KR0172217B1 - 자동차의 배기가스를 이용한 히터 장치 - Google Patents

자동차의 배기가스를 이용한 히터 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진의 매니폴드로 부터 빠져나오는 배기가스가 배관을 통해 배기되면서 배기관 둘레부의 열전도부에 배기열이 전도되도록 하는 동시에, 이 전도열이 차량이 실내 및 실외공기를 유입시키는 공기 공급부로 부터 홴에 의하여 디프로스터 및 실내로 강제공급 될 수 있도록 하므로써, 실내를 신속히 온도상승 시킬 수 있는 자동차의 배기가스를 이용한 히터장치를 제공하고자 하는 것으로, 본 발명의 주요지는, 배기매니폴드(11) 아래부분의 배기관(12) 둘레에 배기관(12)의 열을 전도시킬 수 있는 열전도관(60)을 가지는 열전도부(20)와, 이 열전도부(20)의 한쪽에 차량의 실내 또는 실외공기를 유입시킬 수 있는 공기공급부(30)와, 이 공기 공급부(30)와 상기 열전도부(20)와의 연결되어 통하여 열전도부(20)의 가열공기를 저류시킬 수 있는 히터공기저장부(40)와, 이 히터공기저장부(40)와 연결되어 통하도록 되어 디프로스터 및 실내로 히터공기를 공급시킬 수 있는 히터 공기 공급부로써 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

자동차의 배기가스를 이용한 히터 장치
제1도는, 본 발명의 배기가스를 이용한 히터 장치의 전체 개략도.
제2도는, 본 발명의 열전도부의 요부 확대 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 배기매니폴드 12 : 배기관
20 : 열전도부 21 : 입구개구구멍
22 : 출구개구구멍 23 : 나선형 분기관
30 : 공기공급구 31 : 실외공기공급구
32 : 실내공기공급구 34 : 변환개폐판
35 : 홴 40 : 히터공기저장부
41 : 밴츄리관 42 : 온도조절기
50 : 히터공기공급부 51 : 디프로스터
52 : 실내공급구 60 : 열전도관
61,62 : 플랜지 63 : 히터핀
본 발명은, 자동차의 배기가스를 이용한 히터 장치에 관한 것으로, 엔진의 배기매니폴드를 통하여 배기되는 배기가스의 600∼800℃의 배기열이 열전도 수단에 의하여 차량의 시동과 함께 히터 열이 유통될 수 있도록 하므로써, 빠른 시간내에 차량의 실내온도를 높일 수 있도록 함을 물론, 겨울철의 차량 유리창의 성애를 고온의 히터열에 의하여 신속히 제거시킬 수 있는 자동차의 배기가스를 이용한 히터 장치에 관한 것이다.
지금까지의 차량의 실내의 난방에 필요한 장치로서 열원을 얻는 방법으로써는, 첫째, 온수형 히터 방식이 있는데, 이 장치는 기관내의 냉각수를 이용하여 실내의 장치된 방열기에 더운물을 순환시키어 홴에 의하여 공기를 순환시킴으로써, 더운 공기가 실내로 유통될 수 있도록 하고 있으나, 시동후 엔진이 수분동안 가동되어야 물이 상승하게 됨에 따라서, 히터의 효과가 미흡하고 특히 겨울철은 저온에 따른 난방조건이 효율상 미흡한 결점이 있다.
또한, 둘째, 연소기형 히터방식으로써, 가솔린을 연료로 하는 버어너를 사용하는 것인데, 히터 블로워의 스위치를 온시키면 연료밸브가 열려 히터에 연료가 공급되어 버어너 블로워 및 연료펌프 모터가 가동되도록 되어서, 플러그에 연속적인 스파아크를 발생하여 혼합된 연료에 점화된다.
그러면, 블로워의 전기회로가 닫혀져 압력공기가 열교환기의 주위를 흘러 더운공기를 실내로 공급시킬 수 있도록 되어 있다.
이와같은 방식은 즉시 난방이 시작될 수 있으나, 구조가 복잡하고 설치비용이 비싸다는 결점이 있다.
또한, 세째, 배기열 히터 방식이 있는데, 이 배기열형은 배기가스의 열을 이용하여 배기가스를 그냥 배출시키지 않고 배기관에 첵밸브를 장치하여, 겨울철의 추울때 배기가스를 직접 차량실내로 유통시킬 수 있는 관으로 순환시키어, 실내의 온도를 높이는 수단이나, 차량의 실내에 배기가스를 유통 시킬 수 있는 관을 별도로 설치하는 배관 설비를 갖추어야 하는 문제가 있으며, 또한 배기가스의 순환에 의한 간접열을 이용하는 것이어서, 겨울철의 차량유리창의 성애제거를 위한 디프로스터(Defroster)로의 히터열을 직접 공급 시킬수 없는 문제점등이 있다.
따라서, 본 발명은, 상기의 문제점들을 해소하기 위한 것으로, 엔진의 매니폴드로 부터 빠져나오는 배기가스가 배관을 통해 배기되면서 배기관 둘레부의 열전도부에 배기열이 전도되도록 하는 동시에, 이 전도열이 차량의 실내 및 실외공기를 유입시키는 공기 공급부로부터 홴에 의하여 디프로스터 및 실내로 강제공급될 수 있도록 하므로써, 실내를 신속히 온도상승 시킬 수 있는 자동차의 배기가스를 이용한 히터장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 주요지는, 배기매니폴드 아래부분의 배기관 둘레에 배기관의 열을 전도시킬 수 있는 열전도관을 가지는 열전도부와, 이 열전도부의 한쪽에 차량의 실내 또는 실외공기를 유입시킬 수 있는 공기공급부와, 이 공기 공급부와 상기 열전도부와의 연결되어 통하여 열전도부의 가열공기를 저류시킬 수 있는 히터공기저장부와, 이 히터 공기저장부와 연결되어 통하도록 되어 디프로스터 및 실내로 히터공기를 공급시킬 수 있는 히터 공기공급부로써 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명의 구성을 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 엔진부(10)와 연결되는 열전도부(20)와, 이 열전도부(20)로써 연결되어 통하는 히터공기저장부(40)와, 이 히터공기저장부(40)와 연결되어 통하여져 디프로스터 및 실내로의 히터 공기를 공급시킬 수 있는 히터 공기 공급부(50)로써 이루어져 있다.
상기의 열전도부(20)는, 제1도 제2도에 나타낸 바와같이 엔진부(10)의 배기매니폴드(11)와 배기관(12)으로 연결되어, 이 배기관(12)은 원통형상의 열전도관(60)내에 관통되어 있으며, 이 열전도관(60)은 배기매니폴드(11)의 배기가스유입구(13)와 배기가스 유출구(14)사이에 위, 아래의 플랜지(61)(62)로써 마구리되어 원통체를 이루고 있다.
또한, 열전도관(60)은 열전도성이 양호한 재질로 되어 있으며, 바깥둘레에는 일정길이의 열전도성이 양호한 히터핀(63)이 다수 튀어 나와 일체로 형성되어 있다.
그리고, 열전도관(60)내의 배기관(12)은 위, 아래에 일정간격을 두고 입구개구구멍(21)과 출구개구구멍(22)이 뚫려져서, 이 입구 개구구멍(21)과 출구개구구멍(22)에 일정 직경의 나선형분기관(23)이 제2도에 나타낸 바와같이, 용접등의 고정 수단에 의하여 고정되어 상기 배기관(12)과 나선형분기관(23)이 서로 종방향으로 연결되어 통하도록 되어 있다.
따라서, 엔진부(10)의 배기매니폴드(11)로 부터 배기되는 배기가스가 배기관(12)을 통하여 배출되면서 일부의 배기가스는, 배기관(12)의 둘레에 형성한 나선형분기관(23)으로 분기되어 배출될 수 있는 구조로 되어, 배기가스가 배기관(12)과 나선형 분기관(23)을 통과하는 동안 배기열이 확산되어 열전도관(60)의 히터핀(63)에 열전달 효율을 증대시킬 수 있는 구조로 되어 있다.
다음, 상기 열전도부(20)와 연결되어 통하도록 된 공기공급부(30)에는 차량의 실내, 외의 공기를 유입시킬 수 있는 실외공기유입구(31)와 실내공기유입구(32)가 뚫려져 있으며, 이 실외공기유입구(31)와 실내공기유입구(32)의 분기부위에 모터(33)에 의하여 자동으로 작동하는 변환개폐판(34)이 형성되어, 이 변화 개폐판(34)의 구동에 의하여 공기공급부(30)내로 차량의 실내 또는 실외 공기를 선택하여 유통시킬 수 있도록 되어 있다.
또한, 공기 공급부(30)에는, 제1도에 나타낸 바와같이, 홴(35)이 형성되어, 상기의 변환개폐판(34)에 의하여 개폐변환되는 실외공기유입구(31) 및 실내공기유입구(32)의 공기를 열전도부(20)쪽으로 강제 공급시킬 수 있는 구조로 되어있다.
다음 상기의 공기공급부(30) 및 열전도부(20)와 연결되어 통하도록 된 히터공기저장부(40)는 열전도부(20)를 중심으로 공기공급부(30)의 대향하는 쪽에 탱크 형상으로 형성되어 있으며, 열전도부(20)와 밴츄리관(41)으로 구획되어 연결되어 통하도록 되어서, 상기 공기공급부(30)의 홴(35)에 의하여 강제 공급되는 열전도부(20)의 히터공기가 충분히 가열된 상태로 히터 공기공급부(50)로 공급될 수 있도록 하고 있다.
또한, 위의 히터저장부(40)에는 온도조절기(42)가 형성되어 상기의 공기공급부(30)에 형성한 변환개폐판(34)의 모터(33)와 연결되도록 되어서, 상기 온도조절기(42)이 셋팅온도에 따라서, 변환 개폐판(34)을 개폐시킬 수 있도록 되어 있다.
따라서, 히터공기저장부(40)에 저류되는 히터공기를 감지하여 일정온도 이상으로 도달하지 않으면 계속하여 실내공기가 실내공기 유입구(32)를 통하여 공기공급부(30)로 공급될 수 있도록 상기 변환개폐판(34)이 실외 공기유입구(31)를 막아 폐쇄시키고 있다가, 상기 온도조절기(42)에서 셋팅 온도 이상으로 감지가 되면, 변환 개폐판(34)의 모터(33)의 구동으로 상기의 변환개폐판(34)의 실내공기유입구(32)를 폐쇄 시키므로써, 실외공기유입구(31)를 통하여 외부의 공기가 공기공급부(30)로 통하도록 되어 있다.
다음 상기 히터 저장부(40)와 연결되어 통하도록된 히터 공기 공급부(50)는 제1도에 나타낸 바와같이, 히터 공기공급관(53)이 형성되어 성애 제거를 위한 디프로스터공급구(51)쪽과 실내공급구(52) 쪽으로 분기되어, 히터의 공기를 실내 및 디프로스터 쪽으로 공급 시킬 수 있도록 되어있다.
본 발명의 작동 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
시동을 걸면 엔진부로 부터 연소된 배기가스를 배기매니폴드(11)를 통하여 배기관(12)으로 배출되는 것이며, 이 배기관(12)을 통해 빠져 나가는 배기가스의 온도는 대략 600∼800℃ 정도의 고온으로써, 이 배기가스는 제2도에 나타낸 바와같이 배기관(12)의 메인파이프를 통해 배출되면서 일부는 입구개구구멍(21)으로 유입되어 나선형분기관(23)을 통과하여 이 배기가스의 배기열이 열전도관(60)으로 전도되게 되는 것이며, 이 열전도관(60)과 열전도관(60)의 바깥둘레의 히터핀(63)은 열전도성이 양호한 재질로 되어있어 배기관(12)과 나선형분기관(23)을 통과하는 배기가스의 배기열이 열전도부(20)로 전달되게 된다.
상기의 나선형 분기관(23)을 통과하는 배기가스는 나선형 분기관(23)을 따라 배기관(12)의 둘레부위를 포위 하듯이 배기되므로 배기가스가 열전도부(20)에서 배기관(12)으로 바로 빠져나가는 배기가스보다 나선형분기관(23)의 배기가스가 지연됨에 따라서 배기가스의 배기열을 충분히 열전도부(20)에서 흡수 시킬 수 있는 것이다.
위와같이 나선형분기관(23)을 통해 빠져 나가는 배기가스는 최종적으로 배기관(12)의 출구개구구멍(22)으로 유입되어 배기가스유출구(14)를 통하여 머플러 쪽으로 배기 되게 된다.
그리고, 열전도부(20)의 배기관(12)에 나선형 분기관(23)을 형성하지 않고 배기관(12)이 관통되도록 형성하여 배기관(12)을 통과하는 배기가스의 배기열이 열전도관(60) 및 열전도관(60)의 히터핀(63)에 열전도 될 수 있도록 할수도 있으나, 상기 나선형 분기관(23)을 형성할때 보다 열전도 효율이 떨어지는 결함이 있다.
상기의 열전도부(20)이 배기가스의 열전도와 함께 공기공급부(30)에서는 홴(35)이 작동하여 열전도부(20)의 전도열을 히터공기저장부(40)쪽으로 공급시키게 되며, 열전도부(20)에서 히터 열을 포함하는 히터공기는 벤츄리관(41)에서 단위면적은 작으면서 유속은 빨라져서 히터 공기저장부(40)로 유입되게 된다.
또한 히터공기저장부(40)의 히터공기는 히터 공기 공급부(50)의 히터공기공급관(53)을 통하여 디프로스터(51) 및 실내 공급구(52)를 통하여 성애제거 기능과 실내 온도 상승의 기능을 담당하게 된다.
이때, 공기공급부(30)의 변환개폐판(34)은 제1도에서 가상선으로 나타낸 바와같이 실외 공기 유입구(31)를 막아 실외공기 보다 다소 높은 실내공기를 실내공기유입구(32)를 통하여 공기공급부(30)로 공급될 수 있도록 하고 있는 것이다.
여기서, 히터공기저장부(40)의 온도조절기(42)에서 셋팅 설정온도보다 높게 온도를 감지하게 되면, 상기 온도조절기(42)와 연결된 변환개폐판(34)이 제1도에서 실선으로 나타낸 바와같이, 실내 공기유입구(32)를 막아 실외의 공기가 실외의 공기가 실외공기공급구(31)를 통하여 공기공급부(30)로 공급될 수 있도록 하는 것이다.
이상과 같이 본 발명은 시동과 동시에 배기가스의 배기열을 이용하여 차량의 실내온도를 빠른 시간내에 상승시키며 특히 히터 공기로써, 겨울철에 직접 차유리의 성애를 제거시킬 수 있는 이점이 있는 것이며, 또한 가솔린, 디젤 및 LPG기관등에 적용시키어 사용할 수 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 배기매니폴드 아래부분의 배기관 둘레에 배기관의 열을 전도시킬 수 있는 열전도관을 가지는 열전도부와, 이 열전도부의 한쪽에 차량의 실내 또는 실외공기를 유입시킬 수 있는 공기공급부와, 이 공기 공급부와 상기 열전도부와의 연결되어 통하여 열전도부의 가열공기를 저류시킬 수 있는 히터공기저장부와, 이 히터공기저장부와 연결되어 통하도록 되어 디프로스터 및 실내로 히터공기를 공급시킬 수 있는 히터 공기 공급부로 이루어진 것에 있어서, 상기의 열전도관내의 배기관 둘레에는, 배기관 위, 아래에 일정간격을 두고 뚫어 형성한 입구개구구멍과 출구 개구구멍에 일정직경의 나선형 분기관이 연결되어 통하도록 되어서, 배기관의 배기가스 일부가 상기의 나선형 분기관을 통과하도록 되고, 상기 열전도관의 둘레면에는, 일정길이의 히터핀이 다수 튀어나와 형성됨을 특징으로 하는 자동차의 배기가스를 이용한 히터 장치.
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