KR20180125571A - 서모스태틱 밸브 - Google Patents

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KR20180125571A
KR20180125571A KR1020187031025A KR20187031025A KR20180125571A KR 20180125571 A KR20180125571 A KR 20180125571A KR 1020187031025 A KR1020187031025 A KR 1020187031025A KR 20187031025 A KR20187031025 A KR 20187031025A KR 20180125571 A KR20180125571 A KR 20180125571A
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쯔지앙 산후아 오토모티브 컴포넌츠 컴퍼니 리미티드
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Abstract

내부에 캐비티 (21)가 구비된 밸브 몸체 (2); 상기 캐비티 내에 구비된 단부 커버와 열 액츄에이터와 제 1 스프링을 포함한다. 단부 커버 (1)에는 제 1 밸브 시트가 구비되며; 상기 제 1 밸브 시트는 제 1 밸브 포트 (14)를 구비하고; 상기 제 1 밸브 시트는 제 2 포트에 대향하여 구비되고, 상기 제 1 밸브 시트는 상기 제 2 포트의 내부 단부 개구를 둘러싸고; 상기 제 2 포트 (34)의 내부 단부 개구를 둘러싸는 상기 제 1 밸브 시트의 외벽은 상기 캐비티의 내벽과 틈새 맞춤되어 있고; 단부 커버 (1)의 근방에 있는 열 액츄에이터의 몸체 (31)의 단부의 외벽이 밸브 시트의 내벽과 슬라이딩 맞춤되고; 상기 서모스태틱 밸브는 상기 열 액츄에이터의 몸체 (31)에 의해 상기 제 1 밸브 포트 (14)를 개폐하고; 상기 제 1 밸브 포트 (14)가 폐쇄될 때, 상기 제 2 포트 (34)는 상기 제 1 포트 (23)와 연통하지 않고; 제 1 밸브 포트 (14)가 개방될 때 제 1 포트 (23)는 제 1 밸브 포트 (14)에 의해 제 2 포트 (34)와 연통한다. 서모스태틱 밸브는 작고 가볍고 매우 안정적이다.

Description

서모스태틱 밸브
본 출원은 2016 년 4 월 26 일에 중국 국가지적재산국에 출원된 "서모스태틱 밸브"라는 제목의 중국특허출원 제 201610264898.2 호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 본원에 참조로서 통합된다.
본원은 유체 제어 분야에 관한 것이며, 구체적으로는 서모스태틱 밸브(thermostatic valve)에 관한 것이다.
차량의 주행 동안, 차량의 정상적인 주행을 보장하기 위해 차량의 다양한 부품이 윤활유(lubricating oil)로 적시에 윤활될 필요가 있다. 일반 차량의 경우, 윤활유는 조절되어야 하는 냉각 장치(cooling device)를 직접적으로 통과하므로, 즉 윤활유를 조절해야 하는지 여부에 관계없이 윤활유가 냉각 장치를 통과해야 하므로, 불가피하게 에너지 낭비가 발생하고, 이는 현재 강하게 옹호되고 있는 에너지 절약 및 배출 감소 추세에 반한다.
일부 고급 차량의 경우, 기어 박스(gear box) 내의 오일의 온도는 주로 서모스태틱 밸브 및 냉각 장치에 의해 형성된 냉각 유로(cooling flow path)에 의해 조절된다. 그러나, 종래의 서모스태틱 밸브는 일반적으로 큰 체적(volume)을 가지며, 큰 공간을 차지하여 쉽게 장착되지 못한다. 차량의 소형화 및 경량화를 요구하는 맥락에서 서모스태틱 밸브의 크기 및 무게를 감소시키는 것이 바람직하다.
또한, 차량의 운전 환경이 복잡하기 때문에, 열악한 도로 조건에 의해 야기되는 진동(vibration) 하에서 서모스태틱 밸브 내의 제동 요소(braking element)가 쉽게 어긋나고 따라서 제어 오차가 발생할 수 있지만, 이 경우에 윤활유의 온도는 급격히 상승하여 냉각될 필요가 있다. 따라서, 서모스태틱 밸브의 안정성은 또한 시급히 해결되어야 하는 문제이다.
본원의 기술적 해결책에 따라 소형, 경량 및 양호한 안정성을 갖는 서모스태틱 밸브(thermostatic valve)가 제공된다.
서모스태틱 밸브는 챔버(chamber)가 구비된 밸브 몸체(valve body)를 포함한다. 챔버는 하나의 개방 단부(open end)를 갖는다. 챔버의 개방 단부로부터 내부로의 방향으로, 단부 커버(end cover), 열 액츄에이터(thermal actuator) 및 제 1 스프링이 챔버 내에 순서대로 구비된다. 밸브 몸체는 제 1 연결 포트(connecting port), 제 2 연결 포트 및 제 3 연결 포트를 더 구비한다. 제 1 연결 포트는 챔버와 연통되어 있다. 마운팅 캐비티(mounting cavity)가 단부 커버에 구비된다. 단부 커버에는 제 1 밸브 시트(valve seat)가 구비된다. 제 1 밸브 시트에는 제 1 밸브 포트(valve port)가 구비된다. 제 1 밸브 포트는 제 2 연결 포트와 대면하고, 제 1 밸브 시트는 챔버에 인접한 제 2 연결 포트의 내부 포트를 둘러싸고 있다. 제 2 연결 포트의 내부 포트를 둘러싸는 제 1 밸브 시트의 일부분(portion)의 외벽(outer wall)은 챔버의 내벽과 틈새 맞춤(clearance fit) 된다. 열 액츄에이터는 열 액츄에이터 몸체를 포함한다. 열 액츄에이터 몸체의 단부 커버에 인접한 단부(end)의 외벽은 밸브 시트의 내벽과 슬라이딩 맞춤(sliding fit) 된다. 제 1 밸브 포트는 서모스태틱 밸브의 열 액츄에이터 몸체에 의해 개폐된다. 제 2 연결 포트는 제 1 밸브 포트가 열 액츄에이터 몸체에 의해 폐쇄될 때 제 1 연결 포트와 연통하지 않는다. 제 1 연결 포트는 제 1 밸브 포트가 열 액츄에이터 몸체에 의해 개방될 때 제 1 밸브 포트를 통해 제 2 연결 포트와 연결된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서모스태틱 밸브의 개략적인 사시도;
도 2는 도 1의 서모스태틱 밸브의 개략적인 단면도;
도 3은 도 1의 서모스태틱 밸브의 단부 커버의 개략적인 사시도;
도 4는 도 3의 단부 커버의 개략적인 정면도;
도 5는 도 4의 A-A 선에 따른 개략적인 단면도;
도 6은 제 1 밸브 포트가 폐쇄되고 제 2 밸브 포트가 개방된 때 도 1에 도시 된 서모스태틱 밸브의 부분적인 단면도;
도 7은 제 1 밸브 포트가 개방되고 제 2 밸브 포트가 폐쇄된 때 도 1에 도시 된 서모스태틱 밸브의 부분적인 단면도;
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서모스태틱 밸브의 단부 커버의 개략적인 사시도;
도 9는 도 8의 서모스태틱 밸브의 개략적인 단면도;
도 10은 본원의 또 다른 실시예에 의한 서모스태틱 밸브의 개략적인 단면도; 및
도 11은 본원의 또 다른 실시예에 따른 서모스태틱 밸브의 개략적인 단면도이다.
본 명세서에 개시된 초기 변형력(deformation force)이란, 탄성 부재(elastic element)가 외력을 받고 변형하려고 할 때, 사용되지 않을 때 압축 조건에서, 탄성 부재에 의해 가해지는 압력을 말한다.
기술적 해결책은 도면 및 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명되며, 본 명세서에 기재된 "상부(top)", "저부(bottom)", "좌측(left)" 및 "우측(right)"과 같은 국부적인 용어는 모두 도면에서 각각의 국부적인 관계에 따라 정해진다.
본 출원의 실시 예에 따른 서모스태틱 밸브가 도 1 내지 도 7에 도시된다. 서모스태틱 밸브는 챔버(chamber) (21)가 구비되는 밸브 몸체(valve body) (2) 및 챔버 (21) 내에 장착된 열 액츄에이터 (3)를 포함한다. 챔버 (21)는 하나의 개방 단부(open end)를 갖고, 열 액츄에이터 (3)는 챔버 (21)의 개방 단부 (22)를 통해 챔버 (21) 내로 삽입된다. 밸브 몸체 (2)는 외부와 연통하는 제 1 연결 포트(connecting port) (23), 제 2 연결 포트 (24) , 제 3 연결 포트 (27) 및 제 4 연결 포트 (28)를 더 구비한다. 제 1 연결 포트 (23), 제 2 연결 포트 (24), 제 3 연결 포트 (27) 및 제 4 연결 포트 (28)는 모두 챔버 (21)와 연통한다.
제 3 연결 포트 (27)와 제 4 연결 포트 (28)는 하나의 연결 포트로 병합될 수 있다. 즉, 제 3 연결 포트만이 구비될 수 있다. 이 실시 예에서, 제 3 연결 포트 및 제 4 연결 포트는 서모스태틱 밸브의 파이프 라인의 연결 및 장착을 용이하게 하기 위해 구비된다.
본 명세서에서 챔버 (21)는 밸브 몸체 (2)에 일련의 구멍(hole)을 뚫어서 형성된 챔버를 지칭하며, 부품은 이 챔버에 배열되어 장착될 수 있다.
열 액츄에이터 (3)는 열 액츄에이터 몸체(body) (31), 밸브 로드(valve rod) (36) 및 열 액츄에이터 몸체 내에 채워진 감열성 물질(heat sensitive substance)을 포함한다. 열 액츄에이터 몸체 (31)는 제 1 외벽부(outer wall portion) (311) 및 환형 단부(annular end portion) (312)를 포함한다. 환형 단부 (312)는 열 액츄에이터 몸체 (31)의 밸브 로드 (36)에 인접한 단부(end)에 위치되고, 제 1 외벽부(311)는 환형 단부(annular end portion) (312)에 인접한 열 액츄에이터 몸체 (31)의 단부(end)에 위치된다. 감열성 물질의 체적은 온도에 따라 변할 수 있어서, 밸브 로드 (36)는 힘을 받게 되며, 이는 열 액츄에이터 몸체 (31)가 밸브 로드 (36)에 대해 이동하거나 밸브 로드가 열 액츄에이터 몸체 (31)에 대해 이동하도록 재촉할 수 있다.
챔버 (21)의 개방 단부 (22)에는 단부 커버(end cover) (1)가 장착되어 있고, 이 단부 커버 (1)의 적어도 일부는 개방 단부 (22)를 통해 챔버 (21)까지 연장되어 있다. 밀봉(sealing)을 위해 밀봉 링(sealing ring)이 단부 커버 (1) 및 챔버 (21)의 내벽 사이에 구비된다. 단부 커버 (1)는 리테이너 링(retaining ring)에 의해 단단히 고정될(secured) 수 있다.
단부 커버 (1)는 단부 커버 본체(main body) (11)와, 불완전부(incomplete portion) (12)와, 연결부(connecting portion) (13)를 포함한다. 연결부(connecting portion) (13)는 단부 커버 본체 (11)와 불완전부 (11) 사이에 위치한다. 연결부(connecting portion) (13)는 단부 커버 본체(main body) (11)와 불완전부(incomplete portion) (12)를 연결하고, 거리 (H1)가 단부 커버 본체 (11)의 하단부면(lower end surface)과 불완전 부(12)의 상단부면(upper end surface) 사이에 유지되도록 한다.
단부 커버 본체 (11)는 마운팅 캐비티(mounting cavity) (113)가 구비된다. 단부 커버 본체 (11)의 외벽은 밀봉 링(sealing ring)을 수용하기 위한 그루브(groove) (112)가 더 구비될 수 있다.
연결부(connecting portion) (13)는 제 1 연결부 및 제 2 연결부를 적어도 포함한다. 본 실시 예에서, 제 1 연결부 및 제 2 연결부는 원주형 구조(columnar-like structures)이다. 제 1 연결부 및 제 2 연결부의 외벽면(outer wall surfaces)은 원호 형상의 곡면(arc-shaped curved surfaces)이고, 제 1 연결부 및 제 2 연결부의 내 벽면(inner wall surfaces)은 또한 원호 형상의 곡면(arc-shaped curved surfaces)이다. 제 1 연결부 및 제 2 연결부의 내벽면은 제 2 피팅부(second fitting portion) (131)를 정의한다. 물론, 제 1 연결부 및 제 2 연결부는 다른 구조로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 제 1 연결부 및 제 2 연결부의 측벽면(side wall surfaces)은 원호 형상의 면(arc-shaped surfaces) 또는 불규칙한 요철면(irregular concave-convex surfaces) 일 수 있다. 제 1 연결부의 외벽과 제 2 연결부의 외벽 사이의 최대 거리는 제 2 연결 포트의 내부 포트의 내경보다 크다.
연결부 (13)의 벽 두께는 단부 커버 본체 (11)의 벽 두께보다 작기 때문에, 마운팅 캐비티(mounting cavity) (113)에 인접한 단부 커버 본체 (11)의 하부 저면(lower bottom surface)의 일부에 제 3 피팅부 (111)가 형성된다 제 3 피팅부 (111)는 환형 구조(annular structure)가 될 수 있다.
불완전부 (12)는 간극(gap)을 갖는 편평한 환형 구조(flat annular structure)를 가지며 일정한 두께를 갖는다. 제 1 연결부의 단부(end)와 제 2 연결부의 단부(end)는, 불완전부 (12)의 상단부면(upper end surface)에 각각 연결되어 있다. 불완전부 (12)의 내측면(inner side surface)은 원호 형상의 면(arc-shaped surface)이고, 제 1 피팅부(first fitting portion) (121)은 제 1 연결부와 제 2 연결부 사이의 불완전부 (12)의 내측면(inner side surface)의 일부에 의해 형성된다. 본 실시예에서는, 불완전부 (12)의 양 단부(end)가 제 1 연결부 및 제 2 연결부에 각각 연결 됨으로써, 제 1 연결부의 측벽(side wall)이 불완전부 (12)에 인접하고, 제 2 연결부의 측벽(side wall)이 불완전부 (12)에 인접하며, 상기 단부 커버 본체 (11) 의 하부 단부(lower end portion)의 일부가 불완전부 (12)에 인접하며, 불완전부 (12)의 상부 단부(upper end)에 위치하는 제 1 및 제 2 연결부 사이의 부분과 함께 제 1 밸브 시트(valve seat)를 형성한다. 제 1 밸브 포트(valve port) (14)는 불완전부 (12)에 인접한 제 1 연결부의 측벽과 불완전부 (12)에 인접한 제 2 연결부의 측벽 사이에 형성된 채널(channel)을 통해 제 2 연결 포트와 연통한다. 제 1 밸브 포트 (14)은 제 1 밸브 시트에 위치한다. 물론, 제 1 밸브 시트는 연결부 및 불완전부 모두에 배치될 수도 있고, 제 1 밸브 포트는 연결부에만 배치될 수도 있다. 따라서, 제 1 밸브 시트는 제 1 밸브 시트가 챔버에 가까운 제 2 연결 포트의 내부 포트를 둘러싸는 조건을 충족시킬 필요가 있다. 제 2 연결 포트의 내부 포트를 둘러싸는 제 1 밸브 시트의 외벽은 챔버의 내벽과 틈새 맞춤(clearance fit) 된다. 제 1 밸브 시트의 외벽과 제 1 연결 포트를 마주하는 외벽과 챔버의 내벽 사이에는 유동 채널(flow channel)이 형성된다. 유동 채널(flow channel)은 제 1 연결 포트와 연통한다.
또한, 단부 커버 본체 (11)의 외경, 연결부 (13)의 외경 및 불완전부 (12)의 외경은 동일하거나, 또는 단부 커버 본체 (11), 연결부 (13) 및 불완전부 (12)의 외벽은 본 실시예에서 설명한 바와 같이 동일한 블랭크(blank)로 형성되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 열 액츄에이터의 밸브 로드 (36)의 일 단부(end)는 마운팅 캐비티 (113) 내로 연장될 수 있다. 마운팅 캐비티 (113)의 개방 단부(open end)로부터 내부로의 방향으로, 리테이너 링(retaining ring), 스프링 시트(spring seat) (35) 및 제 2 스프링(34)이 마운팅 캐비티(cavity)에 순차적으로 구비될 수 있다. 스프링 (35)은 캡형 구조(cap-like structure)를 가지며, 마운팅 캐비티 (113) 내로 연장되는 밸브 로드 (36)의 부분의 단부(end portion)는 스프링 시트의 내부 챔버에 위치한다. 제 2 스프링 (34)의 일 단부(end)는 마운팅 캐비티(113)의 저부(bottom)에 접하고, 제 2 스프링 (34)의 타 단부(end)는 스프링 시트에 접하고, 제 2 스프링 (34)은 압축된 상태에 있다.
챔버 (21)는 단부 커버 (1)에 인접한 제 1 챔버 및 제 1 스프링 (33)에 인접한 제 2 챔버를 포함한다. 제 1 챔버의 내경은 제 2 챔버의 내경보다 크다. 제 3 연결 포트 및 제 4 연결 포트와 연통하는 제 2 밸브 포트 (26)가, 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이에 구비되며, 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이에 계단형 환형 밸브 시트(stepped annular valve seat) (25)가 형성된다.
챔버 (21)의 개방 단부로부터 내부로의 방향으로, 단부 커버 (1), 열 액츄에이터 (3) 및 제 1 스프링 (33)이 챔버 (21) 내에 순서대로 배열된다. 제 2 스프링 (34)의 초기 탄성 변형력(elastic deformation force) (33)은 제 1 스프링 (33)의 최대 변형력보다 크다. 단부 커버 (1)와 밸브 몸체 (2) 사이의 공간은 밀봉 링(sealing ring)에 의해 밀봉되고, 단부 커버 (1)는 리테이너 링에 의해 챔버 (21) 내에 단단히 고정된다. 단부 커버 (1)의 본체 (11)의 외벽은 챔버 (21)의 제 1 챔버의 내벽과 틈새 맞춤(clearance fit) 되고, 연결부 (13)의 외벽은 챔버 (21)의 제 1 챔버의 내벽과 틈새 맞춤(clearance fit) 되며, 불완전부는 챔버 (21)의 제 1 챔버의 내벽과 틈새 맞춤(clearance fit) 된다. 틈새 맞춤(clearance fit) 시의 틈새(clearance)가 크지 않아 윤활유가 서모스태틱 밸브로 유입될 때 틈새(clearance)에 오일 밀봉(oil sealing)이 형성될 수 있다.
도 2, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 밸브 포트 (14)는 챔버 (21)에 가까운 제 2 연결 포트 (24)의 내부 포트 (241)에 대응한다. 불완전부(12)는 제 2 연결 포트의 내부 포트 (241) 아래에 위치한다. 제 1 밸브 시트는 제 2 연결 포트의 내부 포트 (241)를 둘러싸며, 제 2 연결 포트 (24)는 제 1 밸브 포트 (14)를 통해 챔버 (21)와 연통될 수 있다.
열 액츄에이터 (3)의 일 단부(end)는 밸브 로드 (36)을 통해 단부 커버 (1)에 접하고, 열 액츄에이터 (3)의 타 단부(end)는 열 액츄에이터 (3)의 단부(end portion)에 고정 슬리브된 배플(baffle) (32)을 통해 제 1 스프링 (33)에 접한다. 제 2 밸브 포트 (26)의 내경은 배플 (32)의 외경보다 작고 제 1 스프링 (33)에 접하는 열 액츄에이터 몸체의 외경보다 크므로, 배플 (32) 및 열 액츄에이터 본체 (31)는 제 2 밸브 포트를 덮고 닫을 수 있다. 제 1 스프링 (33)의 일 단부(end)는 배플 (32)에 접하고, 제 1 스프링 (33)의 타 단부(end)는 제 2 밸브 포트 (26)를 관통하여 제 2 챔버의 저부(bottom)에 접한다. 또한, 제 1 스프링 (33)은 열 액츄에이터 몸체 (31)의 단부(end portion)에 접할 수 있고, 제 1 스프링 (33)에 접하는 맞닿음부(abutment portion)는 열 액츄에이터 몸체 (31)의 단부(end portion)에 형성될 수 있다. 본 실시 예에서는 배플 (32)을 별도로 구비하여 열 액츄에이터 몸체를 저비용으로 용이하게 생산할 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 제 2 밸브 포트 (26)는 열 액츄에이터 몸체 (31) 및 열 액츄에이터 몸체 (31)의 단부(end)에서 배플 (32)을 환형 밸브 시트(annular valve seat) (25)에 대해 접근 또는 이격시킴으로써 개폐된다. 환형 밸브 시트 (25)에 가깝게 또는 멀리 이동하는 배플 (32)의 거리는 H2로 표시된다.
열 액츄에이터 몸체 (31)의 타 단부(end)에서의 제 1 외벽부(outer wall portion) (311)는 제 1 피팅부(fitting portion) (121) 및 제 2 피팅부 (131)와 각각 슬라이딩 맞춤(sliding fit) 될 수 있다. 여기서 슬라이딩 맞춤은 틈새(clearance)가 있지만 그 틈새(clearance)가 크지 않고, 윤활유가 서모스태틱 밸브로 유입될 때 틈새(clearance)에 오일 밀봉(oil sealing)이 형성됨을 의미한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제 2 밸브 포트 (26)는 정상 상태(normal state)에서 개방되어 있다. 열 액츄에이터 몸체 (31)의 제 1 외벽부(outer wall portion) (311)는 제 1 피팅부 (121)와 제 2 피팅부 (131)에 맞추어지고 열 액츄에이터 몸체 (31)의 환형 단부(annular end portion) (312)는 제 3 피팅부 (111)에 접하여, 제 1 밸브 포트는 폐쇄되고, 제 1 연결 포트 (23)는 제 2 밸브 포트 (26)를 통해 제 3 연결 포트 (27)와 연통된다. 열 액츄에이터 본체 (31)는 마운팅 캐비티 내로 연장될 수 있으며, 열 액츄에이터 몸체 (31)는 마운팅 캐비티의 내벽과 틈새 맞춤(clearance fit)될 수 있으며, 이 경우 제 1 밸브 포트는 폐쇄된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 연결 포트 (23)로부터 챔버 (21)로 유동하는 유체의 온도가 미리 설정된 온도보다 높은 경우, 열 액츄에이터 (3) 내의 감열성 물질(heat sensitive substance)은 가열됨으로 인해 팽창하고, 밸브 로드 (36)의 작용력에 의해, 열 액츄에이터 몸체 (31)는 제 2 밸브 포트 (26)가 폐쇄될 때까지 제 1 스프링 (33)을 하향 압축시킨다. 이 경우, 제 1 외벽부 (311)는 제 1 피팅부 (121) 및 제 2 피팅부 (131)를 따라 제 2 밸브 포트 (26)를 향해 슬라이드되고, 환형 단부(annular end portion) (312)가 제 3 피팅부 (111)로부터 이격되어, 제 1 밸브 포트 (14)는 개방되고, 제 1 연결 포트 (23)는 제 1 밸브 포트 (14)를 통해 제 2 연결 포트 (24)와 연통된다.
제 2 밸브 포트 (26)가 닫힌 후에도 유체의 온도가 여전히 상승하는 경우, 제 2 스프링 (34)의 초기 탄성 변형력이 제 1 스프링 (33)의 최대 변형력보다 크므로 밸브 로드 (36)가 상부방향(upwards)으로 움직여 제 1 스프링 (33)을 압축할 수 있고, 따라서 감열성 물질(heat sensitive substance)의 팽창에 의해 발생되는 힘을 상쇄시켜 열 액츄에이터의 파손을 방지할 수 있다.
제 1 외벽부(outer wall portion) (311)의 외경은 열 액츄에이터 몸체의 다른 외벽의 외경과 동일하거나, 제 1 외벽부 (311)의 외경이 본 실시예에서 서술한 열 액츄에이터 몸체의 다른 외벽의 외경보다 클 수 있음을 주목해야 한다. 본 실시예의 구성에 의하면, 열 액츄에이터 몸체는 체적이 작고 비용이 낮으며, 열 액츄에이터의 내부 부품을 배치하는데도 적합할 수 있다. 제 1 외벽부 (311)의 외경이 열 액츄에이터 몸체의 다른 외벽의 외경보다 큰 경우, 제 1 외벽부(outer wall portion) (311)가 제 1 피팅부 (121) 및 제 2 피팅부 (131)에 맞추어지도록, 제 1 외벽부 (311)의 높이 (H3)는 단부 커버 본체 (11)의 하단부면(lower end surface)과 불완전부(12)의 상단부면(upper end surface)과의 사이의 길이 (H1) 보다 커야 하고, 환형 단부(annular end portion) (312) 는 제 1 밸브 포트 (14)를 폐쇄하기 위해 제 3 피팅부 (111)와 결합된다. 제 1 외벽부 (311)의 적어도 일부가 항상 제 1 피팅부 (121)와 결합되도록, 단부 커버 본체 (11)의 하단부면(lower end surface)과 불완전부 (12)의 하단부면(lower end surface) 사이의 거리 (H4)가 환형 밸브 시트(annular valve seat) (25)에 가깝거나 멀리 이동하는 배플 (32)의 거리 (H2)보다 커야 하고, 제 1 피팅부 (121)와 제 2 피팅부 (131)가 가이드 기능을 가질 수 있어, 따라서 열 액츄에이터 (3)가 벗어나는 것이 방지된다. 벗어나게 되면 열 액츄에이터의 고장이나 제어 정밀도의 저하를 초래할 우려가 있고, 또한 제 1 연결 포트 (23)로부터 챔버 (21)로 흐르는 유체에 의한 열 액츄에이터 몸체 (31)의 임펄스의 일부를 상쇄할 수 있어 열 액츄에이터의 안정성을 더욱 증가시킨다.
또한, 제 1 밸브 포트 (14)와 제 2 연결 포트 (24)가 서로 마주하여, 제 1 연결 포트 (23)와 제 2 연결 포트 (24)가 동일한 높이에 위치할 수 있고, 제 1 연결 포트와 제 2 연결 포트는 제 1 연결 포트와 제 2 연결 포트 사이에 밸브 포트를 형성하기 위해 지그재그 식(staggered manner)으로 배열될 필요가 없고, 따라서 밸브 몸체 (2)의 높이를 감소시키고, 서모스태틱 밸브를 소형화하며, 비용 및 설치 공간을 절약한다.
도 8 및 도 9는 불완전부 (12)가 외측 연장부(outer extending portion) (123) 및 제 1 간극부(gap portion) (124)를 더 포함하는 본원의 다른 실시예를 도시한다. 제 1 간극부 (124)는 링(ring)으로부터의 일부를 커팅함으로써 형성된 간극(gap)이다. 불완전부 (12)는 폐쇄 구조(closed structure) 또는 개방 구조(open structure)를 가질 수 있다. 제 1 간극부 (124)가 제 1 연결 포트와 대향하는 경우, 제 1 간극부 (124)와 챔버 (21)의 내벽 사이에 유동 채널(flow channel)이 형성되어, 제 1 연결 포트 (23)로부터 유동하는 유체는 제 1 간극부 (124)와 챔버 (21) 사이의 유동 채널을 통해 제 2 밸브 포트 (26)로 유동할 수 있다.
또한, 유체의 압력 강하 손실(pressure drop loss)을 더욱 줄이기 위해, 단부 커버 본체 (11)의 부분에, 제 1 간극부 (124)에 대응하는 제 2 간극부 (114)가 더 구비된다.
본 실시예에서는, 제 1 외측부 (311)와 불완전부 (12)와의 접촉 면적을 보다 크게 할 수 있고, 열 액츄에이터 (3)의 안정성을 한층 더 향상시킬 수 있어 유체의 진동이나 충격에 의해 열 액츄에이터 (3)가 변위하는(shifted) 것을 방지한다.
본 실시예의 다른 구조는 전술한 실시 예와 동일하거나 유사하며, 여기서는 반복하지 않는다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예로서, 단부 커버 본체 (11)의 마운팅 캐비티 (113)에 밸브 로드 (36)가 직접 맞춰짐으로써, 밸브 로드 (36)의 일 단부(end)가 마운팅 캐비티 (113)에 확실하게 고정된다. 또한, 제 1 스프링 (33)의 일 단부(end)는 배플 (32)에 접하지 않고 열 액츄에이터 몸체 (31)의 단부(end portion)에 확실하게 고정된다. 제 2 스프링 (34)은 열 액츄에이터 몸체 (31) 상에 슬리브된다. 제 2 스프링 (34)의 일 단부(end)는 제 1 외벽부 (311)의 단부(end)에 접하고, 제 2 스프링 (34)의 타 단부(end)는 배플 (32)에 접한다. 배플 (32)은 열 액츄에이터 몸체 (31) 상에 슬리브되고, 열 액츄에이터 몸체의 외벽을 따라 슬라이드 업, 다운될 수 있다. 제 2 밸브 포트 (26)가 닫힌 후에 유체의 온도가 여전히 상승하는 경우, 열 액츄에이터 (3)가 하방으로 이동하여 제 1 스프링 (33)을 가압하고, 배플 (32)이 열 액추에이터 몸체를 따라 슬라이드되어 제 2 스프링 (34)을 가압한다.
또한, 제 2 밸브 포트 (26)의 내경은 제 2 밸브 포트 (26) 내로 연장 가능한 열 액츄에이터 몸체 (31)의 부분의 외경보다 크다. 제 2 밸브 포트가 폐쇄된 경우, 배플 (32)의 하단부면(lower end surface)의 적어도 일부는 제 3 연결 포트 (27)와 연통한다. 본 실시예에서는, 배플 (32)의 하단부면과 제 3 연결 포트 (27) 사이의 접촉 영역을 증가시키기 위해, 배플 (32)의 하단부면에는 제 3 연결 포트 (27)와 접촉하는 환형 영역(annular region)이 형성되어 있다.
제 2 밸브 포트 (26)가 폐쇄되고 제 3 연결 포트 (27)가 입구(inlet) 역할을 할 때, 제 4 연결 포트로부터 제 2 연결 포트로의 윤활유의 유로(flow path)가 차단되면, 윤활유는 복귀될 수 없으며, 따라서 오일이 부족하여 기어 박스가 손상될 수 있다.
배플 (32)의 하단부면(lower end surface)의 적어도 일부가 제 3 연결 포트 (27)와 연통하고 있기 때문에, 제 4 연결 포트로부터 제 2 연결 포트로의 윤활유의 유로가 차단된 경우 유체 압력이 증가하고, 배플 (32)의 하단부면에 가해지는 힘이 증가한다. 배플 (32)의 하단부면에 가해진 압력이 제 2 스프링 (34)의 초기 변형력보다 크면, 제 2 밸브 포트 (26)가 개방되어, 윤활유가 제 2 밸브 포트(26) 및 제 1 연결 포트 (23)를 통해 기어 박스로 역류한다.
본 실시예의 다른 구조는 전술한 실시 예와 동일하거나 유사하며, 여기서는 반복하지 않는다.
도 11은 단부 커버 본체 (11)의 마운팅 캐비티 (113)가 밸브 로드 (36)에 직접 맞춰짐으로써 밸브 로드 (36)의 단부(end)가 마운팅 캐비티 (113)에 고정되는 본원의 다른 실시예를 도시한다. 또한, 제 2 스프링은 구비되어 있지 않다. 배플 (32)은 열 액츄에이터 본디 (31)와 일체로 형성되고, 배플 (32)의 외벽은 제 2 밸브 포트 (26)의 내벽과 슬라이딩 맞춤(sliding fit) 된다. 제 2 밸브 포트가 폐쇄되면, 배플 (32)은 제 2 밸브 포트 (26)로 깊숙이 들어가서 제 2 밸브 포트 (26)의 내벽을 따라 상하로 슬라이드될 수 있다.
본 실시예의 다른 구조는 전술한 실시예와 동일하거나 유사하며, 여기서는 반복하지 않는다.
전술한 내용은 단지 본 발명의 특정 실시예를 도시한 것이고, 어떠한 형태로든 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 본 명세서에 기재된 "상부", "저부", "좌측" 및 "우측"과 같은 국부적인 용어는 모두 도면에 따라 설명되며, 방향에 한정하려는 것은 아니다. 비록 기술적 해결책이 바람직한 실시예에 의해 개시되었지만, 바람직한 실시예는 본원을 제한하려는 것이 아니다. 당업자는 본원의 기술적 해결책의 범위를 벗어나지 않으면서 상술된 기술 내용을 사용하여 본원의 기술적 해결책에 대해 다양한 가능한 변경, 수정 및 등가의 대체를 할 수 있다. 따라서, 본 출원의 기술적 해결책의 내용을 벗어나지 않고서 본 출원의 기술적 사상에 기초하여 상기 실시예들에 만들어진 임의의 간단한 수정, 등가의 치환 및 수정이 본원의 기술적 해결책의 보호 범위 내에 있다.

Claims (12)

  1. 챔버(chamber)를 구비하고, 상기 챔버의 개방 단부(open end)로부터 내부로의 방향으로, 하나의 개방 단부(open end)를 갖는 밸브 몸체(valve body), 단부 커버(end cover), 열 액츄에이터(thermal actuator) 및 상기 챔버에 연속적으로 구비되는 제 1 스프링을 포함하는 서모스태틱 밸브(thermostatic valve) 로서; 여기서,
    상기 밸브 몸체는 제 1 연결 포트(connecting port), 제 2 연결 포트 및 제 3 연결 포트를 더 구비하고, 상기 제 1 연결 포트는 상기 챔버와 연통하고;
    마운팅 캐비티(mounting cavity)가 상기 단부 커버에 구비되고, 상기 단부 커버는 제 1 밸브 시트(valve seat)를 구비하고, 상기 제 1 밸브 시트는 제 1 밸브 포트(valve port)를 구비하고, 상기 제 1 밸브 포트는 상기 제 2 연결 포트(connecting port)를 향하고(face), 상기 챔버에 가까운 상기 제 2 연결 포트의 내부 포트(inner port)는 상기 제 1 밸브 시트에 의해 둘러싸이고, 상기 제 2 연결 포트의 내부 포트를 둘러싸는 상기 제 1 밸브 시트 부분(portion)의 외벽(outer wall)은 상기 챔버의 내벽(inner wall)과 틈새 맞춤(clearance fit) 되어 있고;
    상기 열 액츄에이터는 열 액츄에이터 몸체(body)를 포함하고, 상기 단부 커버에 가까운 상기 열 액츄에이터 몸체의 단부(end)의 외벽은 상기 밸브 시트의 내벽과 슬라이딩 맞춤(sliding fit)되며; 그리고
    상기 제 1 밸브 포트는 상기 서모스태틱 밸브의 열 액츄에이터 몸체에 의해 개폐되며, 상기 제 1 밸브 포트가 열 액츄에이터 몸체에 의해 폐쇄될 때 상기 제 2 연결 포트는 상기 제 1 연결 포트와 연통되지 않고, 상기 제 1 밸브 포트가 상기 열 액츄에이터 몸체에 의해 개방될 때 상기 제 1 연결 포트는 상기 제 1 밸브 포트를 통해 상기 제 2 연결 포트와 연통하는, 서모스태틱 밸브(thermostatic valve).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단부 커버는,
    단부 커버 본체(main body);
    불완전부(incomplete portion); 및
    연결부(connecting portion);를 포함하며, 여기서
    상기 불완전부 및 상기 연결부의 내벽에 각각 제 1 피팅부(first fitting portion) 및 제 2 피팅부(second fitting portion)가 형성되고,
    상기 연결부는 제 1 연결부 및 제 2 연결부를 적어도 포함하고, 상기 제 1 밸브 시트는 상기 불완전부의 상단부면(upper end surface)에 대응하는 상기 단부 커버 본체의 하단부(lower end portion)의 일부(portion)와, 상기 제 1 연결부와 상기 제2 연결부의 측벽부(side wall portions), 및 상기 불완전부의 상단부(upper end portion)를 포함하며, 상기 제 1 밸브 포트는 상기 불완전부에 대응되는 상기 단부 커버 본체의 하단부면(lower end surface)에 의해 둘러싸인 채널(channel)을 통해 상기 제 2 연결 포트와 연통되며, 상기 제 1 연결부 및 상기 제 2 연결부의 측벽 및 상기 불완전부의 상단부면(upper end surface)을 포함하며; 그리고
    상기 단부 커버에 인접한 상기 열 액츄에이터 몸체의 단부는 상기 제 1 피팅부 및 상기 제 2 피팅부와 슬라이딩 맞춤(sliding fit) 되어 있고, 상기 열 액츄에이터 몸체가 상기 단부 커버에 접하거나 상기 열 액츄에이터 몸체가 상기 마운팅 캐비티 내로 연장될 때 상기 제 1 밸브 포트는 폐쇄되어 있고 상기 제 2 연결 포트는 제 1 연결 포트와 연통하지 않으며, 상기 열 액츄에이터 몸체의 단부(end portion)가 단부 커버(end cover) 본체로부터 멀어지면 상기 제 1 밸브 포트는 개방되고 상기 제 1 연결 포트는 상기 제 1 밸브 포트를 통해 상기 제 2 연결 포트와 연통하는, 서모스태틱 밸브(thermostatic valve).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결부의 벽 두께(wall thickness)는 상기 단부 커버 본체의 벽 두께보다 작고,
    상기 마운팅 캐비티와 인접한 상기 단부 커버 본체의 하단부면(lower end surface)의 부분(portion)에 의해 제 3 피팅부가 형성되고, 그리고
    상기 열 액츄에이터 몸체가 상기 제 3 피팅부에 접할 때 상기 제 1 밸브 포트가 폐쇄되고, 상기 열 액츄에이터 몸체의 단부(end portion)가 상기 제 3 피팅부로부터 멀어질 때 상기 제 1 밸브 포트가 개방되는, 서모스태틱 밸브(thermostatic valve).
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 열 액츄에이터 몸체는 제 1 외벽부(outer wall portion) 및 환형(annular) 또는 불규칙한 형상(irregular-shaped)의 단부(end portion)를 포함하고,
    상기 환형 또는 불규칙한 형상의 단부는 상기 단부 커버에 인접하고, 상기 제 1 외벽부는 상기 환형 또는 불규칙한 형상의 단부에 인접하며,
    상기 제 1 외벽부의 외벽은 상기 제 1 피팅부 및 상기 제 2 피팅부의 내벽과 맞춰지고, 상기 제 1 외벽부는 상기 제 1 피팅부 및 상기 제 2 피팅부에 슬라이딩 맞춤(sliding fit)되고,
    상기 환형 또는 불규칙한 형상의 단부는 상기 제 1 밸브 포트가 폐쇄될 때 상기 제 3 피팅부에 접하는(abuts against), 서모스태틱 밸브(thermostatic valve).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 외벽부의 높이는 상기 단부 커버 본체의 하단부면(lower end surface)과 상기 불완전부의 상단부면(upper end surface) 사이의 거리보다 크고,
    상기 불완전부의 하단부면이 상기 제 2 연결 포트의 내측 포트보다 하방에 위치하고,
    상기 제 1 연결부의 외벽과 상기 제 2 연결부의 외벽 사이의 최대 거리는 상기 제 2 연결 포트의 내측 포트의 내경보다 크고,
    상기 제 1 연결부의 외벽과 제 2 연결부의 외벽은 각각 상기 챔버의 내벽과 틈새 맞춤(clearance fit)되는, 서모스태틱 밸브(thermostatic valve).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불완전부는 제 1 간극(gap)을 갖는 편평한 구조(flat structure)를 가지며, 상기 불완전부는 폐쇄 구조(closed structure) 또는 개방 구조(open structure)이고, 상기 불완전부의 하단부면(lower end surface)은 상기 챔버에 가까운 제 2 연결 포트의 개방 단부(end opening) 아래에 위치하며, 상기 제 1 연결부의 일 단부(end) 와 상기 제 2 연결부의 일 단부(end)는 상기 불완전부의 상단부면(upper end surface)에 각각 연결되어 있고; 그리고
    상기 불완전부의 내측면(inner side surface)은 원호 형상의 곡면(arc-shaped curved surface)이고, 상기 제 1 피팅부는 상기 제 1 연결부와 상기 제 2 연결부 사이의 상기 불완전부의 내측면의 일부(portion)에 의해 형성되는, 서모스태틱 밸브(thermostatic valve).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 불완전부의 2 개의 단부(end portions)가 각각 상기 제 1 연결부 및 상기 제 2 연결부에 연결되고, 그리고
    상기 제 1 밸브 포트는 상기 불완전부의 상단부면(upper end surface) 방향을 따라 상기 제 1 연결부의 측벽과 제 2 연결부의 측벽 사이에 형성되는, 서모스태틱 밸브(thermostatic valve).
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 불완전부는 폐쇄된 환형 구조(closed annular structure)이고, 상기 제 1 간극(gap)은 상기 제 1 연결 포트를 향하고, 유동 채널(flow channel)은 제 1 간극부(gap portion)와 상기 챔버의 내벽 사이에 형성되고, 상기 제 1 연결 포트는 상기 유동 채널과 연통하는, 서모스태틱 밸브(thermostatic valve).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 액츄에이터는 밸브 로드(valve rod) 및, 상기 단부 커버로부터 이격된 상기 열 액츄에이터 몸체의 단부(end) 상에 슬리브된 배플(baffle)을 더 포함하고;
    상기 챔버는 상기 단부 커버에 인접한 제 1 챔버 및 상기 제 1 스프링을 수용하기 위한 제 2 챔버를 포함하며;
    상기 제 1 챔버의 내경은 상기 제 2 챔버의 내경보다 크고, 상기 제 3 연결 포트와 연통하는 제 2 밸브 포트는 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 사이에 형성되고, 계단형 환형 밸브 시트(stepped annular valve seat)는 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 사이에 형성되고. 상기 제 1 스프링의 일 단부(end)는 상기 배플에 접하고, 상기 제 1 스프링의 타 단부(end)는 상기 제 2 챔버의 저부(bottom)에 접하며; 그리고
    상기 제 2 밸브 포트의 내경은 상기 배플의 외경보다 작고, 상기 제 2 밸브 포트는 상기 배플 및 상기 열 액츄에이터 몸체를 상기 환형 밸브 시트에 대해 접근 또는 이격시킴으로써 개폐되며, 상기 환형의 밸브 시트에 근접 또는 이격하는 배플의 길이는 상기 단부 커버 본체의 하단부면(lower end surface)과 상기 불완전부의 하단부면(lower end surface)과의 거리보다 작은, 서모스태틱 밸브(thermostatic valve).
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 열 액츄에이터의 밸브 로드의 단부(end)는 상기 마운팅 캐비티 내로 연장되고, 상기 마운팅 캐비티의 개방 단부(open end)로부터 내부로의 방향으로, 리테이닝 링(retaining ring), 스프링 시트(spring seat) 및 제 2 스프링이 상기 마운팅 캐비티 내에 순서대로 구비되며;
    상기 스프링 시트는 캡형 구조(cap-like structure)를 가지며, 상기 마운팅 캐비티 내로 연장되는 상기 밸브 로드 부분의 단부(end portion)는 상기 스프링 시트의 내부 챔버에 위치되며; 그리고
    상기 제 2 스프링의 일 단부(end)는 상기 마운팅 캐비티의 저부(bottom)에 접하고, 상기 제 2 스프링의 타 단부(end)는 상기 스프링 시트에 접하고, 상기 제 2 스프링은 압축된 상태이며, 상기 제 2 스프링의 초기 탄성 변형력(elastic deformation force)은 상기 제 1 스프링의 최대 변형력보다 큰, 서모스태틱 밸브(thermostatic valve).
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 연결부는 상기 제 2 연결부와 대향하고, 상기 제 1 간극(gap)에 대응하는 상기 단부 커버(end cover) 본체의 일부에 제 2 간극부(gap portion)가 설치되어 있는 서모스태틱 밸브(thermostatic valve).
  12. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 액츄에이터는 밸브 로드(valve rod) 및 상기 열 액츄에이터 몸체의 단부(end portion)에 위치한 배플(baffle)을 포함하고, 상기 배플의 외경은 상기 배플에 인접한 상기 열 액츄에이터 몸체의 일부의 외경보다 크며;
    상기 챔버는 상기 단부 커버에 인접한 제 1 챔버 및 상기 제 1 스프링을 수용하기 위한 제 2 챔버를 포함하며;
    상기 제 1 챔버의 내경은 상기 제 2 챔버의 내경보다 크며, 상기 제 3 연결 포트와 연통하는 밸브 포트는 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 사이에 형성되고, 계단형 환형 밸브 시트(stepped annular valve seat)는 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 사이에 형성되고, 상기 제 1 스프링의 일 단부(end)는 상기 배플에 접하고, 상기 제 1 스프링의 타 단부(end)는 상기 제 2 챔버의 저부(bottom)에 접하고; 그리고,
    상기 배플의 외벽은 상기 밸브 포트의 내벽과 슬라이딩 맞춤(sliding fit)되고, 상기 밸브 포트가 폐쇄될 때 상기 배플은 상기 밸브 포트의 내벽을 따라 상하로 슬라이딩함으로써 상기 밸브 포트 내로 연장되는, 서모스태틱 밸브(thermostatic valve).
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