KR0183090B1 - 자동차용 수냉식 엔진의 냉각수 흐름 조정장치 - Google Patents

Abstract

엔진의 시동과 함께 작동되는 워터펌프에 의하여 냉각수가 라디에이터를 통해 순환되는 것을 차단시킴으로써, 냉각수가 짧은 시간내에 적정 온도까지 이르도록 하여 워밍엎되는 시간을 단축시키고 동시에, 냉각수 유통시에 냉각수의 압력손실을 감소시켜 냉각수의 비점을 올려 줌으로써 냉각효율이 중대되도록 하는 데에 있는 것으로써 그 구조는, 제1니플과 제2니플을 측벽에 대칭되게 구비하면서 냉각수를 일시적으로 머무르게 하였다가 배출시키는 캡 형상의 제1케이스와, 상기 제1케이스와 이격되어 제1공간을 이루면서 설치되는 동시에, 내부에 제2공간을 이루며 냉각수가 일시적으로 머무르게 하는 캡 형상의 제2케이스와, 상기 캡 형상을 하는 제1케이스와 제2케이스의 개방 부분에 용접 고정되면서 개방부분을 폐쇄시키는 플랜지와, 상기 제2케이스의 상부 내벽과 플랜지사이에 배수구를 측벽에 구비하면서 설치되는 원통형상의 배수관과, 상기 플랜지를 관통하면서 제2공간내에 냉각수 공급을 안내하는 냉각수 유도관과, 상기 플랜지를 관통하여 배수관 내부를 향하여 설치되면서, 공급된 냉각수배출을 안내하는 라디에이터 상부호우스가 설치된 자동차용 수냉식 엔진의 냉각수 흐름 조정장치를 제공한다.

Description

자동차용 수냉식 엔진의 냉각수 흐름 조정장치

제1도는 본 발명이 설치된 수냉식 엔진의 냉각 계통도.

제2도는 본 발명인 유동 조절기의 측단면도.

제3도는 본 발명인 유동 조절기의 A-A선 단면도.

제4a도 및 제4b도는 본 발명이 냉각수의 흐름에 따라 작동되는 상태 예시도.

제5도는 종래 수냉식엔진의 냉각 계통도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 실린더 헤드 4 : 제1니플

6 : 냉각수 유도관 8 : 유동조절기

10 : 플랜지 12 : 제1케이스

14 : 제2니플 16 : 제1공간

18 : 제2케이스 20 : 배수관

22 : 배출구 24 : 유동 조절판

26 : 스토퍼 28 : 제2공간

30 : 라디에이터 상부호우스 32 : 라디에이터

34 : 라디에이터 하부호우스 36 : 워터펌프

38 : 제1호우스 40 : 제2호우스

42 : 드로틀바디 44 : 제3호우스

46 : 히터코아 48 : 제4호우스

본 발명은 자동차의 수냉식엔진에 사용되는 냉각장치계통에 관한 것으로서, 특히 엔진의 시동과 함께 흐르는 냉각수가 라디에이터를 통과하지 않고 엔진에 유입되게 하는 동시에, 곧바로 드로틀바디와 히터코아로 순환되게 하여 단시간에 냉각수가 적정 온도까지 상승할 수 있도록 함으로써 엔진의 워밍엎 시간을 단축시킬 수 있게 하고, 또 한편으로는 냉각기관에 발생되는 압력의 손실을 감소시킴으로써 냉각수의 비점을 올려 냉각효율을 극대화할 수 있게 한 자동차용 수냉식 엔진의 냉각수흐름 조정장치에 관한 것이다.

종래에는 제5도에 도시된 바와 같이, 실린더헤드(2)의 일측에 구비된 냉각수 유도관(6)에 수온조절기 케이스(102)가 설치되는데, 이 수온조절기 케이스(102)에 수온조절기(Thermostat)(104)를 구비하고 있는 라디에이터 상부호우스(30)의 일단이 연결되고, 타단은 고온의 냉각수를 열교환시키는 라디에이터(32)에 연결된다.

그리고, 유출되는 저온의 냉각수를 안내하는 라디에이터 하부호우스(34)의 일단이 상기 라디에이터(32)에 연결되고, 동시에 타단에는 냉각수를 강제로 순환시키는 워터펌프(36)가 구비되면서 상기 실린더헤드(2)에 연결된다.

또한, 상기 수온조절기 케이스(102)에 고온의 냉각수 흐름을 유도하는 니플(106)이 설치되는데, 이 니플(106)에 드로틀바디(42)와 연결된 제1호우스(38)가 연결되고, 상기 드로틀바디(42)의 출구에 제3호우스(44)의 일단이 연결되면서 타단은 라디에이터 하부호우스(34)에 연결된다.

그리고, 상기 니플(106)에 히터코아(46)에 연결된 제2호우스(40)가 연결되면서, 상기 히터코아(46)에 라디에이터 하부호우스(34)에 연결된 제4호우스(48)가 연결된다.

상기와 같이 구성된 종래의 냉각장치 계통도의 작용순서는 다음과 같다.

엔진의 시동과 함께 가동되는 워터펌프(36)에 의하여 냉각수가 흐르게 되는데, 이 냉각수는 열을 발산하는 엔진으로부터 열을 흡수하여 수온조절기 케이스(102)에 설치된 수온조절기(104)를 지나 라디에이터(32)에 도달하게 되면서 열을 발산하게 되는데, 상기와 같이 저온의 상태로 만들어진 냉각수가 라디에이터 하부호우스(34)를 통하여 엔진으로 다시 유입되는데 이때, 냉각수는 워터펌프(36)에 의하여 강제로 재 순환이 이루어진다.

상기와 같이 엔진이 가동되면서 워터펌프가 동시에 작동하게 될 때 냉각수는 워터펌프에 의하여 강제로 순환이 이루어지게 되는데 이때, 냉각수는 최초로 저온의 상태로 엔진을 지나 라이에이터와 히터코아로 공급이 되는데, 이 냉각수는 동절기에 특히 냉각수보다 더 낮은 실외의 온도로 인하여 냉각수가 더욱 저온상태로 변화됨에 따라 엔진의 워밍엎을 보통 때보다 더 긴 시간동안 하여야 하는 문제점이 있었다.

또한, 냉각수의 온도가 적정온도에 이르기까지 자동차의 엔진을 워밍엎하여야 하는 문제로 인하여 연료소모가 증가하는 문제점이 있었고, 또한 냉각기 계통내에서 냉각수로부터 발생하는 압력이 소실되는 문제로 인하여 냉각수의 비점이 낮아져 냉각효율이 떨어지는 문제점이 있다.

이에 본 고안은 상기의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로 그 목적은, 엔진의 시동과 함께 작동되는 워터펌프에 의하여 냉각수가 라디에이터를 통해 순환되는 것을 차단시킴으로써, 냉각수가 짧은 시간내에 적정온도까지 이루도록 하여 워밍엎되는 시간을 단축시키고 동시에, 냉각수 유통시에 냉각수의 압력손실을 감소시켜 냉각수의 비점을 올려 줌으로써 냉각효율이 증대되도록 하는 데에 있다.

또 다른 목적으로는, 초기운전시에 엔진트러블을 최소화함으로써 연비향상을 도모하는 동시에, 난방효능을 극대화시킬 수 있도록 하는 데에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 제1니플과 제2니플을 측벽에 대칭되게 구비하면서 냉각수를 일시적으로 머무르게 하였다가 배출시키는 캡 형상의 제1케이스와, 상기 제1케이스와 이격되어 제1공간을 이루면서 설치되는 동시에, 내부에 제2공간을 이루며 냉각수가 일시적으로 머무르게 하는 캡 형상의 제2케이스와, 상기 캡 형상을 하는 제1케이스와 제2케이스의 개방 부분에 용접 고정되면서 개방부분을 폐쇄시키는 플랜지와, 상기 제2케이스의 상부 내벽과 플랜지 사이에 배수구를 측벽에 구비하면서 설치되는 원통형상의 배수관과, 상기 플랜지를 관통하면서 제2공간내에 냉각수 공급을 안내하는 냉각수 유도관과, 상기 플랜지를 관통하여 배수관 내부를 향하여 설치되면서 공급된 냉각수배출을 안내하는 라디에이터 상부호우스가 설치된다.

다른 실시예로는, 상기 배수관을 따라, 상,하로 이동하면서 제2케이스 내부의 제2공간에 유입되는 냉각수가 배수관에 구비된 배출구로 유출될 수 있도록 하는 유동 조절판이 설치된다.

또 다른 실시예로는, 상기 배수관을 따라 상,하로 작동하는 유동조절판의 작동거리를 제한하는 스토퍼가 배수관의 상부와 하부에 각각 설치된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에 도시된 바와 같이 실린더헤드(2)와 미도시된 실린더블록으로 이루어진 엔진으로부터 유출되는 냉각수를 안내하는 제1니플(4)과 냉각수 유도관(6)이 실린더헤드(2) 일측에 설치되고, 이와 함께 상기 제1니플(4)과 냉각수유도관(6)의 출구에 냉각수의 흐름을 조정하는 유동조절기(8)가 설치된다.

상기 유동조절기(8)를 제2도와 제3도에 설명하면 다음과 같다.

미 도시된 차체에 플랜지(10)가 설치 고정되는데, 이 플랜지(10)상에 냉각수를 일시적으로 머무르게 하는 캡 형상을 한 제1케이스(12)의 개방된 하부가 안치되면서 밀폐되게 용접고정되고 동시에, 측벽의 양측에 제1니플(4)과 제2니플(14)이 상호 대칭되게 설치된다.

또한, 상기 제1케이스(12)내부에 제1공간(16)을 이루며 캡 형상을 하는 제2케이스(18)가 개방된 하부를 플래이트(10)상에 안치하면서 밀폐되게 용접고정된다.

그리고, 상기 제2케이스(18)내부의 상부벽과 플랜지(10)의 상단면 사이에 원통으로 된 배수관(20)이 설치되는데, 이 배수관(20)의 측벽 소정위치에 유입되는 냉각수가 배출될 수 있도록 된 배출구(22)가 형성된다.

상기 배수관(20)에 결합되어 슬라이딩하면서 상,하로 작동하는 유동조절판(24)이 제2케이스(18)내의 벽과 밀착되게 설치되고, 동시에 상기 유동조절판(24)이 상,하로 작동하는 작동거리를 제한시키는 스토퍼(26)가 배수관의 상,하부에 각각 설치된다.

그리고, 상기 플랜지(10)를 관통하면서 설치되는 냉각수 유도관(6)이 상기 제2공간(28)내를 향하여 설치되고, 이와 동시에 라디에이터 상부호우스(30)가 플랜지(10)를 관통하면서 배수관(20)내를 향하며 설치된다.

한편, 상기 유동조절기(8)에 설치되는 라디에이터 상부호우스(30)는 고온의 냉각수를 저온의 냉각수로 변환시키는 라디에이터(32)의 일측에 연결되고, 동시에 라디에이터(32)에서 열교환이 이루어진 냉각수의 흐름을 유도하는 라디에이터 하부호우스(34)가 타측에 연결되는데, 이 라디에이터 하부호우스(34)의 소정위치에 냉각수를 강재로 순환시키는 워터펌프(36)가 구비되면서 그 선단부가 실린더헤드(2)에 연결된다.

또한, 상기 제2니플(14)에 제1호우스(38)과 제2호우스(40)가 연결되는데, 상기 제1호우스(38)에 드로틀바디(42), 제3호우스(44) 순으로 연결되면서 제3호우스(44)의 선단부가 라디에이터 하부호우스(34)에 연결된다.

동시에, 상기 제2호우스(40)에 히터코아(46), 제4호우스(48)순으로 연결되는데, 상기 제4호우스(48)의 선단부는 상기 라디에이터 하부호우스(34)에 연결되어 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 엔진을 최초 작동시키게 되면 제4a도에 도시된 바와 같이, 냉각수가 실린더헤드(2) 내에서 순환하다가 제1니플(4)과 냉각수 유도관(6)을 통하여 유출이 이루어지는데, 이와 같이 냉각수 유동관(6)을 통하여 유출되는 냉각수가 제2공간(28)에 유입되면, 가열되지 않은 냉각수는 부피가 증가되지 않은 상태임으로 유동조절판(24)이 상승되지 않고 제1케이스(12)내의 제2공간(28)에 머무르게 된다.

따라서, 제1니플(4)을 통하여 유출되는 냉각수는 제1케이스(12)내의 제1공간(16)에 공급이 이루어지게 되는데 이때, 냉각수는 제1공간(16)을 통하여 제2니플(14)을 지나 제2호우스(40)와, 제3호우스(44)에 동시 유출된다.

상기와 같이 유출된 냉각수는 드로틀바디(42)와 히터코아(46)를 지나며 열을 일부 방출하고 동시에, 제3호우스(44)와 제4호우스(48)로 하여서 라디에이터 하부호우스(34)로 유입되면서 펌프(36)에 의하여 재차 가압되어 실린더헤드(2)에 공급된다.

상기와 같이 엔진이 작동되는 동안에 냉각수가 가열되면서 워터펌프(36)에 의하여 냉각기관을 순환하게 되는데, 이때 냉각수가 엔진에 의하여 적정수준까지 가열되면 냉각수의 온도상승으로 인하여 부피 증가현상이 나타나는데 이로 인하여 b에 도시된 바와 같이 냉각수유도관(6)을 통하여 냉각수가 제2공간(28)내로 유입되면서 유동조절판(24)을 상향으로 밀어 올리게 된다.

이와 같이 유동조절판(24)이 냉각수에 의하여 배수관(20)의 상단부에 설치된 스토퍼(26)까지 상승하게 되면 냉각수가 배출구(22)를 통하여 배수관(20)의 내부로 유출되게 되는데 이때, 냉각수는 배수관(20)에 연결된 라디에이터 상부호우스(30)를 통하여 라디에이터(32)로 유출이 된다.

상기와 같이 가열된 고온의 냉각수가 라디에이터(32)에 공급되면 냉각수는 열교환이 이루어지면서 저온의 상태로 변화되어 라디에이터 하부호우스(34)를 지나 워터펌프(36)에 의하여 재차 실린더헤드(2)에 공급되어 순환이 이루어진다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 엔진이 작동할 때 저온상태인 냉각수를 단 시간내에 가열시킴으로써, 엔진의 워밍엎시간이 단축되어 연료소모량을 줄일 수 있는 효과가 있고 동시에, 냉각수가 가열되면서 발생되는 압력손실을 방지할 수 있어 냉각수의 비점을 높여주어 냉각효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 제1니플(4)과 제2니플(14)을 측벽에 대칭되게 구비하면서 냉각수를 일시적으로 머무르게 하였다가 배출시키는 캡 형상의 제1케이스(12)와, 상기 제1케이스(12)와 이격되어 제1공간(16)을 이루면서 설치되는 동시에, 내부에 제2공간(28)을 이루며 냉각수가 일시적으로 머무르게 하는 캡 형상의 제2케이스(18)와, 상기 캡 형상을 하는 제1케이스(12)와 제2케이스(18)의 개방 부분에 용접 고정되면서 개방부분을 폐쇄시키는 플랜지(10)와, 상기 제2케이스(18)의 상부 내벽과 플랜지(10)사이에 배출구(22)를 측벽에 구비하면서 설치되는 원통형상의 배수관(20)과, 상기 플랜지(10)를 관통하면서 제2공간(28)내에 냉각수 공급을 안내하는 냉각수 유도관(6)과, 상기 플랜지(10)를 관통하여 배수관(20) 내부를 향하여 설치되면서, 공급된 냉각수배출을 안내하는 라디에이터 상부호우스(30)가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 수냉식 엔진의 냉각수 흐름 조정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 배수관(20)을 따라 상,하로 이동하면서 제2케이스(18)내부의 제2공간(28)에 유입되는 냉각수가 배수관(20)에 구비된 배출구(22)로 유출될 수 있도록 하는 유동조절판(24)이 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 수냉식 엔진의 냉각수 흐름 조정장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배수관(20)을 따라 상,하로 작동하면서 유동조절판(24)의 작동거리를 제한하는 스토퍼(26)가 배수관(20)의 상부와 하부에 각각 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 수냉식 엔진의 냉각수 흐름 조정장치.