KR100861485B1 - 거품 제거용 서지 탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서지 탱크로 냉각수가 유입될 때 냉각수의 낙하로 인해 발생되는 거품을 최소화시키기 위한 것으로, 상하로 분리되어 냉각수를 채우는 공간에 가로 및 세로 방향으로 다수 격판이 형성되고, 상기 다수의 격판에 냉각수 및 에어가 통하도록 구멍이 형성되며 냉각수가 순환되도록 냉각수 유입구 및 냉각수 배출구가 형성된 서지 탱크에 있어서, 상기 상하로 분리된 서지 탱크 내부에는 상기 냉각수 유입구로부터 인접한 위치에 각각 격벽이 형성된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명의 거품 제거용 서지 탱크는 냉각수 순환 라인을 따라 순환된 다음 서지 탱크로 유입될 때 냉각수 낙하 또는 와류에 의해 발생되는 거품을 최소화시키게 되고, 아울러 서지 탱크에는 거품 발생이 최소화됨으로써 캐비테이션 데미지에 의한 엔진 손상을 감소시킴은 물론 엔진 출력이 떨어지는 것을 줄이게 되는 유용한 효과가 있다.

서지 탱크, 격벽, 구멍

Description

거품 제거용 서지 탱크{Surge Tank used Bubble Revolve}

도1a는 종래의 서지 탱크를 도시한 개략도.

도1b는 도1a의 A-A선 단면도.

도2는 종래의 서지 탱크를 도시한 개략도.

도3은 본 발명의 제1실시예에 의한 거품 제거용 서지 탱크를 도시한 분해 사시도.

도4는 본 발명의 제1실시예에 의한 거품 제거용 서지 탱크를 도시한 단면도.

도5는 본 발명의 제2실시예에 의한 거품 제거용 서지 탱크를 도시한 단면도.

도6은 본 발명의 제3실시예에 의한 거품 제거용 서지 탱크를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 서지 탱크 101: 냉각수 유입구

102: 냉각수 배출구 110: 격벽

111: 구멍

본 발명은 거품 제거용 서지 탱크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진의 실린더 헤드 일측에 설치되어 내부에 수용되는 냉각수 및 에어를 공급하는 서지 탱크 내부에 냉각수 공급시 거품이 발생되지 않도록 하는 거품 제거용 서지 탱크에 관한 것이다.

일반적으로 차량 엔진에는 엔진 흡기쪽에 흡기 매니폴드가 접속되고, 흡기 매니폴드 상부쪽에는 에어 덕트에서 유입된 흡기가 스월을 일으키며 흡기 매니폴드 각각의 런너로 분배되도록 서지 탱크가 접속된다.

이러한 서지 탱크 전방쪽에는 서지 탱크로 유입되는 흡기량을 조절하기 위한 스로틀 바디가 설치되며, 서지 탱크에는 냉각수가 순환되도록 냉각수 유입관 및 냉각수가 배출되는 냉각수 배출관이 연결된다.

상기 서지 탱크에는 순환되는 냉각수가 유입될 때 냉각수의 낙하로 인해 다량의 거품이 발생되고, 발생된 거품은 엔진에 손상을 주게 된다.

즉, 상기 서지 탱크는 엔진 열을 냉각시킴은 물론 동절기에 냉각수가 얼지 않도록 부동액이 첨가되며, 냉각수 또는 부동액은 서지 탱크 내부로 유입될 때 와류 현상 및 낙하 압력에 의해 다량의 거품(기포)가 발생되어 냉각수와 함께 거품이 엔진으로 공급된다.

이렇게 엔진으로 공급된 거품은 엔진의 금속 표면에서 표면 붕괴 및 엔진의 손상을 유발시키는 것으로 알려져 있는 캐비테이션 데미지(Cavitation Damige) 현상을 유발시키며, 캐비테이션 데미지 현상은 워터 해머링 현상과 같이 엔진에 충격을 가함으로써 엔진의 수명을 단축시킴은 물론 냉각 효율을 떨어뜨리게 된다.

이와 같은 캐비테이션 데미지 현상을 줄이기 위한 기술의 일례가 대한민국 공개특허공보 제1997-44518호에 개시되어 있으며, 이를 도1a 및 도1b에 도시하였다.

도1a 및 도1b에 도시된 바와 같이, 상기 공보에 개시된 서지 탱크에는 일측에 유입구(1)를 갖는 함체형의 본체(2) 내부 중앙에 가로 격판(3)을 형성함과 동시에 적정 간격으로 다수의 세로 격판(4)을 형성하여 서지 탱크 내부에 다수의 격실(5)이 마련된다.

상기 세로 격판(4) 중 중앙부에 위치되는 세로 격판(4) 직하방에는 양측 격실을 공유하는 냉각수 유출구(6)가 형성되며, 격실을 분리하는 가로 격판(3)과 세로 격판(4)의 상·하단에는 공기 유통공(7)과 냉각수 유통공(8)을 관통되게 형성한다.

상기 냉각수 유통공(8) 크기는 중앙의 냉각수 유출구(6)쪽으로 근접된 위치로부터 냉각수 유입구(1)쪽으로 점점 크게 형성된다.

이와 같은 종래기술1의 서지 탱크는 가로 격판(3)과 세로 격판(4)에 의해 내부 공간을 다수 격실(5)로 분리 구획함으로써 냉각수 유입구(1)로부터 유입되어 있는 냉각수로부터 거품이 발생되는 것을 줄이는 이점은 있으나, 냉각수 유입구(1)로부터 떨어지는 냉각수에 의해 발생되는 거품 발생을 줄이지 못하는 폐단이 있었다.

한편 도2에 도시된 바와 같이, 서지 탱크에는 냉각수가 유입될 때 발생되는 거품을 줄이기 위해 서지 탱크에 고정된 냉각수 유입구에 일정 길이를 갖는 파이프(20)가 설치된다.

이러한 파이프(20)는 냉각수 유입구로부터 서지 탱크의 바닥면에 인접되는 길이로 이루어져 있어 냉각수 유입구를 통해 유입된 냉각수가 서지 탱크 바닥면에 인접한 파이프(20) 선단으로 배출된다.

이러한 상기 서지 탱크는 상하로 분리되어 있으며, 이들 분리된 서지 탱크에는 전술한 바와 같이 가로 격판 및 세로 격판이 형성되어 있다. 아울러 서지 탱크는 상부쪽에 해당되는 서지 탱크의 냉각수 유입구에 상기 파이프(20)를 연결시켜 설치된다.

즉, 상기 냉각수 유입구와 파이프(20)는 냉각수 유입구로부터 누수가 발생되지 않도록 하기 위해 밀폐된 상태로 연결되어야 하므로 열을 가해 용착시켜 연결하게 된다.

이에 따라 파이프(20)는 서지 탱크에 일체로 연결시키는 작업이 어려울 뿐만 아니라 파이프(20)는 하부쪽 서지 탱크에 일부 삽입된 상태에서 조립되므로 상부쪽 서지 탱크에 연결되어 있는 파이프가 파손되지 않도록 주의하면서 조립해야 되는 문제점이 있었다.

또한 상기 서지 탱크 내에서 발생된 거품은 냉각수가 순환되는 냉각수가 순환되는 관로 상에 슬러지(Sludge)가 발생되고, 이에 따라 냉각수가 원활하게 순환되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 서지 탱크로 냉각수가 유입될 때 냉각수의 낙하로 인해 발생되는 거품을 최소화시키는 거품 제거용 서지 탱크를 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 냉각수가 순환되는 관로 상에 거품으로 인한 슬러지가 발생되지 않도록 하는 거품 제거용 서지 탱크를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 거품 제거용 서지 탱크는 상하로 분리되어 냉각수를 채우는 공간에 가로 및 세로 방향으로 다수 격판이 형성되고, 상기 다수의 격판에 냉각수 및 에어가 통하도록 구멍이 형성되며 냉각수가 순환되도록 냉각수 유입구 및 냉각수 배출구가 형성된 서지 탱크에 있어서, 상기 상하로 분리된 서지 탱크 내부에는 상기 냉각수 유입구로부터 인접한 위치에 각각 격벽이 형성되며, 상기 격벽을 경사지게 형성하되, 상기 격벽의 하부는 서지 탱크의 내벽으로부터 근거리에 위치하고, 상기 격벽의 상부는 서지 탱크의 냉각수 유입구로부터 하부 보다 더 이격된 원거리에 위치하는 것을 특징으로 한다.

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이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

<제1실시예>

도3은 본 발명의 제1실시예에 의한 거품 제거용 서지 탱크를 도시한 분해 사시도이고, 도4는 본 발명의 제1실시예에 의한 거품 제거용 서지 탱크를 도시한 단 면도이다.

도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 거품 제거용 서지 탱크(100)에는 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(101) 및 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구(102)가 형성되며, 상기 서지 탱크(100) 내부에는 냉각수 유입구(101)와 인접한 위치에 격벽(110)이 형성된다.

이와 같은 상기 격벽(110)은 상하로 분리되어 있는 서지 탱크(100) 각각에 형성되는데, 상부쪽 서지 탱크(100)에 형성되는 격벽(110)은 냉각수 유입구(101)로부터 근접한 거리에 형성되며, 하부쪽 서지 탱크(100)에 형성되는 격벽(110)은 상기 상부쪽 서지 탱크(100)에 형성되어 있는 격벽(110)과 동일한 위치에 형성된다.

아울러 상기 하부쪽 서지 탱크(100)의 격벽(110)에는 서지 탱크(100) 내부로 유입된 냉각수가 통하도록 격벽(110) 하부에 구멍(111)이 형성되며, 서지 탱크(100) 내부에는 전술한 바와 같은 가로 격판 및 세로 격판이 일정 간격으로 종횡 배열 형성된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 거품 제거용 서지 탱크는 상하로 분리되어 있으므로 이들 서지 탱크(100)의 테두리를 밀착되게 접합시키며, 서지 탱크(100) 접합 시 서지 탱크(100)에 형성되어 있는 격벽(110)은 서지 탱크(100)의 내측면으로부터 동일한 거리에 이격되어 있으므로 상하로 된 서지 탱크(100) 접합 시 상하로 분리 형성되어 있는 격벽(110)도 밀착된 상태로 접합된다.

이때, 격벽(110)의 접합되는 면에는 격벽(110) 사이에는 틈새가 형성되지 않 도록 접합되는 것이 바람직하나, 밀착된 격벽(110) 사이에 미세한 틈새가 형성되어도 무방하다.

상기 서지 탱크(100)에는 서지 탱크(100) 내부에 부동액이 첨가된 냉각수가 엔진 등의 열을 식히기 위해 냉각수 유출구(102)를 통해 배출되고, 배출된 냉각수는 엔진 등에서 발생된 열을 냉각시킨 다음 냉각수 유입구(101)로 유입된다.

이렇게 냉각수 유입구(101)로 유입된 냉각수는 서지 탱크(100) 내부 바닥면으로 떨어지게 되고, 이때 냉각수는 이미 서지 탱크(100) 바닥면에 채워져 있는 냉각수와 부딪히면서 거품이 발생된다.

이와 같이 서지 탱크(100)에 채워져 있는 냉각수는 냉각수 유입구(101)와 인접한 거리에 격벽(110)이 형성되어 있어 냉각수 유입구(101)로부터 떨어지는 냉각수는 서지 탱크(100)와 격벽(110) 사이의 작은 면적을 갖는 공간에 채워져 있는 냉각수와 부딪히면서 소량의 거품이 발생된다.

즉, 상기 냉각수 유입구(101)로부터 떨어진 냉각수는 낙하에 의한 와류 또는 서지 탱크(100) 바닥의 냉각수와 부딪히더라도 매우 좁은 공간에서 거품이 발생되는 공간이 최대한 억제되어 있어 거품 발생량이 줄어들게 된다.

이렇게 상기 서지 탱크(100)로 재투입된 냉각수는 격벽(110) 하부에 형성되어 있는 구멍(111)을 통해 인접한 격실로 이동되어 냉각수가 동일한 수위를 유지하면서 냉각수 배출구(102)를 통해 엔진 등으로 공급되어 열을 식히게 된다.

<실시예 2>

한편 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 대해서는 전술한 제1실시예와 동일한 설명은 생략하고, 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다.

도5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예는 서지 탱크(100a) 내부에 형성되는 격벽(110a)이 경사지게 형성된다.

즉, 하부쪽에 위치하는 서지 탱크(100a)에는 서지 탱크(100a)의 내면 바닥면으로부터 상부를 향해 상향 경사지는 격벽(110a)이 형성되고, 상부쪽에 위치하는 서지 탱크(100a) 내부에는 냉각수 유입구(101)에 인접한 위치에서 상기 하부쪽 서지 탱크(100a)의 격벽(110a)과 일치되도록 하부를 향해 하향 경사지게 형성된다.

이에 따라 동일한 각도로 경사지게 형성된 격벽(110a)은 상하 서지 탱크(100a)를 접합시킴에 따라 분리되어 있는 격벽(110a)이 동일선상으로 접합된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 제2실시예는 격벽(110a) 하부가 좁고, 격벽(110a) 상부는 하부 보다 더 떨어져 상태에서 냉각수의 순환 라인을 따라 순환된 다음 냉각수가 냉각수 유입구(101a)를 통해 떨어지게 된다.

이에 따라 냉각수는 격벽(110a)에 의해 매우 좁게 형성되어 있는 공간으로 떨어지게 되고, 냉각수 유입구(101a)로부터 떨어진 냉각수 일부는 격벽(110a)의 경사면을 따라 흘러내리게 됨에 따라 거품 발생을 최소화시키게 된다.

<제3실시예>

한편 도6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 대해서는 전술한 제1 실시예 또는 제2실시예와 동일한 설명은 생략하고, 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다.

도6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예는 서지 탱크(100b) 내부에 형성되는 격벽(110b)이 여러 단으로 이루어진 계단 형상으로 형성된다.

이러한 상기 계단 형상의 격벽(110b)은 상부 서지 탱크(100b)의 냉각수 유입구(101b)에 인접한 위치에 수직으로 일정 길이만큼 형성되고, 이 격벽(110b)의 선단에서 냉각수 유입구(101b)를 향해 수평으로 일정 길이만큼 연장되어 형성된다.

이때 수평으로 연장되는 격벽(110b)은 수직 길이에 비해 매우 짧은 길이로 연장 형성되고, 격벽(110b)은 수평으로 연장된 선단에서 수직으로 일정 길이만큼 연장 형성된다.

이와 같이 격벽{110b}은 여러 단을 갖는 계단 형상으로 형성되고, 상부쪽 서지 탱크(100b)와 하부쪽 서지 탱크(100a)에 동일하게 형성된다. 이러한 상기 격벽(110b)은 상부쪽 서지 탱크(100b)와 하부쪽 서지 탱크(100b)가 접촉되는 부분에서 수직으로 된 격벽(110b)이 일치되게 형성된다.

이와 같은 본 발명의 제3실시예에 의한 서지 탱크(100b)는 냉각수 순환 라인을 따라 순환된 냉각수가 냉각수 유입구(101b)를 통해 유입되어 서지 탱크(100b) 바닥면으로 떨어지게 되는데, 냉각수는 수직 및 수평으로 된 격벽(110b)에 접촉되어 흘러내리게 된다.

이에 따라 상기 서지 탱크(100b) 내부로 유입된 냉각수는 거품 발생을 최소화시키게 된다.

이와 같은 본 발명의 거품 제거용 서지 탱크는 냉각수 순환 라인을 따라 순환된 다음 서지 탱크로 유입될 때 냉각수 낙하 또는 와류에 의해 발생되는 거품을 최소화시키게 되고, 아울러 서지 탱크에는 거품 발생이 최소화됨으로써 캐비테이션 데미지에 의한 엔진 손상을 감소시킴은 물론 엔진 출력이 떨어지는 것을 줄이게 되는 유용한 효과가 있다.

또한 본 발명은 냉각수가 순환되는 순환 라인에 유입되는 거품이 적어 순환 라인에 슬러지가 발생되는 것을 줄이게 되는 유용한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 상하로 분리되어 냉각수를 채우는 공간에 가로 및 세로 방향으로 다수 격판이 형성되고, 상기 다수의 격판에 냉각수 및 에어가 통하도록 구멍이 형성되며 냉각수가 순환되도록 냉각수 유입구 및 냉각수 배출구가 형성된 서지 탱크에 있어서,

   상기 상하로 분리된 서지 탱크 내부에는 상기 냉각수 유입구로부터 인접한 위치에 각각 격벽이 형성되며,

   상기 격벽을 경사지게 형성하되, 상기 격벽의 하부는 서지 탱크의 내벽으로부터 근거리에 위치하고, 상기 격벽의 상부는 서지 탱크의 냉각수 유입구로부터 하부 보다 더 이격된 원거리에 위치하는 것을 특징으로 하는 거품 제거용 서지 탱크.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 격벽은 하부쪽 서지 탱크에서부터 상부쪽 서지 탱크 사이에 여러 단을 갖는 계단 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 거품 제거용 서지 탱크.

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