KR200156703Y1 - 차량용 엔진 냉각 장치 - Google Patents

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Abstract

차량 엔진에 형성된 워터 자켓과; 라디에이터와; 상기 워터 자켓과 상기 라디에이터를 상호 연결하는 유입 및 유출 호스와; 팬 조립체와; 냉각수의 순환을 강제하는 펌프와; 리저브 탱크와; 상기 상기 라디에이터와 상기 리저브 탱크를 연결하는 오버플로우 호스;를 포함하는 차량용 엔진 냉각 장치에 있어서, 상기 리저브 탱크안의 저온 냉각수가 상기 라디에이터의 유출 호스를 통해 유동하는 고온 냉각수와 혼합될 수 있도록 상기 리저브 탱크와 상기 라디에이터의 유출 호스를 상호 연결하는 튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진 냉각 장치가 제공된다. 본 고안에 따른 차량용 엔진 냉각 장치는 리저브 탱크내에 있는 저온의 냉각수를 라디에이터의 유출 호스에 선택적으로 배출하여 고온의 냉각수와 혼합할 수 있으므로 보다 효율적이며 신뢰성있는 냉각 작용이 이루어질 수 있다.

Description

차량용 엔진 냉각 장치{Engine cooling machine of vehicle}
본 고안은 차량용 엔진 냉각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 엔진의 과열 현상을 방지할 수 있도록 리저버 탱크내의 냉각수가 라디에이터로 순환될 수 있는 차량용 엔진 냉각 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 차량 엔진내에서 연료가 연소할때 발생하는 열로 인하여 실린더와 피스톤을 포함하는 엔진 구조물 자체가 변형하는 것을 방지할 수 있도록 엔진 냉각 장치가 구비된다. 차량 엔진 냉각 방식으로는 수냉식이 가장 널리 사용되는데, 이것은 펌프를 이용하여 차량 엔진내에 형성된 워터 재킷(water jacket)내로 냉각수를 순환시켜서 엔진을 냉각시키고, 다시 라디에이터로 냉각수를 순환시켜서 냉각수의 열을 외부로 발산하는 방식이다. 라디에이터는 그 일측에 설치된 팬에 의해서 강제되는 공기에 흐름에 의해 냉각된다.
도 1에는 종래 기술에 따른 차량 냉각 장치에 대한 개략적인 사시도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 차량의 엔진(미도시)에 형성된 워터 재킷(water jacket)으로부터 배출되는 냉각수는 라디에이터(11)의 유입 호스(12)를 통해 라디에이터(11)내로 유입된다. 라디에이터(11)는 공지된 바와 같이 열의 수수가 용이하도록 방열 면적이 극대화된 적층 플레이트 구조로 형성되어 있으며, 그 사이 사이에는 휜(fin)이 게재됨으로써 열의 발산을 더욱 용이하게 한다. 또한 라이에이터(11)에 근접하여 팬 조립체(17)가 설치됨으로써, 그에 의해 발생하는 공기의 강제 유동이 라이에이터(11)에서의 열의 발산을 가속시킨다. 라디에이터(11)를 통과함으로써 충분히 냉각된 냉각수는 유출 호스(13)를 통해 엔진의 워터 재킷으로 다시 유입된다.
라디에이터(11)의 상부 일측에는 캡(16)을 결합할 수 있는 캡 시이트(16a)가 형성되며, 시이트(16a)의 일측에는 오버 플로우 호스(14)를 결합할 수 있도록 호스 결합구가 형성되어 있다. 오버 플로우 호스(14)는 리저버 탱크(15)와 연결된다. 캡(16)의 내부에는 라디에이터의 내부 압력에 따라 선택적으로 오버 플로우 호스(14)에 대한 유로를 개방하거나 폐쇄할 수 있도록 팩킹 및 스프링이 설치되어 있다.
도 2는 도 1에 도시된 차량용 엔진 냉각 장치를 개략적인 블록 다이아그램으로 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 엔진(22)의 워터 재킷내에서 순환된 냉각수는 펌프(23)의 작용에 의해 라이에이터(21)의 유입 호스(26)를 통해 라디에이터(21)로 압송된다. 라디에이터(21)에서는 팬(28)에 의해 냉각수와 외기와의 열교환이 이루어진다. 라이에이터(21)에서 냉각된 냉각수는 다시 라디에이터(21)의 유출 호스(25)를 통해 엔진(22)의 워터 재킷으로 유입된다. 리저버 탱크(24)와 라디에이이터(21) 사이에는 오버플로우 호스(27)가 연결되어 있다. 라디에이터(21)내의 냉각수가 고온일때는 냉각수가 팽창하며, 따라서 팽창된 냉각수는 오버플로우 호스(27)를 통해 리저브 탱크(24)로 유입된다. 반대로 라디에이터(21)내의 냉각수가 저온일때는 수축이 일어나며, 따라서 라디에이터(21)의 내부에는 진공이 형성된다. 이때는 리저브 탱크(24)내의 냉각수가 오버플로우 호스(27)를 통해 라디에이터(21)로 유입된다.
위와 같은 구조의 차량용 엔진 냉각 장치는 주위의 온도가 매우 높을때 냉각 성능을 충분히 발휘하지 못한다는 문제점을 가진다. 예를 들면 외기의 온도가 매우 높은 여름철에는 라디에이터와 팬을 이용하여 엔진의 열을 외부로 방출하는데 한계가 있으며, 특히 에어콘을 장시간 사용하는 경우와 같이 엔진 부하가 큰 경우에는 엔진의 열이 급상승하므로 열교환이 곤란해진다. 종래에는 열교환 성능을 향상시키기 위하여 라디에이터의 적층 구조 및 팬의 구조를 개선하는데 주력하였으나, 이에는 한계가 있으며 그 개선 효과도 매우 미미한 것이었다.
본 고안은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 냉각수의 열교환이 신뢰성있게 이루어질 수 있는 차량용 엔진 냉각 장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 리저버 탱크내에 있는 저온의 냉각수를 엔진으로 유입되는 고온의 냉각수와 혼입함으로써 열교환이 이루어질 수 있는 차량용 엔진 냉각 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 일반적인 차량용 엔진 냉각 장치의 개략적인 사시도.
도 2는 종래 기술의 차량용 엔진 냉각 장치에 대한 블록 다이아그램.
도 3은 본 고안에 따른 차량용 엔진 냉각 장치에 대한 블록 다이아그램.
도 4는 본 고안에 포함된 리저브 탱크의 개략적인 단면도.
도 5는 도 3의 원 A 부분에 대한 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
11. 라디에이터 12. 유입 호스
13. 유출 호스 14. 오버플로우 호스
15. 리저브 탱크 16. 라디에이터 캡
41. 리저브 탱크 42. 플로우트
43. 힌지 45. 밸브
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따르면, 차량 엔진에 형성된 워터 자켓과; 라디에이터와; 상기 워터 자켓과 상기 라디에이터를 상호 연결하는 유입 및 유출 호스와; 팬 조립체와; 냉각수의 순환을 강제하는 펌프와; 리저브 탱크와; 상기 상기 라디에이터와 상기 리저브 탱크를 연결하는 오버플로우 호스;를 포함하는 차량용 엔진 냉각 장치에 있어서, 상기 리저브 탱크안의 저온 냉각수가 상기 라디에이터의 유출 호스를 통해 유동하는 고온 냉각수와 혼합될 수 있도록 상기 리저브 탱크와 상기 라디에이터의 유출 호스를 상호 연결하는 튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진 냉각 장치가 제공된다.
본 고안의 다른 특징에 따르면, 상기 리저브 탱크로부터 상기 튜브에 대한 저온 냉각수의 배출을 선택적으로 조절할 수 있도록, 상기 리저브 탱크내에 힌지 가능하게 설치된 플로우트와; 상기 리저브 탱크내의 냉각수량이 소정량 이상일 경우에만 개방될 수 있도록 상기 플로우트와 연계된 밸브를 구비한다.
본 고안의 다른 특징에 따르면, 상기 라디에이터의 유출 호스에는 유로 단면적이 상기 유출 호스의 단면적보다 작은 벤튜리 부분이 형성되며, 상기 튜브는 상기 벤튜리 부분에 연결된다.
이하 본 고안을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3에는 본 고안에 따른 차량용 엔진 냉각 장치를 개략적으로 도시한 블록 다이어그램이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 엔진(32)의 워터 재킷내에서 순환된 냉각수는 펌프(33)의 작용에 의해 라이에이터(31)의 유입 호스(36)를 통해 라디에이터(31)로 압송된다. 라디에이터(31)에서는 팬(38)에 의해 냉각수와 외기와의 열교환이 이루어진다. 라이에이터(31)에서 냉각된 냉각수는 다시 라디에이터(31)의 유출 호스(35)를 통해 엔진(32)의 워터 재킷으로 유입된다. 리저버 탱크(34)와 라디에이이터(31) 사이에는 오버플로우 호스(37)가 연결되어 있다. 라디에이터(31)내의 냉각수가 고온일때는 냉각수가 팽창하며, 따라서 팽창된 냉각수는 오버플로우 호스(37)를 통해 리저브 탱크(34)로 유입된다. 반대로 라디에이터(31)내의 냉각수가 저온일때는 수축이 일어나며, 따라서 라디에이터(31)의 내부에는 진공이 형성된다. 이때는 리저브 탱크(34)내의 냉각수가 오버플로우 호스(37)를 통해 라디에이터(31)로 유입된다.
본 고안의 특징에 따르면, 리저브 탱크(34)와 라디에이터(31)의 유출 호스(35)는 튜브(39)를 통해서 연결된다. 리저브 탱크(34)내에 있는 냉각수는 라디에이터(31)와 엔진(32)의 워터 재킷(32)을 통해 유동하는 냉각수보다 저온 상태를 유지하므로, 이러한 저온의 냉각수를 튜브(39)를 통해 선택적으로 유출 호스(35)에 배출시킴으로써 고온의 냉각수와 혼합하고, 그로 인하여 고온 상태의 냉각수 온도를 저하시키는 효과를 얻을 수 있도록 하는 것이다.
도 4에 도시된 것은 본 고안에 따른 리저브 탱크의 일 실시예로서, 이것은 선택적으로 리저브 탱크내의 냉각수를 유출시킬 수 있는 플로우트 밸브 구조를 가진다.
도면을 참조하면, 리저브 탱크(41)의 상부에는 오버플로우 호스(47)가 연결되며, 측면에는 튜브(46)가 연결될 수 있는 배출구가 형성된다. 튜브(46)는 위에서 설명한 바와 같이 라디에이터(31)의 유출 호스(35)에 연결된다. 리저브 탱크(41)의 배출구를 선택적으로 개폐할 수 있도록, 리저브 탱크(41)의 내부에는 플로우트(42)에 의해 개폐될 수 있는 밸브(45)가 설치되어 있다. 플로우트(42)는 리저브 탱크(41)의 일측에 힌지되어 있으므로, 리저브 탱크(41)내의 냉각수 수위에 따라 그 부양 높이가 달라진다. 밸브(45)는 플로우트(42)에 연결되어 있으므로, 플로우트(42)의 부양 높이에 따라 리저브 탱크(41)의 배출구를 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 예를 들면, 오버플로우 호스(47)를 통해 유입된 냉각수의 양이 소정 수위를 넘으면 플로우트(42)가 떠올라서 시계 방향으로 회전하게 되고, 그에 따라 밸브(45)가 개방된다. 반대로 리저브 탱크(41)내에 있는 냉각수의 수위가 소정 수위에 미달하면 플로우트(42)는 반시계 방향으로 회전하므로 밸브(45)는 폐쇄된다. 따라서 리저브 탱크(41)내에 있는 냉각수가 소정양 이상인 경우에만 리저브 탱크(34)안의 냉각수가 배출될 수 있다.
도 5는 도 3에서 원 A 로 표시된 튜브(39)와 라디에이터 유출 호스(35) 사이의 연결 부분을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도면을 참조하면, 라이에이터 유출 호스(35)에는 벤튜리 부분(51)이 형성되어 있으며, 튜브(38)는 벤튜리 부분(51)에 연결된다. 벤튜리 부분(51)은 유로의 단면적이 유출 호스(35)의 유로 단면적보다 작게 형성된다. 벤튜리 부분(51)에서는 유속이 증가하고 압력이 낮아지기 때문에, 리저브 탱크(34, 도 3)로부터 연장되는 튜브(39)를 통해서 흐르는 냉각수가 유출 호스(35)로 유입되는 동력을 제공할 수 있다. 즉, 대기압이 작용하는 리저브 탱크(34)의 압력보다 벤튜리 부분(41)에서의 압력이 더 낮을 경우, 리저브 탱크(34)내의 냉각수를 빨아들이는 효과를 제공하는 것이다. 따라서 도 4를 참고하여 설명된 바와 같이 리저브 탱크(34)내의 냉각수의 양이 충분하면 플로우트(42)의 작용으로 밸브(45)가 개방되고, 벤튜리 부분(51)의 흡인력에 의해 저온의 냉각수가 유출 호스(35)로 유출될 수 있다. 이후에 리저브 탱크(34)안의 냉각수가 소정량 이하로 유출되면, 플로우트(42)의 작용에 의해 밸브(45)가 폐쇄된다. 이와 같이 리저브 탱크(34)내측의 상대적으로 저온인 냉각수가 라디에이터(31)를 통해 순환하는 고온의 냉각수와 혼합되므로 냉각수의 온도를 낮출 수 있다.
본 고안에 따른 차량용 엔진 냉각 장치는 리저브 탱크내에 있는 저온의 냉각수를 라디에이터의 유출 호스에 선택적으로 배출하여 고온의 냉각수와 혼합할 수 있으므로 보다 효율적이며 신뢰성있는 냉각 작용이 이루어질 수 있다. 이러한 냉각 장치는 특히 외기의 온도가 높은 여름철이나 기온이 항상 높은 열대 지방에서 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
본 고안은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 차량 엔진에 형성된 워터 자켓과; 라디에이터와; 상기 워터 자켓과 상기 라디에이터를 상호 연결하는 유입 및 유출 호스와; 팬 조립체와; 냉각수의 순환을 강제하는 펌프와; 리저브 탱크와; 상기 상기 라디에이터와 상기 리저브 탱크를 연결하는 오버플로우 호스;를 포함하는 차량용 엔진 냉각 장치에 있어서,
    상기 리저브 탱크안의 저온 냉각수가 상기 라디에이터의 유출 호스를 통해 유동하는 고온 냉각수와 혼합될 수 있도록 상기 리저브 탱크와 상기 라디에이터의 유출 호스를 상호 연결하는 튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진 냉각 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리저브 탱크로부터 상기 튜브에 대한 저온 냉각수의 배출을 선택적으로 조절할 수 있도록, 상기 리저브 탱크내에 힌지 가능하게 설치된 플로우트와; 상기 리저브 탱크내의 냉각수량이 소정량 이상일 경우에만 개방될 수 있도록 상기 플로우트와 연계된 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진 냉각 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 라디에이터의 유출 호스에는 유로 단면적이 상기 유출 호스의 단면적보다 작은 벤튜리 부분이 형성되며, 상기 튜브는 상기 벤튜리 부분에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진 냉각 장치.
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