KR19980034604A - 배기 가스를 이용한 차량의 히터 및 스로틀 보디의 예열 시스템 - Google Patents

배기 가스를 이용한 차량의 히터 및 스로틀 보디의 예열 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배기 가스를 이용한 차량의 히터 및 스로틀 보디의 예열 시스템에 관한 것이며, 엔진(9)의 배기 매니폴드(11)로부터 배기 가스의 일부를 분류하는 배기 가스 분류관(1), 상기 배기 가스 분류관(1)에 연통되는 열교환기(13)를 구비한 히터(3), 상기 배기 가스 분류관(1)에 연통되는 가스 통로(15)가 둘레에 형성된 스로틀 보디(5), 및 상기 히터(3)의 열교환기(13)와 상기 스로틀 보디(5)의 가스 통로(15)를 순환한 배기 가스를 상기 분류 파이프(1)의 하류 지점의 배기계로 복귀시키는 배기 가스 복귀관(7)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템이 제공되고, 이로써 한랭 지방에서의 엔진 흡기 효율과 히터의 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 배기 소음을 저감할 수 있는 효과가 있다.

Description

배기 가스를 이용한 차량의 히터 및 스로틀 보디의 예열 시스템
(기술 분야)
본 발명은 배기 가스를 이용한 차량의 히터 및 스로틀 보디의 예열 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는 엔진에서 배출되는 고온의 배기 가스를 스로틀 보디 예열과 히터의 열원으로 사용하는 시스템에 관한 것이다.
(종래 기술)
차량에는 겨울철에 차량의 실내를 따뜻하게 유지하기 위해 히터(난방 장치)가 설치되어 있다. 일반적으로 승용 차량에 사용되는 히터는 엔진 냉각수의 열기를 이용하는 방식이 사용되고 있다. 즉, 엔진의 물 재킷을 통과한 냉각수를 호스를 통해 열교환기를 구비한 히터 유닛으로 보내고, 이 히터 유닛에 외부 공기가 통과되도록 하여 찬 외부고 공기를 데우는 방식이다.
한편, 연료 분사 장치가 설치된 차량의 엔진에 있어서, 에어 클리너에서 흡입된 공기는 에어 플로 미터, 스로틀 보디, 및 서지 탱크를 거쳐 흡기 매니폴드에서 인젝터에 의해 분사된 연료와 혼합된다. 스로틀 보디는 가속 페달과 연동하여 공기 흡입량을 제어하는 스로틀 밸브가 설치된 곳이다. 겨울철과 같이 기온이 낮을 때나 한랭한 지역에 있어서는, 온도가 낮은 외기가 이 스로틀 보디를 통과하기 때문에, 찬 공기에 의해 밸브 기구, 샤프트 등이 빙결되는 현상이 발생할 수 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 일반적으로 스로틀 보디에는 엔진 냉각수가 통과하는 냉각수 통로가 형성되어 있으며, 따라서 엔진에 의해 더워진 냉각수의 열기에 의해 스로틀 보디 전체를 예열시키므로써 스로틀 보디를 통과하는 공기의 온도를 높이고 있다.
이상에서 설명한, 차량의 히터 또는 스로틀 보디의 예열은, 양자 모두 엔진의 냉각수를 그 열원으로 이용하고 있다. 도2는 엔진 냉각수를 이용하여 차량의 히터 또는 스로틀 보디의 예열을 행하는 종래의 시스템을 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이, 엔진(31)을 순수한 냉각수는 그 일부가 냉각 장치의 냉각수 호스(33)와는 별도로 설치한 호스(35)를 통해 히터(37) 또는 스로틀 보디(39)로 보내지고, 히터(37)는 또는 스로틀 보디(39)를 순환한 냉각수는 레디에이터(41) 쪽으로 보내진다.
본 발명의 목적은, 상기한 기술적 배경하에서, 차량의 히터 및 스로틀 보디의 예열을 위한 열원으로서 엔진의 배기 가스를 이용하므로써, 엔진의 흡기 효율과 히터의 성능을 높일 수 있고, 배기 소음을 저감할 수 있는, 배기 가스를 이용한 차량의 히터 및 스로틀 보디의 예열 시스템을 제공하는 것이다.
도1은 본 발명에 따른 배기 가스를 이용한 차량의 히터 및 스로틀 보디의 예열 시스템의 개략도.
도2는 엔진 냉각수를 이용하여 차량의 히터 또는 스로틀 보디의 예열을 행하는 종래의 시스템을 도시한 개략도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1:배기 가스 분류관3:히터
5:스로틀 보디7:배기 가스 복귀관
9:엔진11:배기 매니폴드
13:히터의 열교환기15:배기 가스 통로
17:분류관의 소관19:역류 방지막
21, 23:니플25:복귀관의 소관
상기한 본 발명의 목적은, 엔진의 배기 매니폴드로부터 배기 가스의 일부를 분류하는 배기 가스 분류관, 상기 배기 가스 분류관에 연통되는 열교환기를 구비한 히터, 상기 배기 가스 분류관에 연통되는 배기 가스 통로가 둘레에 형성된 스로틀 보디, 및 상기 히터의 열교환기와 상기 스로틀 보디의 배기 가스 통로를 순환한 배기 가스를 상기 분류 파이프의 하류 지점의 배기계로 복귀시키는 배기 가스 복귀관을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스를 이용한 차량의 히터 및 스로틀 보디의 예열 시스템에 의해 달성된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배기 가스를 이용한 차량의 히터 및 스로틀 보디의 예열 시스템을 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명에 따른 배기 가스를 이용한 차랴의 히터 및 스로틀 보디의 예열 시스템을 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도1은 본 발명에 따른 배기 가스를 이용한 차량의 히터 및 스로틀 보디의 예열 시스템의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배기 가스를 이용한 차량의 히터 및 스로틀 보디의 예열 시스템은, 배기 가스 분류관(1), 히터(3), 스로틀 보디(5), 및 복귀관(7)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
배기 가스 분류관(1)은 엔진(9)의 실린더 헤드에 설치되는 배기 매니폴드(11)에 형성되어 엔진(9)으로부터 배기되는 연소 가스의 일부를 분류하는 관이다. 배기 가스 분류관(1)은 예컨대, 배기 매니폴드(11)를 주조할 때 일체로 형성한 니플(21)에 연결할 수 있다.
상기 배기 가스 분류관(1)은 히터(3)와 스로틀 보디(5)가 위치하는 곳까지 뻗어 있으며, 상기 히터(3)의 열교환기(13)와 스로틀 보디(5)의 둘레에 형성된 가스 통로(15)에 연결된다. 도1에서는 배기 매니폴드(11)로부터 하나의 분류관(1)이 분기되고, 이 분류관이 2개의 소관(17)으로 다시 분기되어 각각의 소관(17)이 히터(3)와 스로틀 바디(5)로 통하는 예가 도시되어 있으나, 배기 매니폴드(11)에 직접 2개의 분류관을 형성하여 각각이 히터(3)와 스로틀 바디(5)로 통하게 할 수도 있다. 그러나, 본 발명의 시스템을 보다 간단하게 구성하기 위해서는 전자의 경우가 더 바람직하다.
상기 분류관(1)의 소관(17) 중 하나에 연결된 히터(3)는 배기 가스가 흐르는 가는 파이프와 방열판으로 이루어진 열교환기(13)를 구비하고 있어서, 상기 열교환기(13)에 고온의 배기 가스가 흐르면, 배기 가스의 열기에 의해 난방 공기의 온도가 올라가도록 되어 있다. 본 발명에 사용되는 히터(3)의 기본 구조는 종래의 냉각수식 히터와 유사하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 분류관(1)의 소관(17) 중 다른 하나에 연결된 스로틀 보디(5)는 그 보디의 둘레에 배기 가스가 흐를 수 있는 가스 통로(15)가 형성되어 있다. 따라서, 엔진으로부터 상기 분류관(1)을 따라 스로틀 보디(5)에 이른 배기 가스는 상기 가스 통로(15)를 따라 돌면서, 스로틀 보디(5)를 가열한다. 이로써, 외부로부터 스로틀 보디(5)에 유입된 찬 공기가 배기 가스의 열기에 의해 가열된다.
상기 히터(3)와 스로틀 보디(5)를 순환한 배기 가스는, 히터(3) 및 스로틀 보디(5)와 상기 분류 파이프(1)의 하류 지점의 배기계(배기 매니폴드 또는 배기 파이프)를 연결하는 배기 가스 복귀관(7)에 의해 다시 배기게로 복귀하여, 배기 파이프와 소음기(도시되지 않음)를 통해 대기로 방출한다. 도1에서는 복귀관(7)이 배기 매니폴드(11)의 상기 분류관(1) 연결 위치의 하류에 형성된 니플(23)에 연결된 것이 도시되어 있으나, 복귀관(7)은 상기 배기 매니폴드(11)에 이어지는 배기 파이프(도시되지 않음)에 연결시킬 수도 있을 것이다.
상기 배기 가스 복귀관(7)은 상기 히터(3)와 스로틀 보디(5)로부터 배기 매니폴드(11)를 각각 연결하도록 별도로 설치할 수 있으나(2개의 복귀관), 본 발명의 장치를 보다 단순화할 수 있다는 점에서, 도1에 도시된 바와 같이, 히터(3)와 스로틀 보디(5)로부터의 소관(25)이 하나의 복귀관(7)으로 통합되어 배기 매니폴드(11)로 복귀하도록 하는 것이 바람직하다. 복귀관(7)은 예컨대, 배기 매니폴드(11)에 형성된 니플(23)에 연결된다.
도1에 도시된 바와 같이, 복귀관(7)이 배기 매니폴드(11)에 연결되는 경우에는, 배기 매니폴드(11)의 상류에 있는 분류관(1) 연결 위치와 하류에 있는 복귀관(7) 연결 위치 사이에, 엔진(1)으로부터 배출된 배기 가스가 직접 상기 복귀관(7)으로 역류하는 것을 방지하는 역류 방지막(19)을 형성하는 것이 바람직하다. 역류 방지막(19)은 복귀관(7)이 연결되는 통로를 덮으면서 배기 매니폴드(11)의 하류 방향으로 경사지도록 형성된다.
상기와 같은 본 고안에 따른 배기 가스를 이용한 차량의 히터 및 스로틀 보디의 예열 시스템은, 엔진(9)에서 배기 매니폴드(11)로 배출된 고압·고온의 배기 가스의 일부가 상기 분류관(1)을 통해 분기되어 히터(3)와 스로틀 보디(5)를 순환 한 후, 다시 배기계로 복귀하는 시스템으로서, 배기 가스가 가지는 열기가 히터(3)의 스로틀 보디(5)를 통과하면서 히터의 열원과 스로틀 보디의 예열원으로 작용하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 배기 가스를 이용한 차량의 히터 및 스로틀 보디의 예열 시스템에 의하면, 한랭 지방에서의 엔진 흡기 효율과 히터의 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고압의 배기 가스의 일부가 본 발명의 시스템을 순환하면서 압력이 저하되기 때문에 배기 소음을 저감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 엔진(9)의 배기 매니폴드 (11)로부터 배기 가스의 일부를 분류하는 배기 가스 분류관(1), 상기 배기 가스 분류관(1)에 연통되는 열교환기(13)를 구비한 히터(3), 상기 배기 가스 분류관(1)에 연통되는 가스 통로(15)가 둘레에 형성된 스로틀 보디(5), 및 상기 히터(3)의 열교환기(13)와 상기 스로틀 보디(5)의 가스 통로(15)를 순환한 배기 가스를 상기 분류 파이프(1)의 하류 지점의 배기계로 복귀시키는 배기 가스 복귀관(7)을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스를 이용한 차량의 히터 및 스로틀 보디의 예열 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배기 가스 복귀관(7)은 상기 배기 가스 분류관(1)이 연결되는 위치의 하류 위치에서 배기 매니폴드(11)에 연결되고, 상기 배기 매니폴드(11)에는 상기 배기 매니폴드(11)의 분류관(1) 연결 위치와 복귀관(7) 연결 위치 사이에 엔진(1)으로부터의 배기 가스가 상기 복귀관(7)으로 역류하는 것을 방지하는 역류 방지막(19)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 가스를 이용한 차량의 히터 및 스로틀 보디의 예열 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100473980B1 (ko) * 2003-05-23 2005-03-09 모딘코리아 유한회사 엔진의 배기가스열을 이용한 보조난방장치
KR102011606B1 (ko) * 2018-12-14 2019-10-14 문태준 온수매트가 결합된 선박용 이동식 히팅장치
CN113027584A (zh) * 2021-04-29 2021-06-25 广西玉柴机器股份有限公司 一种发动机排气管冷却方法及系统

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