KR20230001167A - 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성 - Google Patents

통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성에 관한 것으로, 유량 제어 기구 케이스, 상기 유량 제어 기구 케이스 상부에 장착되며, 상기 유량 제어 기구 케이스와 함께 바이패스 통로를 형성하는 라디에이터 니플, 상기 바이패스 통로에 구비되는 플로트, 및 상기 플로트를 탄성 지지하는 탄성부를 포함한다.

Description

통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성 {AIR RELEASE STRUCTURE FOR INTEGRATED FLOW CONTROL MACHANISM}
본 발명은 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 히터 유동음 발생 억제가 가능한 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성에 관한 것이다.
통합 유량 제어 기구는 엔진으로부터 배출되는 냉각수를 라디에이터, 히터, 오일 워머 등으로 분배하는 기구이다.
동절기에 냉각수 흐름을 정지하는 정지 조건에서, 통합 유량 제어 기구의 상부에 포집된 공기가 라디에이터로 배출되지 않고, 히터 포트로 유입되어 히터 코어에서 유동음(flowing noise)가 발생할 수 있다.
공기 빼기를 위해 가압식 냉각계를 적용하여 통합 유량 제어 기구에 상시 디가싱 라인(constant degassing line)을 적용하는 사례도 있으나, 냉각수의 상시 흐름에 의해 열손실이 발생하고, 이는 연비 및 난방 측면에서 불리하게 작용한다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명은, 냉각수 흐름이 없는 상태에서 공기 빼기가 수행될 수 있어 유동음 발생을 억제할 수 있는 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성은, 유량 제어 기구 케이스, 상기 유량 제어 기구 케이스 상부에 장착되며, 상기 유량 제어 기구 케이스와 함께 바이패스 통로를 형성하는 라디에이터 니플, 상기 바이패스 통로에 구비되는 플로트, 및 상기 플로트를 탄성 지지하는 탄성부를 포함할 수 있다.
상기 탄성부는 웨이브 스프링을 포함할 수 있다.
상기 바이패스 통로는 상기 라디에이터 니플과 상기 유량 제어 기구 케이스의 결합 부분의 일측에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성은 상기 라디에이터 니플을 고정하도록 구비된 리테이너를 더 포함할 수 있다.
상기 리테이너는 상기 탄성부를 지지할 수 있다.
상기 리테이너는 상기 탄성부를 지지하는 상부 바디, 및 상기 상부 바디에서 연장되며, 상기 라디에이터 니플과 함께 미세 통로를 형성하는 하부 바디를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성은 그 회전에 따라 냉각수 흐름을 제어하도록 상기 유량 제어 기구 케이스 내측에 구비된 볼 밸브, 및 상기 볼 밸브와 접촉하도록 구비된 라디에이터 실을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성은 상기 라디에이터 실과 상기 라디에이터 니플 사이에 장착되는 립 실을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성은 상기 라디에이터 니플과 상기 유량 제어 기구 케이스 사이에 장착되는 오링을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성은 상기 유량 제어 기구 케이스에 장착되는 히터 니플을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성은 상기 유량 제어 기구 케이스에 장착되는 열교환 니플을 더 포함할 수 있다.
상기 바이패스 통로는 상기 라디에이터 니플에 형성되고, 상기 플로트가 선택적으로 차단하는 아웃렛, 상기 플로트 및 상기 탄성부가 구비되며, 상기 아웃렛보다 큰 지름을 갖는 바이패스 챔버, 및 상기 바이패스 챔버보다 작은 지름을 갖는 미세 통로를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성은 상기 탄성부를 지지하는 상부 바디 및 상기 상부 바디에서 연장되며, 상기 라디에이터 니플과 함께 상기 미세 통로를 형성하는 하부 바디를 포함하는 리테이너를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 바디에는 상기 탄성부가 안착되는 안착 홈이 형성될 수 있다.
상기 바이패스 통로는 상기 라디에이터 니플과 상기 유량 제어 기구 케이스 사이에 형성된 유입구를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성은 단순한 구성으로 적절한 공기 빼기가 적절히 이루어져 히터 코어에서의 유동을 발생을 억제할 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니 된다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 통합 유량 제어 기구의 정면도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 통합 유량 제어 기구의 분해 사시도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성을 나타낸 단면도이다.
도4 및 도5는 도3의 A의 확대도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 ...부, ...수단 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 통합 유량 제어 기구의 정면도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 의한 통합 유량 제어 기구의 분해 사시도이다.
도1 및 도2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 공기 빼기 구성이 적용될 수 있는 통합 유량 제어 기구를 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 기구(10)는 엔진에서 배출되는 냉각수를 분배하는 기능을 한다.
예를 들어 상기 통합 유량 제어 기구(10)는 ITM (Integrated Thermal Management module)일 수 있다.
상기 통합 유량 제어 기구(10)는 엔진으로부터 냉각수가 유입되는 입구 포트(13), 라디에이터로 냉각수를 배출하는 라디에이터 포트(14), 히터 등으로 냉각수를 배출하는 히터 포트(15) 및 오일 ATF 워머 (Auto Transmission Fluid Warmer)와 같은 열교환기로 냉각수를 배출하는 열교환 포트(16)가 형성된 유량 제어 기구 케이스(12)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 통합 유량 제어 기구(10)는 상기 라디에이터 포트(14)에 장착되는 라디에이터 니플(20), 상기 히터 포트(15)에 장착되는 히터 니플(100), 상기 열교환 포트(16)에 장착되는 열교환 니플(110), 그 회전에 따라 냉각수 흐름을 제어하도록 상기 유량 제어 기구 케이스(12) 내측에 구비된 볼 밸브(70), 상기 볼 밸브(70)와 연결된 밸브 축(74) 및 상기 밸브 축(74)을 선택적으로 회전시키는 액추에이터(76)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통합 유량 제어 기구(10)는 상기 볼 밸브(70)를 지지하는 어셈블리 서포트(72)를 더 포함할 수 있다.
미도시한 제어기가 냉각수 온도, 오일 온도 등의 정보에 따라 상기 액추에이터(76)의 작동을 제어하며, 상기 밸브 축(74)과 연결된 상기 볼 밸브(70)가 회전하여 냉각수를 차단 또는 분배하게 된다.
상기 제어기의 제어 및 상기 통합 유량 제어 기구(10)의 일반적인 작동은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성을 나타낸 단면도이다.
이하, 도1 내지 도3을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성을 설명한다.
본 발명의 실시예에 의한 통합 유량 제어 기구(10)의 공기 빼기 구성은 상기 유량 제어 기구 케이스(12) 상부에 장착되며, 상기 유량 제어 기구 케이스(12)와 함께 바이패스 통로(30)를 형성하는 상기 라디에이터 니플(20), 상기 바이패스 통로(30)에 구비되는 플로트(float; 40), 및 상기 플로트(40)를 탄성 지지하는 탄성부(50)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 플로트(40)는 예를 들어 디개싱 볼을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형태의 구성일 수 있다.
상기 탄성부(50)는 웨이브 스프링을 포함할 수 있다. 즉, 상기 웨이브 스프링이 상기 플로트(40)를 지지하여 공기의 배출을 허용하고, 냉각수의 배출을 차단할 수 있다.
상기 바이패스 통로(30)는 상기 라디에이터 니플(20)과 상기 유량 제어 기구 케이스(12)의 결합 부분의 일측에 형성될 수 있다. 따라서 일반적인 유량 제어 기구의 기존 형상에 큰 변화없이 상기 바이패스 통로(30)를 형성하여 공기 빼기 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 기구(10)의 공기 빼기 구성은 상기 라디에이터 니플(20)을 고정하도록 구비된 리테이너(60)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 기구(10)의 공기 빼기 구성은 그 회전에 따라 냉각수 흐름을 제어하도록 상기 유량 제어 기구 케이스(12) 내측에 구비된 상기 볼 밸브(70), 및 상기 볼 밸브(70)와 접촉하도록 구비된 라디에이터 실(80)을 더 포함할 수 있다.
예를 들어 상기 리테이너(60)는 상기 라디에이터 니플(20)을 상기 유량 제어 기구 케이스(12)에 고정할 수 있다. 또한, 상기 리테이너(60)는 라디에이터 실(80)과 상기 라디에이터 니플(20)을 결합할 수 있다.
또한, 상기 리테이너(60)는 상기 탄성부(50)를 지지할 수 있다.
즉, 상기 리테이너(60)는 상기 탄성부(50)를 지지하는 상부 바디(62), 및 상기 상부 바디(62)에서 연장되며, 상기 라디에이터 니플(20)과 함께 미세 통로를 형성하는 하부 바디(64)를 포함할 수 있다. 상기 상부 바디(62)는 상기 탄성부(50)를 지지하며, 상기 라디에이터 니플(20)에 밀착할 수 있고, 상기 하부 바디(64)는 상기 상부 바디(62)에서 굴곡되어 상기 미세 통로(34)를 형성할 수 있다. 즉, 상기 리테이너(60)의 단면 형상은 "L" 자 형상으로 형성될 수 있다.
상기 상부 바디(62)에는 상기 탄성부(50)가 안착되는 안착 홈(66)이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 기구(10)의 공기 빼기 구성은 상기 라디에이터 실(80)과 상기 라디에이터 니플(20) 사이에 장착되는 립 실(82)을 더 포함할 수 있다. 상기 립 실(82)은 냉각수의 누출을 방지한다.
상기 리테이너(60)는 상기 라디에이터 니플(20), 상기 라디에이터 실(80) 및 립 실(82)을 결합할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 통합 유량 제어 기구(10)의 공기 빼기 구성은 상기 라디에이터 니플(20)과 상기 유량 제어 기구 케이스(12) 사이에 장착되는 오링(O-ring; 90)을 더 포함할 수 있고, 상기 오링(90)은 냉각수의 외부로의 누출을 방지한다.
도4 및 도5는 도3의 A의 확대도이다.
상기 바이패스 통로(30)는 상기 라디에이터 니플(20)에 형성되고, 상기 플로트(40)가 선택적으로 차단하는 아웃렛(38), 상기 플로트(40) 및 상기 탄성부(50)가 구비되는 바이패스 챔버(36), 및 상기 미세 통로(34)를 포함할 수 있다.
상기 바이패스 통로(30)는 상기 라디에이터 니플(20)과 상기 유량 제어 기구 케이스(12) 사이에 형성된 유입구(32)를 더 포함할 수 있다.
상기 바이패스 챔버(36)의 지름(D2)는 상기 아웃렛(38)의 지름(D1)보다 큰 지름을 갖고 상기 미세 통로(34)의 지름(D3)은 상기 바이패스 챔버(36)의 지름(D2) 보다 작게 형성될 수 있다.
상기 바이패스 챔버(36)의 지름(D2)는 상기 아웃렛(38)의 지름(D1)보다 큰 상기 플로트(40)가 구비되도록 상기 아웃렛(38)의 지름(D1)보다 큰 지름을 가질 수 있다.
상기 미세 통로(34)의 지름(D3)은 상기 통합 유량 제어 기구(10) 내에 공기 방울이 형성될 경우, 냉각수의 흐름은 억제하고 공기의 흐름만 허용하도록 작게, 즉, 상기 바이패스 챔버(36)의 지름(D2)보다 작고, 바람직하게는 상기 아웃렛(38)의 지름(D1)보다 작게 형성될 수 있다.
또한, 상기 바이패스 챔버(36)의 지름(D2)는 상기 유입구(32)의 지름(D4)보다 작게 형성될 수 있다.
이하, 도4 및 도5를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성의 작동을 설명한다.
도4를 참조하면, 상기 볼 밸브(70)에 의해 상기 라디에이터 니플(20) 방향으로의 냉각수 전달이 차단된 상태에서, 냉각수에 공기가 포함되거나 기포가 발생하면 상기 유량 제어 기구 케이스(12)의 상부에 모이게 되고, 상기 유입구(32)를 통해 상기 미세 통로(34)로 전달된다.
상기 미세 통로(34)의 지름(D3)이 상기 유입구(32)의 지름(D4)보다 작기 때문에 냉각수로부터 공기 또는 기포가 분리되어 상기 바이패스 챔버(36)로 유입된다. 그러면, 상기 플로트(40)의 자중에 의해 상기 플로트(40)가 하강하고, 상기 아웃렛(38)이 열리면서 공기 또는 기포가 상기 라디에이터 니플(20) 방향으로 도면의 화살표 방향을 따라 배출된다.
배출된 공기 또는 기포는 미도시한 라디에이터와 리저버 탱크로 전달될 수 있다.
도5에 도시된 바와 같이, 공기 또는 기포가 배출되면 냉각수와 상기 탄성부(50)에 의해 상기 플로트(40)가 상승하여 상기 아웃렛(38)이 차단되고, 냉각수의 배출을 억제할 수 있다.
특히 동절기에 유량 제어 기구 케이스(12)의 공기 또는 기포가 히터로 전달되면 히터 코어에서 유동음이 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시예에 의한 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성은 바이패스 통로를 통한 배출이 가능하여 히터 코어에서의 유동음 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성은 상시 작동하는 공기 빼기 구성이 아니어서, 냉각수의 흐름을 억제하고 연비 및 난방 성능을 유지할 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.
10: 통합 유량 제어 기구 12: 유량 제어 기구 케이스
13: 입구 포트 14: 라디에이터 포트
15: 히터 포트 16: 열교환 포트
20: 라디에이터 니플 30: 바이패스 통로
32: 유입구 34: 미세 통로
36: 바이패스 챔버 38: 아웃렛
40: 플로트 50: 탄성부
60: 리테이너 62: 상부 바디
64: 하부 바디 66: 안착 홈
70: 볼 밸브 72: 어셈블리 서포트
74: 밸브 축 76: 액추에이터
80: 라디에이터 실 82: 립 실
90: 오링 100: 히터 니플
110: 열교환 니플

Claims (15)

  1. 유량 제어 기구 케이스;
    상기 유량 제어 기구 케이스 상부에 장착되며, 상기 유량 제어 기구 케이스와 함께 바이패스 통로를 형성하는 라디에이터 니플;
    상기 바이패스 통로에 구비되는 플로트; 및
    상기 플로트를 탄성 지지하는 탄성부;
    를 포함하는 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성.
  2. 제1항에서,
    상기 탄성부는 웨이브 스프링을 포함하는 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성.
  3. 제1항에서,
    상기 바이패스 통로는 상기 라디에이터 니플과 상기 유량 제어 기구 케이스의 결합 부분의 일측에 형성된 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성.
  4. 제1항에서,
    상기 라디에이터 니플을 고정하도록 구비된 리테이너;
    를 더 포함하는 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성.
  5. 제4항에서,
    상기 리테이너는 상기 탄성부를 지지하는 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성.
  6. 제5항에서,
    상기 리테이너는
    상기 탄성부를 지지하는 상부 바디; 및
    상기 상부 바디에서 연장되며, 상기 라디에이터 니플과 함께 미세 통로를 형성하는 하부 바디;
    를 포함하는 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성.
  7. 제1항에서,
    그 회전에 따라 냉각수 흐름을 제어하도록 상기 유량 제어 기구 케이스 내측에 구비된 볼 밸브; 및
    상기 볼 밸브와 접촉하도록 구비된 라디에이터 실;
    을 더 포함하는 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성.
  8. 제7항에서,
    상기 라디에이터 실과 상기 라디에이터 니플 사이에 장착되는 립 실;
    을 더 포함하는 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성.
  9. 제1항에서,
    상기 라디에이터 니플과 상기 유량 제어 기구 케이스 사이에 장착되는 오링;
    을 더 포함하는 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성.
  10. 제1항에서,
    상기 유량 제어 기구 케이스에 장착되는 히터 니플;
    을 더 포함하는 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성.
  11. 제1항에서,
    상기 유량 제어 기구 케이스에 장착되는 열교환 니플;
    을 더 포함하는 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성.
  12. 제1항에서,
    상기 바이패스 통로는
    상기 라디에이터 니플에 형성되고, 상기 플로트가 선택적으로 차단하는 아웃렛;
    상기 플로트 및 상기 탄성부가 구비되며, 상기 아웃렛보다 큰 지름을 갖는 바이패스 챔버; 및
    상기 바이패스 챔버보다 작은 지름을 갖는 미세 통로;
    를 포함하는 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성.
  13. 제12항에서,
    상기 탄성부를 지지하는 상부 바디 및 상기 상부 바디에서 연장되며, 상기 라디에이터 니플과 함께 상기 미세 통로를 형성하는 하부 바디를 포함하는 리테이너;
    를 더 포함하는 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성.
  14. 제13항에서,
    상기 상부 바디에는 상기 탄성부가 안착되는 안착 홈이 형성된 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성.
  15. 제13항에서,
    상기 바이패스 통로는
    상기 라디에이터 니플과 상기 유량 제어 기구 케이스 사이에 형성된 유입구;
    를 더 포함하는 통합 유량 제어 기구의 공기 빼기 구성.
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