KR100405483B1 - 차량용 프리히터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 프리히터에 관한 것으로서, 내부가 냉각수가 통과하는 냉각수 흡입통로로 되어 있고 이 냉각수 흡입통로 내면상에 다수개의 방열핀이 형성되어 냉각수와의 열교환이 이루어지는 방열부와, 이 방열부 주변을 감싸도록 설치되고 전원을 공급받으면 발열이 이루어져 상기 방열부에 열을 공급하는 발열체부와, 워터펌프의 흡입포트에서 호스연결부와 일체로 되어 있고 상기 발열체부를 감싸는 단열케이스와, 외부 전원을 상기 발열체부로 공급하기 위하여 상기 단열케이스상에 설치된 전원연결용 커넥터를 포함하여 이루어진 차량용 프리히터를 제공한다.

본 발명에 의하면, 기존 연료연소식 프리히터 대비 추가적인 연료소모 및 가스배출이 없고, 연료 및 배기계통의 부속장치와 그 제어수단, 취부수단 등이 불필요하여 부품수 축소 및 경량화, 공간축소가 가능하다. 또한, 간단한 구조의 전기가열식이므로 정비성 및 조작성이 좋은 효과가 있다.

Description

차량용 프리히터{Pre-heater for vehicle}

본 발명은 차량용 프리히터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내부가 냉각수가 통과하는 냉각수 흡입통로로 되어 있고 이 냉각수 흡입통로 내면상에 다수개의 방열핀이 형성되어 냉각수와의 열교환이 이루어지는 방열부와, 이 방열부 주변을 감싸도록 설치되고 전원을 공급받으면 발열이 이루어져 상기 방열부에 열을 공급하는 발열체부와, 워터펌프의 흡입포트에서 호스연결부와 일체로 되어 있고 상기 발열체부를 감싸는 단열케이스와, 외부 전원을 상기 발열체부로 공급하기 위하여 상기 단열케이스상에 설치된 전원연결용 커넥터를 포함하여 이루어진 차량용 프리히터에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 실내 난방은 운전자가 차량에 탑승하여 시동을 건 후 어느 정도의 시간이 경과되어야만 가능하고, 이는 차량의 실내 난방을 위한 난방장치가 엔진에서 일정정도 가열된 냉각수를 이용하기 때문이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 버스 등의 디젤엔진 차량에서는 차량에 탑재된 배터리를 전원으로 하고 연료를 연소시키는 일종의 차량용 보일러로서, 프리히터(pre-heater)가 설치되고 있다.

이러한 프리히터는 엔진 가동 및 히터스위치 온 상태에서 냉각수 온도가 소정 온도(통상 65℃) 이하일 경우 배터리로부터 전원을 공급받아 온(on) 작동되어 차량의 냉각수를 급속히 가열시켜주고, 냉각수 온도가 엔진 열에 의해 또 다른 소정 온도(통상 75℃) 이상으로 상승하게 되면 자동 오프(off)되도록 되어 있다.

여기서, 미리 설정되는 상기한 각 온도는 차종 및 여러 가지 조건에 따라 달라질 수 있고, 냉각수 온도는 수온센서가 검출하도록 되어 있다.

즉, 냉각수 온도가 상기 소정 온도에 도달하면 수온센서가 온 작동하여 릴레이스위치를 오프시키고, 이 릴레이스위치가 오프되면서 배터리로부터 공급되는 전원이 차단되어 상기 프리히터가 자동 오프되는 것이다.

또한, 상기한 바의 프리히터는 일정량의 연료를 유입, 연소시켜 여기서 발생하는 열로 워터펌프에 의해 순환되는 냉각수를 가열시키는 바, 연소가스 출구부에 연통되게 설치된 배기구를 통해 가동시 발생된 배기가스를 배출시키게 된다.

그러나, 종래의 연료연소식 프리히터는 다음과 같은 문제점이 있었다.

1) 연료를 유입, 연소시키므로 연료 소모가 많고 배기가스를 배출시키며 과열에 따른 화재 위험이 높다.

2) 불완전 연소시 매연 및 소음이 많이 발생한다.

2) 연료의 흡입 및 연소가스의 배기를 위한 부속장치 및 그 제어수단, 취부수단 등이 필요하여 중량이 무겁고 공간을 많이 차지하며 부품수가 많다.

3) 부품수가 많아 작업성이 좋지 않고 부품 및 작업관리가 어렵다.

4) 고가이며, 그 구성이 복잡하고 전자화되어 있어 정비가 어렵고 A/S 비용이 많이 든다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 전원을 공급받으면 발열이 이루어지는 발열체부를 포함하고 있고 이 발열체부가 발열이 이루어진 상태에서 워터펌프로 흡입되는 냉각수를 가열하도록 한 간단한 구조의 전기가열식 차량용 프리히터를 제공하여 상기한 바의 연료연소식 프리히터의 문제점을 해소하는데 그 목적이 있다.

도 1은 워터펌프에서 본 발명의 차량용 프리히터가 내장되는 위치를 나타내는 워터펌프 측면도,

도 2는 본 발명의 요부단면도,

도 3은 도 2의 'A-A' 단면도,

도 4는 본 발명에서 방열핀을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 워터펌프 3 : 냉각수 흡입포트

5 : 호스연결부 20 : 프리히터

21 : 방열부 22 : 방열핀

23 : 냉각수 흡입통로 24 : 발열체부

25 : 단열케이스 26 : 커넥터

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 내부가 냉각수가 통과하는 냉각수 흡입통로(23)로 되어 있고 이 냉각수 흡입통로(23) 내면상에 다수개의 방열핀(22)이 형성되어 냉각수와의 열교환이 이루어지는 방열부(21)와, 이 방열부(21) 주변을 감싸도록 설치되고 전원을 공급받으면 발열이 이루어져 상기 방열부(21)에 열을 공급하는 발열체부(24)와, 워터펌프(1)의 흡입포트(3)에서 호스연결부(5)와 일체로 되어 있고 상기 발열체부(24)를 감싸는 단열케이스(25)와, 외부 전원을 상기 발열체부(24)로 공급하기 위하여 상기 단열케이스(25)상에 설치된 전원연결용 커넥터(26)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 방열부(21)는 알루미늄을 재질로 하여 제조된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방열핀(22)은 냉각수 흡입방향으로 냉각수와 이 방열핀(22)의 접촉길이가 길어질 수 있게 다수개의 방열핀 라인을 나란한 상태에서 일정정도 비틀어 형성시킨 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발열체부(24)는 PCT 소자인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명하면다음과 같다.

첨부한 도 1은 워터펌프에서 본 발명의 차량용 프리히터가 내장되는 위치를 나타내는 워터펌프 측면도이고, 도 2는 본 발명의 요부단면도이며, 도 3은 도 2의 'A-A' 단면도이다.

본 발명은 냉각수 순환을 위한 워터펌프(1)의 냉각수 흡입포트(3)에 일체로 구성한 차량용 프리히터에 관한 것으로서, 전원을 공급받으면 발열이 이루어지는 발열체부(24)를 포함하고 있고, 이 발열체부(24)가 전원을 공급받아 발열이 이루어진 상태에서 워터펌프(1)로 흡입되는 냉각수를 가열하도록 한 차량용 프리히터이다.

상기 발열체부(24)가 전원공급수단인 배터리(미도시됨)로부터 수온센서(미도시됨)가 검출한 프리히터의 통상적인 작동온도범위(대략 75℃ 이하)에서 전원을 공급받게 되는 것은 종래와 동일하다.

즉, 상기 발열체부(24)는 엔진 가동 및 히터스위치 온 상태에서 냉각수 온도가 소정 온도 이하일 경우 배터리로부터 전원을 공급받아 발열되어 차량의 냉각수를 급속히 가열시켜주게 된다.

또한, 상기 발열체부(24)는 냉각수 온도가 엔진 열에 의해 또 다른 소정 온도 이상으로 상승하게 되면 전원이 차단되어 가동이 자동 오프된다.

여기서, 미리 설정되는 상기한 각 온도는 차종 및 여러 가지 조건에 따라 달라질 수 있고, 냉각수 온도는 수온센서가 검출하도록 되어 있다.

즉, 냉각수 온도가 상기 소정 온도에 도달하면 수온센서가 온 작동하여 릴레이스위치(미도시됨)를 오프시키고, 이 릴레이스위치가 오프되면서 배터리로부터 공급되는 전원이 차단되어 상기 발열체부(24)의 가동이 자동 오프되는 것이다.

본 발명의 일 실시예를 첨부한 각 도면을 참조하여 좀더 상세히 설명하면, 상기 도 1과 2에서 도면부호 5는 냉각수 호스가 끼워질 수 있도록 한 워터펌프 흡입포트(3)의 호스연결부를 나타낸다.

본 발명의 프리히터(20)는 내부가 냉각수가 통과하는 냉각수 흡입통로(23)로 되어 있고 이 냉각수 흡입통로(23) 내면상에 다수개의 방열핀(22)이 형성되어 냉각수와의 열교환이 이루어지는 방열부(21)와, 이 방열부(21) 주변을 감싸도록 설치되고 전원을 공급받으면 발열이 이루어져 상기 방열부(21)에 열을 공급하는 발열체부(24)와, 워터펌프의 흡입포트(3)에서 호스연결부(5)와 일체로 되어 있고 상기 발열체부(24)를 감싸는 단열케이스(25)와, 외부 전원을 상기 발열체부(24)로 공급하기 위하여 상기 단열케이스(25)상에 설치된 전원연결용 커넥터(26)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 방열부(21) 내부는 냉각수 흡입통로(23)가 되며, 이 냉각수 흡입통로(23)를 통해 펌프 흡입력으로써 흡입되는 냉각수가 열교환으로 일정정도 가열된 후 워터펌프(1) 내로 흡입된다.

또한, 상기 방열부(21)는 방열핀(22) 접촉면을 통해 발열체에서 발생된 열을 공급받아 그 내부에서 흐르게 되는 냉각수에 전달하는 역할을 하게 되므로 열전도도가 큰 재료를 재질로 하여 제조되어야 하고, 바람직한 실시예로서, 알루미늄을 재질로 하여 제조될 수 있다.

또한, 상기 방열부(21) 내면상의 방열핀(22)은 방열효율을 높이기 위하여 냉각수와의 접촉면을 최대한 많이 가질 수 있도록 형성시키고, 그 예로서, 첨부한 도 4에 도시한 바와 같이, 냉각수 흡입방향으로 냉각수와 방열핀(22)의 접촉길이가 길어질 수 있게 다수개의 방열핀 라인을 나란한 상태에서 일정정도 비틀어 형성시킨 것으로 실시 가능하다.

본 발명에서 상기 발열체부(24)는 전원을 공급받으면 발열이 이루어지는 PCT(Positive Temperature Coeffient) 소자 또는 코일이 이용될 수 있고, 온도 특성 및 제어가 용이한 PCT 소자로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 단열케이스(25)는 열전도도가 작은 단열에 유리한 재료를 재질로 하여 구성됨이 당연할 것이며, 프리히터(20)의 전체 길이는 난방성능의 용량에 따라 달라질 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 프리히터에 의하면, 전원을 공급받으면 발열이 이루어지는 발열체부를 포함하고 있고 이 발열체부가 발열이 이루어진 상태에서 워터펌프로 흡입되는 냉각수를 가열하도록 한 차량용 프리히터를 제공함으로써, 다음과 같은 효과가 있다.

1) 기존 연료연소식 프리히터 대비 추가적인 연료소모 및 가스배출이 없고 과열에 따른 화재위험 및 소음이 없다.

2) 연료 및 배기계통의 부속장치와 그 제어수단, 취부수단 등이 불필요하고 부품수가 적으며, 경량화 및 공간축소가 가능하다.

3) 부품수가 적어지므로 작업성이 좋고 부품 및 작업관리가 용이하다.

4) 간단한 구조의 전기가열식으로 구성되므로 기존 프리히터 대비 저가로 구성될 수 있고 정비성 및 조작성이 좋으며 A/S 비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 내부가 냉각수가 통과하는 냉각수 흡입통로(23)로 되어 있고 이 냉각수 흡입통로(23) 내면상에 다수개의 방열핀(22)이 형성되어 냉각수와의 열교환이 이루어지는 방열부(21)와, 이 방열부(21) 주변을 감싸도록 설치되고 전원을 공급받으면 발열이 이루어져 상기 방열부(21)에 열을 공급하는 발열체부(24)와, 워터펌프(1)의 흡입포트(3)에서 호스연결부(5)와 일체로 되어 있고 상기 발열체부(24)를 감싸는 단열케이스(25)와, 외부 전원을 상기 발열체부(24)로 공급하기 위하여 상기 단열케이스(25)상에 설치된 전원연결용 커넥터(26)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 프리히터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 방열부(21)는 알루미늄을 재질로 하여 제조된 것을 특징으로 하는 차량용 프리히터.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 방열핀(22)은 냉각수 흡입방향으로 냉각수와 이 방열핀(22)의 접촉길이가 길어질 수 있게 다수개의 방열핀 라인을 나란한 상태에서 일정정도 비틀어 형성시킨 것을 특징으로 하는 차량용 프리히터.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 발열체부(24)는 PCT 소자인 것을 특징으로 하는 차량용 프리히터.