KR101257680B1 - 워머 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워머에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 냉각수 라인을 삭제함으로써 히터 난방 성능 저하 원인을 제거하고 엔진 룸 내 공간을 더 확보할 수 있게 해 주는 워머를 제공함에 있다.

본 발명에 의한 워머는, 그 내부로 엔진(100) 및 미션(110)을 포함하는 장치들을 윤활하는 오일이 유통되며, 상기 엔진(100) 주변을 유통하는 냉각수를 가열하는 히터(300)와 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 워머(310)는 그 내부로 냉각수가 유통되지 않고 오일만이 유통되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 워머(310)는 상기 히터(300)와 면접촉되는 독립적인 열교환기 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 워머(310)는 외부 공기 송풍 방향에 나란하게 병렬 배치된 복수 개의 워머 튜브(312); 상기 워머 튜브(312) 사이에 개재되는 복수 개의 워머 핀(313); 및 상기 복수 개의 워머 튜브(312)의 양쪽에 구비되어 내부로 압축 공기를 유통시키는 한 쌍의 워머 헤더탱크(311); 상기 워머 헤더탱크(311) 상에 구비되어 오일을 유통시키는 오일 유입구(311a) 및 오일 배출구(311b);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

오일, 가열, 히터, 워머, 일체

Description

워머 {Warmer}

본 발명은 워머에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 실내 냉방을 목적으로 한 공조 시스템 뿐 아니라 라디에이터(radiator)나 오일쿨러(oil cooler)와 같은 열교환기 형태로 된 냉각 시스템이 구비된다.

라디에이터는 엔진의 온도가 일정 온도 이상으로 상승되는 것을 방지하기 위한 구성으로, 엔진 내부를 순환하면서 연소에 의해 발생된 열을 흡수한 고온의 냉각수가 워터펌프에 의해 순환되어 상기 라디에이터를 통과하면서 외부에 열을 방출하여 엔진의 과열을 방지하며 최적의 운전상태가 유지되도록 하는 열교환기이다.

또한, 자동차의 엔진이나 변속기와 같은 부품에는 윤활작용 및 기밀유지를 위하여 오일이 충전되는데, 오일이 너무 뜨거워지면 오일의 점성이 낮아져서 상기 목적한 기능(즉 윤활작용 및 기밀유지)을 발휘할 수 없게 되며 특히 윤활이 잘 이루어지지 않음으로써 엔진 등의 부품이 손상될 우려가 있다. 이와 같은 현상을 방지하기 위하여 상기 오일을 냉각하는 수단이 오일쿨러이다.

주행 중에는 엔진에서 많은 열이 발생하기 때문에 냉각수 및 오일이 고온이 되는 바, 각각 라디에이터 및 오일쿨러에 의해 냉각이 이루어진다. 한편, 오일의 경우 온도가 낮아지면 점성이 높아지게 되는 성질이 있기 때문에 한대 지방, 동절기 등과 같이 주변 온도가 매우 낮은 경우에는 시동 초기에는 오일의 점성이 필요 이상으로 높아진 상태에 있게 된다. 그런데 이를 오일쿨러를 사용하여 더욱 냉각시키게 되면 오히려 엔진 등의 부품에 손상을 발생시킬 우려가 있다. 이와 같은 현상을 저온충격이라고 하며, 이와 같은 저온충격을 방지하기 위해 시동 초기에는 오일쿨러를 작동시키지 않거나, 또는 오일을 오히려 가열시켜 주는 장치로서 워머(warmer)를 작동시키는 등의 여러 방법들이 사용된다. (이하, 워머와 대응하여 오일쿨러는 쿨러로 줄여 칭하기로 한다.)

도 1은 종래의 오일 가열 시스템을 도시하고 있다. 또한 도 1에서, 도 1(A)는 초기 시동 시의 동작을, 도 1(B)는 주행 시의 동작을 도시하고 있다.

일단 기본적으로 엔진(100) 주변을 통과하는 냉각수는, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 라디에이터(200), 히터(300), 워머(310)를 통과하며 루프를 돌게 되며, 오일은 미션(110)과 워머(310)를 통과하며 루프를 돌게 된다.

이 때, 동절기와 같이 외부 온도가 낮을 경우 냉각수는 저온 상태가 되어 있는 바, 초기 시동 시에는 저온 상태로 점성이 높은 냉각수가 상기 미션(110)에 무리를 주는 저온 충격 현상이 발생할 수 있기 때문에, 도 1(A)에 도시된 바와 같이 상기 라디에이터(200) 및 상기 쿨러(210)를 통과하는 냉각수 유로가 차단됨과 더불 어, 상기 히터(300)를 통과하며 가열된 냉각수에 의하여 상기 워머(310)에서 오일이 가열된다. 즉 초기 시동 시에는 상기 워커(310)에 의하여 오일이 가열되어 오일의 점성이 높아짐으로써 저온 충격을 방지할 수 있게 되는 것이다.

초기 시동 시가 아닌 주행 시에는 도 1(B)에 도시된 바와 같이 상기 라디에이터(200)로 통하는 냉각수 유로가 개방되며, 냉각수는 상기 라디에이터(200)를 통과하면서 냉각되고, 상기 라디에이터(200)에 의하여 냉각된 냉각수에 의해 상기 쿨러(210)를 통과하는 오일이 냉각되게 된다. 한편, 상기 히터(300)는 초기 시동 시에만 동작하는 바, 주행 시에는 상기 히터(300)의 동작이 멈춘 상태이며 따라서 상기 히터(300)를 통과하는 냉각수에는 큰 온도 변화가 일어나지 않는다. 그런데 상기 워머(310) 역시 열교환기 형태로 되어 있는 바 냉각수는 상기 워머(310)를 통과하면서 일부 냉각이 이루어질 수 있으며, 더불어 주행 중에는 상기 워머(310)를 통과하는 오일의 온도가 상기 워머(310)를 통과하는 냉각수의 온도보다 훨씬 높다. 따라서 상기 라디에이터(200) 및 상기 쿨러(210)에서와 마찬가지 원리에 의하여, 오일은 상기 워머(310)에서도 일부 냉각이 이루어지게 된다. 즉 상기 워머(310)는 초기 시동 시에는 오일을 가열하는 역할을, 주행 중에는 오일을 보조 냉각하는 역할을 하는 것이다.

도시된 바와 같이 상기 워머(310)를 동작시키기 위해서는 상기 히터(300)에 의해 가열된 냉각수를 냉각수 라인을 통해 상기 워머(310)로 공급해 주어야 한다. 그런데, 상기 히터(300)로부터 상기 워머(310)로 냉각수가 공급되는 경로 중에 냉각수가 외부 공기와 접촉하여 일부 열을 손실하게 되어, 오일의 가열 성능이 떨어 지게 되는 문제점이 있다. 또한 상기 히터(300)에 있어서도, 열원이 감소하기 때문에 상기 히터(300)에서의 난방 성능이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 냉각수 라인을 삭제함으로써 히터 난방 성능 저하 원인을 제거하고 엔진 룸 내 공간을 더 확보할 수 있게 해 주는 워머를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 워머는, 그 내부로 엔진(100) 및 미션(110)을 포함하는 장치들을 윤활하는 오일이 유통되며, 상기 엔진(100) 주변을 유통하는 냉각수를 가열하는 히터(300)와 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 워머(310)는 그 내부로 냉각수가 유통되지 않고 오일만이 유통되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 워머(310)는 상기 히터(300)와 면접촉되는 독립적인 열교환기 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 워머(310)는 외부 공기 송풍 방향에 나란하게 병렬 배치된 복수 개의 워머 튜브(312); 상기 워머 튜브(312) 사이에 개재되는 복수 개의 워머 핀(313); 및 상기 복수 개의 워머 튜브(312)의 양쪽에 구비되어 내부로 압축 공기를 유통시키는 한 쌍의 워머 헤더탱크(311); 상기 워머 헤더탱크(311) 상에 구비되어 오일을 유통시키는 오일 유입구(311a) 및 오일 배출구(311b);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 오일 가열 시스템은, 엔진(100); 미션(110); 상기 엔진(100) 주변을 유통하는 냉각수를 가열하는 히터(300); 상기 엔진(100) 및 상기 미션(110)을 포함하는 장치들을 윤활하는 오일이 유통되며, 상기 히터(300)와 일체로 형성되는 워머(310);를 포함하여 이루어지며, 냉각수는 상기 엔진(100) 및 상기 히터(300)를 순환하고, 오일은 상기 미션(110) 및 상기 워머(310)를 순환하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 냉각수를 가열하는 히터와 가열된 냉각수로 오일을 가열하는 워머가 일체로 형성됨으로써, 가열된 냉각수가 히터로부터 워머로 이동되는 과정에서 워머의 가열 성능 및 히터의 난방 성능이 저하되던 문제점을 원천적으로 제거하여, 결과적으로 워머의 가열 성능 및 히터의 난방 성능을 모두 상승시키는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 히터와 워머가 일체로 형성되되 히터로는 냉각수만, 워머로는 오일만 유통되도록 되어 있는 바, 종래에 냉각수와 오일이 모두 유통되도록 구성되었던 워머와 비교하여 워머의 구성이 종래에 비해 훨씬 단순해질 수 있게 되며, 따라서 워머의 제작에 드는 비용이나 시간 등이 훨씬 절감될 수 있게 되는 효과가 있다.

또한 종래에는 히터와 워머를 연결하는 냉각수 라인이 필요하였기 때문에 그만큼 엔진 룸 내 공간을 확보하여야만 하였으나, 본 발명에 의하면 이러한 냉각수 라인을 제거할 수 있기 때문에 그만큼 엔진 룸 내 공간 활용성이 높아지는 효과가 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 워머를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 워머의 설치 시스템을 간략하게 도시한 것이다. 먼저 본 발명의 오일 가열 시스템을 간략히 설명하자면, 본 발명의 오일 가열 시스템은 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 엔진(100); 미션(110); 상기 엔진(100) 주변을 유통하는 냉각수를 가열하는 히터(300); 상기 워머(310);를 포함하여 이루어진다. 도 2에는 라디에이터(200)도 함께 도시되어 있으나, 실질적으로 오일 가열 시에는 라디에이터(200)는 동작하지 않는 바 오일 가열 시스템에 포함되지 않는다.

이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 상기 엔진(100) 및 상기 미션(110)을 포함하는 장치들을 윤활하기 위하여 상기 미션(110)을 통해 오일이 유통된다. 일반적으로 주행 시에는 오일의 온도가 매우 높기 때문에, 냉각수를 냉각하는 상기 라디에이터(200)에 근접하게 쿨러(도 1의 210)를 배치하고, 상기 쿨러로 오일을 유통시켜 냉각수에 의해 오일이 냉각되도록 하는 것이 일반적인 구성이다.

그런데 오일은 고온이 될수록 점성이 낮아지고 저온이 될수록 점성이 높아지는 성질을 가지고 있다. 따라서 동절기나 한대 지방과 같은 저온 환경에서는 초기 시동 시 오일이 (외부 환경과 비슷한) 저온 상태에 있으므로, 오일의 점성이 매우 높아진 채로 유통되게 되어, 윤활이 되는 것이 아니라 오히려 상기 미션(110) 등의 부품에 손상을 일으킬 위험성이 있다. 이와 같이 오일이 저온이라 점성이 높아지기 때문에 발생되는 문제점을 제거하기 위하여, 초기 시동 시 오일의 온도를 적정 온도로 올리기 위하여 히터 및 워머를 사용하는 오일 가열 시스템이 구비되는 것이다. 이 때 상기 라디에이터(200)에 의해 냉각수가 냉각되게 되면, 오일 가열 효과가 저하되게 되므로, 초기 시동 시에는 상기 라디에이터(200)로 냉각수가 공급되지 못하도록 하는 경우가 많다. 즉 오일 가열이 일어나고 있는 상태에서는 상기 라디에이터(200)는 대개 동작하지 않는 바, 오일 가열 시스템에 포함되지 않는다.

이 때, 본 발명의 오일 가열 시스템에서는, 상기 워머(310)가 상기 엔진(100) 주변을 유통하는 냉각수를 가열하는 히터(300)와 일체로 형성된다. 상기 워머(310)는 일반적인 열교환기 형상으로 되어 있는 바, 역시 일반적인 열교환기 형상으로 형성되는 상기 히터(300)와 일체로 형성하기에 용이하다.

특히 본 발명의 워머(310)는, 도 2에 표시되어 있는 바와 같이 상기 히터(300)와 연결되는 냉각수 라인이 없이, 즉 그 내부로 냉각수가 유통되지 않고 오일만이 유통되도록 형성된다.

도 1에 도시되어 있는 종래의 워머의 경우에는, 일부로는 오일이 유통되고 나머지 일부로는 상기 히터(300)에 의하여 가열된 냉각수가 유통되어, 가열된 냉각수와 저온의 오일이 열교환을 일으킴으로써 오일이 가열되도록 하였다. 그러나 본 발명의 워머(310)에서는, 내부로 오일만이 유통되도록 되어 있는 바, 종래의 워머보다 그 구조가 훨씬 단순화될 수 있게 된다. 보다 상세히 설명하자면, 종래의 워머는 그 내부로 냉각수와 오일이 모두 유통되며 또한 서로 열교환을 일으킬 수 있도록 구성되어야만 했기 때문에, 냉각수가 유통되는 구간과 오일이 유통되는 구간으로 구획되고 냉각수 및 오일 유통구가 각각 구비되어야만 했다. 따라서 종래의 워머에서는 냉각수가 유통되는 구간과 오일이 유통되는 구간의 배치 또는 냉각수 유로 및 오일 유로의 구성, 냉각수 유통구와 오일 유통구의 배치 등 고려해야 하는 요소가 매우 많아서 설계가 난해해지는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명의 워머(310)의 경우에는 그 내부로 단지 오일만이 유통되면 되는 바, 일반적인 열교환기 형태, 즉 유입구 및 배출구가 1개씩 구비되는 열교환기 형태로 형성되면 되기 때문에, 설계가 훨씬 용이해지게 되는 것이다. 이와 같이 본 발명의 워머(310)는 그 구조가 단순해짐에 따라 설계가 용이하며, 따라서 제작에 드는 자재, 비용, 부품 수, 공정 수, 시간 등이 종래보다 훨씬 줄어들게 된다. 물론 이에 따라 제품의 생산성 역시 훨씬 향상되게 된다.

도 3은 본 발명의 워머 및 히터의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 상기 히터(300)는 외부 공기 송풍 방향에 나란하게 병렬 배치된 복수 개의 히터 튜브(302); 상기 히터 튜브(302) 사이에 개재되는 복수 개의 히터 핀(303); 및 상기 복수 개의 히터 튜브(302)의 양쪽에 구비되어 내부로 압축 공기를 유통시키는 한 쌍의 히터 헤더탱크(301); 상기 히터 헤더탱크(301) 상에 구비되어 냉각수를 유통 시키는 냉각수 유입구(301a) 및 냉각수 배출구(301b);를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한 상기 워머(310)는 외부 공기 송풍 방향에 나란하게 병렬 배치된 복수 개의 워머 튜브(312); 상기 워머 튜브(312) 사이에 개재되는 복수 개의 워머 핀(313); 및 상기 복수 개의 워머 튜브(312)의 양쪽에 구비되어 내부로 압축 공기를 유통시키는 한 쌍의 워머 헤더탱크(311); 상기 워머 헤더탱크(311) 상에 구비되어 오일을 유통시키는 오일 유입구(311a) 및 오일 배출구(311b);를 포함하여 이루어질 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 상기 히터(300)의 코어 부분(핀 및 튜브로 이루어지는 부분)과 상기 워머(310)의 코어 부분이 서로 면접촉하는 형태로 배치함으로써, 상기 히터(300)로부터 상기 워머(310)로 전달되는 전도열에 의하여 상기 워머(310) 내의 오일이 가열될 수 있도록 하고 있다. 따라서 이와 같이 구성되는 경우 상기 워머(310)로 따로 냉각수를 유통시키지 않아도 충분한 가열 성능을 얻을 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

도 1은 종래의 오일 가열 시스템.

도 2는 본 발명의 오일 가열 시스템.

도 3은 본 발명의 워머 및 히터의 사시도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

100: 엔진 110: 미션

200: 라디에이터

300: 히터 310: 워머

Claims (5)

1. 그 내부로 엔진(100) 및 미션(110)을 포함하는 장치들을 윤활하는 오일이 유통되며, 상기 엔진(100) 주변을 유통하는 냉각수를 가열하는 히터(300)와 일체로 형성되는 워머(310)로서,

   상기 워머(310)는 그 내부로 냉각수가 유통되지 않고 오일만이 유통되도록, 외부 공기 송풍 방향에 나란하게 병렬 배치된 복수 개의 워머 튜브(312); 상기 워머 튜브(312) 사이에 개재되는 복수 개의 워머 핀(313); 및 상기 복수 개의 워머 튜브(312)의 양쪽에 구비되는 한 쌍의 워머 헤더탱크(311); 상기 워머 헤더탱크(311) 상에 구비되어 오일을 유통시키는 오일 유입구(311a) 및 오일 배출구(311b);를 포함하여 이루어지는 독립적인 열교환기 형태로 이루어져,

   상기 히터(300)와 면접촉되는 것을 특징으로 하는 워머.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항의 워머(310)를 채용하는 오일 가열 시스템에 있어서,

   엔진(100); 미션(110); 상기 엔진(100) 주변을 유통하는 냉각수를 가열하는 히터(300); 상기 엔진(100) 및 상기 미션(110)을 포함하는 장치들을 윤활하는 오일이 유통되며, 상기 히터(300)와 일체로 형성되는 워머(310);를 포함하여 이루어지며,

   냉각수는 상기 엔진(100) 및 상기 히터(300)를 순환하고, 오일은 상기 미션(110) 및 상기 워머(310)를 순환하는 것을 특징으로 하는 오일 가열 시스템.

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