KR200142208Y1 - 차량용 수온 조절기 - Google Patents

Abstract

차량용 수온 조절기의 히스테리시스를 줄여 응답성을 빠르게 하기 위한 수단으로, 왁스재의 팽창으로 스핀들을 밀어 올림으로서 러버재의 밸브판을 개변 또는 폐변시키는 차량용 수온 조절기에 있어서, 상기한 스핀들(16)에 길이방향으로 벤트(32)를 형성하고 이 벤트의 하단부에서 측방으로 포트(34)를 형성한 것을 특징으로 한는 차량용 수온 조절기.

Description

차량용 수온 조절기

제1도는 차량용 수냉각 장치의 개요를 설명하기 위한 도면.

제2도는 본 고안에 관련하는 수온 조절기의 측면도.

제3도는 본 고안에 의한 밸브 개폐작동을 설명하기 위한 측단면도로서,

a)는 폐변상태시를 나타내고,

b)는 개변상태를 나타내는 도면.

제4도는 본 고안에 관련하는 수온 조절기를 사용함으로써 얻어지는 효과를 설명하기 위한 실험 데이터의 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 엔진 6 : 라디에이터

8 : 수온 조절기 12 : 캡

16 : 스핀들 18 : 펠렛

20 : 슬리브 22 : 왁스재

28 : 밸브판 32 : 벤트

34 : 포트

본 고안은 차량용 수온 조절기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 히스테리시스(hysteresis)특성을 감소시킴과 아울러 응답특성을 개선하여 엔진의 냉각 효과를 극대화할 수 있는 수온 조절기에 관한 것이다.

엔진은 열에너지를 운동에너지로 변환하여 동력을 얻는 구조로 이루어져 있으므로 상당히 고온의 상태에 놓여지게 된다.

엔진이 고온상태에 놓여지면 엔진의 모든 성능이 저하될 수 있으므로 엔진의 성능을 최적의 상태로 보존 유지시키기 위하여 냉각장치를 설치하고 있다.

이 냉각장치는, 엔진의 동력을 이용한 물 펌프의 구동으로 냉각수를 실린더 블럭내로 순환시켜 열교환이 이루어지도록 하고 있다.

그러나 엔진의 온도가 일정한 온도까지 도달하여야 엔진이 정상적으로 작동할 수 있으므로 시동초기에는 냉각수의 순환통로가 실린더 블럭내에서만 이루어지도록 하고 있다.

그리고 엔진의 온도가 일정한 수준에 도달하면 냉각수를 라디에이터로 보내어 이곳에서 냉각되도록 함으로서 냉각효율을 높이도록 하고 있다.

이와 같이 냉각수의 온도에 따라 냉각수를 라디에이터로 보내거나 또는 실린더 블럭내에서만 순환할 수 있도록 하는 수단으로 수온 조절기를 설치하고 있다.

이러한 수온 조절기는 냉각수에 노출된 상태로 설치되는 구조적 특징을 갖고 있는데, 일반적으로 확스형 펠렛을 사용하는 타입이 주로 사용되고 있다.

왁스형 수온 조절기는 냉각수의 온도에 따라 왁스가 팽창 또는 수축하는 것을 이용하여 냉각수를 바이패스시키는 구조를 갖는다.

그러나 이러한 왁스형 수온 조절기는 왁스재가 냉각수온의 상승으로 팽창하면서 스핀들을 밀어 올려 개변을 행하고, 냉각수온의 다운으로 다시 폐변작용이 이루어질때 슬리브 내측으로 유입된 냉각수에 의해 스핀들의 하강이 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 스핀들의 하강작용이 원활하게 이루어지도록 하여 수온 조절기의 히스테리시스를 줄여줄 수 있는 수온 조절기를 제공하는데 있다.

상가한 본 고안의 목적을 실현하기 위하여, 왁스재의 팽창으로 스핀들을 밀어올림으로서 러버재의 밸브판을 개변 또는 폐변시키는 차량용 수온 조절기에 있어서, 상기한 스핀들에 길이방향으로 벤트를 형성하고 이 벤트의 하단부에서 측방으로 포트를 형성한 것을 특징으로 하는 차량용 수온 조절기를 제공한다.

제1도는 본 고안의 수온 조절기가 설치되는 위치 및 냉각수의 순환을 설명하기 위한 도면으로서, 엔진(2)의 물 자켓(도시생략)으로 냉각수를 공급하기 위하여 엔진의 구동력을 작동하는 물펌프(4)와, 그리고 냉각수의 냉각효율을 높이기 위하여 엔진의 구동력으로 작동하는 물펌프(4)와, 그리고 냉각수의 냉각효율을 높이기 위한 수단으로 냉각수를 대기와 접촉하는 면적을 넓게 구성한 라디에이터(6)를 포함한다.

상기한 엔진(2)과 라디에이터(6) 사이에는 수온 조절기(8)가 설치되어 제1관로(10)로 흐르는 물을 물 펌프(4)측으로 공급하거나 라디에이터(6)측으로 공급할 수 있도록 된다.

제2도는 상기한 수온 조절기(8)의 측면도로서, 엔진의 고정부품에 설치되는 캡(12)과, 이 캡이 고정되는 케이싱(14)과, 이 케이싱(14)의 내측으로 위치하는 스핀들(16)을 포함하여 이루어진다.

상기한 스핀들(16)은 펠렛(18)내측으로 위치하고 있는데, 이 펠렛의 내측면과 스핀들(16)을 감싸는 슬리브(20)와의 사이에 열에 의해 팽창하는 통상이 왁스재(22)가 수용되어 있다. (제3도 참조)

상기한 펠렛(18)은 상부에 외측으로 확개된 플랜지(24)를 갖고 있는데, 이 플랜지(24)에 시이트(26)가 걸려져 밸브관(28)이 스프링(30)의 탄성력으로 폐변상태를 유지할 수 있도록 되어 있다.

그리고 상기한 스핀들(16)에는 상측으로 개구된 벤트(32)가 길이방향으로 뚫려져 있는데, 이 벤트(32)의 아래측에는 측방으로 개구되는 포트(34)가 형성되어 있다.

이와 같이 이루어지는 본 고안의 수온 조절기는, 냉각수의 온도가 낮은 상태에서는 왁스재(22)가 수축한 상태를 유지하게 되므로 제3도 가)의 상태를 유지하게 된다.

즉 스핀들(16)이 가장 아래측으로 위치한 상태를 유지하게 되는데, 이러한 상태에서는 제2도에 도시한 바와 같이 스프링(30)의 탄성력에 의해 밸브판(28)이 캡(12)이 밀착되므로 냉각수가 바이패스되지 못한다.

이러한 상태는 제1도에서 볼때 엔진(2)측에서 나오는 냉각수가 수온 조절기(8)에서 물 펌프(4)축으로 이동하는 상태로 라디에이터(6)측으로는 냉각수가 흐르지 않게 된다.

따라서 냉각수의 온도가 빠르게 상승될 수 있는데, 냉각수의 온도가 일정한 온도에 이르게 되면, 제3b도에 도시한 바와 같이 왁스재(22)가 팽창하면서 스핀들(16)을 상방으로 밀어 올리게 된다.

이러한 작용으로 스핀들(16)과 접촉된 캡(12)은 제2도에서 볼때 상방으로 힘을 받지만, 이 캡(12)은 고정물체에 설치되는 관계로 실질적으로 펠렛(18)이 하강하는 상태가 된다.

그 결과 펠렛(18)의 플랜지(24)가 하강하면서 밸브판(28)을 함께 이동시키게 되므로 이 밸브판이 캡(12)으로부터 떨어지면서 그 사이로 냉각수가 흐르게 된다.

이러한 상태에서는 엔지(2)측으로부터 나오는 냉각수가 수온 조절기(8)를 경유하여 라디에이터(6)측으로 흐르는 상태이다.

그러나 이러한 작용이 반복적으로 냉각수의 온도에 따라 이루어지게 되는데, 이러한 작용이 이루어지는 동안에 실질적으로 슬리브(20)의 내측으로 냉각수의 유입이 일어나게 된다.

따라서 스핀들(16)과 함께 미량의 냉각수가 슬리브(20)내에 위치하게 되므로 제3b도의 상태에서 a도의 상태로 바뀔 때 스핀들(16)의 하강에 반력으로 작용하게 된다.

종래에는 이러한 반력에 의해 스핀들(16)의 복귀상태가 지연되는 문제점이 있어 냉각수의 온도가 너무 낮아지는 문제점이 야기되었는데, 본 고안은 이러한 냉각수의 반력이 스핀들(16)의 뚫려진 포트(34)를 통하여 벤트(32)로 나갈 수 있도록 하기 때문에 스핀들(16)의 복원이 신속하게 이루어질 수 있다.

제4도의 그래프는 이러한 스핀들의 히스테리시스를 비교하여 나타낸 것으로서, X축이 냉각수의 온도를 나타내고 Y축이 스핀들의 양정으로 나타낸다.

이 그래프에 의하면 라인(L3)를 따라 스핀들(16)이 상승하면서 개변작용이 이루어지게 되는데, 종래에는 스핀들(16)의 하강이 반력을 받게 되므로 라인(L1)을 따라 하강하게 되므로 스핀들의 실질적인 하강시간이 짧아지고 있음을 알 수 있다.

즉 히스테리시스가 줄어들고 있음을 알 수 있는데, 이러한 것은 응답성이 단축되므로 냉각수온에 민감한 밸브판의 개폐로 엔진의 냉각을 최적의 상태로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 왁스재의 팽창으로 스핀들을 밀어 올림으로서 러버재의 밸브판을 개변 또는 폐변시키는 차량용 수온 조절기에 있어서, 상기한 스핀들(16)에 길이방향으로 벤트(32)를 형성하고 이 벤트의 하단부에서 측방으로 포트(34)를 형성한 것을 특징으로 하는 차량용 수온 조절기.