KR20010012176A - 유체제어 난방 및 냉방 장치용 마그네트 밸브 - Google Patents

유체제어 난방 및 냉방 장치용 마그네트 밸브 Download PDF

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KR20010012176A
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헤스유러겐
펫져요하네스
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클라우스 포스, 게오르그 뮐러
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 유입통로(12)와 적어도 하나의 유출통로(14)가 있는 밸브하우징(16), 및 전자기적으로 작동되는 밸브부재(18)을 가지는 유체제어 난방 및/또는 냉방장치용 마그네트밸브에 관한 것으로써, 상기 밸브부재가 제 1 변환위치에서 유입관(12)과 유출관(14)을 연결하며, 제 2 변환위치에서 차단하고, 이 때 밸브스템(26)이 아마츄어(32)와 함께 아마츄어실(54)에 삽입되며, 아마츄어실은 난방장치 및/또는 냉방장치의 압력이 서로 다른 배관단면과 연결되어 있으므로, 이동갭(80)을 통해 적어도 간헐적으로 액체가 통과한다.
아마츄어실(54)을, 이동갭(80)을 통해, 아마츄어실 방향에 있는 배관단면 및 밸브스템(26)의 축방향 통로(48)를 통해 밸브부재(18)의 아마츄어실 맞은편에 있는 배관단면과 연결하는 것을 제안한다.

Description

유체제어 난방 및 냉방 장치용 마그네트 밸브{Magnetic valve for a liquid-controlled heating and/or cooling system}
이러한 종류의 마그네트 밸브는 특히 유체로 제어되는 차량의 난방 및/또는 냉방장치용 열교환기에 사용된다. 또한 난방 및/또는 공조설비 또는 차량실내의 온도에 따라 펄스로 조절되며, 실질적으로 평균시간단면적에 의해 통과량이 정해진다. 유체압력 및/또는 밸브스프링에 의해 마그네트 밸브의 밸브부재는 개방되며 마그네트 밸브의 마그네트 코일이 여기되면 밸브스템과 연결된 아마츄어가 작동하여 밸브부재가 폐쇄된다. 아마츄어가 설치된 공간은 진공 밀폐된 것이 아니고 유체로 채워진다. 따라서 아마츄어의 운동은 유압적으로 완충되어 급격한 폐쇄 및 그로 인한 유압시스템의 압력충격을 방지할 수 있다. 또한 밸브부재가 밸브시트에 완충되지 않은 상태로 작용할 때 발생하는 소음과 마모를 방지할 수 있다. 하지만 완충작용은 예컨대 시스템에 액체를 충진할 때 아마츄어실에 축적된 가스기포, 특히 공기기포에 의해 매우 악화된다. 또한 변환밸브로써 마그네트 밸브를 사용할 수 있으며, 이 밸브는 내연기관의 냉각제 흐름을 제 1 변환위치에서 차단하고 제 2 변환 위치에서 열교환기로 보낸다.
DE-195 37 067 C1에서는, 난방열교환기의 진행배관에 설치된 마그네트 밸브의 경우 진행배관과 역류배관 사이의 압력기울기를 활용하여, 마그네트밸브의 아마츄어실을 통과시켜 아마츄어실의 기포를 제거함으로써, 기포에 기인한 단점을 제거한다. 그 외에 아마츄어실과 역류배관 사이에 배기관이 설치되며, 아마츄어와 마그네트 밸브의 코일 사이에 원형공간을 통해 진행배관의 액체가 배기관으로 흘러들어 아마츄어실에 기포가 축적되는 것을 막는다.
DE-PS 밸브부재 16 465의 마그네트밸브의 경우, 아마츄어실을 아마츄어축에 있는 축방향 통로를 통해 아마츄어실 방향에 있는 밸브부재쪽에 놓이는 배관단면과 연결한다.
밸브가 작동되는 동안 아마츄어의 펌프 작용으로 인해 공기가 아마츄어실로부터 밀려나가고 유체가 흡입된다. 공기의 압축성으로 인해 아마츄어실과 배관사이에 항상 충분한 유체의 교환이 발생하지는 않으며 상황에 따라서는 아마츄어실 상부, 원형부위에 공기가 갇혀서 그곳에 머무를 수 있다.
본 발명은 청구항 1의 상위개념의 특징을 가지는 유체제어 난방 및 냉방장치용 마그네트 밸브에 관한 것이다.
도에 본 발명의 따른 실시예를 나타냈다. 실시예에서 다양한 특징을 요약 설명한다. 전문가는 목적에 따라 특징을 개별적으로 고려할 수 있으며, 의미 있도록 조합할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마그네트 밸브의 단면도.
도 2는 도 1의 II 부분 확대 상세도.
도 3은 유입통로 및 역류통로 사이에 바이패스 통로가 있는 변형형태 도면.
도 4는 변환밸브로 사용되는 마그네트 밸브 단면도.
본 발명에 따라, 마그네트 밸브의 아마츄어실은 상이한 압력의 배관과 연결되며, 따라서 아마츄어실은 넘치게 되고, 공기기포 또는 가스기포가 제거된다. 공기기포가 아마츄어실 상부에 축적되므로, 이 영역을 항상 넘치도록 하고, 이곳에 배출구를 설치하는 것이 합목적적이다. 이 때 이동갭을 통해 움직이는 밸브부재 사이에 일반적으로 그러하듯이 연결이 구성되며, 밸브스템의 축 방향 통로를 통해 또 다른 연결이 구성된다. 특히 밸브부재에서의 압력기울기가 활용되며, 이 경우 밸브의 형상에 따라 축 방향 개구를 통해 유체유입이 공간을 통해 유체유출이 또는 그 반대의 흐름이 이루어진다. 또한 본 발명에 따른 형태에서는, 밸브 바깥쪽에 추가의 배관이 없이 직접적인 연결구성이 가능하며, 진행배관의 밸브구조에 대해서 뿐 아니라 열교환기의 역류배관에도 적용할 수 있다.
제 2 밸브부재를 사용하여 유입통로와 역류통로 사이에 바이패스 통로를 조절하는 마그네트밸브의 경우, 유출통로와 바이패스통로 또는 역류통로 사이의 압력 기울기를 활용하는 것이 합목적적이다. 그 외에도 밸브스템의 축 방향 통로는 역류통로까지 진행하며 또는 밸브부재 사이에 아마츄어실과 역류통로 또는 유입통로 내지는 바이패스통로 사이에 연결을 구성하기 위한 하나의 횡개구를 가진다.
마그네트밸브가 아마츄어실의 이물질과 축적물에 의해 부하를 받지 않도록 하기 위해, 축 방향 통로 또는 횡개구에 감압지점을 설치하거나 또는 그 자체로써 감압역할을 하도록 구성함으로써, 아마츄어실의 통과흐름량을 제한할 수 있다. 또한 밸브스템에 밀폐날로 접하는 멤브란을 설치할 수 있으며, 멤브란 크기로 아마츄어실 통과유량을 결정하며, 이 멤브란은 정지상태에서 아마츄어실이 공전하지 않도록 한다.
마그네트 밸브가 폐쇄상태에 있을 때, 열교환기를 통한 누출로 인해 통과흐름량이 규정된 임계값 이하로 유지되어야 하므로 상황에 따라서는 작은 감압공간과 감압개구가 나타나 여기에 오물이 부착될 수 있다. 이 경우 기능을 더 이상 보장할 수 없다. 따라서 본 발명의 형태에 따르면, 마그네트 밸브와 차단위치에서 아마츄어실을 통과하는 통과 흐름은 단절, 즉 허용누출량이 초과되지 않을 정도까지 만으로 제한된다. 이를 위해 밸브스템의 아마츄어실 방향 종단에 하나의 돌기가 있으며, 이 돌기는 마그네트 밸브의 폐쇄위치에서 이 돌기가 내부를 향하는 리미트의 개구를 구성하는 모서리에 접함으로써 개구를 차단한다.
도 1과 도 3의 마그네트밸브(10)는 일반적으로 내연기관과 난방열교환기 사이의 진행 배관에 설치된다. 이 밸브는 내연기관과 연결된 유입통로(12)와 난방열교환기(66)와 연결된 유출통로(14)를 가진다. 통로(12, 14) 사이에 밸브부재(18)가 설치되며, 이 밸브부재는 밸브원추부(20)를 통해 밸브하우징(16)의 밸브시트(22)와 연동하며, 제 1 전환위치에서 유입통로(12)와 유출통로(14) 사이에 연결이 이루어지고, 제 2 전환위치, 즉 폐쇄위치에서 차단된다.
밸브부재(18)은 아마츄어(32)가 고정된 밸브스템(26) 위에 놓이며, 아마츄어는 마그네트코일(28)과 연동하고 아마츄어실(54)에서 가이드박스(40)를 통해 축 방향으로 진행한다. 마그네트밸브(10)의 개방위치에서 밸브스템이 접하는 리미트(36)는(도 1), 가이드 박스(40)를 폐쇄하며 따라서 아마츄어실(54)의 전면이 폐쇄된다. 밸브스템(26)의 아마츄어실방향 횡통로(56)는 밸브스템(26)이 개방위치에서 리미트(36)에 접하면 연결이 이루어진다. 리미트(36)는 합목적적으로 진동을 흡수하는 합성 수지로 제조된다. 도 3 실시예의 경우, 밸브부재(18)은 개방위치에서 와샤(58)를 통해 돌기(74)로 지지면(72)에 접해있는 맴브란패킹(50)에 지지된다. 멤브란 패킹(50)에 의해 충격이 완화된다.
마그네트코일(28)이 여기되지 않으면 밸브스프링(24)은 유입통로(12)의 유체압력과 함께 밸브부재(18)를 개방위치로 유지한다. 마그네트코일(28)이 여기되면, 플레이트(72), 포트(밸브부재), 가이드 박스(40)와 함께 자성회로를 구성하는 마그네트코어(30)가 밸브스프링(24)과 유입통로(12)의 유체압력에 반대방향으로 아마츄어(32)를 흡인하며, 밸브부재(18)은 유입통로(12)와 유출통로(14) 사이의 연결을 차단한다. 아마츄어(32)와 가이드박스(40) 및 밸브스템(26)과 마그네트코어(30) 사이에 아마츄어(32)와 밸브스템(26)이 움직일 수 있는 이동갭(80)이 있으며 이 공간은 적어도 간헐적으로 아마츄어실(54)과 유출통로(14) 사이에 연결을 구성한다. 아마츄어실(54)은 축방향 통로(48)를 통해 유입통로(12)와 연결된다.(도 1 및 3)
유입통로(12)와 유출통로(14) 사이의 압력기울기로 인해, 특히 마그네트 밸브(10)가 폐쇄위치에 있을 때, 유체는 축방향 통로(48)와 이동갭(80)을 통해 아마츄어실(54)을 통과하여 흐르며 이 때 아마츄어실(54)에 축적된 공기 내지는 가스가 제거되고, 따라서 항상 마그네트밸브(10)가 유압적으로 완충된다. 아마츄어(32)는 모서리(78)를 통해 축방향으로 연장되며, 따라서 이동갭(80)이 아마츄어실(54) 상부영역까지 이른다.
불순물의 축적을 막기 위해, 또는 마그네트밸브(10)가 폐쇄됐을 때 누출을 제한하기 위해서, 축방향 통로(48) 또는 횡개구(60) (도 3)의 일정한 감압지점을 사용하여 아마츄어실(54)을 통과하는 유체통과량을 정할 수 있다. 무엇보다도 축방향 통로(48) 또는 횡개구(60)는 통과유체를 제한하기 위해 그 자체가 감암위치 역할을 하도록 치수를 정할 수 있다. 이동갭(80)으로부터 축방향 통로(48)까지 아마츄어실(54)을 유체가 통과하면, 이 물질은 밀폐날(52)이 밸브스템(26)과 접하는 맴브란패킹(50)에 의해 걸러진다. 일정한 수준의 압력차가 있을 때 유체를 통과시키는 밀폐날(52)은 정지상태에서 기밀하게 접촉되어 있으며 아마츄어실(54)이 이동갭(80)을 통해 비워지는 것을 방지한다.
아마츄어실(54)의 유체통과 경로를 충분히 넓게 구성하기 위해, 이물질의 부착을 막고 통과로가 막히지 않도록 하기 위해, 및 마그네트밸브(10)가 폐쇄된 상태에서 유출이 발생한다 할지라도 허용량을 초과하지 않도록 하기 위해, 마그네트밸브(10)가 폐쇄될 때 아마츄어실(54)의 통과흐름은 중단된다. 이를 위해 밸브스템(26)의 아마츄어실 방향 종단에 하나의 돌기(84)가 있다. 이 돌기는 마그네트밸브(10)가 개방될 때, 개구(88)를 구성하는 내부로 향하는 리미트(36)의 모서리(86) 방향으로 일정한 축 방향의 거리를 가지며, 이 개구안으로 밸브스템(26)이 진행한다. 따라서 축방향 통로(48)는 마그네트밸브(26)가 개방될 때 횡통로(56), 개구(88) 및 아마츄어실(54)을 통해 이동갭(80)과 연결된다. 마그네트밸브(10)가 폐쇄되면 돌기(84)는 모서리(86)와 접하게 되며 개구(88)가 폐쇄되고, 따라서 마그네트밸브(10)가 폐쇄되면 아마츄어실(54)을 통과하는 통과흐름은 중단 내지는 허용 누출값이 초과되지 않을 만큼 제한된다. 도 3과 4의 실시예의 경우, 리미트(38)와 그에 해당하는 밸브스템(26) 종단은 단순한 형상이며, 그럼에도 불구하고 본 실시예의 경우 이 부품을 도 1 및 도 2와 일치하도록 제작할 수 있다.
마그네트코일(28)은 밸브하우징(16)에 기밀하게 고정되어 있는 마그네트포트(밸브부재)에 있다. 밀폐를 위해 멤브란패킹(50)을 사용할 수 있다. 추가로 링 패킹(82)이 설치된다.
도 3의 마그네트밸브(10) 실시 예에서는 유입관과 열교환기(66)의 역류를 내연기관과 연결하는 역류관(42) 사이에 바이패스통로(44)가 설치되며, 이 통로는 바이패스밸브부재(46)으로 조절된다. 이 밸브부재는 연장된 밸브스템(26)에 놓이며, 바이패스밸브부재(46)에 미치는 유입통로(12)의 압력이 밸브스프링(24)의 힘을 초과하거나 밸브부재(18)의 마그네트코일(28)이 폐쇄되면, 이 밸브는 개방된다. 축방향 통로(48)는 전체 밸브스템(26)을 통해 이루어지며, 역류통로(42)로 흘러든다. 이 경우 유출통로(14)와 역류통로(42) 사이에 압력기울기가 발생함으로써, 이동갭(80)과 축방향 통로(48)를 통해 역류통로(42)까지 아마츄어실(54)을 관통하는 흐름이 발생한다.
대체안으로써 축방향 통로(48)를 바이패스 통로(44) 또는 유입통로(12) 영역까지만으로 제한하고 횡개구(60)를 통해 바이패스통로(44) 또는 유입통로(12)와 연결하는 방법이 있다. 횡개구(60)와 유출통로(14) 사이의 압력기울기로 인해 아마츄어실(54)에 유출통로(14) 방향으로 유체가 흘러간다.
도 4의 마그네트밸브(40)는 열교환기(66)로부터 펌프(62)까지의 역류배관(76)에 설치된 변환밸브이며, 상기 펌프는 내연기관(64)으로 구동된다. 이 밸브의 경우 밸브스프링(24)이 압력밸브부재(70)을 폐쇄방향으로 유지시키며, 따라서 펌프(62)는 냉매를 열교환기(66)를 통해 마그네트밸브(10)의 유입통로(12)로 운송한다. 유입통로(12)와 유출통로(14) 사이의 연결은 밸브부재(18)으로 조절되며, 이 밸브부재는 밸브스템(26)에 축방향으로 제한된 운동을 하도록 설치된다. 마그네트코일(28)에 전류가 흐르지 않으면, 유입통로(12)의 압력은 밸브부재(18)를 개방하며, 냉매는 열교환기(66)로부터 펌프(62)로 복귀한다. 마그네트코일(28)이 여기되면 압력밸브부재(70)은 개방되며 밸브부재(18)은 밸브스템(26)에 의해 폐쇄된다. 이로써 펌프(62)는 열교환기(66)로 냉매를 통과시키지 않고 마그네트밸브(18)를 통해 운반한다.
아마츄어실(54)에 이동갭(80)과 축방향 통로(48)를 통해 흐름이 발생하며 축방향 통로는 밸브부재(18) 가이드의 공간을 통해 또는 횡개구(60)를 통해 유출배관(14)과 연결된다.
본 발명은 약간의 변경으로 다양한 밸브와 밸브구조에 적용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 하나이상의 유입통로(12)와 하나이상의 유출통로(14)가 있는 밸브하우징(16) 및 전자기적으로 작동되는 밸브부재(18)를 가지는 유체제어 난방 및 냉방장치용 마그네트밸브(10)에 있어서,
    상기 밸브부재가 제 1 변환위치에서 유입통로(12)와 유출통로(14)를 연결하며, 제 2 변환위치에서 차단할 때 밸브스템(26)은 아마츄어(32)와 함께 아마츄어실(54)에 삽입되고, 아마츄어실은 난방장치 및 냉방장치의 압력이 서로 다른 배관단면과 연결되어 있고 이동갭(80)을 통해 적어도 간헐적으로 액체가 통과하며, 상기 아마츄어실(54)은, 이동갭(80)을 통해 아마츄어실 방향의 배관단면과 연결되며, 밸브스템(26)의 축방향 통로(48)를 통해 밸브부재(18)의 아마츄어실 맞은편의 배관단면과 연결되는 것을 특징으로 하는 유체제어 난방 및 냉방장치용 마그네트밸브.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 배관단면은 아마츄어실(54) 맞은편의 유입통로(12) 밸브부재(18)측에 있으며, 이동갭(80)이 상부 아마츄어실(54) 영역까지 이르는 것을 특징으로 하는 유체제어 난방 및 냉방장치용 마그네트밸브.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 배관단면은 아마츄어실(54) 맞은편 유출통로(14) 측에 있으며, 축방향통로(48)가 아마츄어실(54)의 상부영역까지 이르는 것을 특징으로 하는 유체제어 난방 및 냉방장치용 마그네트밸브.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 밸브스템(26)은 아마츄어실(54) 맞은편 밸브부재(18) 측으로 확장되며, 유입통로(12)와 역류통로(42) 사이의 바이패스통로(44)를 개방 내지는 폐쇄하는 바이패스밸브부재(46)을 가지며, 축방향통로(48)가 아마츄어실(54)을 역류통로(42)와 연결하는 것을 특징으로 하는 유체제어 난방 및 냉방장치용 마그네트밸브.
  5. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축방향 통로(48)는 배관단면으로의 연결을 구성하는 횡개구(60)를 가지는 것을 특징으로 하는 유체제어 난방 및 냉방장치용 마그네트밸브.
  6. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축방향 통로(48) 또는 횡개구(60)는 감압지점을 갖거나 또는 감압지점으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체제어 난방 및 냉방장치용 마그네트밸브.
  7. 제 1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 멤브란패킹(50)의 밀폐날(52)은 아마츄어실(54)을 향하는 밸브부재(18) 측에 있는 밸브스템(26)에 접촉되며, 상기 밀폐날이 아마츄어실(54) 통과류를 제한하며 아마츄어실(54)이 정지상태에서 비워지는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 유체제어 난방 및 냉방장치용 마그네트밸브.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 밸브부재(18)은 개방위치에 있을 때 밀폐날(52) 바깥쪽에서 멤브란패킹(50)을 지지벽면(72)에 눌러주는 와샤(58)를 가지는 것을 특징으로 하는 유체제어 난방 및 냉방장치용 마그네트밸브.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 와샤(58)는 밸브부재(18)에 구성되며, 축방향으로 확장하는 돌출부(74)를 가지는 것을 특징으로 하는 유체제어 난방 및 냉방장치용 마그네트밸브.
  10. 제 1 항 내지 9항중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브부재(18)는 폐쇄위치에서 아마츄어실(54)의 통과흐름이 차단되는 것을 특징으로 하는 유체제어 난방 및 냉방장치용 마그네트밸브.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 밸브스템(26)은 아마츄어실 방향의 종단에서, 밸브부재(18)이 폐쇄지점에 있을 때, 내부로 향하는 리미트(36)의 모서리(86)로 둘러싸이며, 모서리(86)로 구성되는 개구(88)를 폐쇄하는 하나의 돌기(84)가 있는 것을 특징으로 하는 유체제어 난방 및 냉방장치용 마그네트밸브.
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