KR20000003670U - 배기열을 이용한 와셔액 가열 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량의 와셔액 가열 장치에 관한 것으로서, 와셔액을 가열하는데 걸리는 시간을 단축하고, 기존 와셔액 저장 탱크 이외에 별도의 와셔액 저장 탱크없이도 와셔액의 가열이 가능하도록 배기열을 이용하기 위하여, 와셔액을 저장한 저장 탱크와; 일단은 상기 저장 탱크에 연결되고, 타단은 분사 노즐에 설치된 분사 모터와 연결된 메인 호스와; 일단이 상기 메인 호스에서 분기되어 나온 바이패스 호스와; 입구가 상기 바이패스 호스의 타단과 연결되고, 엔진의 배기 다기관과 외주면이 접하도록 설치된 가열 파이프와; 일단이 상기 가열 파이프의 출구와 연결되고, 타단은 상기 분사 모터와 이어진 메인 호스에 연결된 가열 와셔액 호스와; 상기 메인 호스와 바이패스 호스가 만나는 지점에 설치되어, 상기 와셔액이 바이패스 호스 혹은 분사 모터쪽으로 흐르도록 경로를 조절하는 바이패스 밸브와; 상기 바이패스 밸브의 개폐를 제어하는 밸브 액츄에이터를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

배기열을 이용한 와셔액 가열 장치

본 고안은 차량의 와셔액 가열 장치에 관한 것으로서, 특히 엔진의 배기 가스에서 발산되는 배기열을 이용하여 와셔액을 데우는 와셔액 가열 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 차량에는 운전자의 안정된 시야 확보 및 윈드실드의 세척을 위해 상기 윈드실드 하측에 적어도 하나 이상의 와셔액 분출 노즐을 형성하고, 상기 와셔액 분출 노즐을 통해 와셔액이 분출될 수 있도록 와셔액 저장 탱크와 와셔액 펌프를 구비하며, 상기 와셔액이 윈드실드 상에 분출된 후 윈드실드 상면을 세척할 수 있도록 와이퍼 블레이드가 설치된다.

한편, 상기와 같은 와셔액으로 윈드실드를 세척하는데 있어 외기 온도가 빙점 이상인 봄, 여름, 가을에는 외기 온도가 와셔액의 사용에 미치는 영향이 전혀 없지만, 외기 온도가 빙점 이하로 내려가는 겨울에는 와셔액의 사용에 큰 영향을 미치게 된다.

즉, 차량 외부 온도가 0℃ 이하로 내려간 겨울철에 와셔액을 분출시킬 경우, 상기 와셔액이 빙점 이하의 외기에 노출된 윈드실드 상면과 접촉하여 빙결되어 버리므로, 상기 윈드실드의 세척은 커녕 빙결된 와셔액으로 인해 운전자의 시야만 방해하게 된다.

또한, 차량을 외부에 장시간 주차시키게 되면 상기 윈드실드에 차량 내부 온도 및 외부 온도차에 의해 성애가 형성되고, 이러한 성애는 낮은 외부 온도로 인하여 윈드실드 면에 빙결된 상태이므로 기존의 와셔액 및 와이퍼 블레이드로는 도저히 제거하기 힘들다.

따라서, 차량에는 겨울철 윈드실드의 세척 및 성애 제거를 통해 운전자의 원활한 시야를 확보할 수 있도록 하기 위하여, 상기 와셔액을 가열하기 위한 장치가 요구되어 왔다.

도 1은 종래의 실시예에 따른 냉각수를 이용한 급탕 와셔액 공급 장치를 나타낸 구성도이다.

상기와 같이 겨울철에도 윈드실드 상면에서 빙결되지 않고 세척 작용을 할 수 있는 와셔액을 제공하기 위하여, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 엔진 내부를 순환하면서 데워진 냉각수의 열을 이용하여 와셔액을 가열시키는 급탕 와셔액 공급 장치가 제시되었다.

종래의 실시예에 따른 냉각수를 이용한 급탕 와셔액 공급 장치는, 차량에 설치되어 와셔액 12가 채워지는 가열 탱크 10과, 상기 엔진 20의 워터 자켓 22에서 분기된 파이프 24로 냉각수 26이 통과하면서 방출된 열이 상기 가열 탱크 10의 와셔액 12를 가열하도록 상기 가열 탱크 10 내를 통과하는 가열기 30과, 리저버 탱크 40의 와셔액 42와 상기 가열 탱크 10의 가열된 와셔액 12를 선택적으로 분사시키는 선별 공급 장치 50으로 구성된다.

또한, 상기 선별 공급 장치 50은 리저버 탱크의 와셔액과 가열 탱크의 와셔액이 만나는 파이프 통로 상에 설치된 밸브 52와, 상기 밸브 52를 개폐시킴으로써 리저버 탱크의 와셔액 또는 가열 탱크의 와셔액을 선택적으로 분사 모터 56 쪽으로 공급하는 밸브 구동부 54로 이루어진다.

그러나, 종래의 실시예에 따른 냉각수를 이용한 급탕 와셔액 공급 장치는 와셔액을 저장하고 있는 기존의 리저버 탱크 40 이외에도 별도의 와셔액을 저장한 가열 탱크 10을 구비해야 함에 따라, 내부 구조가 복잡해질 뿐만 아니라 주기적으로 공급해줘야 할 와셔액의 양도 많아진다.

또한, 상기 와셔액을 가열하는데 있어 80 ~ 100 ℃ 전후에 불과한 엔진 냉각수를 이용하므로, 상기 가열 탱크 10의 와셔액을 가열하는데 소요되는 시간이 오래 걸리고, 엔진 시동 후 일정 시간 이내에는 와셔액을 가열하여 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고안의 목적은 와셔액을 가열하는데 걸리는 시간을 단축하고, 기존 와셔액 저장 탱크 이외에 별도의 와셔액 저장 탱크없이도 와셔액의 가열이 가능하도록 배기열을 이용한 와셔액 가열 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 차량의 와셔액 가열 장치에 있어서, 와셔액을 저장한 저장 탱크와; 일단은 상기 저장 탱크에 연결되고, 타단은 분사 노즐에 설치된 분사 모터와 연결된 메인 호스와; 일단이 상기 메인 호스에서 분기되어 나온 바이패스 호스와; 입구가 상기 바이패스 호스의 타단과 연결되고, 엔진의 배기 다기관과 외주면이 접하도록 설치된 가열 파이프와; 일단이 상기 가열 파이프의 출구와 연결되고, 타단은 상기 분사 모터와 이어진 메인 호스에 연결된 가열 와셔액 호스와; 상기 메인 호스와 바이패스 호스가 만나는 지점에 설치되어, 상기 와셔액이 바이패스 호스 혹은 분사 모터쪽으로 흐르도록 경로를 조절하는 바이패스 밸브와; 상기 바이패스 밸브의 개폐를 제어하는 밸브 액츄에이터를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 실시예에 따른 냉각수를 이용한 급탕 와셔액 공급 장치를 나타낸 구성도,

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 배기열을 이용한 와셔액 가열 장치를 나타낸 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20 : 엔진 25 : 배기 다기관

50 : 분사부 60 : 저장 탱크

62 : 와셔액 64 : 메인 호스

66 : 바이패스 호스 68 : 가열와셔액 호스

70 : 가열 파이프 80 : 와셔액 경로 조절부

82 : 밸브 84 : 밸브 액츄에이터

90 : 와셔액 가열부

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 배기열을 이용한 와셔액 가열 장치를 나타낸 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 배기열을 이용한 와셔액 가열 장치는 크게, 와셔액 62를 저장한 저장 탱크 60과, 상기 저장 탱크 60의 와셔액 62를 외부(윈드실드)로 분사시키는 분사부 50과, 상기 저장 탱크 60에서 분사부 50으로 이어지는 와셔액 유동 경로로부터 분기되어 엔진 20의 배기열에 의해 가열된 와셔액을 상기 분사부 50으로 배출하는 와셔액 가열부 90과, 상기 저장 탱크 60에서 분사부 50과 와셔액 가열부 90으로 분기되는 지점에 설치되어 상기 와셔액의 유동 경로를 전환시키는 와셔액 경로 조절부 80과, 일단은 상기 저장 탱크 60에 연결되고 타단은 분사부 50과 연결된 메인 호스 64로 구성된다.

상기 분사부 50은 와셔액 62를 외부로 분사시키기 위한 분출력을 제공하는 분사 모터 56과, 상기 분사 모터 56의 회전으로부터 발생한 분출력에 의해 윈드실드 상단까지 와셔액이 분사되는 구멍인 분사 노즐 58을 포함한다.

특히, 상기 와셔액 가열부 90은 일단이 상기 메인 호스 64에서 분기되어 나온 바이패스 호스 66과, 입구가 상기 바이패스 호스 66의 타단과 연결되고 엔진 20의 배기 다기관 25와 외주면이 접하도록 설치된 가열 파이프 70과, 일단이 상기 가열 파이프 70의 출구와 연결되고 타단은 상기 분사 모터 56가 설치된 메인 호스 64와 이어진 가열 와셔액 호스 68로 이루어진다.

상기 가열 파이프 70은 배기 다기관 25와의 접촉 면적을 넓혀 가열 시간 단축 및 열전달 효율을 향상시키기 위하여, 외주면이 상기 배기 다기관 25와 접하는 코일 모양 혹은 물결 모양으로 형성한다.

또한, 상기 와셔액 경로 조절부 80은 상기 메인 호스 64와 바이패스 호스 66이 만나는 지점에 설치되어 상기 와셔액이 바이패스 호스 66 혹은 분사 모터 56과 연결된 메인 호스 64 쪽으로 흐르도록 와셔액의 경로를 조절하는 바이패스 밸브 82와, 상기 바이패스 밸브 82의 개폐를 제어하는 밸브 액츄에이터 84를 구비한다.

한편, 상기와 같이 구성된 배기열을 이용한 와셔액 가열 장치의 작동 과정을 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 설명을 용이하게 하기 위하여 차량의 엔진 20은 이미 구동중이라 가정하기로 한다.

먼저, 차량의 외기 온도가 빙점 이상인 때에는 굳이 와셔액 62를 가열할 필요가 없으므로, 사용자는 밸브 액츄에이터 84를 작동시켜 바이패스 밸브 82가 바이패스 호스 66의 입구를 막도록 한다. 이어, 분사 모터 56이 작동되면 저장 탱크 60에 저장되어 있던 와셔액 62는 상기 바이패스 호스 66 쪽으로 흐르지 않고, 상기 분사 모터 56에 의한 분출력에 의해 분사 노즐 58을 통하여 차량의 윈드실드로 분사된다.

반면, 차량의 외기 온도가 빙점 이하인 때에는 와셔액을 가열하여 분사하기 위하여, 사용자는 상기 밸브 액츄에이터 84를 작동시켜 바이패스 밸브 82가 바이패스 호스 66의 입구는 열고 분사 모터 56과 이어져 있는 메인 호스 64 쪽은 막도록 한다.

이어, 상기 분사 모터 56이 작동되면 저장 탱크 60에 저장되어 있던 와셔액 62는 바이패스 호스 66을 통해 가열 파이프 70으로 이송된다. 이때, 상기 가열 파이프 70은 고온의 엔진 배기 가스가 배출되는 통로인 배기 다기관 25와 외주면이 접하도록 설치되어 있으므로, 와셔액 62는 상기 가열 파이프 70을 통과하는 동안 배기 다기관 25를 통과하는 배기 가스로부터 열을 받아 신속하게 가열된다. 엔진 20에서 배기 포트 23을 통해 배기 다기관 25로 전달되는 배기 가스의 온도는 보통 900 ~ 1000 ℃에 이르므로, 이러한 고온의 배기 가스로부터 열을 받게 되는 와셔액62는 가열 파이프 70을 통해 이동하는 짧은 시간 동안 충분히 가열된다.

상기 가열 파이프 70을 통과하면서 가열된 와셔액 62는 가열 와셔액 호스 68을 통해 분사 모터 56 쪽으로 이송되고, 결국 상기 분사 모터 56에 의한 분출력에 의해 분사 노즐 58을 통하여 차량의 윈드실드로 분사된다. 분사된 와셔액 62는 충분히 가열된 상태이므로, 빙점 이하인 외기에 노출되더라도 바로 빙결되지 않고 윈드실드 상면의 성애를 녹이는 등 운전자의 시야 확보 및 차량의 청결을 위한 윈드실드의 세척 작용을 원활히 수행하게 된다.

상술한 바와 같이 본 고안의 실시예에 따른 배기열을 이용한 와셔액 가열 장치는 와셔액을 가열하는데 소요되는 시간을 단축하고, 기존의 와셔액 저장 탱크 외에 별도의 와셔액 저장 탱크가 필요없어 차량의 내부 구조가 단순하게 되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 차량의 와셔액 가열 장치에 있어서,

   와셔액을 저장한 저장 탱크와;

   일단은 상기 저장 탱크에 연결되고, 타단은 분사 노즐에 설치된 분사 모터와 연결된 메인 호스와;

   일단이 상기 메인 호스에서 분기되어 나온 바이패스 호스와;

   입구가 상기 바이패스 호스의 타단과 연결되고, 엔진의 배기 다기관과 외주면이 접하도록 설치된 가열 파이프와;

   일단이 상기 가열 파이프의 출구와 연결되고, 타단은 상기 분사 모터와 이어진 메인 호스에 연결된 가열 와셔액 호스와;

   상기 메인 호스와 바이패스 호스가 만나는 지점에 설치되어, 상기 와셔액이 바이패스 호스 혹은 분사 모터쪽으로 흐르도록 경로를 조절하는 바이패스 밸브와;

   상기 바이패스 밸브의 개폐를 제어하는 밸브 액츄에이터를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 배기열을 이용한 와셔액 가열 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가열 파이프는 외주면이 배기 다기관의 표면과 접하는 코일 모양으로 형성함을 특징으로 하는 배기열을 이용한 와셔액 가열 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 가열 파이프는 외주면이 배기 다기관의 표면과 접하는 물결 모양으로 형성함을 특징으로 하는 배기열을 이용한 와셔액 가열 장치.