KR101189243B1

KR101189243B1 - Ｐｃｖ 결빙 방지 장치

Info

Publication number: KR101189243B1
Application number: KR1020100123013A
Authority: KR
Inventors: 양일석
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2012-10-09
Also published as: KR20120061639A; US20120138030A1; US8517002B2

Abstract

본 발명은 PCV 챔버 내벽에 응축된 응축수를 응축수 저장부로 유도함으로써 응축수가 PCV 챔버의 출구를 막는 것을 방지하는 PCV 결빙 방지 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 PCV 결빙 방지 장치는 블로바이 가스가 팽창하도록 내부에 공간을 형성하는 PCV 챔버; 상기 PCV 챔버에 연결되어 블로바이 가스를 상기 PCV 챔버에 공급하는 입구; 수평축을 기준으로 상기 입구보다 하측에 형성되어 있으며, 상기 수평축에 대하여 일정 각도만큼 기울어져 형성되어 있고, 상기 PCV 챔버에 연결되어 블로바이 가스를 스로틀 바디의 후단으로 배출하는 출구; 상기 출구가 연장된 방향을 따라 PCV 챔버의 내벽 전면과 후면에 형성되어 있으며, 상기 PCV 챔버의 내벽에 응축된 응축수를 가이드하는 돌출턱; 그리고 평판 형상이며, 상기 전면과 후면의 돌출턱의 길이방향 일부 사이에 설치되는 격벽;을 포함할 수 있다.

Description

ＰＣＶ 결빙 방지 장치{APPARATUS FOR ANTI-FREEZING PCV}

본 발명은 PCV(Positive Crankcase Ventilation) 결빙 방지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PCV 챔버 내벽에 응축된 응축수를 응축수 저장부로 유도함으로써 응축수가 PCV 챔버의 출구를 막는 것을 방지하는 PCV 결빙 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 연소실에서 미연소된 배출가스가 헤드커버를 통하여 흡기 매니폴드로 재순환되는 블로바이(Blow-by) 시스템은 흡기 매니폴드가 혹한지역(예를 들어 약 -35도)에 노출되는 경우, 차가운 공기에 의해 블로바이 가스(Blow-by gas) 내에 존재하는 수분이 PCV 니플(Positive Crankcase Ventilation nipple) 내/외부에서 응축 결빙되어 PCV 니플 통로를 완전히 막는 경우가 발생한다.

최근에는, PCV 니플 통로를 막는 것을 방지하기 위하여 PCV 니플을 통과하는 블로바이 가스를 팽창시키기 위한 PCV 챔버를 흡기 매니폴드 내에 형성시키고 있다. 이 경우, PCV 챔버로 들어온 상온의 블로바이 가스가 PCV 챔버를 통과하거나 PCV 챔버 내에서 머무를 때, PCV 챔버의 내부 벽면에 응축수가 발생한다. 또한, 수분이 제거된 블로바이 가스는 PCV 챔버 하단에 형성된 출구를 통해 스로틀 바디의 후단으로 공급되어 흡기와 혼합된다.

그런데, PCV 챔버 내의 응축수가 자중에 의하여 PCV 챔버의 하단으로 이동하고 출구에서 스로틀 바디를 통하여 흡입된 신선한 공기와 만나 결빙되는 경우가 발생하고 있다. 이와 같이 결빙된 응축수는 상기 출구를 완전히 막아 엔진이 정상적으로 작동하지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, PCV 챔버 내의 응축수가 출구에서 결빙되어 출구를 완전히 막는 것을 방지하는 PCV 결빙 방지 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 PCV 결빙 방지 장치는 블로바이 가스가 팽창하도록 내부에 공간을 형성하는 PCV 챔버; 상기 PCV 챔버에 연결되어 블로바이 가스를 상기 PCV 챔버에 공급하는 입구; 수평축을 기준으로 상기 입구보다 하측에 형성되어 있으며, 상기 수평축에 대하여 일정 각도만큼 기울어져 형성되어 있고, 상기 PCV 챔버에 연결되어 블로바이 가스를 스로틀 바디의 후단으로 배출하는 출구; 상기 출구가 연장된 방향을 따라 PCV 챔버의 내벽 전면과 후면에 형성되어 있으며, 상기 PCV 챔버의 내벽에 응축된 응축수를 가이드하는 돌출턱; 그리고 평판 형상이며, 상기 전면과 후면의 돌출턱의 길이방향 일부 사이에 설치되는 격벽;을 포함할 수 있다.

상기 입구는 상기 수평축 상에서 일단부에 형성되고 상기 출구는 상기 수평축 상에서 타단부에 형성되며, 상기 입구는 수직축 상에서 상단부에 형성되고 상기 출구는 상기 수직축 상에서 하단부에 형성될 수 있다.

상기 돌출턱은 상기 수평축 상에서 일단부에서 타단까지 연장될 수 있다.

상기 격벽은 상기 수평축 상에서 중간부에서 타단부까지 연장될 수 있다.

상기 격벽의 타단과 상기 출구의 타단 사이에는 드레인 홀이 형성될 수 있다.

상기 격벽은 상기 출구의 하단에서 설정된 높이에서 상기 출구를 따라 형성될 수 있다.

상기 설정된 높이는 상기 출구의 직경의 2/3일 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, PCV 챔버 내의 응축수를 응축수 저장소에 유도하여 드레인 통로를 통하여만 PCV 챔버 외부로 흘러나가도록 함으로써 출구가 완전히 막히는 것을 방지한다.

혹한 지역에서는 PCV 챔버 내의 응축수가 결빙되어 직경이 작은 드레인 통로를 막아 응축수가 출구로 흘러가지 못하도록 함으로써 출구가 완전히 막히는 것을 방지한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PCV 결빙 방지 장치가 흡기 매니폴드부에 장착된 것을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PCV 결빙 방지 장치의 투시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PCV 결빙 방지 장치를 일부 절개한 절단도이다.
도 4는 도 3의 절단도를 다른 방향에서 본 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PCV 결빙 방지 장치에서 드레인 홀의 구조를 보인 확대도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PCV 결빙 방지 장치에서 출구에 장착된 격벽을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 PCV 결빙 방지 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PCV 결빙 방지 장치가 흡기 매니폴드부에 장착된 것을 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PCV 결빙 방지 장치의 투시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 PCV 결빙 방지 장치(30)는 흡기 매니폴드부(20)에 장착되어 있고, 상기 흡기 매니폴드부(20)의 하단에는 엔진(10)이 위치하고 있다.

엔진(10)은 복수개의 실린더를 포함하고, 각 실린더 내에는 피스톤이 장착되어 있으며, 피스톤의 상면과 실린더의 상면 사이에는 연소실이 형성되어 있다.

흡기 매니폴드부(20)는 상기 연소실에 혼합기를 공급한다. 이러한 목적을 위하여, 상기 흡기 매니폴드부(20)는 흡기 통로와 연결되어 외부의 신선한 공기를 공급 받고 인젝터가 설치되어 연료를 공급 받는다. 또한, 흡기 매니폴드부(20)는 PCV 밸브를 통과한 블로바이 가스를 받아 이 블로바이 가스를 스로틀 바디의 후단에 공급하여 상기 혼합기와 혼합하게 된다.

상기 PCV 결빙 방지 장치(30)는 상기 PCV 밸브와 상기 스로틀 바디의 후단 사이에 장착되어 있다. 상기 PCV 결빙 방지 장치(30)는 수평축(x)에 대하여 기울어져 장착되어 있다. 즉, PCV 결빙 방지 장치(30)의 상면과 하면이 수평축(x)에 대하여 일정 각도 기울어져 있다. 도면에서 수평축(x)을 따라 좌측은 일단이라고 하고 수평축(x)을 따라 우측은 타단이라고 한다. 또한, 도면에서 수직축(y)을 따라 위쪽은 상단이라고 하며, 수직축(y)을 따라 아래쪽은 하단이라고 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, PCV 결빙 방지 장치(30)는 입구(32), PCV 챔버(31), 그리고 출구(34)를 포함한다.

입구(32)는 상기 수평축(x) 상에서 일단부에 형성되고 상기 출구(34)는 상기 수평축(x) 상에서 타단부에 형성된다. 또한, 입구(32)는 상기 수직축(y) 상에서 상단부에 형성되고 상기 출구(34)는 상기 수직축(y) 상에서 하단부에 형성된다. 여기서, 입구(32)가 상기 수평축(x) 상에서 일단부에 형성되어 있다는 것은 상기 PCV 결빙 방지 장치(30)를 수평축(x) 상에 투영했을 때, 입구(32)가 일단부에 형성된다는 것이다. 유사하게, 입구(32)가 상기 수직축(y) 상에서 상단부에 형성된다는 것은 PCV 결빙 방지 장치(30)를 수직축(y) 상에 투영했을 때, 출구(34)가 상단부에 형성된다는 것이다.

입구(32)는 상기 PCV 챔버(31)에 연결되어 있으며, PCV 밸브를 통과한 블로바이 가스를 상기 PCV 챔버(31)로 유입시킨다.

PCV 챔버(31)는 내부에 공간이 형성되어 있다. PCV 챔버(31)에 유입된 블로바이 가스는 PCV 챔버(31) 내에서 팽창하게 된다. 이 때, 블로바이 가스 내부의 수분이 응축되며 PCV 챔버(31)의 내벽에 맺히게 된다.

출구(34)는 상기 PCV 챔버(31)에 연결되어 PCV 챔버(31) 내의 블로바이 가스를 스로틀 바디의 후단으로 배출한다. 상기 출구(34)를 통해 배출된 블로바이 가스는 스로틀 바디를 통해 유입된 공기와 섞이게 된다. 상기 출구(34)는 원통 형상으로 되어 있으며, 수평축(x)에 대하여 일정 각도(θ)만큼 기울어져 있다.

또한, 상기 PCV 결빙 방지 장치(30)는 돌출턱(38)과 격벽(36)을 더 포함한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 돌출턱(38)은 상기 출구(34)가 연장된 방향을 따라 PCV 챔버(31)의 전면과 후면에 형성되어 있다. 상기 돌출턱(38)은 상기 수평축(x) 상에서 일단부에서 타단까지 연장되어 있을 수 있다. 즉, 상기 출구(34)의 길이 방향을 따라 출구(34)의 타단부터 출구(34)의 반대측 벽까지 연장되어 있다. 상기 돌출턱(38)은 PCV 챔버(31)의 내벽에 맺힌 응축수가 자중에 의하여 상기 내벽을 따라 흐를 때 상기 응축수를 응축수 저장소(도 7 참조)로 유도하게 된다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 격벽(36)은 평판 형상이며, 상기 전면과 후면의 돌출턱(38)의 길이방향 일부 사이에 설치된다. 즉, 상기 격벽(36)은 상기 수평축(x) 상에서 중간부에서 타단부까지 연장된다. 만일 격벽(36)이 상기 돌출턱(38)의 전체 길이에 대하여 형성되면, PCV 챔버(31) 내의 블로바이 가스가 출구(34)로 흘러갈 수 없다. 따라서, 상기 격벽(36)을 돌출턱(38)의 일부 길이에 대하여만 설치하여 PCV 챔버(31) 내의 블로바이 가스가 출구(34)로 흘러갈 수 있도록 한다. 또한, 상기 격벽(36)이 설치되지 않은 부분으로 흘러내린 응축수는 상기 돌출턱(38)에 의하여 응축수 저장소로 유도된다.

상기 격벽(36)의 타단과 상기 출구(34)의 타단 사이에는 드레인 홀(40)이 형성되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 PCV 결빙 방지 장치(30)가 수평축(x)에 대하여 기울어져 장착되므로 PCV 챔버(31) 내의 응축수는 상기 돌출턱(38)과 상기 격벽(36)에 의하여 격벽(36) 타단부에 위치하는 응축수 저장부로 흘러가게 된다. 상기 응축수 저장부에 모인 응축수는 상기 드레인 홀(40)을 통해 조금씩 출구(34)로 흘러보내지게 된다. 상기 응축수 저장부는 물리적으로 경계 지어지지 않을 수 있다.

상기 격벽(36)은 상기 출구(34)를 따라 설치되며 상기 출구(34)의 상단면보다는 낮은 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 격벽(36)은 상기 출구(34)의 하단(35)으로부터 설정된 높이에 형성될 수 있다. 상기 설정된 높이는 출구 직경(D)의 2/3일 수 있다.

이하, 도 7을 참조로, 본 발명의 실시예에 따른 PCV 결빙 방지 장치(30)의 작동을 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, PCV 챔버(31) 내로 유입된 블로바이 가스가 팽창하면서 블로바이 가스 내부의 수분이 응축된다. 이와 같이, 응축된 응축수는 PCV 챔버(31)의 내벽에 맺히게 되고, 자중에 의하여 PCV 챔버(31)의 내벽을 따라 PCV 챔버(31)의 아래 부분으로 이동하게 된다.

PCV 챔버(31)의 아래 부분으로 이동한 응축수는 돌출턱(38)과 격벽(36)에 걸리게 되고 돌출턱(38)과 격벽(36)을 따라 PCV 챔버(31)의 타단에 위치하는 응축수 저장소에 일시적으로 머무르게 된다.

상기 격벽(36)의 타단과 상기 출구(34)의 타단 사이에는 드레인 홀(40)이 형성되어 있으므로, 응축수 저장소의 응축수는 상기 드레인 홀(40)과 출구(34)를 통하여 PCV 챔버(31) 외부로 배출되게 된다. 드레인 홀(40)을 통하여 배출되는 응축수의 양을 조절하기 위하여 드레인 홀(40)의 직경은 충분히 작아야 한다.

한편, 외부 온도가 매우 낮고 엔진이 워밍 업이 되지 않은 상태에서는, 상기 응축수 저장소의 응축수도 일부가 결빙되게 된다. 특히, 응축서 저장소의 응축수는 결빙되어 드레인 홀(40)을 막게 되고 PCV 챔버(31) 내의 응축수는 출구(34)로 배출되지 못한다. 따라서, 결빙된 응축수에 의하여 출구(34)가 완전히 막히는 것이 방지된다.

또한, 결빙된 응축수가 드레인 홀(40)을 막고 있는 상태에서, 엔진이 워밍 업이 되면 결빙된 응축수가 녹아 드레인 홀(40)이 출구(34)와 연통되게 된다. 따라서, 응축수 저장소의 응축수가 출구(34)를 통하여 외부로 배출된다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims

블로바이 가스가 팽창하도록 내부에 공간을 형성하는 PCV 챔버;
상기 PCV 챔버에 연결되어 블로바이 가스를 상기 PCV 챔버에 공급하는 입구; 그리고
수평축을 기준으로 상기 입구보다 하측에 형성되어 있으며, 상기 수평축에 대하여 일정 각도만큼 기울어져 형성되어 있고, 상기 PCV 챔버에 연결되어 블로바이 가스를 스로틀 바디의 후단으로 배출하는 출구;
를 포함하는 PCV 결빙 방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 출구가 연장된 방향을 따라 PCV 챔버의 내벽 전면과 후면에 형성되어 있으며, 상기 PCV 챔버의 내벽에 응축된 응축수를 가이드하는 돌출턱; 그리고
평판 형상이며, 상기 전면과 후면의 돌출턱의 길이방향 일부 사이에 설치되는 격벽;
을 더 포함하는 PCV 결빙 방지 장치.
제2항에 있어서,
상기 입구는 상기 수평축 상에서 일단부에 형성되고 상기 출구는 상기 수평축 상에서 타단부에 형성되며,
상기 입구는 수직축 상에서 상단부에 형성되고 상기 출구는 상기 수직축 상에서 하단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 PCV 결빙 방지 장치.
제3항에 있어서,
상기 돌출턱은 상기 수평축 상에서 일단부에서 타단까지 연장된 것을 특징으로 하는 PCV 결빙 방지 장치.
제3항에 있어서,
상기 격벽은 상기 수평축 상에서 중간부에서 타단부까지 연장된 것을 특징으로 하는 PCV 결빙 방지 장치.
제5항에 있어서,
상기 격벽의 타단과 상기 출구의 타단 사이에는 드레인 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 PCV 결빙 방지 장치.
제2항에 있어서,
상기 격벽은 상기 출구의 하단에서 설정된 높이에서 상기 출구를 따라 형성된 것을 특징으로 하는 PCV 결빙 방지 장치.
제7항에 있어서,
상기 설정된 높이는 상기 출구의 직경의 2/3인 것을 특징으로 하는 PCV 결빙 방지 장치.