KR20230032228A

KR20230032228A - 다유로 냉각수 밸브 및 이를 구비한 히트펌프 시스템

Info

Publication number: KR20230032228A
Application number: KR1020210114818A
Authority: KR
Inventors: 정성빈; 오동석; 박남호; 김연호; 박만희; 김재연; 조완제
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2021-08-30
Filing date: 2021-08-30
Publication date: 2023-03-07
Also published as: CN115723514A; US11761372B2; DE102022121050A1; US20230065082A1

Abstract

다유로 냉각수 밸브 및 이를 구비한 히트펌프 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브는 제1 외측 입구, 제2 외측 입구, 제3 외측 입구, 제1 외측 출구, 제2 외측 출구, 및 제3 외측 출구가 형성되는 외측 하우징; 및 상기 제1, 제2, 및 제3 외측 입구와 상기 제1, 제2, 및 제3 외측 출구를 선택적으로 연결하도록 상기 외측 하우징의 내부에서 회전 가능하게 구비되며, 냉각수가 각각 유동되는 2단으로 구획된 내측 하우징; 을 포함하고, 차량의 선택된 모드에 의해 상기 내측 하우징이 설정된 간격으로 회전함에 따라, 상기 제1 외측 입구가 상기 제1 외측 출구, 상기 제2 외측 출구, 또는 상기 제3 외측 출구와 선택적으로 연통되고, 상기 제2 외측 입구가 상기 제1 외측 출구, 또는 상기 제2 외측 출구와 선택적으로 연통되며, 상기 제3 외측 입구가 상기 제1 외측 출구, 또는 상기 제2 외측 출구, 또는 상기 제3 외측 출구와 선택적으로 연통될 수 있다.

Description

다유로 냉각수 밸브 및 이를 구비한 히트펌프 시스템{MULTI-WAY COOLANT VALVE AND HEAT PUMP SYSTEM HAVING THE SAME}

본 발명은 다유로 냉각수 밸브 및 이를 구비한 히트펌프 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 구성을 단순화시킬 수 있는 복수의 냉각수 유로를 형성하는 다유로 냉각수 밸브 및 이를 구비한 히트펌프 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 공기조화 시스템은 자동차의 실내를 난방하거나 냉방하기 위하여 냉매를 순환시키는 에어컨 장치를 포함한다.

이러한 에어컨 장치는 외부의 온도변화에 관계없이 자동차 실내의 온도를 적당한 온도로 유지하여 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있도록 하는 것으로 압축기의 구동에 의하여 토출되는 냉매가 응축기, 리시버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 과정에서 증발기에 의한 열교환에 의하여 자동차의 실내를 난방 또는 냉방하도록 구성된다.

즉, 에어컨 장치는 여름철 냉방모드 시에는 압축기로부터 압축된 고온, 고압의 기상냉매가 응축기를 통하여 응축된 후 리시버 드라이어 및 팽창밸브를 거쳐 증발기에서의 증발을 통하여 실내의 온도 및 습도를 낮추게 된다.

한편, 최근 에너지 효율과 환경오염 문제에 대한 관심이 날로 커지면서 내연기관 자동차를 실질적으로 대체할 수 있는 친환경 자동차의 개발이 요구되고 있으며, 이러한 친환경 자동차는 보통 연료전지나 전기를 동력원으로 하여 구동되는 전기 자동차나, 엔진과 배터리를 이용하여 구동되는 하이브리드 자동차로 구분된다.

이러한 친환경 차량 중, 전기자동차 또는 하이브리드 차량에는 일반 차량의 공기조화장치와는 달리 별도의 히터가 사용되지 않으며, 친환경 차량에 적용되는 공기조화장치를 통상적으로 히트펌프 시스템이라 한다.

한편, 전기 자동차의 경우에는 산소와 수소의 화학적 반응 에너지를 전기 에너지로 전환하여 구동력을 발생시키게 되며, 이 과정에서 연료전지 내의 화학적 반응에 의해 열에너지가 발생되는 바, 발생된 열을 효과적으로 제거하는 것이 연료전지의 성능 확보에 있어 필수적이다.

그리고 하이브리드 자동차에서도 일반적인 연료로 작동하는 엔진과 함께, 상기한 연료전지나, 전기 배터리로부터 공급되는 전기를 이용해 모터를 구동시켜 구동력을 발생시키게 되는 바, 연료전지나 배터리, 및 모터로부터 발생되는 열을 효과적으로 제거해야만 모터의 성능을 확보할 수 있게 된다.

이에 따라, 종래 기술에 따른 하이브리드 차량이나 전기 자동차에서는 모터와 전장품, 및 연료전지를 포함하는 배터리의 발열을 방지하도록 냉각수단, 및 히트펌프 시스템과 함께, 배터리 냉각 시스템이 각각 별도의 밀폐회로로 구성해야만 한다.

따라서, 차량의 전방에 배치되는 쿨링모듈의 크기 및 중량이 증가되고, 엔진룸 내부에서 각각의 히트펌프 시스템과 냉각수단 및 배터리 냉각 시스템으로 냉매 또는 냉각수를 공급하는 연결배관들의 레이아웃이 복잡해지는 단점이 있다.

또한, 배터리가 최적성능을 발휘되도록 차량의 상태에 따라 배터리를 승온 또는 냉각시키는 배터리 냉각 시스템이 별도로 구비되는 바, 각 연결배관과 연결하기 위한 다수개의 밸브가 적용되어 차량의 전체적인 제조 원가가 증가하는 문제가 발생한다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 하나의 냉각수 밸브를 통해 복수의 냉각수 유로를 형성함으로써, 시스템의 레이아웃을 단순화하고 제조 원가를 절감할 수 있는 다유로 냉각수 밸브 및 이를 구비한 히트펌프 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 단순한 제어를 통해 하나의 밸브에서 차량의 선택된 모드에 따라 복수의 냉각 유로를 형성할 수 있는 다유로 냉각수 밸브 및 이를 구비한 히트펌프 시스템을 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브는 제1 외측 입구, 제2 외측 입구, 제3 외측 입구, 제1 외측 출구, 제2 외측 출구, 및 제3 외측 출구가 형성되는 외측 하우징; 및 상기 제1, 제2, 및 제3 외측 입구와 상기 제1, 제2, 및 제3 외측 출구를 선택적으로 연결하도록 상기 외측 하우징의 내부에서 회전 가능하게 구비되며, 냉각수가 각각 유동되는 2단으로 구획된 내측 하우징; 을 포함하고, 차량의 선택된 모드에 의해 상기 내측 하우징이 설정된 간격으로 회전함에 따라, 상기 제1 외측 입구가 상기 제1 외측 출구, 상기 제2 외측 출구, 또는 상기 제3 외측 출구와 선택적으로 연통되고, 상기 제2 외측 입구가 상기 제1 외측 출구, 또는 상기 제2 외측 출구와 선택적으로 연통되며, 상기 제3 외측 입구가 상기 제1 외측 출구, 또는 상기 제2 외측 출구, 또는 상기 제3 외측 출구와 선택적으로 연통될 수 있다.

상기 내측 하우징은 상면과 하면이 개구되고, 원통 형상의 내측 몸체; 높이방향을 기준으로, 상기 내측 몸체를 제1 내측 몸체와 제2 내측 몸체로 구획하는 제1 격벽; 상기 제1 내측 몸체의 회전 중심에 형성되어 상기 제2 내측 몸체와 연통되는 탱크 연결부; 상기 제1 내측 몸체의 내부를 높이방향과 수직한 제1, 제2, 및 제3 내측 챔버로 분할하도록 상기 탱크 연결부로부터 각각 이격된 위치에 평행하게 형성되는 한 쌍의 제2 격벽; 상기 제2 내측 몸체의 내부를 회전 중심을 기준으로, 원주방향을 따라 설정각도로 이격된 제4, 제5, 및 제6 내측 챔버로 분할하는 제3 격벽; 및 상기 제1 내측 몸체와 상기 제2 내측 몸체의 외주면을 따라 각각 형성되는 복수개의 관통홀; 을 포함할 수 있다.

상기 복수개의 관통홀은 상기 제1 내측 몸체의 둘레를 따라 설정각도로 이격된 위치에 형성되는 제1 내지 제6 관통홀; 및 상기 제2 내측 몸체의 둘레를 따라 설정각도로 이격된 위치에 형성되는 제7 내지 제12 관통홀; 을 포함할 수 있다.

상기 제1, 및 제4 관통홀은 상기 제1 내측 챔버와 연통되고, 상기 제2, 및 제3 관통홀은 상기 제2 내측 챔버와 연통되며, 상기 제5, 및 제6 관통홀은 상기 제3 내측 챔버와 연통되고, 상기 제7, 및 제8 관통홀은 상기 제4 내측 챔버와 연통되고, 상기 제9, 및 제10 관통홀은 상기 제5 내측 챔버와 연통되며, 상기 제11, 및 제12 관통홀은 상기 제6 내측 챔버와 연통될 수 있다.

상기 제1 외측 출구와 상기 제2 외측 출구에는 워터펌프가 각각 장착될 수 있다.

상기 모드는 상기 외측 하우징의 내부에서 상기 내측 하우징이 설정된 각도로 회전하는 제1 모드 내지 제4 모드를 포함할 수 있다.

상기 제1 모드에서는 상기 제1 내측 챔버에 의해 상기 제1 외측 입구가 상기 제2 외측 출구와 연통되고, 상기 제2 내측 챔버에 의해 상기 제2 외측 입구가 상기 제1 외측 출구와 연통되며, 상기 제3 내측 챔버에 의해 상기 제3 외측 입구가 상기 제3 외측 출구와 연통될 수 있다.

상기 제2 모드에서는 상기 제4 내측 챔버에 의해 상기 제1 외측 입구가 상기 제1 외측 출구와 연통되고, 상기 제5 내측 챔버에 의해 상기 제2 외측 입구가 상기 제2 외측 출구와 연통되며, 상기 제6 내측 챔버에 의해 상기 제3 외측 입구가 상기 제3 외측 출구와 연통될 수 있다.

상기 제3 모드에서는 상기 제4 내측 챔버에 의해 상기 제1 외측 입구가 상기 제3 외측 출구와 연통되고, 상기 제5 내측 챔버에 의해 상기 제2 외측 입구가 상기 제1 외측 출구와 연통되며, 상기 제6 내측 챔버에 의해 상기 제3 외측 입구가 상기 제2 외측 출구와 연통될 수 있다.

상기 제4 모드에서는 상기 제2 내측 챔버에 의해 상기 제1 외측 입구가 상기 제3 외측 출구와 연통되고, 상기 제3 내측 챔버에 의해 상기 제2 외측 입구가 상기 제2 외측 출구와 연통되며, 상기 제1 내측 챔버에 의해 상기 제3 외측 입구가 상기 제1 외측 출구와 연통될 수 있다.

상기 제1 내지 제6 관통홀은 상기 제7 내지 제12 관통홀과 상호 엇갈린 위치에 각각 형성될 수 있다.

상기 제1 내지 제6 관통홀들은 상기 제1 내측 몸체의 둘레를 따라 60°각도로 각각 이격된 위치에 각각 형성되고, 상기 제7 내지 제12 관통홀들은 상기 제2 내측 몸체의 둘레를 따라 60°각도로 각각 이격된 위치에 각각 형성될 수 있다.

상기 제3 격벽은 상기 제2 내측 몸체의 내부를 원주방향을 따라 120°각도로 분할할 수 있다.

상기 외측 하우징은 상기 제1 내측 몸체와 제2 내측 몸체에 각각 형성된 복수개의 상기 관통홀들 사이에 각각의 공간을 형성하도록 상기 제1 내지 제3 외측 입구와 상기 제1 내지 제3 외측 출구에 대응하는 위치에서 외주면으로부터 외측을 향하여 돌출되는 돌출부를 더 포함할 수 있다.

상기 외측 하우징의 상부에는 리저버 탱크가 장착된 상태로 연통되도록 연결홀이 구비된 장착부가 돌출 형성될 수 있다.

상기 내측 하우징의 회전 중심과 연결되며, 상기 외측 하우징의 내부에서 상기 내측 하우징을 선택적으로 회전시키는 구동부; 를 더 포함할 수 있다.

제1 외측 입구, 상기 제2 외측 입구, 상기 제3 외측 입구는 상기 외측 하우징의 둘레를 따라 120°각도로 이격된 위치에 형성되고, 상기 제1 외측 출구, 상기 제2 외측 출구, 및 제3 외측 출구는 상기 제1 외측 입구, 상기 제2 외측 입구, 상기 제3 외측 입구와 상호 엇갈리게 위치되도록 상기 제1 내지 제3 외측 입구 각각의 사이에서 상기 외측 하우징의 둘레를 따라 120°각도로 이격된 위치에 형성될 수 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브가 구비된 히트펌프 시스템은 상기 청구항 1에 따른 다유로 냉각수 밸브; 상기 다유로 냉각수 밸브에 구비된 상기 제1 외측 입구와 상기 제3 외측 출구에 각각 연결되며, 라디에이터가 구비되는 제1 냉각수 라인; 상기 제2 외측 입구와 상기 제1 외측 출구에 연결되며, 배터리 모듈이 구비되는 배터리 냉각수 라인; 및 상기 제3 외측 입구와 상기 제2 외측 출구에 연결되며, 전장품과 오일쿨러가 구비되는 제2 냉각수 라인; 을 포함하고, 상기 배터리 냉각수 라인에는 에어컨 장치와 연결된 칠러가 구비되고, 상기 제2 냉각수 라인에는 상기 에어컨 장치에 포함된 열교환기가 구비되며, 상기 다유로 냉각수 밸브에 구비된 내측 하우징은 상기 외측 하우징의 내부에서 설정된 각도로 회전하는 제1 모드 내지 제4 모드로 작동할 수 있다.

상기 제1 모드에서 상기 다유로 냉각수 밸브는 상기 라디에이터에서 냉각된 냉각수를 상기 전장품과 오일쿨러에 공급하기 위해 상기 제1 냉각수 라인을 상기 제2 냉각수 라인과 연결하고, 상기 배터리 냉각수 라인이 상기 제1 및 제2 냉각수 라인과 독립된 밀폐회로를 형성하도록 작동할 수 있다.

상기 제2 모드에서 상기 다유로 냉각수 밸브는 상기 라디에이터에서 냉각된 냉각수를 상기 전장품, 상기 오일쿨러, 및 상기 배터리 모듈에 각각 공급하기 위해 상기 제1 냉각수 라인, 상기 배터리 냉각수 라인, 및 상기 제2 냉각수 라인이 상호 연결된 하나의 회로를 형성하도록 작동할 수 있다.

상기 제3 모드에서 상기 다유로 냉각수 밸브는 상기 제1 냉각수 라인, 상기 배터리 냉각수 라인, 및 상기 제2 냉각수 라인이 각각 독립된 밀폐회로를 형성하도록 작동하고, 상기 전장품 및 상기 오일쿨러로부터 폐열을 회수하도록 상기 에어컨 장치의 작동에 의해 상기 열교환기에 냉매가 유동될 수 있다.

상기 제4 모드에서 상기 다유로 냉각수 밸브는 상기 제1 냉각수 라인이 독립된 밀폐회로를 형성하도록 작동하고, 상기 전장품 및 상기 오일쿨러와, 상기 배터리 모듈로부터 폐열을 회수하기 위해 상기 배터리 냉각수 라인과 상기 제2 냉각수 라인이 상호 연결된 하나의 회로를 형성하도록 작동하고, 상기 에어컨 장치의 작동에 의해 상기 열교환기와 상기 칠러에 냉매가 유동될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브 및 이를 구비한 히트펌프 시스템에 의하면, 차량의 모드에 따라 내측 하우징의 회전에 의해 외측 하우징과 내측 하우징 사이에 냉각수가 흐르는 복수의 냉각 유로를 형성함으로써, 히트펌프 시스템에 적용되는 밸브의 개수를 최소화하고, 히트펌프 시스템의 간소화 및 단순화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명은 내측 하우징이 설정된 각도 간격으로 회전하면서, 외측 하우징과 내측 하우징 사이에 복수의 냉각 유로를 형성하기 때문에 냉각수 밸브의 제어가 용이해질 수 있다.

나아가, 전체 시스템의 간소화를 통해 제작원가 절감 및 중량 축소가 가능하고, 공간 활용성을 향상시킬 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브에 리저버 탱크와 워터펌프가 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브가 워터펌프들과 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브의 투영 정면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브에 적용되는 외측 하우징의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 외측 하우징의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브에 적용되는 내측 하우징의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 내측 하우징의 배면 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 내측 하우징의 정면도이다.
도 13은 도 12의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 14는 도 12의 B-B 선에 따른 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브에서 제1 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브에서 제2 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브에서 제3 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브에서 제4 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브가 적용된 히트펌프 시스템의 블록 구성도이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템에서 제1 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템에서 제2 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템에서 제3 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템에서 제4 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

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 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브에 리저버 탱크와 워터펌프가 결합된 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브가 워터펌프들과 결합된 상태를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브(1)는 외측 하우징(110), 상기 외측 하우징(100)의 내부에서 회전 가능하게 구비되는 내측 하우징(200), 및 구동부(300)를 포함할 수 있다.

상기 외측 하우징(100)의 상부에는 리저버 탱크(10)가 장착된 상태로 연통되도록 연결홀(102)이 구비된 장착부(104)가 돌출 형성될 수 있다.

여기서, 상기 리저버 탱크(10)에는 상기 장착부(104)가 삽입되도록 장착홀(12)이 일체로 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 리저버 탱크(10)는 상기 장착홀(12)에 상기 장착부(104)가 삽입된 상태에서, 융착 등을 통해 상기 외측 하우징(100)에 결합될 수 있다.

한편, 상기 장착부(104)는 상기 외측 하우징(100)의 상부로부터 일정간격 돌출됨에 따라, 내부로 리저버 탱크(10)에 저장된 냉각수를 원활하게 유입시킬 수 있다.

또한, 상기 다유로 냉각수 밸브(1)의 내부를 통과하는 냉각수에 포함된 기포는 상기 장착부(104)를 통해 연결된 상기 리저버 탱크(10)로 원활하게 배출될 수 있다.

한편, 상기 외측 하우징(100)에는 제1 워터펌프(20)와 제2 워터펌프(30)가 각각 장착될 수 있다. 상기 제1 워터펌프(20)는 히트펌프 시스템에 포함된 배터리 냉각수 라인(6)에 냉각수를 공급할 수 있다.

상기 제2 워터펌프(30)는 히트펌프 시스템에 포함된 제1 냉각수 라인(2)과 제2 냉각수 라인(4)에 냉각수를 공급할 수 있다.

그리고 상기 구동부(300)는 상기 내측 하우징(200)의 회전 중심과 연결되며, 상기 외측 하우징(100)의 내부에서 상기 내측 하우징(200)을 선택적으로 회전시킬 수 있다.

즉, 상기 구동부(300)는 상기 내측 하우징(200)을 회전시키도록 동력을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 구동부(300)는 유입된 냉각수가 복수의 유동경로를 형성하도록 상기 외측 하우징(100)의 내부에서 상기 내측 하우징(200)을 설정된 각도로 회전시킬 수 있다.

이러한 구동부(300)는 상기 외측 하우징(100)의 하부에 장착되며, 상기 구동부(300)의 회전축은 상기 내측 하우징(200)의 회전 중심에 연결될 수 있다.

이와 같이 구성되는 구동부(300)는 차량의 선택된 모드에 따라 상기 내측 하우징(200)을 설정 각도로 회전시키도록 스텝 모터(stepping motor) 또는 솔레노이드 등을 통해 구현될 수 있다.

이하에서는, 상기 외측 하우징(100)과 상기 내측 하우징(200)의 구성에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브의 평면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브의 투영 정면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브의 분해 사시도이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브에 적용되는 외측 하우징의 사시도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 외측 하우징의 평면도이며, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브에 적용되는 내측 하우징의 사시도이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 내측 하우징의 배면 사시도이며, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 내측 하우징의 정면도이고, 도 13은 도 12의 A-A 선에 따른 단면도이며, 도 14는 도 12의 B-B 선에 따른 단면도이다.

도 4 내지 도 9에서 도시한 바와 같이, 상기 외측 하우징(100)은 외주면 둘레를 따라 내부와 연통된 제1 외측 입구(110), 제2 외측 입구(120), 제3 외측 입구(130), 제1 외측 출구(112), 제2 외측 출구(122), 및 제3 외측 출구(132)가 형성된다.

여기서, 상기 제1 외측 입구(110), 상기 제2 외측 입구(120), 및 상기 제3 외측 입구(130)는 상기 외측 하우징(100)의 둘레를 따라 120°각도로 이격된 위치에 각각 형성될 수 있다.

그리고 상기 제1 외측 출구(112), 상기 제2 외측 출구(122), 및 제3 외측 출구(132)는 상기 제1 외측 입구(110), 상기 제2 외측 입구(120), 및 상기 제3 외측 입구(130)와 상호 엇갈리게 위치되도록 상기 제1 내지 제3 외측 입구(110, 120, 130) 각각의 사이에서 상기 외측 하우징(100)의 둘레를 따라 120°각도로 이격된 위치에 각각 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제1 외측 출구(112)에는 상기 제1 워터펌프(20)가 장착되고, 상기 제2 외측 출구(122)에는 상기 제2 워터펌프(30)가 각각 장착될 수 있다(도 1 및 도 2 참조)

본 실시예에서, 상기 내측 하우징(200)은 상기 제1, 제2, 및 제3 외측 입구(110, 120, 130)와 상기 제1, 제2, 및 제3 외측 출구(112, 122, 132)를 선택적으로 연결하도록 상기 외측 하우징(100)의 내부에서 회전 가능하게 구비되며, 냉각수가 각각 유동되는 2단으로 구획될 수 있다.

이러한 내측 하우징(200)은, 도 6, 도 7, 및 도 10 내지 도 14에서 도시한 바와 같이, 내측 몸체(202), 제1 격벽(230), 탱크 연결부(240), 제2 격벽(250), 제3 격벽(260), 및 복수개의 관통홀들을 포함할 수 있다.

먼저, 상기 내측 몸체(202)는 상면과 하면이 개구되고, 중공의 원통 형상으로 형성된다.

상기 제1 격벽(230)은 높이 방향을 기준으로 상기 내측 몸체(202)를 제1 내측 몸체(210)와 제2 내측 몸체(220)로 구획할 수 있다.

즉, 상기 제1 내측 몸체(210)는 상기 내측 몸체(202)의 상부에 위치되고, 상기 제2 내측 몸체(220)는 상기 내측 몸체(202)의 하부에 위치될 수 있다.

상기 탱크 연결부(240)는 상기 제1 내측 몸체(210)의 회전 중심에서 상기 제1 격벽(230)으로부터 상부를 향하여 돌출될 수 있다. 상기 탱크 연결부(240)는 원형의 파이프 형상으로 형성될 수 있다.

이러한 탱크 연결부(240)에는 상기 제2 내측 몸체(220)의 내부와 연통되는 유입홀(242)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 내측 몸체(220)의 내부에는 상기 유입홀(242)을 통해 냉각수가 원활하게 유입될 수 있다.

여기서, 상기 탱크 연결부(240)는 상기 제1 내측 몸체(210)의 상단보다 높게 위치될 수 있다.

따라서, 상기 탱크 연결부(240)는 제1 내측 몸체(210)에서 유동하는 냉각수로부터 상기 리저버 탱크(10)로 배출되는 기포가 상기 제2 내측 몸체(220)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

상기 제2 격벽(250)은 한 쌍으로 구성되며, 상기 제1 내측 몸체(210)의 내부를 높이방향과 수직한 제1, 제2, 및 제3 내측 챔버(210a, 210b, 210c)로 분할하도록 상기 탱크 연결부(240)로부터 각각 이격된 위치에서 상기 제1 격벽(230)의 상면에 평행하게 형성된다(도 10 참조).

본 실시예에서, 상기 제3 격벽(260)은 상기 제2 내측 몸체(220)의 내부를 회전 중심을 기준으로, 원주방향을 따라 설정각도로 이격된 제4, 제5, 및 제6 내측 챔버(220a, 220b, 220c)로 분할한다(도 11 참조).

여기서, 상기 제3 격벽(260)은 상기 제2 내측 몸체(220)의 내부를 원주방향을 따라 120°각도로 분할할 수 있다.

그리고 상기 복수개의 관통홀들은 상기 제1 내측 몸체(210)와 상기 제2 내측 몸체(220)의 외주면을 따라 각각 형성될 수 있다.

이러한 복수개의 관통홀은 상기 제1 내측 몸체(210)의 둘레를 따라 설정각도로 이격된 위치에 형성되는 제1 내지 제6 관통홀(211, 212, 213, 214, 215, 216)과, 상기 제2 내측 몸체(220)의 둘레를 따라 설정각도로 이격된 위치에 형성되는 제7 내지 제12 관통홀(221, 222, 223, 224, 225, 226)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 내지 제6 관통홀(211, 212, 213, 214, 215, 216)들은 상기 제1 내측 몸체(210)의 둘레를 따라 60°각도로 각각 이격된 위치에 각각 형성될 수 있다.

그리고 상기 제7 내지 제12 관통홀(221, 222, 223, 224, 225, 226)들은 상기 제2 내측 몸체(220)의 둘레를 따라 60°각도로 각각 이격된 위치에 각각 형성될 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 제1 내지 제6 관통홀(211, 212, 213, 214, 215, 216)들은 상기 제7 내지 제12 관통홀(221, 222, 223, 224, 225, 226)들과 상기 내측 하우징(200)의 원주방향을 따라 상호 엇갈린 위치에 각각 형성될 수 있다.

한편, 본 실시예에서, 상기 제1, 및 제4 관통홀(211, 214)은 상기 제1 내측 챔버(210a)와 연통될 수 있다. 상기 제2, 및 제3 관통홀(212, 213)은 상기 제2 내측 챔버(210b)와 연통될 수 있다. 그리고 상기 제5, 및 제6 관통홀(215, 216)은 상기 제3 내측 챔버(210c)와 연통될 수 있다.

상기 제7, 및 제8 관통홀(221, 222)은 상기 제4 내측 챔버(220a)와 연통될 수 있다. 상기 제9, 및 제10 관통홀(223, 224)은 상기 제5 내측 챔버(220b)와 연통될 수 있다. 상기 제11, 및 제12 관통홀(225, 226)은 상기 제6 내측 챔버(220c)와 연통될 수 있다.

여기서, 상기 외측 하우징(100)은 상기 제1 내측 몸체(210)와 상기 제2 내측 몸체(210)에 형성된 상기 제1 내지 제12 관통홀(211, 212, 213, 214, 215, 216, 221, 222, 223, 224, 225, 226)들과의 사이에 각각의 공간(미도시)을 형성하도록 상기 제1 내지 제3 외측 입구(110, 120, 130)와 상기 제1 내지 제3 외측 출구(112, 122, 132)에 대응하는 위치에서 외주면으로부터 외측을 향하여 돌출되는 돌출부(140)를 더 포함할 수 있다.

상기 돌출부(140)에는 상기 제1 내지 제6 관통홀(211, 212, 213, 214, 215, 216) 중, 하나의 관통홀, 또는 상기 제7 내지 제 12 관통홀(221, 222, 223, 224, 225, 226) 중, 하나의 관통홀이 위치될 수 있다.

즉, 상기 구동부(300)에 의해 상기 내측 하우징(200)이 설정각도로 회전될 경우, 상기 돌출부(140)들에는 상기 제1 내지 제12 관통홀(211, 212, 213, 214, 215, 216, 221, 222, 223, 224, 225, 226)들 중, 선택된 관통홀들이 각각 위치될 수 있다.

이에 따라, 상기 다유로 냉각수 밸브(1)는 상기 제1 내지 제3 외측 입구(110, 120, 130)를 상기 제1 내지 제3 외측 출구(112, 122, 132)에 선택적으로 연결하여 다양한 냉각수 유로를 형성할 수 있다.

즉, 차량의 선택된 모드에 의해 상기 내측 하우징(200)이 설정된 간격으로 회전하면, 상기 제1 외측 입구(110)가 상기 제1 외측 출구(112), 상기 제2 외측 출구(122), 또는 상기 제3 외측 출구(132)와 선택적으로 연통될 수 있다.

또한, 상기 제2 외측 입구(120)는 상기 제1 외측 출구(112), 또는 상기 제2 외측 출구(122)와 선택적으로 연통될 수 있다.

그리고 상기 제3 외측 입구(130)가 상기 제1 외측 출구(112), 또는 상기 제2 외측 출구(122), 또는 상기 제3 외측 출구(132)와 선택적으로 연통될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 상기 다유로 냉각수 밸브(1)의 작동 및 작용을 첨부한 도 15 내지 도 18을 참조하여 상세히 설명한다.

본 실시예에서, 상기 모드는 상기 외측 하우징(100)의 내부에서 상기 구동부(300)의 작동에 의해 상기 내부 하우징(200)이 설정된 각도로 회전하는 제1 모드 내지 제4 모드를 포함할 수 있다.

즉, 상기 다유로 냉각수 밸브(1)는 상기 제1 모드 내지 제4 모드로 각각 작동될 수 있다.

먼저, 상기 제1 모드에 대한 작동을 첨부한 도 15를 참조하여 설명한다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브에서 제1 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 15를 참조하면, 상기 제1 모드에서는 상기 제1 내측 챔버(210a)에 의해 상기 제1 외측 입구(110)가 상기 제2 외측 출구(122)와 연통된다.

즉, 상기 제1 모드는 상기 제2 외측 입구(120)와 상기 제3 외측 출구(132)를 지나는 가상선(L1)을 기준으로, 상기 내측 하우징(210)의 상기 제1 내측 챔버(210a)가 시계방향으로 60°각도로 회전된 상태이다.

이에 따라, 상기 제1 내측 챔버(210a)와 연통된 상기 제1 관통홀(211)이 상기 제1 외측 입구(110)에 위치되고, 상기 제4 관통홀(214)이 상기 제2 외측 출구(122)에 위치될 수 있다.

그러면, 상기 제1 외측 입구(110)로 유입된 냉각수는 상기 제1 내측 챔버(210a)를 통과하여 상기 제2 외측 출구(122)로 배출될 수 있다.

이와 동시에, 상기 제2 내측 챔버(210b)에 의해 상기 제2 외측 입구(120)가 상기 제1 외측 출구(112)와 연통된다.

따라서, 상기 제2 내측 챔버(210b)와 연통된 상기 제3 관통홀(213)이 상기 제2 외측 입구(120)에 위치되고, 상기 제2 관통홀(212)이 상기 제1 외측 출구(112)에 위치될 수 있다.

그러면, 상기 제2 외측 입구(120)로 유입된 냉각수는 상기 제2 내측 챔버(210b)를 통과하여 상기 제1 외측 출구(112)로 배출될 수 있다.

이와 동시에, 상기 제3 내측 챔버(210c)에 의해 상기 제3 외측 입구(130)가 상기 제3 외측 출구(132)와 연통된다.

이에 따라, 상기 제3 내측 챔버(210c)와 연통된 상기 제5 관통홀(215)이 상기 제3 외측 입구(130)에 위치되고, 상기 제6 관통홀(216)이 상기 제3 외측 출구(132)에 위치될 수 있다.

그러면, 상기 제3 외측 입구(130)로 유입된 냉각수는 상기 제3 내측 챔버(210c)를 통과하여 상기 제3 외측 출구(132)로 배출될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제2 모드에 대한 작동을 첨부한 도 16을 참조하여 설명한다.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브에서 제2 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 16을 참조하면, 상기 제2 모드에서는 상기 제4 내측 챔버(220a)에 의해 상기 제1 외측 입구(110)가 상기 제1 외측 출구(112)와 연통된다.

즉, 상기 제2 모드는 상기 제2 외측 입구(120)와 상기 제3 외측 출구(132)를 지나는 가상선(L1)을 기준으로, 상기 내측 하우징(210)의 상기 제1 내측 챔버(210a)가 시계방향으로 30°각도로 회전된 상태이다.

이에 따라, 상기 제4 내측 챔버(220a)와 연통된 상기 제7 관통홀(221)이 상기 제1 외측 입구(110)에 위치되고, 상기 제8 관통홀(222)이 상기 제1 외측 출구(112)에 위치될 수 있다.

그러면, 상기 제1 외측 입구(110)로 유입된 냉각수는 상기 제4 내측 챔버(220a)를 통과하여 상기 제1 외측 출구(112)로 배출될 수 있다.

이와 동시에, 상기 제5 내측 챔버(220b)에 의해 상기 제2 외측 입구(120)가 상기 제2 외측 출구(122)와 연통된다.

따라서, 상기 제5 내측 챔버(220b)와 연통된 상기 제9 관통홀(223)이 상기 제2 외측 입구(120)에 위치되고, 상기 제10 관통홀(224)이 상기 제2 외측 출구(122)에 위치될 수 있다.

그러면, 상기 제2 외측 입구(120)로 유입된 냉각수는 상기 제5 내측 챔버(220b)를 통과하여 상기 제2 외측 출구(122)로 배출될 수 있다.

이와 동시에, 상기 제6 내측 챔버(220c)에 의해 상기 제3 외측 입구(130)가 상기 제3 외측 출구(132)와 연통된다.

이에 따라, 상기 제6 내측 챔버(220c)와 연통된 상기 제11 관통홀(225)이 상기 제3 외측 입구(130)에 위치되고, 상기 제12 관통홀(226)이 상기 제3 외측 출구(132)에 위치될 수 있다.

그러면, 상기 제3 외측 입구(130)로 유입된 냉각수는 상기 제6 내측 챔버(210c)를 통과하여 상기 제3 외측 출구(132)로 배출될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제3 모드에 대한 작동을 첨부한 도 17을 참조하여 설명한다.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브에서 제3 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 17을 참조하면, 상기 제3 모드에서는 상기 제4 내측 챔버(220a)에 의해 상기 제1 외측 입구(110)가 상기 제3 외측 출구(132)와 연통된다.

즉, 상기 제3 모드는 상기 제2 외측 입구(120)와 상기 제3 외측 출구(132)를 지나는 가상선(L1)을 기준으로, 상기 내측 하우징(210)의 상기 제1 내측 챔버(210a)가 시계 반대방향으로 30°각도로 회전된 상태이다.

이에 따라, 상기 제4 내측 챔버(220a)와 연통된 상기 제8 관통홀(222)이 상기 제1 외측 입구(110)에 위치되고, 상기 제7 관통홀(221)이 상기 제3 외측 출구(132)에 위치될 수 있다.

그러면, 상기 제1 외측 입구(110)로 유입된 냉각수는 상기 제4 내측 챔버(220a)를 통과하여 상기 제3 외측 출구(132)로 배출될 수 있다.

이와 동시에, 상기 제5 내측 챔버(220b)에 의해 상기 제2 외측 입구(120)가 상기 제1 외측 출구(112)와 연통된다.

따라서, 상기 제5 내측 챔버(220b)와 연통된 상기 제10 관통홀(224)이 상기 제2 외측 입구(120)에 위치되고, 상기 제9 관통홀(223)이 상기 제1 외측 출구(112)에 위치될 수 있다.

그러면, 상기 제2 외측 입구(120)로 유입된 냉각수는 상기 제5 내측 챔버(220b)를 통과하여 상기 제1 외측 출구(112)로 배출될 수 있다.

이와 동시에, 상기 제6 내측 챔버(220c)에 의해 상기 제3 외측 입구(130)가 상기 제2 외측 출구(122)와 연통된다.

이에 따라, 상기 제6 내측 챔버(220c)와 연통된 상기 제12 관통홀(226)이 상기 제3 외측 입구(130)에 위치되고, 상기 제11 관통홀(225)이 상기 제2 외측 출구(132)에 위치될 수 있다.

그러면, 상기 제3 외측 입구(130)로 유입된 냉각수는 상기 제6 내측 챔버(210c)를 통과하여 상기 제2 외측 출구(122)로 배출될 수 있다.

그리고 상기 제4 모드에 대한 작동을 첨부한 도 18을 참조하여 설명한다.

도 18은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브에서 제4 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 18을 참조하면, 상기 제4 모드에서는 상기 제2 내측 챔버(210b)에 의해 상기 제1 외측 입구(110)가 상기 제3 외측 출구(132)와 연통된다.

즉, 상기 제4 모드는 상기 제2 외측 입구(120)와 상기 제3 외측 출구(132)를 지나는 가상선(L1)을 기준으로, 상기 내측 하우징(210)의 상기 제1 내측 챔버(210a)가 시계 반대방향으로 60°각도로 회전된 상태이다.

이에 따라, 상기 제2 내측 챔버(210b)와 연통된 상기 제3 관통홀(213)이 상기 제1 외측 입구(110)에 위치되고, 상기 제2 관통홀(212)이 상기 제3 외측 출구(132)에 위치될 수 있다.

그러면, 상기 제1 외측 입구(110)로 유입된 냉각수는 상기 제2 내측 챔버(210b)를 통과하여 상기 제3 외측 출구(132)로 배출될 수 있다.

이와 동시에, 상기 제3 내측 챔버(210c)에 의해 상기 제2 외측 입구(120)가 상기 제2 외측 출구(122)와 연통된다.

따라서, 상기 제3 내측 챔버(210c)와 연통된 상기 제5 관통홀(215)이 상기 제2 외측 입구(120)에 위치되고, 상기 제6 관통홀(214)이 상기 제2 외측 출구(122)에 위치될 수 있다.

그러면, 상기 제2 외측 입구(120)로 유입된 냉각수는 상기 제3 내측 챔버(210c)를 통과하여 상기 제2 외측 출구(122)로 배출될 수 있다.

이와 동시에, 상기 제1 내측 챔버(210a)에 의해 상기 제3 외측 입구(130)가 상기 제1 외측 출구(112)와 연통된다.

이에 따라, 상기 제1 내측 챔버(210a)와 연통된 상기 제1 관통홀(211)이 상기 제3 외측 입구(130)에 위치되고, 상기 제4 관통홀(214)이 상기 제1 외측 출구(112)에 위치될 수 있다.

그러면, 상기 제3 외측 입구(130)로 유입된 냉각수는 상기 제1 내측 챔버(210a)를 통과하여 상기 제1 외측 출구(112)로 배출될 수 있다.

따라서, 상기 제1 모드 내지 상기 제4 모드 각각의 작동을 통해 상기 다유로 냉각수 밸브(1)는 차량의 모드에 따라 상기 내측 하우징(200)의 회전에 의해 상기 외측 하우징(100)과 상기 내측 하우징(200) 사이에 냉각수가 흐르는 복수의 냉각 유로를 형성함으로써, 히트펌프 시스템에 적용되는 밸브의 개수를 최소화하고, 히트펌프 시스템의 간소화 및 단순화를 도모할 수 있다.

이하, 전술한 바와 같이 구성되는 상기 다유로 냉각수 밸브(1)가 적용된 히트펌프 시스템을 도 19를 참조하여 상세히 설명한다.

도 19는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브가 적용된 히트펌프 시스템의 블록 구성도이다.

도 19를 참조하면, 상기 히트펌프 시스템은 전기 자동차에 적용될 수 있으며, 상기 다유로 냉각수 밸브(1)와, 상기 다유로 냉각수 밸브(1)에 연결되는 상기 제1 냉각수 라인(2), 제2 냉각수 라인(4), 및 상기 배터리 냉각수 라인(6)을 포함할 수 있다.

먼저, 상기 제1 냉각수 라인(2)의 일단은 상기 제1 외측 입구(110)에 연결되고, 상기 제1 냉각수 라인(2)의 타단은 상기 제3 외측 출구(130)에 연결될 수 있다.

이러한 제1 냉각수 라인(2)에는 라디에이터(12)가 구비될 수 있다. 상기 라디에이터(12)는 차량의 전방에 배치되며, 후방에는 쿨링팬(13)이 구비되고, 상기 쿨링팬(13)의 작동과 외기와의 열교환을 통해 냉각수를 냉각하게 된다.

본 실시예에서, 상기 제2 냉각수 라인(4)의 일단은 상기 제3 외측 입구(130)에 연결되고, 상기 제2 냉각수 라인(4)의 타단은 상기 제2 외측 출구(122)에 연결될 수 있다.

이러한 제2 냉각수 라인(4)에는 전장품(14)과 오일쿨러(15a)가 구비될 수 있다.

상기 전장품(14)은 인버터와 충전기(On Board Charger, OBC)를 포함한다. 한편, 상기 전장품(14)은 전력제어장치(Electric Power Control Unit, EPCU), 또는 자율주행 제어기를 더 포함할 수도 있다.

이러한 전장품(14)은 상기 제2 냉각수 라인(4)으로 공급된 냉각수에 의해 수랭식으로 냉각될 수 있다.

이에 따라, 차량의 난방모드에서 상기 전장품들의 폐열을 회수할 경우에는 상기 전력제어장치, 또는, 인버터, 또는 충전기, 또는 자율주행 제어기로부터 발생된 열을 회수할 수 있다.

그리고 상기 오일쿨러(15a)는 구동모터(15)를 냉각시키도록 연결되며, 상기 제2 냉각수 라인(15a)으로 공급된 냉각수에 의해 선택적으로 냉각될 수 있다.

상기 제1 구동모터(15)는 상기 오일쿨러(15a)와 오일라인(15b)을 통해 연결되며, 상기 오일라인(15b)에는 오일펌프(15c)가 구비될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기 구동모터(15)가 하나만 구비된 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 상기 구동모터(15)는 차량의 전륜 및 후륜에 대응하여 복수개로 구성될 수 있다.

그리고 상기 배터리 냉각수 라인(6)의 일단은 상기 제2 외측 입구(120)에 연결되고, 상기 배터리 냉각수 라인(6)의 타단은 상기 제1 외측 출구(112)에 연결될 수 있다.

이러한 배터리 냉각수 라인(6)에는 배터리 모듈(16)이 구비될 수 있다. 상기 배터리 모듈(16)은 상기 전장품(14)과 상기 구동모터(15)에 전원을 공급하고, 상기 배터리 냉각수 라인(6)을 따라 유동되는 냉각수로 냉각되는 수랭식으로 형성된다.

한편, 상기 배터리 냉각수 라인(6)에는 냉각수 가열기(17)가 구비될 수 있다.

상기 냉각수 가열기(17)는 상기 배터리 모듈(16)의 승온이 요구될 경우에 ON 작동되어 상기 배터리 냉각수 라인(6)에서 순환되는 냉각수를 가열함으로써, 온도가 상승된 냉각수를 상기 배터리 모듈(16)로 유입시킬 수 있다.

이러한 냉각수 가열기(17)는 전원 공급에 따라 작동하는 전기식 히터일 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제2 냉각수 라인(4)에는 에어컨 장치(50)에 포함된 열교환기(52)가 구비된다. 상기 열교환기(52)의 내부에는 냉각수가 통과되고, 상기 에어컨 장치(50)와 냉매라인(51)을 통해 연결된다.

이러한 열교환기(50)는 차량의 모드에 따라 상기 제2 냉각수 라인(4)을 통해 공급된 냉각수와 열교환을 통해 냉매를 응축 또는 증발시킬 수 있다. 즉, 상기 열교환기(52)는 내부에 냉각수가 유입되는 수랭식 열교환기일 수 있다.

또한, 상기 배터리 냉각수 라인(6)에는 에어컨 장치(50)와 연결된 칠러(53)가 구비된다. 상기 칠러(53)의 내부에는 냉각수가 통과되고, 상기 에어컨 장치(50)와 냉매라인(51)을 통해 연결된다.

이러한 칠러(53)는 내부에 선택적으로 유입되는 냉각수를 상기 에어컨 장치(50)로부터 공급된 냉매와 열교환시켜 냉각수의 온도를 조절할 수 있다. 여기서, 상기 칠러(53)는 내부에 냉각수가 유입되는 수랭식 열교환기일 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 히트펌프 시스템에서, 상기 다유로 냉각수 밸브(1)에 구비된 상기 내측 하우징(200)은 상기 외측 하우징(100)의 내부에서 상기 구동부(300)에 의해 설정된 각도로 회전하는 제1 모드 내지 제4 모드로 작동할 수 있다.

즉, 상기 다유로 냉각수 밸브(1)는 상기1 모드 내지 제4 모드 중, 어느 하나의 선택된 모드로 작동할 수 있다.

먼저, 상기 제1 모드는 차량의 냉방모드에서 상기 라디에이터(12)에서 냉각된 냉각수를 이용하여 상기 전장품(14)과 상기 오일쿨러(15a)를 냉각하고, 상기 칠러(53)에서 열교환된 냉각수를 이용하여 상기 배터리 모듈(16)을 냉각할 수 있다.

상기 제2 모드는 상기 에어컨 장치(50)가 작동하지 않는 상태에서, 상기 라디에이터(12)에서 냉각된 냉각수를 이용하여 상기 전장품(14), 상기 오일쿨러(15a), 및 상기 배터리 모듈(16)을 냉각할 수 있다.

상기 제3 모드는 차량의 난방모드에서 상기 제2 냉각수 라인(4)을 순환하는 냉각수를 이용해 상기 전장품(14)과 상기 오일쿨러(15a)에서 발생된 폐열을 회수하고, 회수된 폐열을 차량의 실내난방에 사용할 수 있다.

그리고 상기 제4 모드는 차량의 난방모드에서 상기 제2 냉각수 라인(4)과 상기 배터리 냉각수 라인(6)을 순환하는 냉각수를 이용해 상기 전장품(14), 상기 오일쿨러(15a), 및 상기 배터리 모듈(16)에서 발생된 폐열을 회수하고, 회수된 폐열을 차량의 실내난방에 사용할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 히트펌프 시스템의 작동 및 작용을 첨부한 도 20 내지 도 24를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 상기 제1 모드에 대한 작동을 첨부한 도 20을 참조하여 설명한다.

도 20은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템에서 제1 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

상기 제1 모드는 차량의 냉방모드에서 상기 라디에이터(12)에서 냉각된 냉각수를 이용하여 상기 전장품(14)과 상기 오일쿨러(15a)를 냉각하고, 상기 칠러(53)에서 열교환된 냉각수를 이용하여 상기 배터리 모듈(16)을 냉각할 수 있다.

도 20을 참조하면, 상기 제1 모드에서 상기 다유로 냉각수 밸브(1)는 상기 라디에이터(12)에서 냉각된 냉각수가 상기 전장품(14)과 오일쿨러(15a)에 공급하기 위해 상기 제1 냉각수 라인(2)을 상기 제2 냉각수 라인(4)과 연결할 수 있다.

이와 동시에, 상기 다유로 냉각수 밸브(1)는 상기 배터리 냉각수 라인(6)이 상기 제1 및 제2 냉각수 라인(2, 4)과 독립된 밀폐회로를 형성하도록 작동할 수 있다.

즉, 상기 다유로 냉각수 밸브(1)가 상기 제1 모드로 작동되면, 상기 제1 냉각수 라인(2)이 상기 제2 냉각수 라인(4)과 연결되도록 상기 제1 내측 챔버(210a)에 의해 상기 제1 외측 입구(110)가 상기 제2 외측 출구(122)와 연통되고, 상기 제3 내측 챔버(210c)에 의해 상기 제3 외측 입구(130)가 상기 제3 외측 출구(132)와 연통된다.

그러면, 상기 제1 냉각수 라인(2)으로부터 상기 제1 외측 입구(110)로 유입된 냉각수는 상기 제1 내측 챔버(210a)를 통과하여 상기 제2 냉각수 라인(4)과 연결된 상기 제2 외측 출구(122)로 배출된다.

상기 제2 냉각수 라인(4)으로부터 상기 제3 외측 입구(130)로 유입된 냉각수는 상기 제3 내측 챔버(210c)를 통과하여 상기 제1 냉각수 라인(2)과 연결된 상기 제3 외측 출구(132)로 배출될 수 있다.

이에 따라, 상기 라디에이터(12)에서 냉각된 냉각수는 상기 제2 워터펌프(30)의 작동에 의해 상기 제1 냉각수 라인(2)으로부터 상기 다유로 냉각수 밸브(1)를 거쳐 상기 제2 냉각수 라인(2)으로 순환될 수 있다.

상기 제2 냉각수 라인(2)을 순환한 냉각수는 상기 제3 외측 입구(130)를 통해 상기 다유로 냉각수 밸브(1)로 유입되고, 상기 제3 외측 출구(132)를 통해 상기 제1 냉각수 라인(2)으로 배출되어 상기 라디에이터(12)로 다시 유입될 수 있다.

한편, 상기 다유로 냉각수 밸브(1)는 상기 배터리 냉각수 라인(6)이 독립된 밀폐회로를 형성하도록 상기 제2 내측 챔버(210b)에 의해 상기 제2 외측 입구(120)가 상기 제1 외측 출구(112)와 연통된다.

그러면, 상기 배터리 냉각수 라인(6)으로부터 상기 제2 외측 입구(120)로 유입된 냉각수는 상기 제2 내측 챔버(210b)를 통과하여 상기 배터리 냉각수 라인(6)과 연결된 상기 제1 외측 출구(112)로 배출될 수 있다.

이에 따라, 상기 배터리 냉각수 라인(6)에는 상기 제1 워터펌프(20)의 작동에 의해 냉각수가 순환될 수 있다.

여기서, 상기 에어컨 장치(50)는 차량의 냉방모드를 수행하도록 작동되며, 상기 칠러(53)는 상기 배터리 냉각수 라인(6)을 통해 유입된 냉각수를 냉매와 열교환시켜 냉각수의 온도를 조절할 수 있다.

이에 따라, 상기 칠러(53)에서 냉매와 열교환이 완료된 저온의 냉각수는 상기 배터리 냉각수 라인(6)을 따라 상기 배터리 모듈(16)로 유입됨으로써, 효율적으로 상기 배터리 모듈(16)을 냉각시킬 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제2 모드에 대한 작동을 첨부한 도 21을 참조하여 설명한다.

도 21은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템에서 제2 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 21을 참조하면, 상기 제2 모드에서 상기 다유로 냉각수 밸브(1)는 상기 라디에이터(12)에서 냉각된 냉각수가 상기 배터리 모듈(16)과 상기 전장품(14)과 오일쿨러(15a)에 각각 공급하기 위해 상기 제1 냉각수 라인(2), 상기 제2 냉각수 라인(4), 및 상기 배터리 냉각수 라인(6)이 상호 연결된 하나의 회로를 형성하도록 작동할 수 있다.

즉, 상기 다유로 냉각수 밸브(1)가 상기 제2 모드로 작동되면, 상기 제1 냉각수 라인(2), 상기 제2 냉각수 라인(4), 및 상기 배터리 냉각수 라인(6)이 상호 연결되도록 상기 제4 내측 챔버(220a)에 의해 상기 제1 외측 입구(110)가 상기 제1 외측 출구(112)와 연통될 수 있다.

또한, 상기 제5 내측 챔버(220b)에 의해 상기 제2 외측 입구(120)가 상기 제2 외측 출구(122)와 연통되고, 상기 제6 내측 챔버(220c)에 의해 상기 제3 외측 입구(130)가 상기 제3 외측 출구(132)와 연통된다.

그러면, 상기 제1 냉각수 라인(2)으로부터 상기 제1 외측 입구(110)로 유입된 냉각수는 상기 제4 내측 챔버(220a)를 통과하여 상기 배터리 냉각수 라인(6)과 연결된 상기 제1 외측 출구(112)로 배출될 수 있다.

그리고 상기 배터리 냉각수 라인(6)으로부터 상기 제2 외측 입구(120)로 유입된 냉각수는 상기 제5 내측 챔버(220b)를 통과하여 상기 제2 냉각수 라인(4)과 연결된 상기 제2 외측 출구(122)로 배출될 수 있다.

또한, 상기 제2 냉각수 라인(4)으로부터 상기 제3 외측 입구(130)로 유입된 냉각수는 상기 제6 내측 챔버(210c)를 통과하여 상기 제1 냉각수 라인(2)과 연결된 상기 제3 외측 출구(132)로 배출될 수 있다.

이에 따라, 상기 라디에이터(12)에서 냉각된 냉각수는 상기 제1, 및 제2 워터펌프(20, 30)의 작동에 의해 상기 제1 냉각수 라인(2), 상기 배터리 냉각수 라인(6), 및 상기 제2 냉각수 라인(2)을 따라 순환하면서 상기 전장품(14), 상기 오일쿨러(15a), 및 상기 배터리 모듈(16)이 과열되지 않도록 냉각시킬 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제3 모드에 대한 작동을 첨부한 도 22를 참조하여 설명한다.

도 22는 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템에서 제3 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 22를 참조하면, 상기 제3 모드에서 상기 다유로 냉각수 밸브(1)는 상기 제1 냉각수 라인(2), 상기 배터리 냉각수 라인(4), 및 상기 제2 냉각수 라인(4)이 각각 독립된 밀폐회로를 형성하도록 작동할 수 있다.

또한, 상기 에어컨 장치(50)는 상기 냉매라인(51)을 통해 상기 열교환기(52)에 냉매가 공급되도록 작동될 수 있다.

즉, 상기 다유로 냉각수 밸브(1)가 상기 제3 모드로 작동되면, 상기 제1 냉각수 라인(2), 상기 배터리 냉각수 라인(4), 및 상기 제2 냉각수 라인(4)이 각각 독립된 밀폐회로를 형성하도록 상기 제4 내측 챔버(220a)에 의해 상기 제1 외측 입구(110)가 상기 제3 외측 출구(132)와 연통된다.

또한, 상기 제5 내측 챔버(220b)에 의해 상기 제2 외측 입구(120)가 상기 제1 외측 출구(112)와 연통되고, 상기 제6 내측 챔버(220c)에 의해 상기 제3 외측 입구(130)가 상기 제2 외측 출구(122)와 연통된다.

그러면, 상기 제1 냉각수 라인(2)으로부터 상기 제1 외측 입구(110)로 유입된 냉각수는 상기 제4 내측 챔버(220a)를 통과하여 상기 제1 냉각수 라인(2)과 연결된 상기 제3 외측 출구(132)로 배출될 수 있다.

여기서, 상기 제1 냉각수 라인(2)은 상기 제1 워터펌프(20), 또는 상기 제2 워터펌프(30)와 연결되지 않게 된다. 이에 따라, 상기 제1 냉각수 라인(2)에는 냉각수의 순환이 정지될 수 있다.

그리고 상기 배터리 냉각수 라인(6)으로부터 상기 제2 외측 입구(120)로 유입된 냉각수는 상기 제5 내측 챔버(220b)를 통과하여 상기 배터리 냉각수 라인(6)과 연결된 상기 제1 외측 출구(112)로 배출될 수 있다.

한편, 상기 제2 냉각수 라인(4)으로부터 상기 제3 외측 입구(130)로 유입된 냉각수는 상기 제6 내측 챔버(210c)를 통과하여 상기 제2 냉각수 라인(4)과 연결된 상기 제2 외측 출구(122)로 배출될 수 있다.

이에 따라, 상기 제2 냉각수 라인(4)에는 상기 제2 워터펌프(30)의 작동에 의해 냉각수가 순환될 수 있다.

여기서, 상기 열교환기(52)에는 상기 전장품(14) 및 상기 오일쿨러(15a)로부터 폐열을 회수하도록 상기 에어컨 장치(50)의 작동에 의해 냉매가 유동된다.

즉, 상기 제2 냉각수 라인(4)을 따라 순환하는 냉각수는 상기 전장품(14) 및 상기 오일쿨러(15a)를 냉각하면서 온도가 상승된다. 온도가 상승된 냉각수는 상기 열교환기(52)로 유입된다.

이 때, 상기 열교환기(52)는 공급된 냉매와 각 냉각수의 열교환을 통해 냉각수로부터 폐열을 회수하여 차량의 실내난방에 사용할 수 있다.

그리고 상기 제4 모드에 대한 작동을 첨부한 도 23을 참조하여 설명한다.

도 23은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템에서 제4 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

상기 제4 모드는 차량의 난방모드에서 상기 제2 냉각수 라인(4)과 상기 배터리 냉각수 라인(6)을 순환하는 냉각수를 이용해 상기 전장품(14), 상기 오일쿨러(15a), 및 상기 배터리 모듈(16)에서 발생된 폐열을 회수하고, 회수된 폐열을 차량의 실내난방에 사용할 수 있다.

도 23을 참조하면, 상기 제4 모드에서 상기 다유로 냉각수 밸브(1)는 상기 제1 냉각수 라인(2)이 독립된 밀폐회로를 형성하도록 작동하고, 상기 전장품(14) 및 상기 오일쿨러(15a)와, 상기 배터리 모듈(16)로부터 폐열을 회수하기 위해 상기 배터리 냉각수 라인(6)과 상기 제2 냉각수 라인(4)이 상호 연결된 하나의 회로를 형성하도록 작동할 수 있다.

또한, 상기 에어컨 장치(50)는 상기 냉매라인(51)을 통해 상기 열교환기(52)와 상기 칠러(53)에 냉매가 공급되도록 작동될 수 있다.

즉, 상기 다유로 냉각수 밸브(1)가 상기 제4 모드로 작동되면, 상기 제1 냉각수 라인(2)이 독립된 밀폐회로를 형성하도록 상기 제2 내측 챔버(210b)에 의해 상기 제1 외측 입구(110)가 상기 제3 외측 출구(132)와 연통된다.

그리고 상기 배터리 냉각수 라인(6)과 상기 제2 냉각수 라인(4)이 상호 연결된 하나의 회로를 형성하도록 상기 제3 내측 챔버(210c)에 의해 상기 제2 외측 입구(120)가 상기 제2 외측 출구(122)와 연통되고, 상기 제1 내측 챔버(210a)에 의해 상기 제3 외측 입구(130)가 상기 제1 외측 출구(112)와 연통된다.

그러면, 상기 제1 냉각수 라인(2)으로부터 상기 제1 외측 입구(110)로 유입된 냉각수는 상기 제2 내측 챔버(210b)를 통과하여 상기 제1 냉각수 라인(2)과 연결된 상기 제3 외측 출구(132)로 배출될 수 있다.

한편, 상기 배터리 냉각수 라인(6)으로부터 상기 제2 외측 입구(120)로 유입된 냉각수는 상기 제3 내측 챔버(210c)를 통과하여 상기 제2 냉각수 라인(4)과 연결된 상기 제2 외측 출구(122)로 배출될 수 있다.

그리고 상기 제2 냉각수 라인(4)으로부터 상기 제3 외측 입구(130)로 유입된 냉각수는 상기 제1 내측 챔버(210a)를 통과하여 상기 배터리 냉각수 라인(6)과 연결된 상기 제1 외측 출구(112)로 배출될 수 있다.

이에 따라, 상기 제2 냉각수 라인(4)과 배터리 냉각수 라인(6)이 상기 다유로 냉각수 밸브(1)의 작동에 의해 상호 연결되며, 상기 제2 냉각수 라인(4)과 배터리 냉각수 라인(6)에는 상기 제1, 및 제2 워터펌프(20, 30)의 작동에 의해 냉각수가 순환될 수 있다.

여기서, 상기 열교환기(52)와 상기 칠러(53)에는 상기 전장품(14), 상기 오일쿨러(15a), 및 상기 배터리 모듈(16)로부터 각각의 폐열을 회수하도록 상기 에어컨 장치(50)의 작동에 의해 냉매가 유동된다.

즉, 상기 제2 냉각수 라인(4)과 상기 배터리 냉각수 라인(6)을 따라 순환하는 냉각수는 상기 전장품(14), 상기 오일쿨러(15a), 및 상기 배터리 모듈(16)을 냉각하면서 온도가 상승된다. 온도가 상승된 냉각수는 상기 열교환기(52)와 상기 칠러(53)로 유입된다.

이 때, 상기 열교환기(52)와 상기 칠러(53)는 공급된 냉매와 각 냉각수의 열교환을 통해 냉각수로부터 폐열을 회수하여 차량의 실내난방에 사용할 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉각수 밸브(1) 및 이를 구비한 히트펌프 시스템에 의하면, 차량의 모드에 따라 상기 내측 하우징(200)의 회전에 의해 상기 외측 하우징(100)과 상기 내측 하우징(200) 사이에 냉각수가 흐르는 복수의 냉각 유로를 형성함으로써, 히트펌프 시스템에 적용되는 밸브의 개수를 최소화하고, 히트펌프 시스템의 간소화 및 단순화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 내측 하우징(200)이 설정된 각도 간격으로 회전하면서, 상기 외측 하우징(100)과 상기 내측 하우징(200) 사이에 복수의 냉각 유로를 형성하기 때문에 밸브 제어가 용이해질 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 다유로 냉각수 밸브
2, 4 : 제1, 및 제2 냉각수 라인
6 : 배터리 냉각수 라인
10 : 리저버 탱크
12 : 라디에이터
14 : 전장품
15 : 모터
16 : 배터리 모듈
20, 30 : 제1, 및 제2 워터펌프
100 : 외측 하우징
110, 120, 130 : 제1, 제2, 및 제3 외측 입구
112, 122, 132 : 제1, 제2, 및 제3 외측 출구
200: 내측 하우징
202 : 내측 몸체
210, 220 : 제1, 및 제2 내측 몸체
211, 212, 213 : 제1, 제2, 및 제3 관통홀
214, 215, 216 : 제4, 제5, 및 제6 관통홀
221, 222, 223 : 제7, 제8, 및 제9 관통홀
224, 225, 226 : 제10, 제11, 및 제12 관통홀
230, 250, 260 : 제1, 제2, 및 제3 격벽

Claims

제1 외측 입구, 제2 외측 입구, 제3 외측 입구, 제1 외측 출구, 제2 외측 출구, 및 제3 외측 출구가 형성되는 외측 하우징; 및
상기 제1, 제2, 및 제3 외측 입구와 상기 제1, 제2, 및 제3 외측 출구를 선택적으로 연결하도록 상기 외측 하우징의 내부에서 회전 가능하게 구비되며, 냉각수가 각각 유동되는 2단으로 구획된 내측 하우징; 을 포함하고,
차량의 선택된 모드에 의해 상기 내측 하우징이 설정된 간격으로 회전함에 따라, 상기 제1 외측 입구가 상기 제1 외측 출구, 상기 제2 외측 출구, 또는 상기 제3 외측 출구와 선택적으로 연통되고,
상기 제2 외측 입구가 상기 제1 외측 출구, 또는 상기 제2 외측 출구와 선택적으로 연통되며,
상기 제3 외측 입구가 상기 제1 외측 출구, 또는 상기 제2 외측 출구, 또는 상기 제3 외측 출구와 선택적으로 연통되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
제1항에 있어서,
상기 내측 하우징은
상면과 하면이 개구되고, 원통 형상의 내측 몸체;
높이방향을 기준으로, 상기 내측 몸체를 제1 내측 몸체와 제2 내측 몸체로 구획하는 제1 격벽;
상기 제1 내측 몸체의 회전 중심에 형성되어 상기 제2 내측 몸체와 연통되는 탱크 연결부;
상기 제1 내측 몸체의 내부를 높이방향과 수직한 제1, 제2, 및 제3 내측 챔버로 분할하도록 상기 연결부로부터 각각 이격된 위치에 평행하게 형성되는 한 쌍의 제2 격벽;
상기 제2 내측 몸체의 내부를 회전 중심을 기준으로, 원주방향을 따라 설정각도로 이격된 제4, 제5, 및 제6 내측 챔버로 분할하는 제3 격벽; 및
상기 제1 내측 몸체와 상기 제2 내측 몸체의 외주면을 따라 각각 형성되는 복수개의 관통홀;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
제2항에 있어서,
상기 복수개의 관통홀은
상기 제1 내측 몸체의 둘레를 따라 설정각도로 이격된 위치에 형성되는 제1 내지 제6 관통홀; 및
상기 제2 내측 몸체의 둘레를 따라 설정각도로 이격된 위치에 형성되는 제7 내지 제12 관통홀;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
제3항에 있어서,
상기 제1, 및 제4 관통홀은 상기 제1 내측 챔버와 연통되고,
상기 제2, 및 제3 관통홀은 상기 제2 내측 챔버와 연통되며,
상기 제5, 및 제6 관통홀은 상기 제3 내측 챔버와 연통되고,
상기 제7, 및 제8 관통홀은 상기 제4 내측 챔버와 연통되고,
상기 제9, 및 제10 관통홀은 상기 제5 내측 챔버와 연통되며,
상기 제11, 및 제12 관통홀은 상기 제6 내측 챔버와 연통되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
제4항에 있어서,
상기 제1 외측 출구와 상기 제2 외측 출구에는
워터펌프가 각각 장착되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
제5항에 있어서,
상기 모드는
상기 외측 하우징의 내부에서 상기 내측 하우징이 설정된 각도로 회전하는 제1 모드 내지 제4 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
제6항에 있어서,
상기 제1 모드에서는
상기 제1 내측 챔버에 의해 상기 제1 외측 입구가 상기 제2 외측 출구와 연통되고,
상기 제2 내측 챔버에 의해 상기 제2 외측 입구가 상기 제1 외측 출구와 연통되며,
상기 제3 내측 챔버에 의해 상기 제3 외측 입구가 상기 제3 외측 출구와 연통되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
제6항에 있어서,
상기 제2 모드에서는
상기 제4 내측 챔버에 의해 상기 제1 외측 입구가 상기 제1 외측 출구와 연통되고,
상기 제5 내측 챔버에 의해 상기 제2 외측 입구가 상기 제2 외측 출구와 연통되며,
상기 제6 내측 챔버에 의해 상기 제3 외측 입구가 상기 제3 외측 출구와 연통되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
제6항에 있어서,
상기 제3 모드에서는
상기 제4 내측 챔버에 의해 상기 제1 외측 입구가 상기 제3 외측 출구와 연통되고,
상기 제5 내측 챔버에 의해 상기 제2 외측 입구가 상기 제1 외측 출구와 연통되며,
상기 제6 내측 챔버에 의해 상기 제3 외측 입구가 상기 제2 외측 출구와 연통되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
제6항에 있어서,
상기 제4 모드에서는
상기 제2 내측 챔버에 의해 상기 제1 외측 입구가 상기 제3 외측 출구와 연통되고,
상기 제3 내측 챔버에 의해 상기 제2 외측 입구가 상기 제2 외측 출구와 연통되며,
상기 제1 내측 챔버에 의해 상기 제3 외측 입구가 상기 제1 외측 출구와 연통되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
제3항에 있어서,
상기 제1 내지 제6 관통홀은
상기 제7 내지 제12 관통홀과 상호 엇갈린 위치에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
제3항에 있어서,
상기 제1 내지 제6 관통홀들은 상기 제1 내측 몸체의 둘레를 따라 60°각도로 각각 이격된 위치에 각각 형성되고,
상기 제7 내지 제12 관통홀들은 상기 제2 내측 몸체의 둘레를 따라 60°각도로 각각 이격된 위치에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
제2항에 있어서,
상기 제3 격벽은
상기 제2 내측 몸체의 내부를 원주방향을 따라 120°각도로 분할하는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
제2항에 있어서,
상기 외측 하우징은
상기 제1 내측 몸체와 제2 내측 몸체에 각각 형성된 복수개의 상기 관통홀들 사이에 각각의 공간을 형성하도록 상기 제1 내지 제3 외측 입구와 상기 제1 내지 제3 외측 출구에 대응하는 위치에서 외주면으로부터 외측을 향하여 돌출되는 돌출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
제1항에 있어서,
상기 외측 하우징의 상부에는
리저버 탱크가 장착된 상태로 연통되도록 연결홀이 구비된 장착부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
제1항에 있어서,
상기 내측 하우징의 회전 중심과 연결되며, 상기 외측 하우징의 내부에서 상기 내측 하우징을 선택적으로 회전시키는 구동부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
제1항에 있어서,
제1 외측 입구, 상기 제2 외측 입구, 상기 제3 외측 입구는 상기 외측 하우징의 둘레를 따라 120°각도로 이격된 위치에 형성되고,
상기 제1 외측 출구, 상기 제2 외측 출구, 및 제3 외측 출구는 상기 제1 외측 입구, 상기 제2 외측 입구, 상기 제3 외측 입구와 상호 엇갈리게 위치되도록 상기 제1 내지 제3 외측 입구 각각의 사이에서 상기 외측 하우징의 둘레를 따라 120°각도로 이격된 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉각수 밸브.
상기 청구항 1에 따른 다유로 냉각수 밸브;
상기 다유로 냉각수 밸브에 구비된 상기 제1 외측 입구와 상기 제3 외측 출구에 각각 연결되며, 라디에이터가 구비되는 제1 냉각수 라인;
상기 제2 외측 입구와 상기 제1 외측 출구에 연결되며, 배터리 모듈이 구비되는 배터리 냉각수 라인; 및
상기 제3 외측 입구와 상기 제2 외측 출구에 연결되며, 전장품과 오일쿨러가 구비되는 제2 냉각수 라인; 을 포함하고,
상기 배터리 냉각수 라인에는 에어컨 장치와 연결된 칠러가 구비되고,
상기 제2 냉각수 라인에는 상기 에어컨 장치에 포함된 열교환기가 구비되며,
상기 다유로 냉각수 밸브에 구비된 내측 하우징은 상기 외측 하우징의 내부에서 설정된 각도로 회전하는 제1 모드 내지 제4 모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
제18항에 있어서,
상기 제1 모드에서 상기 다유로 냉각수 밸브는
상기 라디에이터에서 냉각된 냉각수를 상기 전장품과 오일쿨러에 공급하기 위해 상기 제1 냉각수 라인을 상기 제2 냉각수 라인과 연결하고,
상기 배터리 냉각수 라인이 상기 제1 및 제2 냉각수 라인과 독립된 밀폐회로를 형성하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
제18항에 있어서,
상기 제2 모드에서 상기 다유로 냉각수 밸브는
상기 라디에이터에서 냉각된 냉각수를 상기 전장품, 상기 오일쿨러, 및 상기 배터리 모듈에 각각 공급하기 위해
상기 제1 냉각수 라인, 상기 배터리 냉각수 라인, 및 상기 제2 냉각수 라인이 상호 연결된 하나의 회로를 형성하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
제18항에 있어서,
상기 제3 모드에서 상기 다유로 냉각수 밸브는
상기 제1 냉각수 라인, 상기 배터리 냉각수 라인, 및 상기 제2 냉각수 라인이 각각 독립된 밀폐회로를 형성하도록 작동하고,
상기 전장품 및 상기 오일쿨러로부터 폐열을 회수하도록 상기 에어컨 장치의 작동에 의해 상기 열교환기에 냉매가 유동되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
제18항에 있어서,
상기 제4 모드에서 상기 다유로 냉각수 밸브는
상기 제1 냉각수 라인이 독립된 밀폐회로를 형성하도록 작동하고,
상기 전장품 및 상기 오일쿨러와, 상기 배터리 모듈로부터 폐열을 회수하기 위해 상기 배터리 냉각수 라인과 상기 제2 냉각수 라인이 상호 연결된 하나의 회로를 형성하도록 작동하고,
상기 에어컨 장치의 작동에 의해 상기 열교환기와 상기 칠러에 냉매가 유동되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.