel, primary blade, pump impeller) connected to an output shaft of a drive source such as a motor and the drive shaft, and a driven shaft (or 2) connected to an input shaft of the pressure pump. And a secondary wheel, a secondary blade, and a turbine wheel, and varying the load of the pressure pump connected to the driven shaft by controlling a speed change between the drive shaft and the driven shaft in accordance with the flow rate of the working fluid in the working chamber. I can regulate it.

이러한 가압 펌프의 부하를 가변적으로 조절함으로써, 상기 유체 커플링 장치는 배수 또는 급수의 수압을 일정하게 유지시키거나 필요시 증가시키는 펌프 시스템에 이용될 수 있다. By variably adjusting the load of such a pressurized pump, the fluid coupling device can be used in a pump system that maintains or if necessary increases the water pressure of the drain or feed water.

본 발명의 실시예에 따른 유체 커플링 장치는 상기 배수 또는 상기 급수의 수압과 같은 피가압 유체의 압력에 따라 내부 작동 챔버의 작동 유체의 유량을 제어하는 다이어프램을 포함하는 제어 밸브를 이용함으로써, 인버터 같은 별도의 전원공급 없이 기계식 방법으로, 즉, 무전원 기계식으로 가압 펌프의 가변속 부하를 조절하여, 가변하는 배수 또는 급수의 수압을 일정하게 유지시킬 수 있다. 그러나, 본 발명은, 이에 한정되지는 아니하며, 유체 커플링 장치를 통한 가변속 부하 조절을 이용하는 다양한 형태의 시스템에 적용될 수 있음은 물론이다.The fluid coupling device according to an embodiment of the present invention uses an inverter by using a control valve including a diaphragm for controlling the flow rate of the working fluid of the internal working chamber according to the pressure of the pressurized fluid such as the water pressure of the drainage or the feed water. By controlling the variable speed load of the pressure pump in a mechanical method, that is, a non-powered mechanical type, without a separate power supply, it is possible to maintain a constant water pressure of the variable drainage or water supply. However, the present invention is, of course, not limited to, and may be applied to various types of systems using variable speed load regulation through a fluid coupling device.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 유체 커플링 장치의 작동 유체의 유량을 조절하기 위한 제어 밸브(CV)의 사시도이고, 도 1b는 상기 제어 밸브의 단면도이고, 도 1c는 상기 제어 밸브의 단면도에서 A-A 절단면을 보여주는 도면이다. 1A is a perspective view of a control valve CV for adjusting a flow rate of a working fluid of a fluid coupling device according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a sectional view of the control valve, and FIG. 1C is a sectional view of the control valve. Figure AA shows the cutting plane.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 유체 커플링 장치 내의 작동 유체의 흐름을 조절하는 제어 밸브(CV)는 상부 플랜지(UF), 하부 플랜지(LF) 및 상부 플랜지(UF)와 하부 플랜지(LF)에 결합되는 다이어프램(DP)을 포함할 수 있다. 1A and 1B, the control valve CV which regulates the flow of the working fluid in the fluid coupling device includes an upper flange UF, a lower flange LF and an upper flange UF and a lower flange LF. It may include a diaphragm (DP) coupled to.

상부 플랜지(UF)는 상기 작동 유체의 흐름과 수직하여 제공되는 피가압 유체의 토출압을 수용하는 가압 챔버를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 피가압 유체는 상기 유체 커플링 장치의 피구동축에 연결되는 가압 펌프를 통해서 공급되는 배수 또는 급수로부터 제공되며, 상기 피가압 유체의 토출압은 가압 펌프에 결합된 배출 유로로부터 분기되어 공급되는 유체의 수압을 지칭할 수 있다. 또한, 구동축과 피구동축 사이의 속도 변화를 제어하기 위해 사용되는 작동 챔버 내부의 작동 유체는 물 또는 오일 중 하나일 수 있다. 바람직하게는, 상기 작동 유체는 환경 오염을 고려하여 물일 수 있다. The upper flange UF may comprise a pressurizing chamber for receiving the discharge pressure of the pressurized fluid provided perpendicular to the flow of the working fluid. In one embodiment, the pressurized fluid is provided from a drainage or feedwater supplied through a pressurized pump connected to a driven shaft of the fluid coupling device, and the discharge pressure of the pressurized fluid is from a discharge flow path coupled to the pressurized pump. It may refer to the hydraulic pressure of the fluid supplied branched. In addition, the working fluid inside the working chamber used to control the speed change between the drive shaft and the driven shaft can be either water or oil. Preferably, the working fluid may be water in consideration of environmental pollution.

상기 가압 챔버는 상부 플랜지(UF)의 내부 중공(CT)으로 정의될 수 있으며. 중공(CT)은 도 1b의 중심축(AA)에 수직한 원형 또는 다각형의 수평 단면을 가질 수 있다. 바람직하게는, 상부 플랜지(UF)의 중공(CT)은 소정의 지름을 갖는 원형 수평 단면을 갖는 실린더형 중공일 수 있다. The pressurization chamber may be defined as the inner hollow CT of the upper flange UF. The hollow CT may have a horizontal cross section of a circle or polygon perpendicular to the central axis AA of FIG. 1B. Preferably, the hollow CT of the upper flange UF may be a cylindrical hollow having a circular horizontal cross section having a predetermined diameter.

하부 플랜지(LF)는 유체 커플링 장치의 작동 유체가 흐르는 유로를 제공하며, 인입구(IL)와 배출구(OL)를 포함하며, 상기 인입구(IL)와 배출구(OL) 사이에는 상기 작동 유체의 흐름 제어를 위한 작동 유체 챔버를 포함할 수 있다. 도 1a 및 도 1b의 파란 화살표는 작동 유체를 지칭한다. 상기 작동 유체의 인입구(IL)는 상세히 후술될 유체 탱크로부터 작동 유체가 유입되는 인렛이며, 상기 작동 유체의 배출구(OL)는 후술할 유체 커플링 장치 내의 작동 챔버로 작동 유체를 배출하는 아웃렛일 수 있다. 상기 작동 유체 챔버는 인입구(IL)을 통해 유입되어 배출구(OL)를 통해 제공되는 작동 유체의 유량을 제어하는 유로 공간을 지칭할 수 있다. 이를 위해서, 일 실시예에서, 상기 작동 유체 챔버는 상기 작동 유체의 인입구(IL)와 배출구 사이의 작동 유체의 흐름을 제어하기 위해 다이어프램과 함께 상기 유로 공간의 개도를 조절하기 위한 메사 구조(MS)를 포함할 수 있다. 또한, 전술한 피가압 유체의 토출압이 상기 작동 유체의 토출압보다 높을 수 있다. The lower flange LF provides a flow path through which the working fluid of the fluid coupling device flows, and includes an inlet IL and an outlet OL, and a flow of the working fluid between the inlet IL and the outlet OL. It may include a working fluid chamber for control. The blue arrows in FIGS. 1A and 1B refer to working fluids. The inlet IL of the working fluid is an inlet into which the working fluid is introduced from the fluid tank to be described later, and the outlet OL of the working fluid may be an outlet for discharging the working fluid into the working chamber in the fluid coupling device to be described later. have. The working fluid chamber may refer to a flow path space for controlling the flow rate of the working fluid introduced through the inlet IL and provided through the outlet OL. To this end, in one embodiment, the working fluid chamber is a mesa structure (MS) for adjusting the opening degree of the flow path space with a diaphragm to control the flow of the working fluid between the inlet (IL) and the outlet of the working fluid. It may include. In addition, the discharge pressure of the aforementioned pressurized fluid may be higher than the discharge pressure of the working fluid.

일 실시예에서, 다이어프램(DP)은 탄성체일 수 있다. 예를 들면, 상기 탄성체는 실리콘 고분자, 고무, 및 탄성중합체(elastomer)와 같은 탄성 고분자를 포함할 수 있다. 바람직하게, 다이어프램(DP)은 실리콘 고분자를 포함할 수 있다. In one embodiment, the diaphragm DP may be an elastomer. For example, the elastomer may include an elastic polymer such as silicone polymer, rubber, and elastomer. Preferably, the diaphragm DP may include a silicon polymer.

또한, 다이어프램(DP)의 두께는 2 mm 내지 9 mm 범위를 가질 수 있다. 다이어프램(DP)의 두께가 2 mm 이하인 경우, 피가압 유체의 토출압에 의해 쉽게 손상 또는 파손될 수 있으며, 다이어프램(DP)의 두께가 9 mm 이상인 경우, 인입구(IL)와 배출구 사이의 작동 유체의 흐름을 정밀하게 제어하기 어려울 수 있다. In addition, the thickness of the diaphragm DP may range from 2 mm to 9 mm. When the thickness of the diaphragm DP is 2 mm or less, it may be easily damaged or broken by the discharge pressure of the pressurized fluid. When the thickness of the diaphragm DP is 9 mm or more, the working fluid between the inlet IL and the outlet may be It can be difficult to control the flow precisely.

일 실시예에서, 다이어프램(DP)은 서로 중첩되는 상부 플랜지(UF)와 하부 플랜지(LF)를 서로 결합시키면 이들 가장자리부의 압착에 의해 쉽게 고정될 수 있다. 다이어프램(DP)은 상부 플랜지(UF)의 가압 챔버와 하부 플랜지(LF)의 작동 유체 챔버를 물리적으로 분리할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제어 밸브는 다이어프램(DP)과 하부 플랜지(LF) 사이에 다이어프램(DP)의 변형이 오목한 형태를 벗어나지 못하도록 제한하는 중간 플랜지(MF)를 더 포함할 수 있다. 또한, 중간 플랜지(MF)는 유지 보수를 위한 상기 제어 밸브의 분해 및 해체로 인한 다이어프램(DP)의 마모를 방지하거나 최소화시킬 수 있다. In one embodiment, the diaphragm DP can be easily fixed by crimping these edge portions by combining the upper flange UF and the lower flange LF overlapping each other. The diaphragm DP may physically separate the pressurizing chamber of the upper flange UF and the working fluid chamber of the lower flange LF. In one embodiment, the control valve may further include an intermediate flange (MF) between the diaphragm (DP) and the lower flange (LF) to limit the deformation of the diaphragm (DP) from leaving the concave shape. In addition, the intermediate flange MF can prevent or minimize wear of the diaphragm DP due to disassembly and dismantling of the control valve for maintenance.

상부 플랜지(UF)의 내부 중공(CT)를 채우는 가압 유체가 다이어프램(DP)을 수직 화살표 방향으로 누르면 다이어프램(DP)은 상기 가압 유체에 의해 직접 변형될 수 있다. 상기 가압 유체가 유체 커플링 장치에 결합되는 가압 펌프에 의해 압축된 피가압 유체로부터 제공된 것이라면, 상기 피가압 유체의 토출압이 그대로 가압 유체의 압력이 되어, 다이어프램(DP)에 즉각적으로 전달되고, 다이어프램(DP)을 도 1b와 같이 메사 구조(MS)측으로 볼록하게 변형시킬 수 있다.When the pressurized fluid filling the inner hollow CT of the upper flange UF presses the diaphragm DP in the vertical arrow direction, the diaphragm DP may be directly deformed by the pressurized fluid. If the pressurized fluid is provided from the pressurized fluid compressed by the pressurized pump coupled to the fluid coupling device, the discharge pressure of the pressurized fluid becomes the pressure of the pressurized fluid as it is, and is immediately transmitted to the diaphragm DP, The diaphragm DP can be convexly deformed toward the mesa structure MS as shown in FIG. 1B.

일 실시예에서, 상부 플랜지(UF)가 상기 가압 챔버를 통해 상기 피가압 유체의 토출압을 다이어프램(DP)의 제 1 면(DP_S1)에 수직 방향으로 전달할 때, 상기 피가압 유체의 토출압이 가해지는 다이어프램(DP)의 제 1 면(DP_S1)의 적어도 일부 영역이 상기 피가압 유체의 토출압 방향으로 오목한 형태로 변형될 수 있다. 상기 오목한 형태로 변형되는 정도는 상기 피가압 유체의 토출압의 크기에 비례할 수 있다. 이러한 다이어프램(DP)의 변형은 다이어프램(DP)의 제 2 면(DP_S2)과 메사 구조(MS) 사이의 거리를 조절하여 상기 작동 유체가 흐를 수 있는 유로의 수직 단면적의 변화에 따른 개도(level of opening)를 조절할 수 있다. In one embodiment, when the upper flange UF transfers the discharge pressure of the pressurized fluid through the pressurization chamber in a direction perpendicular to the first surface DP_S1 of the diaphragm DP, the discharge pressure of the pressurized fluid is increased. At least a portion of the first surface DP_S1 of the applied diaphragm DP may be deformed in a concave shape in the discharge pressure direction of the pressurized fluid. The degree of deformation into the concave shape may be proportional to the magnitude of the discharge pressure of the pressurized fluid. The deformation of the diaphragm DP adjusts the distance between the second surface DP_S2 of the diaphragm DP and the mesa structure MS, so that the level of the diaphragm DP changes depending on the vertical cross-sectional area of the flow path through which the working fluid can flow. opening can be adjusted.

도 1b와 함께 도 1c를 참조하면, 상부 플랜지(UF)의 내부 중공(CT)을 통해 피가압 유체의 토출압(PI)이 다이어프램(DP)의 중심 영역에 수직 방향으로 가해지는 경우, 다이어프램(DP)의 중심 영역은 피가압 유체의 토출압(PI)의 수직 방향에 대하여 오목한 형태로 변형될 수 있다. 가해지는 피가압 유체의 토출압(PI)이 클수록 상기 오목한 형태의 변형 정도는 커질 수 있다. Referring to FIG. 1C together with FIG. 1C, when the discharge pressure PI of the pressurized fluid is applied to the center region of the diaphragm DP through the inner hollow CT of the upper flange UF, the diaphragm ( The central area of DP) may be deformed in a concave shape with respect to the vertical direction of the discharge pressure PI of the pressurized fluid. The greater the discharge pressure PI of the applied pressurized fluid, the greater the degree of deformation of the concave shape.

피가압 유체의 감압된 토출압(PI1)이 0이거나 설정된 기준 값보다 작은 경우, 다이어프램(DP)은 거의 변형이 일어나지 않을 수 있다. 이때, 상기 작동 유체가 흐르는 수직 단면적(H1)은 최대가 되어 최대 개도를 구현할 수 있다. 피가압 유체의 감압된 토출압(PI2)이 PI1보다 큰 경우, 다이어프램(DP)은 피가압 유체의 감압된 토출압(PI2)의 수직 방향에 대하여 오목한 형태로 변형이 일어날 수 있다. 이때, 상기 작동 유체가 흐르는 수직 단면적(H2), 즉 개도는 H1보다 작을 수 있다. 그리고, 피가압 유체의 감압된 토출압(PI3)이 PI2보다 큰 경우, 다이어프램(DP)은 피가압 유체의 감압된 토출압(PI3)의 수직 방향에 대하여 오목한 형태로 더 큰 변형이 일어날 수 있다. 이때, 상기 작동 유체가 흐르는 수직 단면적(H3), 즉 개도는 H2보다 작을 수 있다.When the reduced pressure discharge pressure PI1 of the pressurized fluid is zero or smaller than the set reference value, the diaphragm DP may hardly be deformed. At this time, the vertical cross-sectional area (H1) through which the working fluid flows is maximized to implement the maximum opening degree. When the reduced pressure discharge pressure PI2 of the pressurized fluid is greater than PI1, the diaphragm DP may be deformed in a concave shape with respect to the vertical direction of the reduced pressure discharge pressure PI2 of the pressurized fluid. At this time, the vertical cross-sectional area (H2), that is, the opening degree through which the working fluid flows may be smaller than H1. In addition, when the reduced pressure discharge pressure PI3 of the pressurized fluid is larger than PI2, the diaphragm DP may have a larger deformation in a concave form with respect to the vertical direction of the reduced pressure discharge pressure PI3 of the pressurized fluid. . At this time, the vertical cross-sectional area (H3), that is, the opening degree through which the working fluid flows may be smaller than H2.

이처럼, 하부 플랜지(LF)의 작동 유체 챔버를 통해 흐르는 작동 유체의 수직 단면적(H1, H2, H3)에 의해 결정되는 개도는 피가압 유체의 감압된 토출압(PI1, PI2, PI3)에 따라 감소되거나, 일 실시예에서는, 반비례하며, 이에 따라서 상기 작동 유체의 유량도 피가압 유체의 감압된 토출압(PI1, PI2, PI3)에 반비례하여 배출구(OL)로 출력되도록 제어될 수 있다. As such, the opening degree determined by the vertical cross-sectional areas H1, H2, H3 of the working fluid flowing through the working fluid chamber of the lower flange LF decreases with the reduced pressure discharge pressure PI1, PI2, PI3 of the pressurized fluid. Alternatively, in one embodiment, the flow rate of the working fluid may also be controlled to be output to the outlet OL in inverse proportion to the reduced pressure discharge pressure PI1, PI2, PI3 of the pressurized fluid.

메사 구조(MS)는 다이어프램(DP)의 변형과 함께 상기 작동 유체의 흐름을 방해 또는 지연시킴으로써, 상기 작동 유체의 유량에 따라, 구동축과 피구동축 사이의 속도 변화를 제어하는 후술할 유체 커플링 장치로 원하는 타이밍에 작동 유체가 공급되도록 할 수 있다. Mesa structure (MS) is a fluid coupling device to be described later to control the change in speed between the drive shaft and the driven shaft, depending on the flow rate of the working fluid by interrupting or delaying the flow of the working fluid with the deformation of the diaphragm (DP) This allows the working fluid to be supplied at the desired timing.

메사 구조(MS)가 없는 경우, 상기 작동 유체가 흐르는 수직 단면적이 작아지는 것과 함께 오히려 작동 유체의 유속이 증가하면서 개도가 증가하는 요인이 되어 작동 유체의 유량이 원하는 시점에 정확히 유체 커플링 장치로 공급되도록 제어하기 어렵다. 그에 따라, 원하는 제 1 시점이 아닌 다른 제 2 시점에 작동 유체의 양이 공급되거나 구동축과 피구동축 사이의 속도 변화가 필요한 타이밍에 부정확한 작동 유체의 양이 유체 커플링 장치로 공급될 수 있다. 따라서, 실시간적으로 변하는 가압 펌프에 의한 급수 또는 배수의 수압에 따라 유체 커플링 장치 내 구동축과 피구동축 사이의 속도 변화를 유도하기 어려울 수 있다. Without mesa structure (MS), the vertical cross-sectional area through which the working fluid flows becomes smaller, and the opening degree increases as the flow velocity of the working fluid increases, so that the flow rate of the working fluid reaches the fluid coupling device exactly at the desired time. Difficult to control to be fed Thus, the amount of working fluid can be supplied to the fluid coupling device at a timing other than the desired first time point or at a timing requiring a speed change between the drive shaft and the driven shaft. Therefore, it may be difficult to induce a speed change between the drive shaft and the driven shaft in the fluid coupling device according to the water pressure of the feed water or the drainage by the pressure pump that changes in real time.

일 실시예에서, 메사 구조(MS)의 상부(MS_U)는 오목한 형태(MS_B)를 갖거나, 볼록한 형태(MS_O)를 갖거나, 평평한 형태(MS_P)을 가질 수 있다. 바람직하게, 메사 구조(MS)의 상부(MS_U)는 피가압 유체의 토출압(PI)의 수직 방향에 대하여 오목한 형태로 변형되는 다이어프램(DP)을 고려하여, 오목한 형태(MS_B)를 갖는다. In an embodiment, the upper portion MS_U of the mesa structure MS may have a concave shape MS_B, a convex shape MS_O, or a flat shape MS_P. Preferably, the upper portion MS_U of the mesa structure MS has a concave shape MS_B in consideration of the diaphragm DP deformed into a concave shape with respect to the vertical direction of the discharge pressure PI of the pressurized fluid.

일 실시예에서, 상기 피가압 유체의 토출압이 최대로 다이어프램(DP)에 인가되는 경우, 또는 상기 유체 커플링 장치의 피구동축에 연결된 상기 가압 펌프를 통해 배수 또는 급수의 수압이 최대치를 유지하는 경우에도, 본 발명의 실시예에 따른 유체 커플링 장치는 항상 구동 중지 또는 오프(off)되지 않도록 하기 위해, 상기 작동 유체의 최소 유량이 배출구(OL)를 통해 상기 유체 커플링으로 일정하게 공급되도록 상기 작동 유체가 흐르는 수직 단면적이 제어될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따르면, 다이어프램(DP)의 변형에 의해 개도가 조절되지만, 토출압이 최대로 인가되더라도 다이어프램(DP)의 제 2 면(DP_S2)이 메사 구조(MS)의 상부면과 접촉하는 정도만으로는 작동 유체 챔버의 개도를 완전히 O으로 하기 불가능하며, 그에 따라 작동 유체 챔버의 개도는 상기 작동 유체의 최소 유량이 상기 유체 커플링 장치 내의 작동 챔버로 일정하게 공급되도록 0 이 되지 않는 중대한 이점이 제공된다. 구현에 있어서, 상기 작동 유체의 최소 유량이 배출구(OL)를 통해 상기 작동 챔버의 상기 인입구로 일정하게 공급되도록 일정한 개도가 확보될 수 있다. In one embodiment, when the discharge pressure of the pressurized fluid is applied to the diaphragm (DP) to the maximum, or through the pressure pump connected to the driven shaft of the fluid coupling device to maintain the maximum water pressure of the drainage or water supply Even in this case, the fluid coupling device according to the embodiment of the present invention is provided so that the minimum flow rate of the working fluid is constantly supplied to the fluid coupling through the outlet OL so that the fluid coupling device is not always stopped or turned off. The vertical cross section through which the working fluid flows can be controlled. Specifically, according to an embodiment of the present invention, although the opening degree is adjusted by the deformation of the diaphragm DP, even if the discharge pressure is applied to the maximum, the second surface DP_S2 of the diaphragm DP is the upper portion of the mesa structure MS. It is impossible to completely zero the opening of the working fluid chamber by the degree of contact with the surface, so that the opening of the working fluid chamber is not zero such that the minimum flow rate of the working fluid is constantly supplied to the working chamber in the fluid coupling device. There are great benefits that are not offered. In an embodiment, a constant opening can be ensured such that the minimum flow rate of the working fluid is constantly supplied through the outlet OL to the inlet of the working chamber.

일 실시예에서, 다이어프램(DP)의 허용 변형 범위 내에서 상기 작동 유체의 유량을 제어하기 위해, 상기 피가압 유체의 토출압은 상부 플랜지(UF)와 결합되는 별도의 감압 장치를 통해 감압된 후, 감압된 피가압 유체의 토출압이 다이어프램(DP)에 제공될 수 있다. 이는 상기 피가압 유체의 토출압이 상대적으로 상기 작동 유체의 토출압보다 매우 커서 상기 피가압 유체의 토출압이 다이어프램(DP)으로 인가되는 경우, 상기 피가압 유체의 토출압의 크기에 상관없이 항상 다이어프램(DP)이 최대 변형될 수 있기 때문에, 다이어프램(DP)의 개도 제어 능력이 상실될 수 있다.In one embodiment, in order to control the flow rate of the working fluid within the allowable deformation range of the diaphragm DP, the discharge pressure of the pressurized fluid is decompressed through a separate pressure reducing device coupled with the upper flange UF. The discharge pressure of the pressure-reduced pressurized fluid may be provided to the diaphragm DP. This is because the discharge pressure of the pressurized fluid is relatively greater than the discharge pressure of the working fluid so that the discharge pressure of the pressurized fluid is always applied regardless of the magnitude of the discharge pressure of the pressurized fluid. Since the diaphragm DP can be deformed at the maximum, the opening degree control ability of the diaphragm DP may be lost.

따라서, 인가되는 가변 피가압 유체의 토출압에 따라 선형적으로 또는 비례하여 다이어프램(DP)을 변형시키기 위해서는, 상기 가변하는 피가압 유체의 토출압을 상기 작동 유체의 유량을 제어하기 위한 다이어프램(DP)의 허용 변형 범위를 만족하도록 감압하는 것이 필요하다. Therefore, in order to deform the diaphragm DP linearly or in proportion to the discharge pressure of the variable pressurized fluid to be applied, the diaphragm DP for controlling the flow rate of the working fluid is determined by the discharge pressure of the variable pressurized fluid. It is necessary to reduce the pressure so as to satisfy the allowable deformation range of.

일 실시예에서, 도 1a의 상기 제어 밸브는 외부로부터 피가압 유체 및 상기 피가압 유체의 토출압을 수용하기 위해, 연결부(CB)를 포함할 수 있으며, 연결부(CB)의 제 1 단부는 외부 장치 (예컨대, 감압 장치)와 연결되며, 연결부(CB)의 상기 제 1 단부에 대향하는 제 2 단부는 상부 플랜지(UF)와 연결될 수 있다. 또한, 연결부(CB)는 상부 플랜지(UF)와 마찬가지로, 중공을 가지며, 연결부(CB)의 중공과 상부 플랜지(UF)의 중공이 서로 연결되어, 연결부(CB)의 중공을 통해 상부 플랜지(UF)의 중공으로 상기 피가압 유체의 토출압이 전달될 수 있다. In one embodiment, the control valve of FIG. 1A may include a connecting portion CB to receive the pressurized fluid and the discharge pressure of the pressurized fluid from the outside, the first end of the connecting portion CB being external The second end opposite the first end of the connection CB can be connected with the upper flange UF. In addition, like the upper flange UF, the connecting portion CB has a hollow, and the hollow of the connecting portion CB and the hollow of the upper flange UF are connected to each other, and thus the upper flange UF through the hollow of the connecting portion CB. ), The discharge pressure of the pressurized fluid can be transmitted to the hollow.

일 실시예에서, 상부 플랜지(UF), 다이어프램(DP) 및 하부 플랜지(LF)는 동일한 위치의 적어도 하나 이상의 체결공(NT)을 가지며, 체결공(NT)은 볼트(BT)와 결합되어, 상부 플랜지(UF), 다이어프램(DP) 및 하부 플랜지(LF)를 고정하거나 결합시킬 수 있다. 따라서, 상기 제어 밸브의 유지 보수 시 볼트(BT)만을 체결공(NT)으로부터 분리시킴으로써, 간편하고 용이하게 상기 제어 밸브를 분해 및 해체시킬 수 있어서 유지 보수가 용이할 수 있다. In one embodiment, the upper flange (UF), the diaphragm (DP) and the lower flange (LF) has at least one fastening hole (NT) in the same position, the fastening hole (NT) is coupled to the bolt (BT), The upper flange UF, the diaphragm DP, and the lower flange LF may be fixed or coupled. Therefore, when only the bolt BT is separated from the fastening hole NT during maintenance of the control valve, the control valve can be easily and easily disassembled and dismantled, thereby making it easy to maintain.

도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 밸브(CV)이며, 도 2b는 압력(PI)에 따른 작동 유체 챔버 내의 개도 변화를 도시하는 단면도이다. FIG. 2A is a control valve CV according to another embodiment of the invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing the opening degree change in the working fluid chamber according to the pressure PI.

도 2a를 참조하면, 제어 밸브(CV)의 하부 플랜지(LF)는 상기 작동 유체의 인입구(IL)와 배출구(OL) 사이에 홈 구조(GR)를 포함할 수 있다. 도 1c를 참조하면, 상부 플랜지(UF)의 내부 중공을 통해 피가압 유체의 토출압(PI)이 다이어프램(DP)의 중심 영역에 수직 방향으로 가해지는 경우, 다이어프램(DP)의 중심 영역은 피가압 유체의 토출압(PI)의 수직 방향에 대하여 오목한 형태로 변형될 수 있다. 가해지는 피가압 유체의 토출압(PI)이 증가될수록 상기 오목한 형태의 변형 정도는 증가하면서 개도는 감소된다. Referring to FIG. 2A, the lower flange LF of the control valve CV may include a groove structure GR between the inlet IL and the outlet OL of the working fluid. Referring to FIG. 1C, when the discharge pressure PI of the pressurized fluid is applied in a direction perpendicular to the center region of the diaphragm DP through the inner hollow of the upper flange UF, the center region of the diaphragm DP may be avoided. It may be deformed in a concave shape with respect to the vertical direction of the discharge pressure PI of the pressurized fluid. As the discharge pressure PI of the pressurized fluid to be applied increases, the degree of deformation of the concave shape increases while the opening degree decreases.

홈 형태의 구조(GR)가 없는 경우, 상기 작동 유체가 흐르는 수직 단면적이 작아지면 상기 작동 유체의 토출압이 감소하게 되어 원하는 작동 유체의 양이 원하는 시점에 유체 커플링 장치로 공급되도록 제어하기 어렵다. 예컨대, 원하는 제 1 시점이 아닌 다른 제 2 시점에 작동 유체의 양이 공급되거나 구동축과 피구동축 사이의 속도 변화가 필요한 타이밍에 부정확한 작동 유체의 양이 유체 커플링 장치로 공급될 수 있다. 따라서, 실시간적으로 변하는 가압 펌프에 의한 급수 또는 배수의 수압에 따라 유체 커플링 장치 내 구동축과 피구동축 사이의 속도 변화를 시키기 어려울 수 있다. In the absence of the groove-shaped structure GR, when the vertical cross-sectional area in which the working fluid flows decreases, the discharge pressure of the working fluid decreases, so that it is difficult to control the amount of the working fluid to be supplied to the fluid coupling device at a desired time. . For example, an amount of working fluid may be supplied to the fluid coupling device at a timing other than the desired first time point or at a timing that requires a speed change between the drive shaft and the driven shaft. Therefore, it may be difficult to change the speed between the drive shaft and the driven shaft in the fluid coupling device according to the water pressure of the feed water or the drainage by the pressure pump that changes in real time.

일 실시예에서, 가변 피가압 유체의 토출압(PI)이 최대 이상으로 다이어프램(DP)에 인가되더라도, 상기 작동 유체의 최소 유량이 배출구(OL)를 통해 후술할 유체 커플링 장치(100)의 작동 챔버로 일정하게 공급되도록 메사 구조(MS)의 상부(MS_U)와 다이어프램(DP)의 제 2 면(DP_S2) 사이에 일정한 개도가 확보될 수 있다. 구체적으로, 가변 피가압 유체의 토출압(PI)이 최대 이상으로 다이어프램에 인가되더라도, 메사 구조(MS)의 상부(MS_U)와 다이어프램(DP)의 제 2 면(DP_S2)은 닿지 않는다. In one embodiment, even if the discharge pressure PI of the variable pressurized fluid is applied to the diaphragm DP to a maximum or more, the minimum flow rate of the working fluid is described later through the outlet OL of the fluid coupling device 100. A constant opening degree may be secured between the upper surface MS_U of the mesa structure MS and the second surface DP_S2 of the diaphragm DP so as to be constantly supplied to the working chamber. Specifically, even when the discharge pressure PI of the variable pressurized fluid is applied to the diaphragm at a maximum or more, the upper surface MS_U of the mesa structure MS and the second surface DP_S2 of the diaphragm DP do not touch.

다른 실시예에서, 가변 피가압 유체의 토출압(PI)이 최대 이상으로 다이어프램(DP)에 인가될 시, 메사 구조(MS)의 상부(MS_U)와 다이어프램(DP)의 제 2 면(DP_S2)이 닫히더라도, 도 3a와 같이 상기 작동 유체의 최소 유량이 배출구(OL)를 통해 흐를 수 있도록 바이패스 관통 홀(BPH)을 이용할 수 있다. In another embodiment, when the discharge pressure PI of the variable pressurized fluid is applied to the diaphragm DP to a maximum or more, the upper surface MS_U of the mesa structure MS and the second surface DP_S2 of the diaphragm DP. Even if this is closed, the bypass through hole BPH may be used to allow the minimum flow rate of the working fluid to flow through the outlet OL as shown in FIG. 3A.

도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 밸브(CV)이다. 도 3a를 참조하면, 제어 밸브(CV)는 메사 구조(MS)을 관통하는 바이패스 관통 홀(BPH)을 더 포함할 수 있다. 가변 피가압 유체의 토출압(PI)이 최대 이상으로 다이어프램(DP)에 인가될 시, 메사 구조(MS)의 상부(MS_U)와 다이어프램(DP)의 제 2 면(DP_S2)이 닫혀서 개구가 확보될 수 없지 않더라도, 상기 작동 유체의 최소 유량(FF)이 바이패스 관통 홀(BPH)을 통해서 배출구(OL)로 흐를 수 있다.3A is a control valve CV in accordance with another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3A, the control valve CV may further include a bypass through hole BPH passing through the mesa structure MS. When the discharge pressure PI of the variable pressurized fluid is applied to the diaphragm DP above the maximum, the upper part MS_U of the mesa structure MS and the second surface DP_S2 of the diaphragm DP are closed to secure an opening. Although not possible, the minimum flow rate FF of the working fluid may flow through the bypass through hole BPH to the outlet OL.

전술한 바와 같이, 피가압 유체의 감압된 토출압(PI)이 0이거나 설정된 기준 값보다 작은 경우, 다이어프램(DP)은 거의 변형이 일어나지 않을 수 있다. 이때, 제어 밸브(CV)의 인입구(IL)로부터 역류하는 작동 유체(CF1), 제어 밸브(CV)의 배출구(OL)로부터 역류하는 작동 유체(CF2) 또는 이들의 조합에 의해 역류하는 작동 유체(CF1, CF2)에 의해, 다이어프램(DP)이 볼록하게 변형될 수 있으며, 이로 인해 다이어프램(DP)이 손상되거나 파손될 수 있다. As described above, when the decompressed discharge pressure PI of the pressurized fluid is zero or smaller than the set reference value, the diaphragm DP may hardly be deformed. At this time, the working fluid CF1 flows back from the inlet IL of the control valve CV, the working fluid CF2 flows back from the outlet OL of the control valve CV, or a combination thereof. By CF1 and CF2, the diaphragm DP may be convexly deformed, which may damage or break the diaphragm DP.

다이어프램(DP)이 역류하는 작동 유체(CF1, CF2)에 의해 손상되거나 파손되는 것을 방지하기 위해서, 도 3b와 같이, 역류 방지 부재(CFP)가 이용될 수 있다. In order to prevent the diaphragm DP from being damaged or broken by the backflow working fluids CF1 and CF2, the backflow preventing member CFP may be used as shown in FIG. 3B.

도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 밸브(CV)이다. 도 3b를 참조하면, 역류 방지 부재(CFP)는 상부 플랜지(UF)의 내벽(UF_S)에 배치되며, 역류하는 작동 유체(CF1, CF2)에 의해 볼록하게 변형되는 다이어프램(DP)이 기준치 이상으로 변형되지 않도록 억제시키는 역할을 수행할 수 있다. 3B is a control valve CV in accordance with another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3B, the backflow preventing member CFP is disposed on the inner wall UF_S of the upper flange UF, and the diaphragm DP convexly deformed by the countercurrent working fluids CF1 and CF2 is above the reference value. It can serve to suppress the deformation.

일 실시예에서, 역류 방지 부재(CFP)는 상부 플랜지(UF)의 내벽(UF_S)에 불연속적으로 n개 배열(A)되거나 상부 플랜지(UF)의 내벽(UF_S)에 연속적인 띠 형태(B)를 가질 수 있다. In one embodiment, the non-return member CFP is arranged in discontinuous n (A) to the inner wall (UF_S) of the upper flange (UF) or continuous strip form (B) to the inner wall (UF_S) of the upper flange (UF). )

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어 밸브(CV)를 포함하는 유체 커플링 장치(100)의 구성도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 유체 커플링 장치(100) 내의 작동 유체를 제어하는 방식을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a configuration diagram of a fluid coupling device 100 including a control valve CV according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4A and 4B illustrate a fluid coupling device 100 according to an embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating the method of controlling the working fluid in a inside.

도 4를 참조하면, 상기 유체 커플링 장치(100)는 1차 구동측 휠(DH1), 2차 피동측 휠(DH2), 작동 유체(WF), 유체 탱크(FT) 및 제어 밸브(CV)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 유체 커플링 장치는 열교환기(HE) 및/또는 감압 장치(DCD)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the fluid coupling device 100 includes a primary drive side wheel DH1, a secondary driven side wheel DH2, a working fluid WF, a fluid tank FT, and a control valve CV. It may include. Optionally, the fluid coupling device may further comprise a heat exchanger (HE) and / or a pressure reduction device (DCD).

1차 구동측 휠(DH1)은 모터나 엔진과 같은 구동원에 결합되고, 2차 피동측 휠(DH2)은 1차 구동측 휠(DH1)에 대향 배치되어 작동 챔버(WC)를 정의하며, 가압 펌프, 또는 휠과 같은 피구동 장치에 결합될 수 있다. 상기 구동원은 구동축(X1)을 통해 1차 구동측 휠(DH1)으로 동력을 전달하고, 상기 피구동 장치는 피구동축(X2)을 통해 동력을 전달받는다. The primary drive side wheel DH1 is coupled to a drive source such as a motor or engine, and the secondary driven side wheel DH2 is disposed opposite the primary drive side wheel DH1 to define the working chamber WC, and pressurize It may be coupled to a driven device such as a pump or wheel. The drive source transmits power to the primary drive side wheel DH1 through the drive shaft X1, and the driven device receives power through the driven shaft X2.

작동 유체(WF)는 1차 구동측 휠(DH1)로부터 2차 피동측 휠(DH2)로 가변 가능한 토크 전달을 위해, 작동 챔버(WC) 내에 제어된 레벨로 채워지거나 비워질 수 있다. 작동 유체(WF)는 제 1 인입구(IL)를 통해 작동 챔버(WC)를 채울 수 있고, 제 1 배출구(OL)를 통해 작동 챔버(WC)로부터 비워질 수 있다. 유체 탱크(FT)는, 유체 커플링 장치(100) 내에서 작동 유체(WF)의 순환을 보장하기 위해 작동 유체(WF)를 저장할 수 있다. The working fluid WF may be filled or emptied at a controlled level in the working chamber WC for variable torque transfer from the primary drive side wheel DH1 to the secondary driven side wheel DH2. The working fluid WF may fill the working chamber WC through the first inlet IL and may be emptied from the working chamber WC through the first outlet OL. The fluid tank FT may store the working fluid WF to ensure circulation of the working fluid WF in the fluid coupling device 100.

제어 밸브(CV)는 유체 탱크(FT)와 연결되는 제 2 인입구(IL2) 및 작동 챔버(WC)의 제 1 인입구(IL)와 연결되는 제 2 배출구(OL2)를 포함하며, 작동 챔버(WC) 및 유체 탱크(FT)와 함께 제 1 순환 경로(CP1)를 구성할 수 있다. 제어 밸브(CV)에 관하여는, 모순되지 않는 한 도 1a 내지 도 1c의 상세한 설명을 참조할 수 있다. The control valve CV includes a second inlet IL2 connected to the fluid tank FT and a second outlet OL2 connected to the first inlet IL of the working chamber WC, and the working chamber WC. ) And the fluid tank FT may constitute the first circulation path CP1. Regarding the control valve CV, reference may be made to the detailed descriptions of FIGS. 1A to 1C unless there is a contradiction.

구동축(X1)과 피구동축(X2) 사이의 속도 변화를 제어하는 매개로서 사용되는 작동 유체는 1차구동축힐(DH1)과 2차피동축힐(DH2)의 SLIP에 의해 발생하는 열을 받아 상기 작동 유체의 온도가 상승될 수 있기 때문에, 원활한 동력 전달을 위해서는 고온의 작동 유체를 냉각시킬 필요가 있다. The working fluid used as a medium for controlling the speed change between the drive shaft X1 and the driven shaft X2 receives the heat generated by the SLIP of the primary drive shaft hill DH1 and the secondary driven shaft hill DH2. Since the temperature of the fluid can be raised, it is necessary to cool the hot working fluid for smooth power transmission.

본 발명의 일 실시예에서, 열교환기(HE)는 작동 챔버(WC)의 제 1 배출구(OL)와 유체 탱크(WF) 사이에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 냉각 매체를 공급하는 제 2 순환 경로(CP2)가 구성되고, 제 2 순환 경로(CP2)를 통해 공급되는 냉각 매체를 이용하여, 작동 챔버(WC)의 제 1 배출구(OL)로부터 배출되는 작동 유체(WF)가 냉각될 수 있다. 상기 냉각 매체는 외부에 노출되어 냉각되거나 배수 또는 급수를 포함하는 피가압 유체의 일부를 포함할 수 있다. 상기 사용된 냉각 매체는 제 2 순환 경로(CP2)를 통해 배수 또는 급수로 사용될 수 있다. In one embodiment of the invention, the heat exchanger HE may be coupled between the first outlet OL of the working chamber WC and the fluid tank WF. In one embodiment, a second circulation path CP2 for supplying the cooling medium is constructed, and with the cooling medium supplied through the second circulation path CP2, the first outlet OL of the working chamber WC. The working fluid WF discharged from it can be cooled. The cooling medium may comprise a portion of the pressurized fluid which is exposed to the outside to cool or includes drainage or water supply. The used cooling medium can be used for drainage or water supply via the second circulation path CP2.

본 발명의 일 실시예에서, 1차 구동측 휠(DH1)과 2차 피동측 휠(DH2)은 유체 커플링 하우징(HCC)을 통해 보호받을 수 있다. 1차 구동측 휠(DH1)과 2차 피동측 휠(DH2)을 포함하는 작동 챔버(WC)는 유체 커플링 하우징(HCC) 내부의 일부 영역을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 작동 챔버(WC)는 1차 구동측 휠(DH1)과 2차 피동측 휠(DH2)의 결합으로부터 정의되는 제 1 작동 챔버 그리고 유체 커플링 하우징(HCC) 내부의 제 2 작동 챔버를 포함할 수 있으며, 상기 제 1 작동 챔버와 상기 제 2 작동 챔버는 유기적으로 서로 연결될 수 있다. In one embodiment of the invention, the primary drive side wheel DH1 and the secondary driven side wheel DH2 may be protected via a fluid coupling housing HCC. The working chamber WC including the primary drive side wheel DH1 and the secondary driven side wheel DH2 may further comprise some area inside the fluid coupling housing HCC. For example, the actuation chamber WC is a first actuation chamber defined from the engagement of the primary drive side wheel DH1 and the secondary driven side wheel DH2 and a second actuation inside the fluid coupling housing HCC. A chamber may be included, and the first working chamber and the second working chamber may be organically connected to each other.

본 발명의 일 실시예에서, 유체 탱크(FT)의 물리적 위치가 제어 밸브(CV)의 물리적 위치보다 높도록 배치하여, 유체 탱크(FT)로부터 작동 유체가 중력에 의해 제어 밸브(CV)의 제 2 인입구(IL2)로 공급될 수 있다. 유체 탱크(FT) 내의 작동 유체가 제어 밸브(CV) 측으로 중력의 도움을 통해 전달됨으로써, 작동 유체의 순환을 위한 별도의 펌프가 필요하지 않은 이점이 있다. In one embodiment of the invention, the physical position of the fluid tank FT is arranged to be higher than the physical position of the control valve CV such that the working fluid from the fluid tank FT is removed by the gravity of the control valve CV. It can be supplied to the two inlets IL2. The working fluid in the fluid tank FT is transferred to the control valve CV side with the aid of gravity, which advantageously eliminates the need for a separate pump for the circulation of the working fluid.

일 실시예에서, 유체 커플링 장치(100)의 하부 공간으로 유입된 작동 유체(WF)가 1차 구동측 휠(DH1)과 2차 피동측 휠(DH2)의 회전에 의해 작동 유체 순환 가이더 또는 튜브(ST)에 의해 안내되어 유체 탱크(WF)로 피드백될 수 있다. 튜브(ST)는 고정되어 배출구(OL)를 통해 언제든지 작동 유체(WF)가 작동 챔버로부터 방출될 수 있도록 하며, 작동 챔버 내에 작동 유체가 충분한 경우, 일정한 유량으로 작동 유체가 배출될 수 있도록 한다. 작동 챔버(WC) 내의 작동 유체의 유량은 인입구(IL)에 결합된 제어 밸브(CV)로부터 인입되는 작동 유체의 양에 의해 조절될 수 있다. In one embodiment, the working fluid WF introduced into the lower space of the fluid coupling device 100 is driven by the rotation of the primary drive side wheel DH1 and the secondary driven side wheel DH2, or It can be guided by the tube ST and fed back to the fluid tank WF. The tube ST is fixed so that the working fluid WF can be discharged from the working chamber at any time through the outlet OL, and if the working fluid is sufficient in the working chamber, the working fluid can be discharged at a constant flow rate. The flow rate of the working fluid in the working chamber WC can be adjusted by the amount of working fluid drawn from the control valve CV coupled to the inlet IL.

일 실시예에서, 감압 장치(DCD)는 다이어프램(DP)의 정확한 개도 제어 동작을 위해 다이어프램(DP)의 최대 허용 변형 범위를 고려한 다이어프램(DP)의 작동 범위를 고려하여 다이어프램(DP)에 인가되는 구동 압력을 감압시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 피가압 유체의 토출압을 그대로 압력원으로 사용하는 경우 상기 피가압 유체의 토출압이 다이어프램(DP)에 그대로 적용되어, 다이어프램(DP)의 설계 조건에 따라 최대 허용 변형 범위를 넘는 경우 다이어프램(DP)의 정확한 개도 제어가 불가능할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 다이어프램(DP)에 인가되는 압력원을 직접 다이어프램(DP)에 결합시키지 않고, 감압 장치(DCD)를 제어 밸브(CV)와 상기 압력원 사이에 결합시킴으로써, 다이어프램(DP)의 정확한 개도 제어가 가능하며, 소정 압력 범위 내에서 구동 가능한 설계의 다이어프램(DP)을 갖는 제어 밸브(CV)를 적용하면 감압 장치(DCD)의 압력 조절을 통해 다양한 압력 범위 내에서 작동 가능하도록 할 수 있는 기술적 이점이 제공될 수 있다. In one embodiment, the decompression device DCD is applied to the diaphragm DP in consideration of the operating range of the diaphragm DP considering the maximum allowable deformation range of the diaphragm DP for an accurate opening control operation of the diaphragm DP. The drive pressure can be reduced. For example, when the discharge pressure of the pressurized fluid is used as a pressure source as it is, the discharge pressure of the pressurized fluid is applied to the diaphragm DP as it is, so that the maximum allowable deformation range is determined according to the design conditions of the diaphragm DP. In this case, accurate opening of the diaphragm may not be controlled. According to the embodiment of the present invention, the diaphragm (DV) is coupled between the control valve CV and the pressure source without coupling the pressure source applied to the diaphragm DP directly to the diaphragm DP. Accurate opening control of DP) is possible, and the control valve CV having a diaphragm DP designed to be driven within a predetermined pressure range enables operation within various pressure ranges by adjusting the pressure of the pressure reducing device DCD. Technical advantages can be provided.

일 실시예에서, 상기 압력원으로서 피가압 유체의 토출압(PI)을 이용하는 경우, 감압 장치(DCD)는 상기 피가압 유체로부터 분기된 제 1 서브 피가압 유체를 제 2 서브 피가압 유체로 감압시키는 오리피스(orifice) 및 상기 제 2 서브 피가압 유체의 일부를 다른 곳으로 배출시키는 배수구(드레인)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 서브 피가압 유체의 일부를 다른 곳으로 배출시킴으로써, 제 2 서브 피가압 유체의 토출압은 감소될 수 있으며, 배출된 제 2 서브 피가압 유체는 피가압 유체로 환원될 수 있다. In one embodiment, when using the discharge pressure PI of the pressurized fluid as the pressure source, the decompression device DCD decompresses the first sub-pressurized fluid branched from the pressurized fluid into a second sub-pressurized fluid. It may include an orifice and a drain (drain) for discharging a portion of the second sub-pressurized fluid to another place. By discharging a portion of the second sub-pressurized fluid elsewhere, the discharge pressure of the second sub-pressurized fluid can be reduced, and the discharged second sub-pressurized fluid can be reduced to the pressurized fluid.

일 실시예에서, 상기 피가압 유체의 토출압이 상기 제어 밸브의 상기 인입구를 통해 공급되는 작동 유체의 토출압보다 높을 수 있으며, 상기 피가압 유체의 토출압이 최대 이상으로 상기 다이어프램에 인가되더라도, 상기 작동 유체의 최소 유량이 상기 배출구를 통해 상기 작동 챔버의 상기 인입구로 일정하게 공급되도록 일정한 개도가 확보될 수 있다. In one embodiment, the discharge pressure of the pressurized fluid may be higher than the discharge pressure of the working fluid supplied through the inlet of the control valve, even if the discharge pressure of the pressurized fluid is applied to the diaphragm more than the maximum, A constant opening degree can be ensured so that the minimum flow rate of the working fluid is constantly supplied to the inlet of the working chamber through the outlet.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 도 3a에서 하나의 제어 밸브(CV)를 예시적으로 설명하였지만, 다른 실시예에서는, 제 1 순환 경로(CP1)에 복수의 제어 밸브들(CV1, CV2)이 연동하여 작동 유체의 유량을 조절할 수도 있다. 도 5a 및 도 5b의 파란색의 수평 화살표는 작동 유체를 지칭하며. 파란색의 수직 화살표는 피가압 유체의 감압된 토출압(PI1, PI2)을 지칭한다. 제어 밸브들(CV1, CV2)로 각각 입력되는 피가압 유체의 감압된 토출압(PI1) 크기와 피가압 유체의 감압된 토출압(PI2) 크기는 동일하거나 서로 다를 수 있다. 5A and 5B, although one control valve CV is exemplarily described in FIG. 3A, in another embodiment, a plurality of control valves CV1 and CV2 are disposed in the first circulation path CP1. The flow rate of the working fluid can also be adjusted in conjunction. The blue horizontal arrows in FIGS. 5A and 5B refer to the working fluid. The blue vertical arrow indicates the reduced pressure discharge pressures PI1 and PI2 of the pressurized fluid. The reduced pressure discharge pressure PI1 size of the pressurized fluid and the reduced pressure discharge pressure PI2 size of the pressurized fluid respectively input to the control valves CV1 and CV2 may be the same or different.

제 1 제어 밸브(CV1)와 제 2 제어 밸브(CV2)를 통해 작동 유체가 제어될 수 있으며, 제 1 제어 밸브(CV1)는 유체 탱크(FT)와 작동 챔버의 인입구(IL) 사이에 배치되어 작동 챔버(WC)로 유입되는 작동 유체(WF)의 유량을 조절하고, 제 2 제어 밸브(CV2)는 작동 챔버의 배출구(OL)와 유체 탱크(FT) 사이에 배치되어 작동 챔버(WC)로부터 배출되는 작동 유체(WF)의 유량을 조절할 수 있다. 또는, 제 1 제어 밸브(CV1)와 제 2 제어 밸브(CV2)가 모두 유체 탱크(FT)와 작동 챔버의 인입구(IL) 사이에 배치되어 작동 챔버(WC)로 유입되는 작동 유체(WF)의 유량을 조절할 수 있다.The working fluid can be controlled through the first control valve CV1 and the second control valve CV2, and the first control valve CV1 is disposed between the fluid tank FT and the inlet IL of the working chamber. The flow rate of the working fluid WF flowing into the working chamber WC is regulated, and the second control valve CV2 is disposed between the discharge chamber OL of the working chamber and the fluid tank FT, and thus from the working chamber WC. The flow rate of the discharged working fluid WF can be adjusted. Alternatively, both of the first control valve CV1 and the second control valve CV2 are disposed between the fluid tank FT and the inlet IL of the working chamber, so that the working fluid WF flows into the working chamber WC. The flow rate can be adjusted.

또 다른 실시예에서, 제 1 제어 밸브(CV1)와 제 2 제어 밸브(CV2)가 모두 작동 챔버의 배출구(OL)와 유체 탱크(FT) 사이에 배치되어 작동 챔버(WC)로부터 배출되는 작동 유체(WF)의 유량을 조절할 수 있다. In another embodiment, the working fluid discharged from the working chamber WC is disposed between the first control valve CV1 and the second control valve CV2 both between the outlet OL of the working chamber and the fluid tank FT. The flow rate of (WF) can be adjusted.

도 5a에 도시된 것과 같이, 제 1 제어 밸브(CV1)와 제 2 제어 밸브(CV2)는 동일한 크기 및 동일한 제어 레벨 용량을 가지거나 도 5b에 도시된 것과 같이, 제 1 제어 밸브(CV1)와 제 2 제어 밸브(CV2)는 서로 다른 크기 및 서로 다른 제어 레벨 용량을 가질 수 있다. As shown in FIG. 5A, the first control valve CV1 and the second control valve CV2 have the same size and the same control level capacity, or as shown in FIG. 5B, as shown in FIG. 5B. The second control valve CV2 may have different sizes and different control level capacities.

또한, 도 4에서 유체 커플링 하우징(HCC)과 개별적인 구성 요소로서, 제 1 순환 경로(CP1) 제 2 순환 경로(CP2), 제어 밸브(CV) 및 감압 장치(DCD)가 예시되어 있지만, 다른 실시예에서, 제 1 순환 경로(CP1) 제 2 순환 경로(CP2), 제어 밸브(CV) 및 감압 장치(DCD) 전체 또는 일부가 유체 커플링 하우징(HCC) 내부에 배치되어 구성될 수 있다. 이러한 배치는 모듈화를 통해 유지 보수 측면에서 편리할 수 있다. 4, the first circulation path CP1, the second circulation path CP2, the control valve CV and the pressure reducing device DCD are illustrated as separate components from the fluid coupling housing HCC, although other components are illustrated. In an embodiment, all or part of the first circulation path CP1, the second circulation path CP2, the control valve CV and the pressure reducing device DCD may be arranged inside the fluid coupling housing HCC. This arrangement can be convenient in terms of maintenance through modularity.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유체 커플링 장치(100)를 포함하는 펌프 시스템(200)의 구성도를 보여주는 도면이다. 6 is a diagram illustrating a configuration of a pump system 200 including a fluid coupling device 100 according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 피가압 유체를 가압하기 위한, 1차 구동측 휠(DH1), 2차 피동측 휠(DH2), 작동 유체(WF), 유체 탱크(FT) 및 제어 밸브(CV)를 포함하는 유체 커플링 장치(100) 및 이에 결합된 가압 펌프(PP)를 포함하는 펌프 시스템이 개시된다. 선택적으로, 상기 유체 커플링 장치는 열교환기(HE) 및 감압 장치(DCD)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6, the primary drive side wheel DH1, the secondary driven side wheel DH2, the working fluid WF, the fluid tank FT and the control valve CV for pressurizing the pressurized fluid A pump system is disclosed that includes a fluid coupling device 100 and a pressure pump PP coupled thereto. Optionally, the fluid coupling device may further comprise a heat exchanger (HE) and a pressure reduction device (DCD).

가압 펌프(PP)는 상수원이나 배수장에서 급수 또는 배수의 압력이 감소하는 경우, 피가압 유체를 가압하여 감소된 급수 또는 배수의 압력을 보상하거나 필요시 급수 또는 배수의 압력을 증가시킬 수 있다. 이러한 가압 펌프(PP)의 가압은 유체 커플링 장치(100)의 작동 유체의 유량에 따라, 1차 구동측 휠(DH1)과 2차 피동측 휠(DH2) 사이의 속도 변화를 제어함으로써, 변화시킬 수 있다. 가압 펌프(PP)는 후술하는 바와 같이, 제어 밸브(CV)를 이용한 무전원 제어가 가능하여 고가의 인버터 전력 제어를 요구하지 않는 50 kw 이하의 출력이 요구되는 소형 가압 펌프에 적용이 바람직하다. The pressure pump PP may pressurize the pressurized fluid to compensate for the reduced water supply or drainage pressure or increase the pressure of the water supply or drainage if necessary when the pressure of the water supply or the drainage is reduced in the water supply or the drainage station. This pressurization of the pressure pump PP is changed by controlling the speed change between the primary drive side wheel DH1 and the secondary driven side wheel DH2 according to the flow rate of the working fluid of the fluid coupling device 100. You can. The pressurized pump PP is preferably applied to a small pressurized pump requiring an output of 50 kw or less, which is capable of non-power control using the control valve CV and thus does not require expensive inverter power control.

1차 구동측 휠(DH1)은 모터나 엔진과 같은 구동원(MT)에 결합될 수 있다. 2차 구동측 휠(DH2)는 1차 구동측 휠(DH1)에 대향 배치되어 1차 구동측 휠(DH1)과 함께 작동 챔버(WC)를 정의하며, 가압 펌프(PP)에 결합될 수 있다. 작동 유체(WF)는 1차 구동측 휠(DH1)로부터 2차 피동측 휠(DH2)로 가변 가능한 토크 전달을 위해, 작동 챔버(WC) 내에 제어된 레벨로 채워지거나 비워질 수 있다. 작동 유체(WF)는 제 1 인입구(IL)를 통해 작동 챔버(WC)를 채우거나 제 1 배출구(OL)를 통해 작동 챔버(WC)로부터 비워질 수 있다. 그리고 유체 탱크(FT)는 작동 유체(WF)를 저장할 수 있다. The primary driving side wheel DH1 may be coupled to a driving source MT such as a motor or an engine. The secondary drive side wheel DH2 may be disposed opposite the primary drive side wheel DH1 to define the working chamber WC together with the primary drive side wheel DH1 and may be coupled to the pressure pump PP. . The working fluid WF may be filled or emptied at a controlled level in the working chamber WC for variable torque transfer from the primary drive side wheel DH1 to the secondary driven side wheel DH2. The working fluid WF may fill the working chamber WC through the first inlet IL or empty from the working chamber WC through the first outlet OL. The fluid tank FT may store the working fluid WF.

제어 밸브(CV)는 유체 탱크(FT)와 연결되는 제 2 인입구(IL2) 및 작동 챔버(WC)의 제 1 인입구(IL)와 연결되는 제 2 배출구(OL2)를 포함하며, 작동 챔버(WC) 및 유체 탱크(FT)와 함께 제 1 순환 경로(CP1)를 구성할 수 있다. 제어 밸브(CV)관하여는, 모순되지 않는 한 도 1a 내지 도 1c을 참조하여 개시된 제어 밸브에 관한 설명이 참조될 수 있다. 또한, 상기 유체 커플링 장치에 관하여는 도 3를 참조하여 개시된 유체 커플링 장치에 관한 설명이 참조될 수 있다.The control valve CV includes a second inlet IL2 connected to the fluid tank FT and a second outlet OL2 connected to the first inlet IL of the working chamber WC, and the working chamber WC. ) And the fluid tank FT may constitute the first circulation path CP1. Concerning the control valve CV, reference may be made to the description of the control valve disclosed with reference to FIGS. 1A-1C, unless there is a contradiction. Also, regarding the fluid coupling device, reference may be made to the description of the fluid coupling device disclosed with reference to FIG. 3.

본 발명의 일 실시예에서, 가압 펌프(PP)를 통해 가압된 유체(W)는 배수 관로를 통해 소정 수압으로 아파트, 상가 건물과 같은 장소로 공급되며, 가압된 유체(W)의 일부분(이하 제 1 피가압 유체라 칭함)은 제 1 분기 관로(DL1)를 통해서 열교환기(HE)로 전달되어 냉각 매체로 이용될 수 있다. 열교환기(HE)는 냉각 매체로 사용한 제 1 피가압 유체를 가압 펌프(PP)의 입력단으로 피드백할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the fluid W pressurized through the pressure pump (PP) is supplied to a place such as an apartment, a shopping mall building by a predetermined hydraulic pressure through the drainage pipe, a portion of the pressurized fluid (W) The first pressurized fluid) may be transferred to the heat exchanger HE through the first branch conduit DL1 and used as a cooling medium. The heat exchanger HE may feed back the first pressurized fluid used as the cooling medium to the input end of the pressure pump PP.

일 실시예에서, 도 6와 함께 도 1a 및 도 1b를 다시 참조하면, 피가압 유체(W)로부터 피가압 유체의 일부가 분기되어 제어 밸브(CV)의 개도 제어를 위해 상부 플랜지(도 1a 및 도 1b의 UF 참조)에 결합된다. 상기 분기된 피가압 유체는 상부 플랜지(UF)의 내부 중공(CT)을 채우면서 다이어프램(DF)을 가압할 수 있다. 피가압 유체(W)의 토출압이 증가될수록 다이어프램(DP)의 변형률이 증가되고 그에 의해 개도가 감소되며, 그 결과, 유체 커플링 장치(100)의 작동 챔버(WC) 내로 인입되는 작동 유체(WF)의 양은 감소되어 구동원(MT)으로부터 펌프(PP)로 전달되는 동력은 자동적으로 감소되고 구동원(MT)에 의한 토출압의 증가는 억제될 수 있다. 반대로, 피가압 유체(W)의 토출압이 감소되는 경우, 다이어프램(DP)의 변형률은 감소되고, 그에 의해 개도가 증가되며, 그 결과, 유체 커플링 장치(100)의 작동 챔버(WC) 내로 인입되는 작동 유체(WF)의 양은 증가되어 구동원(MT)로부터 펌프(PP)로 전달되는 동력은 증가하고, 그 결과 피가압 유체(W)의 토출압이 증가될 수 있다. In an embodiment, referring again to FIGS. 1A and 1B in conjunction with FIG. 6, a portion of the pressurized fluid branches from the pressurized fluid W to allow the top flange (FIGS. 1A and 1) to control the opening of the control valve CV. (See UF in FIG. 1B). The branched pressurized fluid may press the diaphragm DF while filling the inner hollow CT of the upper flange UF. As the discharge pressure of the pressurized fluid W is increased, the strain of the diaphragm DP is increased and thereby the opening degree is reduced, and as a result, the working fluid drawn into the working chamber WC of the fluid coupling device 100 ( The amount of WF is reduced so that the power transmitted from the drive source MT to the pump PP is automatically reduced and the increase in discharge pressure by the drive source MT can be suppressed. On the contrary, when the discharge pressure of the pressurized fluid W is reduced, the strain of the diaphragm DP is reduced, thereby increasing the opening degree, and as a result, into the working chamber WC of the fluid coupling device 100. The amount of the working fluid WF drawn in is increased so that the power transmitted from the drive source MT to the pump PP is increased, and as a result, the discharge pressure of the pressurized fluid W can be increased.

따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 제어 밸브(CV)에 의해 유체 커플링 장치(100)의 인입구(IL)으로 인입되는 작동 유체(WF)의 양을 조절함으로써 배출구(OL)을 통한 작동 유체(WC)의 유량 제어를 위한 스쿠퓨 튜브와 같은 복잡하고 고가의 액추에이터가 요구되지 않으며, 피가압 유체(W)의 토출압을 활용하여 기계적으로 제어 밸브(CV)를 기동함으로써 무전원 기계식 제어를 통해 즉각적이면서도 신뢰성있는 가압 장치를 제공할 수 있으며, 이에 따라 저전력 장치가 실현되고, 고가의 제어 회로가 필요없는 경제성있는 가압 펌프 시스템이 제공될 수 있다. Thus, according to an embodiment of the present invention, the working fluid through the outlet OL by controlling the amount of working fluid WF drawn into the inlet IL of the fluid coupling device 100 by the control valve CV Complicated and expensive actuators, such as scoops for flow control of (WC), are not required, and mechanically actuated control valves (CVs) by utilizing the discharge pressure of the pressurized fluid (W) are used for non-powered mechanical control. It is possible to provide an instantaneous and reliable pressurization device, whereby a low power device can be realized and an economical pressure pump system can be provided without the need for expensive control circuits.

일 실시예에서, 피가압 유체(W)의 토출압(PI)이 제어 밸브에 따라 제어 밸브(CV)의 다이어프램(DP)을 변형시키기 위해서는, 상기 가변하는 피가압 유체의 토출압(PI)을 상기 작동 유체의 유량을 제어하기 위한 다이어프램(DP)의 허용 변형 범위 내에서 넓은 범위의 피가압 유체의 압력에 대응할 수 있도록 피가압 유체의 토출압(PI)를 PI2로 감압하는 장치가 요구될 수 있다. 일 실시예에서, 피가압 유체(W)의 토출압을 감압하는 감압 장치(DCD)는 펌프(PP)의 출력측과 제어 밸브(CV)의 입력측 사이에 결합될 수 있다. In one embodiment, in order for the discharge pressure PI of the pressurized fluid W to deform the diaphragm DP of the control valve CV according to the control valve, the discharge pressure PI of the variable pressurized fluid is changed. An apparatus for reducing the discharge pressure PI of the pressurized fluid to PI2 may be required to correspond to a wide range of the pressure of the pressurized fluid within an allowable deformation range of the diaphragm DP for controlling the flow rate of the working fluid. have. In one embodiment, the pressure reducing device DCD for reducing the discharge pressure of the pressurized fluid W may be coupled between the output side of the pump PP and the input side of the control valve CV.

일 실시예에서, 감압 장치(DCD)는 제 1 분기 관로(DL1)의 제 1 피가압 유체의 일부를 분기시켜 제어 밸브(CV)의 제어 인자로 사용하기 위한 제 2 피가압 유체를 공급하는 오리피스(OF) 및 상기 제 2 서브 피가압 유체의 일부를 다른 곳으로 배출시키는 배수구(D)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 피가압 유체는 상기 제 1 피가압 유체로부터 감압된 유체이고, 가압 펌프(PP)로부터 가압된 유체(W)의 토출압과 제 1 피가압 유체의 토출압(PI)은 동일할 수 있다. In one embodiment, the decompression device DCD diverts a portion of the first pressurized fluid of the first branch conduit DL1 to supply a second pressurized fluid for use as a control factor of the control valve CV. (OF) and a drain D for discharging a part of the second sub-pressurized fluid to another place. The second pressurized fluid is a fluid depressurized from the first pressurized fluid, and the discharge pressure PI of the pressurized fluid W and the discharge pressure PI of the first pressurized fluid may be the same. have.

배수구(D)를 통해 상기 제 2 서브 피가압 유체의 일부가 배출됨으로써, 상기 제 2 서브 피가압 유체의 토출압(PI2)은 배출된 유체의 양에 따라 피가압 유체의 토출압(PI)보다 작은 상기 제 2 서브 피가압 유체의 토출압(PI2)으로 감압될 수 있다. A part of the second sub-pressurized fluid is discharged through the drain port D, so that the discharge pressure PI2 of the second sub-pressurized fluid is greater than the discharge pressure PI of the pressurized fluid depending on the amount of the discharged fluid. The pressure may be reduced to the discharge pressure PI2 of the small second sub-pressurized fluid.

상기 제 2 피가압 유체의 감압된 토출압(PI2)이 제어 밸브(CV)의 제 2 인입구(OL2)를 통해 공급되는 작동 유체(WF)의 토출압보다 높을 수 있다. 이는 피가압 유체의 토출압(PI)에 반비례하여 작동 유체(WF)의 유량을 제어하기 위한 것으로서, 만약 상기 제 2 피가압 유체의 감압된 토출압(PI2)이 제어 밸브(CV)의 제 2 인입구(OL2)를 통해 공급되는 작동 유체(WF)의 토출압보다 같거나 작을 경우, 피가압 유체의 토출압(PI)에 반비례하여 작동 유체(WF)의 유량이 제어되기 어렵다. The reduced pressure discharge pressure PI2 of the second pressurized fluid may be higher than the discharge pressure of the working fluid WF supplied through the second inlet OL2 of the control valve CV. This is for controlling the flow rate of the working fluid WF in inverse proportion to the discharge pressure PI of the pressurized fluid, and if the reduced pressure discharge pressure PI2 of the second pressurized fluid is the second of the control valve CV, When the discharge pressure of the working fluid WF supplied through the inlet OL2 is less than or equal to the discharge pressure PI, the flow rate of the working fluid WF is difficult to be controlled in inverse proportion to the discharge pressure PI of the pressurized fluid.

또한, 상기 피가압 유체의 토출압(PI)이 최대 이상으로 상기 다이어프램(DP)에 인가되더라도, 상기 작동 유체(WF)의 최소 유량이 상기 배출구를 통해 상기 작동 챔버(WC)의 상기 인입구로 일정하게 공급되도록 일정한 개도가 확보될 수 있다. 이는 수압이 높아서 가압 펌프(PP)를 구동할 필요가 없더라도 항상 상기 작동 유체(WF)의 최소 유량을 유체 커플링 장치(100) 내의 작동 챔버(WC)로 공급하여 가압 펌프(PP)와 결합된 유체 커플링 장치가 정지하지 않도록 하기 위함이다. Further, even when the discharge pressure PI of the pressurized fluid is applied to the diaphragm DP to a maximum or more, a minimum flow rate of the working fluid WF is constant through the outlet to the inlet of the working chamber WC. A certain opening degree can be secured so as to be supplied. It is always associated with the pressure pump PP by supplying the minimum flow rate of the working fluid WF to the working chamber WC in the fluid coupling device 100 even if the hydraulic pressure does not need to drive the pressure pump PP. This is to prevent the fluid coupling device from stopping.

전술한 바와 같이, 피가압 유체의 토출압(PI)에 따라 작동 유체(WF)의 유량을 제어하도록, 상기 피가압 유체의 토출압(PI)에 의해 직접 변형되는 플랜지 형태의 다이어프램(DP)을 이용함으로써, 소형 가압 펌프의 정밀한 가변속 자동 부하 조절이 가능하다. 유체 탱크(FT)의 물리적 위치가 제어 밸브(CV)의 물리적 위치보다 높도록 배치하여, 유체 탱크(FT)로부터 작동 유체(WF)가 중력에 의해 제어 밸브(CV)의 제 2 인입구(OL2)로 공급될 수 있도록 구현함으로써, 무전원으로 제어 밸브(CV)를 구동 시킬 수 있다. 또한, 플랜지 형태의 제어 밸브(CV)를 사용함으로써, 설치 및 유지 보수가 간편할 수 있다. As described above, the flange-type diaphragm DP directly deformed by the discharge pressure PI of the pressurized fluid is controlled to control the flow rate of the working fluid WF according to the discharge pressure PI of the pressurized fluid. By using this, precise variable speed automatic load regulation of a small pressure pump is possible. The physical position of the fluid tank FT is arranged to be higher than the physical position of the control valve CV so that the working fluid WF from the fluid tank FT is gravity-induced by the second inlet OL2 of the control valve CV. By implementing to be supplied to the, it is possible to drive the control valve (CV) with no power. In addition, by using the control valve (CV) in the form of a flange, the installation and maintenance can be simple.

이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those who have the knowledge of.

UF: 상부 플랜지 LF: 하부 플랜지
DP: 플랜지 형태의 다이어프램 MF: 중간 플랜지
MS: 메사 구조 GR: 홈 형태의 구조
NT: 체결공 BT: 볼트
IL: 인입구 OL: 배출구
CB: 연결부 DH1: 1차 구동측 휠
DH2: 2차 피동측 휠 WF: 작동 유체
FT: 유체 탱크 CV: 제어 밸브
PP: 가압 펌프 HE: 열교환기
DCD: 감압 장치 WC: 작동 챔버
CP1: 제 1 순환 경로 CP2: 제 2 순환 경로
ST: 스쿠프 튜브 PI: 피가압 유체 토출압
D: 드레인 OF: 오리피스
DL1: 제 1 분기 관로
UF: upper flange LF: lower flange
DP: flanged diaphragm MF: intermediate flange
MS: Mesa structure GR: Groove structure
NT: Fastener BT: Bolt
IL: Inlet OL: Outlet
CB: connection DH1: primary drive side wheel
DH2: Secondary driven wheel WF: Working fluid
FT: fluid tank CV: control valve
PP: pressure pump HE: heat exchanger
DCD: Pressure Reducing Device WC: Working Chamber
CP1: first circulation path CP2: second circulation path
ST: Scoop tube PI: Pressurized fluid discharge pressure
D: Drain OF: Orifice
DL1: first branch pipeline

Claims (16)

유체 커플링 내의 작동 유체의 흐름을 조절하는 제어 밸브로서,
상기 제어 밸브는,
내부에 피가압 유체의 토출압을 수용하는 가압 챔버를 포함하는 상부 플랜지;
상기 작동 유체가 흐르기 위한 유로의 인입구와 배출구를 포함하며, 상기 작동 유체의 흐름 제어를 위한 작동 유체 챔버를 포함하는 하부 플랜지; 및
상기 상부 플랜지와 상기 하부 플랜지 사이에 배치되어 상기 가압 챔버와 상기 작동 유체 챔버를 분리하며, 상기 피가압 유체의 토출압에 따라 상기 인입구에서 상기 배출구로 흐르는 상기 작동 유체의 유량을 제어하도록, 상기 피가압 유체의 토출압에 의해 직접 변형되어 상기 유로의 개도를 변화시키는 다이어프램;
상기 하부 플랜지 측에 상기 다이어프램과 대향하도록 제공되며, 상기 다이어프램과 함께 상기 인입구와 상기 배출구 사이의 상기 작동 유체의 흐름을 제어하기 위한 메사 구조 또는 홈 구조; 및
상기 다이어프램과 상기 하부 플랜지 사이에 중간 플랜지를 포함하며,
상기 중간 플랜지는 상기 메사 구조 또는 홈 구조를 노출시키며 상기 피가압 유체의 토출압에 수직하는 관통구를 가지며,
상기 중간 플랜지의 상기 관통구를 제외한 영역은 상기 다이어프램의 변형이 일정 형태를 벗어나상기 관통구를 통해 전달되지 못하도록 상기 다이어프램과 밀착되고,
상기 다이어프램은 상기 관통구를 통해서만 상기 다이어프램의 중간 영역이 제한적으로 수직 방향으로 오목하게 변형되어 상기 변형된 다이어프램과 상기 메사 구조 또는 홈 구조 사이의 상기 유로의 개도를 변화시키는 제어 밸브.
A control valve that regulates the flow of working fluid in a fluid coupling,
The control valve,
An upper flange including a pressurizing chamber configured to receive a discharge pressure of the pressurized fluid therein;
A lower flange including an inlet and an outlet of a flow path through which the working fluid flows, and including a working fluid chamber for controlling the flow of the working fluid; And
The blood chamber disposed between the upper flange and the lower flange to separate the pressurizing chamber and the working fluid chamber, and to control a flow rate of the working fluid flowing from the inlet to the outlet according to the discharge pressure of the pressurized fluid. A diaphragm which is directly deformed by the discharge pressure of the pressurized fluid to change the opening degree of the flow path;
A mesa structure or a groove structure provided on the lower flange side so as to face the diaphragm, and for controlling the flow of the working fluid between the inlet and the outlet with the diaphragm; And
An intermediate flange between the diaphragm and the lower flange,
The intermediate flange exposes the mesa structure or the groove structure and has a through hole perpendicular to the discharge pressure of the pressurized fluid,
An area excluding the through hole of the intermediate flange is in close contact with the diaphragm such that deformation of the diaphragm is not transmitted through the through hole beyond a certain shape.
And the diaphragm deforms the intermediate region of the diaphragm to be concave in a vertically limited direction only through the through hole to change the opening degree of the flow path between the deformed diaphragm and the mesa structure or the groove structure.
제 1 항에 있어서,
상기 피가압 유체의 토출압이 상기 작동 유체의 토출압보다 높은 제어 밸브.
The method of claim 1,
A control valve having a discharge pressure of the pressurized fluid higher than a discharge pressure of the working fluid.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 다이어프램의 변형은 상기 작동 유체가 흐를 수 있는 개도의 수직 단면적을 변형시키는 제어 밸브.
The method of claim 1,
Deforming the diaphragm alters the vertical cross-sectional area of the opening degree through which the working fluid can flow.
제 5 항에 있어서,
상기 피가압 유체의 토출압이 인가되지 않는 경우, 상기 다이어프램은 상기 수직 단면적이 최대가 되도록 변형이 없는 상태를 유지하며,
상기 피가압 유체의 토출압이 인가되는 경우, 상기 다이어프램은 상기 피가압 유체의 토출압에 반비례하여 상기 수직 단면적이 변하도록 상기 인가되는 피가압 유체의 토출압의 방향에 순응하여 오목한 생태로 변형되고,
상기 피가압 유체의 토출압의 인가가 중단되는 경우, 상기 다이어프램의 오목한 상태는 원 상태로 복구되는 제어 밸브.
The method of claim 5, wherein
When the discharge pressure of the pressurized fluid is not applied, the diaphragm is maintained without deformation so that the vertical cross-sectional area is maximum,
When the discharge pressure of the pressurized fluid is applied, the diaphragm is deformed into a concave ecology in compliance with the direction of the discharge pressure of the applied pressurized fluid so that the vertical cross-sectional area is changed in inverse proportion to the discharge pressure of the pressurized fluid. ,
And when the application of the discharge pressure of the pressurized fluid is stopped, the concave state of the diaphragm is restored to its original state.
제 1 항에 있어서,
상기 피가압 유체의 토출압이 최대 이상으로 상기 다이어프램에 인가되더라도, 상기 작동 유체의 최소 유량이 상기 배출구를 통해 상기 유체 커플링으로 일정하게 공급되도록 상기 작동 유체가 흐르는 수직 단면적이 제어되는 제어 밸브.
The method of claim 1,
And a vertical cross-sectional area in which the working fluid flows so that the minimum flow rate of the working fluid is constantly supplied to the fluid coupling through the outlet, even if the discharge pressure of the pressurized fluid is applied to the diaphragm above a maximum.
제 1 항에 있어서,
상기 다이어프램은 실리콘 및 탄성중합체(elastomer) 중 적어도 하나를 포함하는 제어 밸브.
The method of claim 1,
And the diaphragm comprises at least one of silicone and elastomer.
제 1 항에 있어서,
상기 다이어프램의 두께는 2 mm 내지 9 mm 범위를 갖는 제어 밸브.
The method of claim 1,
The diaphragm has a thickness in the range of 2 mm to 9 mm.
제 1 항에 있어서,
상기 다이어프램의 최대 허용 변형 범위 내에서 상기 작동 유체의 유량을 제어하기 위해서, 상기 피가압 유체의 토출압은 상기 상부 플랜지와 결합되는 별도의 감압 장치를 통해 감압되는 제어 밸브.
The method of claim 1,
In order to control the flow rate of the working fluid within the maximum allowable deformation range of the diaphragm, the discharge pressure of the pressurized fluid is reduced through a separate pressure reducing device coupled with the upper flange.
제 1 항에 있어서,
상기 상부 플랜지, 상기 다이어프램 및 상기 하부 플랜지는 동일한 위치의 적어도 하나 이상의 체결공을 통해 서로 결합되는 제어 밸브.
The method of claim 1,
And the upper flange, the diaphragm and the lower flange are coupled to each other through at least one fastening hole in the same position.
구동원과 피구동 장치 사이에 결합되는 유체 커플링 장치로서,
상기 구동원에 결합되는 1차 구동측 휠;
상기 1차 구동측 휠에 대향 배치되어 상기 1차 구동측 휠과 함께 작동 챔버를 정의하며, 상기 피구동 장치에 결합되는 2차 피동측 휠;
상기 1차 구동측 휠로부터 상기 2차 피동측 휠로 가변 가능한 토크 전달을 위해, 상기 작동 챔버 내에 제어된 레벨로 채워지거나 비워지는 작동 유체;
상기 작동 유체를 저장하는 유체 탱크; 및
상기 유체 탱크와 연결되는 인입구 및 상기 작동 챔버의 인입구와 연결되는 배출구를 포함하며, 상기 작동 챔버 및 상기 유체 탱크와 함께 제 1 순환 경로를 구성하는 제1항의 기재된 다이어프램형 제어 밸브를 포함하는 유체 커플링 장치.
A fluid coupling device coupled between a drive source and a driven device,
A primary drive side wheel coupled to the drive source;
A secondary driven side wheel disposed opposite the primary drive side wheel to define an operating chamber together with the primary drive side wheel and coupled to the driven device;
A working fluid filled or emptied at a controlled level in the working chamber for variable torque transfer from the primary drive side wheel to the secondary driven side wheel;
A fluid tank for storing the working fluid; And
A fluid couple comprising the diaphragm type control valve of claim 1 comprising an inlet connected to the fluid tank and an outlet connected to the inlet of the working chamber, the diaphragm type control valve of claim 1 constituting a first circulation path with the working chamber and the fluid tank. Ring device.
제 12 항에 있어서,
상기 다이어프램형 제어 밸브는, 내부에 가압 챔버를 포함하는 상부 플랜지;
상기 작동 유체가 흐르기 위한 유로의 인입구와 배출구를 포함하며, 상기 작동 유체의 흐름 제어를 위한 작동 유체 챔버를 포함하는 하부 플랜지; 및
상기 상부 플랜지와 상기 하부 플랜지 사이에 배치되어 상기 가압 챔버와 상기 작동 유체 챔버를 분리하며, 상기 가압 챔버에 인가되는 압력에 의해 직접 변형되어 상기 유로의 개도를 변화시키는 다이어프램을 포함하는 유체 커플링 장치.
The method of claim 12,
The diaphragm control valve may include an upper flange including a pressurization chamber therein;
A lower flange including an inlet and an outlet of a flow path through which the working fluid flows, and including a working fluid chamber for controlling the flow of the working fluid; And
And a diaphragm disposed between the upper flange and the lower flange to separate the pressurizing chamber and the working fluid chamber, and directly deformed by a pressure applied to the pressurizing chamber to change an opening degree of the flow path. .
구동원과 피구동 장치 사이에 결합되는 유체 커플링 장치로서,
상기 구동원에 결합되는 1차 구동측 휠;
상기 1차 구동측 휠에 대향 배치되어 상기 1차 구동측 휠과 함께 작동 챔버를 정의하며, 상기 피구동 장치에 결합되는 2차 피동측 휠;
상기 1차 구동측 휠로부터 상기 2차 피동측 휠로 가변 가능한 토크 전달을 위해, 상기 작동 챔버 내에 제어된 레벨로 채워지거나 비워지는 작동 유체;
상기 작동 유체를 저장하는 유체 탱크; 및
상기 유체 탱크와 연결되는 인입구 및 상기 작동 챔버의 인입구와 연결되는 배출구를 포함하며, 상기 작동 챔버 및 상기 유체 탱크와 함께 제 1 순환 경로를 구성하는 다이어프램형 제어 밸브를 포함하고,
상기 다이어프램형 제어 밸브는, 내부에 가압 챔버를 포함하는 상부 플랜지;
상기 작동 유체가 흐르기 위한 유로의 인입구와 배출구를 포함하며, 상기 작동 유체의 흐름 제어를 위한 작동 유체 챔버를 포함하는 하부 플랜지; 및
상기 상부 플랜지와 상기 하부 플랜지 사이에 배치되어 상기 가압 챔버와 상기 작동 유체 챔버를 분리하며, 상기 가압 챔버에 인가되는 압력에 의해 직접 변형되어 상기 유로의 개도를 변화시키는 다이어프램을 포함하며,
상기 피구동 장치는 가압 펌프이고,
상기 상부 플랜지의 가압 챔버에는 상기 가압 펌프에 의해 가압된 피가압 유체의 토출압이 인가되며,
상기 피가압 유체의 토출압이 상기 제어 밸브의 상기 인입구를 통해 공급되는 작동 유체의 토출압보다 높고,
상기 피가압 유체의 토출압이 최대 이상으로 상기 다이어프램에 인가되더라도, 상기 작동 유체의 최소 유량이 상기 배출구를 통해 상기 작동 챔버의 상기 인입구로 일정하게 공급되도록 일정한 개도가 확보되고,
상기 작동 챔버의 배출구와 상기 유체 탱크 사이에 결합되며, 냉각 매체를 공급하는 제 2 순환 경로를 구성하고, 상기 제 2 순환 경로를 통해 공급되는 냉각 매체를 이용하여, 상기 작동 챔버의 상기 배출구로부터 배출되는 작동 유체를 냉각하는 열교환기를 더 포함하며,
상기 냉각 매체는 상기 피가압 유체의 일부를 포함하고,
상기 다이어프램의 최대 허용 변형 범위 내에서 상기 작동 유체의 유량을 제어하도록, 상기 피가압 유체의 토출압을 감압하는 감압 장치를 더 포함하고,
상기 감압 장치는,
상기 피가압 유체로부터 분기된 분기 유로에 결합된 오리피스(orifice); 및
상기 오리피스의 출력단에 결합된 배수구를 포함하는 유체 커플링 장치.
A fluid coupling device coupled between a drive source and a driven device,
A primary drive side wheel coupled to the drive source;
A secondary driven side wheel disposed opposite the primary drive side wheel to define an operating chamber together with the primary drive side wheel and coupled to the driven device;
A working fluid filled or emptied at a controlled level in the working chamber for variable torque transfer from the primary drive side wheel to the secondary driven side wheel;
A fluid tank for storing the working fluid; And
A diaphragm control valve including an inlet connected to the fluid tank and an outlet connected to the inlet of the working chamber, the diaphragm control valve constituting a first circulation path together with the working chamber and the fluid tank;
The diaphragm control valve may include an upper flange including a pressurization chamber therein;
A lower flange including an inlet and an outlet of a flow path through which the working fluid flows, and including a working fluid chamber for controlling the flow of the working fluid; And
A diaphragm disposed between the upper flange and the lower flange to separate the pressurizing chamber from the working fluid chamber, and directly deformed by a pressure applied to the pressurizing chamber to change the opening degree of the flow path,
The driven device is a pressure pump,
The discharge pressure of the pressurized fluid pressurized by the pressure pump is applied to the pressure chamber of the upper flange,
The discharge pressure of the pressurized fluid is higher than the discharge pressure of the working fluid supplied through the inlet of the control valve,
Even if the discharge pressure of the pressurized fluid is applied to the diaphragm at a maximum or more, a constant opening degree is ensured so that the minimum flow rate of the working fluid is constantly supplied to the inlet of the working chamber through the outlet,
A second circulation path coupled between the outlet of the working chamber and the fluid tank, which constitutes a second circulation path for supplying a cooling medium, and with the cooling medium supplied through the second circulation path, discharges from the outlet of the working chamber Further comprising a heat exchanger for cooling the working fluid being
The cooling medium comprises a portion of the pressurized fluid,
And a pressure reducing device for reducing the discharge pressure of the pressurized fluid so as to control the flow rate of the working fluid within the maximum allowable deformation range of the diaphragm,
The decompression device,
An orifice coupled to a branch flow path branched from the pressurized fluid; And
And a drain hole coupled to the output end of the orifice.
피가압 유체를 가압하기 위한 가압 펌프;
상기 피가압 유체를 가압하기 위한 가압 펌프와 구동원 사이에 결합되며, 상기 구동원에 결합되는 1차 구동측 휠 및 상기 1차 구동측 휠에 대향 배치되어 상기 1차 구동측 휠과 함께 제 1 인입구와 제 1 배출구를 포함하는 작동 챔버를 정의하며, 상기 가압 펌프에 결합되는 2차 피동측 휠을 포함하는 유체 커플링 장치;
상기 1차 구동측 휠로부터 상기 2차 피동측 휠로 가변 가능한 토크 전달을 위해, 상기 작동 챔버 내에 제어된 레벨로 채워지거나 비워지는 작동 유체;
상기 제 1 배출구를 통해 상기 작동 챔버로부터 비워지는 상기 작동 유체 및 상기 제 1 인입구를 통해 상기 작동 챔버를 채우는 상기 작동 유체를 저장하는 유체 탱크; 및
상기 작동 챔버 및 상기 유체 탱크와 함께 제 1 순환 경로를 구성하는 제어 밸브를 포함하며,
상기 제어 밸브는,
상기 피가압 유체의 토출압을 수용하는 가압 챔버를 포함하는 상부 플랜지;
상기 유체 탱크와 연결되는 제 2 인입구 및 상기 작동 챔버의 제 1 인입구와 연결되는 제 2 배출구를 포함하며, 상기 작동 유체의 흐름 제어를 위한 작동 유체 챔버를 포함하는 하부 플랜지; 및
상기 상부 플랜지와 상기 하부 플랜지 사이에 배치되어 상기 가압 챔버와 상기 작동 유체 챔버를 분리하며, 상기 피가압 유체의 토출압에 따라 상기 제 2 인입구에서 상기 제 2 배출구로 제공되는 상기 작동 유체의 흐름을 제어하도록, 상기 피가압 유체의 토출압에 의해 직접 변형되는 다이어프램;
상기 하부 플랜지 측에 상기 다이어프램과 대향하여 제공되며, 상기 다이어프램과 함께 상기 인입구와 상기 배출구 사이의 상기 작동 유체의 흐름을 제어하기 위한 메사 구조 또는 홈 구조; 및
상기 다이어프램과 상기 하부 플랜지 사이에 중간 플랜지를 포함하며,
상기 중간 플랜지는 상기 메사 구조 또는 홈 구조를 노출시키며 상기 피가압 유체의 토출압에 수직하는 관통구를 가지며,
상기 중간 플랜지의 상기 관통구를 제외한 영역은 상기 다이어프램의 변형이 일정 형태를 벗어나상기 관통구를 통해 전달되지 못하도록 상기 다이어프램과 밀착되고,
상기 다이어프램은 상기 관통구를 통해서만 상기 다이어프램의 중간 영역이 제한적으로 수직 방향으로 오목하게 변형되어 상기 변형된 다이어프램과 상기 메사 구조 또는 홈 구조 사이의 유로의 개도를 변화시키는 펌프 시스템.
A pressurizing pump for pressurizing the pressurized fluid;
A first inlet coupled to the primary driving side wheel and the primary driving side wheel coupled to the driving source and coupled to the pressurizing pump for pressurizing the pressurized fluid and the primary driving side wheel; A fluid coupling device defining an operating chamber including a first outlet, the fluid coupling device including a secondary driven side wheel coupled to the pressure pump;
A working fluid filled or emptied at a controlled level in the working chamber for variable torque transfer from the primary drive side wheel to the secondary driven side wheel;
A fluid tank for storing the working fluid emptied from the working chamber through the first outlet and the working fluid filling the working chamber through the first inlet; And
A control valve constituting a first circulation path with the working chamber and the fluid tank,
The control valve,
An upper flange including a pressurizing chamber for receiving a discharge pressure of the pressurized fluid;
A lower flange including a second inlet connected to the fluid tank and a second outlet connected to the first inlet of the working chamber, the lower flange including a working fluid chamber for flow control of the working fluid; And
Disposed between the upper flange and the lower flange to separate the pressurizing chamber and the working fluid chamber, and the flow of the working fluid provided from the second inlet to the second outlet according to the discharge pressure of the pressurized fluid A diaphragm directly deformed by the discharge pressure of the pressurized fluid to control;
A mesa structure or a groove structure provided on the lower flange side opposite the diaphragm and for controlling the flow of the working fluid between the inlet and the outlet together with the diaphragm; And
An intermediate flange between the diaphragm and the lower flange,
The intermediate flange exposes the mesa structure or the groove structure and has a through hole perpendicular to the discharge pressure of the pressurized fluid,
An area excluding the through hole of the intermediate flange is in close contact with the diaphragm such that deformation of the diaphragm is not transmitted through the through hole beyond a certain shape.
And the diaphragm deforms the intermediate region of the diaphragm to be concave in a vertically limited direction only through the through hole to change the opening degree of a flow path between the deformed diaphragm and the mesa structure or the groove structure.
피가압 유체를 가압하기 위한 가압 펌프;
상기 피가압 유체를 가압하기 위한 가압 펌프와 구동원 사이에 결합되며, 상기 구동원에 결합되는 1차 구동측 휠 및 상기 1차 구동측 휠에 대향 배치되어 상기 1차 구동측 휠과 함께 제 1 인입구와 제 1 배출구를 포함하는 작동 챔버를 정의하며, 상기 가압 펌프에 결합되는 2차 피동측 휠을 포함하는 유체 커플링 장치;
상기 1차 구동측 휠로부터 상기 2차 피동측 휠로 가변 가능한 토크 전달을 위해, 상기 작동 챔버 내에 제어된 레벨로 채워지거나 비워지는 작동 유체;
상기 제 1 배출구를 통해 상기 작동 챔버로부터 비워지는 상기 작동 유체 및 상기 제 1 인입구를 통해 상기 작동 챔버를 채우는 상기 작동 유체를 저장하는 유체 탱크; 및
상기 작동 챔버 및 상기 유체 탱크와 함께 제 1 순환 경로를 구성하는 제어 밸브를 포함하며,
상기 제어 밸브는,
상기 피가압 유체의 토출압을 수용하는 가압 챔버를 포함하는 상부 플랜지;
상기 유체 탱크와 연결되는 제 2 인입구 및 상기 작동 챔버의 제 1 인입구와 연결되는 제 2 배출구를 포함하며, 상기 작동 유체의 흐름 제어를 위한 작동 유체 챔버를 포함하는 하부 플랜지; 및
상기 상부 플랜지와 상기 하부 플랜지 사이에 배치되어 상기 가압 챔버와 상기 작동 유체 챔버를 분리하며, 상기 피가압 유체의 토출압에 따라 상기 제 2 인입구에서 상기 제 2 배출구로 제공되는 상기 작동 유체의 흐름을 제어하도록, 상기 피가압 유체의 토출압에 의해 직접 변형되는 다이어프램을 포함하며,
상기 피가압 유체의 토출압이 상기 제어 밸브의 상기 인입구를 통해 공급되는 작동 유체의 토출압보다 높고,
상기 피가압 유체의 토출압이 최대 이상으로 상기 다이어프램에 인가되더라도, 상기 작동 유체의 최소 유량이 상기 배출구를 통해 상기 작동 챔버의 상기 인입구로 일정하게 공급되도록 일정한 개도가 확보되고,
상기 다이어프램의 최대 허용 변형 범위 내에서 상기 작동 유체의 유량을 제어하도록, 상기 피가압 유체의 토출압을 감압하는 감압 장치를 더 포함하며,
상기 감압 장치는,
상기 피가압 유체로부터 분기된 분기 유로에 결합된 오리피스(orifice); 및
상기 오리피스의 출력단에 결합된 배수구를 포함하고,
상기 가압 펌프는 50 kw 이하의 출력을 갖는 소형 가압 펌프를 포함하는 펌프 시스템.
A pressurizing pump for pressurizing the pressurized fluid;
A first inlet coupled to the primary driving side wheel and the primary driving side wheel coupled to the driving source and coupled to the pressurizing pump for pressurizing the pressurized fluid and the primary driving side wheel; A fluid coupling device defining an operating chamber including a first outlet, the fluid coupling device including a secondary driven side wheel coupled to the pressure pump;
A working fluid filled or emptied at a controlled level in the working chamber for variable torque transfer from the primary drive side wheel to the secondary driven side wheel;
A fluid tank for storing the working fluid emptied from the working chamber through the first outlet and the working fluid filling the working chamber through the first inlet; And
A control valve constituting a first circulation path with the working chamber and the fluid tank,
The control valve,
An upper flange including a pressurizing chamber for receiving a discharge pressure of the pressurized fluid;
A lower flange including a second inlet connected to the fluid tank and a second outlet connected to the first inlet of the working chamber, the lower flange including a working fluid chamber for flow control of the working fluid; And
Disposed between the upper flange and the lower flange to separate the pressurizing chamber and the working fluid chamber, and the flow of the working fluid provided from the second inlet to the second outlet according to the discharge pressure of the pressurized fluid And a diaphragm which is directly deformed by the discharge pressure of the pressurized fluid to be controlled,
The discharge pressure of the pressurized fluid is higher than the discharge pressure of the working fluid supplied through the inlet of the control valve,
Even if the discharge pressure of the pressurized fluid is applied to the diaphragm with a maximum or more, a constant opening degree is ensured so that the minimum flow rate of the working fluid is constantly supplied to the inlet of the working chamber through the outlet,
A pressure reducing device for reducing the discharge pressure of the pressurized fluid so as to control the flow rate of the working fluid within the maximum allowable deformation range of the diaphragm,
The decompression device,
An orifice coupled to a branch flow path branched from the pressurized fluid; And
A drain port coupled to the output end of the orifice,
The pressure pump comprises a small pressure pump having an output of 50 kw or less.
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