KR101201419B1 - 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템에 관한 것으로서, 내연기관으로부터 배출된 냉각수를 냉각하기 위한 라디에이터; 상기 라디에이터의 일측과 대응하도록 구비되어 상기 라디에이터에 의해 뜨거워진 대기를 순환시키는 라디에이터 팬; 상기 내연기관과 상기 라디에이터 사이에 구비되어 냉각수를 순환시키며, 상기 내연기관에 냉각수를 공급하는 워터펌프; 및 상기 냉각수가 순환하는 유로에 구비되어 냉각수의 온도에 따라 열을 흡수 또는 방출하는 축열기;를 포함하고, 상기 축열기는 PCM 물질을 이용하는 것을 특징으로 하여, 라디에이터와 라디에이터 팬의 크기를 크게 하거나 냉각수의 양을 증가시키지 않고도, 냉각 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템{A cooling system of the internal combustion engine using the heat accumulator}
본 발명은 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수의 온도에 따라 열을 흡수 또는 방출하는 축열기를 구비하여 냉각 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템에 관한 것이다.
자동차의 엔진과 같은 내연기관은 연료를 공기 중의 산소와 완전연소가 이루어지도록 잘 혼합된 상태에서 압축을 한 다음 연소를 시키고, 이때 발생하는 열에너지를 이용해 운동에너지를 얻도록 동작한다.
이렇게 내연기관이 동작하는 동안, 연료와 산화제의 발열반응으로 인해 높은 온도와 압력의 기체가 생성되므로, 방치해두면 기체의 온도와 압력이 상승하여 금속을 녹이게 되어 내연기관의 실린더 및 피스톤이 손상을 입게 된다.
따라서 이를 방지하기 위해 냉각수를 순환시켜 내연기관을 냉각하는 냉각 시스템을 구비하여, 적정한 온도에서 내연기관이 성능을 발휘할 수 있도록 한다.
도 1은 일반적인 내연기관의 냉각 시스템을 도시한 것으로, 도 1을 참조하여 내연기관의 냉각 시스템에 대해 설명한다. 내연기관의 냉각 시스템(10)은 냉각수가 순환하는 유로(111)에 워터펌프(19), 라디에이터(13), 라디에이터 팬(15)를 포함하여 구성된다.
워터펌프(19)는 내연기관(11)으로 냉각수를 공급할 수 있도록 설치되고, 내연기관(11)과 라디에이터(13) 사이에서 냉각수를 순환시켜 내연기관(11)을 냉각시킨다. 그러나 상기 냉각수를 그대로 방치하면, 온도가 상승하여 내연기관(11)의 실린더 및 피스톤 등을 냉각시킬 수 없게 된다.
라디에이터(13)는 과열된 냉각수를 냉각하기 위한 것으로, 내연기관(11)으로부터 뜨거워진 냉각수를 받아, 냉각수의 열을 대기로 방출한다.
라디에이터(13)의 열 전환 성능은 대기의 온도에 의존한다. 즉, 라디에이터(13)는 주변 대기의 온도가 낮을 때 냉각수의 열을 대기로 잘 전달할 수 있다. 반면, 주변 대기의 온도가 높을 때에는 냉각수의 열을 대기로 방출하는 라디에이터(13)의 수용량이 내연기관(11)에서 발생한 열이 냉각수로 전달되는 비율보다 작아질 수 있다. 그러면 냉각수의 온도가 끓는점 이상으로 상승하게 되어, 냉각수가 증발하게 된다.
라디에이터 팬(15)은 라디에이터(13)의 외부에 구비되어, 냉각수로부터 열을 전달받은 공기가 라디에이터(15) 주변에 정체하는 것을 방지한다. 즉, 라디에이터(13)의 동작에 의해 뜨거워진 대기가 순환하도록 하여, 냉각수의 냉각률을 상승시킨다.
상기와 같은 구성을 가지는 냉각 시스템(10)은 라디에이터(13)와 라디에이터 팬(15)의 크기를 크게 구성하거나, 많은 양의 냉각수가 순환하도록 구성하여, 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
그러나 자동차 등과 같이 내연기관(11)이 위치하는 장소의 크기가 한정되는 경우에는, 라디에이터(13) 및 라디에이터 팬(15)의 크기 또는 공급할 수 있는 냉각수의 양이 일정 크기 또는 양으로 제한되어, 냉각 시스템(10)의 성능을 향상시키기 힘들다. 또한, 라디에이터(13)와 라디에이터 팬(15)의 크기가 크거나 냉각수의 양이 많으면, 냉각수의 온도가 낮을 때 자동차를 워밍업하기 위한 성능이 떨어지게 되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 냉각수의 온도가 올라가면 열을 흡수하고 냉각수의 온도가 내려가면 흡수한 열을 방출하는 축열기를 구비하여, 냉각수의 온도를 일정하게 유지할 수 있고, 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명에서 제안하는 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템은, 내연기관으로부터 배출된 냉각수를 냉각하기 위한 라디에이터; 상기 라디에이터의 일측과 대응하도록 구비되어 상기 라디에이터에 의해 뜨거워진 대기를 순환시키는 라디에이터 팬; 상기 내연기관과 상기 라디에이터 사이에 구비되어 냉각수를 순환시키며, 상기 내연기관에 냉각수를 공급하는 워터펌프; 및 상기 냉각수가 순환하는 유로에 구비되어 냉각수의 온도에 따라 열을 흡수 또는 방출하는 축열기;를 포함하고, 상기 축열기는 상 변화 물질(Phase Change Material)을 포함한다.
상기 상 변화 물질은 에리스리톨 또는 자일리톨인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 축열기는 상기 내연기관으로부터 배출되는 냉각수를 냉각하기 위한 제1축열기; 및 상기 라디에이터로부터 배출되는 냉각수를 냉각하기 위한 제2축열기;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1축열기의 상 변화 물질의 녹는점은 상기 제2축열기의 상 변화 물질의 녹는점보다 높은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1축열기는 상 변화 물질로 에리스리톨을 이용하고, 상기 제2축열기는 상 변화 물질로 자일리톨을 이용한다.
또한, 상기 유로에는 상기 냉각수가 상기 축열기로 흐르는 것을 선택적으로 제어하는 밸브가 설치될 수 있다.
또한, 상기 내연기관으로부터 배출된 냉각수의 온도가 상기 제1축열기의 상 변화 물질의 녹는점보다 높으면 상기 냉각수를 상기 제1축열기로 흐르도록 제어하는 제1밸브; 및 상기 라디에이터로부터 배출된 냉각수의 온도가 상기 제2축열기의 상 변화 물질의 녹는점보다 높으면 상기 냉각수를 상기 제2축열기로 흐르도록 제어하는 제2밸브;를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템은, 냉각수의 온도에 따라 열을 흡수 또는 방출하는 축열기를 구비하여 냉각 시스템의 성능을 최고로 유지하면서, 라디에이터와 라디에이터 팬의 크기를 작게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 내연기관로부터 배출되는 뜨거워진 냉각수를 축열기 및 라디에이터를 이용하여 이중으로 냉각시키므로, 라디에이터 팬의 구동시간이 줄어들어 전력 소모를 줄일 수 있다.
그리고 본 발명은 라디에이터 및 라디에이터 팬의 크기를 소형화할 수 있고 냉각수의 양을 줄일 수 있으므로, 낮은 온도에서 내연기관이 초기 가동될 때에 빠르게 워밍업할 수 있고 연료 소비량을 줄일 수 있다.
본 발명은 냉각수의 온도에 따라 열을 흡수 또는 방출하는 축열기를 구비하여, 냉각수의 양을 늘리거나 라디에이터와 라디에이터 팬의 크기를 크게 하지 않고, 내연기관의 냉각 시스템의 성능을 향상시키는 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 2는 본 발명에 따른 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템의 일 실시예를 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템의 다른 실시예를 나타낸 블록도이다.
본 발명의 일 실시예는 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템은, 연료를 연소하여 열에너지를 발생시켜 운동에너지로 변환하고, 과잉으로 발생하는 열은 냉각수에 의해 냉각되는 내연기관(21); 상기 내연기관(21)으로부터 배출된 냉각수를 냉각하기 위한 라디에이터(23); 상기 라디에이터(23)의 일측과 대응하도록 구비되어 상기 라디에이터에 의해 뜨거워진 대기를 순환시키는 라디에이터 팬(25); 상기 내연기관(21)과 상기 라디에이터(23) 사 이에 구비되어 냉각수를 순환시키며, 상기 내연기관에 냉각수를 공급하는 워터펌프(29); 및 상기 냉각수가 순환하는 유로(222)에 구비되어 냉각수의 온도에 따라 열을 흡수 또는 방출하는 축열기(27);를 포함한다.
내연기관(21)은 연료를 연소하여 열에너지를 발생시켜 운동에너지로 변환하는 장치로, 연료와 산화제의 발열반응으로 인해 고온의 열이 발생한다.
내연기관(21)에서 발생하는 과잉 열을 냉각시키기 위해 라디에이터(23), 라디에이터 팬(25), 축열기(27), 및 워터펌프(29)가 구비된다.
내연기관(21)에서 발생한 과잉 열은 내연기관(21)을 통과하는 냉각수로 전달되어, 냉각수는 뜨거워지고 내연기관(21)은 차가워진다. 이렇게 내연기관(21)을 냉각시킨 후, 뜨거워진 냉각수는 라디에이터(23)로 유입된다.
라디에이터(23)는 내연기관(21)의 후단에 구비되어, 상기 내연기관(21)으로부터 배출된 뜨거워진 냉각수의 열을 라디에이터(23) 주변의 대기로 방출하여, 냉각수를 냉각한다. 라디에이터(23)에서 냉각된 냉각수는 축열기(27)로 유입된다.
라디에이터(23)를 이용한 냉각 후에도 냉각수의 온도가 일정 온도 이상이면, 라디에이터 팬(25)이 동작한다.
라디에이터 팬(25)은 상기 라디에이터(23)의 일측과 대응하는 위치에 구비되어 라디에이터(23)의 동작으로 뜨거워진 라디에이터(23) 주변의 대기를 순환시켜 냉각수를 냉각한다.
라디에이터(23)와 라디에이터 팬(25)을 이용하여 냉각수를 냉각하여도 냉각수의 온도가 충분히 낮아지지 않을 수 있다.
이러한 경우 냉각 시스템(20)의 냉각 성능을 향상시키기 위한 방법으로 라디에이터(23)와 라디에이터 팬(25)의 용량을 증가시키는 방법 이외에, 냉각 시스템(20)의 동작 온도를 높이는 방법, 및 냉각 시스템(20)의 동작 압력을 높이는 방법을 사용한다.
냉각 시스템(20)의 동작 온도를 높이는 방법은, 라디에이터(23)의 열 소산(消散) 수용량이 냉각수의 온도와 대기의 온도 차가 클수록 커진다는 것을 이용한 것이다. 따라서 냉각 시스템(20)의 동작 온도를 높게 설정하면, 냉각수 온도와 대기 온도의 차가 커져 냉각 시스템(20)의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
그러나, 냉각 시스템(20)의 동작 온도를 높이면, 라디에이터(23), 라디에이터 호스(미도시), 워터펌프(29) 등과 같은 냉각 시스템(20)의 주요 구성요소의 수명이 줄어들게 된다.
냉각 시스템(20)의 동작 압력을 높이는 방법은, 동작 압력을 높게 설정하여 냉각수의 끓는점을 올려 냉각 시스템의 냉각 성능을 향상시키는 것이다. 냉각수의 온도가 끓는점에 가까이 상승하였을 때, 내연기관(21)으로부터 냉각수로 열이 전달되어 냉각이 일어난다.
그러나 냉각수의 끓는점이 어느 한계점 이상으로 올라가게 되면, 냉각수의 온도가 끓는점 가까이 상승하는 것을 방해하여 내연기관(21)에서 냉각수로 전달되는 열이 감소하게 된다. 따라서 이 방법은 내연기관(21)의 주요 구성요소의 피로, 폭발 및 많은 양의 질소산화물을 방출하는 원인이 된다.
따라서 본 발명은 내연기관 및 냉각 시스템의 주요 구성요소에 손상을 주지 않으면서, 냉각 시스템(20)의 냉각 성능을 향상시키기 위해 축열기(27)를 사용한다.
축열기(27)는 냉각수가 순환하는 유로에 구비되며, 특히 본 발명에 따른 일실시예에서는 라디에이터(23)와 상기 워터펌프(29) 사이에 구비된다. 축열기(27)는 라디에이터(23)로부터 배출되는 냉각수가 유입되며, 유입된 냉각수를 냉각시켜 워터펌프(29)로 배출한다. 이때 축열기(27)로 유입되는 냉각수의 온도가 일정 온도 이상이면, 냉각수로부터 열을 흡수하여 냉각수의 온도를 낮춘다.
축열기(27)는 냉각수의 온도에 따라 냉각수로부터 열을 흡수 또는 방출하기 위해, PCM(Phase Change Material, 상 변화 물질)을 포함한다.
본 발명의 실시예들에서 사용하는 PCM은 고체에서 액체로, 액체에서 고체로 상이 변화하는 물질을 의미한다. PCM은 녹는점 또는 녹는점보다 높은 온도에서 고체에서 액체로 변화하면서 열을 흡수하고, 녹는점보다 낮은 온도에서 흡수한 열을 방출하면서 액체에서 고체로 변화한다.
PCM은 냉각수로부터 많은 열을 흡수할 수 있도록 융해열이 높은 물질인 것이 이상적이다.
본 발명은 축열기(27)에 포함되는 PCM물질로 당알코올류에 해당하는 에리스리톨(Erythritol) 또는 자일리톨(Xylitol)을 사용한다.
에리스리톨은 녹는점이 118도~120도이고, 융해열은 약 339.8 KJ/kg이다. 자일리톨은 녹는점이 93도~94.5도이고, 융해열은 약 263.3 KJ/kg이다.
본 발명에 따른 일 실시예의 냉각 시스템(20)에서 축열기(27)는 라디에이터 로(23)부터 배출되는 냉각수를 냉각하기 위해 라디에이터(23)와 워터펌프(29) 사이에 구비되고 있으나, 내연기관(21)으로부터 배출되는 냉각수를 냉각하기 위해 내연기관(21)과 라디에이터(23) 사이에 구비되어도 무방하다.
또한 축열기(27)는 냉각수의 온도가 일정 온도 이하로 떨어지는 경우에는 PCM이 흡수한 열을 방출하여 냉각수의 온도를 상승시킨다.
즉, 본 발명에서 제시하는 축열기(27)는 냉각수의 온도가 높으면 열을 흡수하고, 낮으면 열을 방출하도록 동작하여, 냉각수가 일정온도를 유지할 수 있도록 한다.
워터펌프(29)는 축열기(27)로부터 배출되는 차가워진 냉각수를 내연기관(21)으로 공급한다. 워터펌프(29)는 내연기관(21)의 동작 상태에 따라 적정량의 냉각수를 내연기관(21)에 공급할 수 있도록, 워터펌프(29)의 동작 속도를 조절할 수 있도록 이루어진다.
냉각수는 워터펌프(29)로부터 내연기관(21)으로 공급되어 내연기관(21)을 냉각시키고, 이로 인해 뜨거워진 냉각수는 라디에이터(23)를 거쳐 냉각된다. 라디에이터(23)에서 냉각수가 충분히 냉각되지 않을 경우, 라디에이터 팬(25)이 동작하여 냉각수를 더욱 냉각시킨다. 라디에이터(23)를 거친 냉각수는 축열기(27)를 통과하면서 다시 한 번 냉각되고, 축열기(27)로부터 배출된 냉각수는 워터펌프(29)로 유입된다. 이러한 과정을 거쳐 냉각수는 냉각 시스템(20) 내를 순환한다.
따라서 본 발명은 냉각 시스템(20)에 축열기(27)를 구비하여, 라디에이터(23) 및 라디에이터 팬(25)의 크기를 크게 하거나 냉각수의 양을 증가시키지 않 고도, 내연기관(21)을 거쳐 뜨거워진 냉각수를 효율적으로 냉각시킬 수 있다.
그리고 본 발명은 냉각수의 온도가 일정하게 유지되도록 하며, 낮은 온도에서 내연기관(21)이 초기 가동될 때에도 빠르게 워밍업할 수 있어, 연료소비량을 줄일 수 있다. 아울러 연료가 적게 소비되면, 배기배출물의 양도 줄일 수 있다.
또한 본 발명을 디젤 자동차에 적용할 경우, 냉각수 온도의 증가를 억제하게 되면 연소온도가 낮아지므로, 배기배출물인 NOx의 배출양을 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템을 나타낸 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예는 두 개의 축열기와 두 개의 밸브를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템은, 냉각수가 순환하는 유로(333)에, 내연기관(31), 제1밸브(38a), 제1축열기(37a), 라디에이터(33), 라디에이터 팬(35), 제2밸브(38b), 제2축열기(37b), 워터펌프(39)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템(30)에 포함되는 라디에이터(33), 라디에이터 팬(35), 워터펌프(39)의 동작은 본 발명의 일 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
제1밸브(38a)는 상기 내연기관(31)으로부터 배출된 냉각수의 온도에 따라 상기 냉각수가 라디에이터(33) 또는 제1축열기(37a)로 흐르도록 냉각수의 흐름을 제어한다.
제1밸브(38a)는 냉각수의 온도가 제1축열기(37a)의 PCM의 녹는점보다 낮으면 냉각수를 라디에이터(33)로 바로 흐르도록 하고, 냉각수의 온도가 제1축열기(37a)의 PCM의 녹는점에 가까운 온도이거나 녹는점과 같으면 냉각수를 제1축열기(37a)로 흐르도록 한다.
제1축열기(37a)는 제1밸브(38a)를 통과하여 유입된 냉각수의 온도에 의해 PCM이 상 변화(고체에서 액체로)를 일으키면서 냉각수로부터 열을 흡수하여, 냉각수의 온도를 낮춘다.
제1축열기(37a)는 본 발명의 일 실시예에서 사용하는 축열기와 동일하게 동작하나, PCM으로 에리스리톨을 사용한다. 에리스리톨은 녹는점이 118도~120도이므로, 고온의 냉각수로부터 효율적으로 열을 흡수할 수 있다. 즉, 내연기관(21)에서 배출된 냉각수의 온도가 상기 에리스리톨의 녹는점에 가까운 온도이거나 같은 정도로 높으면 냉각수로부터 열을 흡수하여, 라디에이터(33)에서 냉각되기 전에 미리 냉각수를 냉각시킨다.
라디에이터(33)는 제1축열기(37a) 또는 제1밸브(38a)로부터 배출된 냉각수를 냉각시켜 제2밸브(38b)로 배출한다.
제2밸브(38b)는 상기 라디에이터(33)로부터 배출되는 냉각수의 온도에 따라 상기 냉각수가 워터펌프(39) 또는 제2축열기(37b)로 흐르도록 냉각수의 흐름을 제어한다.
제2밸브(38b)는 냉각수의 온도가 제2축열기(37b)의 PCM의 녹는점보다 낮으면 냉각수를 워터펌프(39)로 바로 흐르도록 하고, 냉각수의 온도가 제2축열기(37b)의 PCM의 녹는점에 가까운 온도이거나 녹는점과 같으면 냉각수를 제2축열기(37b)로 흐르도록 한다.
제2축열기(37b)는 제2밸브(38b)를 통과하여 유입된 냉각수의 온도에 의해 PCM이 상 변화(고체에서 액체로)를 일으키면서 냉각수의 열을 흡수하여, 냉각수의 온도를 낮춘다.
제2축열기(37b)는 본 발명의 일 실시예에서 사용하는 축열기와 동일하게 동작하나, PCM으로 자일리톨을 사용한다. 자일리톨은 녹는점이 93도~94.5도이므로, 라디에이터(33)에서 냉각된 냉각수의 온도가 상기 자일리톨의 녹는점에 가까운 온도이거나 같으면, 냉각수를 한번 더 냉각시킬 수 있다.
워터펌프(39)는 제2축열기(37b) 또는 제2밸브(38b)로부터 배출되는 차가워진 냉각수를 상기 내연기관(31)에 공급하여, 냉각수를 순환시킨다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템은 다음과 같이 동작한다.
냉각수는 워터펌프(39)로부터 내연기관(31)으로 공급되어 내연기관(31)이 냉각되고, 이로 인해 뜨거워진 냉각수는 제1밸브(38a)를 거쳐 온도에 따라 제1축열기(37a) 또는 라디에이터(33)로 유입된다.
냉각수가 제1축열기(37a)로 유입되면 제1축열기(37a)에서 1차로 냉각된 후, 라디에이터(33)로 유입된다.
냉각수는 라디에이터(33)에서 한번 더 냉각되고 제2밸브(38b)로 유입된다.
제2밸브(38b)로 유입된 냉각수는 라디에이터(33)로부터 배출된 냉각수의 온 도에 따라 제2축열기(37b) 또는 워터펌프(39)로 유입되고, 제2축열기(37b)로 유입된 냉각수는 다시 한번 냉각된 후 워터펌프(39)로 유입된다. 이렇게 냉각된 냉각수가 워터펌프(39)로 유입되면, 워터펌프(39)는 냉각수를 내연기관(31)으로 공급한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템(30)은, 상기 내연기관(31)으로부터 배출되는 냉각수가 냉각 시스템(30)을 흐르는 냉각수들과 비교하여 가장 뜨겁다는 점에 착안하여, 상기 내연기관(31)으로 배출되는 냉각수를 제1축열기(37a)로 먼저 냉각시킨 다음 라디에이터(33)로 보내도록 구성된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 상기 라디에이터(33)를 거쳐 냉각된 냉각수가 충분히 냉각되지 않는 경우에 대비하여, 상기 라디에이터(33)의 후단에 추가로 제2축열기(37b)를 구비하여 냉각수를 한번 더 냉각시켜 워터펌프(39)로 보내도록 구성된다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예는 고온의 냉각수를 냉각시키기 위한 제1축열기(37a)와, 라디에이터에서 냉각된 냉각수를 충분히 냉각시키기 위한 제2축열기(37b)를 구비하여, 냉각 시스템(30)의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 내연기관의 냉각 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템을 도시한 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10, 20, 30 : 냉각 시스템 11, 21, 31 : 내연기관
13, 23, 33 : 라디에이터 15, 25, 35 : 라디에이터 팬
27, 37a, 37b : 축열기 38a, 38b : 3방향 밸브
19, 29, 39 : 워터펌프

Claims (7)

  1. 내연기관으로부터 배출된 냉각수를 냉각하기 위한 라디에이터;
    상기 라디에이터의 일측과 대응하도록 구비되어 상기 라디에이터에 의해 뜨거워진 대기를 순환시키는 라디에이터 팬;
    상기 내연기관과 상기 라디에이터 사이에 구비되어 냉각수를 순환시키며, 상기 내연기관에 냉각수를 공급하는 워터펌프; 및
    상기 냉각수가 순환하는 유로에 구비되어 냉각수의 온도에 따라 열을 흡수 또는 방출하는 축열기;를 포함하고,
    상기 축열기는 상 변화 물질(Phase Change Material)을 포함하며, 상기 내연기관으로부터 배출되는 냉각수를 냉각하기 위한 제1축열기; 및 상기 라디에이터로부터 배출되는 냉각수를 냉각하기 위한 제2축열기;를 포함하되,
    상기 내연기관으로부터 배출된 냉각수의 온도가 상기 제1축열기의 상 변화 물질의 녹는점보다 높으면 상기 냉각수를 상기 제1축열기로 흐르도록 제어하는 제1밸브; 및 상기 라디에이터로부터 배출된 냉각수의 온도가 상기 제2축열기의 상 변화 물질의 녹는점보다 높으면 상기 냉각수를 상기 제2축열기로 흐르도록 제어하는 제2밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상 변화 물질은 에리스리톨(Erythritol) 또는 자일리톨(Xylitol)인 것을 특징으로 하는 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1축열기의 상 변화 물질의 녹는점은 상기 제2축열기의 상 변화 물질의 녹는점보다 높은 것을 특징으로 하는 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1축열기는 상 변화 물질로 에리스리톨을 이용하고,
    상기 제2축열기는 상 변화 물질로 자일리톨을 이용하는 것을 특징으로 하는 축열기를 이용한 내연기관의 냉각 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
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