KR102371081B1 - 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치에 관한 것으로써 보다 상세하게는, 히터코어로부터 배출되는 냉각수가 워터펌프로 유입되기 전에 냉각수에 포함되어 있는 기포를 서지탱크로 분리 배출시키기 위한 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치에 관한 발명이다.

Description

차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치{An engine cooling system for a vehicle}

본 발명은 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치에 관한 것으로써 보다 상세하게는, 히터코어로부터 배출되는 냉각수가 워터펌프로 유입되기 전에 냉각수에 포함되어 있는 기포를 서지탱크로 분리 배출시키기 위한 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치에 관한 발명이다.

일반적으로 냉각시스템은, 차량의 주행 시 엔진의 과도한 온도 상승을 제어하기 위한 것으로, 엔진 블록에서 발생한 열이 냉각수의 온도를 상승시키게 되면 냉각수의 온도변화에 의해 써모스탯이 열려 엔진 내부의 냉각수를 라디에이터로 보내게 된다.

라디에이터로 유입된 냉각수는 라디에이터에서 대기와 열교환하여 냉각된 후 다시 엔진 블록 내부로 순환되어 엔진을 적정 온도로 유지시키게 된다.

상기와 같은 냉각수의 강제 순환을 담당하는 것이 워터펌프 시스템이다.

또한, 냉각시스템과는 별개로 엔진에서 방출되는 고온의 냉각수를 이용하여 차실내를 난방하는 수단인 히팅시스템은, 엔진과 히터코어 사이에 온수가 순환될 수 있는 히터 유입 호스를 통해 엔진에서 유출되는 고온의 냉각수가 히터코어로 들어가면 히터코어의 방열작용과 송풍수단의 가동에 의해 더운 공기를 차실내로 공급한 후 히터 리턴 호스를 통해 상기 히터코어에서 배출된 냉각수를 다시 엔진으로 유입시키게 된다. 상기 히터 리턴 호스는 라디에이터로부터 엔진으로 냉각수가 유입되는 라디에이터 로워 호스 중간에 연결되어 라디에이터에서 방출되는 냉각수와 섞인 상태로 상기 엔진 내부로 유입된다.

도 1에는 종래의 라디에이터 로워 호스 구조도가 도시되어 있다.

상기와 같은 히팅시스템에서는 온도나 기압 차이에 등에 의해 냉각수 내부에 기포가 많이 발생하게 되며, 냉각시스템에서 엔진과 라디에이터(2) 사이의 냉각수 유동을 위한 워터펌프가 구동되면 전후단의 압력차에 의해 기포가 발생하게 되어, 라디에이터 로워 호스(6) 내부에는 다량의 기포가 포함된 냉각수가 유동하게 되고, 냉각수 내에 포함된 기포는 워터펌프의 베인에 심각한 손상을 주게 되어 내구력 저하의 주된 원인이 된다.

따라서, 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 라디에이터 로워 호스(6)에서 냉각수의 유동방향으로 상기 히터 리턴 호스(10)가 위치하는 후단에는 냉각수 내부의 기포를 포집하기 위한 서지탱크(4)와 연결되는 필라인 포트(12)가 설치된다.

하지만 라디에이터 로워 호스(6) 내부 냉각수의 유속이 빠를 경우 기포가 필라인 포트(12) 측으로 유도되지 않고 냉각수에 포함된 상태로 워터펌프로 유입되기 때문에 공동현상(cavitation)으로 인하여 워터펌프 베인 및 엔진 내부의 내구 성능이 저하되는 문제가 있었다.

한국 등록특허공보 제10-0488548호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 히터코어로부터 배출되는 냉각수가 워터펌프로 유입되기 전에 냉각수에 포함되어 있는 기포를 서지탱크로 분리 배출시킴으로써 기포의 유입으로 인한 워터펌프 베인 및 엔진의 내구력 저하를 방지하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치에 있어서,

라디에이터 어퍼 호스에 의해 엔진으로부터 냉각수를 공급받는 라디에이터;

라디에이터의 상단에 위치하는 서지 탱크;

라디에이터로부터 배출된 냉각수를 워터펌프로 공급하는 라디에이터 로워 호스;

히터 코어로부터 배출되는 냉각수를 엔진으로 공급하기 위해 라디에이터 로워 호스에 연결되는 히터 리턴 호스;

냉각수의 유동 방향에 따라 일단이 라디에이터 로워 호스에서 히터 리턴 호스의 후단에 연결되며, 타단은 서지 탱크에 연결되는 필라인 포트;를 포함하며,

라디에이터 로워 호스 내부에서 히터 리턴 호스와 필라인 포트 사이의 구간에는 가이드 베인이 설치되는 것을 특징으로 한다.

가이드 베인은 스파이럴 형상인 것을 특징으로 한다.

가이드 베인은 연속적인 나선형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

가이드 베인은, 가이드 베인의 회전축이 냉각수의 진행방향으로 설치되는 것을 특징으로 한다.

라디에이터 로워 호스 내부의 냉각수는 가이드 베인의 내부를 통과하여 유동하는 것을 특징으로 한다.

가이드 베인의 일단은 냉각수의 유동 방향에 따라 히터 리턴 호스의 후단에 위치하고, 가이드 베인의 타단은 냉각수의 유동 방향에 따라 필라인 포트의 전단에 위치하는 것을 특징으로 한다.

가이드 베인에 의해 라디에이터 로워 호스 내부 냉각수에 포함되어있는 기포가 냉각수와 분리되는 것을 특징으로 한다.

가이드 베인에 의해 냉각수로부터 분리된 기포는 필라인 포트를 따라 서지 탱크로 이동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 히터코어로부터 배출되는 냉각수가 워터펌프로 유입되기 전에 냉각수에 포함되어 있는 기포를 서지탱크로 분리 배출시킴으로써 워터펌프 내부에서의 공동현상(cavitation)을 방지하여 워터펌프의 구동 시 소음 발생 방지 및 베인의 내구력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

따라서, 엔진 내부에서의 공동현상(cavitation) 또한 방지되기 때문에 엔진 내부의 국부적인 온도 상승을 방지하여 엔진 부품의 내구력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 서지탱크의 기포 제거 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 라디에이터 로워 호스 구조도.
도 2는 본 발명의 라디에이터 로워 호스 구조도.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명은 히터코어로부터 배출되는 냉각수가 워터펌프로 유입되기 전에 냉각수에 포함되어 있는 기포를 서지탱크로 분리 배출시키기 위한 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치에 관한 발명이다.

도 2는 본 발명의 라디에이터 로워 호스 구조도를 도시하고 있다.

본 발명의 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치는, 라디에이터 어퍼 호스(8)에 의해 엔진으로부터 냉각수를 공급받는 라디에이터(2)와, 상기 라디에이터(2)의 상단에 위치하는 서지탱크(4)와, 상기 라디에이터(2)로부터 배출된 냉각수를 워터펌프로 공급하는 라디에이터 로워 호스(6)와, 히터 코어로부터 배출되는 냉각수를 엔진으로 공급하기 위해 상기 라디에이터 로워 호스(6)에 연결되는 히터 리턴 호스(10)와, 냉각수의 유동 방향에 따라 일단이 상기 라디에이터 로워 호스(6)에서 상기 히터 리턴 호스(10)의 후단에 연결되며 타단은 상기 서지탱크(4)에 연결되는 필라인 포트(12)를 포함하여 구성되는 것으로, 상기 라디에이터 로워 호스(6)의 내부에서 상기 히터 리턴 호스(10)와 상기 필라인 포트(12) 사이의 구간에는 가이드 베인(14)이 설치된다,

상기 가이드 베인(14)은 연속적인 나선형상인 것으로 즉, 스파이럴 형상으로 형성되며, 상기 가이드 베인(14)의 회전축이 상기 냉각수의 진행방향과 동일한 방향이 되도록 상기 라디에이터 로워 호스(6) 내부에 설치된다.

상기와 같은 형상의 상기 가이드 베인(14)의 일단은 냉각수의 유동 방향에 따라 상기 히터 리턴 호스(10)의 후단에 위치하고, 타단은 냉각수의 유동 방향에 따라 상기 필라인 포트(12)의 전단에 위치하게 된다.

상기와 같이 구성되는 상기 가이드 베인(14)은 엔진으로 유입되는 냉각수에 포함되어 있는 기포를 분리하기 위한 구성으로, 라디에이터(2)에서 상기 엔진으로 유입되기 위하여 상기 라디에이터 로워 호스(6)를 지나는 냉각수가 상기 가이드 베인(14)의 내부를 통과하여 유동하면서 상기 가이드 베인(14)에 의해 냉각수에 포함되어 있는 기포가 분리되고, 분리된 기포는 필라인 포트(12) 측으로 유도되어 상기 필라인 포트(12)를 통해 상기 라디에이터 로워 호스(6)의 상단에 위치하는 상기 서지탱크(4)로 이동하게 된다.

상기 가이드 베인(14)의 구성에 의해 라디에이터(2)와 히터코어로부터 방출되어 상기 엔진으로 유입되는 냉각수에서 기포가 분리됨으로써 워터펌프 내부에서의 공동현상(cavitation)을 방지하여 워터펌프의 구동 시 소음 발생 방지 및 베인의 내구력을 향상시킬 수 있게 된다.

따라서, 엔진 내부에서의 공동현상(cavitation) 또한 방지되기 때문에 엔진 내부의 국부적인 온도 상승을 방지하여 엔진 부품의 내구력을 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

2 : 라디에이터
4 : 서지탱크(surge tank)
6 : 라디에이터 로워 호스
8 : 라디에이터 어퍼 호스
10 : 히터 리턴 호스
12 : 필라인 포트
14 : 가이드 베인

Claims (8)

1. 엔진 냉각수에 포함된 기포를 제거하기 위한 기포제거장치에 있어서
   라디에이터 어퍼 호스에 의해 엔진으로부터 냉각수를 공급받는 라디에이터;
   상기 라디에이터의 상단에 위치하는 서지 탱크;
   상기 라디에이터로부터 배출된 냉각수를 워터펌프로 공급하는 라디에이터 로워 호스;
   히터 코어로부터 배출되는 냉각수를 엔진으로 공급하기 위해 상기 라디에이터 로워 호스에 연결되는 히터 리턴 호스;
   냉각수의 유동 방향에 따라 일단이 상기 라디에이터 로워 호스에서 상기 히터 리턴 호스의 후단에 연결되며, 타단은 상기 서지 탱크에 연결되는 필라인 포트;를 포함하며,
   상기 라디에이터 로워 호스 내부에서 상기 히터 리턴 호스와 상기 필라인 포트 사이의 구간에는 가이드 베인이 설치되는 것
   을 특징으로 하는 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 베인은 스파이럴 형상인 것을 특징으로 하는 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 가이드 베인은 연속적인 나선형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 가이드 베인은, 상기 가이드 베인의 회전축이 냉각수의 진행방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 라디에이터 로워 호스 내부의 냉각수는 상기 가이드 베인의 내부를 통과하여 유동하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 가이드 베인의 일단은 냉각수의 유동 방향에 따라 상기 히터 리턴 호스의 후단에 위치하고, 상기 가이드 베인의 타단은 냉각수의 유동 방향에 따라 상기 필라인 포트의 전단에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 가이드 베인에 의해 상기 라디에이터 로워 호스 내부 냉각수에 포함되어있는 기포가 냉각수와 분리되는 것을 특징으로 하는 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 가이드 베인에 의해 냉각수로부터 분리된 기포는 필라인 포트를 따라 서지 탱크로 이동하는 것을 특징으로 하는 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치.
   
   

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