KR20230100277A

KR20230100277A - 다유로 냉매 밸브 및 이를 구비한 히트펌프 시스템

Info

Publication number: KR20230100277A
Application number: KR1020210190013A
Authority: KR
Inventors: 오서영
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2021-12-28
Publication date: 2023-07-05
Also published as: DE102022114479A1; CN116353279A; US20230204119A1

Abstract

다유로 냉매 밸브 및 이를 구비한 히트펌프 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브는 일면이 개구되며, 제1 입구, 제2 입구, 및 제3 입구와, 제1 출구, 제2 출구, 제3 출구, 제4 출구, 제5 출구, 및 제6 출구가 형성되는 외측 하우징; 상기 제1, 제2, 및 제3 입구와 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 출구를 선택적으로 연결하도록 상기 외측 하우징의 내부에서 회전 가능하게 구비되며, 내부에 적어도 하나의 연결유로가 형성되는 내측 하우징; 및 상기 외측 하우징의 개구된 일면에 장착되는 커버부재; 를 포함하되, 선택된 적어도 하나의 모드로 작동하는 상기 구동부에 의해 상기 내측 하우징이 설정된 간격으로 회전함에 따라, 상기 제1 입구가 상기 제1 출구, 또는 상기 제2 출구 중, 어느 하나, 또는 모두에 선택적으로 연결되고, 상기 제2 입구가 상기 제3 출구, 또는 상기 제4 출구 중, 어느 하나에 선택적으로 연결되며, 상기 제3 입구가 상기 제5 출구, 또는 상기 제6 출구 중, 어느 하나, 또는 모두에 선택적으로 연결될 수 있다.

Description

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

본 발명은 다유로 냉매 밸브 및 이를 구비한 히트펌프 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 구성을 단순화시킬 수 있도록 복수의 냉매 유로를 형성하는 다유로 냉매 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 히트펌프 시스템과 함께 모터와 전장품, 및 연료전지를 포함하는 배터리의 발열을 방지하도록 냉각장치, 및 배터리 냉각장치가 각각 별도의 밀폐회로로 구성해야만 한다.

따라서, 차량의 전방에 배치되는 쿨링모듈의 크기 및 중량이 증가되고, 협소한 공간에서 히트펌프시스템과 냉각장치, 및 배터리 냉각장치로 냉매 또는 냉각수를 공급하는 연결배관들의 레이아웃이 복잡해지는 단점이 있다.

또한, 종래의 히트펌프 시스템에서 냉매의 유동을 제어하고, 냉매를 선택적으로 팽창시키기 위한 다수개의 냉매 밸브를 적용해야만 하는 바, 전체적인 제조 원가가 증가되고, 장착 공간의 확보가 어려운 단점도 있다.

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 냉매 밸브를 통해 복수의 냉매 유로를 형성함으로써, 시스템의 레이아웃을 단순화하고 제조 원가를 절감할 수 있는 다유로 냉매밸브 및 이를 구비한 히트펌프 시스템을 제공하고자 한다.

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

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브는 일면이 개구되며, 제1 입구, 제2 입구, 및 제3 입구와, 제1 출구, 제2 출구, 제3 출구, 제4 출구, 제5 출구, 및 제6 출구가 형성되는 외측 하우징; 상기 제1, 제2, 및 제3 입구와 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 출구를 선택적으로 연결하도록 상기 외측 하우징의 내부에서 회전 가능하게 구비되며, 내부에 적어도 하나의 연결유로가 형성되는 내측 하우징; 및 상기 외측 하우징의 개구된 일면에 장착되는 커버부재; 를 포함하되, 선택된 적어도 하나의 모드로 작동하는 상기 구동부에 의해 상기 내측 하우징이 설정된 간격으로 회전함에 따라, 상기 제1 입구가 상기 제1 출구, 또는 상기 제2 출구 중, 어느 하나, 또는 모두에 선택적으로 연결되고, 상기 제2 입구가 상기 제3 출구, 또는 상기 제4 출구 중, 어느 하나에 선택적으로 연결되며, 상기 제3 입구가 상기 제5 출구, 또는 상기 제6 출구 중, 어느 하나, 또는 모두에 선택적으로 연결될 수 있다.

상기 외측 하우징은 원주방향을 따라 상기 제1 내지 제3 입구들, 및 상기 제1 내지 제6 출구들과 각각 연통되고, 격벽을 통해 각각 구획된 복수개의 챔버들을 더 포함할 수 있다.

복수개의 상기 챔버들은 상기 제1 내지 제3 입구들에 대응하여 상기 외측 하우징에 각각 형성되는 제1 내지 제3 입구 챔버; 및 상기 제1 내지 제6 출구들에 대응하여 상기 외측 하우징에 각각 형성되는 제1 내지 제6 출구 챔버;를 포함하고, 상기 제1 내지 제3 입구 챔버들과 상기 제1 내지 제6 출구 챔버들은 복수개의 상기 연결유로들에 대응하여 상기 외측 하우징의 내주면을 따라 형성되는 복수개의 연결홀들과 연통될 수 있다.

상기 제1 내지 제6 출구 챔버들 중, 적어도 하나의 출구 챔버에는 상기 연결유로들로부터 선택적으로 유동되는 냉매를 팽창시키기 위한 오리피스가 형성될 수 있다.

상기 제1 입구를 기준으로, 상기 외측 하우징의 원주방향 양측에는 상기 제1 출구와 제2 출구가 각각 배치되고, 상기 제2 입구를 기준으로, 상기 외측 하우징의 원주방향 양측에는 상기 제2 출구와 상기 제3 출구가 각각 배치되며, 상기 제3 입구를 기준으로, 상기 외측 하우징의 원주방향 양측에는 상기 제4 출구와 상기 제5 출구가 각각 배치되고, 상기 제3 출구와 상기 제4 출구는 상기 외측 하우징의 원주방향을 따라 이웃하여 배치되며, 상기 제5 출구, 상기 제6 출구, 및 상기 제2 출구는 상기 외측 하우징의 원주방향을 따라 순차적으로 이웃하여 배치될 수 있다.

복수개의 상기 연결유로들은 상기 제1 입구 챔버와 상기 제1 출구 챔버를 선택적으로 연결하는 제1 연결유로; 상기 제1 입구 챔버와 상기 제2 출구 챔버를 선택적으로 연결하는 제2 연결유로; 상기 제2 입구 챔버와 상기 제3 출구 챔버를 선택적으로 연결하는 제3 연결유로; 일단이 상기 제3 연결유로와 연결되고, 타단은 상기 제4 출구 챔버에 선택적으로 연결되는 제4 연결유로; 상기 제3 입구 챔버와 상기 제5 출구 챔버를 선택적으로 연결하는 제5 연결유로; 및 일단이 상기 제5 연결유로에 연결되고, 타단은 상기 제6 출구 챔버에 선택적으로 연결되는 제6 연결유로; 를 포함할 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 입구가 상기 제2 연결유로를 통해 상기 제2 출구와 연결되고, 상기 제2 입구가 상기 제3 연결유로를 통해 상기 제3 출구와 연결되며, 상기 제3 입구가 상기 제5 연결유로와 상기 제6 연결유로를 통해 제6 출구와 연결되고, 상기 제1 출구, 상기 제4 출구, 및 상기 제5 출구는 폐쇄될 수 있다.

상기 제2 모드에서는 상기 제1 입구가 상기 제2 연결유로를 통해 상기 제2 출구와 연결되고, 상기 제2 입구가 상기 제3 연결유로를 통해 상기 제3 출구와 연결되며, 상기 제3 입구가 상기 제5 연결유로와 상기 제6 연결유로를 통해 상기 제5 출구와 상기 제6 출구에 각각 연결되고, 상기 제1 출구와 상기 제4 출구는 폐쇄될 수 있다.

상기 제3 모드에서는 상기 제1 입구가 상기 제2 연결유로를 통해 상기 제2 출구와 연결되고, 상기 제2 입구가 상기 제3 연결유로와 상기 제4 연결유로를 통해 상기 제4 출구와 연결되고, 상기 제1 출구, 상기 제3 출구, 상기 제5 출구, 및 상기 제6 출구는 폐쇄될 수 있다.

상기 제4 모드에서는 상기 제1 입구가 상기 제1 연결유로와 상기 제2 연결유로를 상기 제1 출구와 상기 제2 출구에 각각 연결되고, 상기 제2 입구가 상기 제3 연결유로와 상기 제4 연결유로를 통해 상기 제4 출구와 연결되고, 상기 제3 출구, 상기 제5 출구, 및 상기 제6 출구는 폐쇄될 수 있다.

상기 외측 하우징과 상기 내측 하우징의 사이에는 상기 외측 하우징과 상기 내측 하우징 사이로 냉매가 누출되는 것을 방지하기 위한 시일부재가 개재될 수 있다.

상기 외측 하우징에는 상기 제1 내지 제6 출구 중, 적어도 어느 하나의 출구로부터 외부로 배출되는 냉매의 유량을 제어하기 위한 적어도 하나의 유량 제어장치가 구비될 수 있다.

상기 적어도 하나의 유량 제어장치는 상기 제1 출구, 상기 제2 출구, 상기 제5 출구, 및 상기 제6 출구에 각각 구비될 수 있다.

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

그리고 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브가 구비된 히트펌프 시스템은 제1 냉각수 라인으로 연결되는 제1 라디에이터와 제1 워터펌프를 포함하며, 적어도 하나의 전장품과 적어도 하나의 모터를 냉각하도록 상기 제1 냉각수 라인에 냉각수를 순환시키는 제1 냉각장치; 제2 냉각수 라인으로 연결되는 제2 워터펌프를 포함하고, 상기 제2 냉각수 라인에 냉각수를 순환시키는 제2 냉각장치; 상기 제2 냉각수 라인과 제1 밸브를 통해 선택적으로 연결되는 배터리 냉각수 라인에 구비되는 배터리 모듈; 냉매라인에 냉매를 순환시키며, 상기 청구항 1에 따른 다유로 냉매 밸브를 포함하는 에어컨 장치; 및 상기 배터리 냉각수 라인에 구비되어 냉각수가 통과되고, 상기 다유로 냉매 밸브와 냉매 연결라인을 통해 연결되며, 선택적으로 유입되는 냉각수를 상기 다유로 냉매 밸브로부터 공급된 냉매와 열교환시켜 냉각수의 온도를 조절하는 칠러; 를 더 포함하고, 상기 에어컨 장치에 구비된 열교환기는 상기 제1, 및 제2 냉각장치를 순환하는 냉각수가 각각 통과되도록 상기 제1, 및 제2 냉각수 라인과 각각 연결되며, 상기 다유로 냉매 밸브에 구비된 내측 하우징은 상기 외측 하우징의 내부에서 설정된 각도로 회전하는 제1 모드 내지 제4 모드로 작동할 수 있다.

상기 에어컨 장치는 상기 다유로 냉매 밸브로부터 상기 냉매라인을 통해 연결되며, 차량의 냉방, 난방, 및 제습 모드에 따라, 증발기를 통과한 외기가 내부 컨덴서에 선택적으로 유입되도록 조절하는 개폐도어가 내부에 구비된 HVAC모듈; 상기 다유로 냉매 밸브와 상기 냉매라인을 통해 연결된 서브 컨덴서; 상기 증발기와 상기 내부 컨덴서 사이에서 상기 냉매라인을 통해 연결되는 압축기; 상기 다유로 냉매 밸브와 상기 압축기를 선택적으로 연결하는 바이패스 라인; 및 상기 내부 컨덴서를 통과한 냉매가 상기 다유로 냉매 밸브로부터 상기 증발기에 선택적으로 유입되도록 상기 다유로 냉매 밸브와 상기 증발기를 연결하는 상기 냉매라인과 상기 다유로 냉매 밸브를 연결하는 제습 라인; 을 포함하고, 상기 서브 컨덴서는 상기 열교환기가 냉매를 응축할 경우, 상기 열교환기에서 응축된 냉매를 상기 다유로 냉매 밸브로부터 공급받고, 외기와 열교환을 통해 추가로 응축시킬 수 있다.

상기 제1 모드에서 상기 다유로 냉매 밸브는 상기 냉매 연결라인, 상기 바이패스 라인, 및 상기 제습 라인을 폐쇄하고, 상기 압축기로부터 상기 내부 컨덴서에 공급된 냉매가 상기 열교환기, 상기 서브 컨덴서, 상기 증발기를 통과하여 다시 상기 압축기로 유입되도록 상기 냉매라인을 개방할 수 있다.

상기 제2 모드에서 상기 다유로 냉매 밸브는 상기 냉매 연결라인을 개방하고, 상기 바이패스 라인과 상기 제습 라인을 폐쇄하며, 상기 압축기로부터 상기 내부 컨덴서에 공급된 냉매가 상기 열교환기, 상기 서브 컨덴서, 상기 증발기를 통과하여 다시 상기 압축기로 유입되도록 상기 냉매라인을 개방하고, 상기 냉매 연결라인으로 배출되는 냉매를 팽창시켜 상기 칠러로 유입시킬 수 있다.

상기 제3 모드에서 상기 다유로 냉매 밸브는 상기 냉매 연결라인과 상기 제습 라인을 폐쇄하고, 상기 바이패스 라인을 개방하며, 상기 압축기로부터 상기 내부 컨덴서에 공급된 냉매가 상기 열교환기를 통과하여 다시 상기 압축기로 유입되도록 상기 증발기, 및 상기 서브 컨덴서와 각각 연결된 상기 냉매라인을 제외한 나머지 상기 냉매라인을 개방하고, 상기 열교환기와 연결된 상기 냉매라인으로 배출되는 냉매를 팽창시켜 상기 열교환기로 유입시킬 수 있다.

상기 제4 모드에서 상기 다유로 냉매 밸브는 상기 냉매 연결라인을 폐쇄하고, 상기 바이패스 라인과 상기 제습 라인을 개방하며, 상기 압축기로부터 상기 내부 컨덴서에 공급된 냉매가 상기 열교환기를 통과하여 다시 상기 압축기로 유입되도록 상기 증발기와 상기 서브 컨덴서와 연결된 상기 냉매라인을 제외한 나머지 상기 냉매라인을 개방하고, 상기 열교환기와 연결된 상기 냉매라인으로 배출되는 냉매를 팽창시켜 상기 열교환기로 유입시킬 수 있다.

상기 제습 라인으로 공급된 냉매는 상기 증발기와 연결된 상기 냉매라인을 따라 상기 증발기를 통과한 후, 상기 압축기로 공급되고, 상기 다유로 냉매 밸브는 개방된 상기 제습 라인, 및 상기 제습 라인과 연결된 상기 냉매라인을 통해 팽창된 냉매가 상기 증발기에 공급되도록 상기 제습 라인으로 배출되는 냉매를 팽창시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브 및 이를 구비한 히트펌프 시스템에 의하면, 차량의 모드에 따라 내측 하우징의 회전에 의해 외측 하우징과 내측 하우징 사이에 냉매가 흐르는 복수의 냉매 유로를 형성함으로써, 종래 히트펌프 시스템에 적용되는 냉매 밸브, 및 팽창밸브의 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 냉매 유로를 형성하기 때문에 냉매 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 냉매 밸브의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 3의 X 부분에 대한 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브에서 제1 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브에서 제2 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브에서 제3 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브에서 제4 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브가 적용된 히트펌프 시스템의 블록 구성도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템에서 제1 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템에서 제2 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템에서 제3 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 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 냉매 밸브의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이고, 도 4는 도 3의 X 부분에 대한 확대도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브(1)는 외측 하우징(110), 상기 외측 하우징(100)의 내부에서 회전 가능하게 구비되는 내측 하우징(200), 커버부재(300), 및 구동부(400)를 포함할 수 있다.

먼저, 상기 외측 하우징(100)은 일면이 개구된 원통 형상으로 형성될 수 있다.

이러한 외측 하우징(100)에는 외주면 둘레를 따라 내부와 연통된 제1 입구(102), 제2 입구(104), 제3 입구(106), 제1 출구(112), 제2 출구(114), 제3 출구(116), 제4 출구(118), 제5 출구(122), 및 제6 출구(124)가 각각 형성될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1 내지 제3 입구(102, 104, 106)들과 상기 제1 내지 제6 출구(112, 114, 116, 118, 122, 124)들은 상기 외측 하우징(100)의 원주방향으로 40°각도로 이격된 위치에 각각 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 입구(102)는 후술할 에어컨 장치(50)에 구비된 내부 컨덴서(52a)에 냉매라인(51)을 통해 연결될 수 있다. 즉, 상기 제1 입구(102)에는 상기 내부 컨덴서(52a)로부터 배출된 냉매가 상기 냉매라인(51)을 통해 유입될 수 있다.

상기 제2 입구(104)는 상기 에어컨 장치(50)에 구비된 열교환기(54)에 상기 냉매라인(51)을 통해 연결될 수 있다. 이러한 제2 입구(104)에는 상기 열교환기(54)로부터 배출된 냉매가 상기 냉매라인(51)을 통해 유입될 수 있다.

상기 제3 입구(106)는 상기 에어컨 장치(50)에 구비된 서브 컨덴서(56)에 상기 냉매라인(51)을 통해 연결될 수 있다. 이러한 제3 입구(106)에는 상기 서브 컨덴서(56)로부터 배출된 냉매가 상기 냉매라인(51)을 통해 유입될 수 있다.

상기 제1 출구(112)는 상기 에어컨 장치(50)에 구비된 증발기(58)에 제습 라인(62)을 통해 연결될 수 있다. 즉, 상기 제1 출구(112)로부터 배출된 냉매는 상기 제습 라인(62)으로 배출되고, 상기 제습 라인(62)과 상기 냉매라인(51)을 통해 연결된 상기 증발기(58)에 공급될 수 있다.

상기 제2 출구(114)는 상기 열교환기(54)에 상기 냉매라인(51)을 통해 연결될 수 있다. 즉, 상기 열교환기(54)에는 상기 제2 출구(114)로 배출된 냉매가 상기 냉매라인(51)을 통해 공급될 수 있다.

상기 제3 출구(116)는 상기 서브 컨덴서(56)에 상기 냉매라인(51)을 통해 연결될 수 있다. 즉, 상기 서브 컨덴서(56)에는 상기 제3 출구(116)로 배출된 냉매가 상기 냉매라인(51)을 통해 공급될 수 있다.

상기 제4 출구(118)는 상기 에어컨 장치(50)에 구비된 바이패스 라인(64)을 통해 연결될 수 있다.

상기 제5 출구(122)는 냉매 연결라인(66)을 통해 칠러(70)에 연결될 수 있다. 즉, 상기 칠러(70)에는 상기 제5 출구(122)로 배출된 냉매가 상기 냉매 연결라인(66)을 통해 공급될 수 있다.

그리고 상기 제6 출구(124)는 상기 증발기(58)와 상기 냉매라인(51)을 통해 연결될 수 있다. 즉, 상기 증발기(58)에는 상기 제6 출구(124)로 배출된 냉매가 상기 냉매라인(51)을 통해 공급될 수 있다.

한편, 본 실시예에서, 상기 제1 입구(102), 상기 제2 입구(104), 및 상기 제3 입구(106)는 상기 외측 하우징(100)의 원주방향을 따라 상기 제1 내지 제6 출구(112, 114, 116, 118, 122, 124) 중, 적어도 하나의 출구와 교대로 배치될 수 있다.

즉, 상기 제1 입구(102)를 기준으로, 상기 제1 출구(112)와 제2 출구(114)는 상기 제1 입구(102)를 사이에 두고, 상기 외측 하우징(100)의 원주방향 양측에 각각 배치될 수 있다.

상기 제2 입구(104)를 기준으로, 상기 제2 출구(114)와 상기 제3 출구(116)는 상기 제2 입구(104)를 사이에 두고, 상기 외측 하우징(100)의 원주방향 양측에 각각 배치될 수 있다.

상기 제3 입구(106)를 기준으로, 상기 제4 출구(118)와 상기 제5 출구(122)는 상기 제3 입구(106)를 사이에 두고, 상기 외측 하우징(100)의 원주방향 양측에 각각 배치될 수 있다.

여기서, 상기 제3 출구(116)와 상기 제4 출구(118)는 상기 외측 하우징(100)의 원주방향을 따라 이웃하여 배치될 수 있다.

그리고 상기 제5 출구(122), 상기 제6 출구(124), 및 상기 제2 출구(112)는 상기 외측 하우징(100)의 원주방향을 따라 순차적으로 이웃하여 배치될 수 있다.

한편, 상기 외측 하우징(100)은 원주방향을 따라 상기 제1 내지 제3 입구(102, 104, 106)들, 및 상기 제1 내지 제6 출구(112, 114, 116, 118, 122, 124)들과 각각 연통되고, 격벽(130)을 통해 각각 구획된 복수개의 챔버(140)들을 더 포함할 수 있다.

복수개의 상기 챔버(140)들은, 제1 내지 제3 입구 챔버(141, 142, 143)와, 제1 내지 제6 출구 챔버(144, 145, 146, 147, 148, 149)를 포함한다.

먼저, 상기 제1 내지 제3 입구 챔버(141, 142, 143)들은 상기 제1 내지 제3 입구(102, 104, 106)들에 대응하여 상기 외측 하우징(100)에 각각 형성될 수 있다.

그리고 상기 제1 내지 제6 출구 챔버(144, 145, 146, 147, 148, 149)들은 상기 제1 내지 제6 출구(112, 114, 116, 118, 122, 124)들에 대응하여 상기 외측 하우징(100)에 각각 형성될 수 있다.

여기서, 상기 격벽(130)들은 상기 제1 내지 제3 입구 챔버(141, 142, 143)들과, 상기 제1 내지 제6 출구 챔버(144, 145, 146, 147, 148, 149)들을 각각 구획함으로써, 각각의 챔버(140)로 유입된 냉매가 혼합되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 제1 내지 제3 입구 챔버(141, 142, 143)들과 상기 제1 내지 제6 출구 챔버(144, 145, 146, 147, 148, 149)들은 상기 내측 하우징(200)에 형성된 복수개의 연결유로(210)들에 대응하여 상기 외측 하우징(100)의 내주면을 따라 형성되는 복수개의 연결홀(150)들과 연통될 수 있다.

여기서, 상기 연결홀(150)들은 각각의 상기 챔버(140)들이 위치된 구간에서 상기 외측 하우징(100)의 내주면 둘레를 따라 10°각도 간격으로 연속해서 형성되거나, 간헐적으로 설정된 위치에 적어도 하나가 각각 형성될 수 있다.

즉, 상기 연결유로(210)들은 상기 제1 내지 제3 입구 챔버(141, 142, 143)들 중, 어느 하나를 상기 연결홀(150)들을 통해 상기 제1 내지 제6 출구 챔버(144, 145, 146, 147, 148, 149)들 중, 어느 하나에 선택적으로 연결할 수 있다.

이에 따라, 상기 다유로 냉매 밸브로 유입된 냉매의 유동 흐름이 제어될 수 있다.

한편, 본 실시예에서, 상기 제1 내지 제6 출구 챔버(144, 145, 146, 147, 148, 149) 중, 적어도 하나의 상기 출구 챔버에는 상기 연결유로(210)들로부터 선택적으로 유동되는 냉매를 팽창시키기 위한 오리피스(152)들이 형성될 수 있다.

상기 오리피스(152)들은 상기 제1, 제2, 및 제5 출구 챔버(144, 145, 148)에 대응하여 상기 외측 하우징(100)의 내주면을 따라 복수개가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 오리피스(152)는 상기 연결홀(150)을 대신하여 상기 제1, 제2, 및 제5 출구 챔버(144, 145, 148)가 위치된 구간에서 설정된 위치에 각각 형성될 수 있다.

이러한 오리피스(152)들은 상기 연결유로(210)들로부터 상기 제1, 제2, 및 제5 출구 챔버(144, 145, 148)에 유입되는 냉매를 팽창시킬 수 있다.

상기 오리피스(152)들은 통로의 직경을 좁게 변경하여 냉매의 흐름을 제어하는 통로로서, 냉매의 통과 시에 단열팽창을 통해 압력변화를 발생시킨다.

즉, 상기 오리피스(152)는 상기 연결유로(210)들로부터 상기 제1, 제2, 및 제5 출구 챔버(144, 145, 148)로 상기 냉매가 유입될 때, 압력변화를 이용해 팽창시켜 상변화시키게 되는 것이다.

이에 따라, 냉매는 상기 오리피스(152)를 통과하면서 단열 팽창됨으로써, 상변화가 발생할 수 있다.

이러한 오리피스(orifice : 152)의 정의 및 기능은 당업자에게 자명하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에서, 상기 내측 하우징(200)은 상기 제1, 제2, 및 제3 입구(102, 104, 106)와 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 출구(112, 114, 116, 118, 122, 124)를 각각 선택적으로 연결하도록 상기 외측 하우징(100)의 내부에서 회전 가능하게 구비될 수 있다.

이러한 내측 하우징(200)의 내부에는 복수개의 상기 연결유로(210)들이 형성될 수 있다.

여기서, 복수개의 상기 연결유로(210)들은 제1 내지 제6 연결유로(211, 212, 213, 214, 215, 216)를 포함할 수 있다.

먼저, 상기 제1 연결유로(211)는 상기 제1 입구 챔버(141)와 상기 제1 출구 챔버(144)를 선택적으로 연결할 수 있다.

상기 제2 연결유로(212)는 상기 제1 입구 챔버(141)와 상기 제2 출구 챔버(145)를 선택적으로 연결할 수 있다.

상기 제3 연결유로(213)는 상기 제2 입구 챔버(142)와 상기 제3 출구 챔버(146)를 선택적으로 연결할 수 있다.

상기 제4 연결유로(214)의 일단은 상기 제3 연결유로(213)와 연결된다. 이러한 제4 연결유로(214)의 타단은 상기 제4 출구 챔버(147)에 선택적으로 연결될 수 있다.

즉, 상기 제4 연결유로(214)는 상기 제2 입구 챔버(142)로부터 상기 제3 연결유로(213)로 유입된 상기 냉매를 상기 제4 출구 챔버(147)에 선택적으로 유입시킬 수 있다.

상기 제5 연결유로(215)는 상기 제3 입구 챔버(143)와 상기 제5 출구 챔버(148)를 선택적으로 연결할 수 있다.

그리고 상기 제6 연결유로(216)의 일단은 상기 제5 연결유로(215)에 연결될 수 있다. 이러한 제6 연결유로(216)의 타단은 상기 제6 출구 챔버(149)에 선택적으로 연결될 수 있다.

즉, 상기 제6 연결유로(216)는 상기 제3 입구 챔버(143)로부터 상기 제5 연결유로(215)로 유입된 상기 냉매를 상기 제6 출구 챔버(149)에 선택적으로 유입시킬 수 있다.

여기서, 상기 외측 하우징(100)과 상기 내측 하우징(200)의 사이에는 상기 외측 하우징(100)과 상기 내측 하우징(200) 사이로 냉매가 누출되는 것을 방지하기 위한 시일부재(300)가 개재될 수 있다.

상기 시일부재(300)는 상기 외측 하우징(100)의 내주면과 상기 내측 하우징(200)의 외주면 사이를 시일하여 냉매가 상기 다유로 냉매 밸브(1)의 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 상기 커버부재(400)는 상기 외측 하우징(100)의 개구된 일면에 장착될 수 있다. 이러한 커버부재(400)는 상기 외측 하우징(100)에 상기 내측 하우징(200)과 상기 시일부재(400)가 장착된 상태에서, 상기 외측 하우징(100)의 개구된 일면을 폐쇄할 수 있다.

한편, 본 실시예에서, 상기 다유로 냉매 밸브(1)는 구동부(500)를 더 포함할 수 있다.

상기 구동부(500)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(500)는 상기 내측 하우징(200)을 회전시키도록 동력을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 구동부(500)는 유입된 냉매가 복수의 유동경로를 형성하도록 상기 외측 하우징(100)의 내부에서 상기 내측 하우징(200)을 설정된 각도로 회전시킬 수 있다.

이러한 구동부(500)는 상기 외측 하우징(100)의 외부에서 상기 커버부재(400)에 장착되며, 상기 구동부(500)의 회전축은 상기 내측 하우징(200)의 회전 중심에 연결될 수 있다.

이와 같이 구성되는 구동부(500)는 차량의 선택된 모드에 따라 상기 내측 하우징(200)을 설정 각도로 회전시키도록 스텝 모터(stepping motor) 또는 솔레노이드 등을 통해 구현될 수 있다.

한편, 상기 외측 하우징(100)에는 상기 제1 내지 제6 출구(112, 114, 116, 118, 122, 124) 중, 어느 하나의 출구로부터 외부로 배출되는 냉매의 유량을 제어하기 위한 적어도 하나의 유량 제어장치(600)가 구비될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 유량 제어장치(600)는 상기 제1 출구(112), 상기 제2 출구(114), 상기 제5 출구(122), 및 상기 제6 출구(124)에 각각 구비될 수 있다.

상기 유량 제어장치(600)는 상기 제1, 제2, 및 제5 출구(112, 114, 122, 124)의 직경을 조절하기 위한 조절부재(610)와, 상기 조절부재(610)를 작동시키기 위한 액츄에이터(620)를 포함할 수 있다.

상기 조절부재(610)는 볼, 또는, 버터플라이, 또는 플랩, 또는 니들 타입 중, 하나의 타입이 적용될 수 있다.

여기서, 상기 조절부재(610)가 니들 타입으로 적용될 경우, 니들 타입의 상기 조절부재(610)가 상기 출구를 통해 배출되는 상기 냉매의 유량을 제어함과 동시에, 냉매를 팽창시킬 수 있으므로 상기 오리피스(152)를 제거할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 상기 다유로 냉매 밸브(1)에는 상기 오리피스(152)들과 상기 유량 제어장치(600)가 모두 적용된 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 상기 유량 제어장치(600)에서 조절부재(610)의 적용 타입에 따라 상기 오리피스(152)를 선택적으로 제거할 수도 있다.

이와 같이 구성되는 상기 다유로 냉매 밸브(1)는 선택된 모드에 따라 상기 구동부(500)의 작동에 의해 상기 내측 하우징(200)을 회전시킴으로써, 상기 제1 내지 제3 입구(102, 104, 106)를 상기 제1 내지 제6 연결유로(211, 212, 213, 214, 215, 216)를 통해 상기 제1 내지 제6 출구(112, 114, 116, 118, 122, 124)에 선택적으로 연결하여 다양한 냉매 유로를 형성할 수 있다.

즉, 차량의 선택된 모드로 작동하는 상기 구동부(500)에 의해 상기 내측 하우징(200)이 설정된 간격으로 회전하면, 상기 제1 입구(102)가 상기 제1 연결유로(211), 및/또는 상기 제2 연결유로(212)를 통해 상기 제1 출구(112), 또는 상기 제2 출구(114) 중, 어느 하나, 또는 모두에 선택적으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 제2 입구(104)는 상기 제3 연결유로(213), 및/또는 상기 제4 연결유로(214)를 통해 상기 제3 출구(116), 또는 상기 제4 출구(118) 중, 어느 하나에 선택적으로 연결될 수 있다.

그리고 상기 제3 입구(106)가 상기 제5 연결유로(215), 및/또는 상기 제6 연결유로(216)를 통해 상기 제5 출구(122), 또는 상기 제6 출구(124) 중, 어느 하나, 또는 모두에 선택적으로 연결될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 상기 다유로 냉매 밸브(1)의 작동 및 작용을 첨부한 도 5 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.

본 실시예에서, 상기 모드는 상기 외측 하우징(100)의 내부에서 상기 구동부(500)의 작동에 의해 상기 내측 하우징(200)이 설정된 각도로 회전하는 제1 모드 내지 제4 모드를 포함할 수 있다.

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

먼저, 상기 제1 모드에 대한 작동을 첨부한 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브에서 제1 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

여기서, 상기 제1 모드는 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방모드이다.

도 5를 참조하면, 상기 제1 모드에서는 상기 제1 입구(102)가 상기 제2 연결유로(212)를 통해 상기 제2 출구(114)와 연결된다.

상기 제2 입구(104)는 상기 제3 연결유로(213)를 통해 상기 제3 출구(116)와 연결된다.

그리고 상기 제3 입구(106)는 상기 제5 연결유로(215)와 상기 제6 연결유로(216)를 통해 제6 출구(124)와 연결된다.

여기서, 상기 제1 출구(112), 상기 제4 출구(118), 및 상기 제5 출구(122)는 폐쇄될 수 있다.

즉, 상기 제1 연결유로(211)의 일단은 상기 제1 입구 챔버(141)에 형성된 상기 연결홀(150)에 연결되지만, 상기 제1 연결유로(211)의 타단이 상기 제1 출구 챔버(144)에서 상기 연결홀(150)이 없는 폐쇄된 부분에 위치된다.

상기 제4 연결유로(214)는 상기 제4 출구 챔버(146)에서 상기 연결홀(150)이 없는 폐쇄된 부분에 위치된다.

그리고 상기 제5 연결유로(215)의 일단은 상기 제3 입구 챔버(143)에 형성된 연결홀(150)에 연결되지만, 상기 제5 연결유로(215)의 타단이 상기 제5 출구 챔버(148)에서 상기 오리피스(152)가 없는 폐쇄된 부분에 위치된다.

이에 따라, 상기 다유로 냉매 밸브(1)에서 상기 제1, 제2, 및 제3 입구(102, 104, 106)로 유입된 냉매는 상기 제1, 제4, 및 제5 출구(112, 118, 122)로 배출되지 않을 수 있다.

즉, 상기 제1 입구(102)로 유입된 냉매는 상기 제1 입구 챔버(141)로부터 상기 제1 연결유로(211)를 따라 상기 제2 출구 챔버(145)로 유입된 후, 상기 제2 출구(114)를 통해 배출될 수 있다.

또한, 상기 제2 입구(104)로 유입된 냉매는 상기 제2 입구 챔버(142)로부터 상기 제3 연결유로(213)를 따라 상기 제3 출구 챔버(146)로 유입된 후, 상기 제3 출구(116)를 통해 배출될 수 있다.

그리고 상기 제3 입구(106)로 유입된 냉매는 상기 제3 입구 챔버(143)로부터 상기 제5 연결유로(215)로 유입되고, 상기 제5 연결유로(215)와 연결된 상기 제6 연결유로(216)를 따라 상기 제6 출구 챔버(149)로 유입된다.

여기서, 냉매는 상기 제6 출구 챔버(149)에 형성된 상기 오리피스(152)를 통과하면서 팽창된 후, 상기 제6 출구(124)를 통해 배출될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제2 모드에 대한 작동을 첨부한 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브에서 제2 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

여기서, 상기 제2 모드는 차량의 실내를 냉방하면서 차량에 구비된 배터리 모듈을 냉각하기 위한 모드이다.

이러한 제2 모드는 상기 제1 입구(102)로부터 상기 내측 하우징(200)의 회전 중심을 지나는 가상선(L1)을 기준으로, 상기 제1 모드에서 상기 내측 하우징(200)의 위치로부터 상기 내측 하우징(200)이 상기 구동부(500)에 의해 시계방향으로 10°각도로 회전된 상태이다.

도 6을 참조하면, 상기 제2 모드에서는 상기 제1 입구(102)가 상기 제2 연결유로(212)를 통해 상기 제2 출구(114)와 연결된다.

그리고 상기 제3 입구(106)는 상기 제5 연결유로(215)와 상기 제6 연결유로(216)를 통해 제5 출구(122)와 상기 제6 출구(124)에 각각 연결된다.

여기서, 상기 제1 출구(112)와 상기 제4 출구(118)는 폐쇄될 수 있다.

이에 따라, 상기 다유로 냉매 밸브(1)에서 상기 제1, 제2, 및 제3 입구(102, 104, 106)로 유입된 냉매는 상기 제1, 및 제4 출구(112, 118)로 배출되지 않을 수 있다.

그리고 상기 제3 입구(106)로 유입된 냉매는 상기 제3 입구 챔버(143)로부터 상기 제5 연결유로(215)를 따라, 상기 제5 출구 챔버(148)로 유입된 후, 상기 제5 출구(122)를 통해 배출될 수 있다.

이와 동시에, 상기 제5 연결유로(215)를 따라 유동된 냉매 중, 일부의 냉매는 상기 제6 연결유로(216)를 따라 상기 제6 출구 챔버(149)로 유입된 후, 상기 제6 출구(124)를 통해 배출될 수 있다.

여기서, 냉매는 상기 제5 출구 챔버(148)와 제6 출구 챔버(149)에 형성된 각각의 상기 오리피스(152)를 통과하면서 팽창된 후, 상기 제5 출구(122)와 상기 제6 출구(124)를 통해 각각 배출될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제3 모드에 대한 작동을 첨부한 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브에서 제3 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

여기서, 상기 제3 모드는 차량의 실내를 난방하기 위한 모드이다.

이러한 제3 모드는 상기 제1 입구(102)로부터 상기 내측 하우징(200)의 회전 중심을 지나는 가상선(L1)을 기준으로, 상기 제1 모드에서 상기 내측 하우징(200)의 위치로부터 상기 내측 하우징(200)이 상기 구동부(500)에 의해 시계 반대방향으로 20°각도로 회전된 상태이다.

도 7을 참조하면, 상기 제3 모드에서는 상기 제1 입구(102)가 상기 제2 연결유로(212)를 통해 상기 제2 출구(114)와 연결된다.

상기 제2 입구(104)는 상기 제3 연결유로(213)와 상기 제4 연결유로(214)를 통해 상기 제4 출구(118)와 연결된다.

여기서, 상기 제1 출구(112), 상기 제3 출구(116), 상기 제5 출구(122), 및 상기 제6 출구(124)는 폐쇄될 수 있다.

즉, 상기 제1 연결유로(211)의 양단은 상기 제1 출구 챔버(144)에 위치됨에 따라, 냉매의 유동이 방지될 수 있다.

상기 제3 연결유로(213)의 일단은 상기 제2 입구 챔버(142)에 형성된 상기 연결홀(150)에 연결되지만, 상기 제3 연결유로(231)의 타단이 상기 제3 출구 챔버(144)에서 상기 연결홀(150)이 없는 폐쇄된 부분에 위치된다.

상기 제5 연결유로(215)의 일단은 상기 제3 입구 챔버(143)에 형성된 상기 연결홀(150)에 연결되지만, 상기 제5 연결유로(215)의 타단이 상기 제5 출구 챔버(148)에서 상기 오리피스(152)가 없는 폐쇄된 부분에 위치된다.

또한, 상기 제6 연결유로(216)의 일단은 상기 제5 연결유로(215)와 연통되지만, 상기 제6 연결유로(216)의 타단이 상기 제6 출구 챔버(149)에서 상기 오리피스(152)가 없는 폐쇄된 부분에 위치된다.

이에 따라, 상기 다유로 냉매 밸브(1)에서 상기 제1, 제2, 및 제3 입구(102, 104, 106)로 유입된 냉매는 상기 제1 출구(112), 상기 제3 출구(116), 상기 제5 출구(122), 및 상기 제6 출구(124)로 배출되지 않을 수 있다.

즉, 상기 제1 입구(102)로 유입된 냉매는 상기 제1 입구 챔버(141)로부터 상기 제2 연결유로(212)를 따라 상기 제2 출구 챔버(145)로 유입된 후, 상기 제2 출구(114)를 통해 배출될 수 있다.

여기서, 냉매는 상기 제2 출구 챔버(145)에 형성된 상기 오리피스(152)를 통과하면서 팽창된 후, 상기 제2 출구(114)를 통해 배출될 수 있다.

또한, 상기 제2 입구(104)로 유입된 냉매는 상기 제2 입구 챔버(142)로부터 상기 제3 연결유로(213)와 상기 제4 연결유로(214)를 따라 상기 제4 출구 챔버(147)로 유입된 후, 상기 제4 출구(118)를 통해 배출될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제4 모드에 대한 작동을 첨부한 도 8을 참조하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브에서 제4 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

여기서, 상기 제4 모드는 차량의 실내를 난방하면서, 제습하기 위한 모드이다.

이러한 제4 모드는 상기 제1 입구(102)로부터 상기 내측 하우징(200)의 회전 중심을 지나는 가상선(L1)을 기준으로, 상기 제1 모드에서 상기 내측 하우징(200)의 위치로부터 상기 내측 하우징(200)이 상기 구동부(500)에 의해 시계 반대방향으로 10°각도로 회전된 상태이다.

도 8을 참조하면, 상기 제4 모드에서는 상기 제1 입구(102)가 상기 제1 연결유로(211)를 통해 상기 제1 출구(112)와 연결된다.

또한, 상기 제1 입구는 상기 제2 연결유로(212)를 통해 상기 제2 출구(114)와 연결된다.

여기서, 상기 제3 출구(116), 상기 제5 출구(122), 및 상기 제6 출구(124)는 폐쇄될 수 있다.

즉, 상기 제3 연결유로(213)의 일단은 상기 제2 입구 챔버(142)에 형성된 상기 연결홀(150)에 연결되지만, 상기 제3 연결유로(231)의 타단이 상기 제3 출구 챔버(144)에서 상기 연결홀(150)이 없는 폐쇄된 부분에 위치된다.

이에 따라, 상기 다유로 냉매 밸브(1)에서 상기 제1, 제2, 및 제3 입구(102, 104, 106)로 유입된 냉매는 상기 제3 출구(116), 상기 제5 출구(122), 및 상기 제6 출구(124)로 배출되지 않을 수 있다.

즉, 상기 제1 입구(102)로 유입된 냉매는 상기 제1 입구 챔버(141)로부터 상기 제1 연결유로(211)를 따라 상기 제1 출구 챔버(144)로 유입된 후, 상기 제2 출구(114)를 통해 배출될 수 있다.

이와 동시에, 상기 제1 입구(102)로 유입된 냉매는 상기 제1 입구 챔버(141)로부터 상기 제2 연결유로(212)를 따라 상기 제2 출구 챔버(145)로 유입된 후, 상기 제2 출구(114)를 통해 배출될 수 있다.

여기서, 냉매는 상기 제1 출구 챔버(144)와 제2 출구 챔버(145)에 형성된 각각의 상기 오리피스(152)를 통과하면서 팽창된 후, 상기 제1, 및 제2 출구(112, 114)를 통해 배출될 수 있다.

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

이하, 전술한 바와 같이 구성되는 상기 다유로 냉매 밸브(1)가 적용된 히트펌프 시스템을 도 9를 참조하여 상세히 설명한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 밸브가 적용된 히트펌프 시스템의 블록 구성도이다.

도 9를 참조하면, 상기 히트펌프 시스템은 전기 자동차에 적용될 수 있으며, 전장품(15)과 모터(16)를 냉각하기 위한 제1 냉각장치(10), 배터리 모듈(30)을 냉각하기 위한 제2 냉각장치(20), 및 차량의 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 공조장치인 에어컨 장치(50)가 상호 연동될 수 있다.

즉, 도 1을 참조하면, 상기 히트펌프 시스템은 전술한 바와 같은 다유로 냉매 밸브(1), 상기 제1, 및 제2 냉각장치(10, 20), 상기 배터리 모듈(30), 및 칠러(70)를 포함한다.

먼저, 상기 제1 냉각장치(10)는 제1 냉각수 라인(11)으로 연결되는 제1 라디에이터(12)와 제1 워터펌프(14)를 포함한다.

이러한 제1 냉각장치(10)는 적어도 하나의 전장품(15)과 적어도 하나의 모터(16)를 냉각하도록 상기 제1 워터펌프(14)의 작동을 통해 상기 제1 냉각수 라인(11)에 냉각수를 순환시키게 된다.

상기 제1 라디에이터(12)는 차량의 전방에 배치되며, 후방에는 쿨링팬(13)이 구비되어 상기 쿨링팬(13)의 작동과 외기와의 열교환을 통해 냉각수를 냉각하게 된다.

여기서, 상기 전장품(15)은 자율주행 제어기, 또는 전력제어장치, 또는 인버터, 또는 충전기(17: On Board Charger, OBC)를 포함할 수 있다. 상기 자율주행 제어기, 상기 전력제어장치, 및 상기 인버터는 주행 중에 발열되고, 상기 충전기(17)는 상기 배터리 모듈(30)을 충전할 경우 발열될 수 있다.

또한, 상기 인버터는 차량의 전륜, 및 후륜에 대응하여 상기 제1 냉각수 라인(11)에 구비되는 제1, 및 제2 인버터(15a, 15b)를 포함할 수 있다.

그리고 상기 모터(16)는 차량의 전륜, 및 후륜에 대응하여 상기 제1 냉각수 라인(11)에 구비되는 제1, 및 제2 모터(16a, 16b)를 포함할 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 전장품(15)과 상기 모터(16)는 상기 제1 냉각수 라인(11)에서 직렬로 배치될 수 있다.

즉, 상기 전장품(15)과 상기 모터(16)는 상기 제1 냉각수 라인(11)으로 공급된 냉각수에 의해 수랭식으로 냉각될 수 있다.

이에 따라, 차량의 난방모드에서 상기 전장품(15)과 상기 모터(16)의 폐열을 회수할 경우에는 상기 전력제어장치, 상기 인버터, 상기 충전기(17), 상기 자율주행 제어기, 및 상기 모터(16)로부터 발생된 열을 회수할 수 있다.

한편, 상기 제1 라디에이터(12)와 상기 제1 워터펌프(14) 사이에서 상기 제1 냉각수 라인(11)에는 리저버 탱크(19)가 구비된다. 상기 리저버 탱크(19)에는 상기 제1 라디에이터(12)와 후술할 상기 제2 라디에이터(22)에서 냉각된 냉각수가 저장될 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 제1 냉각장치(10)는 상기 제1 워터펌프(14)의 작동을 통해 상기 제1 라디에이터(12)에서 냉각된 냉각수를 상기 제1 냉각수 라인(11)을 따라 순환시킴으로써, 상기 전장품(15)과 상기 모터(16)가 과열되지 않도록 냉각시키게 된다.

본 실시예에서, 상기 제2 냉각장치(20)는 제2 냉각수 라인(21)으로 연결되는 제2 라디에이터(22)와 제2 워터펌프(26)를 포함하고, 제2 냉각수 라인(21)에 냉각수를 순환시키게 된다.

이러한 제2 냉각장치(20)는 상기 제2 라디에이터(22)에서 냉각된 냉각수를 상기 배터리 모듈(30)에 선택적으로 공급할 수 있다.

상기 제2 라디에이터(22)는 상기 제1 라디에이터(12)의 전방에 배치되며, 상기 쿨링팬(13)의의 작동과 외기와의 열교환을 통해 냉각수를 냉각하게 된다.

또한, 상기 제2 라디에이터(22)와 상기 제2 워터펌프(26) 사이에서 상기 제2 냉각수 라인(21)에는 상기 리저버 탱크(19)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 리저버 탱크(19)에는 상기 제1, 및 제2 라디에이터(12, 22)에서 냉각된 냉각수가 저장될 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 제2 냉각장치(20)는 상기 제2 워터펌프(26)의 작동을 통해 상기 제2 라디에이터(22)에서 냉각된 냉각수를 상기 제2 냉각수 라인(21)을 따라 순환시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기 제2 냉각장치(20)에 상기 제2 라디에이터(22)가 구비된 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 상기 제2 냉각장치(20)는 상기 제2 라디에이터(22)를 대신하여 상기 제1 라디에이터(12)에 연결될 수 있다.

즉, 상기 제2 냉각장치(20)에서 상기 제2 라디에이터(22)가 없을 경우, 상기 제2 냉각수 라인(21)은 상기 제1 라디에이터(12)로부터 냉각수가 공급되도록 상기 제1 라디에이터(12)에 연결될 수도 있다.

본 실시예에서, 상기 배터리 모듈(30)은 상기 제2 냉각수 라인(21)과 제1 밸브(V1)를 통해 선택적으로 연결되는 배터리 냉각수 라인(31)에 구비된다.

여기서, 상기 제1 밸브(V1)는 상기 제2 라디에이터(22)와 상기 배터리 모듈(30)의 사이에서 상기 제2 냉각수 라인(21)과 상기 배터리 냉각수 라인(31)을 선택적으로 연결할 수 있다.

보다 상세하게, 상기 제1 밸브(V1)는 상기 배터리 냉각수 라인(31)에 구비된 상기 칠러(70)와 상기 제2 라디에이터(22)의 사이에서 상기 제2 냉각수 라인(21)과 상기 배터리 냉각수 라인(31)을 선택적으로 연결한다.

여기서, 상기 배터리 모듈(30)은 상기 전장품(15)과 상기 모터(16)에 전원을 공급하고, 상기 배터리 냉각수 라인(31)을 따라 유동되는 냉각수로 냉각되는 수랭식으로 형성된다.

즉, 상기 배터리 모듈(30)은 상기 제1 밸브(V1)의 작동에 따라 상기 제2 냉각장치(20)와 상기 배터리 냉각수 라인(31)을 통해 선택적으로 연결된다. 또한, 상기 배터리 모듈(30)은 상기 배터리 냉각수 라인(31)에 구비되는 제3 워터펌프(33)의 작동을 통해 내부에 냉각수가 순환될 수 있다.

상기 제3 워터펌프(33)는 상기 배터리 냉각수 라인(31)을 통해 냉각수를 순환시키도록 작동한다.

여기서, 상기 제1, 제2, 및 제3 워터펌프(14, 26, 33)는 전동식 워터펌프 일 수 있다.

한편, 상기 제1 냉각장치(10)에는 상기 제1 라디에이터(12)와 상기 제1 워터펌프(14)의 사이에서 상기 제1 냉각수 라인(11)에 구비되는 제2 밸브(V2)를 통해 상기 제1 라디에이터(12)와 상기 제1 워터펌프(14) 사이의 상기 제1 냉각수 라인(11)과 연결되는 제1 분기라인(18)이 구비될 수 있다.

보다 상세하게, 상기 제2 밸브(V2)는 상기 제1 라디에이터(12)와 상기 리저버 탱크(19)의 사이에서 상기 제1 냉각수 라인(11)에 구비된다.

상기 제1 분기라인(18)의 일단은 상기 제2 밸브(V2)를 통해 상기 제1 냉각수 라인(11)과 연결된다. 상기 제1 분기라인(18)의 타단은 상기 전장품(15)과 상기 제1 라디에이터(12)의 사이에서 상기 제1 냉각수 라인(11)에 연결될 수 있다.

상기 제1 분기라인(18)은 상기 전장품(15)과 상기 모터(16)에서 발생된 폐열을 흡수하여 냉각수의 온도를 상승시킬 경우 상기 제2 밸브(V2)의 작동을 통해 선택적으로 개방된다.

이 때, 상기 제1 라디에이터(12)와 연결되는 상기 제1 냉각수 라인(11)은 상기 제2 밸브(V2)의 작동을 통해 폐쇄된다.

본 실시예에서, 상기 칠러(70)는 상기 배터리 냉각수 라인(31)에 구비되어 내부에 냉각수가 통과되고, 상기 에어컨 장치(50)의 냉매라인(51)과 냉매 연결라인(66)을 통해 연결된다.

이러한 칠러(70)는 내부에 선택적으로 유입되는 냉각수를 상기 에어컨 장치(50)로부터 공급된 냉매와 열교환시켜 냉각수의 온도를 조절할 수 있다. 여기서, 상기 칠러(70)는 내부에 냉각수가 유입되는 수랭식 열교환기일 수 있다.

한편, 상기 배터리 모듈(30)과 상기 칠러(70)의 사이에서 상기 배터리 냉각수 라인(31)에는 냉각수 가열기(35)가 구비될 수 있다.

상기 냉각수 가열기(35)는 상기 배터리 모듈(30)의 승온이 요구될 경우에 ON 작동되어 상기 배터리 냉각수 라인(31)에서 순환되는 냉각수를 가열함으로써, 온도가 상승된 냉각수를 상기 배터리 모듈(30)로 유입시킬 수 있다.

이러한 냉각수 가열기(35)는 전원 공급에 따라 작동하는 전기식 히터일 수 있다.

또한, 상기 배터리 냉각수 라인(31)에는 상기 제1 밸브(V1)를 통해 상기 칠러(70)와 상기 배터리 모듈(30)의 사이에서 각 배터리 냉각수 라인(31)을 연결하는 제2 분기라인(80)이 구비될 수 있다.

즉, 상기 제2 분기라인(80)은 상기 배터리 냉각수 라인(31)이 상기 제2 냉각장치(20)와 독립된 밀폐회로를 형성하도록 상기 제1 밸브(V1)의 작동에 따라 상기 제2 냉각수 라인(21)과 상기 배터리 냉각수 라인(31)을 선택적으로 분리할 수 있다.

그리고 상기 제2 냉각수 라인(21)에는 상기 배터리 냉각수 라인(31)과 상기 제2 냉각수 라인(21)을 분리하는 제3 분기라인(90)이 구비된다.

상기 제3 분기라인(90)은 상기 제2 냉각장치(20)가 상기 제2 냉각수 라인(21)을 통해 독립된 밀폐회로를 형성하도록 상기 제2 냉각수 라인(21)에 선택적으로 연결될 수 있다.

한편, 상기 제3 분기라인(90)이 상기 제2 냉각수 라인(21), 및 상기 배터리 냉각수 라인(31)과 교차되는 지점, 또는 상기 제3 분기라인(90) 상에는 별도의 밸브가 구비될 수 있다. 이러한 밸브는 3-Way 또는 2-Way 밸브일 수 있다.

이에 따라, 상기 제1 밸브(V1)는 상기 제2 냉각수 라인(21)과 상기 배터리 냉각수 라인(31)을 선택적으로 연결하거나, 상기 배터리 냉각수 라인(31)과 상기 제2 분기라인(80)을 선택적으로 연결하여 냉각수의 유동 흐름을 제어한다.

즉, 상기 제1 밸브(V1)는 상기 제2 라디에이터(21)에서 냉각된 냉각수를 이용해 상기 배터리 모듈(30)을 냉각할 경우, 상기 제2 라디에이터(21)와 연결되는 상기 제2 냉각수 라인(21)과 상기 배터리 냉각수 라인(31)을 연결하고, 상기 제2 분기라인(80)은 폐쇄할 수 있다.

그러면 상기 제2 라디에이터(22)에서 냉각된 냉각수는 상기 제1 밸브(V1)의 작동을 통해 연결된 상기 제2 냉각수 라인(11)과 상기 배터리 냉각라인(31)을 따라 유동되면서, 상기 배터리 모듈(30)을 냉각할 수 있다.

또한, 상기 제1 밸브(V1)는 냉매와 열교환된 냉각수를 이용하여 상기 배터리 모듈(30)을 냉각할 경우에 상기 제2 분기라인(80)을 개방하고, 상기 제2 냉각수 라인(21)과 상기 배터리 냉각수 라인(31)의 연결을 폐쇄할 수 있다.

이에 따라, 상기 칠러(70)에서 냉매와 열교환이 완료된 저온의 냉각수는 상기 제1 밸브(V1)에 의해 개방된 상기 제2 분기라인(80)을 통해 상기 배터리 모듈(30)로 유입됨으로써, 효율적으로 상기 배터리 모듈(30)을 냉각시킬 수 있다.

반면, 상기 배터리 모듈(30)을 승온할 경우에는 상기 제1 밸브(V1)의 작동을 통해 상기 배터리 냉각수 라인(31)을 따라 순환하는 냉각수가 상기 제2 라디에이터(22)로 유입되는 것을 방지함으로써, 상기 냉각수 가열기(35)의 작동을 통해 가열된 냉각수를 상기 배터리 모듈(30)로 유입시켜 신속하게 배터리 모듈(30)을 승온 시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기 제3 분기라인(90)에 밸브가 구성되지 않은 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 상기 제3 분기라인(90)의 선택적인 개방을 위해 필요에 따라 밸브의 적용이 가능하다.

즉, 상기 제3 분기라인(90)은 선택적으로 연결되는 상기 제2 냉각수 라인(21), 상기 배터리 냉각수 라인(31), 및 제2 분기라인(80)과, 상기 제2, 및 제3 워터펌프(26, 33)의 작동을 통하여 순환되는 냉각수의 유량 제어가 가능함으로써, 상기 제3 분기라인(90)의 개폐 제어가 가능하다.

한편, 본 실시예에서, 상기 에어컨 장치(50)는 상기 냉매라인(51)을 통해 연결되는 상기 다유로 냉매 밸브(1), HVAC 모듈(Heating, Ventilation, and Air Conditioning : 52), 열교환기(54), 리시버 드라이어(55), 증발기(58), 및 압축기(59)를 포함한다.

먼저, 상기 HVAC 모듈(52)은 상기 냉매라인(51)을 통해 연결되며, 차량의 실내의 온도조절을 위해 선택된 모드에 따라, 상기 증발기(58)를 통과한 외기가 내부 컨덴서(52a)와 내부히터(52b)에 선택적으로 유입되도록 조절하는 개폐도어(52c)가 내부에 구비된다.

즉, 상기 개폐도어(52c)는 차량의 실내를 난방할 경우, 상기 증발기(58)를 통과한 외기가 상기 내부 컨덴서(52a)와 내부히터(52b)로 유입되도록 개방된다.

반대로, 차량의 실내를 냉방할 경우, 상기 개폐도어(52c)는 상기 증발기(58)를 통과하면서 냉각된 외기가 차량 내부로 바로 유입되도록 상기 내부 컨덴서(52a)와 상기 내부히터(52b) 측을 폐쇄하게 된다.

상기 열교환기(54)는 상기 다유로 냉매 밸브(1)와 상기 냉매라인(51)을 통해 연결되어 냉매가 통과되고, 상기 제1, 및 제2 냉각장치(10, 20)를 순환하는 냉각수가 각각 통과되도록 상기 제1, 및 제2 냉각수 라인(11, 21)과 각각 연결된다.

이러한 열교환기(54)는 차량의 선택된 모드에 따라 상기 제1, 및 제2 냉각수 라인(11, 21)을 통해 공급된 냉각수와 열교환을 통해 냉매를 응축 또는 증발시킬 수 있다.

여기서, 상기 열교환기(54)는 상기 다유로 냉매 밸브(1)가 냉매를 팽창시켜 공급할 경우, 냉각수와 열교환을 통해 냉매를 증발시키고, 상기 다유로 냉매 밸브(1)가 냉매를 팽창시키지 않을 경우, 냉각수와 열교환을 통해 냉매를 응축시킬 수 있다.

즉, 상기 열교환기(54)를 통과하는 냉매는 상기 제1 냉각수 라인(11)과 상기 제2 냉각수 라인(21) 중, 어느 하나로부터 공급되는 냉각수, 또는 상기 제1, 및 제2 냉각수 라인(11, 21)을 통해 각각 공급되는 냉각수와 상호 열교환을 통하여 차량의 선택된 모드에 따라 선택적으로 응축 또는 증발될 수 있다.

상기 열교환기(54)는 내부에 냉각수가 유입되는 수랭식 열교환기일 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 열교환기(54)에는 상기 제1 냉각장치(10)와 상기 제2 냉각장치(20)를 순환하는 온도가 서로 다른 각각의 냉각수가 유동되고, 이 때, 내부로 유입된 냉매는 온도가 서로 다른 각 냉각수와 열교환 될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 리시버 드라이어(55)는 상기 열교환기(54)에서 열교환이 완료된 냉매 중, 기체 냉매와 액체 냉매를 분리하여 선택적으로 배출할 수 있다. 이러한 리시버 드라이어(55)는 상기 열교환기(54)에 일체형으로 장착될 수 있다.

한편, 상기 에어컨 장치(50)는 상기 다유로 냉매 밸브(1)와 상기 냉매라인(51)을 통해 연결되는 서브 컨덴서(56)를 더 포함할 수 있다.

상기 서브 컨덴서(56)는 상기 열교환기(54)를 통과한 냉매를 추가로 응축시키기 위해 적용될 수 있다. 이러한 서브 컨덴서(56)는 상기 제2 라디에이터(22)의 전방에 배치되어 내부로 유입된 냉매를 외기와 상호 열교환 시키게 된다.

이와 같이, 상기 서브 컨덴서(56)는 상기 열교환기(54)가 냉매를 응축할 경우, 상기 열교환기(54)에서 응축된 냉매를 더 응축시킴으로써, 냉매의 서브쿨을 증대시킬 수 있고, 이로 인해, 압축기 소요동력 대비 냉방 능력의 계수인 COP(Coefficient Of Performance)가 향상될 수 있다.

한편, 상기 다유로 냉매 밸브(1)는 차량의 선택된 모드에 따라, 상기 내부 컨덴서(52a)로부터 공급된 냉매, 또는 상기 서브 컨덴서(56)로부터 공급된 냉매를 선택적으로 팽창시켜 상기 열교환기(54), 또는 상기 증발기(58), 또는 상기 칠러(70)에 공급할 수 있다.

상기 압축기(59)는 상기 증발기(58)와 상기 내부 컨덴서(52a) 사이에서 상기 냉매라인(51)을 통해 연결된다. 이러한 압축기(59)는 기체 상태의 냉매를 압축시키고 압축된 냉매를 상기 내부 컨덴서(52a)에 공급할 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 에어컨 장치(50)는, 상기 제습 라인(62)과 상기 바이패스 라인(64)을 더 포함할 수 있다.

먼저, 상기 제습 라인(62)은 상기 내부 컨덴서(52a)를 통과한 냉매가 상기 다유로 냉매 밸브(1)로부터 상기 증발기(58)에 선택적으로 유입되도록 상기 다유로 냉매 밸브(1)와 상기 증발기(58)를 연결하는 상기 냉매라인(51)과 상기 다유로 냉매 밸브(1)를 연결할 수 있다.

이러한 제습 라인(62)은 차량의 실내 제습이 요구될 경우, 상기 다유로 냉매 밸브(1)의 제어에 의해 선택적으로 개방될 수 있다.

그리고 상기 바이패스 라인(64)은 상기 다유로 냉매 밸브(1)와 상기 압축기(64)를 선택적으로 연결할 수 있다.

즉, 상기 다유로 냉매 밸브(1)의 작동에 의해 상기 바이패스 라인(64)이 개방되면, 상기 열교환기(54)로부터 상기 다유로 냉매 밸브(1)로 유입된 냉매는 상기 바이패스 라인(64)을 따라 상기 압축기(59)에 선택적으로 유입될 수 있다.

여기서, 상기 바이패스 라인(64)은 냉매를 어큐뮬레이터(57)로 공급할 수 있다.

여기서, 상기 어큐뮬레이터(57)는 상기 압축기(59)와 상기 증발기(58) 사이에서 상기 냉매라인(51)에 배치될 수 있다.

이러한 어큐뮬레이터(53)는 상기 다유로 냉매 밸브(1)의 작동을 통해 냉매를 선택적으로 공급받고, 상기 압축기(59)에 기체 상태의 냉매만 공급함으로써, 상기 압축기(59)의 효율 및 내구성을 향상시킨다.

이와 같이 구성되는 상기 히트펌프 시스템에서, 상기 다유로 냉매 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 냉매 밸브(1)는 상기1 모드 내지 제4 모드 중, 어느 하나의 선택된 모드로 작동할 수 있다.

먼저, 상기 제1 모드는 차량의 실내를 냉방할 수 있다. 상기 제2 모드는 차량의 냉방모드에서 상기 배터리 모듈(30)을 냉각할 수 있다.

상기 제3 모드는 차량의 실내를 난방할 수 있다. 그리고 상기 제4 모드는 차량의 난방모드에서 차량의 실내를 제습할 수 있다.

한편, 상기 히트펌프 시스템에서 상기 제1 모드 내지 제4 모드에 따른 상기 다유로 냉매 밸브(1)의 작동을 설명함에 있어, 상기 제1, 및 제2 냉각장치(10, 20)에서 냉각수 유동에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 히트펌프 시스템의 작동 및 작용을 첨부한 도 10 내지 도 13을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 상기 제1 모드에 대한 작동을 첨부한 도 10을 참조하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템에서 제1 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

상기 제1 모드는 차량의 실내를 냉방하기 위해 작동될 수 있다.

도 10을 참조하면, 상기 제1 모드에서 상기 다유로 냉매 밸브(1)는 상기 제습 라인(62), 상기 바이패스 라인(64), 및 상기 냉매 연결라인(66)을 폐쇄할 수 있다.

이와 동시에, 상기 다유로 냉매 밸브(1)는 상기 압축기(59)로부터 상기 내부 컨덴서(52a)에 공급된 냉매가 상기 열교환기(54), 상기 서브 컨덴서(56), 상기 증발기(58)를 통과하여 다시 상기 압축기(59)로 유입되도록 상기 냉매라인(51)을 개방할 수 있다.

즉, 상기 제1 모드에서 상기 내부 컨덴서(52a)를 통과한 냉매는 상기 냉매라인(51)을 따라 상기 다유로 냉매 밸브(1)의 제1 입구(102)로 유입된다(도 5 참조).

상기 제1 입구(102)로 유입된 냉매는 상기 제2 연결유로(212)를 통해 상기 제2 출구(114)로 배출된다. 상기 제2 출구(114)로 배출된 냉매는 상기 열교환기(54)와 연결된 상기 냉매라인(51)을 따라 상기 열교환기(54)로 공급된다.

이 때, 상기 열교환기(54)는 상기 제1 냉각장치(10), 또는 상기 제2 냉각장치(20)에서 공급된 냉각수와 열교환을 통해 냉매를 응축시킬 수 있다.

상기 열교환기(54)에서 응축된 냉매는 상기 제2 입구(104)로 유입되고, 상기 제3 연결유로(213)를 통해 상기 제3 출구(116)로 배출된다. 상기 제3 출구(116)로 배출된 냉매는 상기 서브 컨덴서(56)와 연결된 상기 냉매라인(51)을 따라 상기 서브 컨덴서(56)를 통과한다.

그런 후, 서브 컨덴서(56)를 통과한 냉매는 상기 냉매라인(51)과 연결된 상기 제3 입구(106)를 통해 상기 다유로 냉매 밸브(1)로 유입된다.

상기 제3 입구(106)로 유입된 냉매는 상기 제5 연결유로(215)와 상기 제6 연결유로(216)를 통해 상기 제6 출구 챔버(149)로 배출된다. 이 때, 상기 냉매는 상기 오리피스(152)를 지나면서 팽창될 수 있다.

팽창된 냉매는 상기 제6 출구(124)를 통해 배출되며, 상기 증발기(58)와 연결된 상기 냉매라인(51)을 따라, 상기 증발기(58)를 통과한 후, 상기 어큐뮬레이터(57)를 거쳐 상기 압축기(59)에 공급될 수 있다.

여기서, 상기 개폐도어(52c)는 상기 증발기(58)를 통과하면서 냉각된 외기가 차량 내부로 바로 유입되도록 상기 내부 컨덴서(52a)와 상기 내부히터(52b) 측을 폐쇄할 수 있다.

따라서, 냉각된 외기는 차량의 내부로 직접 유입됨으로써, 차량 실내를 냉방할 수 있다.

즉, 상기 제1 모드에서는 전술한 바와 같은 작동을 반복 수행하면서 차량 실내를 냉방할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제2 모드에 대한 작동을 첨부한 도 11을 참조하여 설명한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템에서 제2 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

상기 제2 모드는 차량의 냉방모드에서 상기 배터리 모듈(30)을 냉각할 수 있다.

도 11을 참조하면, 상기 제2 모드에서 상기 다유로 냉매 밸브(1)는 상기 냉매 연결라인(66)을 개방하고, 상기 제습 라인(62)과 상기 바이패스 라인(64)을 폐쇄할 수 있다.

즉, 상기 제2 모드에서 상기 내부 컨덴서(52a)를 통과한 냉매는 상기 냉매라인(51)을 따라 상기 다유로 냉매 밸브(1)의 제1 입구(102)로 유입된다(도 6 참조).

상기 제3 입구(106)로 유입된 냉매는 상기 제5 연결유로(215)와 상기 제6 연결유로(216)를 통해 상기 제5 출구 챔버(148)와 상기 제6 출구 챔버(149)로 각각 배출된다. 이 때, 상기 냉매는 상기 제5, 및 제6 출구 챔버(148, 149)에 각각 형성된 상기 오리피스(152)를 지나면서 팽창될 수 있다.

상기 제5 출구(122)로 배출된 냉매는 상기 냉매 연결라인(66)을 따라 상기 칠러(70)를 통과한다.

여기서, 상기 칠러(70)는 상기 배터리 냉각수 라인(31)을 통해 유입된 냉각수를 냉매와 열교환시켜 냉각수의 온도를 조절할 수 있다.

이에 따라, 상기 칠러(70)에서 냉매와 열교환이 완료된 저온의 냉각수는 상기 배터리 냉각수 라인(31)을 따라 상기 배터리 모듈(30)로 유입됨으로써, 효율적으로 상기 배터리 모듈(30)을 냉각시킬 수 있다.

그리고 상기 제6 출구(124)로 배출된 냉매는 상기 증발기(58)와 연결된 상기 냉매라인(51)을 따라, 상기 증발기(58)를 통과한 후, 상기 어큐뮬레이터(57)를 거쳐 상기 압축기(59)에 공급될 수 있다.

한편, 상기 칠러(70)를 통과한 냉매는 상기 증발기(58)를 통과한 냉매와 함께 상기 어큐뮬레이터(57)를 거쳐 상기 압축기(59)에 공급될 수 있다.

즉, 상기 제2 모드에서는 전술한 바와 같은 작동을 반복 수행하면서 차량 실내를 냉방함과 동시에, 상기 배터리 모듈(30)을 효율적으로 냉각시킬 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제3 모드에 대한 작동을 첨부한 도 12를 참조하여 설명한다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템에서 제3 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

상기 제3 모드는 차량의 실내를 난방하기 위해 작동될 수 있다.

도 12를 참조하면, 상기 제3 모드에서 상기 다유로 냉매 밸브(1)는 상기 바이패스 라인(64)을 개방하고, 상기 제습 라인(62)과 상기 냉매 연결라인(66)을 폐쇄할 수 있다.

이와 동시에, 상기 다유로 냉매 밸브(1)는 상기 압축기(59)로부터 상기 내부 컨덴서(52a)에 공급된 냉매가 상기 열교환기(54)를 통과하여 다시 상기 압축기(59)로 유입되도록 상기 증발기(58), 및 상기 서브 컨덴서(56)와 각각 연결된 상기 냉매라인(51)을 제외한 나머지 상기 냉매라인(51)을 개방할 수 있다.

즉, 상기 제3 모드에서 상기 내부 컨덴서(52a)를 통과한 냉매는 상기 냉매라인(51)을 따라 상기 다유로 냉매 밸브(1)의 제1 입구(102)로 유입된다(도 7 참조).

상기 제1 입구(102)로 유입된 냉매는 상기 제2 연결유로(212)를 통해 상기 제2 출구 챔버(145)로 배출된다. 이 때, 상기 냉매는 상기 오리피스(152)를 지나면서 팽창될 수 있다.

팽창된 냉매는 상기 제2 출구(114)를 통해 배출되며, 상기 열교환기(54)와 연결된 상기 냉매라인(51)을 따라, 상기 열교환기(54)로 공급된다.

즉, 상기 다유로 냉매 밸브(1)는 상기 열교환기(54)와 연결된 상기 냉매라인(51)으로 배출되는 냉매를 팽창시켜 상기 열교환기(54)로 유입시킬 수 있다.

이 때, 상기 열교환기(54)는 상기 제1 냉각장치(10), 또는 상기 제2 냉각장치(20)에서 공급된 냉각수와 열교환을 통해 냉매를 증발시킬 수 있다.

여기서, 상기 제1 냉각장치(10), 또는 상기 제2 냉각장치(20)에서 순환하는 냉각수는 상기 전장품(15)과 상기 모터(16), 또는 상기 배터리 모듈(30)을 냉각하면서 온도가 상승된다. 온도가 상승된 냉각수는 상기 열교환기(54)로 유입된다.

이 때, 상기 열교환기(54)는 공급된 냉매와 각 냉각수의 열교환을 통해 냉각수로부터 폐열을 회수하여 차량의 실내난방에 사용할 수 있다.

상기 열교환기(54)에서 증발된 냉매는 상기 제2 입구(104)로 유입되고, 상기 제3 연결유로(213)와 상기 제4 연결유로(214)를 통해 상기 제4 출구(118)로 배출된다. 상기 제4 출구(118)로 배출된 냉매는 상기 어큐뮬레이터(57)와 연결된 상기 바이패스 라인(64)을 따라 상기 어큐뮬레이터(57)를 통과한다.

그런 후, 냉매는 상기 어큐뮬레이터(57)로부터 상기 압축기(59)로 공급될 수 있다.

여기서, 상기 개폐도어(52c)는 상기 HVAC 모듈(52)로 유입되어 상기 증발기(58)를 통과한 외기가 상기 내부 컨덴서(52a)를 통과하도록 개방된다.

이에 따라, 외부로부터 유입된 외기는 냉매가 공급되지 않은 상기 증발기(58)를 통과 시, 냉각되지 않은 실온 상태로 유입된다. 유입된 외기는 상기 내부 컨덴서(52a)를 통과하면서 고온상태로 변환되어 차량 실내로 유입됨으로써, 차량 실내의 난방이 구현될 수 있다.

여기서, 상기 내부히터(52b)는 상기 내부 컨덴서(52a)를 통과한 외기의 온도에 따라 선택적으로 작동될 수 있다.

즉, 상기 내부히터(52b)는 상기 내부 컨덴서(52a)를 통과한 외기의 온도가 목표온도 보다 낮을 경우에 작동되어 차량의 실내로 유입되는 외기를 가열할 수 있다.

이러한 내부히터(52b)는 상기 내부 컨덴서(52a)를 통과하면서 고온의 냉매와 열교환이 완료된 외기의 온도가 설정온도, 또는 난방 목표온도 보다 낮을 경우에 작동된다.

상기 내부히터(52b)가 작동되면, 외기는 상기 내부히터(52b)를 통과하면서 가열되어 온도가 상승된 상태로 차량 실내로 유입될 수 있다.

본 실시예에 따른 히트펌프 시스템은 차량의 실내 난방이 요구될 경우, 상기 열교환기(54)에서 상기 전장품(15), 상기 모터(16), 및 상기 배터리 모듈(30)의 폐열을 이용하여 냉매의 온도를 상승시키는데 이용함으로써, 상기 압축기(59)의 동력 소모를 줄이고, 난방 효율을 향상시킬 수 있다.

즉, 상기 제3 모드에서는 전술한 바와 같은 작동을 반복 수행하면서 차량 실내를 난방할 수 있다.

그리고 상기 제4 모드에 대한 작동을 첨부한 도 13을 참조하여 설명한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템에서 제4 모드에 대한 작동을 설명하기 위한 도면이다.

상기 제4 모드는 차량의 난방모드에서 차량의 실내를 제습할 수 있다.

도 13을 참조하면, 상기 제4 모드에서 상기 다유로 냉매 밸브(1)는 상기 냉매 연결라인(66)을 폐쇄하고, 상기 바이패스 라인(64)과 상기 제습 라인(62)을 개방할 수 있다.

여기서, 상기 다유로 냉매 밸브(1)는 개방된 상기 제습 라인(62), 및 상기 제습 라인(62)과 연결된 상기 냉매라인(51)을 통해 팽창된 냉매가 상기 증발기(58)에 공급되도록 상기 제습 라인(62)으로 배출되는 냉매를 팽창시킬 수 있다.

즉, 상기 제4 모드에서 상기 내부 컨덴서(52a)를 통과한 냉매는 상기 냉매라인(51)을 따라 상기 다유로 냉매 밸브(1)의 제1 입구(102)로 유입된다(도 8 참조).

상기 제1 입구(102)로 유입된 냉매는 상기 제1 연결유로(211)를 통해 상기 제1 출구 챔버(144)로 배출되고, 상기 제2 연결유로(212)를 통해 상기 제2 출구 챔버(145)로 배출된다.

이 때, 상기 냉매는 상기 제1 및 제2 출구 챔버(144, 145)에 각각 형성된 상기 오리피스(152)를 지나면서 각각 팽창될 수 있다.

먼저, 상기 제2 출구 챔버(145)에서 팽창된 냉매는 상기 제2 출구(114)를 통해 배출되며, 상기 열교환기(54)와 연결된 상기 냉매라인(51)을 따라, 상기 열교환기(54)로 공급된다.

이러한 작동을 반복 수행하면서, 상기 히트펌프 시스템은 차량의 실내를 난방 할 수 있다.

한편, 상기 제1 출구 챔버(144)에서 팽창된 냉매는 상기 제1 출구(112)를 통해 배출되며, 상기 제습 라인(62)을 따라 상기 증발기(58)와 연결된 상기 냉매라인(51)을 통해 상기 증발기(58)에 공급될 수 있다.

상기 증발기(58)를 통과한 냉매는 상기 냉매라인(51)을 따라 상기 어큐뮬레이터(57)를 통과한 후, 상기 압축기(59)에 공급된다.

즉, 상기 증발기(58)에는 상기 제습 라인(62)을 통해 팽창된 냉매가 공급된다.

상기 HVAC 모듈(52)로 유입되는 외기는 상기 증발기(58)로 유입된 저온 상태의 냉매에 의해 상기 증발기(58)를 통과하면서 제습된다. 그런 후, 상기 내부 컨덴서(52a)를 통과하면서 고온상태로 변환되어 차량 실내로 유입됨으로써, 차량의 실내를 난방 및 제습 하게 된다.

즉, 상기 제4 모드에서는 전술한 바와 같은 작동을 반복 수행하면서 차량 실내를 난방 및 제습 할 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 다유로 냉매 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 냉매 유로를 형성함으로써, 히트펌프 시스템에 적용되는 냉매 밸브, 및 팽창밸브의 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 냉매 유로를 형성하기 때문에 냉매 밸브의 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 냉매 밸브
10, 20 : 제1, 및 제2 냉각장치
11, 21 : 제1, 및 제2 냉각수 라인
12, 22 : 제1, 및 제2 라디에이터
13 : 쿨링팬
14, 26 : 제1, 및 제2 워터펌프
15 : 전장품
16 : 모터
18 : 제1 분기라인
19 : 리저버 탱크
30 : 배터리 모듈
31 : 배터리 냉각수 라인
33 : 제3 워터펌프
35 : 냉각수 가열기
50 : 에어컨 장치
51 : 냉매라인
52 : HVAC 모듈
54 : 열교환기
55 : 리시버 드라이어
56 : 서브 컨덴서
57 : 어큐뮬레이터
58 : 증발기
59 : 압축기
62 : 제습 라인
64 : 바이패스 라인
66 : 냉매 연결라인
70 : 칠러
80 : 제2 분기라인
90 : 제3 분기라인
V1, V2 : 제1, 및 제2 밸브
100 : 외측 하우징
102, 104, 106 : 제1, 제2, 및 제3 입구
112, 114, 116, 118, 122, 124 : 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 및 제6 출구
130 : 격벽
140 : 챔버
150 : 연결홀
152 : 오리피스
200: 내측 하우징
210 : 연결 유로
211, 212, 213, 214, 215, 216 : 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 및 제6 연결유로
300 : 시일부재
400 : 커버부재
500 : 구동부
600 : 유량 제어장치
610 : 조절부재
620 : 엑츄에이터

Claims

일면이 개구되며, 제1 입구, 제2 입구, 및 제3 입구와, 제1 출구, 제2 출구, 제3 출구, 제4 출구, 제5 출구, 및 제6 출구가 형성되는 외측 하우징;
상기 제1, 제2, 및 제3 입구와 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 출구를 선택적으로 연결하도록 상기 외측 하우징의 내부에서 회전 가능하게 구비되며, 내부에 적어도 하나의 연결유로가 형성되는 내측 하우징; 및
상기 외측 하우징의 개구된 일면에 장착되는 커버부재; 를 포함하되,
선택된 적어도 하나의 모드로 작동하는 상기 구동부에 의해 상기 내측 하우징이 설정된 간격으로 회전함에 따라, 상기 제1 입구가 상기 제1 출구, 또는 상기 제2 출구 중, 어느 하나, 또는 모두에 선택적으로 연결되고,
상기 제2 입구가 상기 제3 출구, 또는 상기 제4 출구 중, 어느 하나에 선택적으로 연결되며,
상기 제3 입구가 상기 제5 출구, 또는 상기 제6 출구 중, 어느 하나, 또는 모두에 선택적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉매 밸브.
제1항에 있어서,
상기 외측 하우징은
원주방향을 따라 상기 제1 내지 제3 입구들, 및 상기 제1 내지 제6 출구들과 각각 연통되고, 격벽을 통해 각각 구획된 복수개의 챔버들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다유로 냉매 밸브.
제2항에 있어서,
복수개의 상기 챔버들은
상기 제1 내지 제3 입구들에 대응하여 상기 외측 하우징에 각각 형성되는 제1 내지 제3 입구 챔버; 및
상기 제1 내지 제6 출구들에 대응하여 상기 외측 하우징에 각각 형성되는 제1 내지 제6 출구 챔버;를 포함하고,
상기 제1 내지 제3 입구 챔버들과 상기 제1 내지 제6 출구 챔버들은 복수개의 상기 연결유로들에 대응하여 상기 외측 하우징의 내주면을 따라 형성되는 복수개의 연결홀들과 연통되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉매 밸브.
제3항에 있어서,
상기 제1 내지 제6 출구 챔버들 중, 적어도 하나의 출구 챔버에는 상기 연결유로들로부터 선택적으로 유동되는 냉매를 팽창시키기 위한 오리피스가 형성되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉매 밸브.
제2항에 있어서,
상기 제1 입구를 기준으로, 상기 외측 하우징의 원주방향 양측에는 상기 제1 출구와 제2 출구가 각각 배치되고,
상기 제2 입구를 기준으로, 상기 외측 하우징의 원주방향 양측에는 상기 제2 출구와 상기 제3 출구가 각각 배치되며,
상기 제3 입구를 기준으로, 상기 외측 하우징의 원주방향 양측에는 상기 제4 출구와 상기 제5 출구가 각각 배치되고,
상기 제3 출구와 상기 제4 출구는 상기 외측 하우징의 원주방향을 따라 이웃하여 배치되며,
상기 제5 출구, 상기 제6 출구, 및 상기 제2 출구는 상기 외측 하우징의 원주방향을 따라 순차적으로 이웃하여 배치되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉매 밸브.
제3항에 있어서,
복수개의 상기 연결유로들은
상기 제1 입구 챔버와 상기 제1 출구 챔버를 선택적으로 연결하는 제1 연결유로;
상기 제1 입구 챔버와 상기 제2 출구 챔버를 선택적으로 연결하는 제2 연결유로;
상기 제2 입구 챔버와 상기 제3 출구 챔버를 선택적으로 연결하는 제3 연결유로;
일단이 상기 제3 연결유로와 연결되고, 타단은 상기 제4 출구 챔버에 선택적으로 연결되는 제4 연결유로;
상기 제3 입구 챔버와 상기 제5 출구 챔버를 선택적으로 연결하는 제5 연결유로; 및
일단이 상기 제5 연결유로에 연결되고, 타단은 상기 제6 출구 챔버에 선택적으로 연결되는 제6 연결유로;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다유로 냉매 밸브.
제6항에 있어서,
상기 모드는
상기 외측 하우징의 내부에서 상기 내측 하우징이 설정된 각도로 회전하는 제1 모드 내지 제4 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 다유로 냉매 밸브.
제7항에 있어서,
상기 제1 모드에서는
상기 제1 입구가 상기 제2 연결유로를 통해 상기 제2 출구와 연결되고,
상기 제2 입구가 상기 제3 연결유로를 통해 상기 제3 출구와 연결되며,
상기 제3 입구가 상기 제5 연결유로와 상기 제6 연결유로를 통해 제6 출구와 연결되고,
상기 제1 출구, 상기 제4 출구, 및 상기 제5 출구는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 다유로 냉매 밸브.
제7항에 있어서,
상기 제2 모드에서는
상기 제1 입구가 상기 제2 연결유로를 통해 상기 제2 출구와 연결되고,
상기 제2 입구가 상기 제3 연결유로를 통해 상기 제3 출구와 연결되며,
상기 제3 입구가 상기 제5 연결유로와 상기 제6 연결유로를 통해 상기 제5 출구와 상기 제6 출구에 각각 연결되고,
상기 제1 출구와 상기 제4 출구는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 다유로 냉매 밸브.
제7항에 있어서,
상기 제3 모드에서는
상기 제1 입구가 상기 제2 연결유로를 통해 상기 제2 출구와 연결되고,
상기 제2 입구가 상기 제3 연결유로와 상기 제4 연결유로를 통해 상기 제4 출구와 연결되고,
상기 제1 출구, 상기 제3 출구, 상기 제5 출구, 및 상기 제6 출구는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉매 밸브.
제7항에 있어서,
상기 제4 모드에서는
상기 제1 입구가 상기 제1 연결유로와 상기 제2 연결유로를 상기 제1 출구와 상기 제2 출구에 각각 연결되고,
상기 제2 입구가 상기 제3 연결유로와 상기 제4 연결유로를 통해 상기 제4 출구와 연결되고,
상기 제3 출구, 상기 제5 출구, 및 상기 제6 출구는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉매 밸브.
제1항에 있어서,
상기 외측 하우징과 상기 내측 하우징의 사이에는
상기 외측 하우징과 상기 내측 하우징 사이로 냉매가 누출되는 것을 방지하기 위한 시일부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉매 밸브.
제1항에 있어서,
상기 외측 하우징에는
상기 제1 내지 제6 출구 중, 적어도 어느 하나의 출구로부터 외부로 배출되는 냉매의 유량을 제어하기 위한 적어도 하나의 유량 제어장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉매 밸브.
제13항에 있어서,
상기 적어도 하나의 유량 제어장치는
상기 제1 출구, 상기 제2 출구, 상기 제5 출구, 및 상기 제6 출구에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 다유로 냉매 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 냉매 밸브.
제1 냉각수 라인으로 연결되는 제1 라디에이터와 제1 워터펌프를 포함하며, 적어도 하나의 전장품과 적어도 하나의 모터를 냉각하도록 상기 제1 냉각수 라인에 냉각수를 순환시키는 제1 냉각장치;
제2 냉각수 라인으로 연결되는 제2 워터펌프를 포함하고, 상기 제2 냉각수 라인에 냉각수를 순환시키는 제2 냉각장치;
상기 제2 냉각수 라인과 제1 밸브를 통해 선택적으로 연결되는 배터리 냉각수 라인에 구비되는 배터리 모듈;
냉매라인에 냉매를 순환시키며, 상기 청구항 1에 따른 다유로 냉매 밸브를 포함하는 에어컨 장치; 및
상기 배터리 냉각수 라인에 구비되어 냉각수가 통과되고, 상기 다유로 냉매 밸브와 냉매 연결라인을 통해 연결되며, 선택적으로 유입되는 냉각수를 상기 다유로 냉매 밸브로부터 공급된 냉매와 열교환시켜 냉각수의 온도를 조절하는 칠러; 를 더 포함하고,
상기 에어컨 장치에 구비된 열교환기는 상기 제1, 및 제2 냉각장치를 순환하는 냉각수가 각각 통과되도록 상기 제1, 및 제2 냉각수 라인과 각각 연결되며,
상기 다유로 냉매 밸브에 구비된 내측 하우징은 상기 외측 하우징의 내부에서 설정된 각도로 회전하는 제1 모드 내지 제4 모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
제16항에 있어서,
상기 에어컨 장치는
상기 다유로 냉매 밸브로부터 상기 냉매라인을 통해 연결되며, 차량의 냉방, 난방, 및 제습 모드에 따라, 증발기를 통과한 외기가 내부 컨덴서에 선택적으로 유입되도록 조절하는 개폐도어가 내부에 구비된 HVAC모듈;
상기 다유로 냉매 밸브와 상기 냉매라인을 통해 연결된 서브 컨덴서;
상기 증발기와 상기 내부 컨덴서 사이에서 상기 냉매라인을 통해 연결되는 압축기;
상기 다유로 냉매 밸브와 상기 압축기를 선택적으로 연결하는 바이패스 라인; 및
상기 내부 컨덴서를 통과한 냉매가 상기 다유로 냉매 밸브로부터 상기 증발기에 선택적으로 유입되도록 상기 다유로 냉매 밸브와 상기 증발기를 연결하는 상기 냉매라인과 상기 다유로 냉매 밸브를 연결하는 제습 라인; 을 포함하고,
상기 서브 컨덴서는 상기 열교환기가 냉매를 응축할 경우, 상기 열교환기에서 응축된 냉매를 상기 다유로 냉매 밸브로부터 공급받고, 외기와 열교환을 통해 추가로 응축시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제17항에 있어서,
상기 제1 모드에서 상기 다유로 냉매 밸브는
상기 냉매 연결라인, 상기 바이패스 라인, 및 상기 제습 라인을 폐쇄하고,
상기 압축기로부터 상기 내부 컨덴서에 공급된 냉매가 상기 열교환기, 상기 서브 컨덴서, 상기 증발기를 통과하여 다시 상기 압축기로 유입되도록 상기 냉매라인을 개방하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제17항에 있어서,
상기 제2 모드에서 상기 다유로 냉매 밸브는
상기 냉매 연결라인을 개방하고,
상기 바이패스 라인과 상기 제습 라인을 폐쇄하며,
상기 압축기로부터 상기 내부 컨덴서에 공급된 냉매가 상기 열교환기, 상기 서브 컨덴서, 상기 증발기를 통과하여 다시 상기 압축기로 유입되도록 상기 냉매라인을 개방하고,
상기 냉매 연결라인으로 배출되는 냉매를 팽창시켜 상기 칠러로 유입시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제17항에 있어서,
상기 제3 모드에서 상기 다유로 냉매 밸브는
상기 냉매 연결라인과 상기 제습 라인을 폐쇄하고,
상기 바이패스 라인을 개방하며,
상기 압축기로부터 상기 내부 컨덴서에 공급된 냉매가 상기 열교환기를 통과하여 다시 상기 압축기로 유입되도록 상기 증발기, 및 상기 서브 컨덴서와 각각 연결된 상기 냉매라인을 제외한 나머지 상기 냉매라인을 개방하고,
상기 열교환기와 연결된 상기 냉매라인으로 배출되는 냉매를 팽창시켜 상기 열교환기로 유입시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제17항에 있어서,
상기 제4 모드에서 상기 다유로 냉매 밸브는
상기 냉매 연결라인을 폐쇄하고,
상기 바이패스 라인과 상기 제습 라인을 개방하며,
상기 압축기로부터 상기 내부 컨덴서에 공급된 냉매가 상기 열교환기를 통과하여 다시 상기 압축기로 유입되도록 상기 증발기와 상기 서브 컨덴서와 연결된 상기 냉매라인을 제외한 나머지 상기 냉매라인을 개방하고,
상기 열교환기와 연결된 상기 냉매라인으로 배출되는 냉매를 팽창시켜 상기 열교환기로 유입시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제21항에 있어서,
상기 제습 라인으로 공급된 냉매는
상기 증발기와 연결된 상기 냉매라인을 따라 상기 증발기를 통과한 후, 상기 압축기로 공급되고,
상기 다유로 냉매 밸브는 개방된 상기 제습 라인, 및 상기 제습 라인과 연결된 상기 냉매라인을 통해 팽창된 냉매가 상기 증발기에 공급되도록 상기 제습 라인으로 배출되는 냉매를 팽창시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.