KR20010012282A - 자동차의 냉각기를 충돌 입자로부터 방호하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매를 안내하는 간격을 두고 배치된 브리지 관(2 내지 6)을 구비한 자동차의 냉각기(1)를 충돌 입자로부터 방호하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 냉각기(1)의 내장 상태에서 충돌 입자(화살표 19) 쪽을 향함으로 인해 기계적 응력을 받게 될 브리지 관 벽에는 단지 그 브리지 관 벽만을 차폐하고 간격을 두지 않고 그 브리지 관 벽에 결합되는 입자 충돌 방호물로서의 장갑판이 구비된다. 그러한 장갑판은 재료 두께 증대부(18) 및/또는 탄성 재료의 부착 비드부(21) 및/또는 각각이 브리지 관 상에 클램핑되는 차폐 방호대(23)인 것이 바람직한데, 그 경우에 다수의 차폐 방호대(23)가 격자망 부분(22)으로서 형성되는 것이 좋다.

Description

자동차의 냉각기를 충돌 입자로부터 방호하기 위한 장치{DEVICE FOR PROTECTING THE RADIATOR OF A MOTOR VEHICLE AGAINST PROJECTED PARTICLE}

통상, 자동차의 냉각기는 서로 간격을 두고 평행하게 놓여져서 파형의 방열판에 의해 서로 결합되는 브리지 관으로서의 냉각 관으로 이루어진다. 냉매를 안내하는 냉각 관으로서는 원형 관 또는 편평관이 사용된다. 그러한 냉각기는 예컨대 엔진 냉각 회로의 열 교환기로서 또는 차량 공조기의 응축기로서 사용된다.

일반적으로, 그러한 냉각기는 효과적인 냉각 성능을 얻기 위해 차량의 전방 구역에서 주행 바람이 양호하게 유입될 수 있는 장소에 배치된다. 그러한 냉각 기류는 예컨대 미세한 쇄석과 같은 입자를 동반하여 안내될 수 있는데, 특히 그러한 입자가 지면에 충분하게 밀착되어 있지 못한 도로 상에서 차량이 회전 주행, 역방향 주행 및 정체 주행을 행할 경우에 그러하다. 냉각 관의 벽은 냉각기의 중량을 감소시키고 냉각 기류와 냉매와의 사이의 양호한 열 교환이 이루어지도록 하기 위해 가능한 한 얇은 두께로 형성되고, 그에 따라 냉매를 안내하는 브리지 관이 그러한 입자에 의해 기계적 손상을 입을 수 있다. 그 경우, 비교적 경미한 표면 코팅 손상이 발생할 수도 있지만, 얇은 벽의 브리지 관이 손상되어 누출이 발생할 수도 있다. 그로 인해, 엔진 냉각에 장애가 생겨 차량의 운행을 정지해야 하고 그에 수반하여 비용이 소모되는 수리를 해야만 한다.

그러한 잘 알려진 문제점을 극복하기 위한 다수의 방안이 이미 제안되어 있는데, 이하에서는 그러한 방안 중의 단지 몇 가지만을 언급하기로 한다:

자동차의 냉각기를 충돌 입자로부터 방호하기 위한 공지의 장치는 냉각기의 전방에 간격을 두고 배치되는 다양한 구성의 방호 격자망으로 이루어진다. 냉각기 그릴로서 공지된 간단한 방호 격자망 이외에도 특수한 구성의 방호 격자망이 공지되어 있다. 예를 들면, 미세한 철망이 차량 냉각기 전방의 교환 가능한 프레임에 장착되는 구성(DE 36 29 880 A1)이 공지되어 있는데, 그러한 철망에 의해 특히 오염물이 냉각기 핀으로부터 차단된다. 그러나, 미세한 철망 자체가 오염물에 의해 막혀 버려서 불리하게도 냉각기를 통과하는 공기의 진로를 방해하고, 그에 따라 냉각 성능이 현격히 떨어진다.

냉각기의 전방에 마련되는 또 다른 방호 격자망 장치(DE 39 16 920 A1)에서는 그 격자 눈이 엇갈려 배치된 2개의 방호 격자망이 서로 간격을 두고 냉각기의 전방에 장착되고, 그에 의해 동일한 방호 작용을 하면서도 격자 눈의 직경이 보다 더 커지게 되어 냉각기로의 공기 유입이 개선될 수 있다. 그러나, 2개의 방호 격자망이 별개로 유지되는 그러한 장치는 복잡하고 비용이 많이든다. 냉각기를 특히 곤충으로부터 방호하기 위한 또 다른 방호 장치(DE-GB 93 12 491)는 차량의 종방향에 대해 45°의 영각(迎角)으로 장착되는 수직의 평행한 금속 박판 스트립에 의한 격자망 형태의 장치로 이루어진다. 그에 의해, 충돌 입자가 냉각기 블록에 직접 충돌되는 것이 아니라 박판 스트립의 영각에 상응하게 전향된다. 그러나, 냉각 기류도 역시 그에 상응하게 전향되어 감쇠된다. 즉, 그러한 장치도 마찬가지로 복잡하고 냉각 성능의 저하를 가져온다.

냉각기의 전방에 간격을 두고 마련되는 냉각기 방호 격자망의 또 다른 구성에서는 평탄한 금속 밴드로 감겨진 코일이 사용된다(DE-OS 1 755 802). 또한, 자발적으로 감겨지고 풀려져서 소제될 수 있는 가요성 밴드로 이루어진 냉각기 방호 격자망의 구성(DE 44 25 196 A1)도 공지되어 있다. 그러한 구성들은 특히 비용 상의 이유로 승용차용으로의 고려의 대상이 되지 못할 만큼 매우 복잡하다.

전술된 모든 냉각기 방호 격자망의 공통적인 단점은 그것들이 입자의 충돌에 의해 손상되는 냉각기를 전체적으로 방호해야 한다는 것이다. 또한, 양호한 방호 작용을 발휘하기 위해서는 격자 눈의 폭을 작게 하는 것이 필요하지만, 그로 인해 바람직하지 않은 냉각 기류의 감쇠가 초래된다. 그 밖에, 냉각기의 전방에 간격을 두고 별개의 방호 격자망을 배치하는 구성은 그에 필요한 안정화 및 유지 조치를 취해야 함으로 인해 제조 비용이 많이 들고 공간 및 중량의 소요가 크다.

또한, 그 격자 브리지의 횡단면이 엇갈려 교차되는 프로파일 형태 및/또는 상이한 재료의 조합체를 포함하는 방호 격자망이 하우징 및 케이스, 특히 엔진실 케이스의 공기 유입 개구부에 마련되고 입자 및 이물의 침투 가능성을 감소시키는 구성(DE 37 03 716 A1; DE 40 15 304 A1)이 공지되어 있다. 그러한 구성에서는 방호 격자망이 차량 냉각기와 공간적으로 대응되지 못한다.

본 발명은 자동차의 냉각기를 충돌 입자로부터 방호하기 위한 청구항 1의 전제부에 따른 장치에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 첨부 도면 중에서,

도 1은 방호 장치를 구비한 제1 실시예의 자동차용 냉각기의 부분 구역을 나타낸 사시도이고,

도 2는 제2 실시예의 상응하는 도면이며,

도 3은 제3 실시예의 상응하는 도면이다.

본 발명의 목적은 방호 작용이 양호하면서도 냉각 기류에 전혀 영향을 주지 않거나 단지 약간의 영향만을 주고 공간 및 중량이 절감되도록 배치되며 간단하고 저렴하게 제조될 수 있는 자동차의 냉각기를 충돌 입자로부터 방호하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

그러한 목적은 청구항 1의 특징에 의해 달성된다.

청구항 1에 따르면, 냉각기가 설치 상태에서 충돌 입자 쪽을 향함으로 인해 기계적 응력을 받게 될 브리지 관 벽에는 단지 그 브리지 관 벽만을 차폐하고 간격을 둠이 없이 그 브리지 관 벽에 결합되는 장갑판이 구비된다.

본 발명에 따른 냉각기 방호 장치는 충돌 입자에 의해 응력을 받게 될 냉각기 면의 전체를 포괄적으로 방호하는 종래의 원리로부터 탈피한 것이다. 그것은 브리지 관 사이의 구역이란 어차피 통과류 개구부로서의 역할을 하고 경우에 따라 흐름 방향 쪽을 향하게 되는 흐름 방향으로 정향된 방열판의 전체 연부가 충돌 입자에 대해 상대적으로 둔감하다는 인식에 기초한 것이다. 또한, 브리지 관의 중간 구역이 다소 심하게 손상된다고 해도 그 자체로 인해 냉각기의 기능에 장애가 생기지는 않는데, 그 이유는 냉매가 오로지 브리지 관에서만 흐르기 때문이다. 손상에 민감한 브리지 관의 손상될 부위에는 충돌 입자에 대한 기계적 방호를 보장하는 장갑판이 직접적으로 간격을 둠이 없이 구비된다. 그러한 장갑판은 손상될 브리지 관 벽에 직접적으로 부속되고 양호한 방호 기능을 위해 손상될 브리지 관 구역과 동일하거나 단지 약간만 더 큰 폭으로 되면 되기 때문에, 방호 장치를 통과하는 냉각 공기가 바람직하게도 전혀 감쇠되지 않거나 여하튼 미미하게 감쇠된다. 그러한 방호 장치는 간단하고 저렴하게 제조될 수 있고 적은 공간의 소요로 장착될 수 있다. 특히, 그러한 장갑판은 브리지 관 벽에 직접 장착될 수 있고, 그에 따라 추가적으로 냉각기에 대해 별개로 이격시켜 유지시킬 필요가 없다.

매우 간단하게 제조될 수 있는 청구항 2에 따른 실시예에서는 장갑판이 다른 브리지 관 벽에 비해 두꺼운 손상될 브리지 관 벽의 재료 두께 증대부로 이루어진다. 그를 위해, 종래의 브리지 관의 제조 방법, 특히 연속 주조법이 그대로 사용될 수 있고, 종래의 조립 방법도 역시 그대로 사용될 수 있다. 단지 손상될 브리지 관 벽 구역만을 대상으로 재료 두께 증대부를 사용함으로써 냉각기의 중량이 불과 약간만 증가되어 중량의 최적화에도 불구하고 별개의 방호 격자망 장치가 마련되어야 하는 얇은 벽의 냉각기로 이루어진 장치의 중량보다도 더 작게 된다. 재료 두께 증대부는 충돌 입자에 의한 함몰 및 누출을 효과적으로 저지하는 역할을 하는 한편, 브리지 관의 안정성 및 그에 따른 냉각기 전체의 안정성을 향상시킨다.

경우에 따라 전술된 재료 두께 증대부에 추가하여 사용될 수 있는 또 다른 장갑판의 실시예는 입자의 비행에 의해 손상될 브리지 관 벽 상에 부착되는 탄성 재료의 비드부로 이루어진다. 그러한 비드부는 브리지 관의 제조 시에 자동적으로 부착되는 것이 바람직하다. 탄성 재료로서는 실리콘, 폴리우레탄 또는 다른 유사한 재료가 사용될 수 있다. 그 경우, 부착되는 비드부는 충돌로 손상될 구역을 넘어 약간 돌출되어 그 구역을 차폐할 뿐만 아니라 다소 맞물게 될 수도 있다. 그러한 조치에 의해 냉각기 통과류에 단지 미미한 영향만이 미치게 된다.

브리지 관의 일측에만 있는 재료 두께 증대부는 경우에 따라서는 냉각기의 조립 시에 식별되기 어려울 수 있다. 재료의 두께가 증대된 벽 측면이 입자와 대항하는 방향으로 향한 채로 브리지 관을 잘못 조립하는 것을 피하기 위해, 특히 편평관의 경우에는 대향하는 양쪽의 좁은 측면이 모두 장갑판으로서의 재료 두께 증대부를 구비하는 것이 바람직할 수 있다. 그에 의해, 브리지 관의 측면 혼동이 배제된다.

또 다른 실시예에서는 장갑판이 입자의 비행에 의해 응력을 받아 손상될 브리지 관 벽에 배치되어 그 브리지 관 벽을 차폐하는 차폐 방호대로서 이루어진다. 그러한 차폐 방호대는 서로 결합되어 격자망 부분이 되는 것이 바람직한데, 그 경우에 차폐 방호대는 차폐하려는 브리지 관 벽의 간격으로 격자망 결합체에 배치된다. 차폐 방호대 또는 격자망 부분은 브리지 관에 직접 클램핑되거나 그 중간 공간 속에 클램핑될 수 있다. 그 경우에 필요로 하는 클램프는 차폐 방호대 또는 격자망 부분에 직접 형성되거나 별개의 클램프 부품으로서 실시될 수 있다. 차폐 방호대 또는 격자망 부분과 클램프는 금속 박판으로 제조될 수 있거나 바람직하게는 플라스틱 사출 부품으로서의 플라스틱으로 제조될 수 있다.

그 경우에 사용되는 차폐 방호대도 역시 전술된 바와 같이 부착되는 비드부와 유사하게 차폐하려는 브리지 관 벽 구역보다 약간 더 큰 폭으로 될 수 있다. 차폐하려는 브리지 관 벽 구역의 넓이는 특히 편평관의 경우에는 전체의 냉각기 면의 넓이와 비교할 때에 매우 작은 크기에 불과하기 때문에, 차폐 방호대의 폭을 손상될 브리지 관 벽에 비해 20 % 내지 30 % 정도로 증대시키더라도 냉각기의 통과류에는 단지 미미한 영향만이 미쳐질 뿐이다.

특히 바람직한 구체적인 실시예에서는 편평관으로서의 브리지 관이 대향하는 2개씩의 좁은 측면과 넓은 측면을 구비하는 좁고 길게 연장된 사각형 횡단면으로 형성된다. 브리지 관 속에는 넓은 측면 사이에 배치된 다수의 평행한 브리지에 의해 종방향 냉매 안내실이 형성된다. 그러한 실시예에서의 브리지 관의 좁은 측면은 입자의 비행에 의한 충돌로 인해 손상될 구역으로서, 장갑판을 구비한 외측 브리지에 의해 형성된다. 그러한 측방 외측 브리지의 장갑판은 전술된 실시예에 상응하게 재료 두께 증대부 및/또는 탄성 재료의 부착 비드부 및/또는 차폐 방호대 또는 격자망 부분에 의한 직접적인 차폐부로서 이루어진다. 기본적으로, 본 발명에 따른 방호 장치를 사용할 경우에도 역시 본 발명에 따른 방호 장치를 구비하지 않는 해당 냉각기에 사용되는 것과 같은 모든 설치 방법, 조립 장치 및 유지 장치가 그대로 존속될 수 있다.

특수한 차량의 구조 및 냉각기의 배치에 따라, 입자의 충돌에 의해 손상될 구역이 보다 더 많거나 적게 존재할 수 있다. 경우에 따라서는 심하게 손상될 냉각기 구역 또는 브리지 관 구역만이 본 발명에 따른 장갑판에 의해 차폐되도록 함으로써 본 발명에 따른 방호 장치에 소요되는 비용을 절감하는 것이 바람직할 수 있다.

도 1에는 수평으로 평행하게 연장되어 파형의 방열판(7, 8, 9, 10)에 의해 결합되는 브리지 관(2, 3, 4, 5, 6)을 구비한 자동차용 냉각기(1)의 부분 구역이 도시되어 있다.

브리지 관(2 내지 6)은 대향하는 2개씩의 좁은 측면(11, 12)과 넓은 측면(13, 14)을 구비하는 좁고 길게 연장된 사각형 횡단면의 편평관으로서 형성된다. 브리지 관(2 내지 6) 속에는 각각의 넓은 측면(13, 14) 사이에 결합부로서 다수의 평행한 브리지(15)가 연장되는데, 그 브리지(15)에 의해 냉매(화살표 20)를 안내하는 종방향 냉매 안내실(16), 본 실시예의 경우에는 6개의 종방향 냉매 안내실(16)이 형성된다.

브리지 관(2 내지 6)을 측방으로 한정하는 외측 브리지(17, 18)는 좁은 측면(11, 12)을 형성하고, 도면으로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이 브리지 관(2 내지 6)의 잔여 벽 구역에 비해 두꺼운 장갑판으로서의 재료 두께 증대부를 구비한다. 냉각기(1)는 그것이 조립되어 운전되는 상태에서는 화살표 19로 도시된 바와 같이 냉각 기류가 방열판(7 내지10)의 파형부를 통해 외측 브리지(18) 쪽으로 유입되도록 자동차의 전방 엔진실에 배치된다. 냉각 기류(화살표 19)는 미세한 쇄석, 모래 등과 같은 입자를 동반하여 안내된다. 입자의 비행 방향의 반대쪽을 향한 채로 외측 브리지(18)에 구비되는 장갑판으로서의 재료 두께 증대부는 브리지 관(2 내지 6)의 손상, 특히 누출을 방지해 준다. 입자의 비행 방향 쪽을 향한 외측 브리지(17)의 재료 두께 증대부 또는 장갑판은 냉각기의 조립 시에 브리지 관(2 내지 6)의 회전에 의해 장갑판이 구비되지 않은 외측 브리지가 입자의 비행 방향 쪽으로 배치되는 것을 방지해 준다. 재료 두께 증대부는 그 방호 및 장갑 기능에 추가하여 개개의 브리지 관(2 내지 6)의 안정성 및 그에 따른 냉각기(1) 전체의 안정성을 향상시키는데 기여한다.

도 2에 도시된 냉각기(1)의 또 다른 실시예는 기본적으로는 도 1에 따른 실시예와 동일하고, 그에 따라 동일한 부분에는 동일한 도면 부호가 부여되어 있다. 그러한 실시예에서도 역시 파형의 방열판(7 내지 10)에 의해 결합되는 브리지 관(2 내지 6)이 사용된다. 브리지 관(2 내지 6) 속에는 브리지(15)에 의해 냉각기(1)의 운전 시에 냉매(화살표 20)가 통과하여 흐르는 종방향 냉매 안내실(16)이 형성된다. 냉각기(1)의 내장 방향은 입자의 비행 방향(화살표 20)과 함께 표시되어 있다.

도 2의 실시예에 구비되는 장갑판의 경우에는 입자의 비행 방향의 반대쪽을 향한 좁은 측면(11) 또는 외측 브리지(18) 상에 각각 탄성 재료, 바람직하게는 실리콘 또는 폴리우레탄으로 이루어진 비드부(21)가 부착된다. 그와 같이 비드부(21)를 부착하는 것은 자동화된 제조 단계로 브리지 관(2 내지 6)의 제조와 함께 실행될 수 있다. 충돌 입자(화살표 20)는 그러한 장갑판으로 인해 브리지 관(2 내지 6)을 손상시키지 못하고, 특히 누출을 일으키지 못한다.

도 3에 따른 제3 실시예에도 역시 도 1에 상응하는 냉각기(1)의 부분 구역이 도시되어 있는데, 그러한 냉각기(1)는 입자의 비행 방향의 반대쪽으로 격자망 부분에 의한 장갑 작용에 의해 추가로 차폐된다. 격자망 부분(22)은 수평으로 평행하게 연장되고 수직 브리지(25)에 의해 결합되어 조립 상태에서 브리지 관(2 내지 6)의 좁은 측면(11) 또는 외측 브리지(18)를 차폐하는 차폐 방호대(23)로 이루어진다. 격자망 부분(22)은 그에 형성된 클램프(24) 또는 경우에 따라서는 별개의 클램프(26)(별도의 점선으로 도시됨)에 의해 브리지 관(2 내지 6)에 또는 그 중간 공간 속에 고정될 수 있다. 차폐 방호대(23)는 격자망 구조를 이룸이 없이 개별적으로 각각의 브리지 관(2 내지 6) 상에 클램핑될 수도 있다. 격자망 부분(22)은 플라스틱 사출 부품으로서 제조된다. 그와 같이 냉각기(1)에 장착되는 격자망 부분(22)은 입자의 비행에 의한 손상을 효과적으로 방호하는 역할을 하고, 특히 브리지 관(2 내지 6)의 누출을 방지해 준다. 그러한 방호 효과는 차폐 방호대(23)의 차폐 폭을 대응되는 브리지 관(2 내지 6)의 좁은 측면(11)의 폭보다 20 % 내지 30 % 더 크게 선택함으로써 향상될 수 있다.

경우에 따라서는 도 1 내지 도 3에 도시된 장갑판을 단지 입자의 비행에 의해 심하게 손상될 냉각기 구역에만 사용하는 것으로도 충분할 수 있다.

Claims (10)

1. 냉매를 안내하며 간격을 두고 배치된 브리지 관(2 내지 6)을 구비한 자동차의 냉각기(1)를 충돌 입자로부터 방호하기 위한 장치로서,

   냉각기(1)가 설치 상태에서 충돌 입자(화살표 20)쪽을 향하고 있기 때문에 기계적 응력을 받게 되는 브리지 관 벽에 단지 그 브리지 관 벽만을 차폐하기 위해 간격을 두지 않고 그 브리지 관 벽에 결합되는 장갑판(18; 21; 23)이 마련되는 것을 특징으로 자동차 냉각기 방호 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 장갑판은 브리지 관 벽에 비해 두꺼운 재료 두께 증대부로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 냉각기 방호 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장갑판은 탄성 재료, 바람직하게는 실리콘 또는 폴리우레탄으로 제조된 부착 비드부(21)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 냉각기 방호 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 충돌 입자의 반대쪽을 향하고 있는 브리지 관 벽(17)에도 상응하는 장갑판이 마련되는 것을 특징으로 하는 자동차 냉각기 방호 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 장갑판은 브리지 관의 기계적 응력을 받게 되는 벽에 배치되어 그 브리지 관 벽을 차폐하는 차폐 방호대(23)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 냉각기 방호 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 장갑판은 브리지 관의 기계적 응력을 받게 되는 벽으로부터 간격을 두지 않고 그 브리지 관 벽에 직접 부속되는 차폐 방호대(23)를 구비한 격자망 부분(22)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 냉각기 방호 장치.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 격자망 부분(22) 및/또는 차폐 방호대(23)는 그에 형성된 클램프 또는 별개의 클램프(24; 26)에 의해 브리지 관(2 내지 6) 상에 직접 또는 그 중간 공간 속에 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차 냉각기 방호 장치.
8. 제3항 내지 제7항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 기계적 응력을 받게 되는 브리지 관 벽(18)을 차폐하는 장갑판(21; 23)의 폭은 그 브리지 관 벽(18)의 폭보다 20 % 내지 30 % 정도 더 큰 것을 특징으로 하는 자동차 냉각기 방호 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 브리지 관(2 내지 6)은 대향하는 2개씩의 좁은 측면(11, 12)과 넓은 측면(13, 14)을 구비하는 좁고 길게 연장된 사각형 횡단면의 편평관으로서 형성되고, 각각의 브리지 관(2 내지 6) 속에는 넓은 측면(13, 14) 사이에 있는 다수의 평행한 브리지(15)에 의해 냉매를 안내하는 종방향 냉매 안내실(16)이 형성되며, 브리지 관(2 내지 6)의 좁은 측면은 장갑판을 구비한 측방의 외측 브리지(18)에 의해 형성되고, 브리지 관(2 내지 6)의 좁은 측면은 입자의 비행 방향(화살표 19)의 반대쪽이자 자동차의 주행 방향 쪽으로 향하며, 대향하는 브리지 관(2 내지 6)의 넓은 측면(13, 14)은 파형의 방열판(7 내지 10)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차 냉각기 방호 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 장갑판(18; 21; 23)은 입자의 충돌에 의해 심하게 손상되는 냉각기 구역에만 부분적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 자동차 냉각기 방호 장치.