KR100191660B1

KR100191660B1 - 자동차의 급속온기 및 온방용 축열장치

Info

Publication number: KR100191660B1
Application number: KR1019960019719A
Authority: KR
Inventors: 유철호
Original assignee: 류정열; 기아자동차주식회사
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR980001038A

Abstract

본 발명에 의한 자동차의 급속온기 및 온방용 축열장치는 엔진의 냉태시동에 따른 연료의 불완전연소를 줄여 유해가스의 발생의 저감 및 연비의 향상을 도모함과 동시에, 급속난방이 이루어질 수 있도록 하는 자동차의 급속온기 및 온방용 축열장치를 제공하기 위한 것으로 라디에이터(2)와, 물펌프(10)와, 물자켓(8)을 상기 라디에이터(2)에 연통연결하는 리턴라인(12)과, 상기 리턴라인(12)에 설치된 서모밸브(14)에 의해 냉각수를 물자켓(8)으로 재펌핑될 수 있도록 하는 바이패스라인(16)으로 구성된 엔진냉각수(C)를 구비하고, 히팅라인(24) 및 히팅리턴라인(25)에 의해 상기 물자켓(8)에 연통연결되는 히터(22)와, 콘트롤러(32)에 의해 제어개폐되어 상기 히터(22)로의 냉각수 유통을 조절하는 제1솔레노이드밸브(30)로 구성된 난방부(H)를 구비하며, 상기 히팅라인(24)에 설치되는 축열기(34)와, 콘트롤러(32)에 의해 제어상태로 구동되는 냉각수펌프(36)와, 상기 제1솔레노이드밸브(30)를 히팅리턴라인(25)에 연통연결시키는 축열냉각수 유통라인(38)과, 상기 콘트롤러(32)에 의해 제어개폐되는 제2솔레노이드밸브(40)로 구성된 축열부(S)를 구비한다.

Description

자동차의 급속온기 및 온방용 축열장치

본 발명은 자동차의 급속온기 및 온방용 축열장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 데워진 냉각수를 일시적으로 저장하여 이러한 냉각수의 열을 냉태시동(cold start)시의 엔진예열용이나, 차실내의 난방용으로 사용할 수 있도록 하는 자동차의 급속온기 및 온방용 축열장치에 관한 것이다.

고온, 고압의 상태하에서 구동되는 엔진은 고열을 냉각시키기 위한 엔진냉각장치를 구성하여 엔진블럭을 냉각시키도록 하는데, 제1도와 제2도에 도시된 바와 같이 엔진냉각부(C)는 냉각수의 방열작용을 수행하는 라디에이터(2)를 냉각수 유입라인(4)으로 엔진블럭(6)의 물자켓(8)에 연통 연결하여 냉태의 냉각수를 엔진블럭(6)의 물자켓(8)으로 펌핑하도록 하고, 물펌프(10)에 의해 펌핑되는 냉태의 냉각수가 물자켓(8)을 순환하면서 엔진블럭(6)을 냉각시킨 후 온태로 되어 상기 라디에이터(2)로 리턴되도록, 물자켓(8)은 리턴라인(12)을 통하여 라디에이터(2)로 연결된다.

또, 상기한 리턴라인(12)에 서모밸브(14)를 설치함과 아울러, 바이패스라인(16)으로 물펌프(10)와 서모밸브(14)를 연결하여 서모밸브(14)에 의해 냉각수의 온도가 일정온도, 예를들어 80℃ 이하일 때 물자켓(8)으로부터 냉각수가 물펌프(10)에 의해 물자켓(8)으로 재순환되도록 한다.

이러한 구성에 따라 엔진냉각장치(C)는 물펌프(10)에 의해 냉태의 냉각수가 물자켓(8)으로 유입되어 유통되면서 엔진블럭(6)을 냉각시키고, 서모밸브(14)를 통과하여 라디에이터(2)로 유출됨으로써, 라디에이터(2)에서의 방열작용에 따라 냉태로 냉각된 후 다시 물자켓(8)으로 연속 순환한다.

또, 상기 서모밸브(14)를 지나는 냉각수는 엔진이 구동에 필요한 최적온도인 80℃를 유지하도록 80℃ 이상일 때만 라디에이터(2)로 유출되며, 80℃ 미만일 때 바이패스라인(16)을 통해 물펌프(10)에 의해 물자켓(8)으로 재펌핑된다.

한편, 물자켓(8)과 연통하는 히터(22)를 엔진블럭(6)에 연결하여 냉각수열에 의해 차실내의 난방을 행할 수 있도록 하는 난방부(H)를 구성하는데, 이러한 난방부(H)는 상기 물자켓(8)과 상기 히터(22)를 히팅라인(24)으로 연결함과 동시에, 히팅리턴라인(12)으로 상기 히터(22)를 물펌프(10)와 연통 연결하여 히터(22)를 통과한 냉태의 냉각수가 물펌프(10)에 의해 엔진블럭(6)의 물자켓(8)으로 리턴되도록 하는 순환경로를 구성한다.

그리고, 상기 히팅라인(24)에는 난방모드에 따라 선택적으로 제어 작동되는 수량조절밸브(26)를 설치하여 온태의 냉각수가 히터(22)로 유통되는 것을 차단하거나, 냉각수의 유통량을 조절할 수 있게 한다.

이와 같이 구성된 난방장치(H)는 물자켓(8)을 순환하면서 온태로 된 냉각수가 수량조절밸브(26)를 통해 수량의 조절이 이루어지는 상태하에서 히터(22)에 공급되도록 함으로써, 차실내의 난방이 이루어지도록 한 다음, 냉태의 냉각수가 물펌프(10)에 의해 다시 물자켓(8)으로 순환되도록 한다.

그런데, 상기한 바와 같이 종래에는 엔진예열용이나, 차실내의 난방용으로 사용하기 위한 열을 축적시킬 수 있는 수단이 마련되어 있지 않아 엔진의 냉태시동시 원활한 구동에 필요한 최적온도로 엔진을 신속하게 승시키지 못한다.

따라서, 엔진이 연료를 불완전연소시켜 배기가스 주에 탄화수소(HC) 등과 유해가스의 배출량이 증가됨과 아울러, 연비의 저하를 초래하게 될 뿐 아니라, 냉각수가 충분한 온도에 이를 때까지 차실내의 난방을 실행할 수없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 단점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 데워진 냉각수를 보온상태로 저장하여 축열이 이루어지도록 하고, 이 축열된 냉각수를 물자켓에 공급하여 냉태시동시 엔진블럭을 신속히 승온시킬 수 있게 함으로써, 냉태시동 시 연료의 불완전연소에 따른 유해가스의 배출량을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 연비의 향상을 기대할 수 있도록 하고, 냉각수의 축열로 차실내를 급속난방시키는 것을 가능하게 하는 자동차의 급속온기 및 온방용 축열장치를 제공하는 데 있다.

제1도는 일반적인 엔진냉각장치 및 난방장치를 개략적으로 나타내는 블록도이고,

제2도는 일반적인 엔진냉각장치 및 난방장치를 나타내는 개략단면도이고,

제3도는 본 발명에 의한 엔진냉각장치 및 난방장치를 개략적으로 나타내기 위한 블록도이고,

제4도는 본 발명에 의한 엔진냉각장치 및 난방장치를 나타내는 개략단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

S : 축열부 C : 냉각부

H : 난방부 2 : 라디에이터

8 : 물자켓 12 : 리턴라인

14 : 세모밸브 16 : 바이패스라인

22 : 히터 24 : 히팅라인

25 : 히팅리턴라인 30 : 제1솔레노이드밸브

32 : 콘트롤러 34 : 축열기

36 : 냉각수펌프 38 : 축열냉각수 유통라인

40 : 제2솔레노이드밸브

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 냉각수의 방열작용을 행하는 라디에이터와, 엔진블럭의 물자켓으로 냉태의 냉각수를 펌핑공급하는 물펌프와, 상기 물자켓을 라디에이터에 연통 연결하는 리턴라인과, 상기 리턴라인에 설치된 서모밸브에 의해 리턴라인으로의 유통이 차단되는 온태의 냉각수가 물자켓으로 재펌핑 될 수 있도록 서모밸브 부분의 리턴라인과 물자켓을 연통연결하는 바이패스라인으로 엔진냉각부를 구성하고, 히팅라인 및 히팅리턴라인에 의해 상기 엔진블럭의 물자켓에 연통연결되는 히터와, 콘트롤러에 의해 제어 개폐되어 상기 히터로의 냉각수 유통을 조절하는 제1솔레노이드밸브로 난방부를 구성하며, 상기 히팅라인에 설치되는 축열기와, 이 축열기와 함께 상기 히팅라인에 설치되며 콘트롤러에 의해 제어 상태로 구동하는 냉각수펌프와, 상기 제1솔레노이드밸브를 히팅리턴 라인에 연통연결시키는 축열냉각수 유통라인과, 상기 히팅리턴라인에 물자켓 및 축열기 사이의 히팅라인을 선택적으로 연통연결할 수 있도록 콘트롤러에 의해 제어개폐되는 제2솔레노이드밸브로 축열부를 구성함을 특징으로 하는 자동차의 급속온기 및 온방용 축열장치를 제공한다.

이러한 구성으로 엔진이 냉태시동되면 콘트롤러는 물펌프의 작동과 무관하게 냉각수펌프를 제어상태로 구동함과 동시에, 제1,2솔레노이드밸브를 개폐제어시켜 상기 냉각수펌프로 하여금 축열기의 온태 냉각수를 펌핑하도록 하고, 상기 제1,2솔레노이드밸브로 하여금 히팅라인과 히팅리턴라인을 개도토록 한다.

또, 엔진의 정상구동에 따라 엔진의 연소열로 냉각수가 일정온도에 이르면 콘트롤러는 제1,2솔레노이드밸브와 냉각수펌프로 하여금 히팅라인 및 히팅리턴라인을 차단시킴과 동시에 냉각수펌프의 구동을 정지시키며, 이때 엔진블럭의 물자켓을 순환하는 냉각수는 엔진의 정상구동상태에 따른 순환경로로 유통 순환된다.

이하, 상기한 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하며, 종래기술과 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여한다.

[실시예]

제3도와 제4도는 본 발명에 의한 엔진냉각장치 및 난방장치를 실현하기 위한 일실시예로서, 엔진블럭(6)의 물자켓(8)과 연통형성되는 엔진냉각부(C)가 구비되는데, 이러한 엔진냉각부(C)에는 냉각수의 방열작용을 행하도록 구비된 라디에이터(2)가 냉각수유입라인(4)으로 상기 물펌프(10)와 연통연결된다.

또, 상기 물자켓(8)을 리턴라인(12)으로 라디에이터(2)에 연통연결하고, 상기 리턴라인(12)에 서모밸브(14)를 설치하며, 이 서모밸브(14)부분의 리턴라인(12)을 바이패스라인(16)으로 물자켓(8)에 연통연결함으로써, 물펌프(10)에 의해 펌핑되는 냉태의 냉각수가 물자켓(8)을 순환하면서 엔진블럭(6)을 냉각시킨 후 온태로 되어 상기 라디에이터(2)로 리턴되도록 함과 동시에, 서모밸브(14)에 의해 리턴라인(12)으로의 유통이 차단되는 온태의 냉각수가 물펌프(10)에 의해 물자켓(8)으로 재펌핑 순환되도록 한다.

한편, 상기한 물자켓(8)을 순환하는 냉각수로 난방을 행하는 난방부(H)가 구비되는데, 이러한 난방부(H)는 히팅라인(24) 및 히팅리턴라인(25)에 의해 상기 엔진블럭(6)의 물자켓(8)에 연통연결되는 히터(22)를 구비하고, 이 히터(22)에 온태의 냉각수 유통량을 조절하는 제1솔레노이드밸브(30)를 설치하며, 이 제1솔레노이드밸브(30)는 콘트롤러(32)에 전기적으로 연결되어 콘트롤러(32)에 의해 제어되는 상태하에서 개폐작용을 행한다.

그리고, 엔진블럭(6)의 물자켓(8) 및 히터(22)에 온태의 냉각수를 공급함으로써, 엔진의 냉태시동 시 냉각수열에 의한 엔진블럭(6)의 승온과, 급속난방이 이루어지도록 하는 축열부(S)가 구비되는데, 이러한 축열부(S)는 상기 히팅라인(24)에 축열기(34)를 설치하고, 이 축열기(34)와 함께 상기 히팅라인(24)에는 콘트롤러(32)에 의해 제어상태하에서 구동되는 냉각수펌프(36)가 설치된다.

또한, 상기 히팅리턴라인(25)에 축열냉각수 유통라인(38)을 연통연결시키고, 상기 히팅리턴라인(25)에 물자켓(8) 및 축열기(34) 사이의 히팅라인(24)을 선택적으로 연통연결하는 제2솔레노이드밸브(40)를 설치하여 구성되며, 상기 제2솔레노이드밸브(40)는 콘트롤러(32)에 전기적으로 연결되어 콘트롤러(32)에 의한 제어 상태하에서 개폐작용을 행한다.

한편, 상기한 축열기(34)에는 나트륨3수화물(CH₃CooNaㆍ3H₂O) 등과 같은 축열재를 충진시키고, 이 축열재 사이로 냉각수가 유통되는 구조로 내부를 구성하여 축열능력을 증대시킬 수도 있다.

이러한 구성으로 엔진이 구동되면, 물펌프(10)에 의해 물자켓(8)으로 유통되는 냉각수가 엔진블럭(6)을 냉각시킨 후 리턴라인(12)을 통해 라디에이터(2)로 순환됨으로써, 라디에이터(2)에서의 방열에 따라 다시 냉태로 된 냉각수가 물펌프(10)에 의한 펌핑으로 물자켓(8)에 재공급된다. 이때 서모밸브(14)는 냉각수가 보통 80℃미만일 때 리턴라인(12)을 차단시켜 냉각수로 하여금 바이패스라인(16)을 통해 물자켓(8)으로 직접 재순환되도록 한다.

또, 물자켓(8)을 순환하여 온태로 된 냉각수는 축열기(34)에 일시적으로 보온상태하에서 저장되고, 이와 같이 축열기(34)에 온태의 냉각수가 계속 저장되는 상태하에서 냉각수가 콘트롤러(32)로 제어되는 제1솔레노이드밸브(30)에 의해 개도된 히팅라인(24)을 통해 히터(22)에 공급됨으로써, 히터(22)로부터의 방열작용에 따라 난방이 이루어지도록 한다.

이때, 히터(22)에서 방열된 냉각수는 콘트롤러(32)로 제어되는 제2솔레노이드밸브(40)에 의해 개도된 히팅리턴라인(25)로 유통되어 물펌프(10)에 의해 엔진블럭(6) 물자켓(8)으로 재공급된다.

한편, 엔진이 냉태시동되면 콘트롤러(32)는 물펌프(10)의 작동과 무관하게 냉각수펌프(36)를 제어상태로 구동시킴과 동시에, 제1,2솔레노이드밸브(30)(40)를 제어개폐시켜 상기 냉각수펌프로 하여금 축열기(34)의 온태 냉각수를 펌핑하도록 하고, 상기 제1,2솔레노이드밸브(30)(40)로 하여금 히팅라인(24)과 히팅리턴라인(25)을 개도토록 한다.

따라서, 온태의 냉각수는 엔진블럭(6)의 물자켓(8)과 히터(22)를 순환하여 엔진블럭(6)과 히터(22)에서 방열작용되어 엔진블럭(6)의 승온 및 난방이 이루어질 수 있도록 하며, 이와 같은 상태하에서 구동되는 엔진블럭(6)에 연소열에 의한 냉각수가 일정온도에 이르면 콘트롤러(32)는 제1,2솔레노이드밸브(30)(40)와 냉각수펌프(36)의 작용을 제어함으로써, 제1,2솔레노이드밸브(30)(40)로 하여금 히팅라인(24) 및 히팅리턴라인(25)을 차단시킴과 동시에 냉각수펌프(36)의 구동을 정지시킨다. 이때 엔진블럭(6)의 물자켓(8)을 순환하는 냉각수는 엔진의 정상구동상태에 따른 순환경로로 유통 순환된다.

상기한 바와같은 본 발명에 의한 자동차의 급속온기 및 온방용 축열장치는 축열된 냉각수를 물자켓과 히터에 공급하여 냉태시동시의 엔진블럭을 신속히 승온시킴으로써, 엔진의 냉태시동에 따른 연료의 불완전연소를 줄여 유해가스의 발생의 저감 및 연비의 향상을 도모함과 동시에, 급속난방이 이루어지도록 하는데 그 잇점이 있다.

Claims

엔진블럭(6)의 물자켓(8)으로부터 온태의 냉각수를 공급받아 가온시켜 배출하거나 보온 상태로 저장하는 축열기(34)와; 상기 축열기(34)로부터의 온태 냉각수를 히터(22)쪽으로 공급 및 차단하는 제1솔레노이드밸브(30)와; 상기 축열기(34) 및 히터(22)로부터의 온태 냉각수를 물자켓(8)쪽으로 공급 및 차단하는 제2솔레노이드밸브(40)와; 상기 축열기(34)로부터 온태의 냉각수를 히터(22) 및 물자켓(8)쪽으로 공급하는 냉각수펌프(36)와; 상기 제1솔레노이드밸브(30), 제2솔레노이드밸브(40) 및 냉각수펌프(36)를 제어하되, 엔진의 작동중 사용자가 히터를 작동시켰을 때는 상기 물자켓(8)으로부터의 온태 냉각수가 축열기(34)를 통과하여 히터(22)에 공급되도록 제1솔레노이드밸브(30), 제2솔레노이드밸브(40)를 개방하고, 냉각수펌프(36)를 회전시킴으로써 급속온방이 실시되도록 하고, 엔진의 냉태 시동시에는 제1솔레노이드밸브(30)를 폐쇄여 축열기(34)의 온태 냉각수가 히터(22)로 흐르지 않토록하고 제2솔레노이드밸브(40)를 개방하며, 냉각수펌프(36)를 회전시켜 축열기(34)의 온태 냉각수가 물자켓(8)쪽으로 흐르도록 하여 엔진의 온도를 신속히 승온시키는 컨트롤러(32)를 포함하여 이루어진 자동차의 급속온기 및 온방용 축열장치.