KR100381353B1 - 엔진의냉각제순환장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 냉각제 순환 장치는 적어도 엔진 및/또는 라디에이터와 연결된 통기 라인 연결되어 있는 조정 탱크를 포함한다. 엔진의 예열 단계를 단축하기 위해, 통기 라인 내에 차단 밸브가 제공되어 예열 단계 중에 조정 탱크로의 통기 라인의 연결이 차단될 수 있다. 결과적으로, 조정 탱크 내에 있는 냉각 매체가 부 순환 시에는 순환되지 않는다.

Description

엔진의 냉각제 순환 장치
본 발명은 특허청구의 범위 제1항의 전제부에 따른 엔진의 냉각제 순환 장치에 관한 것이다.
이런 종류의 냉각제 순환 장치는 DE 37 18 697 A1호에 기술되어 있다. 이러한 전체 냉각제 순환 장치에서, 주 순환 회로와 부 순환 회로가 형성되어 냉각 매체의 작동 온도에 따라 써모스탯 밸브에 의해 절환된다. 부 순환 회로는 써모스탯 밸브의 소정의 개방 온도 아래에서, 즉 엔진의 냉간 시동 및 예열 중에 절환된다. 이러한 부 순환 회로에서, 냉각 매체의 일부만이 라디에이터를 통과하지 않고 순환되어 예열 시간을 줄인다. 또한, 이러한 부 순환 회로 내에 조정 탱크가 제공되어 냉각 매체의 온도에 의한 체적 변동을 위한 냉각 매체 저장소 또는 조정 탱크로 이용된다. 동시에, 이러한 조정 탱크는 공기 또는 가스 분리기로 사용되고, 통기 라인은 엔진 및/또는 라디에이터의 높은 지점으로부터 조정 탱크로 이어진다. 조정 탱크는 통상 순환 장치 내로 통합되어, 냉각 매체의 구동 온도와 관계없이 그리고 주 순환 회로 및 부 순환 회로에서 저장, 조정 및 통기 기능을 수행한다. 따라서, 엔진의 냉간 시동 시에 또는 예열 중에 조정 탱크 내에 존재하는 냉각 매체의 체적이 가온되어야 한다. 따라서, 자동차의 예열 단계가 연장되어 더 많은 연료 소비와 오염을 초래한다. 전술한 독일 공보 제DE 37 18 697 A1호에서 예열 상태를 단축하기 위해 조정 탱크의 체적을 분할하여 냉각 매체를 저장하는 적어도 2개의 공간을 제공하여 현저하게 작은 체적이 더 빨리 예열되도록 더 작은 공간이 엔진의 부 순환회로 내에 통합된다.
본 발명의 목적은 예열 단계가 현저히 단축되고, 부 순환 회로 내에서 순환되는 냉각 매체량이 계속 감소되도록 엔진의 냉각제 순환 장치를 개선하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제1항의 특징에 의해 본 발명에 따라 해결된다. 저장탱크로의 연결을 차단할 수 있는 차단 밸브를 통기 라인 내에 배열함으로써, 예열단계에서 조정 탱크 내에 저장된 냉각 매체의 체적이 대부분 냉각제 순환 장치에서 분리될 수 있다. 상기 냉각 매체가 예열 단계에서 가열되지 않으므로 가열 단계가 현저하게 줄어든다. 소정의 구동 매체의 온도 또는 구동 매체 온도에 따른 다른 구동 변수가 도달되어 통기 라인의 차단이 중지되면, 저장된 냉각 매체 체적을 갖는 조정 탱크가 공지된 방법으로 냉각 매체의 부 순환 회로 또는 전체 순환 회로 내로 통합된다.
양호하게는, 본 발명에 따른 통기 라인의 차단은 냉각 매체의 구동 온도 및/또는 조정 탱크 내의 압력에 따라 수행된다. 조정 탱크 내의 압력은 온도에 따른 냉각 매체의 체적 변화에 의존하고, 따라서 조정 탱크에 대한 통기 라인의 온도에 따른 차단 또는 개방이 간접적으로 수행된다.
차단 밸브가 조정 탱크에 배열되고 그의 밸브 부재가 조정 탱크 내에서 압력에 의해 작동되는 피스톤에 의해 조정되므로, 통기 라인의 압력 또는 온도에 따른 개방 및 차단이 양호한 방식으로 수행된다. 또한, 밸브 부재 자체는 양호하게는 압력에 의해 작동 가능한 피스톤으로서 형성될 수 있다.
압력에 의해 작동 가능한 피스톤으로서 형성된 밸브 부재가 스프링 작용에 반하여 작동되면, 일정한 개방 지점의 조정이 양호한 방식으로 수행될 수 있다. 또한, 개방 압력 또는 개방 온도가 써모스탯 밸브의 개방 온도 영역 내에 놓일 수 있다. 써모스탯 밸브에 비해 차단 밸브를 먼저 개방시키는 개방 온도 또는 개방 압력도 마찬가지로 가능하다.
이런 종류의 냉각제 순환 장치 내에서 예를 들어 냉각 순환 장치의 라디에이터(열교환기) 및 엔진의 하우징과 연결된 다수의 통기 라인이 제공되면, 통기 라인들은 양호한 방식으로 차단 밸브로 안내될 수 있다. 밸브 부재에 의해 양쪽 통기 라인 및 모든 통기 라인이 차단될 수 있고, 이로써 구조 비용이 현저하게 감소된다.
여러 통기 라인의 밸브 부재로의 분리된 진행은 상이한 길이에 따른 라인 내의 압력차가 조정 탱크를 우회하는 개별 통기 라인들 사이의 냉각 매체 흐름으로 이어지지 않는 장점을 가진다. 통기 라인들이 밸브 부재보다 앞서 결합되면, 상이한 라인 길이로 인해 상이한 라인 압력 손실이 발생하며, 이는 가온된 냉각 매체를 하나의 통기 라인으로부터 다른 통기 라인으로 공급하여 순환 장치 내로 복귀시킨다.
이러한 냉각제 순환 장치의 개선된 보수 및 저렴한 수리를 위해, 차단 밸브가 조정 탱크에 분리 가능하게 고정되는 것이 양호하다.
더욱이, 차단 밸브가 조정 탱크 내의 압력과 관계없이 수동으로 작동될 때 유리하다. 따라서, 초기 충전 및 신규 충전을 위해 그리고 보수 및 수리 중에 냉각 순환 장치 및 조정 탱크의 충전이 간단한 방식으로 이루어 질 수 있다.
본 발명의 다른 장점과 양호한 실시예가 종속항에 기재되어 있다. 본 발명의실시예는 다음의 설명 및 도면에서 상세히 설명된다.
도1은 냉각제 순환을 나타낸 연결도.
도2는 본 발명에 따른 차단 밸브의 단면도.
도3은 차단 밸브의 제2 실시예의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 내지 6 : 실린더
7 : 하우징
8 : 냉각 매체 펌프
9 : 써모스탯 밸브
10 : 라디에이터
12 : 조정 탱크
13 : 압력 제어 밸브
15, 16 : 통기 라인
17, 17A : 차단 밸브
본 발명에 따른 냉각제 순환 장치는 도1에 도시된 실시예에서 예시적이며 제한적이지 않게 실린더(1 내지 6)를 구비한 2열 엔진으로 개략적으로 도시되어 있다. 도시되지 않은 엔진 하우징(7)은 중공 공간을 포함하며, 중공 공간은 상세히 도시되지 않은 실린더 블록과 실린더 헤드의 영역 내에 배열된다. 실린더 블록 및 실린더 헤드를 통해 엔진 구동 시에 냉각 매체가 유동한다. 냉각 매체가 본 실시예에서 공지된 써모스탯 밸브(9)와 흡입측에서 연결되어 있는 냉각 매체 펌프(8)에 의해 순환된다. 이러한 써모스탯 밸브에 의해 냉각 매체의 구동 온도에 따라 엔진의 냉각 매체 펌프(8)와 하우징(7) 사이에서의 라디에이터(열교환기)와의 연결이 개방되거나 차단된다. 써모스탯 밸브(9)의 소정의 개방 온도 아래에서, 냉각 매체 펌프(8)가 냉각 매체를 부 순환 회로 내에서 순환시키며, 이 때 엔진 하우징(7) 내의 중공 공간과 히터 열교환기(11)를 통하여 순환되며 동시에 라디에이터(10)를 통해서는 순환되지 않는다. 그러므로, 한편으로는 냉각 매체의 단지 일부만이 순환하고, 다른 한편으로는 예열 단계 중에 라디에이터를 통한 유동 시에 원치 않는 냉각을 방지할 수 있다. 냉각제의 구동 온도가 써모스탯 밸브(9)의 소정의 개방 온도를 초과하면, 라디에이터(10)로의 각 펌프(8)의 연결이 개방되어 전체 냉각 매체가 라디에이터(10)를 통해 순환하게 된다 (주 순환 회로).
양 순환 회로 내에서, 냉각 펌프(8)의 흡입측이 냉각 매체를 위한 저장소 및 완충 탱크 역할을 하는 조정 탱크(12)와 연결된다. 조정 탱크(12)는 탱크 내부 압력에 따라 주위로의 연결을 가능케 하는 공지된 압력 제어 밸브(13)를 구비한다. 조정 탱크(12) 내에서 냉각 매체 표면(14) 위에 존재하는 가스가 소정의 최대 압력 초과 시에 누설된다. 2개의 통기 라인(15, 16)이 조정 탱크와 연결되고, 통기 라인(15)은 엔진의 라디에이터(10)와 연결되며 통기 라인(16)은 엔진 하우징(7)의 상부로 이어진다. 조정 탱크(12)로의 통기 라인(15, 16)의 연결은 각각 차단 밸브(17)에 의해 차단 가능하다.
도2는 조정 탱크(12)의 하우징(18)을 부분적으로 도시한 것으로, 그 상부에 차단 밸브(17)의 밸브 하우징(20)이 삽입되는 구멍(19)을 포함한다. 차단 밸브(17)의 원통형 밸브 하우징(20)은 그의 개방 하부(21)에 의해 하우징(18)의 구멍(19) 내로 삽입되어 밀봉 링(22)에 의해 밀봉된다. 밸브 하우징(20)을 구멍(19) 내로 나사 결합함으로써, 조정 탱크(12)의 하우징(18)에 대한 추가적인 나사 결합에 의해, 그리고 래칫 수단 또는 다른 유사한 고정 수단에 의해, 차단 밸브(17)가 조정 탱크(12)에 분리 가능하게 연결될 수 있다. 조정 탱크(12)의 상부에서, 2개의 통기 연결부(23, 24)가 밸브 하우징(20) 내부로 이어지고, 연결부(23)는 통기 라인(15)과 연결부(24)는 통기 라인(16)과 연결된다.
원통형 밸브 하우징(20) 내부에서, 피스톤 형태의 밸브 부재(25)가 축방향으로 이동 가능하게 안내되며, 그의 전방면(26)이 조정 탱크(12) 내부에서 압력(P)에 의해 작동된다. 밸브 부재(25)의 대향 내측면 상에, 압축 스프링(27)의 일 단부가 지지되며 타 단부는 밸브 하우징(20)의 전방면(28) 상에 놓인다. 나아가, 밸브 부재(25)는 조정 탱크(12)로부터 멀리 대면한 면 상에서 압축 스프링(27)에 의해 둘러싸이며 밸브 하우징(20)의 전방면(28)을 관통하는 핀(29)을 갖는다. 밸브 하우징(20)의 외측에서, 핀(29)은 디스크(30)로 둘러싸이며, 디스크는 도2에 도시된 밸브 부재(25)의 단부 위치 내에서 밸브 하우징(20)의 외측면에 대하여 멈춤 단부로서 놓인다. 도2와 같이 차단 밸브(17)의 절환 위치 내에서, 밸브 부재(25)가 그의 하단부 위치 또는 차단 위치에 있다. 이 절환 위치에서, 2개의 통기 연결부(23, 24)는 일측면에서 밸브 부재(25)에 의해 연결된다. 즉, 통기 라인(15, 16)이 조정 탱크(12)에 연결되지 않는다. 냉각 매체의 온도에 따른 체적 증가에 의해 조정 탱크(12)의 내부 압력이 압축 스프링(27)의 예비 인장에 의한 소정의 개방 압력보다 크게 되면, 밸브 부재(25)가 압축 스프링(27)의 작용력에 반하여 상승되어 통기 연결부(23, 24)와 통기 라인(15, 16)의 조정 탱크(12)에 대한 연결이 개방된다.
엔진의 냉간 시동 중에는, 조정 탱크 내의 냉각 매체 레벨/냉각 매체 체적이 낮으며 탱크 내부 압력은 주위 압력에 상응한다. 예열로 인해 냉각 매체의 체적이 증가하면, 조정 탱크 내의 냉각 매체의 레벨과 내부 압력이 상승한다. 내부 압력이 소정의 최대 압력을 초과하면, 압력 제어 밸브는 주위에 대해 개방되고 조정 탱크내에 존재하는 가스가 빠져나가서 압력이 떨어진다. 탱크 내부 압력과 주위 압력 사이의 압력차가 밸브 부재 및 스프링의 작용에 의해서도 작동되는 피스톤에 작용한다. 소정의 개방 압력을 초과하면, 밸브 부재가 변위되어 통기 연결부가 개방된다. 압축 스프링은 그의 예비 인장이 냉각 매체의 냉각 시에 시일의 마찰에 대하여 밸브 부재를 다시 초기 위치로 이동시키기에만 충분하도록 설계된다. 그러나, 대응하는 스프링 요소의 설계에 의해 높은 개방력과 높은 개방 온도/개방 압력을 제공할 수 있다.
도3에 도시된 차단 밸브(17A)의 제2 실시예에서, 조정 탱크(12)의 하우징(18A)은 그의 외측면에서 동심으로 둘러싸는 2개의 링형 웨브(31, 32)를 갖는다. 외측 웨브(31)와 내측 웨브(32) 사이에서 하우징(18A)은 조정 탱크(12)의 내부와 연결된 다수의 구멍(33)에 의해 관통된다. 또한, 하나의 구멍에 의해 연결될 수도 있다. 상세히 도시되지 않고 단지 점선으로 표시된 밀봉되어 하우징(18A)의 외측면까지 연장되어 통기 라인(15, 16)과 연결되는 2개의 덕트(35, 36)가 내측 링형 웨브(32)에 의해 한정된 탱크 섹션(34) 내에서 연장된다. 양 동심 웨브(31, 32) 상에 밸브 하우징 하부(37)가 놓여서 다시 밸브 하우징 상부(38)에 의해 덮인다.
밸브 하우징 하부(37)는 하우징(18A)의 외측 웨브(31)를 넘어 둘러싸서 나사 결합된 외측 링(39)으로 구성된다. 이러한 링(39)은 내측 링형 웨브(32)를 넘어서 둘러싸는 내측 링(40)과 연결된다. 링(40)은 2개의 하우징(18A)의 덕트(35, 36)와 연결된 관통 구멍(41, 42)을 포함한다. 밸브 하우징 하부(37)는 링(39, 40)들 사이에 하우징(18A)의 내측 및 외측 웨브(31, 32)들 사이의 링형 공간(44)과 연결된 다수의 통로(43)를 포함한다. 또한, 여기서 하나의 통로에 의해서도 연결 가능하다.
밸브 하우징 상부(38)와 밸브 하우징 하부(37) 사이에 스프링-부하식 피스톤(46)의 영향 하에서 밀봉면으로 형성된 내부링(40)의 전방면(47) 상에 놓여서 구멍(41, 42)과 덕트(35, 36)를 일측면에서 밀봉시키는 롤러 멤브레인(45)이 클램핑된다. 이러한 목적으로, 컵 형상의 피스톤(46)은 그의 바닥(48)이 롤러 멤브레인(45)의 내측면(49) 상에 있도록 놓이며, 롤러 멤브레인을 둘러싸는 링(51)이 끼워지는 원주 주위로 연장되는 링 홈(50)을 갖는다. 더욱이, 피스톤은 밸브 하우징 상부(38)로 어어져 이를 관통하는 핀(52)을 갖는다. 핀(52)은 압축 스프링(53)에 의해 둘러싸이며, 일측면에서 피스톤(40)의 바닥(48)에 그리고 다른 측면에서 밸브 하우징 상부(38)에 지지된다.
조정 탱크의 내부 압력은 본 실시예에서 피스톤에 대해 작용하지 않고, 구멍(33), 링형 공간(44), 통로(43)에 의해, 롤러 멤브레인의 내부 영역이 통기 연결부(41, 42, 35, 36)를 차단 및 개방하는 동안 롤러 멤브레인(45)의 외부 영역 상에 작용한다.
밸브 하우징 상부(38)의 외측에서 회전 가능한 활꼴 요소(54)가 핀(52)에 체결되고, 이에 의해 피스톤(46)과 롤러 멤브레인(45)이 조정 탱크(12)내의 압력에 관계없이 수동으로 상승될 수 있다. 활꼴 요소(54)는 (실선 및 점선으로 도시된) 2개의 회전 위치를 가지며, 점선으로 도시된 회전 위치 내에서 피스톤(46)이 차단 밸브가 개방되는 위치에 유지된다.
본 발명에 의하면, 엔진의 냉각제 순환 장치의 구조 비용이 현저하게 감소되고, 차단 밸브가 조정 탱크에 분리 가능하게 고정되어 냉각제 순환 장치의 보수 및 수리가 개선되고 저렴해지며, 냉각 순환 장치 및 조정 탱크의 충전이 간단한 방식으로 이루어 질 수 있다.

Claims (11)

  1. 엔진의 하우징(7) 내의 중공부를 유동하는 냉각 매체와, 냉각 매체 펌프(8)와, 주 순환 회로와 부 순환 회로 사이의 절환을 위한 써모스탯 밸브(9)와, 라디에이터(10)와, 압력 제어 밸브(13)를 갖는 조정 탱크(12)와, 적어도 조정 탱크 내로 이어지는 통기 라인(15, 16)을 갖는 엔진의 냉각제 순환 장치에 있어서,
    조정 탱크로의 연결을 차단할 수 있는 차단 밸브(17; 17A)가 통기 라인 내에 배열된 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각제 순환 장치.
  2. 제1항에 있어서, 차단 밸브(17; 17A)가 냉각 매체의 작동 온도에 따라 작동되는 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각제 순환 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차단 밸브(17; 17A)가 조정 탱크(12) 내의 압력에 따라 작동되는 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각제 순환 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차단 밸브(17; 17A)가 조정 탱크(12)에 배열되고 조정 탱크(12) 내의 압력에 의해 작동되는 조정 부재(25; 46)에 의해 작동되는 밸브 부재(25; 45, 46)를 갖는 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각제 순환 장치.
  5. 제4항에 있어서, 밸브 부재(25)가 압력에 의해 작동 가능한 피스톤으로서 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각제 순환 장치.
  6. 제4항에 있어서, 밸브 부재가 압력에 의해 작동 가능한 맴브레인(45)과 연결된 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각제 순환 장치.
  7. 제4항에 있어서, 밸브 부재(25; 45, 46)가 스프링(27; 53)의 작용에 반하여 조정 탱크(12) 내의 압력에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각제 순환 장치.
  8. 제4항에 있어서, 밸브 부재(25; 45, 46)가 적어도 2개의 통기 라인(15, 16)과 연결되고, 통기 라인들 중 하나는 라디에이터(10)와 연결되고 다른 하나는 엔진 하우징(7) 내의 중공부와 연결되는 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각제 순환 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차단 밸브(17, 17A)가 분리 가능하게 조정 탱크(12)에 고정되는 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각제 순환 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 밸브 부재(25; 45, 46)가 조정 탱크(12) 내의 압력과 관계없이 수동으로 작동 가능한 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각제 순환 장치.
  11. 제10항에 있어서, 밸브 부재(25; 45, 46)가 밸브 하우징(20; 38)을 관통하며 외부로부터 접근 가능한 핀(29, 52)을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각제 순환 장치.
KR1019970006329A 1996-02-29 1997-02-27 엔진의냉각제순환장치 KR100381353B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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Publications (2)

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