KR102652394B1

KR102652394B1 - 밸브 일체형 펌프 장치

Info

Publication number: KR102652394B1
Application number: KR1020220152912A
Authority: KR
Inventors: 이현태; 이우근
Original assignee: 주식회사 코아비스
Priority date: 2022-11-15
Filing date: 2022-11-15
Publication date: 2024-03-29

Abstract

본 발명에서는 하나의 외부 하우징에 유체의 선택적인 유통을 단속하는 밸브와 유체를 압축 및 이송시키는 펌프가 구성됨으로써, 밸브와 펌프가 이격 배치됨에 따른 호스가 삭제되고, 밸브와 펌프가 하나의 하우징 내부에 마련됨에 따라 설치 면적 및 무게가 감소되며, 제조 단가가 감소되는 밸브 일체형 펌프 장치가 소개된다.

Description

밸브 일체형 펌프 장치 {INTEGRAL PUMP APPARATUS WITH VALVE}

본 발명은 밸브 일체형 펌프 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 외부 하우징에 유체의 선택적인 유통을 단속하는 밸브와 유체를 압축 및 이송시키는 펌프가 구성된 밸브 일체형 펌프 장치에 관한 것이다.

통상적으로 모빌리티에는 내부에 다양한 종류의 밸브장치가 구비된다. 이러한 밸브장치는 엔진 냉각, 실내 온도의 냉/난방, 배기가스의 재순환 등과 같은 용도에 따라 다양한 종류의 유체의 흐름, 분배, 제어 내지 단속을 위해 마련된다.

일례로, 밸브장치는 라디에이터에서 냉각된 냉각수를 엔진으로 공급하기 위하여 냉각수 유로에 설치되며, 냉각수 온도 변화에 따라 통로를 개폐하여 냉각수 온도를 적절하게 조절할 수도 있다.

또한, 냉각수의 순환을 위해 워터펌프가 구비된다.

다만, 밸브장치와 워터펌프는 분리되도록 마련됨에 따라, 냉각수 유로에 밸브장치와 펌프를 각각 배치시켜야 하므로 설치 면적 및 무게가 증가되는 문제가 있다.

또한, 밸브장치와 워터펌프를 연결하기 위한 호스가 필요 이상으로 설치되어 제조 비용이 증가하는 문제가 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-2001-0104927

A (2001.11.28)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 하나의 외부 하우징에 유체의 선택적인 유통을 단속하는 밸브와 유체를 압축 및 이송시키는 펌프가 구성됨으로써, 밸브와 펌프가 이격 배치됨에 따른 호스가 삭제되고, 밸브와 펌프가 하나의 하우징 내부에 마련됨에 따라 설치 면적 및 무게가 감소되며, 제조 단가가 감소되는 밸브 일체형 펌프 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밸브 일체형 펌프 장치는 내부공간을 가지며, 내부공간에 연통된 적어도 하나 이상의 입구 포트와 출구 포트가 형성된 외부 하우징; 외부 하우징의 내부공간에 마련되고, 구동모터와 구동모터의 회전력을 전달받아 유체를 압축 및 이송시키는 펌핑수단을 포함하는 압축 유닛; 외부 하우징의 내부공간에 회전 가능하게 마련되고, 압축 유닛이 마련되며, 입구 포트와 연통되는 입구홀이 형성된 제1 유통공간과 출구 포트와 연통되는 출구홀이 형성된 제2 유통공간이 구비되어, 회전 위치에 따라 입구홀과 출구홀이 각각 입구 포트와 출구 포트에 선택적으로 매칭되는 밸브 하우징; 및 밸브 하우징에 연결되어 밸브 하우징의 회전 위치를 조절하는 밸브 모터;를 포함한다.

외부 하우징은 입구 포트와 출구 포트가 복수 구성되며, 복수의 입구 포트는 외부 하우징의 외주면을 따라 이격되어 배치되고, 복수의 출구 포트는 입구 포트로부터 길이방향으로 이격되고 외부 하우징의 외주면을 따라 이격되어 배치된 것을 특징으로 한다.

외부 하우징의 일측에는 밸브 모터가 마련되어 밸브 하우징과 연결되고, 외부 하우징의 타측에는 압축 유닛의 구동모터가 마련되어 펌핑수단과 연결된 것을 특징으로 한다.

펌핑수단은 밸브 하우징의 제2 유통공간에 마련되며 외부 하우징에 결합된 펌프 하우징; 및 펌프 하우징 내부에 마련되고 구동모터에 연결되어 회전력을 전달받아 회전되는 스크류 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

스크류 유닛은 타단이 구동모터에 연결되어 회전되는 메인 스크류와, 메인 스크류에 맞물려 회전되고 타단이 펌프 하우징에 회전 가능하게 지지된 보조 스크류와, 펌프 하우징에 결합되고 메인 스크류와 보조 스크류의 일단이 회전 가능하게 연결된 스러스트 키로 구성된 것을 특징으로 한다.

펌프 하우징은 일단에 개통부가 형성되고, 타단의 외주면에 복수의 개통홀이 형성되어, 개통부를 통해 유입된 유체가 스크류 유닛에 의해 압축 및 이송되어 개통홀을 통해 배출되는 것을 특징으로 한다.

밸브 하우징은, 외부 하우징의 내주면에 접하도록 형성되고 밸브 모터가 연결되며 입구홀과 출구홀이 형성된 외통부; 외통부에서 내측으로 이격되고 내부에 압축 유닛이 내장되며, 일측과 타측이 개통되게 형성된 내통부; 및 외통부의 입구홀과 출구홀 사이에서 외통부와 내통부에 연결됨으로써 제1 유통공간과 제2 유통공간을 구획하는 격벽;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

밸브 모터는 외부 하우징의 외측에 마련되고, 외통부에는 외부 하우징을 관통하는 구동축이 형성되어 구동축을 통해 밸브 모터에 연결된 것을 특징으로 한다.

내통부는 외통부보다 길이 및 직경이 더 작게 형성되어, 외통부와 내통부 사이로 유체가 유동되는 것을 특징으로 한다.

외부 하우징에는 입구 포트와 출구 포트에 각각 씰링부가 구비된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 밸브 일체형 펌프 장치는 하나의 외부 하우징에 유체의 선택적인 유통을 단속하는 밸브와 유체를 압축 및 이송시키는 펌프가 구성됨으로써, 밸브와 펌프가 이격 배치됨에 따른 호스가 삭제되고, 밸브와 펌프가 하나의 하우징 내부에 마련됨에 따라 설치 면적 및 무게가 감소되며, 제조 단가가 감소된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밸브 일체형 펌프 장치를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 밸브 일체형 펌프 장치의 내부 도면.
도 3은 도 1에 도시된 밸브 일체형 펌프 장치의 밸브 하우징을 나타낸 도면.
도 4는 도 1에 도시된 밸브 일체형 펌프 장치의 펌프 하우징을 나타낸 도면.
도 5는 도 1에 도시된 밸브 일체형 펌프 장치의 스크류 유닛을 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 모터 제어기(MCU: Motor Control Unit), 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Control Unit) 등의 명칭에 포함된 유닛(Unit) 또는 제어 유닛(Control Unit)은 차량 특정 기능을 제어하는 제어 장치(Controller)의 명명에 널리 사용되는 용어일 뿐, 보편적 기능 유닛(Generic function unit)을 의미하는 것은 아니다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 밸브 일체형 펌프 장치에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밸브 일체형 펌프 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 밸브 일체형 펌프 장치의 내부 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 밸브 일체형 펌프 장치의 밸브 하우징을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 밸브 일체형 펌프 장치의 펌프 하우징을 나타낸 도면이며, 도 5는 도 1에 도시된 밸브 일체형 펌프 장치의 스크류 유닛을 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 밸브 일체형 펌프 장치는 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 내부공간을 가지며, 내부공간에 연통된 적어도 하나 이상의 입구 포트(110)와 출구 포트(120)가 형성된 외부 하우징(100); 외부 하우징(100)의 내부공간에 마련되고, 구동모터(210)와 구동모터(210)의 회전력을 전달받아 유체를 압축 및 이송시키는 펌핑수단(220)을 포함하는 압축 유닛(200); 외부 하우징(100)의 내부공간에 회전 가능하게 마련되고, 압축 유닛(200)이 내장되며, 입구 포트(110)와 연통되는 입구홀(311)이 형성된 제1 유통공간(S1)과 출구 포트(120)와 연통되는 출구홀(312)이 형성된 제2 유통공간(S2)이 구비되어, 회전 위치에 따라 입구홀(311)과 출구홀(312)이 각각 입구 포트(110)와 출구 포트(120)에 선택적으로 매칭되는 밸브 하우징(300); 및 밸브 하우징(300)에 연결되어 밸브 하우징(300)의 회전 위치를 조절하는 밸브 모터(400);를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 밸브 일체형 펌프 장치는 외부 하우징(100), 압축 유닛(200), 밸브 하우징(300), 밸브 모터(400)로 구성된다.

여기서, 외부 하우징(100)은 최외곽에 위치되며, 적어도 하나 이상의 입구 포트(110)와 출구 포트(120)가 형성된다. 이러한 입구 포트(110)와 출구 포트(120)에는 각각 유체가 유동되는 호스가 연결될 수 있으며, 유체가 입구 포트(110)를 통해 외부 하우징(100)의 내부공간으로 유입된 후 출구 포트(120)를 통해 배출된다.

유체는 냉각수가 될 수 있다.

외부 하우징(100)의 내부공간에는 압축 유닛(200)이 마련된다. 압축 유닛(200)은 구동모터(210)와 펌핑수단(220)으로 구성되며, 펌핑수단(220)이 구동모터(210)의 회전력을 전달받아 동작되어 유체를 압축 및 이송시킨다. 여기서 펌핑수단(220)은 스크류 펌프로 구성될 수 있으며, 유체를 압축 및 이송시키는 다양한 수단이 적용될 수 있다.

특히, 본 발명은 외부 하우징(100)의 내부공간에 밸브 하우징(300)이 마련된다. 밸브 하우징(300)은 외부 하우징(100)의 내부공간에서 회전 가능하게 마련되며, 입구 포트(110)와 연통되는 입구홀(311)과 출구 포트(120)와 연통되는 출구홀(312)이 형성된다. 또한, 밸브 하우징(300)은 내부가 제1 유통공간(S1)과 제2 유통공간(S2)으로 구획되고, 제1 유통공간(S1)에 입구홀(311)이 형성되며 제2 유통공간(S2)에 출구홀(312)이 형성됨에 따라 입구홀(311)을 통해 유입된 유체는 제1 유통공간(S1)에서 제2 유통공간(S2)으로 유동된 후 출구홀(312)을 통해 배출되는 유체 흐름을 형성할 수 있다. 특히, 밸브 하우징(300)의 제2 유통공간(S2)에는 압축 유닛(200)이 마련됨으로써, 압축 유닛(200)이 구동됨에 따라 밸브 하우징(300) 내부에서 유체가 압축되면서 유통될 수 있다.

이러한 밸브 하우징(300)은 밸브 모터(400)에 연결되며, 밸브 모터(400)의 동작 여부에 따라 회전 위치가 조절된다. 이로 인해, 밸브 하우징(300)은 밸브 모터(400)에 의해 조절된 회전 위치에 따라 입구홀(311)과 출구홀(312)의 위치가 변동됨으로써, 입구홀(311)과 출구홀(312)이 입구 포트(110)와 출구 포트(120)에 매칭시 유체의 유통이 허용될 수 있다.

본 발명에서는 하우징의 입구 포트(110)와 출구 포트(120)가 복수 구성되고, 밸브 하우징(300)의 입구홀(311)과 출구 포트(120)도 복수 구성되며, 밸브 하우징(300)의 회전 위치에 따른 복수의 입구 포트(110)와 입구홀(311), 복수의 출구 포트(120)와 출구홀(312)의 매칭 위치를 상이하게 설정하여, 유체의 유통방향을 다양화할 수 있다.

상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 외부 하우징(100)은 입구 포트(110)와 출구 포트(120)가 복수 구성되며, 복수의 입구 포트(110)는 외부 하우징(100)의 외주면을 따라 이격되어 배치되고, 복수의 출구 포트(120)는 입구 포트(110)로부터 길이방향으로 이격되고 외부 하우징(100)의 외주면을 따라 이격되어 배치된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 외부 하우징(100)에는 길이방향으로 입구 포트(110)와 출구 포트(120)가 이격되게 배치됨으로써 입구 포트(110)를 통해 내부공간으로 유입된 유체는 압축 유닛(200)을 통과하여 출구 포트(120)로 유통되는 흐름을 형성할 수 있다.

특히, 입구 포트(110)와 출구 포트(120)는 각각 복수로 구성될 수 있으며, 복수의 입구 포트(110)와 복수의 출구 포트(120)는 각각 외부 하우징(100)의 외주면에서 둘레방향으로 이격되게 배치되어 밸브 하우징(300)의 입구홀(311) 및 출구홀(312)과 매칭이 용이하다.

즉, 입구 포트(110)는 외부 하우징(100)의 외주면에서 원주방향으로 이격되게 나열됨으로써, 밸브 하우징(300)이 회전됨에 따라 입구홀(311)이 각각의 입구 포트(110)에 선택적으로 매칭될 수 있는 것이다.

또한, 출구 포트(120)는 외부 하우징(100)의 외주면에서 원주방향으로 이격되게 나열됨으로써, 밸브 하우징(300)이 회전됨에 따라 출구홀(312)이 각각의 출구 포트(120)에 선택적으로 매칭될 수 있다.

이처럼, 본 발명은 밸브 하우징(300)의 회전시 입구홀(311) 및 출구홀(312)의 회전 위치가 변동되고, 외부 하우징(100)의 외주면에 형성된 각각의 입구 포트(110)와 출구 포트(120)에 입구홀(311)과 출구홀(312)이 선택적으로 매칭됨으로써 유체의 유통 방향을 다양화할 수 있다.

한편, 도 1 내지 2에서 볼 수 있듯이, 외부 하우징(100)의 일측에는 밸브 모터(400)가 마련되어 밸브 하우징(300)과 연결되고, 외부 하우징(100)의 타측에는 압축 유닛(200)의 구동모터(210)가 마련되어 펌핑수단(220)과 연결될 수 있다.

이렇게, 외부 하우징(100)의 일측과 타측에 각각 밸브 모터(400)와 구동모터(210)가 마련됨으로써, 외부 하우징(100)에 각 구동계 부품인 밸브 모터(400)와 구동모터(210)를 패키지화하기가 용이하다.

즉, 본 발명은 외부 하우징(100)의 내부공간에 밸브 하우징(300) 및 압축 유닛(200)이 길이방향으로 설치되며, 밸브 하우징(300)의 경우 외부 하우징(100)의 내부공간에서 일측에 위치됨에 따라 외부 하우징(100)의 일측에 밸브 모터(400)를 설치하고, 구동모터(210)의 경우 외부 하우징(100)의 내부공간에서 타측에 위치됨에 따라 외부 하우징(100)의 타측에 구동모터(210)를 설치한다.

한편, 펌핑수단(220)은 밸브 하우징(300)의 제2 유통공간(S2)에 마련되며 외부 하우징(100)에 결합된 펌프 하우징(230); 및 펌프 하우징(230) 내부에 마련되고 구동모터(210)에 연결되어 회전력을 전달받아 회전되는 스크류 유닛(240);을 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 펌핑수단(220)은 펌프 하우징(230)과 스크류 유닛(240)으로 구성된다. 펌프 하우징(230)은 밸브 하우징(300)에 내장되며, 외부 하우징(100)에 결합되어 고정된다. 즉, 펌프 하우징(230)은 외부 하우징(100)에 결합되며, 외부 하우징(100)과 펌프 하우징(230) 사이에서 밸브 하우징(300)이 상대회전된다.

펌프 하우징(230)의 내부에는 스크류 유닛(240)이 마련되고, 스크류 유닛(240)은 구동모터(210)에 연결되어 회전 동작됨으로써 유체를 압축 및 이송시킨다.

상세하게, 스크류 유닛(240)은 타단이 구동모터(210)에 연결되어 회전되는 메인 스크류(241)와, 메인 스크류(241)에 맞물려 회전되고 타단이 펌프 하우징에 회전 가능하게 지지된 보조 스크류(242)와, 펌프 하우징(230)에 결합되고 메인 스크류(241)와 보조 스크류(242)의 일단이 회전 가능하게 연결된 스러스트 키(243)로 구성될 수 있다.

도 2 및 도 5에서 볼 수 있듯이, 메인 스크류(241)는 회전축의 외주면을 따라 나선형의 돌기가 돌출 형성될 수 있다. 이러한 메인 스크류(241)는 타단이 구동모터(210)에 결합되어 구동모터(210)의 회전력을 전달받아 회전 동작될 수 있다.

보조 스크류(242)는 회전축의 외주면을 따라 나선형의 홈이 오목하게 형성될 수 있으며, 나선형의 홈이 메인 스크류(241)이 나선형 돌기에 대응되는 형태로 형성된다. 이로 인해, 보조 스크류(242)는 메인 스크류(241)와 맞물려 함께 회전 동작되며, 타단이 펌프 하우징(230)에 회전 가능하게 지지되어 위치가 고정될 수 있다.

스러스트 키(243)는 막대 형태로 연장되게 형성될 수 있으며, 메인 스크류(241)의 회전축과 보조 스크류(242)의 회전축을 가로지르도록 배치된다. 이로 인해, 스러스트 키(243)에는 메인 스크류(241)의 일단과 보조 스크류(242)의 일단이 회전 가능하게 연결되어 지지됨으로써 메인 스크류(241)와 보조 스크류(242)가 안정적으로 회전 동작이 수행될 수 있다. 이러한 스러스트 키(243)는 유체의 흐름을 고려하여 단면적이 작게 형성될 수 있으며, 원활한 유체 흐름을 위해 외곽이 곡면으로 형성될 수 있다.

이를 통해, 압축 유닛(200)은 구동모터(210)가 동작되면, 스크류 유닛(240)을 이루는 메인 스크류(241) 및 보조 스크류(242)가 회전되고, 메인 스크류(241) 및 보조 스크류(242)의 회전에 의해 외부 하우징(100)의 입구 포트(110) 및 밸브 하우징(300)의 입구홀(311)을 통과하여 유입된 유체가 압축 및 이송되어 외부 하우징(100)의 출구 포트(120) 및 밸브 하우징(300)의 출구홀(312)을 통해 배출될 수 있다.

상술한 스크류 유닛(240)은 별도의 스크류 하우징(244)에 내장되도록 구성될 수 있다.

한편, 펌프 하우징(230)은 일단에 개통부(231)가 형성되고, 타단의 외주면에 복수의 개통홀(232)이 형성되어, 개통부(231)를 통해 유입된 유체가 스크류 유닛(240)에 의해 압축 및 이송되어 개통홀(232)을 통해 배출될 수 있다.

즉, 펌프 하우징(230)의 내측으로 유체가 유동될 수 있도록 일단에는 개통부(231)가 형성되고 타단에는 개통홀(232)이 형성된다.

여기서 개통부(231)는 펌프 하우징(230)에서 일측으로 돌출되며 중공으로 형성될 수 있다. 이로 인해, 펌프 하우징(230)의 개통부(231)를 통해 유체가 유동될 수 있으며, 밸브 하우징(300)이 개통부(231)에 매칭되도록 형성되어 펌프 하우징(230)에 대해 지지 구조를 이룰 수 이다. 이와 더불어, 개통부(231)의 외주면과 밸브 하우징(300) 사이에는 실링링(R)이 개재되어, 유체가 누수되어 구동모터(210) 측으로 유입되지 않도록 할 수 있다.

또한, 개통홀(232)은 펌프 하우징(230)의 타단에서 외주면을 따라 복수 구성됨으로써 스크류 유닛(240)을 통해 이송된 유체가 복수의 개통홀(232)을 통해 원활히 배출될 수 있다. 아울러, 개통홀(232)의 경우 펌프 하우징(230)의 외주면에 형성됨에 따라, 개통홀(232)을 통해 유동된 유체가 출구 포트(120)로 신속히 유동되어 유체의 원활한 배출 동작이 수행될 수 있다.

한편, 밸브 하우징(300)은, 외부 하우징(100)의 내주면에 접하도록 형성되고 밸브 모터(400)가 연결되며 입구홀(311)과 출구홀(312)이 형성된 외통부(310); 외통부(310)에서 내측으로 이격되고 내부에 압축 유닛(200)이 내장되며, 일측과 타측이 개통되게 형성된 내통부(320); 및 외통부(310)의 입구홀(311)과 출구홀(312) 사이에서 외통부(310)와 내통부(320)에 연결됨으로써 제1 유통공간(S1)과 제2 유통공간(S2)을 구획하는 격벽(330);을 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 밸브 하우징(300)은 외통부(310), 내통부(320), 격벽(330)으로 구성되며, 외통부(310)와 내통부(320)는 격벽(330)을 통해 결합되어 일체화된다.

여기서, 외통부(310)에는 외주면에 입구홀(311)과 출구홀(312)이 형성되며, 축방향으로 밸브 모터(400)에 연결을 위한 구동축(313)이 형성된다. 또한, 외통부(310)는 외부 하우징(100)의 내주면에 매칭되도록 형성될 수 있다.

내통부(320)는 외통부(310)로부터 내측으로 이격되고 내측으로 압축 유닛(200)이 내장되도록 공간이 형성된다. 특히, 내통부(320)는 외통부(310)보다 길이 및 직경이 더 작게 형성되어, 외통부(310)와 내통부(320) 사이로 유체가 유동될 수 있다. 이로 인해, 외통부(310)의 입구홀(311)을 통해 유체가 유입되면, 외통부(310)와 내통부(320) 사이에서 유체가 이동되어 내통부(320)의 일측으로 이동되고, 압축 유닛(200)을 통과하여 타측으로 이동되어 외통부(310)의 출구홀(312)을 통해 배출되는 유체 흐름을 형성할 수 있다.

이러한 외통부(310)와 내통부(320)는 격벽(330)에 의해 결합되며, 격벽(330)의 경우 외통부(310)의 내주면과 내통부(320)의 외주면에 결합됨으로써 외통부(310)와 내통부(320) 사이의 공간을 구획한다. 이로 인해, 밸브 하우징(300)은 외통부(310)의 입구홀(311)이 마련되는 제1 유통공간(S1)과 출구홀(312)이 마련되는 제2 유통공간(S2)으로 구획되며, 압축 유닛(200)의 동작에 의해 유체가 입구홀(311)을 통해 제1 유통공간(S1)으로 유입된 후 제2 유통공간(S2)으로 이동되어 출구홀(312)로 배출되는 유체 흐름이 형성된다.

한편, 외부 하우징(100)에는 입구 포트(110)와 출구 포트(120)에 각각 씰링부(P)가 구비될 수 있다. 씰링부(P)는 입구 포트(110)와 출구 포트(120)에 마련되며, 외부 하우징(100)과 밸브 하우징(300) 사이로 유체가 누실되지 않도록 한다.

상술한 본 발명은 밸브 모터(400) 및 구동모터(210)는 제어기에 의해 제어될 수 있다.

이를 통해, 밸브 모터(400)가 밸브 하우징(300)의 위치를 조절하여, 밸브 하우징(300)의 입구홀(311) 및 출구홀(312)이 입구 포트(110)와 출구 포트(120)에 매칭되지 않을 경우 유체의 유동이 차단되고, 밸브 하우징(300)의 입구홀(311) 및 출구홀(312)이 입구 포트(110)와 출구 포트(120)에 매칭될 경우 매칭된 입구 포트(110) 및 입구홀(311)을 통해 유체가 유입되고 출구 포트(120) 및 출구홀(312)을 통해 유체가 배출될 수 있다. 또한, 구동모터(210)가 동작됨으로써 압축 유닛(200)이 구동되어 내부의 스크류 유닛(240)가 회전 구동됨에 따라 유체가 압축 및 이송되어 순환될 수 있다.

특히, 밸브 모터(400)에 동작 여부에 따른 밸브 하우징(300)의 회전 위치에 따라, 복수의 입구 포트(110)와 입구홀(311), 출구 포트(120)와 출구홀(312)의 매칭 위치가 변경됨으로써 유체의 유통방향이 다양화되어 유체의 흐름이 요구되는 다양한 부품에 선택적으로 유체가 순환될 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 밸브 일체형 펌프 장치는 하나의 외부 하우징(100)에 유체의 선택적인 유통을 단속하는 밸브와 유체를 압축 및 이송시키는 펌프가 구성됨으로써, 밸브와 펌프가 이격 배치됨에 따른 호스가 삭제되고, 밸브와 펌프가 하나의 하우징 내부에 마련됨에 따라 설치 면적 및 무게가 감소되며, 제조 단가가 감소된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100:외부 하우징 110:입구 포트
120:출구 포트 200:압축 유닛
210:구동모터 220:펌핑수단
230:펌프 하우징 231:개통부
232:개통홀 240:스크류 유닛
241:메인 스크류 242:보조 스크류
243:스러스트 키 300:밸브 하우징
310:외통부 311:입구홀
312:출구홀 313:구동축
320:내통부 330:격벽
400:밸브 모터 S1:제1 유통공간
S2:제2 유통공간 P:씰링부
R:실링링

Claims

내부공간을 가지며, 내부공간에 연통된 적어도 하나 이상의 입구 포트와 출구 포트가 형성된 외부 하우징;
외부 하우징의 내부공간에 마련되고, 구동모터와 구동모터의 회전력을 전달받아 유체를 압축 및 이송시키는 펌핑수단을 포함하는 압축 유닛;
외부 하우징의 내부공간에 회전 가능하게 마련되고, 압축 유닛이 내장되며, 입구 포트와 연통되는 입구홀이 형성된 제1 유통공간과 출구 포트와 연통되는 출구홀이 형성된 제2 유통공간이 구비되어, 회전 위치에 따라 입구홀과 출구홀이 각각 입구 포트와 출구 포트에 선택적으로 매칭되는 밸브 하우징; 및
밸브 하우징에 연결되어 밸브 하우징의 회전 위치를 조절하는 밸브 모터;를 포함하는 밸브 일체형 펌프 장치.
청구항 1에 있어서,
외부 하우징은 입구 포트와 출구 포트가 복수 구성되며, 복수의 입구 포트는 외부 하우징의 외주면을 따라 이격되어 배치되고, 복수의 출구 포트는 입구 포트로부터 길이방향으로 이격되고 외부 하우징의 외주면을 따라 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 밸브 일체형 펌프 장치.
청구항 1에 있어서,
외부 하우징의 일측에는 밸브 모터가 마련되어 밸브 하우징과 연결되고, 외부 하우징의 타측에는 압축 유닛의 구동모터가 마련되어 펌핑수단과 연결된 것을 특징으로 하는 밸브 일체형 펌프 장치.
청구항 1에 있어서,
펌핑수단은 밸브 하우징의 제2 유통공간에 마련되며 외부 하우징에 결합된 펌프 하우징; 및
펌프 하우징 내부에 마련되고 구동모터에 연결되어 회전력을 전달받아 회전되는 스크류 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 일체형 펌프 장치.
청구항 4에 있어서,
스크류 유닛은 타단이 구동모터에 연결되어 회전되는 메인 스크류와, 메인 스크류에 맞물려 회전되고 타단이 펌프 하우징에 회전 가능하게 지지된 보조 스크류와, 펌프 하우징에 결합되고 메인 스크류와 보조 스크류의 일단이 회전 가능하게 연결된 스러스트 키로 구성된 것을 특징으로 하는 밸브 일체형 펌프 장치.
청구항 4에 있어서,
펌프 하우징은 일단에 개통부가 형성되고, 타단의 외주면에 복수의 개통홀이 형성되어, 개통부를 통해 유입된 유체가 스크류 유닛에 의해 압축 및 이송되어 개통홀을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 밸브 일체형 펌프 장치.
청구항 1에 있어서,
밸브 하우징은, 외부 하우징의 내주면에 접하도록 형성되고 밸브 모터가 연결되며 입구홀과 출구홀이 형성된 외통부;
외통부에서 내측으로 이격되고 내부에 압축 유닛이 내장되며, 일측과 타측이 개통되게 형성된 내통부; 및
외통부의 입구홀과 출구홀 사이에서 외통부와 내통부에 연결됨으로써 제1 유통공간과 제2 유통공간을 구획하는 격벽;을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 일체형 펌프 장치.
청구항 7에 있어서,
밸브 모터는 외부 하우징의 외측에 마련되고,
외통부에는 외부 하우징을 관통하는 구동축이 형성되어 구동축을 통해 밸브 모터에 연결된 것을 특징으로 하는 밸브 일체형 펌프 장치.
청구항 7에 있어서,
내통부는 외통부보다 길이 및 직경이 더 작게 형성되어, 외통부와 내통부 사이로 유체가 유동되는 것을 특징으로 하는 밸브 일체형 펌프 장치.
청구항 1에 있어서,
외부 하우징에는 입구 포트와 출구 포트에 각각 씰링부가 구비된 것을 특징으로 하는 밸브 일체형 펌프 장치.