KR20110033258A - 밸브 본체 및 시일을 포함하는 조립체, 밸브 본체, 시일 및 파이프를 포함하는 조립체, 그리고 조립체를 위한 시일 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밸브 본체(A) 및 시일(11)의 조립체에 관한 것이다. 밸브 본체(A)는 가스 유동 통로(4) 및 이 가스 유동 통로(4)에서 가스의 이동을 차단하는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능한 밸브 셔터(6)를 포함한다. 가스 유동 통로(4)는, 가스 유동 통로와 파이프 사이에서 가스가 유동할 수 있도록 파이프(B)에 연결되도록 의도되고, 시일(11)은 가스 유동 통로(4)와 파이프(B) 사이에 장착되도록 의도되어 가스 유동 통로와 파이프 사이에서 가스 밀봉을 제공한다. 상기 조립체는 시일(11)이 폐쇄 위치에서 밸브 셔터(6)를 위한 시트를 형성하는 것을 특징으로 한다. 상기 시일은, 한편으로는 밸브 셔터가 개방 위치에 있는지 또는 폐쇄 위치에 있는지에 따라 가스 유동 통로와 파이프 사이의 밀봉을 제공하며, 다른 한편으로는 폐쇄 위치에서 밸브 셔터에 대한 밀봉을 제공한다.

Description

밸브 본체 및 시일을 포함하는 조립체, 밸브 본체, 시일 및 파이프를 포함하는 조립체, 그리고 조립체를 위한 시일{VALVE BODY ASSEMBLY}
본 발명은 밸브 본체 및 시일의 조립체에 관한 것이다.
자동차 차량 내연기관은 연소실을 포함하며, 이 연소실은 복수 개의 실린더를 포함하고, 이 실린더에서 연료 및 연소제(combustive agent)의 혼합물이 연소되어 엔진의 일(work)을 발생시킨다. 연소 지원제는 공기이며, 이 공기는 엔진이 터보과급기를 포함하는지 또는 포함하지 않는지 여부에 따라 압축되거나 또는 압축되지 않는다. 공기는 또한 배기 가스와 혼합될 수 있으며, 이는 배기 가스 재순환으로 공지되어 있다. 연소실 내로 허용되는 배기 가스는 유입 가스라 불린다.
엔진이 터보과급기를 구비하는 경우에 있어서, 공기는 엔진 내로 허용되며 압축기에 의해 압축되고 실린더 내로 허용되며, 이 실린더 내에서 공기는 연료와 함께 연소되고 이후 배기 파이프를 통해 배출된다. 배기 가스는, 압축기에 구속되어 압축기와 함께 터보과급기를 형성하는 터빈을 구동시킨다. 배기 가스의 재순환은, 터빈 이후에 배기 가스를 취하고 압축기 이전에 재도입될 때 "저압" 재순환이라 불리고, 터빈 이전에 배기 가스를 취하고 압축기 이후에 재도입될 때 "고압" 재순환이라 불린다. 예를 들면, 가솔린 기관에 있어서, 저압 재순환에 의해, 연료 소비를 줄이는 것과 엔진의 효율을 개선하는 것이 가능해지며, 디젤 엔진에 있어서, 환경 기준에 부합하도록 오염물질을 저감시키는 것이 가능해진다.
배기 가스는 이에 따라 다양한 파이프에서 안내된다. 배기 가스의 이동은 밸브에 의해 제어되며, 이 밸브는 특정 파이프에서 가스의 이동을 차단할 수도 있고 제어할 수도 있다.
배기 가스 재순환 루프의 경우에 있어서, 소위 "3포트" 밸브가 일반적으로 마련되며, 이러한 밸브는 밸브로 유입되는 가스를 위한 유입 통로, 밸브로부터 빠져나오는 가스를 위한 것으로서 배기 통로라 불리는, 배기 가스를 위한 직접 유출 통로인 제1 유출 통로, 밸브로부터 빠져나오는 가스를 위한 것으로서 냉각기로 유입되는 가스를 위한 유입 통로이며 재순환 통로라 불리는 제2 유출 통로를 포함하고, 제2 유출 통로는 자체로 재순환 배기 가스 포트 내로 방출시킨다. 밸브의 유입 통로 내로 허용되는 배기 가스는 엔진의 배기 파이프 내로 방출시키는 배기 통로를 통해 직접 배출될 수 있거나, 또는 재순환 통로를 통해 냉각기 내로 허용되며, 이 냉각기로부터의 유출구에서, 배기 가스는 유입 가스와 혼합된다.
밸브 셔터는 3포트 밸브에 장착되어 재순환 배기 가스 포트를 개방하거나, 차단하거나, 또는 조절하며, 재순환 통로는 가스를 냉각기 내로 안내하는 파이프와 유체로 연통되도록 배치되거나, 또는 냉각기 내로 직접 방출시킬 수 있다.
3포트 밸브의 구조는 일반적으로 다음과 같다. 일부품 파이프(이후 배기 파이프라고 함)는 밸브로 유입되는 가스를 위한 유입 통로 및 밸브로부터 빠져나오는 가스를 위한 직접 배기 통로를 형성한다. 이러한 배기 파이프는, 배기 파이프가 밸브 본체라 알려져 있는 부재에 고정되는 지점에 있는 오리피스를 포함하며, 여기에 재순환 통로가 형성되고 이 오피리스를 통해 배기 파이프는 재순환 통로와 유체 연통된다. 밸브 본체는 구체적으로 밸브 셔터 및 그 회전 구동 모터를 포함한다.
가스 시일이 배기 파이프와 밸브 본체 사이에 마련되어야만 한다. 냉각기로 유입되는 재순환 대상 배기 가스의 온도는 매우 높고, 결과적으로 엘라스토머 타입의 시일은 부적절하며, 파이프와 밸브 본체 사이에는 금속 시일이 고정되는 것이 바람직하다. 밸브 셔터 및 밸브 본체의 상이한 열팽창 때문에, 밸브 셔터의 에지와 밸브 셔터가 가로질러 이동하는 밸브 본체의 통로의 내측 벽면 사이에 틈새를 남길 필요가 있고, 그 결과로서 밸브 셔터는 심지어 고온에서도 밸브 셔터가 수용되는 통로의 벽에 대해 마찰을 일으키지 않는다.
밸브 셔터가 폐쇄 위치에 있을 때, 밸브 셔터의 기능은 재순환 배기 가스 통로를 차단하는 것이며, 이 가스가 단지 배기 통로를 향해서만 유동하도록 강제하는 것이다. 그러나, 앞서 참고한 틈새 때문에 배기 가스는 밸브 셔터가 폐쇄 위치에 있을 때 재순환 파이프 내로 누설될 수 있다는 점에서 문제가 발생한다. 특히, 이러한 배기 가스 누설은 스모크를 발생시키며 엔진 성능을 저하시킨다.
본 발명은, 가스 누설이 없고 밸브 본체 및 시일을 포함하며 상기 밸브 본체는 가스 유동 통로 및 이 가스 유동 통로에서 가스의 이동을 차단하기 위한 밸브 셔터를 포함하는 것인 조립체를 제안하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 보다 구체적으로, 배기 가스의 높은 온도 때문에, 자동차 차량 내연기관의 배기 가스의 재순환을 위해 3포트 밸브의 밸브 본체의 통로 벽면과 밸브 셔터의 에지 사이에 틈새가 존재하도록 하기 위한 필요성으로부터 유래한다. 그러나, 본 출원인은 본 발명의 권리 범위를 오직 이러한 용례로만 한정하려는 것은 아니며, 고온에서 가스 유동이 존재하는 경우에 파이프에 연결되도록 의도되는 통로를 포함하는 밸브 본체에서 밸브 셔터를 밀봉하는 보다 일반적인 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 심지어 더욱 일반적으로, 본 출원인은 파이프에 연결되도록 의도되는 밸브 본체의 밸브 셔터를 밀봉하는 문제를 해결하고자 한다.
이를 위해, 본 발명은, 밸브 본체 및 시일의 조립체로서, 상기 밸브 본체는 가스 유동 통로 및 이 가스 유동 통로에서 가스의 이동을 차단하는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능한 밸브 셔터를 포함하며, 상기 가스 유동 통로는 가스 유동 통로와 파이프 사이에서 가스가 유동할 수 있도록 파이프에 연결되도록 의도되고, 상기 시일은 가스 유동 통로와 파이프 사이에 장착되도록 의도되어 가스 유동 통로와 파이프 사이에 가스 밀봉을 제공하는 것인 조립체에 있어서, 상기 시일은 폐쇄 위치에서 밸브 셔터를 위한 시트(seat)를 형성하는 것을 특징으로 하는 조립체에 관한 것이다.
본 발명 덕분에, 상기 시일은, 한편으로는 밸브 셔터가 개방 위치에 있는지 또는 폐쇄 위치에 있는지에 따라 가스 유동 통로와 파이프 사이에 밀봉을 제공하며, 다른 한편으로는 폐쇄 위치에 있을 때 밸브 셔터를 위한 밀봉을 제공하고, 상기 시일은 폐쇄 위치에 있을 때 밸브 셔터를 위한 시트를 형성하는데, 즉 상기 시일은 한편으로는 밸브 셔터와 가스 유동 통로 사이에서 가스의 이동을 방지하며, 다른 한편으로는 밸브 셔터와 파이프 사이에서 가스의 이동을 방지한다.
일 실시예에 있어서, 상기 시일은 가스가 통과하는 윈도우에 의해 뚫려 있는 금속 플레이트를 포함하며, 상기 시일은 상기 윈도우를 형성하는 시일의 내측 둘레의 적어도 일부에 걸쳐 밸브 셔터를 위한 시트를 형성한다.
일 실시예에 있어서, 상기 금속 플레이트는, 이 경우에, 금속 플레이트의 내측 둘레 상에, 밸브 셔터의 에지를 위한 적어도 하나의 인접 텅(tongue)을 포함한다.
구체적인 일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 인접 텅은 실질적으로 시일의 플레이트의 평면에 놓인다.
구체적인 일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 인접 텅은 폐쇄 위치에서 밸브 셔터에 대해 복원력(return force)을 인가한다. 이러한 복원력 때문에, 밸브 셔터와 시일 사이의 접촉 및 이에 따른 밸브 셔터와 시일 사이의 밀봉이 개선된다.
일 실시예에서는, 이러한 경우에 있어서, 적어도 하나의 인접 텅이 인접 텅과 접촉하도록 의도되는 밸브 셔터의 영역의 방향으로 시일의 플레이트의 평면과 소정 각도를 형성하며, 약간의 탄성을 갖는다.
구체적인 일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 인접 텅은 만곡되어 있어서 밸브 셔터의 에지의 적어도 하나의 에지면 상에서 밸브 셔터와 접촉하게 된다.
일 실시예에 있어서, 시일은 시일을 밸브 본체에 고정시키기 위한 고정 수단을 포함한다. 특히, 이들 고정 수단은 고정용 스크류가 통과하도록 하기 위한 적어도 하나의 구멍을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 밸브 셔터는 회전식으로 이동 가능하고, 밸브 셔터의 폐쇄 위치에서, 실질적으로 시일의 평면에 놓이도록 의도되는 플레이트를 포함하며, 밸브 셔터의 회전축은 이 플레이트에 대해 오프셋되고, 예컨대 밸브 본체의 통로 내로 연장된다. 이러한 실시예는 밸브 셔터가 차단 위치에 있을 때 배기 가스 수두 손실을 감소시킬 수 있다는 점에서, 사용되는 시일의 타입과는 무관하게 유용하다는 것에 주목할 수 있다.
또한, 본 발명은, 밸브 본체, 시일 및 파이프의 조립체로서, 상기 밸브 본체는 가스 유동 통로 및 이 가스 유동 통로에서 가스의 이동을 차단하는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능한 밸브 셔터를 포함하며, 상기 가스 유동 통로는 가스 유동 통로와 파이프 사이에서 가스가 유동할 수 있도록 파이프에 연결되도록 의도되고, 상기 시일은 가스 유동 통로와 파이프 사이에 장착되어 가스 유동 통로와 파이프 사이에 가스 밀봉을 제공하는 것인 조립체에 있어서, 상기 밸브 본체 및 시일은 전술한 바와 같은 밸브 본체 및 시일의 조립체의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 조립체에 관한 것이다.
일 실시예에서, 상기 조립체는 파이프로 유입되는 가스를 위한 유입 오리피스 및 밸브로부터 빠져나오는 가스의 직접 배기를 위한 오리피스를 구비하는 소위 3포트" 밸브를 형성한다. 상기 파이프는 상기 밸브 셔터가 차단 위치에 있을 때 상기 유입 오리피스로부터 유출 오리피스로의 가스의 직접 순환이 가능하도록 해준다. 가스 유동 통로는 직접 가스 순환 통로의 벽에 형성되는 오리피스에서 직접 가스 순환 통로에 연결되며, 상기 오리피스는 상기 밸브 셔터에 의해 차단되도록 되어 있다.
밸브는, 직접 가스 순환 파이프가 배기 파이프이며 가스 유동 통로는 열 교환기에 대한 배기 가스의 재순환을 위한 통로인 것인, 자동차 차량 내연기관의 3포트 밸브일 수 있다.
상기 밸브의 일 실시예에 있어서, 상기 밸브 셔터는 그 회전축의 양측부 각각에 2개의 윙(wing)을 포함한다.
제1 실시예에 있어서, 상기 시일의 윈도우는 이때 밸브 셔터의 상기 회전축의 양측부로 연장되고, 상기 축의 일측부에 위치하는 윈도우의 각각의 부분은 밸브 셔터의 각각의 윙에 의해 폐쇄된다. 윈도우의 상기 각각의 부분에는 밸브 셔터의 각각의 윙과 협력하도록 되어 있는 상기 인접 텅이 마련될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 윈도우는 회전축의 일측부에 놓이게 되며, 상기 시일은 회전축의 다른 측부에서 직접 가스 순환 파이프의 벽에 형성되는 상기 오리피스를 부분적으로 폐쇄하는 차단부를 갖는다. 밸브 셔터의 차단 위치에 있어서, 상기 밸브 셔터의 하나의 윙은 상기 윈도우를 폐쇄하고, 다른 윙은 상기 시일의 상기 차단부를 향하게 된다.
본 발명은 또한 전술한 밸브 본체 및 시일의 조립체를 위한 시일에 관한 것이다.
물론, 본 발명의 이상의 설명에 있어서, 통로와 파이프 사이에서의 가스 유동을 참고하는 것은, 가스가 통로로부터 파이프로 또는 파이프로부터 통로로 유동할 수 있다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 가스 누설이 없고 밸브 본체 및 시일을 포함하며 상기 밸브 본체는 가스 유동 통로 및 이 가스 유동 통로에서 가스의 이동을 차단하기 위한 밸브 셔터를 포함하는 것인 조립체를 얻을 수 있다.
본 발명은 첨부 도면을 참고하여 제시된 본 발명의 밸브의 바람직한 실시예에 관한 이하의 설명의 도움을 받으면 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은 자동차 차량의 배기 가스를 재순환하기 위해, 열 교환기에 연결되는 3포트 밸브의 사시도이다.
도 2는, 열교환기를 구비하지 않고 배기 통로를 구비하지 않으며, 반시계 방향으로 대략 90 도만큼 회전되어 있고 본 발명의 제1 실시예의 시일을 구비하며 밸브 셔터는 개방 위치에 있을 때, 정면에서 바라본 도 1의 밸브의 본체의 사시도이다.
도 3은 도 2의 시일의 사시도이다.
도 4는 밸브 셔터가 폐쇄 위치에 있을 때, 도 2의 밸브 셔터 및 시일의 사시도이다.
도 5는 도 2의 밸브 셔터의 후방으로부터의 사시도이다.
도 6은 도 2의 타입의 밸브를 위한 시일의 제2 실시예의 후방으로부터의 사시도이다.
도 7은 도 6의 시일과 밸브 셔터 사이의 접촉 영역의 확대 단면 사시도이다.
도 8은 밸브 셔터가 폐쇄 위치에 있을 때, 도 7의 밸브 셔터 및 시일의 사시도이다.
도 9는 도 1에 지시된 평면 I-I 상의 단면에서 밸브 셔터가 폐쇄 위치에 있을 때 도 1의 밸브를 도시한 도면이다.
용어 전방 및 후방은, 밸브의 설명을 간단하게 하기 위해 순수하게 통상적인 임의의 방식으로 선택되지만, 사용 중에 밸브의 배향을 특정하려는 것은 아니다. 본 명세서에서 정면 및 이면은 밸브 셔터의 시일의 평면에 대한 것이며, 이면은 열 교환기로 통하는 재순환 배기 가스 통로의 단부를 지칭한다.
기능적으로, 도 1을 참고하면, 소위 "3포트" 밸브는 밸브로 유입되는 가스를 위한 유입 통로(2), 제1 가스 유출 통로(3) 및 제2 가스 유출 통로(4)를 포함한다. 구조적으로, 밸브(1)는, 배기 파이프(B)가 그 위에 장착되고 배기 파이프(B)에 고정되는 밸브 본체(A)를 포함하며, 배기 파이프는 유입 통로(2) 및 제1 가스 유출 통로(3)를 형성하고, 밸브 본체(A)는 제2 가스 유출 통로(4)를 포함한다.
정의에 따라, 밸브는 밸브 셔터 및 다양한 통로를 포함하는 구성요소이며 밸브 본체는 밸브 셔터(6)를 지지하는 밸브의 구조적 요소라는 것에 주목하라.
제1 가스 유출 통로(3)는 직접 배기 가스 유출 통로이며, 이는 배기 통로(3)라 불린다. 제2 가스 유출 통로(4)는 냉각기(5)의 가스 유입 통로를 형성하고, 자체로 엔진의 재순환 배기 가스 포트 내로 방출시키며 [압축기(들)의 상류에서 또는 하류에서] 가스를 실린더 내로 허용하기 위한 매니폴드를 향해 배기 가스를 안내하고, 이 제2 가스 유출 통로는 재순환 통로(4)라 불린다. 냉각기(5)는 밸브 본체(A)의 플랜지(A')에 의해 밸브 본체(A)에 고정되며, 직접 재순환 통로(4)로 방출시킨다.
실린더로부터의 유출구에서, 밸브(1)의 유입 통로(2) 내로 허용되는 배기 가스는 엔진의 배기 파이프 내로 방출시키는 배기 통로(3)를 통해 직접 배출될 수 있거나, 또는 재순환 통로(4)를 통해 냉각기(5) 내로 허용된다. 따라서, 배기 가스는 또한 본 명세서에서 직접 가스 순환 파이프라 불리는 단지 배기 파이프(B)에서만 유동하거나[즉, 기능적으로 밸브(1)의 배기 통로(3) 및 유입 통로(2)에서만 유동하거나], 또는 추가적으로, 예컨대 상기 직접 가스 순환 파이프의 벽에 형성되고 상기 밸브 셔터(6)에 의해 차단되도록 되어 있는 오리피스를 통해 재순환 통로(4)에서 유동한다.
본 발명은 밸브 본체(A)의 재순환 통로(4) 및 배기 파이프(B) 사이의 연결에 적용된다.
밸브 셔터(6)는 축(7)[본 명세서에서 용어 축(7)은 기계적인 부품 및 그 방향 양자 모두를 지칭함]을 중심으로 회전 가능하다. 도 5를 참고하면, 밸브 셔터(6)는 실질적으로 평탄한 전면을 갖는 직사각형 플레이트(8)를 포함한다. 그 이면 상에서, 플레이트(8)는, 밸브 셔터(6)를 회전 방식으로 구동하기 위한 축(7)이 통과하는 보어(10)를 포함하는 돌출부(9)를 형성하는 중앙 부분(9)을 지지한다. 밸브 셔터(6)는 그 회전축(7)을 중심으로 피벗한다.
밸브 셔터(6)의 회전 구동 축(7)은 모터, 예컨대 DC 모터에 의해 구동되는데, 이 모터는 도시되어 있지는 않고 밸브 본체(4)의 하우징(16)(여기서는 원통형 하우징)에 장착된다.
밸브 셔터(6)의 회전축(7)은 밸브 셔터(6)의 플레이트(8)에 대해 오프셋되며, 즉 플레이트(8)의 평면에 있지 않고 플레이트(8)로부터 소정 거리에 있으며, 여기서는 플레이트(8)에 실질적으로 평행하다는 것에 주목하라. 이러한 구조는 밸브 본체(A)의 구조와 관련되며, 이후에 설명된다. 밸브 셔터(6)의 회전축(7)은 또한 플레이트(8)의 형상을 형성하는 직사각형에 대해 실질적으로 중앙으로 연장되며, 더욱 정확하게는 이 사각형의 일측부를 향해 축으로부터 약간 벗어나고 오프셋된다[이는 물론 플레이트(8) 상에 수직으로 돌출될 때 플레이트에 대한 축의 위치를 가리킴].
밸브 셔터가 개방되어 있을 때, 재순환 통로(4) 및 이에 따른 냉각기(5)는 배기 파이프(B)와 직접 연통되며, 이러한 연통은 밸브 셔터(6)에 의해 차단될 수 있다.
시일(11)은 배기 파이프(B)와 밸브 본체(A)의 재순환 통로(4) 사이에 고정된다. 시일(11)은 가스 통로 윈도우(12)에 의해 뚫려 있는 대체로 평탄한 금속 플레이트의 형태를 취한다. 따라서, 시일(11)은 실질적으로 직사각형 프레임(11)의 형상을 갖는다. 고정용 러그(lug)(13)는 프레임(11)의 외측 에지 상에 마련되며, 각각의 러그(13)는 밸브 본체(A)의 대응하는 보어, 여기서는 재순환 통로(4)의 둘레에서의 보어와 협통하는 센터링 핀(centering pin) 또는 고정용 스크류를 위한 구멍(14)을 포함한다. 구멍(14')은 또한 시일(11)의 프레임에 직접 마련된다(즉, 러그를 구비하지 않음).
이때 밸브 본체(A), 배기 파이프(B) 및 시일(11)은 정렬되어, 동일한 고정용 스크류가 이들 3개의 요소를 함께 고정하는 것을 가능하게 하며, 각각의 스크류는 이에 따라 배기 파이프(B), 시일(11) 및 밸브 본체(A)를 통과한다. 따라서, 시일(11)은 밸브 본체(A)와 배기 파이프(B)의 대향면들 사이에 고정된다.
윈도우(12)를 형성하는 시일(11)의 내측 둘레의 적어도 일부는, 폐쇄 위치에 있을 때 밸브 셔터(6)를 위한 시트를 형성하도록 되어 있다. 따라서, 폐쇄 위치에서 밸브 셔터(6)는 시일(11)에 대해 압박을 가한다.
밸브 셔터 시트 기능을 제공하는 시트(11)의 다양한 실시예가 다음에 설명된다. 밸브(전술한 내용 참고)의 다른 실시예는 모든 실시예에서 동일하거나, 유사하거나, 또는 비교 가능하며, 이에 따라 다양한 실시예에서 다시 설명되지 않는다. 더욱이, 동일한 기능, 유사한 기능 또는 비교 가능한 기능의 구조적 요소를 위해 동일한 도면 부호가 사용된다.
도 2 내지 도 4에 제시되어 있는 제1 실시예에 있어서, 시일(11)은 밸브 셔터(6)를 위해, 더욱 정확하게는 그 에지를 위해 내측 에지 인접 텅(15a, 15b, 15c, 15d) 상에 포함된다. 이들 텅(15a 내지 15d)은 평탄하며, 제시된 실시예에 있어서 시일(11)을 형성하는 플레이트와 실질적으로 동일한 평면에 놓인다. 이들 텅은, 그 에지를 따라 위치하는 밸브 셔터(6)의 횡방향(가스 유동에 대한 횡방향) 표면 부분이 이들 텅과 접촉하게 되도록 배치된다.
더욱 정확하게는, 도 3 및 도 4를 참고하면, 측방향 텅(15b, 15d)은 시일(11)의 대응하는 내측 에지의 전체 길이만큼 연장되는 반면, 상부 텅(15a) 및 하부 텅(15c)의 중앙 부분은 밸브 셔터(6)가 통과하는 각각의 갭(15a', 15c')에 의해 중단된다. 다시 한번 그리고 전면과 이면의 개념과 관련하여, 상부, 하부 및 측부(우측 및 좌측)의 개념은 임의적이며, 도 2에 도시된 바와 같이 상부, 하부 및 측부(우측 및 좌측)에 대응하고, 이들 개념은 밸브(1)가 엔진에서 배향되는 방식을 특정하지 않는다.
상부 텅(15a) 및 하부 텅(15c)에서의 갭(15a', 15c')은 밸브 셔터(6)가 시일을 통과하도록 해주며, 밸브 셔터의 축(7)을 중심으로 피봇하게 해준다. 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브 셔터(6)의 개방 위치에서, 밸브 셔터(6)는 윈도우(12)를 차단하지 않으며, 그 플레이트(8)는 갭(15a', 15c')을 통해 연장되고, 도 2에서 축(7)의 우측에 위치하는 그 플레이트(8)의 일부는 시일(11)의 전방에 놓이며, 축(7)의 좌측에 위치하는 다른 부분은 시일(11)의 후방에 놓인다. 밸브 셔터(6)의 폐쇄 위치에서, 밸브 셔터(6)는 시일의 양측부 상에서 지지된다. 더욱 정확하게는, 그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브 셔터(6)의 우측 부분의 에지를 따르는 횡방향 표면은 밸브 셔터(6)가 통과하는 갭(15a', 15c')의 우측에 놓이는 텅(15a, 15b, 15c) 상에 지지되는 반면, 밸브 셔터(6)의 좌측 부분의 에지를 따르는 횡방향 표면은 밸브 셔터(6)가 통과하는 갭(15a', 15c')의 좌측에 놓이는 텅(15a, 15c, 15d) 상에 지지되고, 더욱 정확하게는 밸브 셔터(6)의 우측 부분의 에지는 우측의 측방향 텅(15b) 전체에서 그리고 대응하는 갭(15a', 15c')의 우측에 놓이는 상부 텅(15a) 및 하부 텅(15c) 부분에서 지지되는 반면, 밸브 셔터(6)의 좌측 부분의 에지는 좌측 측방향 텅(15d) 전체에서 그리고 대응하는 갭(15a', 15c')의 좌측에 놓이는 상부 텅(15a) 및 하부 텅(15c) 부분에서 지지된다는 것은 명확하다.
따라서, 밸브 셔터(6)의 플레이트(8)의 우측 부분의 이면은 텅(15a, 15b, 15c)의 전면 상에서 지지되고, 밸브 셔터(6)의 플레이트(8)의 좌측 부분의 정면은 텅(15a, 15c, 15d)의 이면 상에서 지지된다. 따라서, 플레이트(8)가 폐쇄 위치에 있을 때 밸브 셔터(6)의 회전축(7)이 플레이트(8)의 평면에 대해 오프셋되는 이유, 즉 시일(11)의 평면에 대해 오프셋되는 이유가 분명하며, 폐쇄 위치에서 밸브 셔터(6)는 시일(11)의 양측부에서 지지되고, 그 중앙 부분은 시일(11)의 평면에 있고, 그 회전축은, 회전축이 밸브 본체(A)의 재순환 통로(4) 내에 위치하도록 시일(11)의 평면으로부터 오프셋된다.
시일(11)은 이에 따라 폐쇄 위치에 있을 때 밸브 셔터(6)를 위한 시트를 형성한다. 이로 인해 밸브는 누설이 더욱 방지된다. 한편으로는, 배기 파이프(B)와 재순환 통로(4) 사이의 밀봉은 이들 사이에 고정되는 시일(11)에 의해 마련된다. 한편, 밸브 셔터(6)의 폐쇄 위치에서, 한편으로는 밸브 셔터(6)와 재순환 통로(4) 사이의 밀봉, 그리고 다른 한편으로는 밸브 셔터(6)와 배기 파이프(B) 사이의 밀봉은, 그 에지를 따르는 밸브 셔터(6)의 횡방향 표면과 밸브 셔터(6)를 위한 시트를 형성하는 시일(11)의 텅(15a 내지 15d)의 횡방향 표면의 접촉에 의해 이루어진다.
시일(텅을 구비한 시일)의 제1 실시예의 구체적인 일 실시예에 있어서, 텅(15a 내지 15d)은 어느 정도의 탄성 또는 가요성을 갖도록 되어 있으며, 다시 말하면 밸브 셔터(6)에 스프링 힘을 인가하고, 이에 따라 밸브 셔터에 대해 어느 정도의 저항을 가하도록 되어 있으며, 이 경우, 휴지 위치에서[즉, 밸브 셔터(6)가 개방되어 있을 때] 텅(15a 내지 15d)은 밸브 셔터(6)의 부분을 향해 배향되고, 이들 텅은 밸브 셔터와 함께 밸브 셔터의 폐쇄 위치에서 접촉하도록 의도되며, 이에 따라 이들 텅은 시일(11)을 형성하는 플레이트의 평면과 소정 각도를 형성한다. 따라서, 대응하는 갭(15a', 15c')의 우측에 놓이는 상부 텅(15a) 부분과 하부 텅(15c) 부분 및 우측 측방향 텅(15b)은 정면을 향해 작은 각도로 연장되는 반면, 대응하는 갭(15a', 15c')의 좌측에 놓이는 상부 텅(15a) 부분과 하부 텅(15c) 부분 및 좌측 측방향 텅(15d)은 이면에 대해 약간의 각도로 연장된다. 이 때문에, 밸브 셔터(6)가 텅(15a 내지 15d)과 접촉하게 될 때, 밸브 셔터는 텅(15a 내지 15d)에 힘을 인가하여 이들 텅이 횡방향 위치에 있도록 한다(그 휴지 위치와는 반대 배향임). 텅(15a 내지 15d)의 가요성에 의해 발생되는 스프링 힘 때문에, 텅(15a 내지 15d)과 밸브 셔터(6)의 에지 사이의 접촉은 더욱 강력해지며 보다 균일해지는데, 이는 텅이 밸브 셔터에 대해 복원력을 인가하기 때문이며, 이로 인해 밀봉이 개선된다.
도 6 내지 도 8에 제시되는 제2 실시예에 있어서, 시일(11)은 그 내측 상부 에지 및 하부 에지로부터 형성되는 만곡된 텅(15a, 15c)을 포함한다. 각각의 텅(15a, 15c)은 밸브 셔터(6)의 대응하는 에지의 에지면과 접촉하도록 되어 있으며, 텅(15a, 15c)은 어느 정도 가요성이 있어서 이때 밸브 셔터(6)에 스프링 힘을 가한다. 도 7은 밸브 셔터(6)의 상부 에지의 에지면과 시일(11)의 상부 텅(15a) 사이의 접촉을 도시한 것이다. 밸브 셔터가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동할 때, 밸브 셔터(6)는 상부 텅(15a) 및 하부 텅(15c)과 접촉하게 되며, 이들 텅은 밸브 셔터(6)의 에지가 통과하는 것을 방해하도록 크기가 결정되고, 밸브 셔터(6)는 텅(15a, 15c)이 그 곡률 방향으로, 즉 상부 텅(15a)의 경우에는 상방으로 그리고 하부 텅(15c)의 경우에는 하방으로 구부러지게 한다. 이렇게 강제적으로 구부러지기 때문에, 텅(15a, 15c)이 복원력을 인가하는 것에 대해, 밸브 셔터(6)는, 밸브 셔터(6)의 상부 에지의 에지면과 상부 텅(15a)이 접촉하고 밸브 셔터(6)의 하부 에지의 에지면과 하부 텅(15c)이 접촉하는 상태에서, 시일(11)의 윈도우(12)에서 횡방향 위치를 선택할 수 있고, 텅(15a, 15c)은 밸브 셔터(6)의 대응하는 에지에서 접촉 방향으로 부하(복원력)를 인가하며, 즉, 접촉을 강화하고 이에 따라 밀봉을 개선시킨다.
시일(11)은 그 측방향 에지 상에 제1 실시예의 시일(11)의 측방향 텅과 유사한 횡방향 측부 텅(15b, 15d)을 더 포함한다(스프링 효과를 갖거나 갖지 않음).
도 8에 도시된 바와 같이, 폐쇄 위치에서, 밸브 셔터(6)는 만곡된 상부 텅(15a) 및 만곡된 하부 텅(15c)과 접촉하게 되며, 이때 접촉은 마주하는 반경방향 표면[텅(15a, 15c) 및 밸브 셔터(6)의 에지의 에지면]을 따라 이루어지고, 밸브 셔터는 좌측 측방향 텅(15d) 및 우측 측방향 텅(15b)와 접촉하게 되며, 이때 접촉은 횡방향으로 마주하는 표면[텅(15b, 15d)의 횡방향 표면 및 밸브 셔터(6)의 측방향 에지의 횡방향 표면]을 따라 이루어진다. 앞서와 같이, 밸브 셔터(6)의 우측 에지는 우측 측방향 텅(15b)의 정면측과 접촉하고, 밸브 셔터의 좌측 에지는 좌측 측방향 텅(15d)의 이면측과 접촉한다.
도시된 실시예에서는, 밸브 셔터(6)의 중앙 부분이 통과하기 위한 갭이 만곡된 텅(15a, 15c)에 존재하지 않는다. 밸브 셔터(6)는 이에 따라 만곡된 텅(15a, 15c)의 중앙 부분과 일정하게 접촉하고 이 중앙 부분에 연속적인 압력을 인가하며, 폐쇄 위치에서 만곡된 텅의 길이 전체와 접촉하게 된다.
더욱이, 도시된 실시예에 있어서, 2개의 만곡된 텅(15a, 15c)은 양자 모두 이면을 향해 만곡되며, 도 7에 도시된 바와 같이, 시일(11)의 이면에 대해 재순환 통로(4)와 동일한 측부에 놓이게 된다. 하나의 텅은 정면을 향해 만곡될 수 있고 다른 하나의 텅은 이면을 향해 만곡될 수 있다. 더욱이, 4개의 텅[상부 텅(15a), 하부 텅(15c) 및 측부 텅(15b, 15d)]이 만곡될 수 있다.
도시되지 않은 다른 실시예에 있어서, 시일(11)의 일부 내측 에지는 밸브 셔터(6)의 대응하는 에지와 마찰식으로 접촉하며, 예를 들어 시일(11)의 내측 측방향 에지는 횡방향 표면 상에 접촉 텅을 구비하고[제1 실시예에서와 같음(도 2 내지 도 4 참고)], 상부 에지 및 하부 에지는 특별한 구조를 갖지 않는다, 즉 직선형이며 이들 에지가 마찰식으로 접촉하는 밸브 셔터(6)의 대응하는 에지와 동일한 높이에 있다.
도시되지 않은 다른 실시예에 있어서, 시일(11)은, 밸브 셔터가 통과하는 갭(15a', 15c')이 제2 실시예(도 6 내지 도 8 참고)의 만곡된 텅(15a, 15c)과 유사한 만곡된 텅 부분으로 대체된다는 것을 제외하고는, 텅을 갖춘 제1 실시예의 시일과 유사하다(마찰을 일으키거나 마찰을 일으키지 않음). 따라서, 각각의 상부 텅 및 하부 텅은, 그 위치와 무관하게 밸브 셔터에서 연속적으로 접촉하는 만곡된 텅의 형태인 중앙 부분, 및 단지 폐쇄 위치에서만 밸브 셔터와 접촉하는 횡방향 텅의 형태인 우측 부분 및 좌측 부분을 포함한다.
도시되지 않은 다른 실시예에 있어서, 시일(11)은, 재순환 통로(4)와 배기 파이프(B) 사이에 고정되도록 되어 있으며 윈도우를 포함하는 플레이트를 포함하고, 텅은 윈도우의 에지를 따라 연장되지만 플레이트의 평면이 아닌 평면에 위치한다. 예를 들면, 텅은 이를 위해 플레이트에 수직인 부분을 포함하고 이 수직인 부분의 단부로부터 플레이트에 평행한(즉, 가스의 유동에 실질적으로 횡방향인) 부분을 포함할 수 있으며, 밸브 셔터의 에지의 횡방향 표면을 위한 인접부를 형성하도록 의도된다. 따라서, 밸브 셔터는 플레이트의 평면이 아닌 평행한 평면에서 텅과 인접한다.
앞서 참고한 다양한 실시예에 있어서, 밸브 셔터(6)는 그 회전축(7)의 각각의 대향 측부에 마련되는 2개의 윙(6a, 6b)을 포함한다.
도시된 모드에 대응하는 제1 모드에 있어서, 상기 시일(11)의 윈도우(12)는 밸브 셔터의 상기 회전축(7)의 양측부에 연장되고, 상기 회전축(7)의 각각의 대향 측부에 위치하는 윈도우(12)의 부분(11a, 11b)은 밸브 셔터의 각각의 윙(6a, 6b)에 의해 폐쇄된다. 윈도우의 상기 부분들은 각각 밸브 셔터의 각각의 플랜지(6a, 6b)와 협력하도록 되어 있는 상기 인접 텅(15a, 15d, 15c; 15a, 15b, 15c)을 포함할 수 있다.
도시되지 않은 다른 모드에 있어서, 상기 윈도우는 회전축의 일측부에 연장되며, 상기 시일은 다른 측부에서 직접 가스 순환 파이프의 벽에 형성되는 상기 오리피스를 부분적으로 폐쇄하는 차단부를 갖는다. 다시 말해서, 도 3을 참고하면, 해당 시일은, 상기 윈도우(12)가 단지 축(7)의 회전을 위한 좌측의 자유 공간 및 부분(11a)에 의해서만 한정된다는 것을 제외하고는, 이 도면에 도시된 시일에 대응한다. 윈도우의 나머지는 시일의 가려진 부분에 의해 차단되며, 예컨대 압박 작용에 의해 차단되고, 상기 시일의 둘레 부분에 의해 점유되는 평면으로부터 후방으로 설정된다. 따라서, 밸브 셔터의 차단 위치에 있어서, 상기 밸브 셔터의 하나의 윙(6a)은 상기 윈도우를 폐쇄하고, 다른 윙(6b)은 시일의 상기 가려진 부분을 향하게 된다.
설명된 실시예 및 다른 실시예는 물론 조합될 수 있다. 다른 실시예를 고안할 수 있으며, 구체적으로 밸브 셔터 및 시일의 윈도우는 반드시 직사각형 형상일 필요는 없다.
A : 밸브 본체 A' : 플랜지
B : 배기 파이프 1 : 밸브
2 : 유입 통로 3 : 제1 가스 유출 통로
4 : 제2 가스 유출 통로 5 : 냉각기
6 : 밸브 셔터 6a, 6b : 윙
7 : 회전축 8 : 플레이트
9 : 돌출부(또는 중앙 부분) 11 : 시일
12 : 윈도우 13 : 러그
14, 14' : 구멍
15a, 15b, 15c, 15d : 내측 에지 인접 텅
15a', 15b' : 갭

Claims (12)

  1. 밸브 본체(A) 및 시일(11)의 조립체로서, 상기 밸브 본체(A)는 가스 유동 통로(4) 및 이 가스 유동 통로(4)에서 가스의 이동을 차단하는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능한 밸브 셔터(6)를 포함하며, 상기 가스 유동 통로(4)는 가스 유동 통로와 파이프 사이에서 가스가 유동할 수 있도록 파이프(B)에 연결되도록 의도되고, 상기 시일(11)은 가스 유동 통로(4)와 파이프(B) 사이에 장착되도록 의도되어 가스 유동 통로와 파이프 사이에 가스 밀봉을 제공하는 것인 조립체에 있어서, 상기 시일(11)은 폐쇄 위치에서 밸브 셔터(6)를 위한 시트(seat)를 형성하는 것을 특징으로 하는 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시일(11)은 가스가 통과하는 윈도우(12)에 의해 뚫려 있는 금속 플레이트를 포함하며, 상기 시일(11)은 상기 윈도우(12)를 형성하는 시일의 내측 둘레의 적어도 일부에 걸쳐 밸브 셔터(6)를 위한 시트를 형성하는 것인 조립체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 금속 플레이트는, 금속 플레이트의 내측 둘레에, 밸브 셔터(6)의 에지를 위한 적어도 하나의 인접 텅(15a, 15b, 15c, 15d)을 포함하는 것인 조립체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인접 텅(15a, 15b, 15c, 15d)은 실질적으로 시일의 플레이트의 평면에 놓이는 것인 조립체.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인접 텅(15a, 15b, 15c, 15d)은 폐쇄 위치에서 밸브 셔터(6)에 복원력을 인가하는 것인 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인접 텅(15a, 15b, 15c, 15d)은 텅과 접촉하도록 의도되는 밸브 셔터(6)의 영역의 방향으로 시일의 플레이트의 평면과 소정 각도를 형성하며, 소정의 탄성을 갖는 것인 조립체.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인접 텅(15a, 15b, 15c, 15d)은 밸브 셔터(6)의 에지의 적어도 하나의 에지면 상에서 밸브 셔터(6)와 접촉하게 되도록 만곡되어 있는 것인 조립체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 시일(11)은 시일을 밸브 본체(A)에 고정시키기 위한 고정 수단(14, 14')을 포함하는 것인 조립체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 밸브 셔터(6)는 회전식으로 이동 가능하며, 밸브 셔터(6)의 폐쇄 위치에서 실질적으로 시일(11)의 평면에 놓이도록 의도되는 플레이트(8)를 포함하고, 밸브 셔터(6)의 회전축(7)은 상기 플레이트(8)에 대해 오프셋되는 것인 조립체.
  10. 밸브 본체(A), 시일(11) 및 파이프(B)의 조립체로서, 상기 밸브 본체(A)는 가스 유동 통로(4) 및 이 가스 유동 통로(4)에서 가스의 이동을 차단하는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능한 밸브 셔터(6)를 포함하며, 상기 가스 유동 통로(4)는 가스 유동 통로와 파이프 사이에서 가스가 유동할 수 있도록 파이프(B)에 연결되도록 의도되고, 상기 시일(11)은 가스 유동 통로(4)와 파이프(B) 사이에 장착되어 가스 유동 통로와 파이프 사이에 가스 밀봉을 제공하는 것인 조립체에 있어서, 상기 밸브 본체(A) 및 시일(11)은 제1항 내지 제9항에 따른 밸브 본체 및 시일의 조립체의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 조립체.
  11. 제10항에 있어서, 자동차 차량 내연기관의 소위 "3포트" 밸브를 형성하고, 상기 파이프는 밸브로 유입되는 가스를 위한 유입 통로(2) 및 밸브로부터 빠져나가는 가스의 직접 배기를 위한 통로(3)를 제공하는 배기 파이프(B)이며, 상기 가스 유동 통로(4)는 열 교환기(5)를 향해 배기 가스를 재순환시키기 위한 재순환 통로(4)를 형성하고, 파이프의 벽에 형성되는 오리피스에서 파이프(B)에 연결되는 것인 조립체.
  12. 밸브 본체와 시일의 조립체를 위한 시일로서, 상기 시일(11)은 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 따른 조립체의 시일의 특징을 갖는 것인 시일.
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