KR0183097B1 - 수냉기관의 냉각장치 - Google Patents

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Abstract

수냉기관의 냉각장치에 있어서; 기관에 냉각수를 제공하는 물펌프와; 수온조절기에 의하여 제공되는 가열된 냉각수를 냉각하여 물펌프로 보내는 냉각부와; 기관의 오버히터시 냉각부의 팽창된 냉각수를 증기와 냉각수로 분리하며, 냉각수와 증기를 유입하는 유입구와, 유입되는 냉각수와 증기의 유속을 감소시키고 냉각수와 증기를 분리하는 복수의 격벽과, 복수의 공간, 그리고 분리된 증기를 배출하는 증기 배출구와, 냉각수를 유출하는 유출구와, 이들을 형성하는 하우징으로 구성된 증기 분리장치와; 이 증기 분리장치를 제어하며, 이 증기 분리장치 내의 냉각수 높이를 감지하는 센서와 전자변을 포함하는 제어수단으로 구성된 수냉기관의 냉각장치를 사용함으로서, 기관의 오버히터시에 냉각수 회로 외기로 냉각수의 유출을 차단하여 귀환시킴으로서, 기관의 난기성능을 향상시킬 수 있고, 난기 운전증의 기관 보기장치와, 방열기 등의 파손을 방지할 수 있는 수냉기관의 냉각장치.

Description

수냉기관의 냉각장치
제1도는 본 발명에 따른 수냉기관의 냉각장치의 간략도.
제2도는 제1도의 증기분리장치의 일단면사시도.
제3도는 종래기술에 따른 수냉기관의 냉각장치이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 기관 8 : 냉각부
12 : 증기 분리장치 14 : 제어수단
26 : 유입구 28 : 격벽
30 : 공간 32 : 증기 배출구
34 : 유출구 36 : 하우징
40 : 관통홀 46 : 최고 레벨 센서
47 : 최저 레벨 센서 48 : 전자변
49 : 전자제어장치
[산업상의 이용분야]
본 발명은 수냉기관의 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기관의 오버히터시에 냉각수의 소모를 방지하는 수냉기관의 냉각장치에 관한 것이다.
[종래 기술]
냉각장치는 기관을 냉각하여 과열을 방지하고 또 적당한 온도로 유지하는 장치이다.
기관의 냉각방식에는 외부 공기로 기관을 직접 냉각하는 공랭식과, 냉각수를 기관의 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식이 있다.
수냉식은 물의 순환 방식에 따라 강제순환식과, 자연순환식이 있으며, 강제순환식은 실린더 블럭과, 실리던 헤드에 마련된 물재킷안에 냉각수를 순환시켜 냉각작용을 하도록 한 것이며, 주요부는 방열기, 물펌프, 냉각펜, 수온조절기 등으로 구성되어 있다.
제3도는 이러한 종래기술에 따른 수냉기관의 냉각장치로서, 냉각수를 제공하는 물펌프(50)와, 이 물펌프(50)에 의하여 제공되는 냉각수에 의하여 냉각되는 기관(52)과, 이 기관(52)에서 나오는 냉각수의 흐름을 조절하는 수온조절기(54)와, 이 수온조절기(54)에 의하여 제공되는 가열된 냉각수를 냉각하여 물펌프(50)로 보내는 냉각부(56)와, 이들을 연결하는 냉각수관(58)을 포함하고 있다.
그리고 상술한 기관(52)은 냉각수를 유입하는 실린더 블럭(60) 부분과, 냉각수를 유출하는 실린더 헤드(62) 부분으로 구성되어 있다.
또한 수온조절기(54)는 냉각수의 흐름을 냉각부(56)로 보내는 상부관(64)과, 아울러 일부의 냉각수를 직접 물펌프(50)로 보내는 바이패스관(65)과 연결되어 있다.
수온조절기(54)에 의하여 제공되는 가열된 냉각수를 냉각하여 물펌프(50)로 보내는 냉각부(56)는 상부 탱크(66)와, 방열기(68), 그리고 하부 탱크(70)로 구성되어 있다.
상술한 방열기(68)의 상부 탱크(66)에는 기관(52)의 오버히터시 팽창된 수증기를 배출시키는 가압 밸브(72)를 형성하고 있다.
이 가압 밸브(72)의 일측에는 팽창된 수증기를 배출시키는 오버 플로우 튜브(74)와, 보조 탱크(76)가 형성되어 있다. 그리고 이 보조 탱크(76)는 증기를 배출하는 증기 배출구(78)를 형성하고 있다.
상술한 바와 같이 구성된 종래의 수냉기관의 냉각장치에 있어서, 기관(52)의 오버히터시에는 냉각수의 온도가 과다하게 상승되어 방열기(68)내부의 냉가수가 팽창된다.
그래서 팽창된 냉각수는 방열기(68)의 상부에 설치된 가압 밸브(72)를 개변시킨다.
이 가압 밸브(2)를 통과한 고온의 냉각수는 오버 플로우 튜브(74)를 경유하여, 이 오버 플로우 튜브(74) 끝에 설치된 보조 탱크(76) 내로 유입되어 일시저장된다.
다음에 냉각수의 온도가 저하되면 냉각수는 수축하므로 이번에는 보조탱크(76)에서 방열기(68) 쪽으로 사이펀(siphon)작용에 의하여 흡입되어 되돌아 간다.
그러나 이 보조 탱크(76)로 유입된 냉각수는 기관의 오버히터 지연으로 인하여 보조 탱크(76)의 상부 일측에 설치된 증기 배출구(78)를 통하여 증기과 함께 냉각수 회로 외기로 다량 배출된다.
[본 발명이 해결하려는 문제점]
기관의 오버히터시에 냉각수 회로 외기로의 냉각수가 방출됨으로서, 기관의 난기성능이 저하되는 문제점이 있다.
그리고 난기 운전증의 기관 보기장치와, 방열기 등의 파손되는 문제점이 있다.
[문제점을 해결하기 위한 수단]
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창출한 것으로서, 본 발명의 목적은 기관의 오버히터시에 냉각수 회로 외기로의 냉각수 방출을 차단하여, 기관의 난기성능을 향상시키는 수냉기관의 냉각장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 난기 운전중의 기관 보기장치와, 방열기 등의 파손을 방지하는 수냉기관의 냉각장치를 제공하는 데에 있다.
이를 실현하기 위하여, 본 발명은 기관에 냉각수를 제공하는 물펌프와, 수온조절기에 의하여 제공되는 가열된 냉각수를 냉각하여 물펌프로 보내는 냉각부와, 이들을 연결하는 냉각수관으로 구성된 수냉기관의 냉각장치에 있어서, 기관의 오버히터시 냉각부의 팽창된 냉각수를 증기와 냉각수로 분리하는 증기 분리장치와, 이를 제어하는 제어수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 수냉기관의 냉각장치이다.
상기 증기 분리장치는 냉가수와 증기를 유입하는 유입구와, 유입되는 냉각수와 증기의 유속을 감소시키고 냉각수와 증기를 분리하는 복수의 격벽과, 복수의 공간, 그리고 분리된 증기를 배출하는 증기 배출구와, 냉각수를 유출하는 유출구와, 이들을 형성하는 하우징으로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 하우징의 내부에 고정된 복수의 격벽은 서로 연통하는 관통홀을 형성하고 있음을 특징으로 한다.
상기 제어수단은 증기 분리장치의 내부에 모인 냉각수의 높이를 감지하는 최고 레벨 센서와, 최저 레벨 센서와, 이들의 감지에 의하여 작동되는 전자변과, 이 전자변의 작동을 지시하는 전자제어장치를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
[작용]
기관의 오버히터시 방열기의 상부에 장착되어 있는 가압 밸브의 개도로 냉각수와 증기가 오버 플로우 튜브를 경유하여 증기 분리 장치의 유입구를 통하여 유입된다.
이 유입구를 통하여 유입된 증기와 냉각수는 복수의 격벽과 충돌하면서 유속이 감소되며, 격벽에 형성되어 있는 관통홀을 통과하게 된다.
이렇게 격벽을 통과하게 되면서 증기와 냉각수는 완전하게 분리되어, 증기는 증기 배출구로 유출되며, 냉각수는 하우징 내부에 모이게 된다.
이렇게 하우징 내부에 모인 냉각수는 최고 레벨 센서와, 최저 레벨 센서에 의하여 높이가 감지되고, 이 센서의 감지에 의하여 전자변이 작동되어, 하우징 내에 모인 냉각수를 다시 물펌프로 귀환시킨다.
이와 같은 본 발명의 구체적인 특징은 첨부된 도면을 참조하여 이하의 바람직한 설명으로 더욱 명확해질 것이다.
[실시예]
제1도는 본 발명에 따른 수냉식기관의 냉각장치로서, 기관(2)에 냉각수를 제공하는 물펌프(4)와, 기관(2)에서 나오는 냉각수의 흐름을 조절하는 수온조절기(6)와, 이 수온조절기(6)에 의하여 제공되는 가열된 냉각수를 냉각하여 물펌프(4)로 보내는 냉각부(8)와, 이들을 연결하는 냉각수관(10)과, 기관(2)의 오버히터시 냉각부(8)의 팽창된 냉각수를 증기와 냉각수로 분리하는 증기 분리장치(12)와, 이 증기 분리장치(12)를 제어하는 제어수단(14)을 포함한다.
상술한 물펌프(4)와 수온조절기(6)사이에는 기관(2)에서 방출되는 냉각수의 온도에 따라서 냉각수의 흐름을 조절하여 냉각부(8)로 보내지 않고 직접 바이패스시키는 바이패스관(16)이 형성되어 있다.
그리고 냉각부(8)는 냉각수를 유입하여 냉각시키는 방열기(18)와, 이 방열기(18)에 상부에 형성된 가압 밸브(20)를 포함하고 있다.
상술한 냉각수관(10)은 기관(2)과 방열기(18) 상부를 연통케 하는 상부관(22)과, 방열기(18) 하부와 기관(2)을 연통케 하는 하부관(24)으로 구성되어 있다.
제2도는 제1도의 증기 분리장치의 일단면사시도로서, 냉각수와 증기를 유입하는 유입구(26)와, 유입되는 냉각수와 증기의 유속을 감소시키고 냉각수와 증기를 분리하는 복수의 격벽(28)과, 이 복수의 격벽(28)에 의하여 이루어지는 복수의 공간(30), 그리고 분리된 증기를 배출하는 증기 배출구(32)와, 냉각수를 유출하는 유출구(34)와, 이들을 형성하는 하우징(36)을 포함한다.
상술한 하우징(32)의 내부에 고정된 복수의 격벽(28)에는 복수의 공간(30)들 간에 서로 연통케 하는 관통홀(40)이 형성되어 있다.
더우기 증기 분리장치(12)의 유입구(26)와 방열기(18)의 상부에 장치되어 있는 가압 밸브(20) 사이에는 오버히터시 증기와 냉각수가 흐를 수 있는 오버 플로우 튜브(42)가 설치되어 있고, 증기 분리장치(12)의 유출구(34)와 하부관(24)과의 사이에는 냉각수를 귀환시키는 리턴 튜브(44)가 설치되어 있다.
그리고 상술한 증기 분리장치(12)를 제어하는 제어수단(14)은 증기 분리장치의 내부에 모인 냉각수의 높이를 감지하는 최고 레벨 센서(46)와, 최저 레벨 센서(47), 그리고 이 센서(46),(47)들의 감지에 의하여 작동되는 전자변(48)과, 이 전자변(48)의 작동을 지시하는 전자제어장치(49)로 구성되어 있다.
그리고 이 전자변(48)은 리턴 튜브(44)의 적당한 위치에서 냉각수의 흐름을 단속할 수 있도록 설치되어서, 리턴 튜브(44) 내의 냉각수 흐름을 단속한다.
상술한 바와 같이 구성된 수냉기관의 냉각장치에 있어서, 기관(2)의 오버히터 발생시에 냉각회로 내에서는 수증기가 발생한다.
이렇게 발생된 수증기와, 냉각회로 내로 침입한 미량의 연소가스와 블로바이 가스(blow-by gas), 그리고 비등해진 냉각수에서 발생되는 수증기 등이 방열기(18)의 상부에 설치된 가압 밸브(20)을 개도하여 오버 플로우 튜브(42)를 경유하여 증기 분리장치(12) 내부로 유입된다.
상기 설명과 같이 증기 분리장치(12) 내부로 유입된 냉각수는 하우징(36)의 내부에 고정 설치된 복수의 격벽(28)에 의하여 유속이 일시적으로 감소되고, 이 복수의 격벽(28)에 형성된 관통홀(40)을 통하여 복수의 공간(30)을 경유하게 된다.
이 복수의 공간(30) 중 최후의 공간(30a)에서는 순수한 냉각수와 증기, 그리고 냉각수와 연소가스로 분리되며, 증기와 연소가스는 증기 배출구(32)를 통하여 외부로 배출되고, 순수한 냉각수는 최후의 공간(30a)에 일시적으로 저장된다.
이렇게 최후의 공간(30a)에 일시적으로 저장된 순수한 냉각수는 최고, 최저 레벨 센서(46),(47)에 의하여 높이가 감지된다.
이 순수한 냉각수의 높이가 최고에 도달하면 최고 레벨 센서(46)가 이를 감지하여 감지신호를 전자제어자치(49)로 보낸다.
감지신호를 받은 전자제어장치(49)는 전자변(18)에 제어신호를 보내어, 이 전자변(48)을 개도시킨다.
이 전자변(48)의 개도로 상술한 리턴 튜브(44)가 연통되어, 하우징(36)의 내부에 형성되어 있는 최후의 공간(30a)에 일시저장되어 있던 순수한 냉각수는 물펌프(4)의 흡입압에 의하여, 다시 회로 내로 들어가게 된다.
그리고 순수한 냉각수의 높이가 낮아져서 최저 높이에 도달하면, 최저 레벨 센서(47)가 이를 감지하고, 이 감지에 의하여 전자제어장치(49)는 전자변(48)을 폐도시킨다.
상기와 같이 전자변(48)의 개폐변 작동을 기관의 오버히터 지연에 따라서 반복적으로 하게 됨으로서 냉각수 회로의 외기로 냉각수가 유출되는 것을 방지할 수 있다.
[발명의 효과]
기관의 오버히터시에 냉각수 회로 외가로 냉각수 방출을 차단하므로서, 기관의 난기성능을 향상시킬 수 있고, 난기 운전증의 기관 보기장치와, 방열기 등의 파손을 방지할 수 있다.

Claims (4)

  1. 기관에 냉각수를 제공하는 물펌프와, 수온조절기에 의하여 제공되는 가열된 냉각수를 냉각하여 물펌프로 보내는 냉각부와, 이들을 연결하는 냉각수관으로 구성된 수냉기관의 냉각장치에 있어서, 기관(2)의 오버히터시 냉각부(8)의 팽창된 냉각수를 증기와 냉각수로 분리하는 증기 분리장치(12)와, 이를 제어하는 제어수단(14)을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 수냉기관의 냉각장치.
  2. 제1항에 있어서, 증기 분리장치(12)는 냉각수와 증기를 유입하는 유입구(26)와, 유입되는 냉각수와 증기의 유속을 감소시키고 냉각수와 증기를 분리하는 복수의 격벽(28)과, 복수의 공간(30), 그리고 분리된 증기를 배출하는 증기 배출구(32)와, 냉각수를 유출하는 유출구(34)와, 이들을 형성하는 하우징(36)을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 수냉기관의 냉각장치.
  3. 제2항에 있어서, 하우징(36)의 내부에 고정된 복수의 격벽(28)은 서로 연통하는 관통홀(40)을 형성하고 있음을 특징으로 하는 수냉기관의 냉각장치.
  4. 제1항에 있어서, 제어수단(14)은 증기 분리장치(12)의 내부에 모인 냉각수의 높이를 감지하는 레벨 센서(46)와, 최저 레벨 센서(47), 그리고 이 센서(46),(47)들의 감지에 의하여 작동되는 전자변(48)과, 이 전자변(48)의 작동을 지시하는 전자제어장치(49)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 수냉기관의 냉각장치.
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