KR101127650B1 - 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치에 관한 것으로, 엔진에 형성된 물자킷과 라디에이터를 연결하는 호스를 절단 분리시키고, 그 사이에 설치하는 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치에 있어서, 냉각수의 상태를 확인할 수 있는 폴리카보네이트 재질의 투명관과, 상기 분리된 호스와 상기 투명관을 서로 연결시키는 관이음부재, 상기 관이음부재의 투명관 체결부에 형성된 고정홈에 삽입 고정되며 상기 투명관의 끝단면과 접하는 고무링, 상기 투명관의 끝단면에 형성된 걸림턱에 장착되며 스테인레스 재질의 망상체로서 일측 방향으로 늘어진 볼록한 형상의 여과망, 및 상기 관이음부재에 삽입 장착되며 상기 투명관을 조명하는 조명 회로기판이 포함 구성되되, 상기 투명관은 상기 관이음부재와 연결되는 체결부가 외측 방향으로 돌출 형성되며 돌출된 체결부에 나사산이 형성되고, 상기 관이음부재에는 상기 투명관의 연결부에 형성된 나사산을 조명하는 엘이디가 구비된 조명 회로기판이 삽입 장착되는 조명부가 형성되며, 상기 조명부는 슬라이딩 방식으로 착탈되는 커버와, 상기 커버의 아래 방향에 상기 조명 회로기판이 수용되는 공간이 마련되고, 상기 투명관의 연결부에 형성된 나사산 방향으로 형성된 조명홀이 구비된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 투명관에 형성된 나사산을 엘이디가 구비된 조명 회로기판을 통해 조명함으로써 야간이나 조명이 어두운 실내 및 지하 주차장에서도 냉각수의 상태와 투명관 내부의 불순물 여과상태를 시각적으로 확인할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치{APPARATUS FOR FILTERING IMPURITIES OF WATER COOLING TYPE SYSTEM}

본 발명은 불순물 여과장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수냉식 냉각장치(Water cooling type system)를 사용하는 엔진에 형성된 물자킷과 라디에이터를 연결하는 냉각수 순환 호스에 설치되는 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량, 중장비, 선박, 오토바이 등에 사용되는 냉각장치는 엔진의 과열을 방지함과 동시에 엔진의 적당한 온도를 유지하도록 하는 안전장치로서, 외부 공기로 엔진을 직접 냉각하는 공냉식과 냉각수를 엔진의 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식으로 구분된다.

상기 수냉식을 이용한 냉각장치(water cooling type system)는 물의 순환방식에 따라 자연 순환방식과 강제 순환방식으로 분류되고 있으나, 자연 순환방식은 냉각에 신뢰성이 떨어져 사용되지 않고 있으며, 대부분 강제 순환방식을 사용하고 있다.

종래의 강제 순환방식의 수냉식 냉각장치는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 실린더 블록과 실린더 헤드에 마련된 물자켓(1, water jaket) 내부에 냉각수를 순환시켜 냉각하도록 하는 것으로, 라디에이터(2), 물펌프(3), 냉각팬(cooling fan), 수온조절기(4) 등으로 구성된다.

상기 수냉식 냉각장치는 물펌프(3)를 구동시켜 냉각수를 실린더 불록과 실린더 헤드에 형성된 물자켓(1)으로 보낸 다음 가열된 냉각수를 라디에이터(2)로 보내서 방열하여 다시 물펌프(3)로 순환시키도록 된 것으로, 실린더 내부에서 연소되는 연소가스의 온도가 대략 2000℃ 이상 높아지므로 물자켓(1)에 전도되는 열이 과도하게 높아지며, 이를 순환되는 냉각수로 냉각시키기 때문에 물자킷(1)의 내측면이 부식되거나, 순환되는 냉각수의 온도변화 등으로 라디에이터(2)가 부식되어 냉각수 내에 산화물찌꺼기나 이물질(이하, 불순물이라 칭함)이 혼입되어 냉각효율이 떨어지고, 극단적으로 불순물들이 라디에이터(2)의 통로를 막는 문제점이 발생한다.

이와 같이, 강제 순환방식의 수냉식 냉각장치의 문제점을 해결하기 위하여 공개실용신안공보 실1999-0036184(공개일자 1999년 09년 15일) "자동차용 수냉식 냉각장치의 불순물여과구조"에 개시된 바와 같이, 수냉식 냉각장치의 냉각수 순환로에 투명관(100)과 함께 여과망으로 된 불순물 여과장치를 설치하여 순환되는 냉각수에 혼입된 불순물을 걸러내도록 하므로 불순물로 인해 라디에이터(2)가 막히는 것을 방지하고, 냉각수 순환로에 설치한 투명관(100)에 의해 냉각수 순환상태 및 이물질 유무 정도를 확인할 수 있도록 고안된 것이다.

그러나, 상기 선출원 고안은 조명이 밝은 곳 또는 주간에는 투명관의 내부를 시각적으로 확인할 수 있으나, 조명이 어두운 지하 주차장 또는 야간에는 투명관의 내부 즉, 여과망에 불순물이 얼마나 걸려 있는지 시각적으로 확인할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 장시간 사용한 투명관 내부면에 스크래치가 과다하게 발생하면 투명관 내부의 여과망에 불순물이 얼마나 걸려져 있는지 시각적으로 확인이 불가능하므로 투명관을 새것으로 교체해야 하며, 종래의 투명관에는 엔진 구동시 순환되는 냉각수의 량을 체크할 수 있는 기준이 없어 냉각수 보충에 대한 전문가의 도움을 받아야 하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 선출원 고안은 투명관과 연결되는 관이음소켓에 패킹부재가 구성되지 않기 때문에 엔진 진동이나 외력에 의해 투명관과 관이음소켓의 조임이 미세하게 풀리게 되면 냉각수가 투명관과 연결된 관이음소켓 사이로 스며나와 누수가 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서,수냉식 냉각장치를 사용하는 엔진에 형성된 물자킷과 라디에이터를 연결하는 호스를 절단 분리하여 관이음부재를 통해 투명관을 설치하고, 관이음부재와 투명관 사이에 여과망과 고무링을 장착하며, 투명관에 형성된 나사산을 조명하는 엘이디가 구비된 조명 회로기판을 관이음부재에 장착함으로써, 어두운 곳에서도 투명관의 내부를 시각적으로 확인할 수 있으며, 냉각수에 혼입된 불순물을 여과망으로 걸러내어 불순물로 인해 라디에이터가 손상되는 것을 방지하는 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 투명관에 순환되는 냉각수의 량을 측정할 수 있는 표시 눈끔이 형성되며, 냉각수에 혼입된 불순물에 의한 스크래치 발생을 억제하는 나노 코팅재가 코팅 처리되고, 관이음부재와 투명관 사이에 고무링을 장착하여 냉각수의 누수를 방지할 수 있도록 된 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치는, 엔진에 형성된 물자킷과 라디에이터를 연결하는 호스를 절단 분리시키고, 그 사이에 설치하는 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치에 있어서, 냉각수의 상태를 확인할 수 있는 폴리카보네이트 재질의 투명관과, 상기 분리된 호스와 상기 투명관을 서로 연결시키는 관이음부재, 상기 관이음부재의 투명관 체결부에 형성된 고정홈에 삽입 고정되며 상기 투명관의 끝단면과 접하는 고무링, 상기 투명관의 끝단면에 형성된 걸림턱에 장착되며 스테인레스 재질의 망상체로서 일측 방향으로 늘어진 볼록한 형상의 여과망, 및 상기 관이음부재에 삽입 장착되며 상기 투명관을 조명하는 조명 회로기판이 포함 구성되되, 상기 투명관은 상기 관이음부재와 연결되는 체결부가 외측 방향으로 돌출 형성되며 돌출된 체결부에 나사산이 형성되고, 상기 관이음부재에는 상기 투명관의 연결부에 형성된 나사산을 조명하는 엘이디가 구비된 조명 회로기판이 삽입 장착되는 조명부가 형성되며, 상기 조명부는 슬라이딩 방식으로 착탈되는 커버와, 상기 커버의 아래 방향에 상기 조명 회로기판이 수용되는 공간이 마련되고, 상기 투명관의 연결부에 형성된 나사산 방향으로 형성된 조명홀이 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 투명관은, 상기 투명관은, 외측면에 엔진 구동시 순환되는 냉각수의 량을 측정할 수 있는 표시 눈끔이 형성되고, 내측면에 냉각수의 순환시 발생하는 불순물에 의한 스크래치를 억제하는 나노 코팅재가 스프레이, 딥핑(Dipping), 롤러코팅, 수작업 중에 어느 하나의 방식으로 코팅 처리되며, 상기 투명관에 형성된 양쪽 연결부에는, 상기 조명부가 구비된 관이음부재가 한쪽 또는 양쪽으로 체결되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치는 물자킷과 라디에이터를 연결하는 호스에 설치된 투명관과 여과망을 통해 냉각수에 혼입된 불순물의 여과상태를 시각적으로 관찰할 수 있으며, 투명관에 형성된 나사산을 엘이디가 구비된 조명 회로기판을 통해 조명함으로써 야간이나 조명이 어두운 실내 및 지하 주차장에서도 냉각수의 상태를 확인하여 냉각수 보충시기를 판단할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 투명관과 관이음부재의 분해 및 재조립이 가능하여 냉각수에 혼입된 불순물이 걸러진 여과망을 분리하여 제거함으로써, 라디에이터의 냉각효율을 증대시키고, 냉각 장치의 사용수명을 연장할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 수냉식 냉각장치를 개략적으로 나타낸 측단면도.
도 2는 종래의 불순물 여과구조가 형성된 수냉식 냉각장치를 개략적으로 나나탠 측단면도.
도 3은 본 발명에 따른 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치를 나타낸 외관 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치를 나타낸 분해 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치를 나타낸 분해단면도.
도 6은 본 발명에 따른 관이음부재의 조명부를 나타낸 확대도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치를 나타낸 외관 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치를 나타낸 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치를 나타낸 분해단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 관이음부재의 조명부를 나타낸 확대도이다.

먼저, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치(200)는, 예를 들어 수냉식 냉각장치를 사용하는 차량, 중장비, 선박, 오토바이 등에 적용이 가능한 것으로, 엔진에 형성된 물자킷(1)과 라디에이터(2)를 연결하는 호스(11)를 절단 분리시키고, 그 사이에 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치(200; 이하, 불순물 여과장치라 칭함)가 설치된다.

상기 불순물 여과장치(200)는 투명관(210)과, 관이음부재(220), 고무링(230), 여과망(240) 및 조명 회로기판(250)이 포함 구성된다.

상기 투명관(210)은 엔진에 형성된 물자킷(1)과 라디에이터(2)를 연결하는 절단된 호스(11)와 호스(11) 사이에 설치되며, 순환되는 냉각수의 상태를 확인할 수 있도록 예를 들어, 폴리카보네이트 재질의 원통형 관으로, 상기 관이음부재(220)와 회전 체결되는 체결부(212)가 외측 방향으로 돌출 형성되며 돌출된 체결부(212)에 나사산이 형성된다.

상기 투명관(210)은, 외측면에 순환되는 냉각수의 량을 측정할 수 있는 표시 눈끔이 형성되고, 내측면에 냉각수의 순환 과정에서 발생되는 불순물에 의한 스크래치를 억제하는 나노 코팅재 예를 들어, 유리와 세라믹 같은 무기물의 표면의 먼지나 물의 흡착을 방지하며 또한 표면의 마모성을 감소시켜 주는 Hymocer EKG 6015N 코팅제를 스프레이, 딥핑(Dipping), 롤러코팅, 수작업 중에 어느 하나의 방식으로 코팅 처리한다.

상기 투명관(210)의 내측면뿐만 아니라 외측면에도 응집력이 있는 예를 들어, 30nm 이하의 나노 크기 입자 층이 도막을 형성하는 형태의 나노 코팅 막을 형성할 수 있다.

상기 관이음부재(220)는 분리된 호스(11)와 상기 투명관(210)을 서로 연결시키는 "T"자 형상으로, 상기 투명관의 체결부(212)에 형성된 나사산을 조명하는 도시되지 않은 엘이디가 구비된 상기 조명 회로기판(250)이 삽입 장착되는 조명부(224)가 외주면 일측에 형성된다.

상기 고무링(230)은 냉각수의 누수가 발생하지 않도록 하는 링 형상의 패킹(Packing)수단으로 상기 관이음부재(220)의 투명관 체결부(221) 내부에 형성된 고정홈(222)에 삽입 고정되며, 고정된 상태에서 상기 투명관(210)의 끝단면과 접하도록 설치된다.

상기 여과망(240)은 상기 투명관(210)의 끝단면에 형성된 걸림턱(214)에 장착되며, 예를 들어 스테인레스 재질의 망상체로서 일측 방향으로 늘어진 볼록한 형상으로, 냉각수에 혼입된 불순물을 망으로 걸러내어 불순물로 인해 라디에이터(2)가 손상되는 것을 방지한다.

상기 조명 회로기판(250)은 상기 투명관의 체결부(212)에 형성된 나사산을 조명하는 도시되지 않은 엘이디가 구비되고, 일측 방향으로 엘이디를 동작시키는 전원 공급용 케이블이 설치된다. 여기서, 본 발명은 조명 회로기판(250)에 전원 공급용 케이블을 사용하여 엘이디 동작 전원을 공급받도록 설계되어 있으나, 일회용 건전지나, 수은전지 등의 1차 전지와, 리듐이온전지 등의 충전용 2차 전지를 사용할 수 있도록 설계 변경도 가능하다.

상기 관이음부재의 조명부(224)는 슬라이딩 방식으로 착탈되는 커버(225)와, 상기 커버(225)의 아래 방향에 상기 조명 회로기판(250)이 수용되는 공간이 마련되고, 상기 투명관의 체결부(212)에 형성된 나사산 방향으로 조명홀(226)이 구비된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치(200)를 예를 들어 수냉식 냉각장치를 사용하는 차량, 중장비, 선박, 오토바이 등의 엔진에 형성된 물자킷(1)과 라디에이터(2)를 연결하는 호스(11)에 장착시키는 과정을 설명하면 다음과 같다.

상기 물자킷(1)과 라디에이터(2)를 연결하는 호스(11)를 절단 분리시키고, 상기 조명부(224)가 구비된 관이음부재(220)를 상기 라디에이터(2)에 연결된 호스(11) 쪽에 연결 고정시킨다.

상기 호스(11)에 상기 관이음부재(220)가 연결 고정되면, 상기 투명관(210)을 회전 체결시키기 이전에, 상기 투명관 체결부(221)의 고정홈(222)에 고무링(230)을 삽입 고정시키고, 상기 투명관(210)의 체결부(212)와 상기 관이음부재(220)를 회전 체결시킨다.

이후, 상기 투명관(210)의 반대쪽 끝단면에 형성된 걸림턱(214)에 상기 여과망(240)을 장착시키고, 다른 관이음부재(220)의 투명관 체결부(222)에 고무링(230)을 삽입 고정시킨 후, 상기 투명관(210)의 체결부(212)와 상기 관이음부재(220)를 회전 체결시키며, 상기 물자킷(1)에 연결된 호스(11)와 상기 관이음부재(220)를 연결함으로써 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치(200) 설치가 완료된다.

여기서, 사용자가 보다 밝은 조명을 원하는 경우에는, 상기 투명관(210)의 양쪽에 회전 체결되는 상기 관이음부재(220)에 조명부(224)가 구비된 것을 사용할 수 있다.

한편, 상기 관이음부재(220)에 구비된 조명부(224)에 삽입 장착된 상기 조명 회로기판(250)은 슬라이딩 방식으로 착탈되는 커버(225)를 한쪽 방향으로 슬라이딩시켜 불량인 엘이디를 교체하거나, 또는 엔진 부분의 튜닝을 위해 다양한 색상의 엘이디가 구비된 조명 회로기판(250)으로 교체할 수 있다.

여기서, 상기 조명 회로기판(250)에 구비된 엘이디는 상기 투명관의 체결부(212)에 형성된 나사산을 조명하도록 설계되므로, 상기 투명관(210)의 내부에서 조명 빛이 발산되어 상기 투명관(210)의 내부를 보다 효과적으로 관찰할 수 있도록 하고, 상기 투명관(210)의 내부에서 조명 빛이 발산되는 시각적인 효과에 의해 엔진 부분의 튜닝 효과를 배가시킬 수 있게 된다.

또한, 사용자는 엔진이 구동된 상태에서 상기 투명관(210)의 외측면에 형성된 표시 눈끔(216)을 통해서 순환되는 냉각수의 량을 측정함으로써, 냉각수 보충 시기를 판단할 수 있게 된다.

여기서, 냉각수의 확인은 보편적으로 차량 등의 계기판에 있는 수온게이지에 의존하고 있으나 실질적으로 냉각수가 부족한 상태를 알려줄 수 없다. 이에 따라, 차량 운행중 냉각수의 부족으로 인한 엔진과열과 오버 히팅이 이루어지는 시점에서야 운전자가 냉각수의 부족을 인식하게 되지만 그 시점은 이미 엔진에 손상을 초래한 이후의 상황으로, 심각한 경우 엔진과열로 화재가 발생할 수도 있다.

이와 같이, 현 시점에서 냉각수의 확인은 의외로 간단하지 않으며, 냉각수의 온도 상승은 매우 짧은 시간에 이루어지기 때문에 엔진이 과열된 상태에서 라디에이터 캡을 열어 확인한다는 것은 화상의 위험이 있고, 엔진이 식기를 기다리거나 나중으로 미루다가 시기를 놓치게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 초보 운전자 및 여성 운전자에게도 간단히 냉각수의 상태를 시각적으로 확인할 수 있는 기회를 제공하며, 야간 및 어두운 장소에서도 그 상태를 확인할 수 있다. 또한, 투명관의 외부면에 형성된 숫자로 되어 있는 표시 눈금을 통해 평소 어느 위치가 정상인지를 기억할 수 있고, 냉각수의 부족한 시점을 감지하여 냉각수 보충 시기를 판단할 수 있는 장점이 있다.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

1 : 물자켓 2 : 라디에이터
3 : 물펌프 4 : 수온조절기
11 : 호스 100 : 불순물여과기
200 : 불순물 여과장치 210 : 투명관
212 : 체결부 214 : 걸림턱
216 : 눈끔
220 : 관이음부재 221 : 투명관 체결부
222 : 고정홈 224 : 조명부
225 : 커버 226 : 조명홀
230 : 고무링 240 : 여과망
250 : 조명 회로기판

Claims (2)

1. 엔진에 형성된 물자킷과 라디에이터를 연결하는 호스를 절단 분리시키고, 그 사이에 설치하는 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치에 있어서,
   냉각수의 상태를 확인할 수 있는 폴리카보네이트 재질의 투명관과;
   상기 분리된 호스와 상기 투명관을 서로 연결시키는 관이음부재;
   상기 관이음부재의 투명관 체결부에 형성된 고정홈에 삽입 고정되며 상기 투명관의 끝단면과 접하는 고무링;
   상기 투명관의 끝단면에 형성된 걸림턱에 장착되며 스테인레스 재질의 망상체로서 일측 방향으로 늘어진 볼록한 형상의 여과망; 및
   상기 관이음부재에 삽입 장착되며 상기 투명관을 조명하는 조명 회로기판;이 포함 구성되되,
   상기 투명관은 상기 관이음부재와 연결되는 체결부가 외측 방향으로 돌출 형성되며 돌출된 체결부에 나사산이 형성되고,
   상기 관이음부재에는 상기 투명관의 연결부에 형성된 나사산을 조명하는 엘이디가 구비된 조명 회로기판이 삽입 장착되는 조명부가 형성되며,
   상기 조명부는 슬라이딩 방식으로 착탈되는 커버와, 상기 커버의 아래 방향에 상기 조명 회로기판이 수용되는 공간이 마련되고, 상기 투명관의 연결부에 형성된 나사산 방향으로 형성된 조명홀이 구비된 것을 특징으로 하는 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 투명관은, 외측면에 엔진 구동시 순환되는 냉각수의 량을 측정할 수 있는 표시 눈끔이 형성되고,
   내측면에 냉각수의 순환시 발생하는 불순물에 의한 스크래치를 억제하는 나노 코팅재가 스프레이, 딥핑(Dipping), 롤러코팅, 수작업 중에 어느 하나의 방식으로 코팅 처리되며,
   상기 투명관에 형성된 양쪽 연결부에는, 상기 조명부가 구비된 관이음부재가 한쪽 또는 양쪽으로 체결되는 것을 특징으로 하는 수냉식 냉각장치의 불순물 여과장치.

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