KR100535462B1 - 자기 냉동을 이용한 엔진 냉각 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기냉동을 이용한 엔진 냉각시스템에 관한 것으로서, 특히 자기장에 의해 자화되면서 발열하고 자기장이 제거될때 전자가 불규칙하게 배열되면서 주변의 열을 흡수하는 초자성체들을 엔진 내부를 순환하는 냉각수에 투입하고, 냉각수가 순환되는 냉각수호스의 도중에 초자성체를 자화시키기 위한 코일을 형성하므로서, 엔진 구동시 냉각수 호스를 통과하는 초자성체가 코일에서 발생된 자기장에 의해 자화되었다가 자기장이 없는 부분으로 이동되면서 냉각됨에 따라 냉각수의 열을 흡수하여 냉각수가 냉각되도록 하여 단순 구조의 냉각시스템 제공에 의해 엔진룸 내부 공간을 보다 효율적으로 사용할 수 있고, 차량의 전체적인 중량을 줄여줄 수 있도록 한 자기냉동을 이용한 엔진 냉각시스템에 관한 것이다.

Description

자기냉동을 이용한 엔진 냉각 시스템{Engine cooling system}

본 발명은 자기냉동을 이용한 엔진 냉각시스템에 관한 것으로서, 특히 엔진 구동시 냉각수 호스를 통과하는 초자성체가 코일에서 발생된 자기장에 의해 자화되었다가 자기장이 없는 부분으로 이동되면서 냉각됨에 따라 냉각수의 열을 흡수하여 냉각수가 냉각되도록 하여 단순 구조의 냉각시스템 제공에 의해 엔진룸 내부 공간을 보다 효율적으로 사용할 수 있고, 차량의 전체적인 중량을 줄여줄 수 있도록 한 자기냉동을 이용한 엔진 냉각시스템에 관한 것이다.

일반적으로 엔진은 연소동작에서 발생하는 폭발력을 이용하여 회전동력을 발생시키는 것으로서, 높은 연소열에 의해 엔진의 각 부품이 파손되는 것을 방지하기 위하여 엔진 내부로 냉각수가 순환되도록 하고 있으며, 엔진 내부를 순환하면서 온도 상승한 냉각수는 라디에이터를 통과시켜 냉각되도록 하고 있다.

상기와같은 시스템을 엔진 냉각시스템이라 하며, 종래의 엔진 냉각시스템은 도 5 에 도시된 바와같이,

냉각수를 대기중의 공기와 열교환시켜 냉각하는 라디에이터(2)가 엔진(1)의 앞쪽에 설치되고, 상기 라디에이터(2)를 통과한 냉각수가 냉각수라인(4)을 통해 엔진(1)으로 재공급되도록 구성되며, 상기 라디에이터(2)의 일측에는 라디에이터(2)의 방열동작을 촉진시키는 냉각팬(3)이 구성되어 있다.

상기와같이 종래의 엔진 냉각시스템은 엔진(1) 구동시 엔진 내부를 통과한 냉각수가 냉각수라인(4)을 통해 라디에이터(2)로 공급되고, 라디에이터(2)를 통과하는 냉각수가 라디에이터(2)의 방열동작에 의해 충분히 냉각되어 엔진(1)내부로 재공급되므로서 엔진(1)의 각 부품들이 과도하게 온도상승하지 않도록 하는 것이다.

그러나, 종래의 엔진 냉각 시스템은 엔진(1)의 전면에 설치되는 라디에이터(2)의 방열동작에 의해 냉각수를 냉각시켜 엔진을 냉각하는 것이기 때문에 차량의 엔진룸 내에 라디에이터를 설치해야만 하였고, 이에의해 라디에이타의 설치면적 만큼 엔진룸을 효율적으로 사용하지 못할뿐만 아니라 차량의 전체적인 중량이 증가하게되는 문제점이 발생하고 있었다.

또한, 엔진룸의 전면에 라디에이터를 설치함에 따라 차량 주행시 차량 내부로 유입되는 공기에 대해 라디에이터가 저항으로 작용하므로서, 엔진룸 내의 공기유동에 악영향을 미치게되고, 이에의해 엔진 룸 내에 설치되는 주변부품들의 효과적인 방열이 어려워지는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 자기장에 의해 자화되면서 발열하고 자기장이 제거될때 전자가 불규칙하게 배열되면서 주변의 열을 흡수하는 초자성체들을 엔진 내부를 순환하는 냉각수에 투입하고, 냉각수가 순환되는 냉각수호스의 도중에 초자성체를 자화시키기 위한 코일을 형성하므로서, 엔진 구동시 냉각수 호스를 통과하는 초자성체가 코일에서 발생된 자기장에 의해 자화되었다가 자기장이 없는 부분으로 이동되면서 냉각됨에 따라 냉각수의 열을 흡수하여 냉각수가 냉각되도록 하여 단순 구조의 냉각시스템 제공에 의해 엔진룸 내부 공간을 보다 효율적으로 사용할 수 있고, 차량의 전체적인 중량을 줄여줄 수 있도록 한 자기냉동을 이용한 엔진 냉각시스템을 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은

냉각수가 순환되는 엔진에 있어서,

냉각수가 엔진외부를 순환하도록 엔진의 양측에 결합되는 냉각수 호스와;

상기 냉각수 호스 및 엔진 내부를 순환하는 냉각수에 포함되어 냉각수와 함께 순환하고, 자기장에 의해 자화될때 발열하고 자기장이 제거될때 자체 전자의 배열이 불규칙해지면서 주변의 열을 흡수하여 냉각수를 냉각시키는 초자성체와;

상기 냉각수의 도중에 냉각수호스를 감싸도록 형성되어 초자성체의 발열온도를 대기중으로 방열시키는 방열부와;

상기 방열부의 외곽에 권선되어 엔진 구동시 공급되는 전류에 의해 자기장을 발생하여 냉각수호스를 통과하는 초자성체를 자화시키는 코일; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 초자성체는 가돌리늄(Gb) 원소를 입자화한 것임을 특징으로 한다.

또한 상기 방열부의 외주면상에 다수의 방열핀을 돌출 형성하고, 방열부의 일측에는 방열부의 방열동작을 촉진시키기 위한 냉각핀을 형성한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 4 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 설명에 있어서 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호 표기하여 중복설명을 피하기로 한다.

도면부호 1 은 엔진을 나타내며, 상기 엔진(1)에는 별도의 냉각수 호스(10)를 형성시켜 엔진(1) 내부를 순환한 냉각수가 상기 냉각수 호스(10)를 통과하여 엔진(1)의 내부로 재공급되도록 한다.

본 발명에서는 상기 냉각수 내부에 초자성체(20)입자를 투입하는데, 상기 초자성체(20)는 자기장이 가해질때 자체 전자들이 정배열되면서 발열하고, 그 가해졌던 자기장이 제거될때에는 정배열되어있던 전자들이 다시 불규칙하게 배열되면서 주변의 열을 흡수하여 냉각되는 성질을 갖고 있는 것이며, 초자성체(20)로서 가돌리늄(Gb)원자를 입자화하여 적용한다.

상기 가돌리늄(Gb)은 원자번호 64번의 원소로서 지금까지 밝혀진 원소들중 가장 자기냉동에 의한 냉각효율이 뛰어난 원소로 알려져있다.

상기한 초자성체(20)는 평상시 도 4 의 (a)와 같이 전자가 불규칙하게 배열되어 있다가 자기장이 가해지게되면 도 4 의 (b)와 같이 전자들이 자기장에 평행하게 배열됨으로서 초자성체(20) 내의 자기적 질서의 증가로 인해 엔트로피가 감소하면서 초자성체(20)의 온도가 상승하게되며, 초자성체(20)에 가해졌던 자기장이 제거되면 초자성체(20)의 전자들이 다시 도 4 의 (c)와 같이 불규칙하게 배열되면서 엔트로피가 증가하여 주변의 열을 흡수하면서 냉각되는 특성을 갖게되고,

본 발명에서는 초자성체(20)의 상기와같은 특성을 이용하여 냉각수를 냉각시킨다.

한편, 상기 냉각수호스(10)의 도중에는 냉각수호스(10)의 외곽을 감싸도록 방열부(11)를 형성하여 초자성체(20)의 발열온도를 대기중으로 방출시키도록 하는데, 상기 방열부(11)의 외주면에는 다수의 방열핀(12)을 형성하여 방열효율이 향상되도록 하고, 또한 방열부(11)의 일측에는 구동하여 바람을 일으키는 냉각팬(13)을 형성하여 상기 방열부(11)의 방열동작이 촉진되도록 한다.

그리고, 상기 방열부(11)의 외곽에는 전류가 입력될때 소정의 자기장을 발생시키는 코일(14)을 권선하여 초자성체(20)가 상기 코일(14)이 권선된 부분을 통과할때 상기 코일(14)에서 발생하는 자기장에 의해 자화되면서 발열하도록 하며, 그 초자성체(20)의 발열온도는 방열부(11)를 통해 대기중으로 방열되도록 한다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

엔진(1) 구동하면 코일(14)로 소정의 전류가 공급되고, 이 전류에 의해 상기 코일(14)이 자기장을 발생시킨다.

그리고, 엔진(1)이 구동하면 냉각수가 엔진(1) 내부를 순환하게되고, 엔진(1)내부를 순환하면서 온도 상승한 냉각수는 냉각수 호스(10)를 통과하게되며, 이때 냉각수에 포함되어 있는 초자성체(20) 입자도 냉각수와 함께 순환하게된다.

상기 초자성체(20) 입자가 코일(14)이 권선된 부분을 통과하게되면, 코일(14)에서 발생된 자기장에 의해 자화되면서 그 전자가 자기장에 대해 평행하게 배열되고, 이에의해 초자성체(20)의 엔트로피가 낮아지면서 발열하게되며, 그 발열온도는 냉각수를 통해 방열부(11)로 전달되어 방열핀(12)을 통해 대기중으로 방열된다.

이때 상기 방열부(11)의 일측에 형성되어 있는 냉각팬(13)이 작동하여 방열부(11)의 방열동작을 촉진시키게 된다.

한편, 자화된 초자성체(20)가 코일(14)의 영향권으로부터 벗어나면, 초자성체(20)의 전자가 다시 불규칙하게 배열되면서 엔트로피가 높아져 초자성체(20)가 주변의 열을 흡수하면서 냉각된다.

이과정에서 상기 초자성체(20)는 냉각수의 열을 흡수하면서 냉각되어 냉각수의 온도를 하강시키게되며, 이 동작에 의해 엔진(1)으로 재공급되는 냉각수의 온도가 일정온도 이하로 낮아져 엔진(1) 내부를 효과적으로 냉각시키게되는 것이다.

상기 설명과같이 동작하는 본 발명의 엔진 냉각 시스템을 적용하게되면, 엔진룸 내부에 별도의 냉각수 냉각용 라디에이터를 설치하지 않아도 되므로 그만큼 엔진룸 내부공간을 효율적으로 사용할 수 있게되고, 라디에이터가 엔진룸의 전면을 가로막지 않음에 따라 엔진룸 내의 공기유동성이 확보되어 주변부품의 냉각이 원활히 이루어지게되는 효과를 기대할 수 있게된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 자기장에 의해 자화되면서 발열하고 자기장이 제거될때 전자가 불규칙하게 배열되면서 주변의 열을 흡수하는 초자성체들을 엔진 내부를 순환하는 냉각수에 투입하고, 냉각수가 순환되는 냉각수호스의 도중에 초자성체를 자화시키기 위한 코일을 형성하므로서, 엔진 구동시 냉각수 호스를 통과하는 초자성체가 코일에서 발생된 자기장에 의해 자화되었다가 자기장이 없는 부분으로 이동되면서 냉각됨에 따라 냉각수의 열을 흡수하여 냉각수가 냉각되도록 하여 단순 구조의 냉각시스템 제공에 의해 엔진룸 내부 공간을 보다 효율적으로 사용할 수 있고, 차량의 전체적인 중량을 줄여줄 수 있도록 한 자기냉동을 이용한 엔진 냉각시스템을 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 자기냉동을 이용한 엔진 냉각 시스템을 보인 도면.

도 2 는 본 발명에 적용된 방열부를 보인 도면.

도 3 은 본 발명의 작동상태를 보인 도면.

도 4 는 본 발명의 작동원리를 설명하기 위한 도면.

도 5 는 종래의 엔진 냉각 시스템을 보인 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 10 : 냉각수호스

11 : 방열부 12 : 방열핀

13 : 냉각팬 14 : 코일

20 : 초자성체

Claims (4)

1. 냉각수가 순환되는 엔진에 있어서,

   냉각수가 엔진외부를 순환하도록 엔진의 양측에 결합되는 냉각수 호스와;

   상기 냉각수 호스 및 엔진 내부를 순환하는 냉각수에 포함되어 냉각수와 함께 순환하고, 자기장에 의해 자화될때 발열하고 자기장이 제거될때 자체 전자의 배열이 불규칙해지면서 주변의 열을 흡수하여 냉각수를 냉각시키는 초자성체와;

   상기 냉각수의 도중에 냉각수호스를 감싸도록 형성되어 초자성체의 발열온도를 대기중으로 방열시키는 방열부와;

   상기 방열부의 외곽에 권선되어 엔진 구동시 공급되는 전류에 의해 자기장을 발생하여 냉각수호스를 통과하는 초자성체를 자화시키는 코일; 로 구성된 것을 특징으로 하는 자기냉동을 이용한 엔진 냉각 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 초자성체는 가돌리늄(Gb) 원소를 입자화한 것임을 특징으로 하는 자기냉동을 이용한 엔진 냉각 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 방열부의 외주면상에 다수의 방열핀을 돌출 형성한 것을 특징으로 하는 자기냉동을 이용한 엔진 냉각 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   방열부의 일측에는 방열부의 방열동작을 촉진시키기 위한 냉각핀을 형성한 것을 특징으로 하는 자기냉동을 이용한 엔진 냉각 시스템.