KR100440014B1 - 에어 석션을 이용한 히터코어의 냉각수 유량조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진에서 가열된 냉각수가 히터코어를 작동시키기 위해 순환되는 과정에서 블로어의 대기압이 냉각수라인에 전달되도록 하므로서 별도의 보조워터펌프를 장착하지 않아도 냉각수가 원활하게 순환되도록 하는 에어 석션을 이용한 히터코어의 냉각수 유량조절장치에 관한 것으로,

엔진을 냉각하는 과정에서 가열된 냉각수가 냉각수 유출라인에서 히터라인으로 분기된 후, 히터코어를 통과하는 과정에서 두 줄기의 아웃렛라인으로 분기되었다가 다시 리턴라인으로 합쳐지는 위치에 물탱크가 형성되고, 이 물탱크에 연결되는 각각의 아웃렛라인의 끝단에 냉각수의 유량을 조절하기 위한 워터밸브가 형성되는 것에 있어서,

아웃렛라인에 형성되는 워터밸브가 개방될 때 유입된 냉각수가 합쳐져 상기 리턴라인으로 흐르도록 일측에는 상기 아웃렛라인이 연결되고 타측에는 리턴라인이 연결되는 물탱크와;

히터 스위치가 온되었을 경우에 차실내로 공기를 공급하기 위해 대기 중의 공기를 송풍하는 블로워와;

일단은 상기한 물탱크의 상부에 연결되고, 타단은 상기 블로워의 전방에 연결되어 상기한 블로워가 회전될 때 생성되는 대기압의 차이를 상기 물탱크에 전달하기 위한 에어석션 호스;로 구성되어 아웃렛라인을 통과하는 냉각수의 흐름을 원활하게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

에어 석션을 이용한 히터코어의 냉각수 유량조절장치{Control apparatus of cooling water using air suction}

본 발명은 에어 석션을 이용한 히터코어의 냉각수 유량조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진에서 가열된 냉각수가 히터코어를 작동시키기 위해 순환되는 과정에서 블로워의 대기압이 냉각수라인에 전달되도록 하므로서 별도의 보조워터펌프를 장착하지 않아도 냉각수가 원활하게 순환되도록 하는 에어 석션을 이용한 히터코어의 냉각수 유량조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진을 구성하는 실린더블럭 및 실린더헤드는 연료를 연소시키는 과정에서 고온고압이 되고, 이를 식히기 위해서 실린더블럭 및 실린더헤드에는 냉각수가 통과되는 워터자켓이 형성된다. 즉, 엔진의 일측에 장착되는 워터펌프에서 펌핑되는 냉각수가 실린더블럭 및 실린더헤드의 워터자켓을 순환되면서 엔진을 식히게 되는데, 이 과정에서 냉각수는 실린더블럭 및 실린더헤드의 열을 빼앗아 고온이 된다.

이렇게 고온이 된 냉각수는 라디에이터를 통과하면서 적정온도로 냉각된 후 다시 워터펌프의 펌핑에 의해 실린더블럭 및 실린더헤드의 워터자켓으로 다시 순환하게 된다.

또한, 상기와 같이 가열된 냉각수의 일부는 자동차의 실내를 따뜻하게 하기 위한 히터코어에 공급되어 차실내를 난방하는데 사용된다.

도 4는 가열된 냉각수를 이용하여 차실내를 난방하기 위한 시스템을 도시한 것으로서, 벤츠430(BENZ430) 차량에 장착되는 엔진의 냉각수 흐름도를 도시한 것이다.

도면에서와 같이 엔진(10)을 통과하면서 가열된 냉각수는 냉각수유출라인(11)에서 두 줄기의 히터라인(13,14)으로 분기되어 프론트 히터코어(15)와 리어 히터코어(16)로 공급되어진다. 상기한 히터라인(13,14)에 의해서 히터코어(15,16)로 유도된 냉각수는 블로워(17,18)의 작동에 의해서 차실내로 유입되는 공기에 열을 빼앗기고 아웃렛 라인(19,20)을 통해 냉각수 유입라인(12) 측으로 흐르게 되는데, 상기한 아웃렛라인(19,20)은 히터코어(15,16)에서 통상 각각 두 줄기로 분기되어진다. 이와 같이 순환되는 냉각수는 비교적 길이가 길게 형성되는 히터라인(13,14) 및 아웃렛라인(19,20)을 따라 순환되는 과정에서 유압이 약해지게 된다. 이를 보완하기 위해 상기한 도면에서와 같이 각각의 아웃렛라인(19,20)에서 냉각수가 모이는 위치에 소정의 크기를 갖는 제1 및 제2물탱크(21,22)가 형성되고, 여기에 보조워터펌프(23,24)가 장착되어 냉각수의 순환이 원활하게 이루어진다. 그리고 상기한 물탱크(21,22)와 연결되는 아웃렛라인(19,20)의 끝단부에는 각각 일정한 주기로 개폐되는 워터밸브(25,26)가 형성되어 냉각수의 유량을 조절하게 된다. 이렇게 물탱크(21,22)에 임시 저장된 냉각수는 보조워터펌프(23,24)에 펌핑에 의해 제 1 및 제2리턴라인(27,28)을 따라 냉각수 유입라인(12)으로 유도된다. 특히, 제2리턴라인(28)으로 유도되는 냉각수는 제1물탱크(21)로 유입된 보조워터펌프(23)의 펌핑에 의해 제1리턴라인(27)을 통해 냉각수 유입라인(12)으로 흐르게 된다.

상기와 같이 히터코어(15,16)를 통과하는 냉각수에 의해서 차실내로 공급되는 공기가 가열된 후 차실내의 좌우 벤트로 공급되어 차실내를 난방하게 되는 것이다.

그러나 상기와 같이 형성되는 시스템에서 히터라인 및 아웃렛라인의 길이가길어져 냉각수의 흐름이 원활하지 못한 것을 보완하기 위하여 두개의 보조워터펌프가 장착되므로서 엔진제작에 드는 비용이 증가하게 될 뿐만 아니라, 보조워터펌프의 무게 및 부피는 엔진룸의 레이아웃에도 상당히 불리하게 작용되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진에서 가열된 냉각수가 히터코어를 작동시키기 위해 순환되는 과정에서 블로어의 대기압이 냉각수라인에 전달되도록 하므로서 별도의 보조워터펌프를 장착하지 않아도 냉각수가 원활하게 순환되도록 하는 에어 석션을 이용한 히터코어의 냉각수 유량조절장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

엔진을 냉각하는 과정에서 가열된 냉각수가 냉각수 유출라인에서 히터라인으로 분기된 후, 히터코어를 통과하는 과정에서 두 줄기의 아웃렛라인으로 분기되었다가 다시 리턴라인으로 합쳐지는 위치에 물탱크가 형성되고, 이 물탱크에 연결되는 각각의 아웃렛라인의 끝단에 냉각수의 유량을 조절하기 위한 워터밸브가 형성되는 것에 있어서,

아웃렛라인에 형성되는 워터밸브가 개방될 때 유입된 냉각수가 합쳐져 상기 리턴라인으로 흐르도록 일측에는 상기 아웃렛라인이 연결되고 타측에는 리턴라인이 연결되는 물탱크와;

히터 스위치가 온되었을 경우에 차실내로 공기를 공급하기 위해 대기 중의공기를 송풍하는 블로워와;

일단은 상기한 물탱크의 상부에 연결되고, 타단은 상기 블로워의 전방에 연결되어 상기한 블로워가 회전될 때 생성되는 대기압의 차이를 상기 물탱크에 전달하기 위한 에어석션 호스;로 구성되어 아웃렛라인을 통과하는 냉각수의 흐름을 원활하게 하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 냉각수의 흐름을 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명에 의한 제1물탱크 부분을 확대도시한 도면.

도 3은 본 발명에 의한 제2물탱크 부분을 확대도시한 도면.

도 4는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 엔진 11 : 냉각수 유출라인

12 : 냉각수 유입라인 13,14 : 히터라인

15 : 프론트 히터코어 16 : 리어 히터코어

17,18 : 블로워 19,20 : 아웃렛라인

21 : 제1물탱크 22 : 제2물탱크

25,26 : 워터밸브 27 : 제1리턴라인

28 : 제2리턴라인 30 : 에어석션호스

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 냉각수의 흐름을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 본 발명에 의한 제1물탱크 부분을 확대도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 의한 제2물탱크 부분을 확대도시한 도면이다. 도면 중의 도면부호 10은 엔진을 지시하는 것으로서, 일반적이 구성요소에 적용되는 부호는 종래기술의 설명에서 사용된 부호를 그대로 인용하기로 한다.

종래와 같이 엔진(10)의 실린더블럭 및 실린더헤드를 냉각한 후 가열된 냉각수가 유출되기 위한 냉각수 유출라인(11)이 형성되는데, 상기 냉각수 유출라인(11)에서 일부의 냉각수가 프론트 히터코어(15) 및 리어 히터코어(16)측으로 흐를 수 있도록 히터라인(13,14)이 분기된다.

또한 히터라인(13,14)을 통해 상기한 프론트 히터코어(13) 및 리어 히터코어(14)로 유입된 냉각수가 빠져나가도록 하기 위한 아웃렛라인(19,20)이 각각의 히터코어(13,14) 하측으로 연결된다. 상기 각각의 아웃렛라인(19,20)은 두 줄기로 양분된 채로 후설할 제1 및 제2물탱크(21,22)의 일측에 각각 연결되어진다. 특히, 상기한 물탱크(21,22)에 연통되는 아웃렛라인(19,20)의 끝부분에는 각각 워터밸브(25,26)가 형성되는데, 상기 워터밸브(25,26)는 일정한 주기에 따라 개폐되어 통과되는 유량을 빠르게 조절하기 위한 것이다.

즉, 상기한 각각의 물탱크(21,22)는 상기 워터밸브(25,26)가 개방될 때 상기한 아웃렛라인(19,20)에서 유입된 냉각수를 합쳐서 리턴라인(27,28)으로 흐르도록 하기 위한 것이다. 특히, 상기한 제2물탱크(22)에 연결되는 제2리턴라인(28)은 제1물탱크(21)에 연결되고, 상기 제1물탱크(21)의 일측에 연결되는 제1리턴라인(27)은 냉각수 유입라인(12)과 연결되어진다.

특히, 상기한 제1 및 제2물탱크(21,22)의 상부는 에어석션 호스(30)의 일단과 연통되는데, 상기 에어석션 호스(30)의 다른 일단은 차실내로 공기를 불어넣는 블로워(17,18)의 전방에 연결되어진다. 이와 같이 에어석션 호스(30)를 연결하는 이유는 상기한 블로워(17,18)가 회전될 때 대기압의 차이에 의해 발생되는 부압이 상기한 에어석션 호스(30)를 통해 상기 물탱크(21,22)의 내부에 전달되도록 하기 위한 것이다. 즉, 상기한 에어석션 호스(30)는 부압이 상기 물탱크(21,22)에 전달되도록 하여 히터코어(15,16)를 통과한 냉각수에 흡입력을 가하여 냉각수가 원활하게 상기 리턴라인(27,28)으로 유도되도록 하기 위한 것이다.

상기와 같이 형성되는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

엔진(10)이 시동되면 워터펌프의 작동에 의해서 실린더블럭 및 실린더헤드의 워터자켓에는 냉각수가 흐르게 되고, 이 냉각수는 실린더블럭 및 실린더헤드의 열을 빼앗아 가열되어진다. 이 때, 운전자가 차실내의 난방을 위해서 히터스위치를 온(ON)상태로 하게 되면 상기한 블로워(17,18)가 작동되므로서 대기 중의 공기가 상기한 히터코어(15,16)를 거치면서 따뜻해진 다음에 차실내와 연결되는 좌우측의 벤트로 유입되어진다.

이 과정에서 히터코어(15,16)로 공급되는 냉각수는 상기한 블로워(17,18)의 회전에 의해 발생되는 대기압의 차이가 에어석션 호스(30)를 통해 물탱크(21,22)에 전해지게 된다. 따라서 히터코어(15,16)을 통과한 후 아웃렛라인(19,20) 측으로 유출되는 냉각수에는 압력이 전달되므로서 냉각수의 흐름이 원활해진다. 즉, 워터밸브(25,26)가 열릴 때 아웃렛라인(19,20)을 통과하는 냉각수에 부압이 강하게 전달되므로서 상기 물탱크(21,22)에는 냉각수의 유입이 활발해지고, 상기 물탱크(21,22)로 강하게 유입된 냉각수는 별도의 워터펌프가 장착되지 않더라도 리턴호스(27,28)로 원활하게 유도되어진다. 특히, 상기한 에어석션 호스(30)는 부압에 의해서 냉각수가 역류되지 않도록 설계되므로서 상기 물탱크(21,22) 내의 공기만 흡입되어진다.

따라서 종래와 같이 냉각수의 흐름을 원활하게 하기 위해 별도의 보조워터펌프를 장착하지 않아도 되므로서 엔진의 제작단가가 절감되고, 엔진의 무게가 감소된다.

상기와 같은 본 발명은 히터코어로 냉각수를 순환시키기 위해 형성되는 냉각수 라인의 도중에 블로워에서 발생되는 대기압의 차이에 의한 부압을 가해지도록하므로서 별도의 보조워터펌프 없이도 냉각수의 순환이 원활하게 이루어지기 때문에 보조워터펌프를 장착하기 위한 비용이 절감되고 엔진의 무게가 감소되는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims (1)

1. 엔진을 냉각하는 과정에서 가열된 냉각수가 냉각수 유출라인에서 히터라인으로 분기된 후, 히터코어를 통과하는 과정에서 두 줄기의 아웃렛라인으로 분기되었다가 다시 리턴라인으로 합쳐지는 위치에 물탱크가 형성되고, 이 물탱크에 연결되는 각각의 아웃렛라인의 끝단에 냉각수의 유량을 조절하기 위한 워터밸브가 형성되는 것에 있어서,

   아웃렛라인에 형성되는 워터밸브가 개방될 때 유입된 냉각수가 합쳐져 상기 리턴라인으로 흐르도록 일측에는 상기 아웃렛라인이 연결되고 타측에는 리턴라인이 연결되는 물탱크와;

   히터 스위치가 온되었을 경우에 차실내로 공기를 공급하기 위해 대기 중의 공기를 송풍하는 블로워와;

   일단은 상기한 물탱크의 상부에 연결되고, 타단은 상기 블로워의 전방에 연결되어 상기한 블로워가 회전될 때 생성되는 대기압의 차이를 상기 물탱크에 전달하기 위한 에어석션 호스;로 구성되어 아웃렛라인을 통과하는 냉각수의 흐름을 원활하게 하는 것을 특징으로 하는 에어 석션을 이용한 히터코어의 냉각수 유량조절장치.