KR100229935B1

KR100229935B1 - 수온 조절기

Info

Publication number: KR100229935B1
Application number: KR1019970040050A
Authority: KR
Inventors: 이몽희
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1997-08-22
Publication date: 1999-11-15
Also published as: KR19990017211A

Abstract

냉각수의 온도를 적정한 온도로 유지시키기 위한 수온 조절기에 관한 것으로서, 밸브 스프링의 장력을 가변화시켜 밸브의 개방 온도를 임의로 조정할 수 있도록 함으로써 생산 공정을 단순화하고 부품의 공용화를 달성하여 생산 원가를 절감할 수 있도록 한다.

밸브 스프링(55)의 하단을 지지하는 스프링 시트(61)와, 상기 스프링 시트(61)의 하부에 설치되고 케이스(51)와의 나사 결합을 통해 스프링 시트(61)가 상하 이동되도록 하는 나사부(62)로 구성되어, 밸브 스프링의 장력을 제어하는 스프링 장력 조절부를 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수온 조절기는 밸브 스프링의 장력을 조절하여 밸브의 작동 온도를 가변화시킬 수 있으므로 어떠한 온도 조건의 엔진에도 적용이 가능하여 부품 공용화 및 생산비를 절감할 수 있다.

Description

수온 조절기

본 발명은 엔진을 냉각하여 과열을 방지하고 적온으로 유지시키는 냉각 장치에 관한 것으로서, 특히 냉각수의 온도를 적정한 온도로 유지시키기 위한 수온 조절기에 관한 것이다.

엔진을 냉각하여 과열을 방지하고 또한 적온으로 유지하는 장치를 냉각 장치라 한다. 실린더 내의 연소 가스의 온도는 200℃ 이상에 달하고, 이 열의 상당량이 실린더, 실린더 헤드, 피스톤 등에 흡수된다. 이들 부분의 온도가 과다하게 상승되면 실린더에 변형을 일으키거나 실린더 벽의 유막이 파괴되어 윤활 불량이 되며, 심할 경우에는 엔진을 손상시키게 된다. 반대로 너무 냉각되면 연소에 의해 발생된 열 중 냉각으로 상실되는 양이 많아져 엔진의 열효율이 저하되며 연료 소비가 증가한다.

따라서, 엔진의 온도가 항상 적정한 온도를 유지하도록 실린더 부분을 적절하게 냉각시켜야 하고, 엔진을 냉각시키는 방법은 외기를 이용하여 엔진의 외부를 직접 냉각시키는 공랭식과, 냉각수를 엔진 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식이 있으며, 차량용으로는 주로 수냉식을 사용한다.

수냉식 냉각 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 워터 펌프(13)가 냉각수를 실린더측의 워터 재킷(11)으로 공급하여 엔진(10)을 냉각시키고, 뜨거워진 냉각수를 라디에이터(15)로 순환시켜 열을 방열시키며, 방열로 인해 냉각된 냉각수를 또다시 워터 펌프(13)가 워터 재킷(11)으로 공급하여 순환시키도록 되어 있다. 또한, 워터 펌프(13)에는 냉각 팬(14)이 설치되어 있어 라디에이터(15)에 강제로 외기를 접촉시킴으로써 방열 효과를 좋게 한다.

이때, 워터 재킷(11)과 라디에이터(15) 사이에는 수온 조절기(16)가 설치되어 있어, 냉각수온에 따라 냉각수의 순환 경로를 변환시키도록 하고 있다.

즉, 엔진(10)의 시동 초기에는 냉각수의 온도가 낮기 때문에 수온 조절기(16)가 라디에이터(15)측 수로를 차단하고, 냉각수가 바이패스 통로(17)를 통해 워터 재킷(11)으로 순환하도록 함으로써 엔진(10)의 온도가 빠르게 상승되도록 한다. 냉각수온이 상승되면 그 온도에 따라 수온 조절기(16)가 라디에이터(15)측 통로를 열어 냉각수가 과열되지 않도록 한다.

여기서 종래의 수온 조절기를 자세히 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이 케이스(31)와, 워터 재킷측과 라이에이터측을 구분하는 격리판(32)과, 상기 케이스(31)에 고정된 스핀들(33)과, 워터 재킷측과 라이에이터측의 수로를 개폐시키는 밸브(34)와, 상기 스핀들(33)의 일단이 삽입되고 내부에 왁스가 봉입되며 밸브(34)와 일체로 형성된 왁스 실린더(36)와, 상기 왁스 실린더(36)에 외삽되어 밸브를 탄발시키는 밸브 스프링(35)으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 수온 조절기는 엔진의 냉각수온에 따라 밸브를 개폐하여 냉각수가 라디에이터로 이동하여 냉각되도록 한다.

엔진이 시동된 후 냉각수온이 상승되면 밸브(34)가 열려 워터 재킷측의 냉각수가 라디에이터로 이동되도록 하여 냉각시킨다. 냉각수의 온도가 상승되면 왁스 실린더(36) 내의 왁스가 팽창하면서 스핀들(33)을 밀게 된다. 그런데, 스핀들(33)은 케이스(31)에 고정되어 있으므로, 왁스의 팽창에 따라 왁스 실린더(36)가 밸브 스프링(35)을 압축시키면서 하강하여 밸브(34)를 열게 된다. 따라서, 워터 재킷측의 냉각수는 수로를 통해 라디에이터로 이동하게 되고, 외기와의 접촉을 통해 지니고 있는 열을 방출하면서 냉각된다.

엔진이 정지되어 냉각수가 냉각되면 팽창했던 왁스가 수축하게 되고, 밸브 스프링(35)의 탄성력에 의하여 밸브(34) 및 왁스 실린더(36)가 상승하여 밸브(34)를 닫게 된다. 따라서, 워터 재킷측의 냉각수는 라디에이터로 이동되지 않고 엔진으로 되돌아간다.

여기서, 상기 밸브(34)는 통상적으로 냉각수의 온도가 60∼65℃일 때 열리기 시작하여 82∼88℃에서 완전히 열리게 된다. 따라서, 이 값을 만족시키기 위한 다양한 형태의 수온 조절기가 생산되고 있다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 수온 조절기는 밸브가 열리는 냉각수의 온도가 일정 범위로 규정되어 있으므로 적정 온도가 다른 엔진에는 적용이 불가능하여 부품의 공용화가 곤란한 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 밸브 스프링의 장력을 가변화시켜 밸브의 개방 온도를 임의로 조정할 수 있도록 함으로써 생산 공정을 단순화하고 부품의 공용화를 달성하여 생산 원가를 절감할 수 있는 새로운 타입의 수온 조절기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 수냉식 엔진의 냉각 장치가 개략적으로 도시된 구성도이고,

도 2는 종래의 수온 조절기가 도시된 구성도이며,

도 3은 본 발명에 의한 수온 조절기가 도시된 구성도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

51 : 케이스 52 : 격리판

53 : 스핀들 54 : 밸브

55 : 밸브 스프링 56 : 왁스 실린더

60 : 장력 조절부 61 : 스프링 시트

62 : 나사부

본 발명은 케이스와, 상기 케이스에 고정된 스핀들과, 워터 재킷측과 라이에이터측의 수로를 개폐시키는 밸브와, 상기 스핀들의 일단이 삽입되고 내부에 왁스가 봉입되며 상기 밸브와 일체로 형성된 왁스 실린더와, 상기 왁스 실린더에 외삽되어 밸브를 탄발시키는 밸브 스프링을 포함하여 구성된 수온 조절기에 있어서, 상기 밸브 스프링의 장력을 조절하는 장력 조절부가 설치되어 밸브의 개방 온도가 가변되도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 장력 조절부는 밸브 스프링의 하단을 지지하는 스프링 시트와, 상기 스프링 시트의 하부에 설치되고 케이스와의 나사 결합을 통해 스프링 시트가 상하 이동되도록 하는 나사부로 구성된 것을 특징으로 한다.

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

본 발명의 수온 조절기는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 케이스(51)와, 워터 재킷측과 라이에이터측을 구분하는 격리판(52)과, 상기 케이스(51)에 고정된 스핀들(53)과, 워터 재킷측과 라이에이터측의 수로를 개폐시키는 밸브(54)와, 상기 스핀들(53)의 일단이 삽입되고 내부에 왁스가 봉입되며 밸브(54)와 일체로 형성된 왁스 실린더(56)와, 상기 왁스 실린더(56)에 외삽되어 밸브(54)를 탄발시키는 밸브 스프링(55)과, 밸브(54)의 개방 온도를 가변시킬 수 있도록 상기 밸브 스프링(55)의 장력을 조절하는 장력 조절부(60)로 구성된다.

상기 장력 조절부(60)는 밸브 스프링(55)의 하단을 지지하는 스프링 시트(61)와, 상기 스프링 시트(61)의 하부에 설치되고 케이스(51)와의 나사 결합을 통해 스프링 시트(61)가 상하 이동되도록 하는 나사부(62)로 구성된다. 이때, 상기 스프링 시트(61)에 형성된 홀의 직경은 왁스 실린더(56)의 외경에 비해 크게 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 수온 조절기는 장력 조절부를 이용하여 밸브 스프링의 장력을 조절함으로써 밸브의 개방 온도를 가변시키게 된다.

엔진이 시동되어 냉각수온이 상승되면 상기 밸브(54)가 열려 워터 재킷측의 냉각수가 라디에이터로 이동되도록 함으로써 냉각시키게 된다. 냉각수의 온도가 상승되면 상기 왁스 실린더(56) 내의 왁스가 팽창하면서 스핀들(53)을 밀게 된다. 그런데, 상기 스핀들(53)은 케이스(51)에 고정되어 있으므로, 이동 가능한 왁스 실린더(56)가 이동하게 되고, 왁스의 팽창에 따라 왁스 실린더(56)가 밸브 스프링(55)을 압축시키면서 하강하여 밸브(54)를 열게 된다. 따라서, 워터 재킷측의 냉각수는 상기 밸브(54)에 의해 열린 수로를 통해 라디에이터로 이동하여 방열하면서 냉각된다.

엔진이 정지되어 냉각수가 냉각되면 팽창했던 왁스가 수축하게 되고, 밸브 스프링(55)의 탄성력에 의하여 밸브(54) 및 왁스 실린더(56)가 상승하여 밸브(54)를 닫게 된다. 따라서, 워터 재킷측의 냉각수는 라디에이터로 이동되지 않게 된다.

여기서, 상기 밸브(54)의 개방 온도는 장력 조절부(60)를 이용하여 조정할 수 있다. 즉, 상기 나사부(62)를 시계 방향으로 회전시켜 스프링 시트(61)가 상승되도록 하면 밸브 스프링(55)의 장력이 커지게 되므로 밸브(54)의 개방 온도가 상승되고, 나사부(62)를 반시계 방향으로 회전시켜 스프링 시트(61)가 하강되도록 하면 밸브(54)의 개방 온도는 하강한다.

따라서, 본 발명의 수온 조절기는 어떠한 온도 조건의 엔진에서도 작동이 가능하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 수온 조절기는 밸브 스프링의 장력을 조절하여 밸브의 작동 온도를 가변화시킬 수 있으므로 어떠한 온도 조건의 엔진에도 적용이 가능하여 부품 공용화 및 생산비를 절감할 수 있는 이점이 있다.

Claims

케이스와, 상기 케이스에 고정된 스핀들과, 워터 재킷측과 라이에이터측의 수로를 개폐시키는 밸브와, 상기 스핀들의 일단이 삽입되고 내부에 왁스가 봉입되며 수로를 개폐시키는 밸브와 일체로 형성된 왁스 실린더와, 상기 왁스 실린더에 외삽되어 밸브를 탄발시키는 밸브 스프링을 포함하여 구성된 수온 조절기에 있어서,

상기 밸브 스프링의 장력을 조절하는 장력 조절부가 설치되어 밸브의 개방 온도가 가변되도록 한 것을 특징으로 하는 수온 조절기.
제 1 항에 있어서,

상기 장력 조절부는 밸브 스프링의 하단을 지지하는 스프링 시트와, 상기 스프링 시트의 하부에 설치되고 케이스와의 나사 결합을 통해 스프링 시트가 상하 이동되도록 하는 나사부로 구성된 것을 특징으로 하는 수온 조절기.
제 2 항에 있어서,

상기 스프링 시트에 형성된 홀의 직경은 왁스 실린더의 외경에 비해 크게 형성된 것을 특징으로 하는 수온 조절기.