KR102194614B1 - 공조 시스템 및 이동식 공조 시스템의 연결장치 - Google Patents

공조 시스템 및 이동식 공조 시스템의 연결장치 Download PDF

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Abstract

제1 파이프(12)에 연결되고, 통로 채널(3) 및 추가 파이프(5) 또는 공조 시스템의 다른 구성요소 내부에 삽입될 수 있는 적어도 하나의 원통부(4)를 포함하는 커넥터(2); 및 실링부재(7)가 마련된 방사형 플랜지(6);를 포함하고, 방사형 플랜지(6)에 지지체(8)가 마련되고, 지지체(8)는 통로 채널(3)을 감싸고 반경 방향으로 돌출된 돌기(9)가 제공되며, 돌기(9)는 적어도 하나의 체결수단(10)을 수용할 수 있도록 구비된 것을 특징으로 하는 공조 시스템의 연결장치(1).

Description

공조 시스템 및 이동식 공조 시스템의 연결장치
본 발명은 제1 파이프에 연결되는 커넥터와 실링부재가 적용되는 방사형 플랜지를 포함하는 공조 시스템 및 이동식 공조 시스템의 연결장치에 관한 것으로, 커넥터는 통로 채널과 적어도 하나 이상의 원통부를 가지며, 원통부는 추가 파이프(5) 또는 공조 시스템의 다른 구성 요소에 삽입될 수 있는 것이다.
이러한 유형의 연결장치는 일반적으로 이동식 공조 시스템들에서 사용된다. 이러한 시스템들의 디자인은 특히 작고 경량이어야 한다. 따라서, 이동식 공조 시스템의 파이프 연결체들은 플라스틱 재료로 구성된다. 파이프들은 실링부재와 함께 커넥터를 통하여 결합된다. 커넥터들을 내구성 있는 실링으로 파이프에 견고하게 연결하고, 추가 파이프 또는 구성요소와는 분리 가능하게 연결하는 것이 필요하다. 그러나 공조 시스템, 특히 이동식 공조 시스템에 있어, 고압 및 고온 이외에도, 진동이 발생하여 공조 시스템의 구성요소들에 전달된다. 따라서, 연결장치는 진동 및 고압에 견딜 수 있는 내구성 있는 연결이 되어야 하고, 또한 냉각수 누출이 발생하지 않도록 구성되어야 한다.
또한, 이동식 공조 시스템은 경량으로 구성되어야 한다. 따라서, 공조 시스템의 다른 구성요소들을 함께 고정하는 체결수단들의 수량 또한 제한된다. 지금까지 연결장치의 내구성 있는 실링을 제공하도록 커넥터를 구성하는 것이 어려웠다.
본 발명의 목적은 무게를 가볍게 하고, 공조 시스템의 구성요소들과 내구성 있고 단단한 연결이 되도록 하는 공조 시스템의 연결장치를 제공하기 위함이다.
본 발명의 목적은 청구항 1 내지 13의 특징부들에 의해 달성된다. 종속항들은 바람직한 실시예들에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 지지체가 방사형 플랜지에 배치되며, 지지체는 통로 채널를 둘러싸고 반지름 방향으로 돌출된 돌기를 가지며, 돌기는 적어도 하나 이상의 체결수단을 수용할 수 있도록 구성된다.
본 발명에 따른 공조 시스템의 연결장치(1)는 대략 원통 형상으로 되고, 방사형 플랜지에 적용되는 실링부재가 구비된다. 실링부재는 축 방향으로 실링을 제공하며, 방사형 플렌지의 앞면에서 추가 파이프 또는 다른 구성요소들에 대하여 압력이 가해진다. 커넥터를 파이프에 연결하기 위해서, 연결수단, 예를 들어, 나사가 제공되고, 연결수단은 통로 채널의 축과 평행되도게 배치되지만 반경 방향으로, 특히 통로 채널 외부에서 오프셋되어 배치된다. 방사형 플랜지의 전체 둘레에 대하여 충분한 실링 힘을 제공하기 위하여, 체결수단의 충분한 예비하중(preload)이 필요하다. 이로 인해 커넥터에 상당한 굽힘 응력이 발생하므로 플라스틱 소재로 이러한 커넥터를 생산할 수 없었다.
방사형 플랜지는 커넥터의 견고하고 안정된 장착과 파이프 또는 구성요소와 커넥터 사이의 견고한 연결을 제공한다. 따라서, 지지체가 별도로 제공된 결과로서, 힘이 체결수단에 의해 가해지고 지지체를 통해 분배되므로, 연결에 강한 힘을 도입하는 것이 가능하다. 이 실시예에 의하여, 높은 접촉력(high contact force)을 필요로 하는 실링부재를 사용할 수 있다. 이 요구 사항은 특히 방사형 플랜지 또는 단면에서 파이프 또는 다른 부품에 대해 놓이고 축 방향으로 밀봉하는 실링부재에 적용된다. 이러한 밀봉부재는 충분하고 내구성 있는 밀봉 효율을 보장하기 위해 높은 접촉 압력을 필요로 한다. 지지체는 방사형 플랜지 상에 배치될 수 있는 방식으로 형성된다. 지지체와 반경 방향 플랜지는 서로 마주보는 면에서 서로 일치하게 형성되는 것이 바람직하다.
커넥터에 연결되는 공조 시스템의 파이프 또는 구성 요소는 또한 바람직하게는 적어도 하나의 플랜지를 포함한다. 플랜지는 연결부재를 수용하기에 적합하다. 연결을 위해, 커넥터는 파이프 또는 부품 내로 삽입되고, 커넥터와 파이프는 연결 수단을 통해 단단히 연결된다. 동시에, 실링부재는 커넥터 및 파이프 또는 구성 요소와 밀봉 접촉하게 된다
지지체의 돌기는 자유 단부에서 구부러질 수 있다. 이 구성에서, 지지체는 적어도 부분적으로 커넥터의 방사형 플랜지를 포함한다. 돌출부는 추가 파이프 또는 구성 요소의 단면과 접촉한다. 이와 관련하여, 지지체는 이 영역 내의 다른 파이프 또는 구성 요소의 단면에 의해 지지되는 것이 유리하다. 이는 추가 파이프 또는 구성 요소의 단면에 대해 방사형 플랜지의 평행한 가이드웨이를 제공한다. 이것은 접촉 영역과 체결수단이 서로 인접해 있는 경우에 특히 그러하다. 체결수단과 함께, 굽은 돌출부는 밀봉 요소에 대한 반경 방향 플랜지의 일정하고 평행한 접촉 압력을 야기한다.
대안적으로, 지지체와 접촉하여 추가 파이프 또는 구성요소의 단면으로부터 형성되는 돌출부를 갖는 것이 고려될 수 있다. 이 구성은 전술한 구부러진 지지체의 구성에 대한 기능 반전을 나타낸다. 이러한 구성은 또한 지지체의 유리한 평행 한 가이드웨이를 가져온다.
커넥터는 바람직하게는 플라스틱 재료로 제조된다. 이러한 맥락에서, 상기 재료는 바람직하게는 커넥터가 연결되는 파이프 또는 구성요소와 동일한 재료로 선택되는 방식으로 선택된다. 커넥터에 특히 적합한 재료는 중합체 재료, 특히 폴리 아미드(PA), 예를 들어 폴리 아미드 6(PA6)이다. 강도를 증가시키기 위해, 플라스틱 재료는 섬유 보강재를 구비할 수 있다. 이 경우 유리 섬유를 섬유 보강재로 사용하는 것이 특히 바람직하다. 유리 섬유 강화 플라스틱 재료, 특히 유리 섬유 강화 폴리아미드는 특히 안정하고 내압의 플라스틱 재료이다.
또한, 합성수지 기반의 플라스틱 소재를 사용하는 것도 고려할 수 있다. 합성수지 기반의 플라스틱 재료는 단단하고 유리 같은 구성 요소를 만들어 화학 결합을 통해 3차원적으로 가교 결합된다. 이러한 유형의 재료는 저밀도와 함께 높은 열 기계적 강도를 갖는다.
지지체는 바람직하게는 금속 재료로 이루어진다. 특히, 철 재료가 여기에서 고려될 수 있다. 결과적으로, 지지 몸체는 단단하고 높은 굽힘 응력을 갖는다. 결과적으로, 연결수단을 통해 비대칭으로 도입되는 굽힘 응력은 플라스틱 재료로 구성된 방사형 플랜지로 꾸준히 전달될 수 있다. 이 실시예에서, 연결장치는 플라스틱 재료와 금속 합성물로 구성된다. 기능적 분리의 결과로서, 연결장치의 유닛, 특히 지지체 및 방사형 플랜지는 적용 및 기대되는 하중에 최적으로 적응될 수 있고, 따라서 소형 및 경량으로 형성될 수 있다.
실링부재는 엘라스토머 및 금속 복합 씰 와셔 (슬림 라인 씰 와셔) 형태 일 수 있다. 이러한 유형의 복합 시일 와셔는 금속 재료의 지지링에 부착된 환형 엘라스토머 부분을 포함한다. 지지링은 축 방향으로 작용하는 접촉력을 받고 과도한 변형의 결과로서 엘라스토머 부분이 조기에 마모되는 것을 방지한다. 엘라스토머 부분은 방사형 플랜지와 추가 파이프 또는 구성요소의 단면 사이의 틈새를 밀봉한다. 전체적으로, 복합 시일 와셔는 공조 시스템 구성요소를 실링하는 것과 관련하여 유리하다. 그러나 실링부재에 대한 요구 사항이 낮으면 원칙적으로 O-링을 사용하는 것도 고려할 수 있다.
제1 파이프는 바람직하게는 견고하게 결합되는 방식으로 커넥터에 연결된다. 이 목적을 위해, 커넥터는 통로 채널에서 제1 파이프가 수용되는 단면 확대부를 포함할 수 있다. 재료 연결은 접착제를 사용하여 만들 수 있다. 그러나 바람직하게는, 재료연결은 예를 들어 회전 용접과 같은 용접에 의해 제공된다.
제1 파이프는 플라스틱 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 플라스틱 재료 파이프는 예를 들어 금속 파이프보다 질량이 적다.
바람직하게는, 공조 시스템의 추가 파이프 또는 다른구성 요소는 체결수단을 수용할 수 있도록 장착된다. 이 목적을 위해, 추가 파이프에, 예를 들어 추가 파이프와 동일한 재료로 되어 단단히 결합되는 플랜지가 제공될 수 있다. 플랜지는 체결 수단을 수용하는 드릴 홀을 포함한다. 구성요소의 경우에, 체결수단을 위한 홈이 하우징 벽에 형성되거나 생성될 수 있다.
연결장치에서 커넥터와 결합되는 추가 파이프는 플라스틱 재질로 만들어질 수 있다. 바람직하게는, 커넥터의 재료와 동일한 플라스틱 재료가 선택된다. 이는 필적할 만한 기계적 및 화학적 특성을 가져 온다
본 발명에 따른 연결 장치는 이동식 공조 시스템, 특히 차량용 이동식 공조 시스템에 특히 적합하다. 한편, 이동식 공조 시스템은 가능한 한 가벼워야 하며, 다른 한편으로는 진동 및 충격 때문에, 개별 구성요소 사이에 안정적인 연결이 제공되어야 한다. 이 발명에 따른 연결장치는 낮은 중량과 함께 안정하고 내구성 있는 연결을 가능하게 한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 연결장치의 실시예들을 도면을 참조하여, 각각의 경우를 도식적으로 더 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 연결장치의 단면도이고;
도 2는 본 발명의 지지체가 상부에 배치된 커넥터의 입체도이다.
도 1은 공조 시스템의 연결장치(1)를 보여주는 것으로, 이 실시예는 자동차용 이동식 공조 시스템이다. 연결장치(1)는 커넥터(2)를 포함하며, 커넥터(2)는 제1 파이프(12)의 일측에 견고한 결합방식으로 결합된다. 커넥터(2)는 공조 시스템의 추가 파이프(5) 또는 다른 구성요소에 연결될 수 있다. 커넥터(2)는 원통부(4)를 포함하며, 원통부(4)는 추가 파이프(5) 또는 공조 시스템의 다른 구성 요소에 삽입될 수 있다. 또한, 커넥터(2)는 방사형 플랜지(6)와, 방사형 플랜지(6)에 결합된 지지체(8)를 포함한다. 지지체(8)는 통로 채널(3)을 둘러싸며, - 방사형 플랜지(6)처럼 - 반경 방향으로 돌출된 돌기(9)가 구비된다. 돌기(9)는 체결수단(10)을 수용할 수 있도록 구성된다. 이 목적을 위하여, 지지체(8)에는 체결수단(10)을 형성하는 나사가 내부로 삽입되는 드릴홀이 형성된다.
커넥터는 플라스틱 재료로 제조되며, 이 실시예에서는 폴리아미드 6(PA 6)로 제조된다. 제1 파이프(12) 또한 폴리아미드 6로 제조되고, 회전 용접을 통한 견고한 결합 방식으로 커넥터(2)에 고정된다. 대안으로, 커넥터(2)를 수지계 플라스틱 재료로 제조하는 것이 고려될 수 있다. 지지체(8)는 금속재료로 구성될 수 있다. 이 실시예에서 지지체(8)는 스틸(steel)로 구성된다. 커넥터(2)는 사출 성형에 의해 제조되고, 지지체(8)는 다이 커팅에 의해 제조된다.
실링부재(7)는 방사형 플랜지(6)에 적용된다. 실링부재(7)는 방사형 플랜지(6)와 추가 파이프(5) 또는 다른 구성요소의 단면 사이의 간격에 적용되어, 축 방향으로 실링한다. 실링부재(7)는 엘라스토머와 금속의 복합 씰(슬림 라인 씰와셔)로 형성되며, 금속의 지지링에 고정된 고리모양의 엘라스토머 부로 구성된다.
대안으로 또는 추가로, 실링부재(7)를 오링으로 형성하고, 이를 방사형 플랜지(6)에 마련된 홈에 삽입되도록 하거나, 또는 커넥터(2)의 원통부(4) 외측 둘레에 끼워지게 하는 것이 고려될 수 있다.
커넥터에 연결된 추가 파이프(5)는 플라스틱 재료로 된 파이프이고, 현재 실시예에서는 폴리아미드 6(PA 6)로 구성된다. 추가 파이프(5)는 그 단면에 연결 플랜지(11)가 마련된다. 연결 플랜지(11)에도 체결수단(10)을 수용하기 위한 드릴 홀이 형성된다.
방사형 플랜지(6) 및 지지체(8)는 마주보는 면에서 크기와 형태가 일치하게 형성되고, 지지체(8)의 돌기(9)는, 굽혀진 영역 부분에서 방사형 플랜지(6)를 둘러싸는 방식으로, 자유단에서 굽혀진다. 대안적 실시예에서, 지지체(8)와 접촉하게 되는 돌기는 추가 파이프(5) 또는 추가 구성요소의 단면으로부터 형성된다.
연결장치를 생산하기 위해서는, 실링부재(7)가 방사형 플랜지(6)와 추가 파이프(5) 사이의 간격에 배치된 이후에, 커넥터(2)는 추가 파이프(5)의 내부로 삽입된다. 지지체(8)는 방사형 플랜지(6)에 적용되고, 체결수단(10)은 커넥터(2)와 파이프(5) 사이를 단단히 연결한다. 지지체(8)의 돌기는 지지체가 지지되는 그러한 방식으로 접촉하게 된다. 체결수단(10), 예를 들어 나사가 조여지면, 지지체(8)는 방사형 플랜지(6)에 대해 점진적으로 압력을 가하게 되고, 이에 따라 방사형 플랜지(6)는 실링부재(7)에 대하여, 평행하게 배치된 외측 둘레를 따라, 점진적으로 압력을 가하게 된다. 결과적으로, 실링부재(7)가 점진적으로 가압됨으로써, 내구성과 높은 밀봉 효과를 갖게 된다.
도 1 내지 2에 따른 우수한 실시예에 있어서, 연결장치(1)는 이동식 공조 시스템의 일부이다. 연결장치(1)는 이동식 공조시스템의 구성요소들을 연결하는 것으로, 예를 들어 파이프, 특히 플라스틱 재료의 파이프를 응축기 또는 증발기와 같은 추가 구성요소에 연결하는 것이다.

Claims (14)

  1. 제1 파이프(12)에 연결되고, 통로 채널(3)과, 추가 파이프(5) 또는 공조 시스템의 다른 구성요소 내부에 삽입될 수 있는 적어도 하나의 원통부(4)를 포함하는 커넥터(2); 및
    실링부재(7)가 적용되는 방사형 플랜지(6);를 포함하고,
    방사형 플랜지(6)에 지지체(8)가 배치되고, 지지체(8)에는 통로 채널(3)을 감싸고 반경 방향으로 돌출된 돌기(9)가 제공되며, 지지체(8)는 금속 재료로 제조되고, 돌기(9)는 자유단에서 추가 파이프(5)를 향해 굽혀져 추가 파이프(5)의 단면과 접촉하며, 돌기(9)는 적어도 하나의 체결수단(10)을 수용할 수 있도록 구비된 것을 특징으로 하는 공조 시스템의 연결장치(1).
  2. 제1항에 있어서,
    지지체(8)의 돌기(9)는, 굽혀진 영역 부분에서 방사형 플랜지(6)를 둘러싸는 방식으로, 자유단에서 굽혀진 것을 특징으로 하는 공조 시스템의 연결장치(1).
  3. 제1항에 있어서,
    커넥터(2)는 플라스틱 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 공조 시스템의 연결장치(1).
  4. 제3항에 있어서,
    플라스틱 재료는 합성수지계 플라스틱 재료인 것을 특징으로 하는 공조 시스템의 연결장치(1).
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    실링부재(7)는 축 방향으로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 공조 시스템의 연결장치(1).
  7. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 실링부재(7)는 엘라스토머와 금속의 복합 씰인 것을 특징으로 하는 공조 시스템의 연결장치(1).
  8. 제1항에 있어서,
    추가 파이프(5) 또는 공조 시스템의 다른 구성요소는 체결수단(10)을 수용할 수 있도록 구비된 것을 특징으로 하는 공조 시스템의 연결장치(1).
  9. 제8항에 있어서,
    추가 파이프(5) 또는 공조 시스템의 다른 구성요소는 적어도 하나의 단면에 연결 플랜지(11)가 구비된 것을 특징으로 하는 공조 시스템의 연결장치(1).
  10. 제1항에 있어서,
    추가 파이프는 플라스틱 재료의 파이프인 것을 특징으로 하는 공조 시스템의 연결장치(1).
  11. 제1항에 있어서,
    제1파이프(12)는 플라스틱 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 공조 시스템의 연결장치(1).
  12. 제1항에 있어서,
    제1파이프(12)는 커넥터(2)에 접착제 또는 용접에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 공조 시스템의 연결장치(1).
  13. 청구항 1 내지 4, 및 청구항 6 내지 12항 중 어느 한 항에 따른 연결장치를 포함하는 이동식 공조 시스템의 연결장치.
  14. 제1항에 있어서,
    지지체(8)의 돌기(9)는 굽혀진 영역 부분에서 방사형 플랜지(6)를 둘러싸는 방식으로 굽혀지는, 공조 시스템의 연결장치.
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