KR20200065050A - 열교환기 - Google Patents

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KR20200065050A
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하오밍 치우
시아오준 치안
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쯔지앙 산후아 오토모티브 컴포넌츠 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본원은 온도제어 조립체 및 열교환 조립체를 포함하는 열교환 장치이다. 열교환 채널이 열교환 조립체 내부에 형성된다. 열교환 채널과 평행하게 배열된 분기 채널이 열교환 장치 내부에 제공된다. 열교환 장치는 액체 유입구 및 액체 유출구를 가진다. 열교환 채널과 분기 채널의 출력 개구부들은 액체 유출구와 연통한다. 온도제어 조립체는 밸브 본체를 포함하며, 밸브 본체에는 액체 유입구와 연통하는 밸브 공동이 제공된다. 밸브 본체의 주변 벽에 간극 및 제2 밸브 포트가 제공된다. 간극은 액체 유입구에 제1 밸브 포트보다 더 가깝다. 간극은 밸브 공동 및 열교환 채널과 연통한다. 제2 밸브 포트는 밸브 공동 및 분기 채널과 연통한다. 밸브 공동의 내벽에 환형 돌기가 제공된다. 환형 돌기의 중간 부분에 제1 밸브 포트가 형성된다. 제1 밸브 포트는 간극 및 제2 밸브 포트와 연통한다. 밸브 본체에는 밸브 코어 및 구동 구성요소가 제공된다. 밸브 코어는 원통형이고, 밸브 공동의 내벽과 슬라이딩 끼워맞춤된다. 구동 구성요소는 제1 밸브 포트와 협력작동한다. 밸브 코어는 그 주변 벽을 사용하여 제2 밸브 포트를 차단할 수 있다. 구동 구성요소는 제1 밸브 포트를 차단할 수 있다. 제2 밸브 포트가 차단될 경우, 제1 밸브 포트가 개방된다.

Description

열교환기
본원은 2017년 10월 18일에 중국특허청에 출원된 "열교환기"라는 명칭의 중국특허출원 제201710971718.9호에 대한 우선권을 주장하며, 상기 출원은 그 전체 내용이 본원에 참조로 포함된다.
본원은 열교환 루프의 기술 분야, 특히 열교환 루프에 사용되는 열교환 장치에 관한 것이다.
차량이 정상적으로 주행할 때, 기어박스 윤활유의 온도는 일반적으로 너무 높지 않으며, 윤활 성능이 양호하게 유지될 수 있다. 차량이 과부하 상태이거나 차량이 4륜구동 모드로 설원 또는 오프로드에서 주행하는 경우, 차량은 실제로 유압 토크 컨버터의 과도한 미끄러짐 상태 하에서 주행하며, 이로 인해 기어박스 윤활유의 온도가 너무 높아져 최종적으로 윤활유의 고장을 초래할 수 있다.
따라서, 차량 내부에 열교환 루프로 구성된 냉각 시스템이 추가로 제공되며, 열교환 루프는 기어박스 윤활유를 냉각시켜 윤활유의 성능을 보장할 수 있다.
열교환 루프는 일반적으로 자동온도조절 밸브, 열교환기 및 이들 사이에 연결된 배관을 포함한다. 사용시, 윤활유는 자동온도조절 밸브를 통해 먼저 흐르고, 윤활유의 온도가 정상 범위 내에 있다면, 윤활유는 윤활하려는 부품으로 바로 유도될 수 있으며, 온도가 너무 높으면, 자동온도조절 밸브는 냉각을 위해 윤활유가 열교환기로 유입되도록 제어할 수 있고, 그 후 윤활유는 윤활하려는 부품으로 유도되며, 이로써 윤활유의 온도가 항상 특정 온도 범위 내에서 유지될 수 있다.
그러나, 차량 기술의 지속적인 발전에 따라, 차체의 경량화 및 고집적화에 대한 사용자 및 여러 주요 자동차 제조업체의 요구가 점점 높아지고 있다. 자동온도조절 밸브, 열교환기 및 다수의 배관을 포함한 열교환 루프는 구조가 너무 복잡하여 차량의 넓은 공간을 차지할 뿐만 아니라 차량의 다른 부품의 소형화에도 영향을 미치며, 시대의 개발 요구사항을 충족시키기가 어렵다.
따라서, 통상의 기술자가 시급히 해결해야 할 기술적 과제는 구조가 간단하고 작은 공간을 차지하는 열교환 루프를 어떻게 제공할 것인가 하는 것이다.
본원의 목적은 열교환 루프의 구조를 단순화하고 열교환 루프의 공간 점유를 감소시킬 수 있는 열교환 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본원은 온도제어 조립체 및 열교환 조립체를 포함하는 열교환 장치를 제공한다. 열교환 통로가 열교환 조립체 내에 형성된다. 열교환 통로와 평행하게 배열된 분기 통로가 열교환 장치에 제공된다. 열교환 장치는 액체 유입구 및 액체 유출구를 가진다. 열교환 통로와 분기 통로의 유출구들은 액체 유출구와 연통한다. 온도제어 조립체는 밸브 본체를 포함한다. 밸브 본체는 밸브 챔버를 가지며, 밸브 챔버는 액체 유입구와 연통한다. 밸브 본체의 주변 벽에 간격을 두고 축 방향으로 노치 및 제2 밸브 포트가 제공되며, 노치는 액체 유입구로부터 비교적 멀리 있고, 제2 밸브 포트는 액체 유입구에 비교적 가까이 있다. 노치는 밸브 챔버를 열교환 통로와 연통시킬 수 있고, 제2 밸브 포트는 밸브 챔버를 분기 통로와 연통시킬 수 있다. 밸브 챔버의 내벽에 환형 돌기가 제공되고, 환형 돌기의 중간에 제1 밸브 포트가 형성되며, 제1 밸브 포트는 노치를 제2 밸브 포트와 연통시킬 수 있다. 밸브 코어 및 구동 구성요소가 밸브 본체 내부에 추가로 제공된다. 밸브 코어는 원통형이고, 밸브 코어의 주변 벽은 온전하며, 밸브 코어는 밸브 챔버의 내벽과 슬라이딩 끼워맞춤된다. 구동 구성요소는 제1 밸브 포트와 협력작동한다. 밸브 코어의 주변 벽은 밸브 코어의 작용을 통해 제2 밸브 포트를 차단할 수 있고, 구동 구성요소는 구동 구성요소의 작용을 통해 제1 밸브 포트를 차단할 수 있다. 제2 밸브 포트가 차단 상태인 경우, 제1 밸브 포트는 개방 상태이다.
본원에 의해 제공되는 열교환 장치는 열교환 루프의 구조를 단순화하고 열교환 루프의 공간 점유를 감소시킬 수 있으며, 종래 기술에서의 차량의 통합화 및 경량화 요건을 충족시킬 수 있다.
열교환 장치의 온도제어 조립체의 밸브 코어는 원통형 구조를 가지고, 밸브 코어의 주변 벽에는 개구부 등이 제공되지 않는데, 이는 제2 밸브 포트가 밸브 코어의 이동 과정에서 폐쇄된 이후에 제2 밸브 포트가 개방되는 것을 방지할 수 있으며, 제2 밸브 포트의 차단의 신뢰성을 향상시키는 데 유리하다.
도 1은 본원에 따른 열교환 장치의 특정 실시예의 개략구조도이고,
도 2는 도 1의 하부판의 개략구조도이며,
도 3은 온도가 정상일 때의 본원에 따른 열교환 장치의 개략단면도이고,
도 4는 도 3의 온도제어 조립체의 개략구조도이며,
도 5는 온도제어 조립체의 분해도이고,
도 6은 온도가 비정상일 때의 본원에 따른 열교환 장치의 개략단면도이며, 그리고
도 7은 온도제어 조립체가 장착되지 않은 경우의 본원에 따른 열교환 장치의 개략단면도이다.
도 1 내지 도 7에 나타낸 도면부호는 다음과 같다.
1 온도제어 조립체, 11 밸브 본체, 111 노치,
112 제2 밸브 포트, 113 제1 밸브 포트, 12 밸브 코어,
121 지지판, 121a 전환 홀, 121b 중심 홀,
13 열 요소, 131 밸브 로드, 132 하우징,
14 탄성 부재, 15 밸브 시트, 16 스냅 링,
17 환형 돌기;
2 열교환 조립체,
3 상부판, 31 냉매 유입구, 32 냉매 유출구;
4 하부판, 41 액체 유입구 42 액체 유출구;
A 열교환 통로, A1 제1 통로, B 분기 통로,
C 밸브 챔버.
통상의 기술자가 본원의 기술적 해법을 더 잘 이해하도록 하기 위해, 이하의 도면 및 실시예와 함께 본원을 더 상세히 설명한다.
본원에 사용된 용어 "다수의"는 보통 2 개 이상의 불특정한 복수형을 지칭한다.
본원에서 "제1", "제2" 등과 같은 용어는 동일하거나 유사한 구조를 갖는 다수의 구성요소 또는 구조를 구별하기 위한 것일 뿐이며, 순서에 대한 특정한 제한을 나타내지는 않는다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 도 1은 본원에 따른 열교환 장치의 특정 실시예의 개략구조도이고, 도 2는 도 1의 하부판의 개략구조도이며, 도 3은 온도가 정상일 때의 본원에 따른 열교환 장치의 개략단면도이고, 도 4는 도 3의 온도제어 조립체의 개략구조도이며, 도 5는 온도제어 조립체의 분해도이고, 도 6은 온도가 비정상일 때의 본원에 따른 열교환 장치의 개략단면도이며, 도 7은 온도제어 조립체가 장착되지 않은 경우의 본원에 따른 열교환 장치의 개략단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본원에 따른 열교환 장치가 제공되는데, 이는 상부판(3), 하부판(4) 및 이들 사이에 배열된 열교환 조립체(2)를 포함할 수 있다. 열교환 조립체(2)는 구체적으로 종래의 판형 열교환기일 수 있고, 또는 판-핀형 열교환기일 수 있다. 상부판(3)에는 열교환 조립체(2)의 냉매 통로와 연통되는 냉매 유입구(31) 및 냉매 유출구(32)가 제공될 수 있다. 냉매는 구체적으로 냉각수 또는 다른 냉각 매체일 수 있다. 열교환 조립체(2)에는 열교환 통로(A)가 더 제공되며, 열교환 통로(A)는 냉매 통로로부터 격리된다. 외부 유체는 열교환 통로(A)에 들어갈 때 냉매와 열을 교환하여 유체의 온도를 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 차량 기어박스 분야에서, 유체는 일반적으로 윤활유를 지칭한다. 윤활유는 열교환 통로(A)를 통과할 때 열교환 조립체(2)의 냉매 통로에서 냉매와 열을 교환할 수 있으므로, 윤활유의 온도가 정상으로 유지되며, 이로써 윤활유의 윤활성을 보장할 수 있다.
하부판(4)에는 유체가 유입되는 액체 유입구(41)와 액체 유출구(42)가 제공될 수 있다. 열교환 통로(A)의 유출구는 액체 유출구(42)와 연통할 수 있다. 즉, 열교환 통로(A)를 통과하는 유체는 액체 유출구(42)를 통해 배출된 후 배관을 통해 다른 부품들로 이송될 수 있다.
종래 기술과는 달리, 본원에 따른 열교환 장치는 온도제어 조립체(1)를 추가로 통합한다. 온도제어 조립체(1)의 적어도 일부는 열교환 통로(A)에 위치된다. 본 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 열교환 통로(A)는 제1 통로(A1)를 포함하고, 제1 통로(A1)는 액체 유입구(41)에 대응하여 배열된다. 온도제어 조립체(1)의 일부는 제1 통로(A1) 내로 연장된다. 다시 말해, 제1 통로(A1)는 사실 온도제어 조립체(1)를 위한 장착 공간을 제공한다. 분기 통로(B)가 열교환 장치 내부에 추가로 제공되고, 분기 통로(B)의 일 단부는 액체 유출구(42)와 연통된다. 분기 통로(B)는 하부판(4) 및 열교환 조립체(2)에 의해 둘러싸여질 수 있다. 하부판(4)은 일체형 노내 용접에 의해 열교환 조립체(2)에 용접되어 용접 개소를 감소시킴으로써 하부판(4)과 열교환 조립체(2) 사이 연결의 신뢰성을 보장할 수 있다. 분기 통로(B)의 유출구는 액체 유출구(42)와 연통될 수 있다. 액체 유입구(41)는 온도제어 조립체(1)의 작용을 통해 분기 통로(B) 또는 열교환 통로(A)와 연통될 수 있다.
구체적으로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 온도제어 조립체(1)는 밸브 본체(11)를 포함할 수 있고, 밸브 본체(11)는 그 안에 밸브 챔버(C)를 가지며, 밸브 챔버(C)는 액체 유입구(41)와 연통한다. 즉, 유입 유체는 액체 유입구(41)를 통해 밸브 챔버(C) 내로 유입될 수 있다. 노치(111) 및 제2 밸브 포트(112)는 밸브 본체(11)의 주변 벽에 간격을 두고 축 방향으로 제공되고, 노치(111)는 액체 유입구(41)로부터 비교적 멀리 있고, 제2 밸브 포트(112)는 액체 유입구(41)에 비교적 가까이 있다. 노치(111)는 밸브 챔버(C)를 열교환 통로(A)와 연통시킬 수 있고, 제2 밸브 포트(112)는 밸브 챔버(C)를 분기 통로(B)와 연통시킬 수 있다. 즉, 밸브 챔버(C) 내의 유체는 노치(111)를 통해 열교환 통로(A)로 들어가거나, 또는 제2 밸브 포트(112)를 통해 분기 통로(B)로 들어갈 수 있다.
밸브 챔버(C)의 내벽에는 환형 돌기(17)가 더 제공되고, 환형 돌기(17)의 중간에 제1 밸브 포트(113)가 형성되며, 제1 밸브 포트(113)는 노치(111)를 제2 밸브 포트(112)와 연통시킬 수 있다. 즉, 축 방향으로, 제1 밸브 포트(113)는 노치(111)와 제2 밸브 포트(112) 사이에 배치되고, 제1 밸브 포트(113)의 개폐에 의해 노치(111)와 제2 밸브 포트(112)의 연통 상태를 제어할 수 있다.
밸브 본체(11)의 내부에는 원통형 밸브 코어(12) 및 구동 구성요소가 추가로 배치된다. 밸브 코어(12)의 주변 벽은 온전하며 밸브 챔버(C)의 내벽과 슬라이딩 끼워맞춤된다. 구동 구성요소의 일 단부는 밸브 챔버(C)의 바닥에 고정되고, 그의 다른 단부는 밸브 코어(12)의 일 단부와 접촉한다. 밸브 코어(C) 내부에는 탄성 부재(14)가 추가로 제공되며, 탄성 부재(14)의 일 단부는 밸브 코어(12)에 맞닿는다. 구동 구성요소는 탄성 부재(14)를 통해 밸브 코어(12)에 맞닿는다. 본 실시예에서, 밸브 코어(12)는 구동 구성요소의 외벽에 슬리브되고, 구동 구성요소의 외벽에 형성된 어깨부에 맞닿을 수 있다. 밸브 코어(12)는 밸브 챔버(C)의 내벽과 슬라이딩 끼워맞춤된다. 제2 밸브 포트(112)는 밸브 챔버(C)의 내벽을 따라서 밸브 코어(12)를 슬라이딩함으로써 개방 또는 폐쇄될 수 있고, 제1 밸브 포트(113)는 구동 구성요소의 작용에 의해 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 탄성 부재(14)의 일 단부가 밸브 코어(12)의 내부 바닥 벽에 맞닿으므로, 구동 구성요소는 밸브 코어(12)에 맞닿는다.
구동 구성요소는 유입 유체의 온도 변화에 따라 밸브 챔버(C) 내에서 밸브 코어(12)를 이동시켜 밸브 코어(12)의 주변 벽이 제2 밸브 포트(112)를 차단하거나 개방하게 할 수 있다. 제2 밸브 포트(112)가 차단 상태인 경우, 제1 밸브 포트(113)는 확실히 개방 상태이므로, 밸브 챔버(C) 내의 유체는 제1 밸브 포트(113) 및 노치(111)를 통해 열교환 통로(A) 내로 유입될 수 있다. 예를 들어, 유입 유체의 온도가 특정 온도보다 높은 경우, 구동 구성요소 내의 감열성 물질이 팽창하며, 구동 구성요소의 일 단부가 밸브 챔버(C)의 바닥에 고정되기 때문에, 감열성 물질의 팽창에 의해 생성된 추력이 탄성 부재(14)의 탄성력보다 클 때 구동 구성요소는 아래쪽으로 작용하여 밸브 코어(12)를 아래로 이동하도록 가압하므로, 밸브 코어(12)는 밸브 코어의 주변 벽에 의해 제2 밸브 포트(112)를 차단할 수 있다.
"주변 벽이 온전하다"는 주변 벽에 개구부 등의 구조가 제공되지 않음을 의미하는 점에 유의해야 한다.
이 구조에 의해, 본원에 의해 제공되는 열교환 장치는 종래 기술에서의 열교환 루프의 기능을 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 종래 기술에서의 자동온도조절 밸브(즉, 온도제어 조립체(2))와 열교환기(즉, 열교환 조립체(1))를 일체로 통합하는데, 이는 열교환 루프의 구조를 크게 단순화하고, 자동온도조절 밸브와 열교환기 사이의 연결 배관을 절약하며, 자동온도조절 밸브의 장착 공간을 절약하고, 열교환 루프의 점유 공간을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 본원에서 열교환 장치는 집적도가 높고 점유 공간이 작기 때문에, 열교환 장치의 설치가 비교적 간단하여, 열교환 장치는 종래 기술에서의 차량의 통합화 및 경량화 요건을 충족시킬 수 있다.
한편, 온도제어 조립체(1)가 열교환 장치 내부에 통합되어 있기 때문에, 온도제어 조립체(1)의 부피는 더 작을 수 있고, 그 무게는 경량화를 이루기 위해 더욱 감소될 수 있다. 온도제어 조립체(1)의 다양한 구성요소의 재료 선택 및 가공 방법은 더욱 다양화될 수 있다. 종래 기술에서의 종래의 금속 재료 및 기계가공 제조방법 이외에도, 다양한 구성요소의 재료는 플라스틱 등일 수 있고, 제조방법은 압력 주조, 다이캐스팅 등일 수 있다.
더욱 중요하게는, 열교환 장치의 온도제어 조립체(1)의 밸브 코어(12)는 온전한 실린더 벽을 가지며, 밸브 코어의 주변 벽에 개구부 등의 구조가 제공되지 않는데, 이는 제2 밸브 포트가 밸브 코어(12)의 이동 과정에서 폐쇄된 이후에 제2 밸브 포트(112)가 재개방되는 것을 방지할 수 있으며, 제2 밸브 포트(112)의 차단의 신뢰성과 밀봉을 보장하는 데 유리하다.
또한, 환형 돌기(17)와 제1 밸브 포트(113)의 배열로 인해, 노치(111)는 차단할 필요가 없다. 열교환 통로(A)와 밸브 챔버(C) 사이의 연통 상태를 폐쇄할 필요가 있을 경우, 단순히 제1 밸브 포트(113)를 차단한다. 나아가, 제1 밸브 포트(113)는 밸브 챔버(C) 내부에 위치하기 때문에, 차단이 더 쉽다.
구체적으로, 구동 구성요소는 열 요소(13)를 더 포함할 수 있고, 열 요소(13)는 밸브 코어(12)와 연결될 수 있다. 유입 유체의 온도가 (소정 온도를 초과하여) 비정상인 경우, 열 요소(13) 내의 감열성 물질이 팽창하여 열 요소(13)를 움직이게 하고 밸브 코어(12)가 밸브 챔버(C) 내에서 이동하도록 하여, 밸브 코어(12)의 주변 벽이 제2 밸브 포트(112)를 차단할 수 있다. 온도가 정상인 경우, 감열성 물질은 수축하며, 밸브 코어(12)는 탄성 부재(14)의 복원력의 작용에 의해 위로 이동한다.
설명의 편의를 위해, 밸브 코어(12)가 제2 밸브 포트(112)를 폐쇄하도록 이동되는 방향은 "정방향 이동"으로 정의되고, 이는 도 3에서 하향 이동의 방향을 지칭하며, 밸브 코어(12)가 제2 밸브 포트(112)를 개방하도록 이동되는 방향은 "역방향 이동"으로 정의되고, 이는 도 3에서 상향 운동의 방향을 지칭한다.
일반적으로 상기 비정상 온도는 유체의 온도가 너무 높다는 것을 의미한다. 즉, 유체의 온도가 너무 높을 때 제2 밸브 포트(112)가 폐쇄될 수 있으므로, 열교환을 수행하여 유체의 온도를 낮추기 위해 유체는 제1 밸브 포트(113) 및 노치(111)를 통해 열교환 통로(A)로만 들어갈 수 있고, 그 후 유체는 유체 유출구(42)를 통해 배출된다.
열 요소(13)의 작동은 2가지 경우로 분류될 수 있다. 첫 번째 경우는 유입 유체의 온도가 항상 정상 범위 내에 있는 경우로서, 이 경우에는 탄성 부재(14)가 밸브 코어(12)를 지지하여, 제2 밸브 포트(112)가 개방되고 제1 밸브 포트(113)가 폐쇄되며 열 요소(13)가 작동하지 않는 위치에 밸브 코어(12)가 항상 있다. 두 번째 경우는 유입 유체의 온도가 비정상에서 정상으로 변하는 경우로서, 온도가 비정상일 때에는, 제2 밸브 포트(112)가 차단되고 제1 밸브 포트(113)가 개방되며 열 요소(13) 내의 감열성 물질이 열로 인해 팽창하여 밸브 코어(12)를 아래로 이동하도록 가압하는 위치에 밸브 코어(12)가 위치되며, 유체의 온도가 정상으로 돌아오면, 열 요소(13)가 정상 상태로 돌아올 수 있고, 탄성 부재(14)는 제2 밸브 포트(112)가 개방되고 제1 밸브 포트(113)가 폐쇄될 때까지 밸브 코어(12)를 밸브 챔버(C) 내에서 역방향으로 이동하도록 가압할 수 있다.
다시 말해, 밸브 코어(12)가 제2 밸브 포트(112)를 차단하는 상기 과정은 열 요소(13)가 밸브 코어(12)를 가압하여 탄성 부재(14)의 탄성 저항을 극복하는 과정이며, 유체의 온도가 정상으로 복귀하면, 열 요소(13) 내의 감열성 물질이 수축하여 밸브 코어(12)에 가압력을 더 이상 가하지 않으며, 탄성 부재(14)의 탄성력이 해제되어, 밸브 코어(12)가 자동으로 복귀된다.
제2 밸브 포트(112)의 개구부는 추가적으로 완전 개구부 및 부분 개구부로 분류된다. 제2 밸브 포트가 부분적으로 개방될 때, 밸브 코어(12)의 주변 벽은 여전히 제2 밸브 포트(112)를 부분적으로 차단할 수 있다. 제2 밸브 포트가 완전히 개방될 때, 밸브 코어(12)의 주변 벽은 제2 밸브 포트(112)로부터 완전히 떨어져 있다.
실제 적용에서, 유체의 온도가 정상 범위 내에 있으면, 열 요소(13)는 밸브 코어(12)에 어떠한 가압력도 가하지 않고, 제2 밸브 포트(112)는 탄성 부재(14)의 작용에 의해 완전히 개방될 수 있으며, 유체는 분기 통로(B)를 통해 거의 완전히 유출될 수 있다. 유체의 온도가 약간 더 높을 경우, 열 요소(13)는 어느 정도 변형될 수 있고, 밸브 코어(12)를 일정한 거리만큼 정방향으로 가압하여, 밸브 코어(12)가 제2 밸브 포트(112)의 일부를 차단할 수 있다. 이 경우, 제2 밸브 포트(112)의 개구부가 작기 때문에, 유체는 분기 통로(B)로 완전히 유입될 수 없고, 유체의 일부는 열교환 통로(A)를 통해 배출된다. 또한, 열교환 통로(A)를 통해 유동하는 저온 유체는 분기 통로(B)를 통해 유동하는 고온 유체와 액체 유출구(42) 및 후속 배관에서 혼합될 수 있어서, 열교환 장치로부터 유출되는 유체의 온도는 실질적으로 정상 범위로 유지될 수 있다. 유체의 온도가 너무 높은 경우, 열 요소(13)는 크게 변형되어 제2 밸브 포트(112)를 완전히 폐쇄하도록 밸브 코어(12)를 가압할 수 있고, 유체는 열교환 통로(A)를 통해서만 배출될 수 있다.
다시 말해, 본원에 의해 제공되는 열교환 장치는 유체의 온도에 따라 제2 밸브 포트(112)의 개구부 크기를 조절하는 기능을 추가로 갖는다.
제2 밸브 포트(112)가 완전히 개방되는 위치에 밸브 코어(12)가 있을 때, 열 요소(13)는 제1 밸브 포트(113)를 차단할 수 있다. 즉, 모든 유입 유체는 분기 통로(B)를 통해 배출되어 유체의 작동 저항을 감소시키며, 이로써 에너지 소비를 저감한다.
사실, 제2 밸브 포트(112)가 완전 개방 위치에 있을 때, 제1 밸브 포트(113)는 폐쇄되지 않을 수 있다. 즉, 제1 밸브 포트(113)는 부분적으로 개방되거나 완전히 개방될 수 있다. 열교환 통로(A)는 비교적 복잡하고, 통로 내의 유체의 유동 저항은 크며, 제1 밸브 포트(113)가 개방 상태이더라도 대부분의 유입 유체는 여전히 제2 밸브 포트(112)를 통해 분기 통로(B)로 유입되어 배출되는 반면, 본원의 열교환 장치의 기능은 영향을 받지 않는다는 점에 유의해야 한다.
또한, 실제 조립 및 조정 공정 동안, 열교환 루프는 일반적으로 유입 유체로 채워지고, 본원에 의해 제공되는 열교환 장치를 위해, 분기 통로(B) 및 밸브 챔버(C)는 유입 유체로 채워질 필요가 있다. 초기 상태에서, 제1 밸브 포트(113)의 비폐쇄는 유입 유체가 전체 열교환 장치를 신속하게 채울 수 있게 하여, 조정 및 조립을 용이하게 한다.
노치(111) 및 제2 밸브 포트(112)의 개수 및 장착 위치는 본원의 실시예에 의해 제한되지 않음에 유의해야 한다. 특정 실시예에서, 두 밸브 포트의 개수 및 장착 위치는 실제적인 필요에 따라 통상의 기술자에 의해 결정될 수 있다. 제2 밸브 포트(112)를 예로 들어, 다수의 제2 밸브 포트(112)가 제공될 수 있고, 제2 밸브 포트(112)는 밸브 본체(11)의 축 방향 및 주변 방향을 따라 간격을 두고 분포될 수 있으며, 각각의 제2 밸브 포트(112)는, 밸브 코어(12)가 유체의 온도에 따라 대응하는 제2 밸브 포트(112)를 개방 또는 폐쇄하는 것이 보장될 수 있는 한, 분기 통로(B)와 연통한다. 제1 밸브 포트(113)의 개수 역시 제한되지 않는다. 그러나, 차단을 용이하게 하기 위해, 하나의 제1 밸브 포트를 제공하는 것이 바람직하다.
도 4를 예로 들고 도 5를 참조하면, 열 요소(13)와 연결된 밸브 코어(12)의 일 단부에 지지부가 배열되고, 열 요소(13)의 두 단부는 각각 밸브 본체(11) 및 지지부와 연결되어, 열 요소(13)의 구동력을 전달한다.
구체적으로, 지지부는 환형 지지판(121)일 수 있고, 지지판(121)의 외측 가장자리는 밸브 코어(12)의 내벽과 연결될 수 있다. 구체적으로, 지지판은 밸브 코어와 억지 끼워맞춤될 수 있거나, 또는 지지판은 밸브 코어에 용접될 수 있거나, 또는 지지판은 밸브 코어와 일체로 형성될 수 있다. 지지판(121)의 표면에는 다수의 전환 홀(121a)이 간격을 두고 주변 방향을 따라 제공될 수 있다.
열 요소(13)는 밸브 로드(131) 및 하우징(132)을 포함할 수 있다. 밸브 로드(131)는 구체적으로 로드 형상일 수 있고, 하우징(132)은 T 형상일 수 있다. T 형상 하우징의 수직 부분은 지지판(121)의 중심 홀(121b)에 삽입되어 밸브 코어(12)와 연결된 하우징(132)의 단부를 위치설정할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 단부는 하우징(132)의 하단부이다. T 형상 하우징의 측면 부분은 지지판(121)의 표면에 맞닿을 수 있다.
하우징(132)의 측면 부분이 지지판(121)의 표면상의 전환 홀(121a)을 덮지 않는 것을 알 수 있다. 도 6을 예로 들면, 하우징(132)이 밸브 코어(12)를 밸브 챔버(C) 내에서 이동하도록 가압하는 경우, 밸브 코어(12) 내부의 밸브 챔버(C)는 실제로 지지판(121) 및 하우징(132)에 의해 상부 챔버 및 하부 챔버로 분할되고, 지지판(121) 상에 배열된 전환 홀(121a)은 상부 챔버를 하부 챔버와 연통시킬 수 있다. 즉, 제1 밸브 포트(113)가 개방될 때, 액체 유입구(41)는 전환 홀(121a)을 통해 열교환 통로(A)와 연통할 수 있다.
지지부는 지지판(121)의 형태에 한정되지 않으며, 다른 구조로 설계될 수도 있다. 예를 들어, 지지부는 밸브 코어(12)의 내측 주변 벽에 배열된 다수의 상승 리브일 수 있고, 상승 리브 사이의 간극은 전환 홀(121a)과 동등하다.
제1 밸브 포트(113)가 열 요소(13)에 의해 차단되는 경우, 하우징(132)의 측면 부분은 제1 밸브 포트(113)의 외측 가장자리에 맞닿을 수 있고, 차단의 신뢰성을 향상시키기 위해, 제1 밸브 포트(113)를 향하는 하우징(132)의 일 단부(측면 부분)는 원뿔형 구조를 가질 수 있고, 따라서 하우징(132)을 향하는 제1 밸브 포트(113)의 단부 부분은 원뿔형 구조와 협력작동하기 위한 원뿔형 가이드 홈을 가질 수 있다.
차단의 신뢰성을 추가로 보장하기 위해, 하우징(132)은 고무와 같은 탄성 재료로 만들어질 수 있다.
탄성 부재(14)는 구체적으로 리턴 스프링일 수 있고, 리턴 스프링은 하우징(132)의 수직 부분 중 밸브 코어(12) 내로 돌출하는 부분 외부에 슬리브될 수 있다. 즉, 하우징(132)은 리턴 스프링을 위치설정하기 위하여 스프링 칼럼과 유사한 역할을 할 수도 있으며, 이로써 밸브 코어(12)의 이동 중에 리턴 스프링이 반경 방향으로 앞뒤로 이동하는 것을 방지한다.
도 4를 참조하면, 밸브 코어(12)로부터 이격된 밸브 챔버(C)의 단부에는 오목한 제1 위치설정 홈이 제공될 수 있고, 밸브 코어(12)로부터 이격된 하우징(132)의 측면 부분의 단부면에는 오목한 제2 위치설정 홈이 제공될 수 있으며, 로드 형상 밸브 로드(131)의 두 단부는 각각 제1 위치설정 홈 및 제2 위치설정 홈에 삽입되어 밸브 로드(131)를 위치설정할 수 있다. 더욱이, 제1 위치설정 홈 및 제2 위치설정 홈은 밸브 로드의 변형 과정 동안 밸브 로드(131)의 안정성을 보장하기 위해 특정 깊이를 갖는다.
도 5에 도시된 바와 같이, 그리고 도 4와 관련하여, 온도제어 조립체(1)는 밸브 시트(15) 및 스냅 링(16)을 더 포함할 수 있다. 밸브 시트(15)는 액체 유입구(41)에 배치될 수 있으며, 스냅 링(16)은 밸브 챔버(C) 내부에 배열되고 밸브 시트(15)를 위치설정하도록 구성될 수 있다. 탄성 부재(14)의 두 단부는 각각 지지부 및 밸브 시트(15)에 맞닿을 수 있다.
밸브 코어(12)가 정방향 이동 중에 단지 제2 밸브 포트(112)를 폐쇄하면, 밸브 코어(12)는 밸브 시트(15)에 맞닿을 수 있고, 밸브 시트(15)는 밸브 코어(12)용 위치제한 구성요소와 더욱 동등하다.
사실, 밸브 코어(12)가 정방향 이동 중에 단지 제2 밸브 포트(112)를 폐쇄하면, 밸브 챔버(C)에는 밸브 코어(12)의 정방향 이동을 위한 일정한 공간이 여전히 존재한다. 즉, 밸브 코어(12)는 계속 정방향으로 이동할 수 있고, 이는 본원의 실시예와 관련하여 밸브 코어(12)와 밸브 시트(15) 사이에 일정한 간극이 추가로 제공되어, 유입 유체의 너무 높은 온도로 인해 제2 밸브 포트(112)가 폐쇄된 후에 밸브 코어(12)가 계속 아래로 이동한다는 사실로 인해 밸브 시트(15)가 직접 충격을 받는 것을 방지한다는 것을 의미한다.
다시 말해, 정방향 이동 공간은 유입 유체의 온도가 너무 높을 때 열교환 장치를 보호하기 위해 특정한 완충 역할을 할 수 있다.
본원의 실시예에 의해 제공되는 열교환 장치와 열교환 장치를 갖는 열교환 루프는 차량 기어박스의 분야에 제한되지 않으며, 열교환 루프 및 열교환 장치를 필요로 하는 다른 분야, 예를 들어 제어패널과 같은 전자장치의 방열 냉각 루프에 적용될 수 있다.
상기 실시예는 본원의 바람직한 실시예일 뿐이다. 통상의 기술자라면, 본원의 원리를 벗어나지 않고서 다른 개선 및 수정이 추가로 이루어질 수 있고, 이러한 개선 및 수정 역시 본원의 보호 범위에 속하는 것으로 간주되어야 함에 유의해야 한다.

Claims (10)

  1. 온도제어 조립체(1) 및 열교환 조립체(2)를 포함하는 열교환 장치로서,
    열교환 통로(A)가 상기 열교환 조립체(2) 내부에 형성되고, 상기 열교환 통로(A)와 평행하게 배열된 분기 통로(B)가 상기 열교환 장치에 제공되며; 상기 열교환 장치는 액체 유입구(41) 및 액체 유출구(42)를 가지고, 상기 열교환 통로(A)와 상기 분기 통로(B)의 유출구들은 상기 액체 유출구(42)와 연통하며;
    상기 온도제어 조립체(1)는 밸브 본체(11)를 포함하고, 상기 밸브 본체(11)는 밸브 챔버(C)를 가지며, 상기 밸브 챔버(C)는 상기 액체 유입구(41)와 연통하고; 상기 밸브 본체(11)의 주변 벽에 노치(111) 및 제2 밸브 포트(112)가 제공되며, 상기 노치(111)는 상기 액체 유입구(41)로부터 상기 제2 밸브 포트(112)보다 더 멀리 있고, 상기 제2 밸브 포트(112)는 상기 액체 유입구(41)에 상기 노치(111)보다 더 가까이 있으며, 상기 노치(111)는 상기 밸브 챔버(C)를 상기 열교환 통로(A)와 연통시키도록 구성되고, 상기 제2 밸브 포트(112)는 상기 밸브 챔버(C)를 상기 분기 통로(B)와 연통시키도록 구성되며;
    상기 밸브 본체(11)는 환형 돌기(17)를 포함하고, 상기 환형 돌기(17)의 중간에 제1 밸브 포트(113)가 형성되며, 상기 제1 밸브 포트(113)는 상기 노치(111)를 상기 제2 밸브 포트(112)와 연통시키도록 구성되고; 그리고
    밸브 코어(12) 및 구동 구성요소가 상기 밸브 본체(11) 내부에 추가로 제공되고, 상기 밸브 코어는 원통형이며, 상기 밸브 코어의 주변 벽은 온전하고, 상기 밸브 코어(12)는 상기 밸브 챔버(C)의 대응하는 내벽과 슬라이딩 끼워맞춤되며, 상기 구동 구성요소는 상기 제1 밸브 포트(113)와 협력작동하고, 상기 밸브 코어의 상기 주변 벽은 상기 밸브 코어의 작용을 통해 상기 제2 밸브 포트(112)를 차단하도록 구성되며, 상기 구동 구성요소는 상기 구동 구성요소의 작용을 통해 상기 제1 밸브 포트(111)를 차단하도록 구성되고, 상기 제2 밸브 포트(112)가 차단 상태인 경우, 상기 제1 밸브 포트(113)는 개방 상태인, 열교환 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동 구성요소는 열 요소(13)를 포함하고, 상기 밸브 챔버(C) 내부에 탄성 부재(14)가 추가로 제공되며, 상기 열 요소(13)의 일 단부는 상기 밸브 코어(12)와 접촉하고, 상기 제1 밸브 포트(113)를 통과하는 다른 단부는 상기 밸브 챔버(C)의 바닥에 고정되며; 그리고
    상기 탄성 부재(14)의 일 단부는 상기 밸브 코어(12)에 맞닿고, 상기 열 요소(13)는 상기 탄성 부재(14)를 통해 상기 밸브 코어(12)에 맞닿는, 열교환 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 열 요소(13)와 접촉하는 상기 밸브 코어(12)의 연결 단부에 지지부가 배치되고, 상기 지지부 중 상기 열 요소(13)와 접촉하지 않는 부분에 전환 홀(121a)이 제공되며; 그리고
    상기 제1 밸브 포트(111)가 상기 열 요소(13)에 의해 차단되지 않는 경우, 상기 액체 유입구(41)는 상기 전환 홀(121a)을 통해 상기 열교환 통로(A)와 연통되는, 열교환 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 밸브 포트(112)가 완전히 개방되는 위치에 상기 밸브 코어(12)가 있을 때, 상기 열 요소(13)는 상기 제1 밸브 포트(113)를 차단할 수 있고; 또는
    상기 제2 밸브 포트(112)가 완전히 개방되는 위치에 상기 밸브 코어(12)가 있을 때, 상기 제1 밸브 포트(113)는 폐쇄되지 않는, 열교환 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 열교환 통로(A)는 제1 통로(A1)를 포함하고, 상기 제1 통로(A1)는 상기 액체 유입구(41)에 대응하여 배열되며, 상기 온도제어 조립체(1)의 적어도 일부는 상기 제1 통로(A1) 내로 연장되고, 상기 제1 밸브 포트(111)는 상기 제1 통로(A1)에 위치하며, 상기 제2 밸브 포트(112)는 분기 통로(B)에 대응하여 배열되고, 상기 분기 통로(B)는 상기 제1 통로(A1)와 직접 연통되지 않는, 열교환 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 지지부는 환형 지지판(121)이고, 복수의 전환 홀(121a)이 제공되며, 상기 복수의 전환 홀(121a)은 상기 지지판(121)의 표면 상에 간격을 두고 주변 방향으로 배열되고, 지지판(121)에는 중심 홀(121b)이 추가로 제공되며; 그리고
    상기 열 요소(13)는 밸브 로드(131) 및 하우징(132)을 포함하고, 상기 하우징(132)은 T 형상이며, 상기 하우징의 수직 부분은 상기 지지판(121)의 상기 중심 홀(121b)에 삽입되고, 상기 하우징의 측면 부분은 상기 지지판(121)에 맞닿으며, 상기 밸브 로드(131)의 두 단부는 상기 밸브 본체(11) 및 상기 하우징(132)에 각각 연결되는, 열교환 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 탄성 부재(14)는 리턴 스프링이고, 상기 리턴 스프링은 상기 수직 부분 중 상기 밸브 코어(12) 내로 돌출되는 부분에 슬리브되어 있는, 열교환 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 온도제어 조립체(1)는 밸브 시트(15) 및 스냅 링(16)을 더 포함하고, 상기 밸브 시트(15)는 액체 유입구(41)에 제공되며, 상기 탄성 부재(14)의 두 단부는 상기 지지부 및 상기 밸브 시트(15)에 각각 맞닿고; 그리고
    상기 스냅 링(16)은 상기 밸브 챔버(C) 내부에 배치되며, 상기 밸브 시트(15)를 위치설정하도록 구성되는, 열교환 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 밸브 포트(112)가 차단되는 위치로 상기 밸브 코어(12)가 이동될 때, 상기 밸브 코어(12)는 상기 밸브 시트(15)에 맞닿을 수 있고; 또는
    상기 제2 밸브 포트(112)가 차단되는 위치로 상기 밸브 코어(12)가 이동될 때, 상기 밸브 챔버(C)에는 상기 밸브 코어(12)의 정방향 이동을 위한 일정한 공간이 여전히 존재하는, 열교환 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 하부판(4)을 더 포함하며, 상기 액체 유입구(41) 및 상기 액체 유출구(42)는 모두 상기 하부판(4) 상에 배열되고, 상기 분기 통로(B)는 상기 하부판(4) 및 상기 열교환 조립체(2)에 의해 둘러싸이는, 열교환 장치.
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