KR20150067881A - 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브 - Google Patents

바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브는 엔진, 히터코어, 및 라디에이터를 순환하는 냉각수를 각각 제어하는 멀티 유량제어 밸브, 및 상기 냉각수가 상기 멀티 유량제어 밸브를 바이패스하도록 냉각수통로에 설치되는 바이패스밸브를 포함하고, 상기 바이패스밸브는, 상기 냉각수통로에 설치되고, 그 내부에 온도에 따라서 팽창 또는 수축하는 왁스가 충진되는 밸브바디, 일단은 상기 밸브바디에 삽입되고, 타단은 상기 밸브바디의 외부로 돌출되며, 상기 왁스의 팽창 또는 수축에 의해서 밀려나오거나 들어가는 피스톤로드, 상기 피스톤로드의 타단부를 지지하도록 상기 냉각수통로에 고정되는 고정판, 상기 피스톤로드의 외주면에 돌출되어 형성되는 압력감지날개, 및 상기 압력감지날개가 상기 냉각수통로를 폐쇄하도록 상기 압력감지날개를 탄성지지하는 탄성부재를 포함할 수 있다.

Description

바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브{BYPASS VALVE DETECTING TEMPERATURE AND PRESSURE}
본 발명은 엔진, 히터코어, 또는 라디에이터를 순환하는 라인에 설치되어 냉각수의 유로를 각각 제어함으로써 전체적인 냉각효율을 향상시키고 연료소모를 줄이는 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브에 관한 것이다.
멀티유량제어밸브는 엔진, 라디에이터, 히터코어, 등으로 공급되는 냉각수 유량을 각각 조절하는 장치로, 엔진 냉각시스템의 유량을 최적화하여 웜업시간을 단축시키고, 엔진의 마찰손실을 저감시킨다.
그래서, 멀티유량제어밸브는 엔진에서 소모되는 연료소모를 줄이고 히터의 성능을 최적화하며, 엔진의 웜업시간 단축으로 배기가스의 품질을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.
한편, 멀티유량제어밸브를 순환하는 냉각수의 온도가 과도하거나 냉각수의 압력이 과도하면 냉각수 제어의 정확도가 떨어지고, 멀티유량제어밸브의 제어실패(패일)를 초래할 수 있다.
따라서, 멀티유량제어밸브를 순환하는 냉각수의 온도와 압력에 따라서 냉각수를 바이패스시킴으로써 멀티유량제어밸브의 제어정확도를 상승시키고 제어실패를 미연에 방지하기 위한 연구가 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 냉각수의 온도와 압력이 설정수치를 초과하면 냉각수를 바이패스시킴으로써 멀티유량제어밸브의 제어실패를 미연에 방지하고 전체적인 제어정확도를 향상시키며 내구성도 향상시킬 수 있는 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브를 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브는 엔진, 히터코어, 및 라디에이터를 순환하는 냉각수를 각각 제어하는 멀티 유량제어 밸브, 및 상기 냉각수가 상기 멀티 유량제어 밸브를 바이패스하도록 냉각수통로에 설치되는 바이패스밸브를 포함하고, 상기 바이패스밸브는, 상기 냉각수통로에 설치되고, 그 내부에 온도에 따라서 팽창 또는 수축하는 왁스가 충진되는 밸브바디, 일단은 상기 밸브바디에 삽입되고, 타단은 상기 밸브바디의 외부로 돌출되며, 상기 왁스의 팽창 또는 수축에 의해서 밀려나오거나 들어가는 피스톤로드, 상기 피스톤로드의 타단부를 지지하도록 상기 냉각수통로에 고정되는 고정판, 상기 피스톤로드의 외주면에 돌출되어 형성되는 압력감지날개, 및 상기 압력감지날개가 상기 냉각수통로를 폐쇄하도록 상기 압력감지날개를 탄성지지하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 냉각수통로의 내주면에 고정되는 제1고정링을 포함하고, 상기 탄성부재는 상기 압력감지날개가 상기 제1고정링에 밀착되어 상기 냉각수통로를 폐쇄하도록 할 수 있다.
상기 탄성부재의 일단을 지지하도록 고정되는 제2고정링을 포함할 수 있다.
상기 고정판은 상기 제1고정링과 연결되어 상기 냉각수통로에 고정될 수 있다.
상기 피스톤로드는 상기 냉각수통로의 중심부에 배치될 수 있다.
상기 압력감지밸브의 앞쪽 압력이 설정치 초과하면, 상기 압력감지밸브가 상기 탄성부재를 압축시키면서 뒤쪽으로 밀려나서 냉각수가 바이패스될 수 있다.
상기 밸브바디 내부에 충진된 상기 왁스의 온도가 설정치 이상이면, 상기 왁스가 팽창하여 상기 피스톤로드를 밀어내고, 상기 피스톤로드가 상기 고정판을 밀어내서, 상기 탄성부재가 압축되어, 상기 밸브바디가 상기 고정판을 기준으로 후방으로 움직임으로써 냉각수가 바이패스 될 수 있다.
상기 탄성부재는 상기 밸브바디가 중심부에 배치되는 코일스프링 타입일 수 있다.
상기 압력감지날개는 상기 밸브바디의 둘레를 따라서 형성될 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 냉각수의 온도가 과도한 경우에 왁스가 팽창하여 피스톤로드가 밀려나오고, 밀려나온 상기 피스톤로드가 밸브바디를 움직여서 냉각수가 용이하게 바이패스될 수 있다.
동시에, 냉각수의 압력이 과도한 경우에 밸브바디에 부착된 압력감지날개에 냉각수압력이 가해지고, 가해지는 냉각수압력에 의해서 밸브바디가 움직여서 냉각수가 용이하게 바이패스될 수 있다.
따라서, 멀티유량제어밸브가 압력과 온도로부터 보호되고, 냉각계호스, 연결부, 및 실링부가 고온/고압으로 파손되는 것을 방지하고, 라디에이터, 히터코어, 오일쿨러, 및 이지알쿨러 등과 같은 부품이 고온/고압으로부터 보호되고, 엔진의 과열을 방지하며, 전반적인 엔진시스템이 고온/고압으로부터 손상되는 것을 방지한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브가 적용되는 엔진시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브의 전체적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브가 압력에 의해서 작동되는 상태를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브가 온도에 의해서 작동되는 상태를 보여주는 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브가 적용되는 엔진시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 엔진시스템은 엔진(110), 멀티유량제어밸브(150), 라디에이터(100), 팬(140), 메인펌프(105), 히터코어(120), 및 보조펌프(130)를 포함한다.
냉각수는 상기 메인펌프(105), 상기 엔진(110), 상기 멀티유량제어밸브(150), 상기 라디에이터(100)를 따라서 형성되는 메인라인을 순환한다.
아울러, 상기 멀티유량제어밸브(150)에서 상기 보조펌프(130), 상기 히터코어(120), 및 상기 메인펌프(105)의 입구측으로 형성되는 보조라인을 순환한다.
아울러, 상기 멀티유량제어밸브(150)에서 상기 라디에이터(100) 및 상기 보조펌프(130)로 공급되지 않는 냉각수는 상기 메인펌프(105)의 입구측으로 순환한다.
한편, 본 발명의 실시예에서, 상기 멀티유량제어밸브(150) 내부에는 냉각수의 온도와 압력에 의해서 냉각수를 바이패스시키는 바이패스밸브(155)가 내장된다.
즉, 냉각수의 압력이 설정수치 이상이거나 냉각수의 온도가 설정수치 이상이면, 상기 바이패스밸브(155)가 동작하여 냉각수가 상기 멀티유량제어밸브(150)를 바이패스하여 상기 라디에이터(100)를 순환할 수 있다.
상기 바이패스밸브(155)의 상세구조 및 그 작동원리에 대해서는 도 2,3, 및 4를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브의 전체적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 바이패스밸브(155)는 냉각수통로(210) 및 상기 냉각수통로(210)에서 분기되는 바이패스통로(200)를 포함하고, 상기 냉각수통로(210)에는 고정판(270), 제1고정링(280), 압력감지날개(230), 탄성부재(200), 제2고정링(290), 밸브바디(240), 왁스(250), 및 피스톤로드(260)가 설치된다.
상기 밸브바디(240)의 내부에는 공간이 형성되고, 상기 공간에 상기 왁스(250)가 충진된다. 그리고, 상기 밸브바디(240)의 선단부 중심부를 관통하여 상기 피스톤로드(260)가 삽입된다.
상기 피스톤로드(260)는 상기 왁스(250)의 팽창과 수축에 따라서 밀려나오거나 들어가는 구조를 갖는다. 아울러, 상기 피스톤로드(260)와 상기 밸브바디(240) 사이에는 실링구조가 형성되어 상기 왁스(250)는 외부로 누출되지 않는다.
상기 밸브바디(240)의 외주면 선단부에는 압력감지날개(230)가 고정되고, 상기 밸브바디(240)의 후단부에 대응하여 상기 냉각수통로(210)의 내주면에는 제2고정링(290)이 고정된다.
상기 탄성부재(200)는 코일스프링 형태로, 그 중심부에 상기 밸브바디(240)가 배치되고, 그 선단부는 상기 압력감지날개(230)를 탄성적으로 지지하고, 그 후단부는 상기 제2고정링(290)에 의해서 지지된다.
상기 탄성부재(200)에 의해서 상기 압력감지날개(230)는 상기 제1고정링(280)에 밀착되어, 상기 냉각수통로(210)가 폐쇄된다. 그리고, 상기 제1고정링(280)은 상기 냉각수통로(210)의 내주면에 고정된다.
상기 고정판(270)은 상기 제1고정링(280)의 앞쪽에서 상기 냉각수통로(210)의 중심부에 배치되고, 상기 고정판(270)과 상기 제1고정링(280)이 연결되어 상기 고정판(270)은 상기 제1고정링(280)에 의해서 고정된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브가 압력에 의해서 작동되는 상태를 보여주는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 냉각수통로(210)의 냉각수압력이 설정치 이상으로 상승하면, 상기 탄성부재(200)가 압축되면서 상기 압력감지날개(230)와 상기 밸브바디(240)가 좌측(후방)으로 움직이고, 상기 압력감지날개(230)와 상기 제1고정링(280) 사이에서 상부로 형성되는 바이패스통로(200)으로 냉각수가 바이패스된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브가 온도에 의해서 작동되는 상태를 보여주는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 냉각수통로(210)의 냉각수온도가 설정치 이상으로 상승하면, 상기 왁스(250)가 팽창하고, 상기 피스톤로드(260)가 상기 밸브바디(240)의 앞쪽으로 밀려나온다.
그리고, 상기 피스톤로드(260)가 상기 고정판(270)을 밀어내고, 상기 탄성부재(200)가 압축되면서 상기 압력감지날개(230)와 상기 밸브바디(240)가 좌측(후방)으로 움직이고, 상기 압력감지날개(230)와 상기 제1고정링(280) 사이에서 상부로 형성되는 바이패스통로(200)로 냉각수가 바이패스된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 바이패스밸브는 냉각수의 온도가 약 섭씨 118도를 초고하거나 상기 냉각수의 압력이 약 1.4bar를 초과하면 냉각수를 바이패스시킬 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 라디에이터 105: 메인펌프
110: 엔진 120: 히터코어
130: 보조펌프 140: 팬
150: 멀티유량제어밸브 155: 바이패스밸브
200: 바이패스통로 210: 냉각수통로
200: 탄성부재 230: 압력감지날개
240: 밸브바디 250: 왁스
260: 피스톤로드 270: 고정판
280: 제1고정링 290: 제2고정링

Claims (9)

  1. 엔진, 히터코어, 및 라디에이터를 순환하는 냉각수를 각각 제어하는 멀티 유량제어 밸브; 및
    상기 냉각수가 상기 멀티 유량제어 밸브를 바이패스하도록 냉각수통로에 설치되는 바이패스밸브; 를 포함하고,
    상기 바이패스밸브는,
    상기 냉각수통로에 설치되고, 그 내부에 온도에 따라서 팽창 또는 수축하는 왁스가 충진되는 밸브바디;
    일단은 상기 밸브바디에 삽입되고, 타단은 상기 밸브바디의 외부로 돌출되며, 상기 왁스의 팽창 또는 수축에 의해서 밀려나오거나 들어가는 피스톤로드;
    상기 피스톤로드의 타단부를 지지하도록 상기 냉각수통로에 고정되는 고정판;
    상기 피스톤로드의 외주면에 돌출되어 형성되는 압력감지날개; 및
    상기 압력감지날개가 상기 냉각수통로를 폐쇄하도록 상기 압력감지날개를 탄성지지하는 탄성부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브.
  2. 제1항에서,
    상기 냉각수통로의 내주면에 고정되는 제1고정링; 을 포함하고,
    상기 탄성부재는 상기 압력감지날개가 상기 제1고정링에 밀착되어 상기 냉각수통로를 폐쇄하도록 하는 것을 특징으로 하는 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브.
  3. 제2항에서,
    상기 탄성부재의 일단을 지지하도록 고정되는 제2고정링; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브.
  4. 제2항에서,
    상기 고정판은 상기 제1고정링과 연결되어 상기 냉각수통로에 고정되는 것을 특징으로 하는 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브.
  5. 제4항에서,
    상기 피스톤로드는 상기 냉각수통로의 중심부에 배치되는 것을 특징으로 하는 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브.
  6. 제2항에서,
    상기 압력감지밸브의 앞쪽 압력이 설정치 초과하면, 상기 압력감지밸브가 상기 탄성부재를 압축시키면서 뒤쪽으로 밀려나서 냉각수가 바이패스되는 것을 특징으로 하는 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브.
  7. 제2항에서,
    상기 밸브바디 내부에 충진된 상기 왁스의 온도가 설정치 이상이면,
    상기 왁스가 팽창하여 상기 피스톤로드를 밀어내고, 상기 피스톤로드가 상기 고정판을 밀어내서, 상기 탄성부재가 압축되어, 상기 밸브바디가 상기 고정판을 기준으로 후방으로 움직임으로써 냉각수가 바이패스 되는 것을 특징으로 하는 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브.
  8. 제2항에서,
    상기 탄성부재는 상기 밸브바디가 중심부에 배치되는 코일스프링 타입인 것을 특징으로 하는 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브.
  9. 제2항에서,
    상기 압력감지날개는 상기 밸브바디의 둘레를 따라서 형성되는 것을 특징으로 하는 바이패스밸브를 구비한 멀티 유량제어 밸브.
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