KR101040520B1 - 서모스탯밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부품수를 줄이고 구성을 단순화하여 제조 및 조립이 용이하고 제조비용을 줄일 수 있으면서도 원활한 유로전환 동작을 구현할 수 있도록 한 서모스탯밸브에 관한 것이다. 이 서모스탯밸브는 한쪽 단부가 폐쇄되고 그 반대편 단부에 개방된 유입구가 형성되며 둘레에 길이방향으로 상호 이격되도록 제1출구와 제2출구가 각각 형성된 원통형의 밸브하우징; 제1출구와 제2출구의 선택적인 개폐를 위해 밸브하우징 내에 진퇴 가능하게 설치된 원통형 개폐부재; 온도에 따라 부피가 변하는 팽창제를 내장하며 외면이 개폐부재의 중심부에 결합된 몸체부, 이 몸체부에 설치되며 몸체부의 외측으로 돌출하는 단부가 밸브하우징의 폐쇄된 단부에 지지된 피스톤샤프트를 갖춘 온도감지가동부; 개폐부재를 가압하도록 일단이 개폐부재에 지지되고 타단이 밸브하우징의 유입구 쪽에 설치된 스프링지지부재에 지지된 스프링을 포함한다.

Description

서모스탯밸브{Thermostat Valve}

본 발명은 냉각액의 온도변화에 따라 냉각액의 순환경로를 자동으로 변경하도록 유로를 선택적으로 개폐하는 서모스탯밸브에 관한 것이다.

엔진의 냉각시스템에 채용되는 서모스탯밸브는 순환하는 냉각액의 온도에 따라 냉각액의 순환경로를 자동으로 변경하여 엔진의 온도가 적정하게 유지될 수 있도록 한다. 엔진의 동작초기에 순환하는 냉각액 온도가 낮을 경우에는 냉각액이 워터펌프로 공급되도록 유로를 변경하여 라디에이터를 거치지 않고 엔진으로 재순환하도록 함으로써 엔진의 온도가 빠르게 상승하도록 한다. 그리고 엔진의 동작에 의해 냉각액의 온도가 일정온도 이상으로 상승한 경우에는 냉각액이 라디에이터 쪽으로 공급되어 라디에이터에 의해 냉각된 후 엔진 쪽으로 공급되도록 유로를 변경함으로써 엔진의 냉각이 이루어지도록 한다.

도 1과 도 2는 종래 서모스탯밸브를 나타낸 단면도이다. 도시한 바와 같이, 종래 서모스탯밸브(1)는 엔진으로부터 냉각액이 유입되는 유입구(2a), 워터펌프와 연결되는 제1출구(2b), 라디에이터와 연결되는 제2출구(2c)를 갖춘 밸브하우징(2)과, 냉각액의 온도에 따라 냉각액 유로를 선택적으로 변경하기 위해 밸브하우징(2) 내에 설치된 서모스탯장치(10)를 구비한다.

서모스탯장치(10)는 그 내부에 수용된 팽창제의 수축과 팽창에 의해 진퇴하는 피스톤샤프트(11a)를 갖춘 온도감지가동부(11), 피스톤샤프트(11a)에 결합되어 피스톤샤프트(11a)의 동작에 의해 진퇴하는 원통형 개폐부재(12), 온도감지가동부(11)의 장착을 위해 밸브하우징(2) 내에 설치되며 고정소켓(3)에 의해 고정되는 베이스부재(13)를 구비한다.

또 서모스탯장치(10)는 온도감지가동부(11)의 외측에 설치된 제1스프링(14), 제1스프링(14)을 지지하도록 온도감지가동부(11) 외면에 진퇴 가능하게 설치된 제1스프링지지부재(15), 피스톤샤프트(11a)의 외측에 설치된 제2스프링(16), 제2스프링(16)을 지지하도록 피스톤샤프트(11a)에 설치된 제2스프링지지부재(17), 제1스프링지지부재(15)와 제2스프링지지부재(17)를 연결하는 연결부재(18)를 포함한다. 피스톤샤프트(11a)가 신장할 때 개폐부재(12)의 선단이 접하여 제1출구(2b) 쪽 유로를 폐쇄할 수 있도록 밸브하우징(2) 내에 설치된 밸브시트(19)도 구비한다.

개폐부재(12)는 제2스프링(16)에 지지된 상태로 피스톤샤프트(11a)의 외면에 슬라이딩 가능하게 결합되며, 피스톤샤프트(11a)의 단부 쪽에 체결된 지지링(11b)에 의해 지지됨으로써 이탈이 방지된다.

이러한 서모스탯밸브(1)는 유입구(2a)로 유입되는 냉각액의 온도가 낮을 경우 온도감지가동부(11) 내의 팽창제가 수축한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이때는 피스톤샤프트(11a) 길이가 상대적으로 짧아지고 제1스프링(14)이 신장하며, 개폐부재(12)가 제2출구(2c) 쪽으로 이동하여 라디에이터와 연계된 제2출구(2c)를 폐쇄하고 워터펌프와 연계된 제1출구(2b, 바이패스 유로) 쪽을 개방한다. 따라서 유입구(2a)로 유입된 냉각액은 제1출구(2b)를 통해 워터펌프 쪽으로 흐른다.

엔진의 가동으로 냉각액의 온도가 설정온도 이상으로 상승할 경우에는 온도감지가동부(11) 내의 팽창제가 팽창한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 이때는 피스톤샤프트(11a)가 길게 돌출하고 제1스프링(14)은 압축되며, 개폐부재(12)는 피스톤샤프트(11a)와 함께 제1출구(2b) 쪽으로 이동하여 밸브시트(19)와 접한다. 따라서 워터펌프와 연계된 제1출구(2b)가 폐쇄되고 라디에이터와 연계된 제2출구(2c)가 개방되므로 유입구(2a)로 유입된 냉각액이 제2출구(2c)를 통해 라디에이터로 흐른다.

도 2의 상태에서 엔진의 과부하운전으로 인해 냉각액 온도가 더 상승할 때는 온도감지가동부(11)의 팽창제가 더 팽창하여 피스톤샤프트(11a)가 더 신장한다. 이때는 제2스프링(16)의 압축이 생기면서 개폐부재(12)의 움직임 없이도 피스톤샤프트(11a)가 밸브시트(19) 쪽으로 더 신장할 수 있다. 따라서 이러한 동작을 허용할 수 있다. 이러한 경우 피스톤샤프트(11a)는 제1스프링(14)의 탄성과 제2스프링(16)의 탄성을 모두 이기고 돌출한다.

그러나 이러한 종래 서모스탯밸브(1)는 제1스프링(14)과 제2스프링(16), 제1 및 제2스프링지지부재(15,17), 연결부재(18), 밸브시트(19), 베이스부재(13), 고정소켓(3) 등 다수의 부품을 포함하기 때문에 부품수가 많아 제조가 어렵고 조립공정이 복잡할 뿐 아니라 제조비용이 과다하게 소요되는 문제가 있었다. 또 많은 부품들을 서로 다른 공정에서 제조하거나 조립해야 하기 때문에 품질을 균일화하기도 어려웠다.

또 이러한 서모스탯밸브(1)는 내부를 흐르는 냉각액의 심한 난류유동으로 인해 개폐부재(12)의 회전이 생기게 되는데, 이러한 회전은 피스톤샤프트(11a)나 지지링(11b)의 파손을 유발하여 고장의 원인이 될 수 있었다.

또 이러한 서모스탯밸브(1)는 그 내부의 유로에 위치하는 다수의 부품들로 인해 냉각액의 유동저항이 큰 문제도 있었다. 또 엔진의 과부하운전 시 피스톤샤프트(11a)가 제1스프링(14)과 제2스프링(16)의 탄성의 모두 이기고 신장해야 하는 관계로 온도감지가동부(11)의 강성도 그 만큼 커야 하기 때문에 온도감지가동부(11) 및 그 주위의 부품을 소형화하기 어려운 결점도 있었다.

본 발명은 부품수를 줄이고 구성을 단순화하면서도 원활한 유로전환 동작을 구현할 수 있도록 하고, 제조 및 조립이 용이하고 제조비용을 줄일 수 있도록 하는 서모스탯밸브를 제공하는 것이다.

또 본 발명은 개폐부재의 회전을 제한하여 밸브의 내구성을 높일 수 있도록 하는 서모스탯밸브를 제공하는 것이다.

또 본 발명은 밸브의 유로에 부품배치를 최소화하여 유동저항을 줄임으로써 냉각액의 원활한 흐름을 구현할 수 있도록 하는 서모스탯밸브를 제공하는 것이다.

또 본 발명은 스프링하중을 줄임으로써 원활한 동작 및 내장부품의 소형화가 가능하도록 하는 서모스탯밸브를 제공하는 것이다.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 서모스탯밸브는 한쪽 단부가 폐쇄되고 그 반대편 단부에 개방된 유입구가 형성되며, 그 둘레에 길이방향으로 상호 이격되도록 제1출구와 제2출구가 각각 형성된 원통형의 밸브하우징; 상기 제1출구와 제2출구의 선택적인 개폐를 위해 상기 밸브하우징 내에 진퇴 가능하게 설치된 원통형 개폐부재; 온도에 따라 부피가 변하는 팽창제를 내장하며 외면이 상기 개폐부재의 중심부에 결합된 몸체부, 이 몸체부에 설치되며 몸체부의 외측으로 돌출하는 단부가 상기 밸브하우징의 폐쇄된 단부에 지지된 피스톤샤프트를 갖춘 온도감지가동부; 상기 개폐부재를 가압하도록 일단이 상기 개폐부재에 지지되고 타단이 상기 밸브하우징의 유입구 쪽에 설치된 스프링지지부재에 지지된 스프링을 포함한다.

상기 밸브하우징은 상기 개폐부재와 접하도록 폐쇄된 단부 내면에 마련된 밸브시트부를 포함할 수 있다.

상기 밸브하우징은 상기 제1출구가 밸브하우징 길이방향의 중간부분에 형성되고, 상기 제2출구가 상기 밸브시트부에 인접하여 형성될 수 있다.

상기 개폐부재는 외면이 상기 밸브하우징 내면에 접하는 원통부와, 상기 온도감지가동부에 결합되는 중심결합부와, 상기 중심결합부와 상기 원통부를 연결하는 복수의 연결리브를 포함할 수 있다.

상기 서모스탯밸브는 상기 개폐부재의 회전제한을 위해 상기 밸브하우징의 폐쇄된 단부에 고정된 상태에서 상기 개폐부재의 연결리브 사이로 진입하도록 연장된 회전제한부재를 더 포함할 수 있다.

상기 스프링지지부재는 유체의 유동저항 저감을 위해 상기 유입구와 이격된 위치에 배치되고, 상기 밸브하우징은 상기 유입구 쪽 단부로부터 길이방향으로 연장되어 상기 스프링지지부재를 지지하는 복수의 연장부를 포함하는 형태일 수 있다.

상기 밸브하우징은 상기 서모스탯밸브의 장착을 위해 외면에 플랜지형태로 마련된 복수의 나사결합부를 구비할 수 있다.

상기 밸브하우징은 상기 제1출구가 형성된 부분과 상기 제2출구가 형성된 부분 사이의 외면에 계단형 단차부가 형성되도록 상기 제1출구 쪽의 외경과 상기 제2출구 쪽의 외경이 다르게 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 서모스탯밸브는 부품수가 적고 조립공정이 단순하기 때문에 종래보다 제작 및 조립이 용이하고, 균일한 품질을 유지할 수 있고, 제조비용을 줄일 수 있을 뿐 아니라 제품의 소형화가 가능한 이점이 있다.

또 본 발명에 따른 서모스탯밸브는 하나의 스프링이 채용되어 온도감지가동부의 구동부하를 줄일 수 있기 때문에 온도감지가동부 등의 내장부품을 소형화하면서도 밸브의 원활한 개폐동작을 구현할 수 있다.

또 본 발명에 따른 서모스탯밸브는 내부의 유로에 배치되는 부품수 및 부품의 부피를 종래보다 줄일 수 있기 때문에 내부유로를 넓게 확보할 수 있고, 스프링지지부재를 밸브하우징 유입구로부터 이격시키기 때문에 유입구의 면적을 넓게 확보할 수 있다. 따라서 냉각액의 유동저항을 줄여 원활한 흐름을 구현할 수 있다.

또 본 발명의 서모스탯밸브는 회전제한부재가 개폐부재의 회전을 방지할 수 있고, 개폐부재의 외면이 실질적으로 대등한 경도를 가진 밸브하우징의 내면과 접하여 슬라이딩하기 때문에 마모와 파손을 최소화할 수 있어 내구성을 높일 수 있다. 또 엔진 등에 장착한 후에도 균일한 품질을 유지할 수 있다.

도 1과 도 2는 종래 서모스탯밸브의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 서모스탯밸브의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 서모스탯밸브의 단면도로, 제1출구가 개방된 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 서모스탯밸브의 단면도로, 제2출구가 개방된 상태를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 서모스탯밸브의 단면도로, 엔진 과부하운전 시 밸브의 동작 전-후상태를 나타내기 위해 양측을 비대칭으로 도시한 것이다.
도 7은 도 4의 Ⅶ-Ⅶ‘선에 따른 단면도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 서모스탯밸브(100)는 선박이나 대형 산업용 엔진의 냉각액 유로에 설치된다. 서모스탯밸브(100)는 엔진을 거친 냉각액의 온도에 따라 냉각액을 워터펌프와 연계된 유로(31)로 보내거나 라디에이터와 연계된 유로(32)로 보내도록 유로를 변경하는 기능을 한다. 여기서는 바람직한 예로서 서모스탯밸브(100)가 엔진의 냉각액 유로에 채용된 경우를 설명하지만, 본 발명에 따른 서모스탯밸브(100)의 적용이 이에 한정되는 것은 아니다. 유체의 온도변화에 따라 유로의 변경이 필요한 각종 산업설비나 장치에도 적용될 수 있다.

서모스탯밸브(100)는 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 원통형의 밸브하우징(110), 밸브하우징(100) 내부에 설치된 원통형 개폐부재(120), 개폐부재(120)의 동작을 위해 밸브하우징(110) 내에 설치된 온도감지가동부(130) 및 스프링(140)을 포함한다.

밸브하우징(110)은 한쪽 단부(도 4에서 상단부)가 폐쇄되고, 그 반대편 단부에 냉각액이 유입될 수 있도록 개방된 유입구(111)가 형성된다. 폐쇄된 단부 내면에는 유로의 개폐를 위해 개폐부재(120)의 단부와 접하는 밸브시트부(112)가 마련된다. 밸브하우징(110) 둘레에는 길이방향으로 상호 이격된 위치에 제1출구(113)와 제2출구(114)가 각각 형성된다. 제1출구(113)는 도 3에 도시한 바와 같이, 대략 밸브하우징(110) 길이방향 중간부분에 둘레를 따라 복수개가 형성된다. 제2출구(114)는 밸브시트부(112)와 인접하도록 폐쇄된 단부 쪽에 둘레를 따라 복수개가 형성된다.

밸브하우징(110)의 외면은 제1출구(113)가 형성된 부분과 제2출구(114)가 형성된 부분 사이에 계단형 단차부(115)가 형성되도록 제1출구(113) 쪽의 외경과 제2출구(114) 쪽의 외경이 다르게 형성된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 제1출구(113) 쪽의 외경이 더 크게 형성된다. 이는 밸브하우징(110)의 외면 단차부(115)에 실링부재(151)를 끼운 상태에서 밸브하우징(110)을 역시 대응하는 단차가 형성된 냉각액 유로 내면에 장착함으로써 제1출구(113)와 연계된 워터펌프 쪽 유로(31)와 제2출구(114)와 연계된 라디에이터 쪽 유로(32)가 확실히 구획되도록 하기 위함이다.

밸브하우징(110)의 유입구(111) 쪽 외면에는 플랜지형태로 된 복수의 나사결합부(116)가 마련된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 밸브하우징(110)을 냉각액 유로 내에 결합한 상태에서 나사결합부(116)에 고정나사(152)를 체결함으로써 서모스탯밸브(100)를 손쉽게 장착할 수 있도록 한 것이다.

개폐부재(120)는 제1출구(113)와 제2출구(114)를 선택적으로 개폐할 수 있도록 밸브하우징(110) 내에 진퇴 가능하게 설치된다. 도 4와 도 7에 도시한 바와 같이, 개폐부재(120)는 밸브하우징(110)의 내경과 대응하는 외경을 구비하고 제1출구(113) 또는 제2출구(114)의 폭보다 큰 길이를 가진 원통부(121), 온도감지가동부(130)의 몸체부(131) 외면에 결합되는 중심결합부(122), 중심결합부(122)와 원통부(121)를 연결하도록 중심결합부(122)로부터 방사형으로 연장된 복수의 연결리브(123)를 구비한다.

온도감지가동부(130)는 도 4에 도시한 바와 같이, 온도변화에 따라 부피가 변하는 팽창제(왁스 등)가 그 내부에 채워진 몸체부(131)와, 일부가 몸체부(131)의 내부로 진입하고 다른 일부가 몸체부(131)의 외측으로 돌출하도록 몸체부(131)에 진퇴 가능하게 설치된 피스톤샤프트(132)를 구비한다. 온도감지가동부(130)는 냉각액의 온도가 상승하여 내부의 팽창액이 팽창하면 피스톤샤프트(132)가 몸체부(131) 외측으로 돌출하고, 냉각액의 온도가 하강하여 내부의 팽창액이 수축하면 피스톤샤프트(132)가 몸체부(131) 내부로 진입하도록 동작한다. 즉 냉각액의 온도변화에 대응하여 외측으로 노출되는 피스톤샤프트(132)의 길이가 변한다.

온도감지가동부(130)는 피스톤샤프트(132)가 밸브시트부(112)를 향하도록 밸브하우징(110)의 내측 중심부에 설치된다. 또 피스톤샤프트(132) 쪽 몸체부(131) 외면은 개폐부재(120)의 중심결합부(122)에 고정되고, 피스톤샤프트(132)의 단부가 밸브시트부(112)의 중심에 지지된다. 이는 냉각액의 온도변화에 따라 피스톤샤프트(132)가 신축할 때 몸체부(131)가 이동하여 개폐부재(120)를 진퇴시킴으로써 제1출구(113)와 제2출구(114)의 선택적인 개폐를 구현할 수 있도록 한 것이다.

스프링(140)은 온도감지가동부(130)의 몸체부(131) 외면에 끼워지는 압축코일스프링으로 이루어진다. 또 개폐부재(120)를 밸브시트부(112) 쪽으로 가압할 수 있도록 일단이 개폐부재(120)의 중심결합부(122)에 지지되고 타단이 밸브하우징(110)의 유입구(111) 쪽에 설치된 스프링지지부재(160)에 지지된다.

스프링지지부재(160)는 도 3에 도시한 바와 같이, 온도감지가동부(130) 몸체부(131)의 진퇴를 안내할 수 있도록 중심부에 온도감지가동부(130)의 몸체부(131)가 관통하는 관통공(161)을 구비한다. 또 스프링지지부재(160)는 밸브하우징(110)의 유입구(111)와 소정간격 이격되며 그 양단이 밸브하우징(110)의 유입구(111) 쪽 단부로부터 밸브하우징(110)의 길이방향으로 연장된 복수의 연장부(117)에 고정된다. 스프링지지부재(160)는 연장부(117)의 단부에 마련된 걸림부(117a)에 그 양단이 걸리도록 하는 방식으로 설치한다. 걸림부(117a)는 도 4에 도시한 바와 같이, 연장부(117)의 단부에 돌기나 홈 형태로 마련될 수 있다.

스프링지지부재(160)를 밸브하우징(110)의 유입구(111)로부터 이격된 위치에 설치하는 것은 스프링지지부재(160)의 설치에도 불구하고 유입구(111) 쪽의 유로를 넓게 확보하여 유입구(111)로 유입되는 유체의 유동저항을 최소화하기 위함이다.

밸브시트부(112)가 마련된 밸브하우징(110)의 폐쇄된 단부에는 개폐부재(120)의 회전제한을 위한 회전제한부재(170)가 설치된다. 회전제한부재(170)는 도 4와 도 7에 도시한 바와 같이, 한쪽 단부가 밸브하우징(110)의 폐쇄된 단부에 고정된 상태에서 개폐부재(120)의 연결리브(123) 사이의 공간으로 진입하도록 밸브하우징(110)의 내측으로 길게 연장된다. 이는 냉각액의 유동과정에서 밸브하우징(110) 내에 심한 난류가 발생하더라도 개폐부재(120)의 연결리브(123)가 회전제한부재(170)에 걸려 개폐부재(120)의 회전이 제한되도록 함으로써 밸브의 파손이나 마모를 줄일 수 있도록 한 것이다.

개폐부재(120)의 외면과 접하는 밸브하우징(110)의 내면에는 개폐부재(120)와의 틈으로 액체가 누설되는 것을 방지하기 위해 링 형태의 실링부재(154)가 설치된다. 실링부재(154)는 밸브하우징(110) 내면에 형성되는 홈에 수용된다.

다음은 이러한 서모스탯밸브(100)의 조립 및 장착방법에 대하여 설명한다.

조립할 때는 먼저 온도감지가동부(130)의 몸체부(131) 외면에 스프링지지부재(160), 스프링(140), 개폐부재(120)를 순차적으로 끼우고, 몸체부(131) 외면에 지지링(133)을 체결하여 개폐부재(120)가 몸체부(131)로부터 이탈하지 않도록 한다. 몸체부(131)는 그 외면의 걸림부(131a) 외경이 스프링지지부재(160)의 관통공(161)보다 크기 때문에 스프링지지부재(160)의 이탈이 방지된다. 또 그 반대편은 개폐부재(120)가 지지링(133)에 의해 걸린 상태를 유지하므로 조립 후 스프링(140)의 신장력에도 불구하고 개폐부재(120)가 몸체부(131)로부터 이탈하지 않는다.

이렇게 부품들을 1차 조립한 후에는 밸브하우징(110)의 내면에 실링부재(154)를 설치한 후 개폐부재(120)와 온도감지가동부(130) 등의 조립체를 밸브하우징(110) 내부로 진입시킨 후 연장부(117)의 걸림부(117a)에 스프링지지부재(160)의 양단을 걸어서 고정함으로써 조립을 완료한다.

이상의 설명처럼 서모스탯밸브(100)는 부품수가 적고 조립공정이 단순하기 때문에 종래보다 제작 및 조립이 용이하고, 균일한 품질을 유지할 수 있으며 제조비용도 줄일 수 있다. 또 부품수가 작고 구성이 단순하기 때문에 제품의 소형화가 가능하다.

조립된 서모스탯밸브(100)를 장착할 때는 도 4에 도시한 바와 같이, 밸브를 냉각액 유로의 장착위치로 진입시킨 후 나사결합부(116)에 고정나사(152)를 체결하여 장착을 완료할 수 있다. 고정소켓을 이용하던 종래의 고정구조에 비하여 단순하고 장착도 용이하다.

다음은 이러한 서모스탯밸브(100)를 엔진 냉각액 유로에 장착한 상태에서의 동작을 설명한다.

엔진 동작 초기에는 서모스탯밸브(100)의 유입구(111)로 유입되는 냉각액의 온도가 낮다. 따라서 도 4에 도시한 바와 같이, 온도감지가동부(130) 내의 팽창제가 수축하여 피스톤샤프트(132)의 길이가 짧아지고 스프링(140)이 개폐부재(120)를 밸브시트부(112) 쪽으로 가압하므로 개폐부재(120) 단부가 밸브시트부(112)와 접한다. 이때는 개폐부재(120)가 라디에이터와 연계된 제2출구(114)를 폐쇄하고 워터펌프와 연계된 제1출구(113)를 개방하므로 냉각액은 제1출구(113)를 통해 워터펌프로 흐른다. 즉 엔진동작 초기에는 냉각액이 라디에이터를 거치지 않고 워터펌프를 거쳐 다시 엔진으로 공급되는 순환을 하므로 엔진의 온도가 빠르게 상승한다.

엔진의 가동으로 냉각액이 설정온도 이상으로 상승하면, 온도감지가동부(130) 내의 팽창제가 팽창하므로 도 5에 도시한 바와 같이, 피스톤샤프트(132)가 길게 돌출한다. 피스톤샤프트(132)가 길게 돌출하면 그 반작용으로 몸체부(131) 및 이에 결합된 개폐부재(120)가 스프링(140)의 탄성을 이기고 유입구(111) 쪽으로 이동한다. 따라서 개폐부재(120)가 라디에이터와 연계된 제2출구(114)를 개방하고 워터펌프와 연계된 제1출구(113)를 폐쇄하므로 냉각액은 제2출구(114)를 통하여 라디에이터 쪽으로 흐른다. 즉 엔진이 가열된 상태에서는 냉각액이 라디에이터를 거쳐 냉각된 후 엔진으로 공급되도록 순환하므로 엔진의 냉각이 이루어진다.

도 5의 상태에서 엔진의 과부하운전으로 인해 냉각액 온도가 더 상승할 때는 도 6에 도시한 바와 같이, 온도감지가동부(130) 내의 팽창제가 더 팽창하여 피스톤샤프트(132)가 더 길게 돌출한다. 이때는 스프링(140)이 좀 더 압축됨과 동시에 개폐부재(120)와 몸체부(131)가 유입구(111) 쪽으로 소정거리(L) 더 이동한다. 물론 이때도 제1출구(113)는 개폐부재(120)에 의해 폐쇄된 상태이다.

이상의 설명과 같이 본 발명에 따른 서모스탯밸브(100)는 종래보다 전체 부품수가 적고 구성이 단순하면서도 냉각액의 온도변화에 대응하여 제1출구(113)와 제2출구(114)를 선택적으로 개폐함으로써 원활한 유로전환을 구현할 수 있다. 또 밸브하우징(110)의 유입구(111)로부터 제1출구(113) 또는 제2출구(114)에 이르는 유로에 배치되는 부품수가 적고 부피도 작기 때문에 내부의 유로가 넓게 확보될 수 있다. 따라서 밸브 내부의 유동저항을 줄여 냉각액의 원활한 흐름을 구현할 수 있다.

또 본 발명에 따른 서모스탯밸브(100)는 작동 중 밸브하우징(110) 내에서 심한 난류가 생기는 경우에도 회전제한부재(170)가 개폐부재(120)의 회전을 방지할 수 있고, 개폐부재(120)의 외면이 실질적으로 대등한 경도를 가진 소재인 밸브하우징(110)의 내면과 접하여 슬라이딩하기 때문에 마모와 파손을 최소화할 수 있다. 즉 제품의 내구성을 높일 수 있다. 또 엔진 등에 장착한 후에도 제품의 품질을 균일하게 유지할 수 있다. 종래에는 개폐부재가 주물 등으로 이루어진 냉각유로의 내면과 접하여 슬라이딩하는 관계로 유로 내면의 마모가 컸고 장착 시 밸브의 품질을 균일하게 유지하기 어려웠다.

또 본 발명에 따른 서모스탯밸브(100)는 하나의 스프링만을 채용하기 때문에 온도감지가동부(130)에 작용하는 스프링하중을 종래보다 줄일 수 있다. 즉 종래보다 밸브의 구동부하를 줄일 수 있기 때문에 온도감지가동부(130) 등의 부품을 소형화하면서도 밸브의 원활한 개폐동작을 구현할 수 있다.

100: 서모스탯밸브, 110: 밸브하우징,
111: 유입구, 112: 밸브시트부,
113: 제1출구, 114: 제2출구,
117: 연장부, 120: 개폐부재,
121: 원통부, 122: 중심결합부,
123: 연결리브, 130: 온도감지가동부,
131: 몸체부, 132: 피스톤샤프트,
140: 스프링, 160: 스프링지지부재.

Claims (7)

1. 한쪽 단부가 폐쇄되고 그 반대편 단부에 개방된 유입구가 형성되며, 그 둘레에 길이방향으로 상호 이격되도록 제1출구와 제2출구가 각각 형성된 원통형의 밸브하우징;
   상기 제1출구와 제2출구의 선택적인 개폐를 위해 상기 밸브하우징 내에 진퇴 가능하게 설치된 원통형 개폐부재;
   온도에 따라 부피가 변하는 팽창제를 내장하며 외면이 상기 개폐부재의 중심부에 결합된 몸체부, 이 몸체부에 설치되며 몸체부의 외측으로 돌출하는 단부가 상기 밸브하우징의 폐쇄된 단부에 지지된 피스톤샤프트를 갖춘 온도감지가동부;
   상기 개폐부재를 가압하도록 일단이 상기 개폐부재에 지지되고 타단이 상기 밸브하우징의 유입구 쪽에 설치된 스프링지지부재에 지지된 스프링을 포함하는 서모스탯밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 밸브하우징은 상기 개폐부재와 접하도록 폐쇄된 단부의 내면에 마련된 밸브시트부를 포함하는 서모스탯밸브.
3. 제2항에 있어서,
   상기 밸브하우징은 상기 제1출구가 밸브하우징 길이방향의 중간부분에 형성되고, 상기 제2출구가 상기 밸브시트부에 인접하여 형성된 것을 특징으로 하는 서모스탯밸브.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 개폐부재는 외면이 상기 밸브하우징 내면에 접하는 원통부와, 상기 온도감지가동부에 결합되는 중심결합부와, 상기 중심결합부와 상기 원통부를 연결하는 복수의 연결리브를 포함하는 서모스탯밸브.
5. 제4항에 있어서,
   상기 개폐부재의 회전제한을 위해 상기 밸브하우징의 폐쇄된 단부에 고정된 상태에서 상기 개폐부재의 연결리브 사이로 진입하도록 연장된 회전제한부재를 더 포함하는 서모스탯밸브.
6. 제1항에 있어서,
   상기 스프링지지부재는 유체의 유동저항 저감을 위해 상기 유입구와 이격된 위치에 배치되고,
   상기 밸브하우징은 상기 유입구 쪽 단부로부터 길이방향으로 연장되어 상기 스프링지지부재를 지지하는 복수의 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서모스탯밸브.
7. 제1항에 있어서,
   상기 밸브하우징은 상기 서모스탯밸브의 장착을 위해 외면에 플랜지형태로 마련된 복수의 나사결합부를 구비하는 것을 특징으로 하는 서모스탯밸브.

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