KR100248835B1 - 라디에이터 캡 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각수온이 높을 때에 내부의 압력을 낮춤으로써 안전하게 캡을 열 수 있도록 하여 신속한 정비를 가능케 하는 라디에이터 캡에 관한 것으로서, 이 라디에이터 캡은 라디에이터로부터 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(36)를 지닌 하부 케이스(34)와, 하부 케이스(34)의 상단에 결합되어 있는 상부 케이스(32)와, 가압 스프링(60)에 의해 가압된 상태로 냉각수 유입구(36)를 막고 있으며 냉각수가 통과하는 오리피스(52a)가 형성된 고압밸브(52)와, 리턴 스프링(56)에 의해 오리피스(52a)를 막고 있는 저압밸브(50)와, 걸림단(40a)을 지니며 상부 케이스(32)에 부착되어 있는 스톱퍼(40)와, 저압밸브(50)의 상단에 형성된 스프링 시트(58)상에 안착되어 있으며, 리턴 스프링(56)에 의해 탄성적으로 지지된 상태에서 스톱퍼(40)의 내벽을 따라 미끄럼 이동하는 것으로 수납부(42a)를 지닌 버튼(42)과, 걸림홈(72)을 지니며 수납부(42a)에 수납되는 것으로, 하부에는 로드(74)를 통해 가압단(76)이 부착되어 있는 플런저(70)와, 가압단(76)에 끼워져 플런저(70)를 하방으로 가압하는 제 1스프링(78)과, 걸림홈(72)에 걸어 맞춤되어 플런저(70)의 이동을 제지하는 탄성 가압수단으로 구성되어 있다.

Description

라디에이터 캡

본 발명은 라디에이터 캡에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 냉각수온이 높을 때에 내부의 압력을 낮춤으로써 안전하게 캡을 열 수 있도록 하여 신속한 정비를 가능케 하는 라디에이터 캡에 관한 것이다.

일반적으로, 내연기관에서 실린더 내의 연소가스의 온도는 상당히 고온이며, 이 열의 상당량은 실린더나 실린더헤드 및 피스톤 등에 전달된다. 따라서, 엔진의 과열을 방지함과 동시에, 피스톤이나 피스톤 링과 같은 각각의 부품들이 일정온도 이상으로 상승되는 것을 막아 내구성을 증대시키고 그 기능을 최적화하기 위해 냉각장치를 사용한다.

차량에서 사용하는 수랭식 냉각장치의 구성을 개략적으로 살펴보면, 냉각팬의 회전에 따라 유입되는 공기와의 열 교환을 통해 냉각수를 냉각시키는 라디에이터와, 라디에이터에서 냉각된 냉각수를 실린더 블록 및 실린더 헤드에 연속으로 공급하는 워터 펌프 및 냉각수가 유동하는 워터 호스 등으로 이루어져 있다. 냉각수를 냉각하는 라디에이터는 도 1에 도시한 바와 같은 구조를 지니고 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 라디에이터 캡의 구성을 보인 단면도로, 내부와 외부의 온도차에 의해 개폐되는 압력식 캡을 도시하였다. 상부 케이스(11)와 하부 케이스(11')로 이루어진 캡(10)의 내부에는 고압밸브(16)와 저압밸브(12)가 설치되어 있다. 고압밸브(16)에는 냉각수가 이동되는 오리피스(26)가 형성되어 있다. 저압밸브(12)는 스프링(14)에 의해 이 오리피스(26)를 막고 있다.

고압밸브(16)는 스프링(18)에 의해 가압된 상태에서 고정핀(20)을 따라 상하로 미끄럼 이동하는 것으로, 통상, 라디에이터 내부의 압력이 대기압보다 약 0.2∼0.3㎏/㎠정도 상승되는 경우에 개방된다. 라디에이터의 내부압력을 이와 같이 대기압보다 높게 유지하면 냉각수의 온도가 약 104∼108℃정도가 되어도 비등하지 않기 때문에 냉각성능이 향상되며, 냉각수 증발 손실량이 적기 때문에 냉각수를 보충할 필요가 거의 없게 된다.

라디에이터 내의 냉각수가 차갑게 냉각되면, 수증기가 응축되어 내부압력이 대기압보다 낮아지게 되어, 내부압력과 대기압이 같아질 때까지 저압밸브(12)는 개방된 상태를 유지한다. 반대로, 내부압력보다 대기압이 높은 경우에는 고압밸브(16)가 열리면서 냉각수는 바이패스 라인(22)을 통해 보충탱크로 보내지면서 압력이 감소되어 평형을 유지할 수 있다.

이러한 구성을 지닌 종래의 라디에이터 캡에 있어서, 엔진이 과열된 상태에서 엔진의 손상을 막기 위해서 신속히 정비할 필요가 있는 경우나, 냉각수의 보충이 필요한 경우에 라디에이터 캡을 열게 되면 화상을 입을 우려가 있기 때문에 냉각수의 온도가 낮아질 때까지 기다려야 한다. 특히, 개발중인 엔진의 테스트시에 냉각수 온도가 낮아질 때까지 기다리게 되면 테스트 시간이 길어지므로 비효율적인 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 본 발명은 라디에이터 내의 냉각수 온도가 높은 상태에서 라디에이터 캡을 열지 않고도 내부의 압력을 낮춤으로써, 냉각수의 보충이나 정비를 신속하게 수행할 수 있도록 구성한 라디에이터 캡을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 라디에이터 캡의 구성을 보인 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 라디에이터 캡의 구성을 보인 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 라디에이터 캡을 이용하여 압력을 낮추는 과정을 보인 단면도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

30:라디에이터 캡 32, 24:상부, 하부 케이스

36:냉각수 유입구 38:바이패스 라인

40:스톱퍼 42:버튼

50:저압밸브 52:고압밸브

54:밸브 가이드 56:리턴 스프링

58:시프링 시트 60:가압 스프링

70:플런저 70a:수납부

72:걸림홈 74:로드

76:가압단 78, 86:제 1, 2스프링

80:플런저 84:스톱볼

상술한 본 발명의 목적은 라디에이터로부터 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구를 지닌 하부 케이스와, 하부 케이스의 상단에 결합되어 있는 상부 케이스와, 가압 스프링에 의해 가압된 상태로 냉각수 유입구를 막고 있으며 냉각수가 통과하는 오리피스가 형성된 고압밸브와, 리턴 스프링에 의해 오리피스를 막고 있는 저압밸브가 구비된 라디에이터 캡에 있어서, 걸림단을 지니며 상부 케이스에 부착되어 있는 스톱퍼와, 저압밸브의 상단에 형성된 스프링 시트상에 안착되어 있으며, 리턴 스프링에 의해 탄성적으로 지지된 상태에서 스톱퍼의 내벽을 따라 미끄럼 이동하는 것으로 수납부를 지닌 버튼과, 걸림홈을 지니며 수납부에 수납되는 것으로, 하부에는 로드를 통해 가압단이 부착되어 있는 플런저와, 가압단에 끼워져 플런저를 하방으로 가압하는 제 1스프링과, 걸림홈에 걸어 맞춤되어 플런저의 이동을 제지하는 탄성 가압수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터 캡에 의해 달성된다.

이하, 첨부한 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라디에이터 캡에 대하여 설명하기로 한다.(도 1에서 설명한 종래의 구조와 동일한 부품은 동일 부호로 표시한다.)

도 2는 본 발명에 따른 라디에이터 캡의 구성을 보인 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 라디에이터 캡을 이용하여 압력을 낮추는 과정을 보인 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라디에이터 캡(30)의 전체적인 구성을 보면, 라디에이터로부터 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(36)를 지닌 하부 케이스(34)와, 하부 케이스(34)의 상단에 결합되어 있는 상부 케이스(32)와, 가압 스프링(60)에 의해 가압된 상태로 냉각수 유입구(36)를 막고 있으며 냉각수가 통과하는 오리피스(52a)가 형성된 고압밸브(52)와, 리턴 스프링(56)에 의해 오리피스(52a)를 막고 있는 저압밸브(50)와, 캡(30)을 열기 전에 내부의 증기를 배출하기 위해 설치한 증기 배출수단으로 이루어져 있다.

본 발명에 따른 증기 배출수단의 개략적인 구성을 보면, 상부 케이스(32)에 부착된 스톱퍼(40)와, 이 스톱퍼(40)의 내벽을 따라 상하로 미끄럼 이동할 수 있도록 장착된 버튼(42)과, 버튼(42)에 형성된 수납부(42a)에 수납되어 있는 플런저(70)와, 플런저(70)에 형성된 걸림홈(72)에 삽입되어 버튼(42)의 눌림상태를 유지함과 동시에, 압력이 저하되는 경우에는 자동으로 버튼(42)을 상승시키는 탄성 가압수단으로 이루어져 있다.

여기에서, 스톱퍼(40)의 상단에는 버튼(42)이 외부로 빠지지 않도록 제지하는 걸림단(40a)이 형성되어 있다. 버튼(42)의 상단은 걸림단(40a)에 걸려 있으며, 하단은 저압밸브(50)의 상단에 형성된 스프링 시트(58)상에 안착되어 있다. 또한, 버튼(42)은 저압밸브(50)에 설치되어 있는 리턴 스프링(56)에 의해 탄성적으로 지지된 상태에서 상방으로 가압되어 있다.

그러므로, 버튼(42)을 누르게 되면, 하단이 스프링 시트(58)를 가압하면서 리턴 스프링(56)을 압축시키게 된다. 그에 따라, 저압밸브(50)가 개방되면서 오리피스(52a)를 통한 유체의 이동이 개시된다.

버튼(42)의 수납부(42a)에 수납되어 있는 플런저(70)는 걸림홈(72)을 지니며, 그의 하부에는 로드(74)를 통해 가압단(76)이 부착되어 있다. 이 가압단(76)에는 플런저(70)를 하방으로 가압하는 제 1스프링(78)이 끼워져 있다.

플런저(70)의 걸림홈(72)에 걸어 맞춤되어 버튼(42)의 눌림상태를 유지함과 동시에 압력 저하시에는 버튼(42)을 상승시키는 탄성 가압수단의 구성을 보면, 플런저(70)에 형성된 걸림홈(72)에 걸어 맞춤되는 것으로, 스톱퍼(40)의 일측 하단에 형성된 스톱볼(84)과, 이 스톱볼(84)의 자루부(80)에 부착되어 있는 가압부(82)를 탄성 가압하고 있는 제 2스프링(86)으로 이루어져 있다. 제 2스프링(86)은 가압부(82)를 가압하고 있기 때문에 플런저(70)가 하강하게 되면, 스톱볼(84)은 전진하면서 걸림홈(72)에 걸어맞춤된다.

다음에는 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 라디에이터 캡(30)을 이용하여 내부의 증기를 배출시키는 과정을 설명한다.

라디에이터 캡(30)의 내부에 있는 증기를 배출시키기 위해서는 먼저, 길이가 긴 물건을 이용하여 버튼(42)을 누른다. 그에 따라, 버튼(42)은 리턴 스프링(56)의 힘을 이기고 하강하면서 스프링 시트(58)를 눌러 저압밸브(50)를 개방시킨다. 이때, 수납부(42a)에 내장되어 있는 플런저(70)도 함께 하강되면서 제 2스프링(86)에 의해 가압되어 있는 스톱볼(84)이 걸림홈(72)에 걸어 맞춤됨으로써, 버튼(42)의 눌림상태가 그대로 유지되어 저압밸브(50)의 개방상태가 유지된다. 따라서, 라디에이터 내의 고압증기가 오리피스(52a)를 통해 바이패스 라인(38)으로 배출된다.

증기의 배출에 따라 라디에이터 캡(30)의 내부 압력이 낮아지게 되면, 플런저(70)의 가압단(76)에 작용하고 있던 압력이 낮아진다. 그에 따라, 가압단(76)은 제 1스프링(78)에 의해 하방으로 내려가려고 하지만, 가압단(76)의 하부가 스프링 시트(58)에 걸려 있기 때문에, 결과적으로 플런저(70)는 제 2스프링(86)의 힘을 이기고 스톱볼(84)을 밀치면서 상승하게 되어 버튼(42)을 상승시킨다. 버튼(42)은 리턴 스프링(56)에 의해 스톱퍼(40)의 걸림단(40a)에 걸릴 때까지 상승되어 원래의 위치로 복귀하게 된다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 냉각수온이 높을 때에 캡에 설치된 버튼을 눌러서 라디에이터 내부의 압력을 낮춤으로써 안전하게 캡을 열 수 있도록 하여 신속한 정비를 가능케 하고 개발중인 엔진의 테스트시에는 시험시간을 단축시켜 효율을 높이는 것이 가능하다.

Claims (2)

1. 라디에이터로부터 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(36)를 지닌 하부 케이스(34)와, 상기 하부 케이스(34)의 상단에 결합되어 있는 상부 케이스(32)와, 가압 스프링(60)에 의해 가압된 상태로 상기 냉각수 유입구(36)를 막고 있으며 냉각수가 통과하는 오리피스(52a)가 형성된 고압밸브(52)와, 리턴 스프링(56)에 의해 상기 오리피스(52a)를 막고 있는 저압밸브(50)가 구비된 라디에이터 캡에 있어서,

   걸림단(40a)을 지니며 상기 상부 케이스(32)에 부착되어 있는 스톱퍼(40)와,

   상기 저압밸브(50)의 상단에 형성된 스프링 시트(58)상에 안착되어 있으며, 상기 리턴 스프링(56)에 의해 탄성적으로 지지된 상태에서 상기 스톱퍼(40)의 내벽을 따라 미끄럼 이동하는 것으로 수납부(42a)를 지닌 버튼(42)과,

   걸림홈(72)을 지니며 상기 수납부(42a)에 수납되는 것으로, 하부에는 로드(74)를 통해 가압단(76)이 부착되어 있는 플런저(70)와,

   상기 가압단(76)에 끼워져 플런저(70)를 하방으로 가압하는 제 1스프링(78)과,

   상기 걸림홈(72)에 걸어 맞춤되어 상기 플런저(70)의 이동을 제지하는 탄성 가압수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 라디에이터 캡.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 탄성 가압수단은 상기 플런저(70)에 형성된 걸림홈(72)에 걸어 맞춤되는 것으로, 상기 스톱퍼(40)의 일측 하단에 형성된 스톱볼(84)과,

   상기 스톱볼(84)의 자루부(80)에 부착되어 있는 가압부(82)를 탄성 가압하고 있는 제 2스프링(86)으로 구성된 것을 특징으로 하는 라디에이터 캡.

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