KR101361213B1 - 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치 - Google Patents

차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 워터자켓 출구측에서 발생되는 기포를 제거할 수 있도록 하는 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치에 관한 것으로,
종래에는 라디에이터 상부탱크(10)와 워터자켓 출구(20; WTC outlet)의 수두차 역전 현상에 의해 발생된 기포가 엔진측으로 유입되면 워터펌프의 캐비테이션(cavitation) 현상을 초래하고 또한 엔진 냉각 효과를 저해시키게 되는 문제가 발생하게 되는 바, 라디에이터 상부탱크(10)와 접속되는 워터자켓 출구(20) 상부에 기포 포집 및 분리공간(40)을 마련하고, 출구(20)의 상단에 기포 포집 및 분리공간(40)과 접속되는 밸브접속관을 마련하며, 밸브접속관의 하단에 뜨개형 밸브(50)를 설치하며, 기포 포집 및 분리공간(40)의 상단에는 내부 압력이 일정압력 이상이 되면 개방이 이루어져 기포가 냉각수 리저버탱크(30)로 배출되도록 하는 압력밸브(60)가 설치되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 의하면 라디에이터 상부탱크와 워터자켓 출구의 수두차에 관계없이 냉각수온 상승에 의해 발생된 기포를 제거할 수 있게 되므로 워터펌프의 캐비테이션 현상과 엔진 내부 기포 형성에 의한 엔진냉각 저하 현상을 방지할 수 있게 되고, 디자인 자유도를 증대할 수 있게 되며, 워터자켓 측에서 냉각수의 손실 없이 기포를 분리하여 차량의 냉각성능을 향상시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.
라디에이터 상부탱크, 워터자켓 출구, 기포 포집 및 분리공간, 뜨개형 밸브, 압력밸브

Description

차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치 {an engine cooling system for a vehicle}
본 발명은 워터자켓 출구측에서 발생되는 기포를 제거할 수 있도록 하는 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 워터자켓 출구 상부에 뜨개형 밸브 및 압력밸브가 설치되는 기포 포집 및 분리공간을 마련하여 라디에이터 상부탱크와 워터자켓 출구의 수두차에 의해 발생되는 기포만을 분리 제거할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.
일반적으로 수냉식 차량 엔진 냉각시스템에 있어서는 도 1a와 같이 라디에이터 상부탱크(10; Upper Tank)의 수두가 워터자켓 출구(20; WTC outlet)의 수두 보다 높은 곳에 위치하도록 하여 고온 고압의 증기가 라디에이터 상부탱크(10; Upper Tank) 부위에 모여서 일정 압력(0.9bar, 1.1bar) 이상이 되면 압력캡이 열려서 대기압인 냉각수 리저버탱크측으로 냉각수가 빨려들어가 엔진의 오버플로우를 방지하게 된다.
그런데 최근 들어 차량 디자인 경향에 따라 후드 선단이 점차 하향하는 추세며, 이에 따른 쿨링모듈 위치도 점차 낮아지면서 도 1b와 같이 라디에이터 상부탱크(10)와 워터자켓 출구(20; WTC outlet)의 수두차 역전 현상이 발생하게 되며, 이러한 수두차 역전 현상 발생시 워터자켓 출구(WTC outlet) 부위에 고온 고압의 기포가 형성된다.
상기 수두차 역전 현상에 의해 발생된 기포가 엔진측으로 유입되면 워터펌프의 캐비테이션(cavitation) 현상을 초래하고 또한 엔진 냉각 효과를 저해시키게 되는 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 라디에이터 상부탱크와 워터자켓 출구(WTC outlet)의 수두차에 관계없이 엔진 냉각시스템에서 발생하는 고온 고압의 기포를 능동적으로 포집하여 기포만 분리 배출시킬 수 있도록 하는 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치를 제공하는 데에 있는 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 냉각수내의 기포를 능동적으로 포집 분리하기 위해 워터자켓 출구 상부에 뜨개형 밸브 및 압력밸브가 설치되는 기포 포집 및 분리공간을 마련하여 기포를 포집하고, 기포를 포집하는 과정에서 포집 및 분리공간의 내부 압력이 일정압력 이상으로 상승하면 압력밸브를 개방하여 기포를 리저버탱크로 배출하도록 하는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명은 라디에이터 상부탱크와 접속되는 워터자켓 출구의 상부에 냉각수 리저버탱크와 접속되는 기포 포집 및 분리공간을 마련하고, 기포 포집 및 분리공간의 하단의 워터자켓 출구 접속측에 뜨개형 밸브를 설치하며, 기포 포집 및 분리공간 상단의 냉각수 리저버탱크 접속측에 기포 포집 및 분리공간의 내부 압력에 따라 개폐되는 압력밸브를 설치하여서 되는 것이다.
본 발명에 있어서는 라디에이터 상부탱크와 워터자켓 출구의 수두차에 관계없이 냉각수온 상승에 의해 발생된 기포를 제거할 수 있게 되므로 워터펌프의 캐비테이션 현상과 엔진 내부 기포 형성에 의한 엔진냉각 저하 현상을 방지할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면 라디에이터 상부탱크의 수두에 관계없이 냉각계를 구성할 수 있게 되므로 디자인 자유도를 증대할 수 있게 되며, 별도의 특별한 장치 없이 워터자켓 출구 상부의 형상 변경과 압력밸브, 뜨개형 밸브만 추가하여 간편하게 구성할 수 있고, 워터자켓 측에서 냉각수의 손실 없이 기포를 분리하여 차량의 냉각성능을 향상시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.
이하 본 발명의 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 2에는 본 발명의 한 실시예의 구성도가 도시되어 있고, 도 3a 및 도 3b에는 동 실시예의 뜨개형 밸브의 작동상태도가 도시되어 있는 바, 본 발명의 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치는 라디에이터 상부탱크(10)와 접속되는 워터자켓 출구(20) 상부에 기포 포집 및 분리공간(40)을 마련하고, 출구(20)의 상단에 기포 포집 및 분리공간(40)과 접속되는 밸브접속관을 마련하며, 밸브접속관의 하단에 뜨개형 밸브(50)를 설치하며, 기포 포집 및 분리공간(40)의 상단에는 내부 압력이 일정압력 이상이 되면 개방이 이루어져 기포가 냉각수 리저버탱크(30)로 배출되도록 하는 압력밸브(60)가 설치되는 것이다.
도면부호중 미설명부호 70은 압력캡이다.
본 발명은 라디에이터 상부탱크(10) 수두보다 워터자켓 출구(20)의 수두가 클 때 발생할 수 있는 문제점을 해결하기 위하여 워터자켓 출구(20) 상부에 모인 기포를 제거할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명에 있어서는 워터자켓 출구(20) 상부에 마련한 기포 포집 및 분리공간(40)에서 고온의 기포를 냉각수와 분리하여 포집하게 되고, 기포 포집과정에서 기포 포집 및 분리공간(40)의 내부 압력이 일정압력 이상이 되면 기포 포집 및 분리공간(40)의 냉각수 리저버탱크 접속측(42)에 설치된 압력밸브(60)가 개방되어 기포 포집 및 분리공간(40)에 포집된 기포가 냉각수 리저버탱크(30)로 보내지게 된다.
한편 기포 포집 및 분리공간(40)에 기포가 포집될 때는 도 3a와 같이 뜨개형 밸브(50)가 하강하여 워터자켓 출구 접속측(41)이 개방되므로 워터자켓 출구(20)의 기포가 기포 포집 및 분리공간(40)으로 진입될 수 있게 되고, 압력밸브(60)가 개방되어 기포가 냉각수 리저버탱크(30)로 보내지게 될 때는 워터자켓 출구(20)의 수면이 높아지게 되어 뜨개형 밸브(50)가 상승되므로 도 3b와 같이 워터자켓 출구 접속측(41)이 밀폐되어 기포 포집 및 분리공간(40)의 기포만이 냉각수 리저버탱크(30)로 빠져나가게 된다.
도 1a는 라디에이터 상부탱크 수두가 워터자켓 출구 수두보다 높은 경우의 차량 엔진 냉각시스템의 요부 정면도
도 1b는 워터자켓 출구 수두가 라디에이터 상부탱크 수두보다 높은 경우의 차량 엔진 냉각시스템의 요부 정면도
도 2는 본 발명의 한 실시예의 구성도
도 3a는 동 실시예의 뜨개형 밸브 개방상태의 개략도
도 3b는 동 실시예의 뜨개형 밸브 밀폐상태의 개략도
< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >
10 : 라디에이터 상부탱크 20 : 워터자켓 출구
30 : 냉각수 리저버탱크 40 : 기포 포집 및 분리공간
41 : 워터자켓 출구 접속측 42 : 냉각수 리저버탱크 접속측
50 : 뜨개형 밸브 60 : 압력밸브

Claims (3)

  1. 라디에이터 상부탱크(10)와 접속되는 워터자켓 출구(20) 상부에 기포 포집 및 분리공간(40)을 마련하고, 출구(20)의 상단에 기포 포집 및 분리공간(40)과 접속되는 밸브접속관을 마련하며, 밸브접속관의 하단에 뜨개형 밸브(50)를 설치하며, 기포 포집 및 분리공간(40)의 상단에는 내부 압력이 일정압력 이상이 되면 개방이 이루어져 기포가 냉각수 리저버탱크(30)로 배출되도록 하는 압력밸브(60)가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치.
  2. 제1항에 있어서, 기포 포집 및 분리공간(40)의 하단의 워터자켓 출구 접속측(41)에 뜨개형 밸브(50)를 설치하고, 기포 포집 및 분리공간(40) 상단의 냉각수 리저버탱크 접속측(42)에 압력밸브(60)를 설치한 것을 특징으로 하는 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치.
  3. 제2항에 있어서, 압력밸브(60)가 개방되어 기포 포집 및 분리공간(40)에 포집된 기포가 냉각수 리저버탱크(30)로 보내지게 될 때에 뜨개형 밸브(50)가 워터자켓 출구 접속측(41)을 밀폐하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치.
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