KR20180131375A - 금속 실링 나사(튜브-o) 피팅 - Google Patents

금속 실링 나사(튜브-o) 피팅 Download PDF

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에릭 케슬러
안토니 아루다
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한온시스템 주식회사
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Abstract

유체를 전달하기 위한 유동 제어 디바이스는 튜브 피팅과 맞물리도록 구성된 결합 단부 및 유동 제어 디바이스를 통한 유체 연통을 제공하도록 구성된 통로를 한정하는 내부 표면을 갖는 포트를 포함한다. 숄더는 결합 단부에 인접하게 포트의 내부 표면 상에 형성된다. 숄더는 제 1 안착면 및 제 2 안착면을 한정한다. 제 1 안착면과 제 2 안착면 중 하나에 돌기가 형성된다.

Description

금속 실링 나사(튜브-O) 피팅{METAL SEALING THREADED (TUBE-O) FITTING}
본 발명은 유동 제어 디바이스 및 피팅 조립체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 금속 시일(seal)을 포함하는 유동 제어 디바이스 및 피팅 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 공지된 바와 같이, 유체를 이송하기 위한 시스템들은 이들을 통한 유체의 흐름 방향을 방지하기 위한 밸브를 포함한다. 예를 들어, 차량들의 냉각 시스템들은 이를 통하는 냉매의 흐름을 제어하기 위해 차단 밸브들, 온도식 팽창 밸브(TXV: thermostatic expansion valve)들 및 전기식 팽창 밸브(EXV: electric expansion valve)들과 같은 밸브들을 포함한다. 특정 냉각 시스템들은 일반적으로 "튜브-o"로 지칭되는 o-링 시일 및 스위블(swivel) 커넥터를 가진 비드형(beaded) 튜브들을 이용하여 밸브들에 연결된다. 구체적으로, 튜브는 밸브의 유입구 또는 배출구 암형(female) 커넥터와 맞물리도록 구성된 수형(male) 피팅이다. 스위블 커넥터는 암형 커넥터 상에 형성된 외부 나사산들과 맞물려 튜브를 커넥터에 연결한다. 그러나 밸브의 커넥터들과 각각의 튜브들 사이에서 냉각 시스템을 통해 흐르는 냉매의 누출이 발생할 수 있다. 누출은 일반적으로 밸브들을 튜브들에 조립하는 동안 유입되는 오염과 잔해, 튜브들과 밸브들의 컴포넌트들의 표면 결함들 및 잘못된 조립, 그리고 부적절한 실링(sealing) 피처들의 결과이다.
누설 문제에 대한 한 가지 해결책은 튜브와 커넥터 사이의 방사상 실링을 최대화하도록 다수의 o-링 시일들을 제공하는 것이다. 그러나 다수의 o-링 시일들을 제공하는 것은 컴포넌트들의 비용 및 조립 복잡성을 증가시키고 누출은 단지 최소로 감소시킨다. 다른 해결책은 최대화된 실링을 제공하는 축 방향 실링 개스켓들을 제공하는 것이다. 그러나 개스킷들은 통상적으로 o-링 시일들에 비해 더 큰 지름을 가지며, 이는 최소화된 패키지 크기들을 요구하는 애플리케이션들에 대해 불리할 수 있다. 예를 들어, 전기 차량들 및 하이브리드 차량들의 냉매 시스템들은 통상적으로 더 작은 패키지 크기들을 필요로 하는데, 여기서 개스켓을 이용하는 것은 바람직하지 않을 수 있다.
따라서 오염의 영향들을 최소화하는 구성을 가지며, 실링, 내구성 및 효율적인 동작이 최대화되고, 패키지 크기들 및 잘못된 조립이 최소화되는 유동 제어 디바이스 및 피팅 조립체를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명에 따라 그리고 이에 적응되게, 오염의 영향들을 최소화하는 구성을 가지며, 실링, 내구성 및 효율적인 동작이 최대화되고, 패키지 크기들 및 잘못된 조립이 최소화되는 유동 제어 디바이스 및 피팅 조립체가 놀랍게도 발견되었다.
본 개시의 실시예에 따르면, 시일이 개시된다. 시일은 유동 제어 시스템의 유동 제어 디바이스과 튜브 피팅 사이의 실링을 위한 것이다. 시일은 환형 바디를 포함한다. 환형 바디는 환형 바디의 외부 표면에 도포되는 주석 코팅을 갖는 가단성(malleable) 재료이다. 환형 바디는 유동 제어 디바이스와 튜브 피팅 중간에서 압축되며 변형 가능하다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 유체를 전달하기 위한 유동 제어 디바이스가 개시된다. 유동 제어 디바이스는 튜브 피팅과 맞물리도록 구성된 결합 단부 및 유동 제어 디바이스를 통한 유체 연통을 제공하도록 구성된 통로를 한정하는 내부 표면을 갖는 포트를 포함한다. 숄더는 결합 단부에 인접하게 포트의 내부 표면 상에 형성된다. 숄더는 제 1 안착면 및 제 2 안착면을 한정한다. 제 1 안착면과 제 2 안착면 중 하나에 돌기가 형성된다.
본 개시의 추가 실시예에 따르면, 유체를 전달하기 위한 유체 유동 시스템의 유동 제어 시스템이 개시된다. 유동 제어 시스템은 유체 유동 시스템을 통한 유체의 유동을 제어하도록 구성된 유동 제어 디바이스를 포함한다. 유동 제어 디바이스는 유동 제어 디바이스를 통한 유체 연통을 제공하도록 구성된 통로를 한정하는 내부 표면을 갖는 포트를 포함한다. 튜브 피팅이 유동 제어 디바이스와 맞물린다. 튜브 피팅은 튜브를 포함하는데, 튜브는 튜브의 제 1 단부로부터 이격되어 튜브 상에 형성된 비드(bead)를 갖는다. 포트의 통로는 튜브의 제 1 단부와 비드 중간의 튜브의 적어도 일부를 수용한다. 환형 금속 시일이 튜브에 수용되어 튜브의 비드와 맞물리고 있다. 금속 시일은 튜브와 포트의 내부 표면 중간에 배치된다.
첨부 도면들을 참고로 고려될 때 본 발명의 실시예의 아래의 상세한 설명의 일독으로부터 상기는 물론, 본 발명의 다른 과제들 및 이점들도 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 쉽게 명백해질 것이다.
도 1은 본 개시의 한 실시예에 따른 유동 제어 시스템의 부분적으로 분해된 단편적인 정면 입면도이다.
도 2는 도 1의 유동 제어 시스템의 유동 제어 디바이스, 금속 시일 및 튜브 피팅 조립체의 부분적으로 분해된 단편적인 단면의 정면 입면도이다.
도 3a는 조립의 제 1 단계를 예시하는, 도 2의 유동 제어 시스템의 유동 제어 디바이스, 금속 시일 및 튜브 피팅 조립체의 부분적으로 분해된 단편적인 단면의 정면 입면도이며, 여기서는 금속 시일이 튜브 피팅 주위에 배치된다.
도 3b는 조립의 제 2 단계를 예시하는, 도 2의 유동 제어 시스템의 유동 제어 디바이스, 금속 시일 및 튜브 피팅 조립체의 부분적으로 조립된 단편적인 단면의 정면 입면도이며, 여기서는 암형 커넥터가 튜브 피팅과 부분적으로 맞물리고 있다.
도 3c는 도 2의 유동 제어 디바이스, 금속 시일 및 튜브 피팅 조립체의 조립된 단편적인 단면의 정면 입면도이다.
도 4는 도 3c에서 원(4)으로 강조된 유동 제어 디바이스, 금속 시일 및 튜브 피팅 조립체의 확대된 단편적인 단면의 정면 입면도이다.
도 5a - 도 5f는 도 4에서 원(5)으로 강조된 안착면과 비슷한 안착면의 확대된 단편적인 단면의 입면도들로서, 유동 제어 디바이스의 포트의 안착면의 단면의 표면 프로파일의 대안적인 실시예들을 보여준다.
도 6a - 도 6c는 도 4에서 원(6)으로 강조된 안착면과 비슷한 안착면의 확대된 단편적인 단면의 입면도들로서, 유동 제어 디바이스의 포트의 안착면의 단면의 표면 프로파일의 대안적인 실시예들을 보여준다.
도 7a - 도 7e는 도 1 - 도 4의 금속 시일의 단면의 정면 입면도들로서, 금속 시일의 단면의 표면 프로파일들의 대안적인 실시예들을 보여준다.
아래 상세한 설명 및 첨부 도면들은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하고 예시한다. 설명과 도면들은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 제작 및 사용할 수 있게 하는 역할을 하며, 어떤 식으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 의도되는 것은 아니다. 개시되는 방법들에 관해, 제시되는 단계들은 사실상 예시이며, 따라서 단계들의 순서는 명백하게 언급되는 것을 제외하면, 필수적이거나 중대한 것은 아니다. "상부", "하부" 및 "위"와 "아래"라는 용어들 및 비슷한 파생어들은 간결성을 위해 도 1에 도시된 것과 같은 충전 밸브 조립체의 배향에 관해서만 사용된다.
도 1 - 도 3c는 본 개시의 한 실시예에 따른 유동 제어 시스템(10)을 예시한다. 유동 제어 시스템(10)은 이를 통해 유체를 전달하도록 구성되며 유체 유동 시스템의 일부를 형성한다. 예를 들어, 유체 유동 시스템은 전기 자동차, 연소 엔진 차량 또는 하이브리드 차량과 같은 차량의 난방, 환기 및 공기 조절(HVAC: heating, ventilation, and air conditioning) 시스템의 냉각 시스템일 수 있다. 그러나 유체 유동 시스템은 다른 애플리케이션들에 사용되는 임의의 HVAC 시스템 또는 원하는 대로, 냉각제, 물, 공기, 오일 또는 임의의 다른 유체와 같은 임의의 공지된 유체를 전달하는 유체 유동 시스템일 수 있다고 이해된다. 도시되진 않았지만, 유체 유동 시스템은 열 교환기들, 유동 제어 디바이스들, 도관들, 계량기들, 펌프들, 압축기들, 또는 유체 유동 시스템들과 함께 통상적으로 이용되는 다른 컴포넌트들과 같은 유동 제어 시스템(10)의 상류 또는 하류의 임의의 수의 컴포넌트들을 포함할 수 있다고 이해된다. 유동 제어 시스템(10)은 유동 제어 디바이스(12), 유동 제어 디바이스(12)에 연결된 튜브 피팅(18) 및 유동 제어 디바이스(12)와 각각의 튜브 피팅들(18) 사이에 배치된 금속 시일(30)을 포함한다.
예시된 실시예에서, 유동 제어 디바이스(12)는 유동 제어 시스템(10)을 통해 그리고 결과적으로는, 유체 유동 시스템을 통해 흐르는 유체의 유동을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 예시된 실시예에 도시된 바와 같이, 유동 제어 디바이스(12)는 차단 밸브와 같은 밸브이다. 그러나 유동 제어 디바이스(12)는 예를 들어, 온도식 팽창 밸브(TXV) 또는 전기식 팽창 밸브(EXV)와 같은 유체 유동 시스템들에 일반적으로 이용되는 임의의 다른 밸브일 수 있다고 이해된다. 유동 제어 디바이스(12)는 유동 제어 시스템(10)을 통해 그리고 결과적으로는 유체 유동 시스템을 통해 흐르는 유체의 유동 특성의 제어를 가능하게 하는데 일반적으로 이용되는 체크 밸브, 유량계, 펌프, 믹서, 조준기(sight) 또는 임의의 다른 디바이스로서 구성될 수 있다.
유동 제어 디바이스(12)는 유동 제어 디바이스(12)로 그리고 유동 제어 디바이스(12)로부터 각각 유체를 운반하기 위한 유입구 포트(14) 및 배출구 포트(16)를 포함한다. 도 2 - 도 3c는 유동 제어 시스템(10)의 배출구의 컴포넌트들 중 적어도 일부, 예컨대 유입구 포트(16), 금속 시일(30), 및 유동 제어 디바이스(12)의 배출구 측에서 연장되는 튜브 피팅(18)을 예시한다. 그러나 유동 제어 디바이스(12)의 배출구 측의 컴포넌트들과 관련된 특징들, 설명, 구조 및 방법들은 유입구 포트(14), 금속 시일(30) 및 튜브 피팅(18)과 같은 유동 제어 디바이스(12)의 유입구 측의 컴포넌트들과 실질적으로 동일하다고 이해된다. 이하 설명은 유동 제어 디바이스(12)의 유입구 측과 배출구 측 모두에 관련된다. 배출구 포트(16)는 튜브 피팅(18)과 유동 제어 디바이스(12) 사이의 유체 연통을 제공하기 위한 내부 통로(17)를 갖는다. 배출구 포트(16)는 또한 튜브 피팅(18)의 내부 나사산들(34)과 맞물리기 위한 외부 나사산들(15)을 갖는다. 배출구 포트(16)는 "암형" 커넥터로서 구성되는데, 여기서 튜브 피팅(18)의 일부는 포트(16)의 통로(17)에 수용된다. 유동 제어 디바이스는 단지 유입구 포트(14) 또는 배출구 포트(16)만으로 구성될 수 있다는 점이 또한 주목된다.
튜브 피팅(18)은 튜브(20) 및 커넥터(22)를 포함한다. 튜브(20)는 "수형" 커넥터로서 구성된 제 1 단부(24)를 갖는데, 여기서 제 1 단부(24)는 배출구 포트(16)의 통로(17)에 수용되도록 구성된다. 환형의 방사상 바깥쪽으로 연장하는 비드(26)가 튜브(20)의 외부 표면 상에 형성되고 제 1 단부(24)로부터 이격된다. 제 1 단부(24)로부터 비드(26)까지 연장하는 튜브(20)의 제 1 부분은 배출구 포트(16)의 통로(17) 내에 수용된다.
커넥터(22)는 튜브형 또는 링 형상이고 비드(26)로부터 튜브(20)의 제 2 단부까지 연장하는 튜브(20)의 제 2 부분 상에 수용되며 튜브(20)의 제 2 부분의 길이를 따라 자유롭게 축 방향으로 이동 가능하다. 커넥터(22)의 내부 표면(28)의 수용 부분은 튜브(20)의 제 1 부분을 수용하도록 구성된다. 커넥터(22)의 내부 표면(28) 상에 형성된 안착면(32)은 튜브(20)의 비드(26)와 맞물려 커넥터(22)의 축 방향 이동을 방지하도록 구성된다. 이에 따라, 커넥터(22)의 수용 부분만이 비드(26)를 지나 제 1 단부(24)를 향해 축 방향으로 연장한다. 내부 나사산들(34)이 커넥터(22)의 내부 표면(28) 상에 형성되며, 배출구 포트(16) 상에 형성된 외부 나사산들(15)과 맞물리도록 구성된다. 본 개시의 범위를 벗어나지 않으면서, 각각의 나사산들(15, 34) 없이 커넥터(22)를 배출구 포트(16)와 맞물리게 하는 다른 형태들이 고려될 수 있다고 이해되어야 한다. 예를 들어, 커넥터(22)는 지렛대형 스터드 및 너트 배열을 갖는 "땅콩"스타일 블록 피팅과 같이 원하는 대로, 마찰 결합 연결, 캠 스타일 연결 또는 다른 연결에 의해 포트(16)와 맞물려 금속 시일(30)에 축 방향 클램프 압력을 가할 수 있다.
배출구 포트(16)의 말단 결합 단부(38)에 인접하게 배출구 포트(16)의 통로(17)를 한정하는 내부 표면 상에 숄더(36)가 형성된다. 숄더(36)는 제 1 안착면(40) 및 제 2 안착면(42)을 한정한다. 제 1 안착면(40)은 배출구 포트(16)의 결합 단부(38)로부터 배출구 포트(16)의 축 방향에 실질적으로 수직으로 연장하는 제 2 안착면(42)까지 축 방향으로 연장한다. 제 1 안착면(40)이 테이퍼링되는데, 여기서 통로(17)의 지름은 제 2 안착면(42)으로부터 배출구 포트(16)의 결합 단부(38)까지 증가한다. 한정적이지 않은 예에서, 제 1 안착면(40)은 배출구 포트(16)의 축 방향에 대해 5도 각도로 테이퍼링된다. 그러나 제 1 안착면(40)은 임의의 원하는 각도로, 예컨대 5도 초과 또는 5도 미만으로 테이퍼링될 수 있다.
금속 시일(30)은 연질 가단성 금속으로 형성된 환형의 실질적으로 원통형인 시일이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "연질" 가단성 금속은 압축될 수 있으며 배출구 포트(16)와 튜브 피팅(18) 사이의 공간들 및 표면 변형들을 유동시키고 채우도록 변형 가능한 재료를 의미한다. 예를 들어, "연질" 금속들의 리스트는 모스 경도계(Mohs hardness scale)에 따라 확인될 수 있다. 일례로, 금속 시일(30)은 구리 재료로 형성된다. 다른 예에서, 금속 시일(30)은 알루미늄 재료로 형성된다. 그러나 원한다면, 은, 주석, 납, 금, 아연, 황동 또는 청동과 같은 금속 시일(30)을 형성하기 위해 다른 연질 재료들이 사용될 수 있다. 금속 시일(30)은 통상적으로 예를 들어, 도금 또는 침지 프로세스와 같은 임의의 공지된 주석 코팅 프로세스에 의해 도포되는, 그 외부 표면에 도포되는 주석 코팅을 포함한다. 주석 코팅은 건조 윤활제로서 역할을 하는 동시에, 배출구 포트(16)와 튜브 피팅(18) 사이의 공간들 및 표면 변형들을 채우도록 금속 시일(30)의 유동을 또한 가능하게 한다. 특정 실시예들에서, 주석 코팅은 약 0.0002 인치의 두께를 갖는다. 그러나 원한다면, 주석 코팅의 두께는 0.0002 인치 초과 또는 미만일 수 있다고 이해된다. 원한다면, 예를 들어 나일론 또는 다른 중합체들과 같은 비금속 시일이 또한 이용될 수 있다고 이해된다.
도 3a 내지 도 3c는 유동 제어 디바이스(12), 금속 시일(30) 및 튜브 피팅(18)을 서로 조립하기 위한 단계들을 예시한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 금속 시일(30)은 튜브(20)의 제 1 부분에 수용되어 비드(26)와 맞물린다. 커넥터(22)의 안착면(32)이 튜브(20)의 비드(26)와 맞물릴 때, 커넥터(22)의 제 1 부분이 금속 시일(30) 위로 연장한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 배출구 포트(16)는 튜브(20)의 제 1 부분을 수용하고 커넥터(22)에 수용되어 그와 맞물린다. 예시된 실시예에서, 배출구 포트(16)의 외부 나사산들(15)은 커넥터(22)의 내부 나사산들(34)과 맞물려 배출구 포트(16)를 튜브 피팅(18)에 연결한다. 그러나 다른 실시예들에서는, 배출구 포트(16)가 지렛대형 스터드 및 너트 배열을 갖는 "땅콩"스타일 블록 피팅과 같이 원하는 대로, 마찰 결합 연결, 캠 스타일 연결 또는 다른 연결 수단과 같은 다른 수단에 의해 커넥터(22)와 맞물려 금속 시일(30)에 축 방향 클램프 압력을 가할 수 있다. 커넥터(22)가 배출구 포트(16)를 수용하여 그와 맞물리면, 튜브(20)가 포트(16)의 통로(17) 내에서 축 방향으로 이동하고 배출구 포트(16)의 결합 단부(38)는 튜브(20)의 비드(26) 쪽으로 축 방향으로 이동하게 된다. 튜브(20)가 통로(17) 내에서 축 방향으로 이동할 때, 튜브(20)의 비드(26)에 인접하며 맞물리는 금속 시일(30)이 배출구 포트(16)의 제 2 안착면(42) 쪽으로 가압되어 숄더(36) 내에 안착된다.
도 3c는 튜브 피팅(18), 금속 시일(30) 및 배출구 포트(16)가 서로 조립되는 제 3 단계를 예시한다. 금속 시일(30)이 배출구 포트(16)의 제 2 안착면(42)을 향해 이동할 때, 금속 시일(30)이 배출구 포트(16)와 튜브(20) 사이에서 압축된다. 배출구 포트(16)와 맞물리는 커넥터(22)에 의해 인가되는 토크 또는 압력은 금속 시일(30)을 변형시킨다. 그 결과, 금속 시일(30)이 변형되어 숄더(36)와 튜브(20) 사이에 형성된 공간을 채운다. 유리하게는, 금속 및 주석 코팅의 연성으로 인해, 금속 시일(30)이 숄더(36)와 튜브(20) 사이에 형성되어 그 사이의 최대 시일을 가능하게 하는 공간 형상에 쉽게 따른다. 추가로, 압축되면, 금속 시일(30)은 배출구 포트(16)의 내부 표면 및 튜브(20)의 외부 표면에 형성된 스크래치들과 같은 임의의 표면 불규칙성들로 유동하고 채워진다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 금속 시일(30)의 제 1 부분(46)은 금속 시일(30)이 튜브(20)와 배출구 포트(16) 사이에서 압축될 때 배출구 포트(16)의 결합 단부(38)와 비드(26) 사이에 형성된 갭(44)에서 밀려나가도록 구성된다. 갭(44)은 튜브(20)가 배출구 포트(16)와 접촉하는 것을 방지한다. 금속 시일(30)의 제 1 부분(46)은 유동 제어 시스템(10)의 조립 동안 또는 동작 중에 배출구 포트(16)의 결합 단부(38)가 튜브(20)와 직접 접촉하는 것을 추가로 방지하기 위한 정지부로서의 역할을 한다. 실링을 최대화하기 위해, 금속 시일(30)은 갭(44)을 포함하여 배출구 포트(16)의 숄더(36)와 튜브(20)에 의해 한정된 공간의 볼륨과 실질적으로 같거나 더 큰 볼륨을 갖는다. 금속 시일(30)의 제 2 부분(50)은 또한 제 2 안착면(42)에 인접하게 튜브(20)의 제 1 부분과 배출구 포트(16)의 내부 표면 중간에 형성된 슬롯(48)에서 돌출될 수 있다고 또한 이해된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 금속 시일(30)은 배출구 포트(16)와 튜브(20) 사이에 맞물리고 압축되어 그 사이에 시일을 형성한다. 제 2 안착면(42)은 실질적으로 선형인 단면 프로파일을 갖는다. 그러나 시일은 제 2 안착면(42)으로부터 바깥쪽으로 연장하는 제 1 돌기(52)로 구현될 수 있다. 제 1 돌기(52)는 실질적으로 삼각형 단면 프로파일을 갖는다. 제 1 돌기(52)는 컴포넌트들(배출구 포트(16), 튜브 피팅(18) 및 금속 시일(30))의 제조, 컴포넌트들의 조립, 그리고 컴포넌트들이 완전히 조립되고 있을 때 외부 또는 환경 미립자들의 유입에 의해 발생된 바람직하지 않은 잔해, 이물질들 또는 표면 결함들에 유리하게 침투한다. 제 1 돌기(52)는 배출구 포트(16)와 금속 시일(30)의 맞물림을 최대화함으로써 포트(16)에 대한 금속 시일(30)의 방사상 실링을 가능하게 한다.
다른 실시예들에서, 시일은 예컨대, 도 5a - 도 5f에 예시된 예시적인 대안 실시예들에 도시된 제 1 돌기(52)의 다양한 단면 프로파일들로 실현될 수 있다. 예를 들어, 제 1 돌기(52)는 실질적으로 사다리꼴 형상(도 5a), 다양한 각도들의 호들을 갖는 실질적으로 대칭인 아치형 단면 프로파일(도 5b - 도 5c), 다양한 비대칭들을 갖는 실질적으로 아치형 단면 프로파일(도 5d - 도 5e) 및 실질적으로 톱니 형상의 단면 프로파일(도 5f)을 가질 수 있다. 그러나 제 1 돌기(52)는 원하는 대로 임의의 단면 형상, 예컨대 원하는 대로, 실질적으로 직사각형, 실질적으로 다각형, 실질적으로 정현파 또는 임의의 대칭 또는 불규칙한 형상을 가질 수 있다. 추가로, 제 1 안착면(40)은 내부에 형성된 하나 이상의 돌기를 포함할 수 있다고 이해된다.
제 1 안착면(40)은 실질적으로 선형인 단면 프로파일을 갖는다. 그러나 실링은 제 1 안착면(40)으로부터 바깥쪽으로 연장하는 제 2 돌기(54)로 구현될 수 있다. 제 2 돌기(54)는 실질적으로 웨지형 단면 프로파일을 갖는다. 제 2 돌기(54)는 컴포넌트들(배출구 포트(16), 튜브 피팅(18) 및 금속 시일(30))의 제조, 컴포넌트들의 조립, 그리고 컴포넌트들이 완전히 조립되고 있을 때 외부 또는 환경 미립자들의 유입에 의해 발생된 바람직하지 않은 잔해, 이물질들 또는 표면 결함들에 유리하게 침투한다. 제 2 돌기(54)는 배출구 포트(16)와 금속 시일(30)의 맞물림을 최대화함으로써 포트(16)에 대한, 그리고 보다 구체적으로는 제 1 안착면(40)에 대한 금속 시일(30)의 축 방향 실링을 가능하게 한다.
다른 실시예들에서, 시일은 예컨대, 도 6a - 도 6c에 예시된 예시적인 대안 실시예들에 도시된 제 2 돌기(54)의 다양한 단면 프로파일들로 실현될 수 있다. 예를 들어, 제 2 돌기(54)는 실질적으로 톱니 형상(도 6a), 다양한 수들의 호들을 갖는 실질적으로 아치형 단면 프로파일(도 6b - 도 6c), 또는 원하는 대로 임의의 다른 단면 형상, 예컨대 원하는 대로 실질적으로 직사각형, 실질적으로 다각형, 또는 임의의 대칭 또는 불규칙한 형상을 가질 수 있다. 추가로, 제 2 안착면(42)은 그 위에 형성된 하나 이상의 개별 돌기를 포함할 수 있다고 이해된다.
환형 금속 시일(30)의 단면 표면 프로파일은 튜브(20)에 대한 금속 시일(30)의 유지를 향상시키기 위해 다양한 단면 기하학적 형상들일 수 있다고 이해되어야 한다. 다양한 단면 표면 프로파일들의 예들이 도 7a - 도 7e에 도시되지만 그에 한정되는 것은 아니다. 예시된 한정적이지 않은 실시예들에서, 금속 시일(30)의 내부 환형 표면은 물결형 단면 프로파일(도 7a), 톱니형 단면 프로파일(도 7b), 테이퍼링된 단면 프로파일(도 7c), 삼각형 단면 프로파일(도 7d) 또는 아치형 단면 프로파일(도 7E)을 가질 수 있다.
유동 제어 시스템(10)은 앞서 논의한 바와 같이 많은 이점들을 갖는다. 주로, 유동 제어 시스템(10)의 구성은 특히 포트들(14, 16)과 각각의 튜브 피팅들(18) 사이의 개선된 실링을 포함한다. 유동 제어 시스템(10)은 포트들(14, 16)과 튜브 피팅들(18) 사이의 효과적인 실링을 저해하는 잔해를 방지한다. 금속 시일(30) 및 주석 코팅의 연질 조성은 포트들(14, 16)과 튜브 피팅들(18) 사이에서 압축될 때 금속 시일(30)이 변형되어 포트들(14, 16)과 튜브 피팅들(18) 상에 또는 그 사이에 형성된 표면 결함들, 갭들 및 슬롯들로 흐르도록 허용한다. 테이퍼링된 제 1 안착면(40)은 각각의 포트들(14, 16)의 숄더(36) 내에서 금속 시일(30)의 포지셔닝을 가능하게 하고 포트들(14, 16)과 튜브 피팅들(18) 사이의 금속 시일(30)의 보다 효과적이고 점진적인 압축을 가능하게 하여, 유동 제어 시스템(10) 내에 결함들 및 잔해가 존재할 때 금속 시일(30)의 안착을 최대화한다. 포트들(14, 16), 금속 시일(30) 및 피팅들(18)의 구성은 실링을 최대화할 뿐만 아니라, 컴포넌트들의 잘못된 조립을 최소화하고 패키지 크기 요건들을 유지하면서 오염 침투를 최대화한다.
상기 설명으로부터, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 이 발명의 본질적인 특징들을 쉽게 확인할 수 있으며, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 다양한 용도들 및 조건들에 적응시키도록 본 발명에 대해 다양한 변경들 및 수정들을 실시할 수 있다.

Claims (20)

  1. 유동 제어 시스템의 유동 제어 디바이스과 튜브 피팅 사이의 실링(sealing)을 위한 시일(seal)로서,
    환형 바디를 포함하며,
    상기 환형 바디는 상기 환형 바디의 외부 표면에 도포되는 주석 코팅을 갖는 가단성(malleable) 재료이고,
    상기 환형 바디는 상기 유동 제어 디바이스와 상기 튜브 피팅 중간에서 압축되고 변형 가능한,
    유동 제어 시스템의 유동 제어 디바이스과 튜브 피팅 사이의 실링을 위한 시일.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가단성 재료는 알루미늄과 구리 중 하나인,
    유동 제어 시스템의 유동 제어 디바이스과 튜브 피팅 사이의 실링을 위한 시일.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형 바디의 내부 표면은 물결형 단면 프로파일, 톱니형 단면 프로파일, 테이퍼링된 단면 프로파일, 삼각형 단면 프로파일 및 아치형 단면 프로파일 중 하나를 갖는,
    유동 제어 시스템의 유동 제어 디바이스과 튜브 피팅 사이의 실링을 위한 시일.
  4. 유체를 전달하기 위한 유동 제어 디바이스로서,
    튜브 피팅과 맞물리도록 구성된 결합 단부 및 상기 유동 제어 디바이스를 통한 유체 연통을 제공하도록 구성된 통로를 한정하는 내부 표면을 갖는 포트;
    상기 결합 단부에 인접하게 상기 포트의 내부 표면 상에 형성되며, 제 1 안착면 및 제 2 안착면을 한정하는 숄더; 및
    상기 제 1 안착면과 상기 제 2 안착면 중 하나에 형성된 돌기를 포함하는,
    유체를 전달하기 위한 유동 제어 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 안착면은 상기 제 1 안착면 상에 형성된 돌기를 갖는,
    유체를 전달하기 위한 유동 제어 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 돌기는 삼각형 단면 프로파일, 아치형 단면 프로파일 및 톱니형 단면 프로파일 중 하나를 갖는,
    유체를 전달하기 위한 유동 제어 디바이스.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 안착면은 상기 제 2 안착면 상에 형성된 돌기를 갖는,
    유체를 전달하기 위한 유동 제어 디바이스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 돌기는 톱니형 단면 프로파일, 아치형 단면 프로파일 및 삼각형 단면 프로파일 중 하나를 갖는,
    유체를 전달하기 위한 유동 제어 디바이스.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 안착면은 상기 포트의 결합 단부로부터 이격되고,
    상기 제 1 안착면은 상기 제 2 안착면으로부터 상기 결합 단부까지 연장하며,
    상기 제 2 안착면은 상기 제 2 안착면으로부터 상기 포트의 결합 단부까지 테이퍼링되는,
    유체를 전달하기 위한 유동 제어 디바이스.
  10. 유체를 전달하기 위한 유체 유동 시스템의 유동 제어 시스템으로서,
    상기 유체 유동 시스템을 통한 유체의 유동을 제어하도록 구성된 유동 제어 디바이스 ― 상기 유동 제어 디바이스는 상기 유동 제어 디바이스를 통한 유체 연통을 제공하도록 구성된 통로를 한정하는 내부 표면을 갖는 포트를 포함함 ―;
    상기 유동 제어 디바이스와 맞물리는 튜브 피팅 ― 상기 튜브 피팅은 튜브를 포함하며, 상기 튜브는 상기 튜브의 제 1 단부로부터 이격되어 상기 튜브 상에 형성된 비드(bead)를 갖고, 상기 포트의 통로는 상기 튜브의 제 1 단부와 상기 비드 중간의 상기 튜브의 적어도 일부를 수용함 ―; 및
    상기 튜브에 수용되어 상기 튜브의 비드와 맞물리는 환형 금속 시일을 포함하며,
    상기 금속 시일은 상기 튜브와 상기 포트의 내부 표면 중간에 배치되는,
    유체를 전달하기 위한 유체 유동 시스템의 유동 제어 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 금속 시일은 연질 가단성 금속으로 형성되며 상기 금속 시일에 도포된 주석 코팅을 포함하는,
    유체를 전달하기 위한 유체 유동 시스템의 유동 제어 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 금속 시일은 구리 재료 및 알루미늄 재료 중 하나인,
    유체를 전달하기 위한 유체 유동 시스템의 유동 제어 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 금속 시일은 상기 포트와 상기 튜브 사이에서 압축되는,
    유체를 전달하기 위한 유체 유동 시스템의 유동 제어 시스템.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 포트의 내부 표면은 상기 포트의 결합 단부에 인접하게 상기 내부 표면 상에 형성된 숄더를 갖고,
    상기 금속 시일은 상기 숄더 내에 배치되는,
    유체를 전달하기 위한 유체 유동 시스템의 유동 제어 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 숄더에 의해 제 1 안착면 및 제 2 안착면이 한정되고,
    상기 제 2 안착면은 상기 포트의 결합 단부로부터 이격되고,
    상기 제 1 안착면은 상기 제 2 안착면으로부터 상기 포트의 결합 단부까지 연장하는,
    유체를 전달하기 위한 유체 유동 시스템의 유동 제어 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 안착면은 상기 제 2 안착면으로부터 상기 포트의 결합 단부까지 방사상 바깥쪽으로 테이퍼링되는,
    유체를 전달하기 위한 유체 유동 시스템의 유동 제어 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 안착면은 상기 제 1 안착면으로부터 바깥쪽으로 연장하는 돌기를 포함하는,
    유체를 전달하기 위한 유체 유동 시스템의 유동 제어 시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 안착면은 상기 제 2 안착면으로부터 바깥쪽으로 연장하는 돌기를 포함하는,
    유체를 전달하기 위한 유체 유동 시스템의 유동 제어 시스템.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 튜브 피팅은 상기 튜브에 수용되는 커넥터를 포함하고,
    상기 커넥터는 상기 포트와 맞물리며 상기 포트에 상기 튜브 피팅을 연결하는,
    유체를 전달하기 위한 유체 유동 시스템의 유동 제어 시스템.
  20. 제 10 항에 있어서,
    상기 포트의 결합 단부와 상기 튜브의 비드 중간에 갭이 형성되고,
    상기 금속 시일의 일부가 상기 갭의 일부를 채우는,
    유체를 전달하기 위한 유체 유동 시스템의 유동 제어 시스템.
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