KR20210124416A - 차량의 유체 라인들을 유체 연결하는 각도 부재 - Google Patents

차량의 유체 라인들을 유체 연결하는 각도 부재 Download PDF

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KR20210124416A
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브라이텐바흐 게리트 폰
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노르마 저머니 게엠베하
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Abstract

본 발명은 차량의 유체 라인을 유체 연결하기 우한 각도 부재(10)에 관한 것으로서, 상기 각도 부재(10)는 변경 각도(24) 둘레에서 유체의 유동 방향을 변경하기 위한 채널 부분(12)을 가지고, 각도 부재(24)로의 유체의 유입 유동 방향(20) 및 각도 부재(10)로부터의 유체의 유출 유동 방향(22)은 변화 각도(24)의 다리를 형성하며, 적어도 하나의 가이드 요소(30)는 채널 부분(12)에 배치되고, 상기 가이드 요소는 채널 부분(12)으로 돌출되고, 적어도 하나의 가이드 요소(30)는 변화 각도(24)에 의하여 유체의 일부의 유동 방향을 변화시킨다. 각도 부재(10)는 따라서 저압 강하를 가진다.

Description

차량의 유체 라인들을 유체 연결하는 각도 부재
본 발명은 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우(elbow)에 관한 것으로, 엘보우는 변화 각도에 의해 유체상의 유동 방향을 변경하기 위한 채널 섹션(channel section)을 가지며, 엘보우로의 유체의 유입 유동 방향 및 엘보우로부터의 유체의 유출 유동 방향은 변화 각도의 다리(legs of the change angle)를 형성한다.
차량에서, 예를 들어 오일, 연료 또는 냉각수와 같은 유체는 차량의 다양한 위치에서 유체 라인(fluid lines)을 통해 제공된다. 상기 라인은 다양한 방향과 상이한 구조적 공간에서 연장되는데, 그 결과 일부 위치에서 "모서리 둘레로" 유체 라인을 이끌기 위해 엘보우(elbow)들이 필요하다. 이러한 경우에, 엘보우들은 유체 라인 연결을 위한 신속 작용 커넥터(quick action connector)로서 설계되며, 두 개의 유체 라인들을 특정 각도로, 예를 들어 90°로 서로 연결된다. 상기 엘보우는 예를 들어 인젝션 몰딩 공정에 의해 제조될 수 있으며, 여기서 몰드 코어는 엘보우의 내부를 형성하고 엘보우는 상대적으로 작은 내측 직경을 가진다. 인젝션 몰딩된 재료가 경화된 후, 몰드 코어는 엘보우로부터 회수된다. 엘보우의 각각의 다리에 대하여, 여기에서 분리된 몰드 코어를 사용하는데, 결과적으로 엘보우의 다리 사이에 예리한 에지가(sharp edge)가 형성된다. 만약, 에지 대신에 만곡(curve)이 형성되어야 하는 경우, 이는 몰드 코어에 언더컷(undercut)을 제공하여, 몰드 코어를 회수하는 동안 엘보우 손상으로 이어질 수 있다. 만약 유체가 작동 중에 상기 예리한 에지에 걸쳐 흐르면, 급격한 방향 변화는 소용돌이를 발생시켜서, 상당한 압력 강하의 결과를 가져온다. 상기 압력 강하는 엘보우가 설치된 차량의 전체 유체 시스템에 영향을 미친다.
따라서, 본 발명의 목적은 개선된 엘보우 및 개선된 엘보우 제조 방법을 제공하는 것이며, 개선된 엘보우는 압력 강하를 감소시킨다.
본 발명의 주요 특징은 청구항 제 1 항의 특징부에 기재되어 있다. 청구항 제 2 항 내지 제 15 항은 구성에 관한 것이다.
엘보우는 변화 각도만큼 유체의 유동 방향을 변경하기 위한 채널 섹션을 가지고, 엘보우로의 유체의 유동 방향 및 엘보우로부터의 유체의 유출 유동 방향이 변화 각도의 다리를 형성하는, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우의 경우에, 본 발명에 따라서 적어도 하나의 가이드 요소가 채널 섹션에 배열되고 채널 섹션으로 돌출되며, 적어도 하나의 가이드 요소는 변화 각도만큼 유체의 일 부분의 유동 방향을 적어도 크게 변화시킨다.
본 발명에 의해, 차량의 유체 라인을 연결하기 위한 엘보우가 제공되고, 엘보우로 돌출하는 적어도 하나의 가이드 요소는 엘보우에 의해 야기되는 유동 방향의 변화를 보조한다. 이러한 경우 가이드 요소는 가이드 벽(guide wall)일 수 있다. 여기에서 가이드 요소는, 엘보우를 통해 그리고 엘보우에 배치된 에지에 걸쳐서 유동하는 유체의 한 부분이 유체 흐름의 다른 부분들과의 상호작용을 통해 와류를 발생시키기 전에 전환되는 효과를 가지는데, 상기 와류는 유동에서의 압력 강하를 초래하는 효과를 가진다. 가이드 요소가 없으면, 유동하는 유체의 이 부분과 나머지의 유동하는 유체는 채널 섹션의 전환 표면까지 유동하게 되며 그 다음에야 전환됩니다. 여기에서, 유동하는 유체의 일부는 유체의 이미 전환된 부분의 경로를 가로지르며, 와류를 일으킬 것이다. 여기에서, 유체의 다른 이미 전환된 부분과 함께 상기 유체의 부분이 와류를 발생시키기 전에, 가이드 요소는 변경 각도를 통해 유체의 일부를 전환시킨다. 결과적으로, 본 발명에 의해, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우에서 와류가 감소된다. 또한, 이는 엘보우 및 그에 연결된 유체 라인 시스템의 압력 강하를 감소시키는 결과를 가져온다. 결과적으로, 유체 라인 시스템의 압력 증가를 위해 추가 에너지를 사용할 필요가 없기 때문에 차량 시스템은 에너지를 절약할 수 있다.
또한, 엘보우는 채널 섹션에 의해 유체 소통되게 연결된 유입 섹션 및 유출 섹션을 가질 수 있으며, 채널 섹션은 유입 섹션과 유출 섹션 사이에 배치된 에지를 가진다.
에지는, 만곡(curve)과는 대조적으로, 필요한 몰드 코어에 대하여 언더컷을 가지지 않기 때문에, 에지의 제조는 몰드 코어에 의하여 간단한 방식으로 실현될 수 있다.
또한 각도 공간(angular surface)은 3개의 가이드 요소를 가질 수 있는데, 여기서 3 개의 가이드 요소 중 하나는 3 개의 가이드 요소들중 2개의 다른 가이드 요소들 사이에 배치되고, 3개의 가이드 요소들중 다른 2개의 가이드 요소들은 각각의 경우에 가이드 채널을 형성한다.
3 개의 가이드 요소로써, 유체 유동의 3 개의 상이한 부분들이 변경 각도를 통해 전환된다. 유동하는 유체의 작은 부분만이 채널 섹션의 전환 표면(diverting surface)까지 유동한다. 따라서 엘보우에서 유동의 가로지름(crossing)은 더 방지되고, 결과적으로 와류 방지가 개선된다. 결과적으로, 압력 강하의 회피가 더욱 개선되는 경우도 마찬가지이다.
변화 각도는 45°와 135°사이, 바람직하게는 60°와 110°사이, 더 바람직하게는 90°일 수 있다.
더욱이, 적어도 하나의 가이드 요소는 원호와 형상이 유사한 섹션을 가질 수 있으며, 상기 섹션이 덮는 각도의 크기는 변화 각도에 완전히 또는 거의 대응한다. 적어도 하나의 가이드 요소는 또한 연결 섹션을 가질 수 있으며, 상기 연결 섹션은 원호와 형상이 유사한 섹션을 채널 섹션의 벽에 연결하고, 여기에서 연결 섹션은 원호와 형상이 유사한 섹션과 상이한 형상을 가진다.
여기에서, 연결 섹션은 평탄 표면으로부터 형성될 수 있는 반면에, 원호와 유사한 섹션은 아치형(arcuate form) 이다. 여기에서, 엘보우와 조합된 가이드 요소의 제조과 함께, 엘보우의 내부를 형성하는 적어도 하나의 몰드 코어와 관련하여 연결 섹션은 언더컷을 가지지 않는 방식으로 평탄 표면들이 배치될 수 있다. 따라서, 엘보우 및 가이드 요소의 제조 이후에, 연결 섹션은 몰드 코어와 관련하여 언더컷을 가지지 않고 원호와 유사한 섹션은 탄성적으로 변형될 수 있기 때문에, 몰드 코어는 가이드 요소를 절단하지 않고 엘보우 밖으로 빼낼 수 있다. 이러한 방식으로, 원호와 형상이 유사한 섹션은 언더컷으로 인해 발생된 힘을 보상할 수 있다. 따라서 엘보우와 동시에 가이드 요소를 제조할 수 있어서, 제조는 단순화된다.
연결 섹션은 유리하게는 내측 벽에 2 개의 다리 부재를 가진 각도 형상을 가질 수 있으며, 각각의 경우에 하나의 다리 부재는 다리들중 하나에 평행하게 배치되고, 채널 섹션의 내측 벽으로부터의 거리가 증가함에 따라, 연결 섹션은 아치 형상으로 천이된다.
엘보우에서의 몰드 코어에 의한 제조로써, 내측 벽에 또는 내측 벽에 가깝게 배치된 연결 섹션의 부분에서 힘은 내측 벽에 작용하지 않는데, 상기 힘은 몰드 코어를 제거하는 동안 연결 섹션의 부분을 변형시킨다. 내측 벽으로부터의 거리가 증가함에 따라, 채널 섹션으로 돌출된 가이드 요소의 연결 섹션은 점진적으로 원호와 유사한 형상을 취하고 원호와 유사한 섹션으로 천이된다. 결과적으로, 내측 벽으로부터 떨어져서만 연결 섹션은 언더컷을 포함하며, 이는 몰드 코어를 제거하는 동안 힘을 받는다. 가이드 요소는 내측 벽에 가까운 것보다 내측 벽으로부터 멀리 떨어져서 더 유연하고, 탄성 변형에 의하여, 몰드 코어를 제거하는 동안 발생하는 힘을 보상할 수 있다. 따라서 엘보우와 동시에 가이드 요소를 마찬가지로 제조할 수 있어서, 제조는 단순화된다.
대안으로서 또는 추가적으로, 연결 섹션은 원호와 형상이 유사한 섹션 일부를 따라서 유동 방향으로 연장될 수 있고 원호와 형상이 유사한 섹션과 내측벽 사이에 2 개 부분 표면으로부터 형성된 단면 표면을 가지는데, 여기에서 2 개의 부분 표면중 하나의 부분 표면은 유입 유동 방향에 대하여 언더컷이 없고 다른 부분 표면은 유출 유동 방향에 대하여 언더컷이 없다.
결과적으로, 원호와 형상이 유사한 섹션은 전체 범위가 아니라 원호와 형상이 유사한 섹션의 일부를 통해서만 내측 벽에 연결된다. 여기에서, 부분을 내측 벽에 연결하는, 부분에 연결된 연결 섹션은, 엘보우의 내부를 제작하는 동안 사용된 몰드 코어에 대한 언더컷 없이 형성될 수 있다. 따라서 엘보우를 제조하는 동안 몰드 코어를 제거할 때 내벽 측에 대한 가이드 요소의 연결 손상이 방지된다. 따라서 엘보우와 동시에 가이드 요소를 마찬가지로 제조할 수 있어서, 제조는 단순화된다.
또한, 대안으로서 또는 추가적으로, 내측 벽은 가이드 요소의 연결 섹션의 레일 요소를 위한 적어도 하나의 가이드 홈을 가질 수 있으며, 여기에서 가이드 홈은 다리들중 하나에 평행하게 연장되고, 연결 섹션은 가이드 홈에서 미끄러지게 움직일 수 있고 가이드 홈에 고정될 수 있는 적어도 하나의 레일 요소를 가진다.
이러한 경우에, 가이드 요소는 엘보우와 별도로 제작될 수 있다. 여기에서, 가이드 홈은 예를 들어 차후 단계에서 채널 섹션의 내측 벽에 제조된다. 가이드 요소의 레일 요소는 가이드 홈 안으로 미끄러지게 도입될 수 있고 가이드 홈을 따라서 움직일 수 있다. 가이드 홈을 따른 레일 요소의 움직임에 의해, 가이드 요소는 채널 섹션에 위치될 수 있다. 가이드 요소는 레일 요소에 의해 의도된 위치에서 내측 벽에 고정될 수 있다. 가이드 요소는 요건에 따라서, 엘보우와 상이한 재료로부터 제조될 수 있다.
대안으로서 또는 추가적으로, 연결 섹션은 가이드 요소를 채널 섹션의 벽에 연결하기 위한 측방향 구멍(lateral aperture)을 가질 수 있다.
측방향 구멍은 가이드 요소의 의도된 위치에서 채널 섹션의 내측 벽 안에 또는 내측 벽에 고정될 수 있다. 가이드 요소는 이후에 간단한 방식으로 측방향 구멍에 플러그 결합될 수 있다. 이러한 과정에서, 가이드 요소는 측방향 구멍을 통해 의도된 위치에서 내측 벽에 고정된다.
가이드 요소는 또한 엘보우에 연결된 유체 라인의 유지 요소(holding element)에 고정될 수 있으며, 여기서 유체 라인의 유지 요소는 채널 섹션의 엘보우에 배치된다.
이러한 경우에, 가이드 요소는 달성하기 간단하고 제조가 단순한 유지 요소의 디자인에 통합된다. 유체 라인의 유지 요소를 밀어 넣으면 가이드 요소가 채널 섹션으로 도입되는 결과를 가져온다.
엘보우는 강화 요소, 바람직스럽게는 스트럿(strut)을 가질 수 있는데, 이것은 엘보우에 대해 적어도 하나의 가이드 요소를 지지하며, 여기에서 강화 요소는 적어도 하나의 가이드 요소로부터 멀리 연장된다.
여기에서, 강화 요소는 가이드 요소가 채널 섹션으로 돌출하는 가이드 요소의 범위 방향으로 배치되지 않은 엘보우의 벽에 적어도 하나의 가이드 요소를 연결한다. 결과적으로, 강화 요소에 의하여, 가이드 요소는 가이드 요소에 의해 전환되는 유체의 일부가 유동하는 방향으로 지지된다. 즉, 강화 요소는 변화 각도가 배치되는 평면에서 가이드 요소의 강화를 가져온다. 채널 섹션에 배치된 구조는, 라인의 단면이 감소하고 다른 와류들이 생성되기 때문에, 일반적으로 유체의 압력 강하를 증가시킨다. 그러나 놀랍게도, 가이드 요소는 대신에 엘보우의 압력 강하에서 추가로 감소를 가져온다. 또한, 강화 요소로 인해, 가이드 요소가 파손될 가능성이 감소하고, 그 결과 라인이 막힐 가능성이나 하류에 배치된 다른 구성 요소들이 손상될 가능성도 감소된다.
여기에서, 강화 요소는 또한 변화 각도의 다리들에 의해 벌려진 이러한 평면에서 엘보우의 벽으로 또는 채널 섹션에 있는 유체 라인의 벽으로 연장될 수 있으며, 만약 엘보우가 다수의 가이드 요소들을 가진다면, 가이드 요소들을 서로 연결한다.
강화 요소는 따라서 서로에 대해서 가이드 요소들을 지지한다. 이것은 가이드 요소들의 안정성에서 향상을 가져온다.
더욱이, 강화 요소는 엘보우에 대해 간접적으로 또는 직접적으로 가이드 요소를 지지할 수 있다. 이것은 가이드 요소들의 안정성에서 향상을 더 가져온다.
여기에서, 가이드 요소는 지지 링에 연결될 수 있으며, 이는 엘보우에 삽입되어 엘보우에 연결될 수 있다. 분리 구성 요소, 특히 지지 링과 같은 구성의 장점은 재료 쌍(material pairing)을 사용할 수 있다는 것이다. 일반적으로 엘보우에 사용되는 폴리아미드는 가수 분해되기 쉽다. 분리 구성 요소로서의 지지 링(support ring)의 구성은 가수 분해를 허용하지 않는 상이한 재료들과의 조합을 가능하게 한다.
또한, 강화 요소는 엘보우에서 유체의 주 유동 방향을 따른 범위의 다른 방향으로 연장될 수 있다.
본 발명의 추가 특징, 세부사항 및 장점은 청구 범위의 기재 및, 도면에 기초한 예시적인 실시예의 다음 설명으로부터 드러날 것이다:
도 1a 및 도 1b 는 엘보우(elbow)의 개략도를 도시한다.
도 2a 내지 도 2c 는 예시적인 유선(streamline)을 가진 엘보우의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 3a 내지 도 3e 는 가이드 요소의 예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 4 는 가이드 요소의 다른 예의 개략도를 도시한다.
도 5 는 가이드 요소의 다른 예의 개략도를 도시한다.
도 6a 및 도 6b 는 가이드 요소의 다른 예의 개략도를 도시한다.
도 7 은 가이드 요소를 가진 유체 라인(fluid line)의 홀더(holder)의 개략도를 도시한다.
도 8 은 가이드 요소가 있는 엘보우 홀더의 개략도를 도시한다.
도 9 는 적어도 하나의 강화 요소를 가진 가이드 요소의 개략도를 도시한다.
차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우는 아래에 도면 번호 10 으로 표시된다.
도 1a는 엘보우(10)를 도시한다. 엘보우(10)는 차량의 유체 라인을 위한 신속 작용 커넥터(quick action connector)로서 설계된다. 차량의 유체 라인에 대한 연결은 여기에서 엘보우(10)의 유입 섹션(14) 및 유출 섹션(16)에서 실현된다. 엘보우(10)에 유체 소통되게 연결된 유체 라인으로부터의 유체는, 유입 섹션(14)에서 엘보우(10) 내로 도입되고 유출 섹션(16)에서 엘보우 밖으로 안내된다. 여기에서, 유체는 엘보우(10)의 유입 섹션(14)에서의 유입 유동 방향(20) 및 유출 섹션(16)에서의 유출 유동 방향(22)을 가진다. 이 경우 유체의 유입 유동 방향(20) 및 유체의 유출 유동 방향(22)은 변화 각도(24)의 다리를 형성하며, 상기 변화 각도(change angle)에 의해 유체의 유동은 엘보우(10)에 의해 변화된다. 유동 방향의 변경은 여기에서 엘보우(10)의 채널 섹션(12)에서 실현된다. 여기에서, 변화 각도(24)는 45° 내지 135°, 바람직하게는 60°내지 110°, 보다 바람직하게는 90°일 수 있다.
도 1b 는 엘보우(10)를 통한 길이 방향 단면을 도시한다. 여기에서, 에지(42)가 유입 섹션(14)과 유출 섹션(16) 사이에 배치되고, 상기 에지는 유입 섹션(14)을 유출 섹션(16)에 연결한다는 것을 알 수 있다. 여기에서, 에지(42)는 엘보우(10)의 채널 섹션(12)에 배치된다. 채널 섹션(12)은 에지(42)에 대향하는 전환 표면(diverting surface, 11)을 가진다. 유체 유동의 한 부분은 전환 표면(11)에서 변경 각도(24)를 통해 전환된다. 유체 유동의 다른 부분은 가이드 요소(30)에서 변경 각도(24)를 통해 전환되는데, 여기에서 가이드 요소(30)는 채널 섹션(12)에 배치되고 채널 섹션(12)으로 돌출한다.
도 2a 내지 도 2c 는 상이한 수의 가이드 요소(30)를 가지는 엘보우(10)에서의 유동을 도시한다.
도 2a 는 여기에서 가이드 요소(30)를 구비하지 않은 엘보우(10)를 포함한다. 유입 유동 방향(20)에서 시작하는 유동을 나타내는 유체의 유선(26)은 엘보우(10) 내에 그려진다. 유입 섹션(14)에서, 유동은 방해받지 않고 난류 또는 소용돌이를 나타내지 않는다. 유동은 가장자리(42)에 걸쳐서 채널 섹션(12)으로 흐르고, 가장자리(42)에서 경계층 분리(boundary layer)가 발생되어 큰 사수 영역(dead water zone)이 형성된다. 이러한 경우, 엘보우(10)의 유출 섹션(16)까지 전파되는 와류(vortex, 28)가 형성된다. 와류는 엘보우(10)에서 압력 강하를 초래하며, 이것은 차량의 하류측 유체 라인을 통해 더 연장된다.
도 2b 는 하나의 가이드 요소(30)를 가진 엘보우(10)를 도시한다. 유체 유동의 일 부분(32)은 유입 섹션(14)으로부터 유출 섹션(16)으로 안내 요소(30)에 의해 전환된다. 유선(26)으로 표시된 나머지 부분은 여기에서 전환 표면(11)에 충돌하고 그곳에서 전환되어 소용돌이(swirl)를 형성한다. 그러나, 도 2a의 엘보우(10)의 경우보다 더 적은 와류(28)들이 형성된다. 따라서 도 2b의 실시예에서의 압력 손실은 도 2a의 엘보우(10)의 경우보다 작다.
도 2c의 엘보우(10)는 3개의 안내 요소(30)를 포함한다. 3 개의 가이드 요소(30)는 이 경우에 가이드 요소(30)들중 하나가 2 개의 다른 가이드 요소(30)들 사이에 배치되는 방식으로 에지(42)와 전환 표면(11) 사이에 배치된다. 중앙에 배치된 가이드 요소(30)와 2개의 외부 가이드 요소(30) 사이에, 각각의 경우에 하나의 가이드 채널(36)이 형성된다.
여기에서, 유체 유동의 한 부분(32)은 유입 섹션(14)으로부터, 에지(42)와 상기 에지(42)에 가장 가깝게 배치된 가이드 요소(30) 사이의 유출 섹션(16)으로 전환된다. 유체 유동의 부분(34, 35)은 2개의 안내 채널(36)을 통해 유입 섹션(14)으로부터 유출 섹션(16)으로 변경 각도(24)를 통해 전환된다. 유선(26)으로 표시되는 유동의 나머지 부분은 전환 표면(11)에 계속 충돌한다. 그러나, 이 부분은 부분(32, 34, 35)들의 합보다 크기가 훨씬 작으며, 오직 몇개의 와류(28)를 형성한다. 전체적으로, 이 실시예에서 매우 적은 수의 와류(28)만이 형성되고, 그 결과 도 2a 및 2b 의 다른 2개의 실시예와 비교하여 이 실시예의 압력 강하는 가장 작다.
도 3a 내지 도 3e 는 가이드 요소(30)의 예시적인 실시예를 도시한다. 여기에서, 도 3a에 따르면, 가이드 요소(30)는 연결 섹션(38) 및 원호와 형상이 유사한 섹션(40)을 가진다. 여기에서, 원호와 형상이 유사한 섹션(40)은 변화 각도(24)와 유사하거나 동일한 각도를 포함한다. 또한, 원호와 형상이 유사한 섹션(40)은, 유입 유동 방향(20)으로부터 유출 유동 방향(22)으로 유동을 전환시키는 방식으로 배치된다. 연결 섹션(38)은 에지 섹션(12)의 내벽(18)에 원호와 형상이 유사한 섹션(40)을 연결한다. 여기에서, 연결 섹션(38)은 원호와 형상이 유사한 섹션(40)과 상이한 형상을 가진다.
이러한 예시적인 실시예에서, 내측 벽(18)에서 연결 섹션(38)을 통한 단면을 도시하는 도 3b에 따라, 연결 섹션(38)은 내측 벽(18)에서 2개의 다리 부재(37, 39)를 가진 각도 형상(angled shape)을 가진다. 여기에서, 다리 부재(37, 39)는 각도를 가진 다리를 형성하며, 상기 각도의 크기는 변화 각도(24)에 대응한다.
연결 섹션(38)은 내측 벽(18)으로부터 원호와 형상이 유사한 섹션(40)으로 아치 형상으로 천이되며, 이는 도 3c 및 3d 에 도시되어 있다. 도 3e 에 따르면, 연결 섹션(38)은 원호와 형상이 유사한 섹션(40)으로의 천이에서 원호 형상을 달성한다.
가이드 요소(30)는 이러한 경우에 원호와 형상이 유사한 섹션(40)에서 매우 얇은 형태이다. 결과적으로, 원호와 형상이 유사한 섹션(40)은 몰드 코어(mold core)가 회수될 때 손상되지 않으면서, 탄성적으로 변형될 수 있는 정도로 적어도 유연성(flexible)이 있다. 그러나, 가이드 요소(30)의 유연성은 그것이 공기 흐름에 의해 변형될 수 있을 정도로 크지 않다. 따라서 가이드 요소(30)는 엘보우(10)가 제조되는 동안 엘보우(10) 내의 몰드 코어에 의해 제조될 수 있다. 여기에서, 연결 섹션(38)의 다리 부재(37, 39)들은 유입 유동 방향(20) 및 유출 유동 방향(22) 방향으로 배치되며, 가이드 요소(30) 및 엘보우(10)의 제작 후에 몰드 코어는 2 방향 중 하나를 따라 회수된다. 유입 유동 방향(20)과 반대 방향으로 회수된 몰드 코어는 이 경우에 다리 부재(37)에 대한 형상을 제공한다. 유출 유동 방향(22)으로 회수된 몰드 코어는 이 경우에 다리 부재(39)에 대한 형상을 제공한다.
원호와 형상이 유사한 섹션(40)은 상기 언급된 방식으로 유연성 있게 형성되기 때문에, 몰드 코어를 인출할 때 변형될 수 있고 이러한 방식으로 손상되지 않는다. 따라서, 가이드 요소(30)는 엘보우(10)의 제조 동안 엘보우(10) 내의 몰드 코어에 의해 간단한 방식으로 제조될 수 있다.
도 4 는 가이드 요소(30)의 다른 실시예를 도시한다. 여기에서, 연결 섹션(38)은 내측 벽(18)에 원호와 형상이 유사한 섹션(40)의 일부(41)만을 연결한다. 따라서 연결 섹션(38)은 원호와 형상이 유사한 섹션(40)의 부분(41)을 따라서만 유동 방향으로 연장된다. 또한, 연결 섹션(38)은 2개의 부분 표면(44, 45)으로부터 형성된 단면 표면을 포함한다. 여기에서 부분-표면(45)은 유입 유동 방향(20)에서 언더컷(undercut)이 없는 방식으로 형성된다. 부분-표면(45)은 유출 유동 방향(22)에서 언더컷(undercut)이 없는 방식으로 형성된다. 또한, 이러한 실시예에서도, 원호와 형상이 유사한 섹션(40)은 위에 주어진 설명에 따라서 유연성이 있도록 형성된다.
따라서 부품 표면(45)을 포함하는 연결 섹션(38)의 부분은 유입 유동 방향(20)에 대해 엘보우(10)로부터 회수되는 몰드 코어에 의해 제조될 수 있다. 따라서 부품 표면(44)을 포함하는 연결 섹션(38)의 부분은 유출 유동 방향(22)으로 엘보우(10)로부터 회수되는 몰드 코어에 의해 제조될 수 있다. 원호와 형상이 유사한 섹션(40)의 유연성으로 인해, 원호와 형상이 유사한 섹션(40)은 몰드 코어들이 회수될 때 변형되는데, 왜냐하면 원호와 형상이 유사한 섹션(40)이 몰드 코어들에 대하여 언더컷을 가지기 때문이다. 그러나, 그것의 유연성으로 인해, 이러한 경우에 원호와 형상이 유사한 섹션(40)은 손상되지 않는다.
도 5 는 가이드 요소(30)의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 가이드 요소(30)는 엘보우(10)와 별도로 제조되었다. 여기에서, 가이드 홈(48)은 엘보우(10)의 내측 벽(18)에 만들어지거나 또는 형성된다. 유입 섹션(14)의 방향으로 연장되는 가이드 홈(48)은 이러한 경우에 유입 유동 방향(20)을 따라 지향된다. 유출 섹션(16)의 방향으로 연장되는 가이드 홈(48)은 이러한 경우에 유출 유동 방향(20)을 따라 지향된다.
가이드 요소(30)는 가이드 홈(48) 내에서 미끄러지게 이동될 수 있는 레일 요소(46)를 포함하는 연결 섹션(38)을 가진다. 레일 요소(46)들은 가이드 홈(48)에 고정될 수 있다.
따라서 가이드 요소(30)는 엘보우(10) 내로 도입될 수 있고 레일 요소(46)들에 의해 가이드 홈(48)에 연결될 수 있다. 레일 요소(46)들은 가이드 요소(30)가 채널 섹션(12)의 의도된 위치에 배치될 때까지 가이드 홈(48)을 따라 움직일 수 있다. 레일 요소(46)들은 다음에 가이드 홈(48)에 고정된다.
가이드 요소(30)의 분리 제조는 가이드 요소(30)가 엘보우(10)와 관련하여 상이한 재료로부터 생산되는 것을 허용한다.
도 6a 및 도 6b 는 가이드 요소(30)의 다른 실시예를 도시한다. 도 6a 에 따르면, 측방향 구멍(50)은 채널 섹션(12)의 내측 벽(18)에 형성되며, 이를 통해 가이드 요소(30)의 원호와 형상이 유사한 섹션(40)은 외부로부터 채널 섹션(12)에 배치될 수 있다. 여기에서, 가이드 요소(30)의 연결 섹션(38)은 측방향 구멍(50)에 연결될 수 있다. 이러한 경우에, 가이드 요소(30)는 구멍(50) 내로 밀어넣어질 수 있고, 예를 들어 용접되거나 접착 접합될 수 있다.
도 6b에 따르면, 연결 섹션(38)은 여기에서 내측 벽(18)에 연결된다. 가이드 요소(30)가 엘보우(10)에 배치되도록 의도된 위치에서 연결이 이루어진다.
가이드 요소(30)의 이러한 예시적인 실시예는 역시 엘보우(10)와 분리되어 제조되고 엘보우(10)와 관련하여 상이한 재료로 이루어질 수 있다.
도 7 는 가이드 요소(30)의 다른 실시예를 도시한다. 여기에서, 가이드 요소(30)는 유체 라인(52)의 유지 요소(56)상에 형성되며, 상기 유지 요소는 엘보우(14)에 플러깅(plugging)된다. 유지 요소(56)는 유입 섹션(14)으로부터 엘보우(10)의 채널 섹션(12)까지 연장된다. 가이드 요소(30)는 유지 요소(56)의 일 단부에 배치되고, 엘보우(14)에 있는 유지 요소(56)의 배치를 통해 채널 섹션(12)에 배치된다.
다른 유체 라인(54)은 엘보우(12)의 유출 섹션(16)에 삽입될 수 있다. 대안으로서, 가이드 요소(30)는 유출 섹션(16)을 통해 엘보우(12)에 연결된 유지 요소(56) 상에 더 배치될 수 있다.
도 8 은 가이드 요소(30)의 다른 실시예를 설명한다. 여기에서, 가이드 요소(30)는 유지 요소(56)에 의해 엘보우(10)상에 배치된다. 유지 요소(56)는 채널 섹션(12)에 가이드 요소(30)를 배치하기 위해 엘보우(10) 안으로 밀어넣어질 수 있다.
여기에서, 유지 요소(56)는 유입 섹션(14)과 유출 섹션(16) 모두를 통해 엘보우(10) 내로 삽입될 수 있다.
도 9 는 유지 요소(56)의 다른 예를 도시하는데, 이것은 3개의 가이드 요소(30)를 가지고 지지 링(60)으로부터 멀어지게 연장된다. 지지 링(60)은 엘보우(10)에 삽입될 수 있다. 이를 위해, 지지 링(60)은 예를 들어 홈(63)을 가질 수 있으며, 홈은 체결을 위해 엘보우(10)에서 언더컷과 압입(press-fit)될 수 있다. 그러나 지지 링(60)의 연결은 예를 들어 접착, 용접 등에 의해 다른 방식으로 형성될 수도 있다.
대안으로서, 보강 요소(58)는 엘보우(10)에 직접 연결될 수 있다.
이러한 예에서, 가이드 요소(30)는 보강 요소(58)에 의해 지지된다. 여기에서, 보강 요소(58)는 지지 링(60) 또는 엘보우(10)의 벽에 대해 가이드 요소(30)를 지지할 수 있다. 가이드 요소(30)는 그 자체의 범위 방향을 가로지르는 방향으로 강화 요소(58)에 의해 지지된다.
그러나, 강화 요소(60)가 지지 링(60) 또는 엘보우(10)에 대해 가이드 요소(30)를 지지할 필요는 없다. 강화 요소(60)는 또한 서로에 대해서만 가이드 요소(30)를 지지할 수 있다. 이것만으로도 가이드 요소(30)의 안정성이 향상된다.
이러한 경우에 강화 요소(58)는 가이드 요소(30)에 의해 전환된 유동 유체 내로 돌출하고 가이드 요소(30)를 서로 연결할 수 있다. 여기에서, 예상과 달리, 강화 요소(58)는 압력 손실의 증가 대신 엘보우(10)에서의 압력 손실의 감소를 가져온다. 강화 요소(58)가 없으면, 90°의 각도를 가진 엘보우(10)에서의 압력 손실의 감소는 예를 들어 평균 36% 일 수 있다. 강화 요소(58)의 추가를 통해, 감소는 예를 들어 평균 39% 일 수 있다.
이러한 예에서, 강화 요소(58)는 유동 유체의 주 방향을 따라서 그리고 가이드 요소(30)들 사이에서 연장되는 스트럿(strut)의 형태이고, 여기에서 상기 강화 요소는 가이드 요소(30)들을 연결한다. 여기에서의 이러한 예에서, 강화 요소(58)는 변화 각도(24)의 다리들에 의해 펼쳐진(spanned) 평면에 배치되고, 범위의 주 방향을 가진 이러한 평면에서 연장된다. 그러나 상기 강화 요소는 또한 상기 평면과 교차하도록 배치될 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예들 중 하나에 제한되지 않고, 오히려 다양한 방식으로 수정될 수 있다.
구조적 세부사항, 공간 배치 및 방법의 단계를 포함하는, 청구범위, 상세한 설명 및 도면으로부터 나타나는 모든 특징 및 장점은 개별적으로 및 매우 다양한 조합으로 본 발명에 필수적일 수 있다.
10. 엘보우(Elbow)
11. 전환 표면(Diverting surface)
12. 채널 섹션(Channel section)
14. 유입 섹션(Inlet section)
16. 유출 섹션(Outlet section)
18. 내측 벽(Inner wall)
20. 유입 유동 방향(Inlet flow direction)
22. 유출 유동 방향(Outlet flow direction)
24. 변화 각도(Change angle)
26. 흐름 라인(Streamlines)
28. 와류(Vortex)
30. 가이드 요소(Guide element)
32. 유동의 부분(Part of the flow)
34. 유동의 부분(Part of the flow)
35. 유동의 부분(Part of the flow )
36. 가이드 채널(Guide channel)
37. 다리 부재(Leg piece)
38. 연결 섹션(Connecting section)
39. 다리 부재(Leg piece)
40. 원호와 형상이 유사한 섹션(Section similar in shape to an arc)
41. 부분(Part)
42. 에지(Edge)
44. 부분 표면(Part-surface)
45. 부분 표면(Part-surface)
46. 레일 요소(Rail element)
48. 가이드 홈(Guide groove)
50. 측방향 구멍(Lateral aperture)
52. 유체 라인(Fluid line)
54. 유체 라인(Fluid line)
56. 유지 요소(Holding element)
58. 강화 요소(Reinforcement element)
60. 지지 링(Support ring)
62. 홈(Groove)

Claims (15)

  1. 차량의 유체 라인(fluid lines)의 유체 소통 연결(fluid communication connection)을 위한 엘보우(elbow)로서, 상기 엘보우(10)는 변화 각도(24) 만큼 유체 유동 방향을 변화시키기 위한 채널 섹션(12)을 가지고, 엘보우(10)로의 유체 유입 유동 방향(20) 및 엘보우(10)로부터의 유체 유출 유동 방향(22)은 변화 각도(24)의 다리들을 형성하고, 상기 채널 섹션(12)에 적어도 하나의 가이드 요소(30)가 배치되어 채널 섹션(12)으로 돌출하고, 적어도 하나의 가이드 요소(30)는 변화 각도(24) 만큼 유체의 일 부분의 유동 방향을 적어도 주로 변화시키는 것을 특징으로 하는, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우.
  2. 제 1 항에 있어서, 엘보우(10)는 채널 섹션(12)에 의해 유체 소통되게 연결된 유입 섹션(14) 및 유출 섹션(16)을 가지고, 채널 섹션(12)은 유입 섹션(14)과 유출 섹션(16) 사이에 배치된 에지(edge, 42)를 가지는 것을 특징으로 하는, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 채널 섹션(12)은 적어도 3 개의 가이드 요소(30)를 가지고, 3 개의 가이드 요소(30)들중 하나는 상기 3 개의 가이드 요소(30)들중 2 개의 다른 가이드 요소들 사이에 배치되고, 3 개의 가이드 요소(30)들중 2 개의 다른 가이드 요소들은 각각의 경우에 가이드 채널(36)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 변화 각도(24)는 45 도 내지 135 도 사이이고,바람직스럽게는 60 도 내지 110 도 사이이고, 보다 바람직스럽게는 90 도인 것을 특징으로 하는, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 가이드 요소(30)는 원호와 형상이 유사한 섹션(40)을 가지고, 상기 원호와 형상이 유사한 섹션은 변화 각도(24)에 완전히 또는 거의 대응하는 크기의 각도를 포함하는, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우.
  6. 제 5 항에 있어서, 적어도 하나의 가이드 요소(30)는 원호와 형상이 유사한 섹션(40)을 채널 섹션(12)의 벽에 연결하는 연결 섹션(38)을 가지고, 상기 연결 섹션(38)은 원호와 형상이 유사한 섹션(40)과 상이한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우.
  7. 제 6 항에 있어서, 연결 섹션(38)은 내측 벽(18)에 2 개의 다리 부재(37, 39)를 가진 각도 형상을 가지고, 각각의 경우에 하나의 다리 부재(37, 39)는 다리들중 하나에 평행하게 배치되고, 채널 섹션(12)의 내측 벽(18)으로부터 거리가 증가함에 따라서 연결 섹션(38)은 원호 형상으로 천이되는 것을 특징으로 하는, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우.
  8. 제 6 항에 있어서, 연결 섹션(38)은 원호와 형상이 유사한 섹션(40)의 부분(41)을 따라서 유동 방향으로 연장되고, 원호와 형상이 유사한 섹션(40)과 내측 벽(18) 사이에 2 개 부분 표면(44, 45)으로부터 형성된 단면 표면을 가지고, 2 개 부분 표면(44, 45)들중 하나의 부분 표면(45)에는 유입 유동 방향(20)에 대하여 언더컷(undercut)이 없고, 다른 부분 표면(44)에는 유출 유동 방향(22)에 대하여 언더컷이 없는 것을 특징으로 하는, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우.
  9. 제 6 항에 있어서, 벽은 가이드 요소(30)의 연결 섹션(38)의 레일 요소들을 위한 적어도 하나의 가이드 홈(48)을 가지고, 상기 적어도 하나의 가이드 홈은 다리들중 하나에 평행하게 연장되고, 연결 섹션(38)은 적어도 하나의 레일 요소(46)를 가지며, 상기 레일 요소는 가이드 홈(48)에서 미끄러지게 움직일 수 있고 가이드 홈(48)에 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우.
  10. 제 6 항에 있어서, 연결 섹션(38)은 가이드 요소(30)를 채널 섹션(12)의 벽에 연결하기 위한 측방향 구멍(50)을 가지는 것을 특징으로 하는, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우.
  11. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 가이드 요소(30)는 유지 요소(56)에 고정되고, 유지 요소(56)는 채널 섹션(12)에 있는 엘보우(10)에 배치되는 것을 특징으로 하는, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우.
  12. 제 11 항에 있어서, 유지 요소(56)는 엘보우(10)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우.
  13. 제 11 항에 있어서, 유지 요소(56)는 엘보우(10)에 연결된 유체 라인(fluid line, 52)에 고정되는 것을 특징으로 하는, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서, 강화 요소(58)는, 바람직스럽게는 스트럿(strut)은, 적어도 하나의 가이드 요소(30)를 엘보우(10)에 대하여 지지하고, 강화 요소(58)는 적어도 하나의 가이드 요소(30)로부터 멀어지게 연장되는 것을 특징으로 하는, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우.
  15. 제 14 항에 있어서, 강화 요소(58)는 변화 각도(24)의 다리들에 의해 벌려진 평면에서 엘보우(10)의 벽으로 연장되거나 또는 채널 섹션(12)에 있는 유체 라인(52, 54)의 벽으로 연장되고, 만약 엘보우(10)가 다수의 가이드 요소(30)들을 가진다면 가이드 요소(30)들을 서로 연결하는 것을 특징으로 하는, 차량의 유체 라인의 유체 소통 연결을 위한 엘보우.




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