KR19990059331A - 수냉식 냉각시스템의 수온 조절기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 써머스탯의 구성을 변경하여 초기 시동시에 촉매의 비활성화로 인한 탄화수소의 과다배출을 줄여 환경오염을 예방함과 동시에, 실린더 헤드를 순환하는 냉각수의 온도를 빠른 시간 내에 상승시켜 연료의 소비를 줄이고 써머스탯에 가해지는 냉각수 라인의 부하를 감소시켜 엔진의 부하를 줄일 수 있는 수냉식 냉각시스템의 수온 조절기에 관한 것으로, 본 발명에서 채용한 수온 조절기(21)는 유출호스(10)를 통해서 라디에이터(8)로부터 냉각수가 유입되는 유입관(52)과, 버터플라이 밸브(46)의 개방에 따라 유입관(52)을 통해 유입된 냉각수를 워터펌프(4)의 작동에 따라 엔진(2)으로 공급하는 배출관(54)을 지닌 하우징(50)과, 제 1바이패스 라인(62)을 통해 엔진(2)으로부터 냉각수가 유입되는 유입파이프(24)와, 유입된 냉각수를 제 2바이패스 라인(64)을 통해 엔진(2)으로 재 순환시키는 배출파이프(26)가 부착되어 있으며, 일측단에는 캡(20)이 끼워져 있는 케이스(22)와, 유입파이프(24)를 통해 유입된 냉각수에 의해서 팽창되어 로드(36)를 가압함으로써, 로드(36)에 연결되어 있는 링크(42)를 밀어 버터플라이 밸브(46)를 회동시켜 유로를 개방하는 왁스(34)로 구성되어 있다.

Description

수냉식 냉각시스템의 수온 조절기

본 발명은 수냉식 냉각시스템의 수온 조절기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 써머스탯의 구성을 변경하여 초기 시동시에 촉매의 비활성화로 인한 탄화수소의 과다배출을 줄여 환경오염을 예방함과 동시에, 실린더 헤드를 순환하는 냉각수의 온도를 빠른 시간 내에 상승시켜 연료의 소비를 줄이고 써머스탯에 가해지는 냉각수 라인의 부하를 감소시켜 엔진의 부하를 줄일 수 있는 수냉식 냉각시스템의 수온 조절기에 관한 것이다.

일반적으로, 내연기관에서 실린더 내의 연소가스의 온도는 상당히 고온이며, 이 열의 상당량은 실린더나 실린더헤드 및 피스톤 등에 전달된다. 따라서, 엔진의 과열을 방지함과 동시에, 피스톤이나 피스톤 링과 같은 각각의 부품들이 일정온도 이상으로 상승되는 것을 막아 내구성을 증대시키고 그 기능을 최적화하기 위해 냉각장치를 사용한다.

차량에서 사용하는 수랭식 냉각장치의 구성을 개략적으로 살펴보면, 냉각팬의 회전에 따라 유입되는 공기와의 열 교환을 통해 냉각수를 냉각시키는 라디에이터와, 라디에이터에서 냉각된 냉각수를 실린더 블록 및 실린더 헤드에 연속으로 공급하는 워터 펌프 및 냉각수가 유동하는 워터 호스 등으로 이루어져 있다.

도 1은 종래의 수냉식 냉각장치를 도시한 구성도이다. 이것의 전체적인 구성을 보면, 엔진(2)으로 냉각수를 공급하는 워터펌프(4)와, 엔진(2)에서 배출되는 냉각수를 냉각하기 위한 라디에이터(8)와, 냉각수의 온도에 따라 개폐되어 냉각수를 엔진으로 재 순환시키거나 라디에이터(8)로 공급하는 써머스탯(12)으로 이루어져 있다. 엔진(2)에서 배출되는 냉각수는 트로틀바디(16) 및 히터코어(14)로 공급되어 열교환된 후에, 라디에이터(8)로 공급된다.

냉각수의 온도가 규정값(약 80℃)이하인 경우에, 써머스탯(12)은 닫혀 있게 되며, 엔진(2)에서 배출된 냉각수는 워터펌프(4)의 작동에 의해서 공급호스(18)를 통해 엔진(2)으로 다시 보내진다. 이러한 상태에서, 냉각수 온도가 규정값 이상이 되면, 써머스탯(12)이 개방되면서 엔진(2)에서 배출되는 냉각수는 유입호스(10)를 통해 라디에이터(8)로 유입되어 냉각된 다음, 유출호스(10)를 통해 엔진(2)내부로 공급된다.

이러한 구성을 지닌 종래의 수냉식 냉각시스템의 수온 조절기에서는 엔진이 워밍-업 시간에 도달할 때까지 많은 시간이 소요되므로, 초기 시동시에 촉매의 비활성화로 인해 HC와 같은 유해물질의 배출이 증대된다. 또, 실린더 헤드를 순환하는 냉각수 온도가 낮아 연소실 내에는 차가운 공기가 흡입됨으로써, 연소실로 공급되는 흡입공기의 충진효율이 낮아 미연소 가스가 다량 발생됨으로써, 연료의 소모가 증대되는 문제가 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명은 써머스탯의 구성을 변경하여 초기 시동시에 촉매의 비활성화로 인한 탄화수소의 과다배출을 줄여 환경오염을 예방함과 동시에, 실린더 헤드를 순환하는 냉각수의 온도를 빠른 시간 내에 상승시켜 연료의 소비를 줄이고 써머스탯에 가해지는 냉각수 라인의 부하를 감소시켜 엔진의 부하를 줄일 수 있는 수냉식 냉각시스템의 수온 조절기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 수냉식 냉각장치를 도시한 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 수냉식 냉각장치를 도시한 구성도,

도 3은 본 발명에서 채용한 써머스탯의 구성을 보인 단면도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

2:엔진 4:워터펌프

6:유입호스 8:라디에이터

10:유출호스 14:히터코어

18:공급호스 20:캡

21:써머스탯 22:케이스

24:유입파이프 26:유출파이프

28:브라켓 32:홀 조립체

32a:유동홀 34:왁스

36:로드 42:링크

42a:장공 46:버터플라이 밸브

50:하우징 52, 54:유입관, 배출관

62:제 1바이패스 라인 64:제 2바이패스 라인

상술한 본 발명의 목적은 냉각팬의 회전에 따라 라디에이터를 순환하는 냉각수를 냉각하여 엔진으로 보내는 수냉식 냉각시스템의 수온 조절기에 있어서, 유출호스를 통해서 라디에이터로부터 냉각수가 유입되는 유입관과, 버터플라이 밸브의 개방에 따라 유입관을 통해 유입된 냉각수를 워터펌프의 작동에 따라 엔진으로 공급하는 배출관을 지닌 하우징과, 제 1바이패스 라인을 통해 엔진으로부터 냉각수가 유입되는 유입파이프와, 유입된 냉각수를 제 2바이패스 라인을 통해 엔진으로 재 순환시키는 배출파이프가 부착되어 있으며, 일측단에는 캡이 끼워져 있는 케이스와, 유입파이프를 통해 유입된 냉각수에 의해서 팽창되어 로드를 가압함으로써, 로드에 연결되어 있는 링크를 밀어 버터플라이 밸브를 회동시켜 유로를 개방하는 왁스로 구성된 것을 특징으로 하는 수냉식 냉각시스템의 수온 조절기에 의해 달성된다.

이하, 첨부한 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수냉식 냉각시스템의 수온 조절기에 대하여 상세히 설명한다.(도 1에서 설명한 종래의 구조와 동일한 부품은 동일한 부호로 표시한다.)

도 2는 본 발명에 따른 수냉식 냉각장치를 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명에서 채용한 수온 조절기의 구성을 보인 단면도이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진의 워밍-업 시간을 단축시켜 초기 시동시에 촉매의 활성화를 통해서 유해물질의 배출을 억제하기 위한 방안으로, 본 발명에서는 제 1바이패스 라인(62)을 통해 엔진(2)에서 배출되는 냉각수의 양을 줄여 엔진 내부를 순환하고 있는 냉각수 온도가 신속히 상승되도록 구성하였다. 또한, 본 발명에 따른 수온 조절기(21)는 제 1바이패스 라인(62)을 통해 유입되는 냉각수 온도에 따라 버터플라이 밸브(46)를 개방시켜 유출호스(10)를 통해 라디에이터(8)에서 배출된 냉각수를 공급호스(18)를 통해 엔진(2)내부로 공급되도록 하였다.

제 1바이패스 라인(62)을 통해 엔진(2)으로부터 배출된 냉각수는 케이스(22)내부로 공급되어 왁스(도 3의 34)를 팽창시킨 다음, 제 2바이패스 라인(64)을 통해 엔진(2)으로 공급된다. 왁스(34)의 수축 및 팽창에 따라 버터플라이 밸브(46)가 개방되면, 유출호스(10)를 통해 라디에이터(8)로부터 배출되는 냉각수는 하우징(50)으로 유입된 다음, 워터펌프(4)의 작동에 따라서 유출호스(10)를 통해 엔진(2)내부로 공급된다.

만일, 냉각수의 온도가 규정값(약 80℃)이하인 경우에, 버터플라이 밸브(46)는 닫힌 상태를 유지하게 되며, 엔진(2)에서 배출된 냉각수는 워터펌프(4)의 작동에 의해서 제 1바이패스 라인(62)을 케이스(22)내부로 유입된 다음, 제 2바이패스 라인(64)을 통해 엔진(2)으로 다시 공급된다.

이러한 상태에서, 냉각수 온도가 규정값 이상이 되면, 버터플라이 밸브(46)가 개방되면서 유입호스(10)를 통해 라디에이터(8)로부터 배출된 냉각수는 하우징(50)을 거쳐 공급호스(18)를 통해 엔진(2)으로 공급된다.

도 3을 참고로 본 발명에서 채용한 수온 조절기(21)의 전체적인 구성을 보면, 유출호스(10)를 통해서 라디에이터(8)로부터 냉각수가 유입되는 유입관(52)과, 버터플라이 밸브(46)의 개방에 따라 유입관(52)을 통해 유입된 냉각수를 워터펌프(4)의 작동에 따라 엔진(2)으로 공급하는 배출관(54)을 지닌 하우징(50)과, 제 1바이패스 라인(62)을 통해 화살표 방향(P)을 따라 엔진(2)으로부터 냉각수가 유입되는 유입파이프(24)와, 유입된 냉각수를 제 2바이패스 라인(64)을 통해 화살표 방향(P')을 따라 엔진(2)으로 재 순환시키는 배출파이프(26)가 부착되어 있으며, 일측단에는 캡(20)이 끼워져 있는 케이스(22)와, 유입파이프(24)를 통해 유입된 냉각수에 의해서 팽창되어 로드(36)를 가압함으로써, 로드(36)에 연결되어 있는 링크(42)를 밀어 버터플라이 밸브(46)를 회동시켜 유로를 개방하는 왁스(34)로 이루어져 있다.

여기에서, 왁스(34)는 브라켓(28)에 의해서 캡(20)의 내측면에 부착되어 있으며, 캡(20)의 풀림방지를 위해 하우징(50)과의 결합부에는 와셔(30)를 끼워놓았다. 캡(20)은 나사결합에 의해 하우징(50)에 체결한다. 또한, 왁스(34)가 삽입되어 있는 케이스(22)내에는 유입파이프(24)로 유입된 냉각수가 지나는 유동홀(32a)이 형성된 홀 조립체(32)가 설치되어 있다.

왁스(34)의 일단에 부착된 로드(36)는 핀(40)에 의해서 링크(42)와 연결되어 있으며, 링크(42)에는 핀(40)이 유동할 수 있는 장공(42a)이 형성되어 있다. 그러므로, 왁스(34)의 팽창에 따라 로드(36)가 가압되어 전진하게 되면, 핀(40)이 링크(42)에 형성된 장공(42a)을 따라 이동함으로써, 로드(36)는 그의 길이방향을 따라 일직선상으로 이동되도록 한다. 로드(36)의 가압에 의해서, 링크(42)는 힌지(44)를 중심으로 회동되면서 버터플라이 밸브(46)를 가상선으로 도시된 바와 같이 회동시켜 유로를 개방함으로써, 유입관(52)에 체결되어 있는 유입호스(10)를 통해 화살표 방향(Q)을 따라 라디에이터(8)로부터 유입된 냉각수를 배출관(54)에 체결되어 있는 공급호스(18)를 통해 화살표 방향(Q')을 따라 엔진(2)으로 공급된다. 로드(36)가 관통되는 부분의 케이스(22)에는 시일(38)이 끼워져 있다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 써머스탯의 구성을 변경하여 초기 시동시에 촉매의 비활성화로 인한 탄화수소의 과다배출을 줄여 환경오염을 예방함과 동시에, 실린더 헤드를 순환하는 냉각수의 온도를 빠른 시간 내에 상승시켜 연료의 소모량을 줄이고 써머스탯에 가해지는 냉각수 라인의 부하를 감소시켜 엔진의 부하를 줄일 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 냉각팬의 회전에 따라 라디에이터(8)를 순환하는 냉각수를 냉각하여 엔진으로 보내는 수냉식 냉각시스템에 있어서,

   유출호스(10)를 통해서 상기 라디에이터(8)로부터 냉각수가 유입되는 유입관(52)과, 버터플라이 밸브(46)의 개방에 따라 상기 유입관(52)을 통해 유입된 냉각수를 워터펌프(4)의 작동에 따라 엔진(2)으로 공급하는 배출관(54)을 지닌 하우징(50)과,

   제 1바이패스 라인(62)을 통해 엔진(2)으로부터 냉각수가 유입되는 유입파이프(24)와, 유입된 냉각수를 제 2바이패스 라인(64)을 통해 엔진(2)으로 재 순환시키는 배출파이프(26)가 부착되어 있으며, 일측단에는 캡(20)이 끼워져 있는 케이스(22)와,

   상기 유입파이프(24)를 통해 유입된 냉각수에 의해서 팽창되어 로드(36)를 가압함으로써, 로드(36)에 연결되어 있는 링크(42)를 밀어 상기 버터플라이 밸브(46)를 회동시켜 유로를 개방하는 왁스(34)로 구성된 것을 특징으로 하는 수냉식 냉각시스템의 수온 조절기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 왁스(34)는 브라켓(28)에 의해서 상기 캡(20)의 내측면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 수냉식 냉각시스템의 수온 조절기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 링크(42)에는 상기 로드(36)의 일단에 고정된 핀(40)이 유동할 수 있는 장공(42a)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 수냉식 냉각시스템의 수온 조절기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 케이스(22)에는 상기 유입파이프(24)로 유입된 냉각수가 지나는 유동홀(32a)이 형성된 홀 조립체(32)가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 수냉식 냉각시스템의 수온 조절기.