KR100534893B1

KR100534893B1 - 리저버탱크가 추가된 상용차용 냉각수 순환시스템

Info

Publication number: KR100534893B1
Application number: KR10-2003-0087339A
Authority: KR
Inventors: 정희종; 최정환
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2005-12-08
Also published as: KR20050054054A

Abstract

본 발명은 상용차용 냉각수 순환시스템에 관한 것으로서, 냉각수 순환계통 내 공기의 연속적인 분리가 이루어지도록 하는 서지탱크를 설치하되 이 서지탱크와 오버플로우 호스를 통해 연결되는 리저버탱크를 추가로 설치하여, 냉각수와 함께 서지탱크로부터 오버플로우된 공기가 리저버탱크에서 분리 및 배출이 이루어지도록 하고, 엔진 냉간시에는 리저버탱크로부터 서지탱크로의 냉각수 보충이 이루어지도록 구성한 리저버탱크가 추가된 상용차용 냉각수 순환시스템에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 냉각수 순환시스템에 따르면, 시스템 내 공기의 연속적인 분리는 물론 리저버탱크가 추가 설치됨으로 해서 냉각수 팽창체적의 여유분 추가 확보 및 냉각수 용량의 증대가 가능하고, 냉각수 주입이 리저버탱크를 통해 이루어지도록 하여 냉각수 보충이 보다 용이해질 수 있는 장점이 있게 된다.

Description

리저버탱크가 추가된 상용차용 냉각수 순환시스템{Cooling water circulation system having reservoir tank}

본 발명은 상용차용 냉각수 순환시스템에 관한 것으로서, 냉각수 순환계통 내 공기의 연속적인 분리가 이루어지도록 하는 서지탱크를 설치하되 이 서지탱크와 오버플로우 호스를 통해 연결되는 리저버탱크를 새로이 추가 설치하여, 냉각수와 함께 서지탱크로부터 오버플로우된 공기가 리저버탱크에서 분리 및 배출이 이루어지도록 하고, 엔진 냉간시에는 리저버탱크로부터 서지탱크로의 냉각수 보충이 이루어지도록 구성한 리저버탱크가 추가된 상용차용 냉각수 순환시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 운행시 엔진 연소실 내의 온도가 대략 1500℃ 이상의 고온에 달하므로, 이를 적절히 냉각시켜주지 않을 경우 엔진 몸체를 구성하는 부품의 파손, 윤활유의 점도 감소와 변질, 혼합가스의 팽창에 의한 흡입효율의 저하, 이상 연소 등이 발생되며, 엔진 작동이 악화되어 운전 불능상태를 초래하는 엔진의 과열 현상이 발생된다.

이와는 반대로, 엔진의 온도가 너무 낮은 과냉상태인 경우에는, 실린더 내로 흡입되는 무화 혼합가스의 가솔린이 충분히 가스화하지 않고 연소상태가 불량하게 되어 연료 소비량이 증가하며, 미연소 가솔린이 실린더 벽에 남아 윤활유를 희박하게 하고 엔진의 작동과 내구성에 악영향을 미친다.

이에 엔진에는 연소실, 실린더, 밸브 장치 등의 온도를 엔진의 작동에 가장 적합한 온도를 유지하기 위해 냉각시스템을 설치한다.

이러한 냉각시스템은 외부의 공기를 엔진부위로 유입하여 고온의 엔진을 냉각하는 공냉식과 냉각수를 엔진의 연소실부위로 순환시켜 고온의 엔진을 냉각시키는 수냉식이 있지만, 통상 공랭식은 상대적으로 낮은 냉각성능으로 인해 오토바이와 같은 2륜 차량 등에 이용되는 반면 수냉식은 대부분의 자동차에 사용되고 있다.

이러한, 냉각시스템 중 수냉식 냉각시스템은 물의 순환방식에 따라 자연순환식과 강제순환식으로 구분되는데, 이중 강제순환식은 자동차 엔진의 대표적인 방식으로 워터 펌프를 이용해 냉각수를 강제 순환시켜 냉각하는 방식이며, 이 방식의 주요 구성품으로는 라디에이터, 워터 펌프, 워터 재킷, 서모스탯 등이 있다.

첨부한 도 1은 승용차에 주로 적용되는 냉각수 순환시스템을 도시한 것으로, 도면부호 5는 워터 펌프를, 도면부호 2는 서모스탯을, 도면부호 4는 변속기 쿨러를 나타내며, 도면부호 6a와 6b는 냉각수 순환을 위한 냉각수 파이프를 나타낸다.

도시한 바와 같이, 엔진(1) 내부를 순환한 냉각수가 라디에이터(3)로 공급될 수 있도록 냉각수 파이프(6a)에 의해 엔진(1)과 라디에이터(3)가 상호 연결되어 있고, 엔진(1)에는 냉각수를 강제 순환시키기 위한 워터 펌프(5)와, 냉각수 온도에 따라 개폐되어 냉각수가 라디에이터(3) 측으로 선택 유입될 수 있도록 하는 서모스탯(2)이 설치된다.

또한, 냉각수 저장을 목적으로 하는 리저버탱크(7)가 구비되는데, 일반적으로 리저버탱크(7)를 사용하여 냉각수의 팽창공간을 확보하지만 라디에이터 상부탱크(3a)가 적당한 팽창공간을 포함하고 있다면 리저버탱크(7)가 별도로 구비되지 않으며, 리저버탱크(7)의 하단부와 라디에이터 상부탱크(3a) 사이에는 오버플로우 호스(overflow hose; 8)가 연결된다.

이러한 냉각수 순환시스템에서는 엔진 구동시 작동하는 워터 펌프(5)의 가압작용에 의해 냉각수가 엔진(1) 내부를 순환하게 되며, 서모스탯(2)이 개방된 상태에서는 엔진(1)에서 가열된 고온의 냉각수가 냉각수 파이프(6a)를 통해 라디에이터 상부탱크(3a)로 공급되어 라디에이터(3) 내의 회로 사이를 흐르게 되고, 라디에이터 회로에 유입된 냉각수는 기포(공기)를 발생시키면서 순환한 후 변속기 쿨러(4) 및 워터 펌프(5)를 거쳐 엔진(1)으로 재공급된다.

이와 같은 구성의 냉각수 순환시스템에서 냉각수와 함께 존재하는 내부의 공기는 수관(water passage)을 부식시키는 주요 원인 중에 하나로, 극단적인 경우에는 워터 펌프를 손상시키는 원인이 될 뿐만 아니라 냉각수의 열전달 성능을 저하시키는 바, 시스템 내에서 공기의 제거가 무엇보다 중요하다.

냉각수 순환계통에서 공기가 발생하는 가장 일반적인 원인은 라디에이터 상부탱크 내의 난류 때문이고, 그 밖에 엔진 또는 에어 컴프레서의 헤드 가스켓 결함, 워터 펌프의 시일 불량, 인젝터 슬리브의 누입 등도 원인이 될 수 있다.

상기 구성의 냉각수 순환시스템에서 냉각수가 주입된 상태일 때 공기는 서모스탯(2)에 설치된 별도의 공기배출수단(separate jiggle pin vent fitting; 도시하지 않음)에 의해 라디에이터 상부탱크(3a)로 배출된다.

그러나, 리저버탱크(7)의 'Full Hot' 레벨까지 냉각수가 채워진 상태에서 엔진(1)의 초기 시동시(서모스탯이 개방되기 전 상태)에는 엔진(1) 내 냉각수가 워터 펌프(5)에 의해 가압되어 일부 공기가 공기배출수단을 통해 배출되기는 하지만 연속적인 유동이 아니기 때문에 서모스탯(2)이 열리기 전까지는 공기가 쉽게 배출되지 않는다.

또한, 냉각수 온도가 상승하여 서모스탯(2)이 개방되면 엔진(1) 내부를 순환한 냉각수가 공기와 함께 라디에이터 상부탱크(3a)로 유입되고, 냉각수가 가열된 온도에 의해 체적 팽창되면서 상부탱크(3a)에 압력이 가해지면 압력캡(3b)이 개변되어 냉각수와 공기는 오버플로우 호스(8)를 통해 리저버탱크(7)로 유입된 후 배출된다(warm up시).

반면, 냉각수 온도 하강시에는 냉각수가 수축되어 라디에이터(3) 내에 약간의 진공을 형성하고, 이에 따라 리저버탱크(7) 내의 냉각수는 오버플로우 호스(8) 및 압력캡(3b)의 부압밸브를 통해 다시 라디에이터 상부탱크(3a)로 유입된 후 냉각수 순환시스템을 순환하게 된다(cool down시).

즉, 상기한 종래의 냉각수 순환시스템에서는 워엄 업(warm up)시에 공기를 배출하고 쿨 다운(cool down)시에 냉각수를 복귀시키는 방식으로 냉각수로부터 공기를 분리, 배출시키고 있는 것이다.

그러나, 이러한 냉각수 순환시스템에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

전술한 냉각수 순환시스템은 승용차에 주로 적용되는 시스템으로, 리저버탱크(7)가 단순한 냉각수 저장 목적의 플라스틱 용기로 되어 있는 바, 시스템 내에서 냉각수의 워엄 업(warm up) 및 쿨 다운(cool down)상태에서 발생하는 냉각수의 팽창과 수축에 의해 공기의 배출 및 냉각수의 복귀가 이루어지고, 연속적인 공기 배출 기능은 없다.

또한, 냉각수가 라디에이터 상부탱크(3a) 또는 별도 연장한 필러 넥(filler neck)을 통해 보충되어야 하는데, 필러 넥을 통해 주수시 주입상태 및 냉각수량 확인이 불가능하다.

또한, 연속적인 공기 빼기가 불가능하여 시스템 내 국부적인 부압 존재 또는 순간적인 가압시 냉각수 호스가 찌그러지는 문제점이 발생할 수 있고, 또한 조립라인에서 고진공 냉각수 주수장비의 사용이 불가능하다.

한편, 첨부한 도 2는 대형 트럭과 같은 상용차의 냉각수 순환시스템을 도시한 것으로, 도면부호 5는 워터 펌프를, 도면부호 2는 서모스탯을, 도면부호 4는 변속기 쿨러를 나타내며, 도면부호 6a와 6b는 냉각수 순환을 위한 냉각수 파이프를 나타낸다.

또한, 냉각수 순환계에서 냉각수에 포함되어 있는 공기를 빼내기 위한 서지탱크(9)가 구비되고, 이 서지탱크(9)에는 엔진으로부터 냉각수와 공기가 서지탱크(9)에 모아지도록 하는 엔진 벤트라인(10a)과, 라디에이터 상부탱크(3a)로부터 냉각수와 공기가 배출되어 서지탱크(9)에 모아지도록 하는 라디에이터 벤트라인(10b)이 각각 연결 설치되어 있으며, 또한 하단에는 냉각수 순환계로 냉각수의 부족분을 보충 공급하기 위한 별도의 공급라인(6c)이 워터 펌프(5)로 연결 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 냉각수 순환시스템에서는 초기 시동시(서모스탯이 개방되기 전 상태) 워터 펌프(5)의 동작에 의해 냉각수가 엔진(1) 내부를 순환하게 되고, 이와 같이 냉각수가 순환되면서 냉각수 순환계에서는 중력이 지배하는 정적계(static system)에서 동적계(dynamic system)로 변하게 되며, 엔진 블록, 실린더 헤드, 서모스탯 하우징 등은 워터 펌프(5)에 의해 가압이 되지만 라디에이터 코어, 변속기 쿨러, 서지탱크 등은 가압되지 않는다.

이때, 엔진 가압과 더불어 엔진 벤트라인(10a)도 가압되어 냉각수와 잔류 공기(기포)의 혼합물이 엔진 벤트라인(10a)을 통해 서지탱크(9)로 전달되고, 서모스탯(2)의 닫힘으로 라디에이터(3)의 코어와 서지탱크(9)에 작용하는 냉각수의 압력이 같아지게 되어 라디에이터 벤트라인(10b)으로는 혼합물이 흐르지 않는다.

혼합물은 서지탱크(9)에서 안정되어 냉각수로부터 공기가 분리되고, 이후 공기가 제거된 냉각수는 다시 공급라인(6c)을 통해 엔진(1)으로 재공급된다.

또한, 냉각수의 온도가 상승하여 서모스탯(2)이 개방되면 엔진(1) 내부를 순환한 냉각수가 라디에이터 상부탱크(3a)로 공급되어 라디에이터(3) 내 회로 사이를 흐르게 되며, 라디에이터 회로에 공급된 냉각수는 기포를 발생시키면서 순환한 후 엔진(1)으로 재공급된다.

라디에이터(3)에서 발생한 기포(공기)는 냉각수와 함께 라디에이터 벤트라인(10b)을 따라 서지탱크(9)로 추가 유입되어 포집되고, 서지탱크(9) 내에서는 냉각수가 워엄 업(warm up) 후 팽창하므로 냉각수의 높이가 상승하면서 냉각수 윗쪽의 공기가 압축되어 서지탱크(9)를 가압하기 시작하는 바, 가압된 공기는 압력캡(9a)의 설정압력에 도달하게 되면 탱크 외부로 배출된다.

따라서, 서지탱크(9)를 설치하게 되면, 상기와 같은 사이클로 냉각수 순환계통의 공기가 연속적으로 배출될 수 있고, 서지탱크(9)가 엔진(1)을 순환하는 냉각수로부터 연속적으로 공기를 포집하여 저장하면서 공기가 포함되지 않은 상태의 냉각수만이 엔진(1) 내부를 순환하도록 하는 바, 결국 냉각효율이 향상될 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 상용차용 냉각수 순환시스템을 적용하는 경우, 서지탱크(9)가 엔진(1) 및 라디에이터(3) 보다 더 높은 곳에 위치하여야 하고, 또한 이 서지탱크(9)가 차량의 캡(cab) 내부에 위치하기 때문에, 서지탱크(9)로 냉각수를 보충하기 위해서는 차량의 캡을 들어 올려야 하는 불편함이 있었다.

또한, 차량에 각종 쿨러의 추가 설치시 또는 자동 변속기 탑재시에는 냉각수량을 증대시켜야 하는데, 이를 위해서는 서지탱크(9)의 용량을 크게 설계해야 하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 냉각수 순환계통 내 공기의 연속적인 분리가 이루어지도록 하는 서지탱크를 설치하되 이 서지탱크와 오버플로우 호스를 통해 연결되는 리저버탱크를 추가로 설치하여, 냉각수와 함께 서지탱크로부터 오버플로우된 공기가 리저버탱크에서 분리 및 배출이 이루어지도록 하고, 엔진 냉간시에는 리저버탱크로부터 서지탱크로의 냉각수 보충이 이루어지도록 구성한 리저버탱크가 추가된 상용차용 냉각수 순환시스템을 제공함으로써, 시스템 내 공기의 연속적인 분리는 물론 냉각수 팽창체적의 여유분 추가 확보 및 냉각수 용량의 증대가 가능하고, 냉각수 주입이 리저버탱크를 통해 이루어지도록 하여 냉각수 보충이 보다 용이해지도록 하는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 엔진의 냉각수 통로와, 엔진에서 가열된 냉각수를 냉각하는 라디에이터와, 냉각수를 강제 순환시키기 위한 워터 펌프와, 냉각수 온도에 따라 냉각수가 라디에이터로 선택 유입되도록 하는 서모스탯과, 냉각수에 포함된 공기의 분리 및 배출을 위한 서지탱크와, 상기 각 구성품을 연결하는 냉각수 라인을 포함하는 상용차용 냉각수 순환시스템에 있어서,

냉각수 보충 및 저장이 가능한 리저버탱크가 추가 설치되고, 상기 서지탱크 상부 일측에 압력캡을 설치하되 이 압력캡의 출구가 상기 리저버탱크의 하부 냉각수 영역 하단 일측과 오버플로우 호스로 연결되며, 상기 서지탱크 내부의 압력캡 입구쪽으로는 냉각수 영역으로 길게 하방 연장 형성된 필러 넥이 구비되는 한편, 이 필러 넥 상부에는 냉각수 수면 위쪽의 공기가 압력캡을 통해 오버플로우 호스로 유입되도록 하는 에어 벤트 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 리저버탱크는 상부 일측에 냉각수 보충을 위한 마개가 설치되고, 상부 공기 영역의 상단 일측에는 공기의 대기 방출을 위한 별도의 오버플로우 호스가 연결 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 리저버탱크는 차량의 프론트 패널에 장착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 서지탱크에는 엔진 측과 연결된 엔진 벤트라인과, 라디에이터 측과 연결된 라디에이터 벤트라인을 연결하되, 상기 엔진 벤트라인은 서지탱크 상부 일측의 공기 영역 위치에 연결되고, 상기 라디에이터 벤트라인은 서지탱크 하부 일측의 냉각수 영역 위치에 연결되며, 상기 각 벤트라인에는 엔진 및 라디에이터쪽으로의 역류를 차단하는 체크밸브가 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 상용차용 냉각수 순환시스템을 보인 도면으로, 도면부호 105는 워터 펌프를, 도면부호 102는 서모스탯을, 도면부호 104는 변속기 쿨러를 나타내며, 도면부호 106a와 106b는 냉각수 순환을 위한 냉각수 파이프를 나타낸다.

도시한 바와 같이, 엔진(101) 내부를 순환한 냉각수가 라디에이터(103)로 공급될 수 있도록 냉각수 파이프(106a)에 의해 엔진(101)과 라디에이터(103)가 상호 연결되어 있고, 엔진(101)에는 냉각수를 강제 순환시키기 위한 워터 펌프(105)와, 냉각수 온도에 따라 개폐되어 냉각수가 라디에이터(103) 측으로 선택 유입될 수 있도록 하는 서모스탯(102)이 설치된다.

또한, 냉각수 순환계에서 냉각수에 포함되어 있는 공기를 빼내기 위한 서지탱크(107)가 구비되고, 이 서지탱크(107)에는 엔진(1)으로부터 냉각수와 공기가 서지탱크(107)에 모아지도록 하는 엔진 벤트라인(108a)과, 라디에이터 상부탱크(103a)로부터 냉각수와 공기가 배출되어 서지탱크(107)에 모아지도록 하는 라디에이터 벤트라인(108b)이 각각 연결 설치되며, 또한 하단에는 냉각수 순환계로 냉각수의 부족분을 보충 공급하기 위한 별도의 공급라인(106c)이 워터 펌프(105)로 연결 설치된다.

특히, 본 발명의 상용차용 냉각수 순환시스템에서는 냉각계의 공기를 연속적으로 배출하기 위한 상기 서지탱크(107) 외에 추가적으로 냉각수의 팽창체적 여유분을 더 확보하기 위한 리저버탱크(110)가 구비된다.

이 리저버탱크(110)에는 상부 일측에 냉각수 보충을 위한 마개(111)가 설치되고, 상부 공기 영역의 상단 일측에는 공기의 대기 방출을 위한 오버플로우 호스(112)가 연결 설치되며, 하부 냉각수 영역의 하단 일측에는 서지탱크(107)의 압력캡(109)으로부터 연결된 별도의 오버플로우 호스(113)가 연결 설치된다(도 6 참조).

첨부한 도 4는 대형 트럭용 냉각수 순환시스템으로 적용될 수 있는 본 발명의 구성부품 중 서지탱크(107)와 새로이 추가된 리저버탱크(110)의 설치상태 및 연결관계를 잘 보여주고 있다.

또한, 첨부한 도 5a와 도 5b는 본 발명의 냉각수 순환시스템에서 서지탱크의 구조를 보다 상세히 보여주는 사시도로, 서지탱크의 구조를 포함하여 주변 연결라인의 구성을 잘 보여주고 있다.

먼저, 도 4에 나타낸 바와 같이, 서지탱크(107)는 별도 마운팅 수단에 의해 차량의 캡 브리지(cab bridge; 100a)에 장착되고, 리저버탱크(110)는 마운팅 수단에 의해 차량 프론트 패널(100b)의 앞쪽에 장착된다.

도면부호 108a는 엔진(101)으로부터 연결된 엔진 벤트라인을 나타내며, 이 엔진 벤트라인(108a)은 전술한 바와 같이 엔진(1)으로부터 냉각수와 공기가 서지탱크(107)에 모아지도록 하는 라인으로, 서지탱크(107)에서도 상부 일측, 즉 공기가 차지하게 되는 공기 영역(air volume) 위치에 연결된다.

또한, 도면부호 108b는 라디에이터 상부탱크(103a)로부터 연결된 라디에이터 벤트라인을 나타내며, 이 라디에이터 벤트라인(108b)은 전술한 바와 같이 라디에이터 상부탱크(103a)로부터 냉각수와 공기가 배출되어 서지탱크(107)에 모아지도록 하는 라인으로, 서지탱크(107)에서도 하부 일측, 즉 냉각수가 차지하게 되는 냉각수 영역(coolant volume) 위치에 연결된다.

상기 엔진 벤트라인(108a)의 도중에는 서지탱크(107)로부터 냉각수 및 공기가 엔진(1) 측으로 역류하지 않도록 차단하는 체크밸브(114)가 설치되며, 상기 라디에이터 벤트라인(108b)의 도중에도 서지탱크(107)로부터 냉각수 및 공기가 라디에이터(103) 측으로 역류하지 않도록 차단하는 체크밸브(115)가 설치된다.

또한, 서지탱크(107)의 상부 타측에는 압력캡(109)이 설치되어 있고, 이 압력캡(109)의 출구와 리저버탱크(110)의 냉각수 영역 하단에는 오버플로우 호스(113)가 연결 설치되며, 이 오버플로우 호스(113)는 후술하는 바와 같이 압력캡(109) 개변시 서지탱크(107)의 공기와 냉각수가 리저버탱크(110)로 유입되도록 하는 라인이 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 냉각수 순환시스템에서는 엔진(1)이 워밍업 된 후 가압된 냉각수로부터 발생한 공기가 냉각수와 함께 엔진 벤트라인(108a)을 따라 서지탱크(107)의 공기 영역으로 유입되고, 마찬가지로 라디에이터(103) 측 공기도 냉각수와 함께 라디에이터 상부탱크(103a)로부터 라디에이터 벤트라인(108b)을 따라 서지탱크(107)의 냉각수 영역으로 유입된다.

이와 같이 도달된 서지탱크(107) 내 냉각수와 공기는 상부로 모여 서지탱크(107)를 가압하게 되고, 압력캡(109)의 설정압력에 도달하면 오버플로우 호스(113)를 경유하여 리저버탱크(110)로 배출된다.

이후, 리저버탱크(110)로 배출된 공기와 냉각수는 엔진 냉간시 서지탱크(107)로 일부가 복귀되는데, 이로 인해 결국 본 발명의 냉각수 순환시스템에서는 기존 냉각수 순환시스템에서 대기로 오버플로우되었던 것에 비해 냉각수 저장 기능의 장점이 있게 된다.

첨부한 도 6은 본 발명에 따른 냉각수 순환시스템에서 리저버탱크를 나타낸 사시도로, 도면부호 111은 마개를, 도면부호 112는 대기 방출을 위해 상단에 별도 설치된 오버플로우 호스를, 도면부호 113은 서지탱크(107)의 압력캡(109)으로 연결되는 오버플로우 호스를 나타낸다.

도시한 바와 같이, 리저버탱크(110)에는 압력캡이 없고 단지 냉각수 보충이 가능한 마개(111)를 설치하여 사용자가 현장에서 보다 쉽게 냉각수를 보충할 수 있도록 한다.

즉, 종래에는 서지탱크가 차량의 캡 내부에 위치하여 서지탱크로 냉각수를 보충할 때 차량 캡을 들어 올려야 하는 불편함이 있었으나, 본 발명에서는 리저버탱크(110)가 서지탱크처럼 엔진 및 라디에이터 보다 더 높은 곳에 위치하지 않아도 되고, 또한 이와 같이 낮은 위치에 설치 가능한 리저버 탱크를 통해 냉각수의 보충이 이루어지므로, 냉각수 보충시 간편하게 차량 앞쪽에서 프론트 패널만 오픈한 후 마개(111)를 열어 리저버탱크(110)에 냉각수를 주입하면 되는 것이다.

또한, 각종 쿨러의 설치시 또는 자동 변속기의 탑재시와 같이 냉각수의 용량이 증대되어야 할 경우에 종래에는 서지탱크의 용량을 증대시켜야 했으나, 본 발명에서는 리저버탱크(110)가 추가로 설치됨으로 해서 서지탱크(107)에서 필요한 팽창체적이 작아도 리저버탱크(110)가 팽창체적을 분담하므로 서지탱크의 증대 없이 냉각수의 양만 증대시킬 경우 충분히 대응이 가능해진다.

한편, 첨부한 도 7은 본 발명에서 서지탱크의 내부 구조를 도시한 것으로, 압력캡(109) 입구쪽의 필러 넥(109a)이 하부의 냉각수 영역까지 길게 하방 연장되어 있어 냉각수가 적정량 유지될 수 있도록 되어 있고, 냉각수 팽창시 냉각수 수면 위쪽에 모인 공기가 압력캡(109)을 통해 오버플로우 호스(113)로 유입될 수 있도록 상기 필러 넥(109a)의 상부에는 에어 벤트 홀(109b)이 형성되어 있다.

본 발명의 냉각수 순환시스템에는 냉각수량이 부족할 경우 이를 운전자에게 알려주는 경고장치의 구성이 가능한데, 이를 위해 서지탱크 내부에는 수위감지센서가 설치되어야 하고, 이러한 수위감지센서로는 본 출원인에 의해 특허출원된 출원번호 제2003-73230호의 비접촉식 마그네틱 수위감지센서가 이용될 수 있다.

도 7에서 도면부호 116은 비접촉식 마그네틱 수위감지센서를 나타내는 것으로, 탱크(107) 내부 저면에 상하방향으로 길게 형성된 튜브형의 안내부(117)가 설치되고, 이 안내부(117)의 내부공간에는 PCB 기판 및 자기장에 의해 ON/OFF되는 리드 스위치를 가지는 감지부(도 7에는 도시하지 않음)가 탱크(107) 외부로부터 삽입되어 설치되며, 탱크(107) 내부의 안내부(117)에는 자석(미도시됨)이 내설된 중공의 플로우트(118)가 냉각수량에 따라 승강하도록 설치된다.

또한, 탱크(107) 내부에는 플로우트(118)가 안내부(117)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 하측에 플로우트(118)를 둘러싼 구조의 가이드부재(119a)가 설치되며, 그 바로 위 상측으로는 수직의 이탈방지부재(119b)가 설치된다.

이러한 비접촉식 마그네틱 수위감지센서(116)에서는 플로우트(118)가 가이드부재(119a) 내에서 냉각수량에 따라 승강하게 되며, 기설정된 최저수위에서는 플로우트(118)의 자석에 의한 자력으로 리드 스위치가 온 접점을 형성하면서 리드 스위치로부터 하이레벨 신호가 발생되는 바, 이 하이레벨 신호에 의해 탱크(107) 내 냉각수량이 부족함을 감지할 수 있게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따른 냉각수 순환시스템에서는 기존 상용차용 냉각수 순환시스템에서 리저버탱크를 추가 설치하여, 이 리저버탱크와 기존 서지탱크의 작용에 의해 냉각수로부터 연속적인 공기 분리가 이루어질 수 있게 하면서 냉각수 팽창체적의 여유분 추가 확보 및 리저버탱크에 의한 냉각수 용량의 증대가 가능하게 하였고, 냉각수 주입이 새로이 추가된 리저버탱크를 통해 이루어지도록 하여 냉각수 보충이 보다 용이하게 이루어지도록 하였다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 상용차용 냉각수 순환시스템에 의하면, 냉각수와 함께 서지탱크로부터 오버플로우된 공기가 리저버탱크에서 분리 및 배출이 이루어지도록 하고, 엔진 냉간시에는 리저버탱크로부터 서지탱크로의 냉각수 보충이 이루어지도록 구성함으로써, 시스템 내 공기의 연속적인 분리는 물론 리저버탱크에 의한 냉각수 팽창체적의 여유분 추가 확보 및 냉각수 용량의 증대가 가능하고, 냉각수 주입이 리저버탱크를 통해 이루어지도록 하여 냉각수 보충이 보다 용이해지는 효과가 있게 된다.

도 1은 승용차에 적용되는 일반적인 냉각수 순환시스템의 개략도,

도 2는 상용차에 적용되는 일반적인 냉각수 순환시스템의 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 상용차용 냉각수 순환시스템의 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 상용차용 냉각수 순환시스템에서 서지탱크와 리저버탱크의 설치상태 및 연결관계를 나타낸 사시도,

도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 냉각수 순환시스템에서 서지탱크의 구조를 보다 상세히 보여주는 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 냉각수 순환시스템에서 리저버탱크를 나타낸 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 냉각수 순환시스템에서 서지탱크의 내부 구조를 도시한 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100a : 캡 브리지 100b : 차량 프론트 패널

101 : 엔진 102 : 서모스탯

103 : 라디에이터 105 : 워터 펌프

107 : 서지탱크 108a : 엔진 벤트라인

108b : 라디에이터 벤트라인 109 : 압력캡

109a : 필러 넥 109b : 에어 벤트 홀

110 : 리저버탱크 111 : 마개

112 : 오버플로우 호스 113 : 오버플로우 호스

114, 115 : 체크밸브

Claims

엔진의 냉각수 통로와, 엔진에서 가열된 냉각수를 냉각하는 라디에이터와, 냉각수를 강제 순환시키기 위한 워터 펌프와, 냉각수 온도에 따라 냉각수가 라디에이터로 선택 유입되도록 하는 서모스탯과, 냉각수에 포함된 공기의 분리 및 배출을 위한 서지탱크와, 상기 각 구성품을 연결하는 냉각수 라인을 포함하는 상용차용 냉각수 순환시스템에 있어서,

냉각수 보충 및 저장이 가능한 리저버탱크가 추가 설치되고, 상기 서지탱크 상부 일측에 압력캡을 설치하되 이 압력캡의 출구가 상기 리저버탱크의 하부 냉각수 영역 하단 일측과 오버플로우 호스로 연결되며, 상기 서지탱크 내부의 압력캡 입구쪽으로는 냉각수 영역으로 길게 하방 연장 형성된 필러 넥이 구비되는 한편, 이 필러 넥 상부에는 냉각수 수면 위쪽의 공기가 압력캡을 통해 오버플로우 호스로 유입되도록 하는 에어 벤트 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 리저버탱크가 추가된 상용차용 냉각수 순환시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 리저버탱크는 상부 일측에 냉각수 보충을 위한 마개가 설치되고, 상부 공기 영역의 상단 일측에는 공기의 대기 방출을 위한 별도의 오버플로우 호스가 연결 설치된 것을 특징으로 하는 리저버탱크가 추가된 상용차용 냉각수 순환시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 리저버탱크는 차량의 프론트 패널에 장착되는 것을 특징으로 하는 리저버탱크가 추가된 상용차용 냉각수 순환시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 서지탱크에는 엔진 측과 연결된 엔진 벤트라인과, 라디에이터 측과 연결된 라디에이터 벤트라인을 연결하되, 상기 엔진 벤트라인은 서지탱크 상부 일측의 공기 영역 위치에 연결되고, 상기 라디에이터 벤트라인은 서지탱크 하부 일측의 냉각수 영역 위치에 연결되며, 상기 각 벤트라인에는 엔진 및 라디에이터쪽으로의 역류를 차단하는 체크밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 리저버탱크가 추가된 상용차용 냉각수 순환시스템.