KR102413211B1 - 차량의 냉각수 가열장치 - Google Patents

차량의 냉각수 가열장치 Download PDF

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Abstract

내부에 냉각수가 저장되며 시즈히터가 설치되는 하우징; 상기 하우징의 상면에서 상방으로 돌출되어 내부에 상기 하우징의 내부와 연통되는 공간을 형성하는 상부공간부; 상기 상부공간부 내측에 구비되어 냉각수의 수위를 감지하는 수위감지부; 및 상기 수위감지부에 의해 감지된 수위를 바탕으로 상기 시즈히터의 가동을 제어하는 제어부;를 포함하는 차량의 냉각수 가열장치가 소개된다.

Description

차량의 냉각수 가열장치 {APPARATUS FOR HEATING COOLANT OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 냉각수를 가열하기 위한 시즈히터에 관한 것으로서, 시즈히터의 발열부가 물 대신 공기에 노출되어 열전달량이 감소하는 것을 방지하기 위한 차량의 냉각수 가열장치에 관한 것이다.
최근 환경친화적 기술의 구현 및 에너지 고갈 등의 문제해결을 사회적 이슈로 대두되고 있는 것이 전기차량이다. 전기차량은 배터리로부터 전기를 공급받아 동력을 출력하는 모터를 이용하여 작동하고, 따라서 이산화탄소의 배출이 없고, 소음이 아주 작으며, 모터의 에너지효율은 엔진의 에너지효율보다 높은 장점이 있어 친환경 자동차로 각광받고 있다.
그러나 종래의 내연기관 차량이 엔진에서 발생되는 열원을 이용하여 냉각수를 가열하는 것과는 달리, 전기차량에서는 별도로 설치되는 엔진이 없기 때문에 엔진에서 발생되는 열을 이용하여 냉각수를 가열하지 못하는 단점이 있다.
따라서, 별도로 냉각수를 가열하기 위한 장치를 구비하여야 하나, 시즈히터가 구비된 냉각수 하우징 내에 공기가 발생되는 경우 시즈히터의 발열부가 물 대신 공기에 노출되어 열전달량이 감소하고 더 나아가서는 시즈히터 발열부의 온도가 상승하여 고장의 원인이 된다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
US6820502 (B2)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 시즈히터가 구비된 냉각수 하우징 내에 공기가 발생되는 경우 공기를 포집하여 포집된 공기를 외부로 배출하여 시즈히터의 과열을 방지할 수 있는 차량의 냉각수 가열장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 냉각수 가열장치는 내부에 냉각수가 저장되며 시즈히터가 설치되는 하우징; 상기 하우징의 상면에서 상방으로 돌출되어 내부에 상기 하우징의 내부와 연통되는 공간을 형성하는 상부공간부; 상기 상부공간부 내측에 구비되어 냉각수의 수위를 감지하는 수위감지부; 및 상기 수위감지부에 의해 감지된 수위를 바탕으로 상기 시즈히터의 가동을 제어하는 제어부;를 포함한다.
상기 수위감지부는 상기 하우징 내 냉각수의 수위를 감지하기 위한 수위감지센서와 상기 상부공간부 상면에서 하방으로 연장형성되어 상기 수위감지센서의 상하이동을 가이드하는 가이드부재를 포함하여 구성되며, 상기 가이드부재는 상기 하우징 내 냉각수의 출렁임에 의한 상기 수위감지센서의 오검출을 방지할 수 있다.
상기 수위감지부와 하우징 사이에는 상기 상부공간부의 상면에서 하방으로 연장형성되는 격벽이 형성되고, 상기 격벽은 상기 하우징 내 냉각수의 출렁임에 의한 상기 수위감지센서의 오검출을 방지할 수 있다.
상기 상부공간부의 상면과 상기 하우징의 상면이 연결되어 형성되는 상기 상부공간부의 측면은 하방으로 갈수록 단면적이 넓어지는 방향으로 경사가 형성되어 상기 하우징 내의 공기가 포집되는 유효면적이 증대될 수 있다.
상기 상부공간부의 상단에는 외부와 연통되며 개폐가능하도록 구비된 공기빼기부가 구비되고, 상기 공기빼기부에 의해 내부에 포집된 공기가 외부로 배출될 수 있다.
상기 상부공간부의 최상단에는 측방으로 상기 상부공간부와 외부가 연통되는 배출유로가 형성되고, 상기 배출유로에는 상기 제어부에 의해 선택적으로 개폐가능한 막음부재가 설치되어 상기 막음부재에 의해 상기 배출유로가 선택적으로 개폐됨으로써, 상기 상부공간부에 포집된 공기가 외부로 배출될 수 있다.
상기 막음부재는 워터펌프의 구동 시 상기 제어부에 의해 제어되어 상기 배출유로를 개방함으로써, 상기 상부공간부 내의 공기가 상기 배출유로를 통해 외부로 배출되도록 할 수 있다.
상기 제어부는 상기 수위감지부에서 감지된 수위정보가 소정 레벨 이하이면, 상기 시즈히터를 온하고, 상기 수위감지부에서 감지된 수위정보가 소정 레벨을 초과하면, 상기 시즈히터를 오프 또는 경고신호를 출력하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 시즈히터가 소정 레벨을 초과하여 공기 중에 노출되면, 상기 시즈히터를 오프 또는 경고신호를 출력하도록 제어함으로써, 상기 시즈히터의 과열을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 냉각수 가열장치에 따르면, 냉각수의 리크 또는 냉각수에 포함된 공기에 시즈히터가 소정의 레벨 이상 노출되는 경우 시즈히터의 작동으로 인한 과열을 방지하고, 하우징 내부에 포집되는 공기를 외부로 용이하게 배출할 수 있어 시즈히터의 파손을 방지하며, 시즈히터의 작동 효율을 증대시킬 수 있게 된다. 또한, 공기로 인한 워터펌프 및 밸브의 오작동을 역시 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 냉각수 가열장치를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 상부저장부를 도시한 도면.
도 3 내지 도 4는 공기빼기 상황을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량의 냉각수 가열장치를 도시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 냉각수 가열장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 냉각수 가열장치를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 상부저장부를 도시한 도면이며, 도 3 내지 도 4는 공기빼기 상황을 도시한 도면이다. 또한, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량의 냉각수 가열장치를 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량의 냉각수 가열장치는 내부에 냉각수가 저장되며 시즈히터(700)가 설치되는 하우징(100); 상기 하우징(100)의 상면(190)에서 상방으로 돌출되어 내부에 상기 하우징(100)의 내부와 연통되는 공간을 형성하는 상부공간부(110); 상기 상부공간부(110) 내측에 구비되어 냉각수의 수위를 감지하는 수위감지부(300); 및 상기 수위감지부(300)에 의해 감지된 수위를 바탕으로 상기 시즈히터(700)의 가동을 제어하는 제어부(900);를 포함한다.
상기 하우징(100)에는 상기 시즈히터(700)가 설치된다. 상기 하우징(100)에는 냉각수가 유입되는 유입구(150)와 상기 시즈히터(700)에 의해 가열된 냉각수가 유출되는 유출구(170)가 형성된다. 상기 유입구(150)는 상기 하우징(100)의 상측에 위치되고, 상기 유출구(170)는 상기 하우징(100)에 상기 유입구(150) 대비 하측에 위치될 수 있다.
상기 하우징(100)에는 상기 하우징(100)의 상면(190)에서 상방으로 돌출되어 내부에 상기 하우징(100)의 내부와 연통되는 공간을 형성하는 상부공간부(110)가 형성된다. 도 1에 도시한 것처럼, 상기 상부공간부(110)의 상면과 상기 하우징(100)의 상면(190)이 연결되어 형성되는 상기 상부공간부(110)의 측면은 하방으로 갈수록 단면적이 넓어지는 방향으로 경사(111)가 형성된다. 따라서, 상기 하우징(100) 내의 공기가 포집되는 유효면적이 증대되어 보다 효율적으로 공기를 포집할 수 있게 된다. 또는 도 5에 도시한 것처럼, 상기 상부공간부(110)의 상면과 상기 하우징(100)의 상면(190)이 연결되어 형성되는 상기 상부공간부(110)의 측면이 하방측이 하방으로 갈수록 단면적이 넓어지는 방향으로 완만한 경사(111)를 형성하도록 형성되어 상기 하우징(100) 내의 공기가 포집되는 유효면적이 증대되도록 할 수 있다.
상기 상부공간부(110)의 내측에는 상기 하우징(100) 내의 냉각수의 수위를 감지하는 수위감지부(300)가 구비된다. 상기 수위감지부(300)는 상기 하우징(100) 내 냉각수의 수위를 감지하기 위한 수위감지센서(310)와 상기 상부공간부(110) 상면에서 하방으로 연장형성되어 상기 수위감지센서(310)의 상하이동을 가이드하는 가이드부재(330)를 포함하여 구성된다. 상기 수위감지센서(310)는 부력을 이용한 센서일 수 있다. 상기 가이드부재(330)는 상기 상부공간부(110)와 경사(111)가 형성된 상기 측면 사이에 위치되어 상기 하우징(100) 내 냉각수의 출렁임에 의한 상기 수위감지센서(310)의 오검출을 방지한다. 또는, 상기 수위감지부(300)와 하우징(100) 사이에는 상기 상부공간부(110)의 상면에서 하방으로 연장형성되는 격벽(130)이 형성되고, 상기 격벽(130)은 상기 하우징(100) 내 냉각수의 출렁임에 의한 상기 수위감지센서(310)의 오검출을 방지할 수 있을 것이다.
또한, 상기 상부공간부(110)의 상단에는 외부와 연통되며 개폐가능하도록 구비되어 상기 상부공간부(110) 내에 포집된 공기를 외부로 배출하기 위한 공기빼기부(500)가 설치된다. 상기 공기빼기부(500)는 상기 하우징(100)과 외부가 연통되는 배출유로(510)와 상기 배출유로(510)를 선택적으로 개폐하는 막음부재(530)를 포함하여 구성된다. 상기 배출유로(510)는 상기 상부공간부(110)의 최상단에 측방으로 상기 상부공간부(110)와 외부가 연통되도록 형성된다. 상기 배출유로(510)에는 상기 제어부(900)에 의해 선택적으로 개폐 가능한 상기 막음부재(530)가 구비되어 상기 배출유로(510)가 상기 제어부(900)에 의해 선택적으로 개폐되어 상기 상부공간부(110)에 포집된 공기가 외부로 배출 가능한 것이다. 특히, 상기 막음부재(530)는 워터펌프(미도시)의 구동 시 상기 제어부(900)에 의해 제어되어 상기 배출유로(510)를 개방함으로써, 상기 상부공간부(110) 내의 공기가 상기 배출유로(510)를 통해 외부로 배출되는 것이 바람직할 것이다.
상기 제어부(900)는 상기 수위감지부(300)에 의해 감지된 수위를 바탕으로 상기 시즈히터(700)의 가동을 제어하고, 상기 막음부재(530)의 동작을 제어한다. 상기 제어부(900)는 상기 수위감지부(300)에서 감지된 수위정보가 소정 레벨 이하이면, 상기 시즈히터(700)를 온(ON)하고, 상기 수위감지부(300)에서 감지된 수위정보가 소정 레벨을 초과하면, 상기 시즈히터(700)를 오프(OFF) 또는 경고신호를 출력하도록 제어한다. 또한, 상기 제어부(900)는 상기 시즈히터(700)가 소정 레벨을 초과하여 공기 중에 노출되면, 상기 시즈히터(700)를 오프(OFF) 또는 경고신호를 출력하도록 제어함으로써, 상기 시즈히터(700)의 과열을 방지하도록 제어할 수 있다.
따라서, 상기와 같은 본 발명의 차량의 냉각수 가열장치에 의하면, 냉각수의 리크 또는 냉각수에 포함된 공기에 시즈히터가 소정의 레벨 이상 노출되는 경우 시즈히터의 작동으로 인한 과열을 방지하고, 하우징 내부에 포집되는 공기를 외부로 용이하게 배출할 수 있어 시즈히터의 파손을 방지하며, 시즈히터의 작동 효율을 증대시킬 수 있게 된다. 또한, 공기로 인한 워터펌프 및 밸브의 오작동을 역시 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 하우징 110 : 상부공간부
111 : 경사 130 : 격벽
150 : 유입구 170 : 유출구
190 : 상면 300 : 수위감지부
310 : 수위감지센서 330 : 가이드부재
500 : 공기빼기부 510 : 배출유로
530 : 막음부재 700 : 시즈히터
900 : 제어부

Claims (9)

  1. 내부에 냉각수가 저장되며 시즈히터가 설치되는 하우징;
    상기 하우징의 상면에서 상방으로 돌출되어 내부에 상기 하우징의 내부와 연통되는 공간을 형성하는 상부공간부;
    상기 상부공간부 내측에 구비되어 냉각수의 수위를 감지하는 수위감지부; 및
    상기 수위감지부에 의해 감지된 수위를 바탕으로 상기 시즈히터의 가동을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 수위감지부와 하우징 사이에는 상기 상부공간부의 상면에서 하방으로 연장형성되는 격벽이 형성되며,
    상기 격벽의 일측이 상기 상부공간부 최상단 면과 함께 배출유로를 형성함으로써 상기 상부공간부 최상단 측방으로 상기 상부공간부와 외부가 연통되고,
    상기 격벽의 일측 또는 상기 상부공간부 최상단 면에 마련되어 제어부에 의해 배출유로를 선택적으로 개폐가능한 막음부재가 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 냉각수 가열장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수위감지부는 상기 하우징 내 냉각수의 수위를 감지하기 위한 수위감지센서와 상기 상부공간부 상면에서 하방으로 연장형성되어 상기 수위감지센서의 상하이동을 가이드하는 가이드부재를 포함하여 구성되며, 상기 가이드부재는 상기 하우징 내 냉각수의 출렁임에 의한 상기 수위감지센서의 오검출을 방지하는 것을 특징으로 하는 차량의 냉각수 가열장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부공간부의 상면과 상기 하우징의 상면이 연결되어 형성되는 상기 상부공간부의 측면은 하방으로 갈수록 단면적이 넓어지는 방향으로 경사가 형성되어 상기 하우징 내의 공기가 포집되는 유효면적이 증대되는 것을 특징으로 하는 차량의 냉각수 가열장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부공간부의 상단에는 외부와 연통되며 개폐가능하도록 구비된 공기빼기부가 구비되고, 상기 공기빼기부에 의해 내부에 포집된 공기가 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 차량의 냉각수 가열장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 막음부재는 워터펌프의 구동 시 상기 제어부에 의해 제어되어 상기 배출유로를 개방함으로써, 상기 상부공간부 내의 공기가 상기 배출유로를 통해 외부로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 냉각수 가열장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 수위감지부에서 감지된 수위정보가 소정 레벨 이하이면, 상기 시즈히터를 온하고, 상기 수위감지부에서 감지된 수위정보가 소정 레벨을 초과하면, 상기 시즈히터를 오프 또는 경고신호를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 냉각수 가열장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 시즈히터가 소정 레벨을 초과하여 공기 중에 노출되면, 상기 시즈히터를 오프 또는 경고신호를 출력하도록 제어함으로써, 상기 시즈히터의 과열을 방지하는 것을 특징으로 하는 차량의 냉각수 가열장치.
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