KR102216300B1 - 유체 회로에서 유체 관류 조절 및 분배 장치 - Google Patents

유체 회로에서 유체 관류 조절 및 분배 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102216300B1
KR102216300B1 KR1020190028369A KR20190028369A KR102216300B1 KR 102216300 B1 KR102216300 B1 KR 102216300B1 KR 1020190028369 A KR1020190028369 A KR 1020190028369A KR 20190028369 A KR20190028369 A KR 20190028369A KR 102216300 B1 KR102216300 B1 KR 102216300B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
housing
members
valve
valve member
openings
Prior art date
Application number
KR1020190028369A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190110032A (ko
Inventor
나비드 두라니
크리스토프 바라
마틴 호트젤
Original Assignee
한온시스템 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한온시스템 주식회사 filed Critical 한온시스템 주식회사
Publication of KR20190110032A publication Critical patent/KR20190110032A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102216300B1 publication Critical patent/KR102216300B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00485Valves for air-conditioning devices, e.g. thermostatic valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/08Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
    • F16K11/085Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug
    • F16K11/0856Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug having all the connecting conduits situated in more than one plane perpendicular to the axis of the plug
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/10Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit
    • F16K11/12Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit with one plug turning in another
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/10Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit
    • F16K11/20Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit operated by separate actuating members
    • F16K11/207Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit operated by separate actuating members with two handles or actuating mechanisms at opposite sides of the housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • F16K31/041Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor for rotating valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Multiple-Way Valves (AREA)

Abstract

본 발명은, 하나 이상의 유체 회로에서 유체, 특히 하나 이상의 냉각제 회로에서 냉각제를 관류 조절하고 분배하기 위한 장치(1, 1a, 1b)에 관한 것이다. 상기 장치(1, 1a, 1b)는 유체 라인들에 연결하기 위한 포트 부재(7-1 - 7-7)들을 갖는 하우징(2)과, 상기 하우징(2) 내부에 배치된 2개 이상의 밸브 부재(9, 10a, 10b)들을 포함하고, 이때 이들 밸브 부재는 상호 이동 및 상기 하우징(2)에 대한 상대적 이동을 위한 하나 이상의 구동 부재(3, 5)를 갖는다. 서로 대응하는 방식으로 형성된 밸브 부재(9, 10a, 10b)들은 하나 이상의 용적(11a, 11b-1)을 에워싸는 방식으로 배치되어 있고, 관통 개구(13, 14)들을 구비하며, 이때 이들 관통 개구는 상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)들의 상호 배치 및 상기 하우징(2)에 대한 상대적 배치에 의해, 상기 포트 부재(7-1 - 7-7)들을 갖는 상기 하우징(2)과 상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)들을 통과하는 유동 경로의 하나 이상의 유동 단면적을 제어하는 방식으로 형성된다.
또한, 본 발명은 자동차의 열 시스템, 특히 열 관리 시스템의 냉각제 회로에서 사용되는 상기 장치(1, 1a, 1b)의 용도와도 관련이 있다.

Description

유체 회로에서 유체 관류 조절 및 분배 장치{DEVICE FOR REGULATING A FLOW THROUGH AND DISTRIBUTING A FLUID IN A FLUID CIRCUIT}
본 발명은, 유체 회로에서 유체, 특히 냉각제 회로에서 냉각제를 관류 조절하고 분배하기 위한 장치에 관한 것이다. 상기 장치는, 장치와 유체 라인들을 연결하기 위한 포트 부재(port element)들을 갖는 하우징 및 밸브 부재들의 상호 이동 및 상기 하우징에 대한 상대적 이동을 위한 구동 부재를 갖는 상기 하우징 내부에 배치된 2개 이상의 밸브 부재를 포함한다.
종래 기술에 공지된 승용차들의 경우, 객실 내 탑승자의 안락함에 대한 높은 요구 사항이 각각 상이하게 작동되는 열교환기들을 갖는 냉매 및 냉각제용 여러 회로를 포함하는 공기 조화 시스템들에 의해서 충족된다.
또한, 간단히 전기 차량으로 명명되는 전동 드라이브(electromotive drive)를 구비한 종래의 자동차들 또는 간단히 하이브리드 차량으로 명명되는 전동기와 내연 기관으로 이루어진 하이브리드 드라이브를 구비한 자동차들은 고전압 배터리, 내부 충전기, 변압기, 인버터 및 전동기와 같은 전기 드라이브 트레인의 추가 컴포넌트들에 의한 형성으로 인해, 대부분 순수 내연 기관식 드라이브를 갖는 자동차보다 상대적으로 높은 냉각 수요를 갖는다. 본래의 공기 조화 시스템의 냉매 회로 외에, 공지된 자동차들은 순수 전기 드라이브를 구비하거나 냉각제 회로를 갖는 전기 하이브리드 드라이브를 구비하여 형성되어 있으며, 이때 상기 냉각제 회로에서는 드라이브 컴포넌트들에 의해 방출된 열을 배출시키기 위해 순환하는 냉각제가 예를 들면 공기 냉각식 열교환기를 통해 가이드 된다. 특히, 드라이브 트레인의 고전압 배터리와 같은 전기 에너지 저장 장치를 고속 충전하기 위한 옵션을 갖는 언급한 차량들에서는 상기 저장 장치의 냉각 요건이 증가된다.
전기 구동식 자동차들의 열 시스템들은 작동에 필요한 에너지 수요로 인해 자동차의 유효 범위에 상당한 영향을 미친다. 이와 같이 상이한 서브 시스템(subsystem)들을 갖는 자동차의 열 흐름을 수요에 상응하게 분배함으로써, 예를 들어, 최적의 작동 온도가 요구되는 컴포넌트들의 더욱 빠른 컨디셔닝이 가능해진다. 객실의 컨디셔닝 외에, 전기 드라이브 트레인의 고전압 컴포넌트들의 컨디셔닝도 특히 중요시되는 배터리 전기 구동식 자동차 및 하이브리드 드라이브를 갖는 자동차에서는, 자동차의 유효 범위에 대한 열 시스템의 작동 영향이 최소화되어야 한다.
종래 기술에는, 자동차 내부에서 열에너지를 분배하기 위해 공기 조화 시스템들의 냉매 회로들을 열 펌프 모드뿐만 아니라 냉각 장치 모드로도 작동 가능하게 형성하는 내용이 공지되어 있다. 예를 들어, 특히, 냉매 회로가 열 펌프 모드로 작동할 때에, 열은 주변 공기로부터 흡수될 수 있으며, 그 다음 상기 열은 열 수요가 있는 자동차의 컴포넌트들로 전달된다. 냉매 회로가 냉각 장치 모드로 작동할 때에 열은 객실로부터 또는 객실에 공급되는 유입 공기로부터 또는 다른 컴포넌트들로부터 흡수되어 주변으로 전달된다. 이 경우 열 시스템들 내부에서 냉매 회로와 냉각제 회로와 같은 열전달 회로들은 적층식으로 그리고 자동차의 또 다른 컴포넌트들과 연결되어 있다. 특히, 하이브리드 구동 자동차들의 경우, 상이한 컴포넌트들을 컨디셔닝하기 위한 열 시스템을 기존 설치 공간 내에 배치할 수 있는 상당한 재설계가 필요하다.
도 1에는 하나의 냉매 회로와 3개의 냉각제 회로를 갖는 종래 기술의 자동차 열 시스템이 도시되어 있다. 상기 냉각제 회로들과 냉매 회로는 열교환기를 통해 열적으로 연결되어 있다. 냉각제 회로들에는 상이한 또는 하나의 냉각제가 공급될 수 있으며, 상기 냉각제가 상기 냉각제 회로 내로 그리고 상기 냉각제 회로들과 해당 컴포넌트들 사이로 흐를 수 있도록 상이한 밸브들을 구비하여 형성되어 있다.
상기와 같은 열 시스템의 설계는 회로 특히, 냉각제 회로의 상호 연결(interconnection) 시에 높은 복잡성이 나타난다. 종래 기술에 공지된, 간단한 냉각제 밸브의 사용은 매우 많은 수의 밸브와 라인을 필요로 한다.
US 3,499,467 A호에는, 원주 방향으로 배치된 4개 이상의 관통 개구와 공동 용적으로 이어지는 포트들 그리고 밸브 몸체를 갖는 하우징을 포함하는 매니폴드 밸브가 기술된다. 상기 용적 내에서 이러한 용적을 세분하는 방식으로 배치된 상기 밸브 몸체는, 이러한 밸브 몸체의 하나 이상의 방향 설정에서 제1 형상을 통해서 서로 인접 배치된 2개 이상의 개구가 서로 연결되고, 상기 밸브 몸체의 하나 이상의 방향 설정에서 제2 형상을 통해서 서로 인접 배치된 3개 이상의 개구가 서로 연결되도록 제1 및 제2 로컬 형상을 갖는다. 또한, 상기 형상들은 상기 밸브 몸체가 하나 이상의 방향 설정에서 관통 개구들 중 하나 이상의 관통 개구를 폐쇄하도록 상호 배치되어 있다. 상기와 같은 매니폴드 밸브를 사용하면, 상이한 연결부들을 필요에 따라 다양한 조합으로 연결할 수 있어 다수의 흐름을 허용할 수 있다.
DE 103 06 094 A1호에는 내연 기관의 냉각계에서 냉각제의 단일 지점 유동 제어를 위한 회전 밸브가 개시된다. 이러한 밸브를 사용하면, 예정된 유동 작동 모드에서 내연 기관의 냉각제 질량 흐름이 냉각제-공기 열교환기와 가열 열교환기로 동시에 또는 바이패스 회로로만 또는 가열 열교환기로만 또는 냉각제-공기 열교환기와 바이패스 회로로 동시에 분할될 수 있다. 상기 회전 밸브는 유입 포트, 유출 포트, 바이패스 유출 포트 및 가열 열교환기 유출 포트를 갖는 하우징과 이러한 하우징 내에 회전 가능하게 통합된, 다수의 유체 관통구를 갖는 밸브 몸체를 포함한다. 상기 유체 관통구들에 의해서는 밸브 몸체의 회전 위치에 따라, 유입 포트와 유출 포트 사이에서 원하는 유동 경로가 개방되거나 폐쇄될 수 있다.
US 2015/0027575 A1호에는 하나 또는 다수의 유입 포트 또는 유출 포트가 이어지는 하나 이상의 유동 챔버를 갖는 열 관리 밸브 모듈이 기술된다. 상기 유동 챔버 내부에는 제1 및 제2 밸브 몸체가 각각 회전 가능하게 배치되어 있으며, 이때 상기 제1 및 제2 밸브 몸체는 제1 포트와 상기 유동 챔버를 연결하는 유동 경로 및 제2 포트와 상기 유동 챔버를 연결하는 유체 경로를 갖고, 밸브 몸체의 위치에 따라 분리된 또는 혼합된 유체 흐름들을 허용하거나 유체 유동을 차단한다. 상기 두 밸브 몸체의 독립적인 조정을 위하여 하나 또는 다수의 액추에이터가 형성되어 있다.
본 발명의 과제는 유체 회로에서, 특히 자동차 열 시스템의 냉각제 회로들에서 유체를 관류 조절하고 분배하기 위한 장치를 제공하고 개선하는 것이다. 이 경우에는 최소한의 컴포넌트 수에 의해 냉각제 측에서 열 시스템, 특히 배터리 전기 또는 하이브리드 구동 자동차의 최대 열원 및 히트싱크 수가 서로 연결되어야 한다. 냉각제는 여러 컴포넌트와 관련하여 상이한 온도 수준에서 사용될 수 있어야 한다. 또한, 제조, 유지보수 및 작동 비용뿐만 아니라 장치의 필수 설치 공간이 최소화되어야 한다. 상기 열 시스템이 최대 효율로 작동 가능해야 한다.
상기 과제는 독립항들의 특징들을 갖는 대상들에 의해서 해결된다. 개선예들은 종속항들에 기재되어 있다.
상기 과제는 하나 이상의 유체 회로에서 유체, 특히 하나 이상의 냉각제 회로에서 냉각제를 관류 조절하고 분배하기 위한 장치에 의해서 해결된다. 상기 장치는 장치와 유체 라인들을 연결하기 위한 포트 부재들을 갖는 하우징 및 밸브 부재들의 상호 이동 및 상기 하우징에 대한 상대적 이동을 위해 하나 이상의 구동 부재를 갖는, 상기 하우징 내부에 배치된 2개 이상의 밸브 부재를 포함한다.
본 발명의 구상에 따르면, 서로 대응하는 방식으로 형성된 밸브 부재들이 하나 이상의 용적을 에워싸는 방식으로 배치되어 있다. 또한, 상기 밸브 부재들은 관통 개구들을 구비하고, 이때 상기 관통 개구들은 상기 밸브 부재들의 상호 배치 및 상기 하우징에 대한 상대적 배치에 의해, 상기 포트 부재들을 갖는 상기 하우징 및 상기 밸브 부재들을 통과하는 유동 경로의 하나 이상의 유동 단면적을 제어하는 방식으로 형성되어 있다.
상기 하우징은 바람직하게 폐쇄된 단부면들과 중심축을 갖는 중공 실린더형(hollow cylindrical)으로, 특히 중공 원형 실린더형(hollow circular-cylindrical)으로 형성되어 있다. 이 경우 상기 중공 실린더는 특히, 서로 평행하게 배치된 단부면들을 갖는 직선 실린더 형상을 갖는다.
본 발명의 한 개선예에 따르면, 밸브 부재들은 각각 중공 원형 실린더형으로 형성되어 있다. 이때 제1 밸브 부재는 측면적(lateral area)이 제2 밸브 부재의 측면적을 중심으로 동축으로 배치되어 있으며, 그 결과 상기 제2 밸브 부재가 적어도 부분적으로 상기 제1 밸브 부재 내부에 통합되어 있다.
상기 밸브 부재들의 회전축들은 바람직하게 동축으로 그리고 서로 일치되게 그리고 하우징의 중심축에 일치되게 배치되어 있다. 서로 인접 배치된 밸브 부재들의 측면적과 하우징에 인접 배치된 측면적은 각각 서로 대응되도록 형성되어 있다.
본 발명의 한 추가 장점은, 제1 밸브 부재가 개방 단부면과 폐쇄 단부면을 구비하여 형성되어 있다는 것이다. 제1 밸브 부재는 바람직하게 직선 실린더 형태를 갖고, 이 경우 상기 단부면들은 각각 상기 밸브 부재의 회전축에 대해 수직인 평면 내에 배치되어 있다.
본 발명의 대안적인 제1 실시예에 따르면, 제2 밸브 부재는 개방 단부면과 폐쇄 단부면을 구비하여 형성되어 있다. 이 경우 제2 밸브 부재는, 밸브 부재들에 의해 에워싸인 용적이 측면적과 상기 제2 밸브 부재의 폐쇄 단부면과 측면적에 의해 그리고 제1 밸브 부재의 폐쇄 단부면에 의해 제한되도록 개방 단부면이 상기 제1 밸브 부재의 폐쇄 단부면 쪽으로 정렬되어 배치되어 있다.
본 발명의 대안적인 제2 실시예에 따르면, 제2 밸브 부재는 2개의 개방 단부면과 분리 벽을 구비하여 형성되어 있으며, 상기 분리 벽은 원주 방향으로 제2 밸브 부재의 측면적에 의해 에워싸인 용적을 2개의 부분 용적으로 세분한다. 이때 제2 밸브 부재는, 밸브 부재들에 의해 에워싸인 제1 부분 용적이 상기 제2 밸브 부재의 분리 벽과 측면적에 의해 그리고 제1 밸브 부재의 폐쇄 단부면에 의해 그리고 제2 부분 용적이 상기 제2 밸브 부재의 분리 벽과 측면적에 의해 그리고 상기 하우징의 단부면에 의해 제한되도록 제1 개방 단부면이 상기 제1 밸브 부재의 폐쇄 단부면 쪽으로 그리고 제2 개방 단부면이 상기 하우징의 단부면 쪽으로 정렬되어 배치되어 있다.
제2 밸브 부재는 바람직하게 직선 실린더로서 형성되어 있고, 이 경우 단부면들은 각각 상기 밸브 부재의 회전축에 대해 수직인 평면 내에 배치되어 있다. 또한, 분리 벽은 바람직하게 제2 밸브 부재의 회전축에 수직인 평면 내에 정렬되어 있다.
본 발명의 한 추가 장점에 따르면, 상기 밸브 부재들의 단부면들은 각각 하우징의 단부면 영역에 배치되어 있다. 또한, 밸브 부재들에 의해 둘러싸인 용적 또는 밸브 부재들의 접촉면의 부분 용적들은 하우징에 대해 유체 밀봉 방식으로 형성되어 있다.
본 발명의 한 개선예에 따르면, 밸브 부재들은 각각 3개의 관통 개구를 구비하고, 이들 관통 개구는 상기 밸브 부재들의 측면적 내에 형성되어 있다. 또한, 하우징의 포트 부재들과 상기 밸브 부재들의 관통 개구들은 바람직하게 상기 하우징의 중심축에 대해 수직으로 정렬된 하나 이상의 공동 평면 내에 배치되어 있다.
본 발명의 바람직한 한 실시예에 따르면, 하우징의 포트 부재들과 밸브 부재들의 관통 개구들은 특히, 2개의 서로 다른 평면 내에 배치되어 있다. 이 경우 서로 대응하는 방식으로 형성된 포트 부재들과 관통 개구들은 공동 평면 내에 배치되어 있다. 상기 평면들은 하우징의 중심축 방향으로 서로 이격되어 형성되어 있다.
본 발명의 한 추가 장점은, 제2 밸브 부재의 분리 벽이 상기 하우징의 포트 부재들의 서로 이격되어 배치된 평면들과 상기 밸브 부재의 관통 개구들 사이에 형성되어 있다는 것이다.
서로 대응하는 방식으로 형성된, 하우징의 포트 부재들과 밸브 부재들의 관통 개구들이 변경 가능하게 배치됨으로써, 하우징 내로 이어지는 하나 이상의 포트 부재 및 밸브 부재들 또는 하우징에 의해 에워싸인 용적 내로 이어지는 밸브 부재들의 각 하나 이상의 관통 개구 그리고 상기 밸브 부재들의 각 하나 이상의 관통 개구를 통해 그리고 하우징 밖으로 이어지는 포트 부재를 통과하는 하나 이상의 유동 경로의 하나 이상의 유동 단면적이 제어된다.
본 발명의 바람직한 한 추가 실시예에 따르면, 각각의 밸브 부재가 연결 부재를 통해서 구동 부재와 연결되도록 형성되어 있음으로써, 상기 밸브 부재들이 서로 독립적으로 구동되고 이동될 수 있다. 이 경우 구동 부재들은 각각 하우징의 단부면 영역에서 하우징 밖에 배치되어 있다.
연결 부재는 바람직하게 각각 샤프트로서 형성되어 있으며, 이 경우 연결 부재의 회전축은 하우징의 중심축에 일치되게 배치되어 있다.
연결 부재는 바람직하게는 각각 제1 단부 상에서 구동 부재와 고정 연결되고, 그리고 상기 제1 단부에서 말단에 형성된 제2 단부 상에서 단부면을 통해 하우징 내로 돌출하는 방식으로 밸브 부재와 연결되어 형성되어 있다.
구동 부재는 바람직하게 각각 서보 모터(servomotor)로서 형성되어 있다.
본 발명의 바람직한 상기 실시예는 객실에 공급될 하나 이상의 공기 질량 흐름 및 드라이브 트레인의 하나 이상의 컴포넌트를 컨디셔닝하기 위한 자동차의 열 시스템, 특히 열 관리 시스템의 냉각제 회로에서 유체를 관류 조절하고 분배하기 위한 장치의 사용을 가능하게 한다. 상기 열 시스템은 하나 이상의 냉매 회로와 마찬가지로 이러한 냉매 회로로부터 열을 흡수하기 위한 하나 이상의 냉각제 회로를 구비한다. 이러한 경우 상기 장치는 차량의 공기 조화를 위한 적응형 매니폴드 냉각제 밸브(adaptive manifold valve)로서 사용된다.
요약하면, 본 발명에 따른 장치는 특히, 냉각제 측에서 형성 가능한 다수의 유동 경로를 갖는 매우 가변적인 냉각제 밸브로서 다양한 장점이 있다:
- 최소한의 컴포넌트 수에 의해, 냉각제 측에서 열 시스템, 특히 배터리 전기 또는 하이브리드 구동 자동차의 최대 수의 열원과 히트싱크가 서로 연결될 수 있고,
- 필요에 따라 여러 컴포넌트에 대해 상이한 온도 수준의 냉각제가 사용할 수 있으며,
- 열 시스템 작동 중 최대 효율이 가능하며, 그리고
- 최소한의 제조, 유지보수 및 작동 비용뿐만 아니라 요구되는 설치 공간이 최소 수준이다.
본 발명의 실시예들의 추가적인 세부 사항들, 특징들 및 장점들은 관련된 도면들을 참조하여 이루어지는 실시예들의 하기 설명으로부터 드러난다. 도면부에서:
도 1은 하나의 냉매 회로와 3개의 냉각제 회로를 갖는, 종래 기술의 자동차 열 시스템을 도시하고,
도 2a는 하나 이상의 유체 회로에서 하나 이상의 유체를 관류 조절하고 분배하기 위한 장치, 특히 자동차의 열 시스템의 냉각제 회로용 밸브를 측면도로 도시하며,
도 2b는 도 2a의 장치를 평면도로 도시하고,
도 3a는 도 2a의 장치의 제1 실시 형태를 수직으로 정렬된 평면으로 절단한 단면도로 도시하며,
도 3b는 도 2a의 장치의 제2 실시 형태를 수직으로 정렬된 평면으로 절단한 단면도로 도시하고, 그리고
도 4a - 4d는 도 2a의 장치의 실시 형태를 수평으로 정렬된 평면으로 절단한 단면도로 도시한다.
도 2a 및 도 2b에는 각각 하나 이상의 유체 회로에서 하나 이상의 유체를 관류 조절하고 분배하기 위한 장치(1), 특히 자동차 열 시스템의 냉각제 회로용 밸브가 도시된다. 도 2a는 상기 장치(1)를 측면도로 도시하고, 반면에 도 2b에서 상기 장치(1)는 평면도로 도시되어 있다.
상기 장치(1)는 하우징(2), 그리고 각 하나의 연결 부재(4, 6)를 갖는 2개의 구동 부재(3, 5)를 구비한다. 중심축(8)을 갖는 중공 원형 실린더로서 형성된 상기 하우징(2)은 단부면들 상에서 폐쇄되어 있다. 상기 중심축(8)은 수직으로 연장되는 길이 방향(z)으로 정렬되어 있다. 상기 단부면들은 서로 평행하게 배치되어 있다.
도면에는 도시되지 않은, 대안적인 실시 형태에 따르면, 특히 하우징의 외형은, 기능들, 예를 들어 시스템 내에 실제 배치가 보장되고 최소한의 컴포넌트로 가장 비용 효율적인 대량 생산이 가능하도록 형성될 수 있다.
각각 샤프트 또는 조정 샤프트로서 형성된 연결 부재(4, 6)들은 제1 단부 상에서 구동 부재(3, 5)와 고정 연결되어 있다. 제1 단부에서 말단(distal)에 형성된 제2 단부에 의해서는 연결 부재(4, 6)들이 각각 단부면을 통해 하우징(2) 내로 돌출하는 방식으로 배치되어 있다. 연결 부재(4, 6)들의 축들은 공동 회전축(8) 상에서 일치되게 배치되어 있으며, 이때 상기 회전축은 하우징(2)의 중심축(8)에도 대응한다. 구동 부재(3, 5)들은 연결 부재(4, 6)를 구동하기 위한 서보 모터로서 형성되어 있다.
길이 방향(z)으로 정렬된 중심축(8)을 중심으로 회전 대칭적으로 형성된 하우징(2)은 유체 라인들, 특히 냉각제 라인들과의 연결을 위해, 회전 대칭적인 포트로서 형성된 다수의 포트 부재(7-1 - 7-7), 특히 8개의 포트 부재를 갖는다. 이 경우 제1 그룹의 4개의 포트 부재(7-1, 7-3, 7-5, 7-7)는 수평 방향(x, y)으로 펼쳐 형성된 공동의 제1 평면 내에 배치되어 있고, 반면에 제2 그룹의 4개의 포트 부재(7-2, 7-4, 7-6)는 수평 방향(x, y)으로 펼쳐 형성된 공동의 제2 평면 내에 배치되어 있다. 수평으로 정렬된 상기 제1 평면과 수평으로 정렬된 상기 제2 평면은 수직 방향(z)으로 서로 이격되어 있다.
하나의 평면의 포트 부재(7-1 - 7-7)들은 각각 하우징(2) 상에서 원주에 걸쳐 균일하게 분포되어 배치되어 있다. 이 경우 제1 평면의 각 하나의 포트 부재(7-1, 7-3, 7-5, 7-7)와 제2 평면의 각 하나의 포트 부재(7-2, 7-4, 7-6)는 공통 방향으로 향하도록 정렬되어 있다. 하나의 평면의 4개의 포트 부재(7-1 - 7-7)는 각각 하우징(2)의 중심축(8)에 반경 방향으로 그리고 90° 각도로 서로 오프셋(offset) 되어 배치되어 있다. 이 경우 포트 부재(7-1 - 7-7)들은, 장치(1)를 예를 들면 기존 설치 공간에 적합하게 형성하기 위해, 다른 각도로 서로 오프셋 되어 배치될 수 있다.
또한, 하우징(2)의 포트 부재의 전체 수뿐만 아니라 하나의 평면의 포트 부재의 수 역시 필요에 따라 변경될 수 있다. 이 경우 상기 포트 부재의 수는 포트 부재들 자체의 기하학적 구조와 하우징(2)의 지름에 의해서만 제한된다.
도 3a에는 도 2a의 장치(1, 1a)의 제1 실시 형태가 수직으로 정렬된 평면으로 절단된 단면도로 도시되어 있다. 상기 평면은 수평 방향(x)과 수직 방향(z)을 통해 펼쳐 형성되어 있다.
수직 방향(y)으로 정렬된, 장치(1a)의 단부면들 상에 배치된 구동 부재(3, 5)들은 연결 부재(4, 6)들을 통해서 밸브 부재(9, 10a)와 연결되어 있고, 이때 상기 연결 부재(4, 6)들은 각각 하우징(2)의 단부면 중 하나의 단부면을 통과하여 상기 하우징(2)에 의해 에워싸인 용적(11a) 내로 돌출한다. 이 경우 각각 연결 부재(4, 6)들의 제1 단부는 구동 부재(3, 5)와 연결되고, 상기 제1 단부에서 말단에 형성된 제2 단부는 밸브 부재(9, 10a)와 연결되어 있으며, 그 결과 상기 구동 부재(3, 5)들에 의해 형성된 회전 운동이 상기 연결 부재(4, 6)들을 통해서 상기 밸브 부재(9, 10a)들에 전달된다. 구동 부재(3, 5)들에 의해서 밸브 부재(9, 10a)들은 회전축(8)을 중심으로 서로 독립적으로 이동될 수 있다.
밸브 부재(9, 10a)들은 원형 단면적을 갖는 중공 실린더형으로 형성되어 있고 슬리브의 형상을 갖는다. 이 경우에 밸브 부재(9, 10a)들의 회전축(8)들은 서로 일치되게 그리고 연결 부재(4, 6)들의 회전축들과 하우징(2)의 중심축(8)에 일치되게 배치되어 있다.
밸브 부재(9, 10a)들은 각각 개방 및 폐쇄 단부면을 구비하여 형성되어 있으며, 이 경우 제2 밸브 부재(10a)는 제1 밸브 부재(9) 내에서 동축으로 통합되어 배치되어 있다. 이 경우 밸브 부재(9, 10a)들은, 외부 제1 밸브 부재(9)의 개방 단부면이 수직 방향(z) 하측으로 정렬되고, 반면에 내부 제2 밸브 부재(10a)의 개방 단부면이 수직 방향(z)으로 상측으로 정렬되도록 서로 삽입되어 있다. 따라서 밸브 부재(9, 10a)들은 용적(11a)을 에워싸는데, 이때 상기 용적은 제2 밸브 부재(10a)의 측면적에 의해서는 원주 방향으로 그리고 제1 밸브 부재(9)와 제2 밸브 부재(10a)의 폐쇄 단부면들에 의해서는 수직 방향(z)으로 제한되어 있다. 밸브 부재(9, 10a)들의 폐쇄 단부면들은 하우징(2)의 단부면들 영역에 배치되어 있으며, 이 경우 각각 상기 하우징(2)과 밸브 부재(9, 10a)의 단부면들 사이에는 상기 하우징(2)과 관련하여 밸브 부재(9, 10a)들을 이동시키기 위한 간극만 유지된다.
제1 외부 밸브 부재(9)의 측면적의 외측은, 하우징(2)과 관련하여 밸브 부재(9)를 이동시키기 위한 간극을 제하고, 하우징(2)의 측면적의 내부 지름에 상응하는 지름을 갖는다. 또한, 제2 내부 밸브 부재(10a)의 측면적은, 상기 측면적의 외측이 밸브 부재(9, 10a)들을 상호 이동시키기 위한 간극을 제하고, 상기 제1 외부 밸브 부재(9)의 측면적의 내부 지름에 상응하는 지름을 갖도록 형성되어 있다.
단지 상기 밸브 부재(9, 10a)들에 의해 에워싸인 용적(11a)의 하나 이상의 목표한 유입구와 하나 이상의 목표한 유출구를 제공하고, 원하지 않는 바이패스 유동을 피하기 위해 상기 밸브 부재(9, 10a)들은 상호 간에 그리고 하우징(2)에 대해 유체 밀봉 방식으로 밀폐되어 있다. 특히, 제2 밸브 부재(10a)는 또한, 하나 이상의 포트 부재(7-1 - 7-7)에 의해서 밸브 부재(9, 10a)들에 의해 에워싸인 용적(11a) 내로 유입되는 유체가 장치(1a)의 작동 모드에 따라 개방된 임의의 개방된 포트 부재(7-1 -7-7)에 의해 다시 유출될 수 있도록 형성되어 있다. 장치(1a)는 유체 회로에서 유체를 관류 조절하고 분배하도록 형성되어 있다.
각각의 밸브 부재(9, 10a)는 도면에는 도시되지 않은 2개 이상의 관통 개구를 구비하고, 이들 관통 개구는 각각 상기 밸브 부재(9, 10a)들의 측면적 내에 형성되어 있다. 이 경우 상기 관통 개구들은 수평 방향(x, y)으로 펼쳐 형성된 제1 평면 내에 또는 수평 방향(x, y)으로 펼쳐 형성된 제2 평면 내에 배치되어 있으며, 이때 상기 제1 평면 내에는 제1 포트 부재(7-1, 7-3, 7-5, 7-7)의 그룹도 하우징(2) 상에 형성되어 있고, 그리고 상기 제2 평면 내에는 제2 포트 부재(7-2, 7-4, 7-6)의 그룹도 하우징(2) 상에 형성되어 있다. 따라서 관통 개구들은 수직 방향(z)으로 서로 이격되어 형성된 2개의 평면 내에 배치되어 있다. 두 밸브 부재(9, 10a)의 관통 개구들의 상호 배치에 의해, 관통 개구들은 상기 밸브 부재(9, 10a)에 의해 에워싸인 용적(11a)과 포트 부재(7-1 - 7-7)들 사이에서 차단 또는 개방될 수 있다.
도 3b는 도 2a의 장치(1, 1b)의 제2 실시 형태를 수직으로 정렬된 평면으로 절단한 단면도로 도시하며, 이때 상기 평면은 수평 방향(x)과 수직 방향(z)을 통해 펼쳐 형성되어 있다.
도 3a의 장치(1, 1a)의 제1 실시 형태와 도 3b의 장치(1b, 1b)의 제2 실시 형태의 차이점은 제2 밸브 부재(10a, 10b)의 형성에 있다. 장치(1, 1a, 1b)의 동일한 컴포넌트들에는 동일한 도면 번호가 부여되었다. 또한, 도 3a의 설명이 참조된다.
중공 실린더형으로 형성된 제2 밸브 부재(10b)는 원형 단면적과 슬리브 형상을 갖는다. 이 경우 밸브 부재(9, 10b)들의 회전축(8)들은 서로 일치되게 그리고 연결 부재(4, 6)들의 회전축과 하우징(2)의 중심축(8)에 일치되게 배치되어 있다.
제1 밸브 부재(9) 내부에 통합되는 방식으로 배치된 제2 밸브 부재(10b)는 2 개의 개방 단부면과 하나의 분리 벽(12)을 구비하여 형성되어 있다. 밸브 부재(9, 10b)는 원주 방향으로는 제2 밸브 부재(10b)의 측면적에 의해 그리고 수직 방향(z)으로는 제1 밸브 부재(9)의 폐쇄 단부면과 하우징(2)에 의해 제한된다. 제1 밸브 부재(9)의 폐쇄 단부면 및 상기 제1 밸브 부재(9)의 폐쇄 단부면 쪽으로 정렬된 제2 밸브 부재(10b)의 개방 단부면은 각각 하우징(2)의 제1 단부면의 영역에 배치되어 있다. 제2 밸브 부재(10b)의 제2 개방 단부면은 하우징(2)의 제2 단부면 쪽으로 정렬되어 있다. 하우징(2)의 단부면들과 밸브 부재(9, 10b)들 사이에는, 각각 상기 하우징(2)과 관련하여 상기 밸브 부재(9, 10b)들을 이동시키기 위한 하나의 간극만 형성되어 있다.
제2 밸브 부재(10b)의 분리 벽(12)은 수평 방향(x, y)으로 펼쳐 형성된 평면 내에 정렬되어 밸브 부재(9, 10b)들과 하우징(2)에 의해 에워싸인 용적(11b)을 2개의 부분 용적(11b-1, 11b-2)으로 세분한다. 이 경우 수평으로 정렬된, 상기 분리 벽(12)의 평면은 서로 이격되어 배치된, 포트 부재(7-1 - 7-7)들의 수평 평면들 사이에 형성되어 있다. 수직 방향(z)으로의 밸브 부재(10b)의 확장과 관련하여 분리 벽(12)이 중앙에 배치되면, 상기 밸브 부재(9, 10b)들과 하우징(2)에 의해 에워싸인 용적(11b)은 동일한 치수의 2개의 부분 용적(11b-1, 11b-2)으로 세분된다. 밸브 부재(9, 10b)들은 원하지 않은 바이패스 유동을 피하기 위해 상호 간에 그리고 하우징(2)에 대해 유체 밀봉 방식으로 밀폐되어 있다.
제2 밸브 부재(10b)의 분리 벽(12) 그리고 밸브 부재(9, 10b)들의 상호 밀봉 및 하우징(2)에 대한 밀봉에 의해서는 부분 용적(11b-1, 11b-2)들이 각각 목표한 바대로 하나 이상의 유입구와 하나 이상의 유출구를 구비하여 형성될 수 있으며, 그 결과 하나 이상의 포트 부재(7-1, 7-3, 7-5, 7-7)를 통해 제1 부분 용적(11b-1) 내로 유입되는 제1 유체가 장치(1b)의 작동 모드에 따라 임의의 개방된 포트 부재(7-1, 7-3, 7-5, 7-7)를 통해 다시 유출되고, 하나 이상의 포트 부재(7-2, 7-4, 7-6)를 통해 제2 부분 용적(11b-2) 내로 유입되는 제2 유체가 장치(1b)의 작동 모드에 따라 개방된 임의의 포트 부재(7-2, 7-4, 7-6)를 통해 다시 유출될 수 있다. 그 결과 장치(1b)는 1개의 유체 회로에서 1개의 유체 또는 2개의 유체 회로에서 2개의 유체를 관류 조절하고 분배하도록 형성되어 있다.
장치(1b)의 밸브 부재(9, 10b)들은, 도 3a의 장치(1a)의 밸브 부재(9, 10a)와 같이 도면에는 도시되지 않은 2개 이상의 관통 개구를 구비하고, 이들 관통 개구는 각각 상기 밸브 부재(9, 10b)들의 측면적 내에 형성되어 있다. 수평 방향(x, y)으로 펼쳐 형성된 제1 평면 내에 배치된 제1 포트 부재(7-1, 7-3, 7-5, 7-7)들은 제1 부분 용적(11b-1)과 이어져 있고, 마찬가지로 상기 제1 평면 내에 배치된 관통 개구들에 의해 폐쇄 또는 개방되며, 반면에 수평 방향(x, y)으로 펼쳐 형성된 제2 평면 내에 배치된 제2 포트 부재(7-2, 7-4, 7-6)들은 제2 부분 용적(11b-2)과 이어져 있고 상기 제2 평면 내에 배치된 관통 개구들에 의해 폐쇄 또는 개방된다. 상기 두 밸브 부재(9, 10b)의 관통 개구들의 상호 배치에 의해, 관통 개구들은 상기 밸브 부재(9, 10b)들과 하우징(2)에 의해 에워싸인 부분 용적(11b-1, 11b-2)들과 포트 부재(7-1 - 7-7)들 사이에서 차단 또는 개방될 수 있다.
관통 개구들의 목표한 바대로의 배치와 조합하여 관통 개구의 특정 수에 의해서는, 상기 장치(1, 1a, 1b)를 통해 상이한 흐름이 보장되도록 정해질 수 있다. 장치(1, 1a, 1b) 내부에의 2개의 밸브 부재(9, 10a, 10b)의 형성 및 배치는, 특정 관통 개구들이 상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)들 상호 간의 특정 조정 각도로 배치됨으로써 상기 특정 관통 개구들이 자유롭게 개방 또는 차단되고, 유체가 하나 이상의 포트 부재(7-1 - 7-7)에서 다수의 다른 포트 부재(7-1-7-7) 중 하나로 전달되는 것이 가능하다.
따라서 열 시스템의 개별 동작 모드에 따른 장치(1, 1a, 1b)의 다수의 상이한 스위칭 시나리오(switching scenario)가 제공된다. 이와 같이 예를 들어, 장치(1, 1a, 1b)의 스위칭 시나리오, 즉, 관통 개구들의 조정 각도 조합은, 유체가 제1 포트 부재(7-1 - 7-7)를 통해서 장치(1, 1a, 1b) 내로 유입되고, 상기 제1 포트 부재(7-1 - 7-7)와 다른 하나의 제2 포트 부재(7-1 - 7-7)를 통해 상기 장치(1, 1a, 1b)로부터 외부로 유출되며, 반면에 상기 장치(1, 1a, 1b)의 다른 스위칭 시나리오에서는 유체가 상기 제1 포트 부재(7-1 - 7-7)를 통해서 장치(1, 1a, 1b) 내로 유입되고, 상기 제1 포트 부재(7-1 - 7-7)와 다른 3개의 포트 부재(7-1 - 7-7)를 통해 상기 장치(1, 1a, 1b)로부터 외부로 유출되도록 할 수 있다.
각각의 밸브 부재(9, 10a, 10b)는 이러한 밸브 부재(9, 10a, 10b)들의 부품 강도를 보장하는 최대 개수의 관통 개구를 구비하여 형성될 수 있다. 또한, 관통 개구의 수는 구조적으로 제한되는데, 이 경우 이러한 제한은 밸브 부재(9, 10a, 10b)들의 지름과 관통 개구들의 지름에 따라 달라진다. 관통 개구들은 바람직하게는 포트 부재(7-1 - 7-7)의 내부 지름에 상응하는 지름을 갖는다.
또한, 다수의 관통 개구는 이러한 관통 개구들이 슬롯으로 서로 연결되거나 대응하는 관통 개구가 슬롯으로서 형성되도록 배치될 수 있다. 원형 개구와 슬롯으로 이루어진 관통 개구들의 조합도 가능하다. 또한, 필요에 따라 유체의 일정한 분배를 달성하기 위해, 정해진 관통 개구들이 각각 포트 부재(7-1 - 7-7)들의 내부 지름보다 작은 지름을 가질 수 있다. 관통 개구의 수는 바람직하게는 밸브 부재(9, 10a, 10b)당 3개 내지 7개 또는 3개 내지 8개의 범위이다.
도 4a 내지 도 4d에는 각각 도 2a의 장치(1)의 실시 형태가 수평 방향(x, y)을 통해 펼쳐 형성된 제1 평면으로 절단한 단면도로 도시되어 있고, 이때 상기 제1 평면은 포트 부재(7-1, 7-3, 7-5, 7-7)들을 통과하여 진행된다.
제1 밸브 부재(9)는 제1 평면 내에서 3개의 관통 개구(13)를 구비하여 형성되어 있고, 반면에 제2 밸브 부재(10a, 10b)는 제1 평면 내에서 4개의 관통 개구(14)를 갖는다. 또한, 도면에는 도시되지 않은 제2 평면 내에서, 밸브 부재(9, 10a, 10b)들은 예를 들면, 각각 최대 4개 그리고 여러 개의 관통 개구를 갖는다.
도 4a 내지 4d에 따른 실시 형태에서, 인접 배치된, 밸브 부재(9, 10a, 10b)의 관통 개구(13, 14)들은 포트 부재(7-1, 7-3, 7-5, 7-7)들의 정렬에 상응하게 각각 90°각도로 서로 오프셋 되어 정렬되어 있다. 따라서 밸브 부재(9, 10a, 10b)들에 속하는 구동 부재(3, 5)들, 특히 스텝 모터들은, 회전축(8)을 중심으로 한 밸브 부재(9, 10a, 10b)들의 완전한 회전을 위해 상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)가 상기 회전축(8)을 중심으로 4개의 90° 단계로 회전하도록 형성되어 있다. 개별 단계들에는 밸브 부재(9, 10a)들의 위치가 할당되어 있으며, 이러한 위치들에서는 각각 관통 개구(13, 14)의 중심축과 포트 부재(7-1, 7-3, 7-5, 7-7)의 중심축이 일치되도록 배치되어 있고, 유체의 경우 상기 관통 개구(13, 14)들이 상기 포트 부재(7-1, 7-3, 7-5, 7-7)들과 조합하여 개방될 수 있다. 밸브 부재(9, 10a, 10b)들이 회전축(8)들을 중심으로 90° 단계들로 회전함으로써 장치(1)의 관류 패턴들이 손쉽게 변경될 수 있다.
상기 장치(1)의 개별 컴포넌트들의 제조 공차는 유체, 특히 냉각제가 밸브 부재(9, 10a, 10b)들의 관통 개구(13, 14)들을 통해서만 흐를 수 있도록 그리고 밸브 부재(9, 10a, 10b)들의 단부면의 측면적과 하우징(2) 사이에 원하지 않은 바이패스 유동이 방지되도록 선택된다. 하우징(2)과 밸브 부재(9, 10a, 10b)들은, 내부 누출을 제거하기 위해 O-링과 같은 추가 밀봉 부재들에 의해서 서로 밀봉될 수 있다.
도 4a에는 포트 부재(7-7)가 냉각제용 유입구로서 그리고 포트 부재(7-1, 7-5)들이 냉각제용 유출구로서 스위칭되는 밸브 부재(9, 10a, 10b)들의 위치가 개시되어 있다. 제1 밸브 부재(9)는 포트 부재(7-3)를 폐쇄하는 방식으로 배치되어 있다. 도 4b에 따르면, 시계 반대 방향으로 제1 밸브 부재(9)의 90° 회전에 의해서 포트 부재(7-3)가 개방되고, 포트 부재(7-5)는 폐쇄되며, 그 결과 포트 부재(7-7)가 계속해서 냉각제용 유입구로서 그리고 포트 부재(7-1, 7-3)들이 냉각제용 유출구로서 사용된다. 도 4c에 따르면, 시계 반대 방향으로 제1 밸브 부재(9)의 추가 90° 회전에 의해서는 포트 부재(7-5)가 개방되고, 포트 부재(7-1)는 폐쇄된다. 따라서 포트 부재(7-7)가 계속해서 냉각제용 유입구로서 그리고 포트 부재(7-3, 7-5)들이 냉각제용 유출구로서 사용된다.
도 4d에 따르면, 시계 반대 방향으로 제1 밸브 부재(9)의 추가 90° 회전이 종료된 후에는, 포트 부재(7-3)는 냉각제용 유입구로서, 포트 부재(7-1, 7-5)는 냉각제용 유출구로서 스위칭된다. 제1 밸브 부재(9)는 포트 부재(7-7)를 폐쇄하는 방식으로 배치되어 있다.
1, 1a, 1b: 장치
2: 하우징
3: 제1 구동 부재
4: 제1 구동 부재(3)의 연결 부재
5: 제2 구동 부재
6: 제2 구동 부재(5)의 연결 부재
7-1 - 7-7: 포트 부재
8: 중심축, 회전축
9: 제1 밸브 부재
10a, 10b: 제2 밸브 부재
11a, 11b: 용적
11b-1, 11b-2: 11b의 부분 용적
12: 분리 벽
13: 제1 밸브 부재(9)의 관통 개구
14: 제2 밸브 부재(10a, 10b)의 관통 개구
15: 유체의 유동 방향
x, y: 수평 방향
z: 수직 방향, 세로 방향

Claims (18)

  1. 유체 라인들에 연결하기 위한 포트 부재(port element)(7-1 - 7-7)들을 갖는 하우징(2), 그리고 밸브 부재(9, 10a, 10b)들의 상호 이동 및 상기 하우징(2)에 대한 상대적 이동을 위한 하나 이상의 구동 부재(3, 5)를 갖는 상기 하우징(2) 내부에 배치된 2개 이상의 밸브 부재를 포함하는, 하나 이상의 유체 회로에서 유체의 흐름을 조절하고 분배하기 위한 장치(1, 1a, 1b)로서,
    서로 대응하는 방식으로 형성된 상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)들이 하나 이상의 용적(11a, 11b-1)을 에워싸는 방식으로 배치되고, 관통 개구(13, 14)들을 구비하며, 상기 관통 개구들은 상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)들의 상호 배치 그리고 상기 하우징(2)에 대한 상대적 배치에 의해, 상기 포트 부재(7-1 - 7-7)들을 갖는 상기 하우징(2) 및 상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)들을 통과하는 유동 경로의 하나 이상의 유동 단면적을 제어하는 방식으로 형성되고,
    상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)들이 각각 중공 원형 실린더형(hollow circular-cylindrical)으로 형성되며, 제1 밸브 부재(9)는 측면적(lateral area)이 제2 밸브 부재(10a, 10b)의 측면적을 중심으로 동축으로 배치되며,
    상기 제1 밸브 부재(9)가 개방 단부면과 폐쇄 단부면을 구비하여 형성되고,
    상기 제2 밸브 부재(10a)가 개방 단부면과 폐쇄 단부면을 구비하여 형성되며, 상기 제2 밸브 부재(10a)는, 상기 용적(11a)이 상기 제2 밸브 부재(10a)의 폐쇄 단부면과 측면적에 의해 그리고 상기 제1 밸브 부재(9)의 폐쇄 단부면에 의해 제한되도록 상기 개방 단부면이 상기 제1 밸브 부재(9)의 폐쇄 단부면 쪽으로 정렬되어 배치되는 것을 특징으로 하는, 장치(1, 1a, 1b).
  2. 제1항에 있어서, 상기 하우징(2)이 폐쇄 단부면들과 중심축(8)을 갖는 중공 실린더형(hollow cylindrical)으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 장치(1, 1a, 1b).
  3. 제2항에 있어서, 상기 하우징(2)이 원형 실린더형(circular-cylindrical)으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 장치(1, 1a, 1b).
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 밸브 부재(9)가 직선 실린더로 형성되고, 상기 단부면들이 각각 상기 밸브 부재(9)의 회전축(8)에 대해 수직인 평면 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 장치(1, 1a, 1b).
  7. 삭제
  8. 유체 라인들에 연결하기 위한 포트 부재(port element)(7-1 - 7-7)들을 갖는 하우징(2), 그리고 밸브 부재(9, 10a, 10b)들의 상호 이동 및 상기 하우징(2)에 대한 상대적 이동을 위한 하나 이상의 구동 부재(3, 5)를 갖는 상기 하우징(2) 내부에 배치된 2개 이상의 밸브 부재를 포함하는, 하나 이상의 유체 회로에서 유체의 흐름을 조절하고 분배하기 위한 장치(1, 1a, 1b)로서,
    서로 대응하는 방식으로 형성된 상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)들이 하나 이상의 용적(11a, 11b-1)을 에워싸는 방식으로 배치되고, 관통 개구(13, 14)들을 구비하며, 상기 관통 개구들은 상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)들의 상호 배치 그리고 상기 하우징(2)에 대한 상대적 배치에 의해, 상기 포트 부재(7-1 - 7-7)들을 갖는 상기 하우징(2) 및 상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)들을 통과하는 유동 경로의 하나 이상의 유동 단면적을 제어하는 방식으로 형성되고,
    상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)들이 각각 중공 원형 실린더형(hollow circular-cylindrical)으로 형성되며, 제1 밸브 부재(9)는 측면적(lateral area)이 제2 밸브 부재(10a, 10b)의 측면적을 중심으로 동축으로 배치되며,
    상기 제1 밸브 부재(9)가 개방 단부면과 폐쇄 단부면을 구비하여 형성되고,
    상기 제2 밸브 부재(10b)가 2개의 개방 단부면과 분리 벽(12)을 구비하여 형성되고, 상기 분리 벽은 측면적에 의해 원주 방향으로 에워싸인 용적(11b)을 2개의 부분 용적(11b-1, 11b-2)으로 세분하고, 상기 제2 밸브 부재(10b)는 제1 부분 용적(11b-1)이 상기 제2 밸브 부재(10b)의 분리 벽(12)과 측면적에 의해 그리고 제1 밸브 부재(9)의 폐쇄 단부면에 의해, 그리고 제2 부분 용적(11b-2)이 상기 제2 밸브 부재(10b)의 분리 벽과 측면적에 의해 그리고 상기 하우징(2)의 단부면에 의해 제한되도록, 제1 개방 단부면이 상기 제1 밸브 부재(9)의 폐쇄 단부면 쪽으로 그리고 제2 개방 단부면이 상기 하우징(2)의 단부면 쪽으로 정렬되어 배치되는 것을 특징으로 하는, 장치(1, 1b).
  9. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 제2 밸브 부재(10a, 10b)가 직선 실린더로 형성되고, 상기 단부면들이 각각 상기 밸브 부재(10a, 10b)의 회전축(8)에 대해 수직인 평면 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 장치(1, 1a, 1b).
  10. 제1항에 있어서, 상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)들이 각각 3개 이상의 관통 개구(13, 14)를 구비하고, 이들 관통 개구는 상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)들의 측면적 내에 형성되는 것을 특징으로 하는, 장치(1, 1a, 1b).
  11. 제2항에 있어서, 상기 하우징(2)의 포트 부재(7-1 - 7-7)들과 상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)들의 관통 개구(13, 14)들이, 상기 하우징(2)의 중심축(8)에 대해 수직으로 정렬된 하나 이상의 평면 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 장치(1, 1a, 1b).
  12. 제11항에 있어서, 상기 하우징(2)의 포트 부재(7-1 - 7-7)들과 상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)들의 관통 개구(13, 14)들이 서로 다른 평면들 내에 배치되며, 이 경우 서로 대응하는 방식으로 형성된 포트 부재(7-1 - 7-7)들과 관통 개구(13, 14)들은 하나의 평면 내에 배치되고, 상기 평면들은 상기 하우징(2)의 중심축(8) 방향으로 서로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는, 장치(1, 1a, 1b).
  13. 제8항에 있어서, 상기 하우징(2)의 포트 부재(7-1 - 7-7)들과 상기 밸브 부재(9, 10b)들의 관통 개구(13, 14)들이 상기 하우징(2)의 중심축(8)에 대해 수직으로 정렬된 서로 다른 평면들 내에 배치되며, 이 경우 서로 대응하는 방식으로 형성된 포트 부재(7-1 - 7-7)들과 관통 개구(13, 14)들은 하나의 평면 내에 배치되고, 상기 평면들은 상기 하우징(2)의 중심축(8) 방향으로 서로 이격되어 형성되며,
    상기 제2 밸브 부재(10b)의 분리 벽(12)이 서로 이격되어 배치된, 상기 하우징(2)의 포트 부재(7-1 - 7-7)들의 평면들과 상기 밸브 부재(9, 10b)의 관통 개구(13, 14)들 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는, 장치(1, 1b).
  14. 제1항에 있어서, 각각의 밸브 부재(9, 10a, 10b)가 연결 부재(4, 6)를 통해서 구동 부재(3, 5)와 연결되어 형성됨으로써, 상기 밸브 부재(9, 10a, 10b)들이 서로 독립적으로 구동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 장치(1, 1a, 1b).
  15. 제14항에 있어서, 상기 연결 부재(4, 6)가 샤프트로 설계되며, 상기 연결 부재(4, 6)의 회전축은 상기 하우징(2)의 중심축(8)과 일치되도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 장치(1, 1a, 1b).
  16. 제14항에 있어서, 상기 연결 부재(4, 6)가 제1 단부에서 상기 구동 부재(3, 5)와 고정 연결되고, 상기 제1 단부에서 말단에 형성된 제2 단부에서는 단부면을 통과하여 상기 하우징(2) 내로 돌출하는 방식으로 밸브 부재(9, 10a, 10b)와 연결되어 배치되는 것을 특징으로 하는, 장치(1, 1a, 1b).
  17. 제1항에 있어서, 상기 구동 부재(3, 5)가 서보 모터(servomotor)로 형성되는 것을 특징으로 하는, 장치(1, 1a, 1b).
  18. 삭제
KR1020190028369A 2018-03-19 2019-03-12 유체 회로에서 유체 관류 조절 및 분배 장치 KR102216300B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018106298.2A DE102018106298B4 (de) 2018-03-19 2018-03-19 Vorrichtungen zum Regeln eines Durchflusses und Verteilen eines Fluids in einem Fluidkreislauf
DE102018106298.2 2018-03-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190110032A KR20190110032A (ko) 2019-09-27
KR102216300B1 true KR102216300B1 (ko) 2021-02-18

Family

ID=67774289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190028369A KR102216300B1 (ko) 2018-03-19 2019-03-12 유체 회로에서 유체 관류 조절 및 분배 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102216300B1 (ko)
DE (1) DE102018106298B4 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11092249B2 (en) * 2019-12-12 2021-08-17 Hanon Systems Binary mode fluid valve
CN112026474B (zh) * 2020-07-23 2022-05-13 华为数字能源技术有限公司 阀组装置、控制方法、车辆冷却系统及车辆
CN112228594B (zh) * 2020-10-27 2022-06-24 永州中古生物技术有限公司 一种蛋白质混合溶液的多样品混合用进口阀及其使用方法
WO2022117143A1 (de) * 2020-12-01 2022-06-09 Hanon Systems Efp Deutschland Gmbh Vorrichtung zum regeln eines durchflusses und verteilen eines fluids in einem fluidkreislauf sowie eine fördereinheit mit der vorrichtung
US11428338B2 (en) 2021-02-01 2022-08-30 Hanon Systems Multi-mode fluid control valve
DE102021202181A1 (de) * 2021-03-05 2022-09-08 Mack & Schneider Gmbh Ventileinrichtung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200290359Y1 (ko) * 2002-06-26 2002-09-27 왕희지 멀티 밸브
DE102006055536A1 (de) * 2006-11-24 2008-06-19 Audi Ag Drehschieber mit mehreren Querschnittsverstellgliedern
US20150198079A1 (en) * 2014-01-16 2015-07-16 Ford Global Technologies, Llc Liquid-cooled internal combustion engine with selector guide valve, and method for controlling the selector guide valve of an internal combustion engine of said type
KR101599821B1 (ko) * 2014-08-11 2016-03-04 이명상 조립식 3방 유량제어밸브

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3499467A (en) 1967-04-12 1970-03-10 Lunkenheimer Co Multiple flow-pattern valve
JPH06194007A (ja) * 1992-10-30 1994-07-15 Nippondenso Co Ltd 流路切替バルブとそれを使用する空調装置
US6539899B1 (en) 2002-02-11 2003-04-01 Visteon Global Technologies, Inc. Rotary valve for single-point coolant diversion in engine cooling system
US9382833B2 (en) 2013-07-25 2016-07-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Actuation system for multi-chamber thermal management valve module

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200290359Y1 (ko) * 2002-06-26 2002-09-27 왕희지 멀티 밸브
DE102006055536A1 (de) * 2006-11-24 2008-06-19 Audi Ag Drehschieber mit mehreren Querschnittsverstellgliedern
US20150198079A1 (en) * 2014-01-16 2015-07-16 Ford Global Technologies, Llc Liquid-cooled internal combustion engine with selector guide valve, and method for controlling the selector guide valve of an internal combustion engine of said type
KR101599821B1 (ko) * 2014-08-11 2016-03-04 이명상 조립식 3방 유량제어밸브

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018106298B4 (de) 2022-07-14
KR20190110032A (ko) 2019-09-27
DE102018106298A1 (de) 2019-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102216300B1 (ko) 유체 회로에서 유체 관류 조절 및 분배 장치
US11724561B2 (en) Device for regulating a flow through and distributing a fluid in a fluid circuit
EP3295002B1 (en) Thermal management valve module with concentric shafts for rotary valve control
US7168398B2 (en) System for managing the heat energy produced by a motor vehicle heat engine
JP5864498B2 (ja) 自動車の空調システム
US20150369115A1 (en) Heat Exchanger for Vehicle
US20200132204A1 (en) Valve assembly for a refrigerant circuit
KR20210056729A (ko) 차량 통합 열관리 멀티포트 밸브
WO2020175262A1 (ja) 流路切替装置
US20230118870A1 (en) Heat transfer medium circuit for a motor vehicle
KR102206454B1 (ko) 유체 회로에서 유체 관류 조절 및 분배 장치
WO2019123970A1 (ja) 冷却回路及びオイルクーラ
JP7435268B2 (ja) 流路切替弁
JP2016524083A (ja) 熱交換器、特には自動車エンジン用の給気冷却器の冷却液の循環を調整する装置
WO2021074712A1 (en) Fluidic control device of a vehicle
JP7346927B2 (ja) 流路切替装置
KR102663175B1 (ko) 밸브 장치 및 이를 이용한 통합 열관리 시스템
WO2024013871A1 (ja) 冷却モジュール
KR20220087555A (ko) 유체 회로에서 유체 관류 조절 및 분배 장치
KR102663235B1 (ko) 밸브 장치 및 이를 이용한 통합 열관리 시스템
US11884129B2 (en) Device for regulating a throughflow and distributing a fluid in a fluid circuit
CN114729593B (zh) 车辆的热管理组件
KR20230090362A (ko) 유체 회로에서 흐름을 조절하고 유체를 분배하는 장치 및 그 장치를 구비한 이송장치
JP2024007448A (ja) 媒体を供給するための構造体
JP2024017709A (ja) 冷却モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)