KR100212899B1 - 보조 라디에이터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진과 라디에이터 사이에 장착된 보조 라디에이터 장치에 관한 것으로서, 엔진(E)을 순환한 냉각수가 유입되어 저장되면서 냉각된 후 라디에이터(R)로 유출되는 냉각수 탱크(1)와, 외부 공기를 흡입하는 공기 흡입부와, 상기 공기 흡입부에서 흡입된 외부 공기를 냉각수 탱크(1) 내부의 하단부로 주입하는 에어 공급 파이프(2)와, 상기 냉각수 탱크(1) 내부의 수증기 성분 중 수분 성분은 걸러내고 공기만이 외부로 배출될 수 있도록 공기배출수단과, 라디에이터(R)의 온도를 감지하는 온도센서(3)와, 상기 온도센서(3)의 신호에 따라 상기 공기 흡입부를 제어하는 WCU(4)로 구성된 보조 라디에이터 장치를 제공함으로써, 라디에이터의 용량이 초과되어 상기 라디에이터의 온도가 상승하면서 냉각 작용을 원활하게 수행할 수 없을 때 상기 라디에이터로 배출되는 냉각수를 전처리 냉각시킴으로서, 냉각 성능 향상으로 엔진의 출력 효율을 극대화시킬 수 있고, 라디에이터의 부피를 줄일 수 있기 때문에 엔진룸의 공간확보가 유리해지는 효과가 있다.

Description

보조 라디에이터 장치

본 발명은 엔진의 냉각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진과 라디에이터 사이에 장착된 보조 라디에이터 장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진은 실린더와 실린더 헤드 및 상기 실린더 내에서 왕복 운동하는 피스톤 사이에 형성되는 연소실에서 연료를 연소시켜 발생된 폭발력을 상기 피스톤에 연결된 커넥팅 로드를 통해 크랭크샤프트를 회전시킴으로서 열에너지를 기계적인 회전력으로 변환하는 장치이다.

상기와 같은 엔진은 연소실에서 연료의 고온 연소로 인하여 엔진이 과열되는 것을 방지하며, 엔진을 항상 적당한 온도로 유지하기 위하여 냉각 장치가 설치되는 바, 상기와 같은 냉각 장치 중 수냉식의 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 실린더 블록(50)과 실린더 헤드(51)에 마련된 물재킷(52)과, 물재킷(52)에서 더워진 냉각수를 냉각하는 라디에이터(53) 및 라디에이터 팬(54)과, 라디에이터(53)에서 냉각된 냉각수를 다시 실린더 블록(50) 및 실린더 헤드(51)에 공급하는 물펌프(55)와, 상기 물재킷(52)과 라디에이터(53) 사이에는 수온에 따라 냉각수의 순환 경로를 변경하는 서모스탯(THERMOSTAT)(56)이 설치되어 있다.

또한, 상기 라디에이터(53)는 냉각수의 냉각 효율을 향상시키고 물펌프(55)의 흡입측 압력을 대기압 이상으로 유지하도록 하기 위해 라디에이터 캡 및 리저버 탱크를 두고 있다.

상기와 같은 냉각 장치는 라디에이터 팬(54)이 회전하면서 라디에이터(53)를 흐르는 고온의 냉각수를 냉각하도록 되어 있는 바, 상기 라디에이터 팬(54)은 엔진의 온도가 90±3℃가 되면 '온' 상태가 되어 엔진이 냉각되도록 하고, 상기 엔진의 온도가 83℃ 이하로 내려가면 '오프' 상태가 되어 엔진이 가열되도록 함으로써, 상기 엔진이 항상 적정 온도를 유지하도록 하고 있다.

그러나, 엔진이 과도 rpm으로 회전하면 엔진 냉각수의 온도는 급격하게 상승하게 되고, 라디에이터와 라디에이터 팬으로는 상기 냉각수의 냉각이 신속하게 이루어지지 못하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 라디에이터의 온도가 일정 온도 이상이 되면, 엔진에서 출력되는 냉각수를 전처리 냉각한 후 상기 라디에이터에서 냉각이 이루어지도록 하는 보조 라디에이터 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 엔진 냉각 장치를 도시한 구조도,

도 2는 본 발명에 따른 보조 라디에이터 장치를 도시한 도면으로서,

도 2a는 전체적인 구성도,

도 2b는 격판의 상세도,

도 2c는 응축기와 탱크 뚜껑의 상세도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 냉각수 탱크 2 : 에어 공급 파이프

3 : 온도센서 4 : WCU

5 : 에어 필터 6 : 에어 펌프

7 : 솔레노이드 밸브 8,9,10 : 격판

11 : 응축기 12 : 탱크 뚜껑

13 : 드레인홀 14 : 에어 배출구

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보조 라디에이터 장치는 엔진을 순환한 냉각수가 유입되어 저장되면서 냉각된 후 라디에이터로 유출되는 냉각수 탱크와, 외부 공기를 흡입하는 공기 흡입부와, 상기 공기 흡입부에서 흡입된 외부 공기를 냉각수 탱크 내부의 하단부로 주입하는 에어 공급 파이프와, 상기 냉각수 탱크 내부의 수증기 성분 중 수분 성분은 걸러내고 공기만이 외부로 배출될 수 있도록 공기배출수단과, 라디에이터의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 온도센서의 신호에 따라 상기 공기 흡입부를 제어하는 WCU로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 보조 라디에이터 장치를 도시하고 있는 바, 엔진(E)을 순환한 냉각수가 유입되어 저장되면서 냉각된 후 라디에이터(R)로 유출되는 냉각수 탱크(1)와, 외부 공기를 흡입하는 공기 흡입부와, 상기 공기 흡입부에서 흡입된 외부 공기를 냉각수 탱크(1) 내부의 하단부로 주입하는 에어 공급 파이프(2)와, 상기 냉각수 탱크(1) 내부의 수증기 성분 중 수분 성분은 걸러내고 공기만이 외부로 배출될 수 있도록 공기배출수단과, 라디에이터(R)의 온도를 감지하는 온도센서(3)와, 상기 온도센서(3)의 신호에 따라 상기 공기 흡입부를 제어하는 WCU(4)로 구성된다.

여기서, 상기 공기 흡입부는 외부 공기에 포함된 불순물을 제거하는 에어 필터(5)와, WCU(4)의 제어신호를 입력받아 구동하면서 상기 에어 필터(5)를 통해 외부 공기를 흡입하는 에어 펌프(6)와, 상기 에어 펌프(6)와 에어 공급 파이프(2) 사이에 장착되고 상기 WCU(4)의 제어신호를 입력받아 구동하며 냉각수 탱크(1)의 냉각수가 에어 펌프(6) 쪽으로 흐르지 못하도록 하는 솔레노이드 밸브(7)로 구성된다.

상기 공기배출수단은 냉각수 탱크(1) 내부의 냉각수와 이격된 상측에 상호 평행하게 장착되어 수증기 성분의 지그재그형 이동로가 되는 3개의 격판(8,9,10)과, 상기 격판(8,9,10)을 통과한 수증기 성분 중 수분 성분을 응축하는 응축기(11)와, 상기 응축기(11)를 통과한 공기를 외부로 배출하는 탱크 뚜껑(12)으로 구성된다.

도 2b에 도시된 바와 같이 상기 격판(8,9,10)의 하면에는 굴곡이 형성되어 있으며, 제2격판(9)의 아래쪽에는 수분 성분이 냉각수 쪽으로 떨어질 수 있도록 드레인홀(13)이 형성되어 있다.

또한, 도 2c에 도시된 바와 같이 응축기(11)는 외부로 돌출되어 대기온에 의해 수분 성분이 응축되도록 되어 있으며 공기 성분의 지그재그형 이동로를 형성하는 격판이 고정되어 있고, 탱크 뚜껑(12)에는 상기 응축기(11)를 통과한 공기가 외부로 배출될 수 있도록 에어 배출구(14)가 형성되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

WCU(4)는 수온센서(3)를 통해 라디에이터(R)의 온도를 감지하는 바, 상기 라디에이터(R)의 온도가 일정 온도 이상으로 고온이 되면 상기 WCU(4)는 에어 펌프(6)로 제어신호를 출력하여 상기 에어 펌프(6)가 에어 필터(5)를 통해 외부 공기를 흡입하도록 한다.

또한, 상기 WCU(4)는 상기 에어 펌프(6)로 제어신호를 출력한 후 약 2∼3초경과 후, 솔레노이드 밸브(7)로 제어신호를 출력하여 상기 솔레노이드 밸브(7)가 개방되어 에어 펌프(6)에서 흡입된 외부 공기가 에어 공급 파이프(2)로 이동하도록 한다.

상기 에어 공급 파이프(2)로 유입된 외부 공기는 냉각수 탱크(1)에 저장된 냉각수를 통과하면서 공기방울을 발생시켜 상기 냉각수를 냉각시키게 된다.

이때, 상기 냉각수 탱크(1) 내에는 뜨거운 냉각수와 공기와 결합되면서 수증기가 발생하게 되는데, 상기 수증기는 3개의 격벽(8,9,10)과 응축기(11)를 통과하면서 수분 성분은 걸러지고 공기만이 탱크 뚜껑(12)을 통해 외부로 배출된다.

즉, 상기 수증기 성분은 3개의 격벽(8,9,10)이 이루는 지그재그형 이동로를 따라 이동하면서 상기 격벽(8,9,10)에 형성된 굴곡에 수분이 맺히게 되고, 상기 수분은 각 격벽(8,9,10)으로부터 냉각수 쪽으로 떨어지게 된다. 또한, 응축기(11)에서 수증기 성분 중 수분이 다시 한번 걸러지고, 탱크 뚜껑(12)에 형성된 에어 배출구(14)를 통해 공기가 외부로 배출된다.

상기와 같이 전처리 냉각된 냉각수는 라디에이터(R)로 배출되어 상기 라디에이터(R)에서 냉각되는 바, 상기 라디에이터(R)는 원활하게 냉각 작용을 한 후 상기 냉각수를 엔진(E)으로 순환시킨다.

상기와 같이 구동하여 상기 라디에이터(R)가 일정 온도 이하가 되면 WCU(4)는 온도센서(3)를 통해 이를 감지하고, 에어 펌프(6)와 솔레노이드 밸브(7)의 구동을 정지시킨다.

이때, 엔진(E)을 순환하여 가열된 냉각수는 냉각수 탱크(1)를 통과하고 라디에이터(R)로 배출되어, 상기 라디에이터(R)에서만 상기 냉각수의 냉각이 이루어진다.

이상과 같이, 본 발명은 라디에이터의 용량이 초과되어 상기 라디에이터의 온도가 상승하면서 냉각 작용을 원활하게 수행할 수 없을 때 상기 라디에이터로 배출되는 냉각수를 전처리 냉각시킴으로서, 냉각 성능 향상으로 엔진의 출력 효율을 극대화시킬 수 있고, 라디에이터의 부피를 줄일 수 있기 때문에 엔진룸의 공간확보가 유리해지는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 엔진을 순환한 냉각수가 유입되어 저장되면서 냉각된 후 라디에이터로 유출되는 냉각수 탱크와, 외부 공기를 흡입하는 공기 흡입부와, 상기 공기 흡입부에서 흡입된 외부 공기를 냉각수 탱크 내부의 하단부로 주입하는 에어 공급 파이프와, 상기 냉각수 탱크 내부의 수증기 성분 중 수분 성분은 걸러내고 공기만이 외부로 배출될 수 있도록 공기배출수단과, 라디에이터의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 온도센서의 신호에 따라 상기 공기 흡입부를 제어하는 WCU로 구성된 것을 특징으로 하는 보조 라디에이터 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 공기 흡입부는 외부 공기에 포함된 불순물을 제거하는 에어 필터와, WCU의 제어신호를 입력받아 구동하면서 상기 에어 필터를 통해 외부 공기를 흡입하는 에어 펌프와, 상기 에어 펌프와 에어 공급 파이프 사이에 장착되고 상기 WCU의 제어신호를 입력받아 구동하며 냉각수 탱크의 냉각수가 에어 펌프 쪽으로 흐르지 못하도록 하는 솔레노이드 밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 보조 라디에이터 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 공기배출수단은 냉각수 탱크 내부의 냉각수와 이격된 상측에 장착되어 수증기 성분의 지그재그형 이동로가 되는 적어도 2개 이상의 격판과, 상기 격판을 통과한 수증기 성분 중 수분 성분을 응축하는 응축기와, 상기 응축기를 통과한 공기를 외부로 배출하는 탱크 뚜껑으로 구성된 것을 특징으로 하는 보조 라디에이터 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 격판의 하면에는 굴곡이 형성된 것을 특징으로 하는 보조 라디에이터 장치.