KR20020049224A - 서모스탯 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 냉각수의 오버슈트를 방지하여 유해 배기 가스 저감, 엔진 내구성 증대, 연비 향상을 실현하는 서모스탯 시스템을 제공하는 데 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 서모스탯 시스템은 냉각수의 온도에 따라 열 팽창하는 왁스의 팽창력과 이 팽창력에 대항하는 탄성부재의 탄성력에 의하여 플랜지로부터 개폐되는 밸브를 포함하며, 상기 밸브에는 왁스가 탄성부재의 탄성력을 극복하여 밸브를 개방하기 전에 먼저 엔진에서 라디에이터로 냉각수를 공급할 수 있도록 개폐되는 밸브 수단이 구비된다.

Description

서모스탯 시스템{THERMOSTAT SYSTEM}

본 발명은 서모스탯 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉각수의 오버슈트를 방지하여 유해 배기 가스 저감, 엔진 내구성 증대, 연비 향상을 실현하는 서모스탯 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 엔진에는 엔진을 냉각시키기 위한 냉각장치가 구비된다. 이 냉각장치에는 고온의 냉각수를 저온의 냉각수로 변환시키는 라디에이터, 라디에이터와 엔진 사이의 냉각수 흐름을 제어하는 서모스탯 시스템이 있다.

이 서모스탯 시스템은 초기 시동시에는 엔진에서 라디에이터로의 냉각수 흐름을 차단하여 엔진이 빨리 난기 상태로 진입할 수 있도록 냉각수를 엔진으로 바이패스시킨다.

이러한 서모스탯 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각수의 온도에 따라 열 팽창하는 왁스(1)와 이 왁스(1)의 팽창력에 대항하는 스프링(3)에 의하여 개폐되는 플랜지(5)와 밸브(7)로 구성된다.

따라서 고온의 냉각수가 유입되면 왁스(1)의 팽창력이 스프링(3)의 탄성력을 극복하므로, 밸브(7)는 도 2에 도시된 바와 같이 플랜지(5)부터 하강하여 개방된다.

이때 밸브(7)의 응답 지연으로 인하여, 냉각수의 온도는 도 3에 도시된 바와 같이 시간이 지남에 따라 적정온도를 넘어서게 된다. 이를 오버슈트(a) 현상이라 한다.

상기와 같은 서모스탯 시스템은 밸브의 응답 지연에 따른 냉각수의 오버슈트 현상으로 인하여 유해 배기 가스 증가, 엔진 내구성 저하, 그리고 연비 저하를 발생시키는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉각수의 오버슈트를 방지하여 유해 배기 가스 저감, 엔진 내구성 증대, 연비 향상을 실현하는 서모스탯 시스템을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래기술에 따른 서모스탯 시스템의 단면도이다.

도 2는 도 1의 밸브 개방 상태를 도시한 부분 단면도이다.

도 3은 도 1의 밸브 개방에 따른 시간의 변화에 대한 냉각수의 온도 변화를 도시한 그래프이다.

도 4는 본 발명에 따른 서모스탯 시스템에서 밸브의 평면도이다.

도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 서모스탯 시스템은,

냉각수의 온도에 따라 열 팽창하는 왁스의 팽창력과 이 팽창력에 대항하는 탄성부재의 탄성력에 의하여 플랜지로부터 개폐되는 밸브를 포함하며,

상기 밸브에는,

상기 왁스가 상기 탄성부재의 탄성력을 극복하여 상기 밸브를 개방하기 전에 먼저 엔진에서 라디에이터로 냉각수를 공급할 수 있도록 개폐되는 밸브 수단이 구비됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의하여 보다 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 서모스탯 시스템에서 밸브의 평면도이고, 도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면도로서, 냉각수의 온도에 따라 열 팽창하는 왁스(1)의 팽창력과 이 팽창력에 대항하는 탄성부재(3)의 탄성력에 의하여 플랜지(5)로부터 개폐되는 밸브(7)를 포함하여 구성된다.

왁스(1)의 하측에는 엔진(미도시)으로부터 고온의 냉각수가 공급되고, 플랜지(5)와 밸브(7)의 상측에는 이 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(미도시)가 연결된다.

밸브(7)를 제외한 다른 부분, 즉, 왁스(1), 탄성부재(3), 플랜지(5) 등의 구성은 종래와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 밸브(7)에는 밸브 수단(9)이 구비된다. 이 밸브 수단(9)는 냉각수의 오버슈트를 방지하기 위한 것으로 다양한 구성이 가능하며, 본 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에서는 왁스(1)가 탄성부재(3)의 탄성력을 극복하여 밸브(7)를 개방하기 전에 먼저 엔진에서 라디에이터로 냉각수를 공급할 수 있는 개폐 구조를 가지는 밸브 수단(9)을 예시한다.

즉, 밸브 수단(9)은 제1,2홀(11,13), 다른 밸브(15), 그리고 다른 왁스(17)를 포함하여 구성된다.

제1홀(11)은 밸브(7)에 형성된다. 제2홀(13)은 다른 밸브(15)에 형성된다. 이들 제1,2밸브(11,13)는 직접 연결되지 않도록 서로 어긋나게 형성된다. 따라서 제1,2홀(11,13)은 임의 적으로 연결되지 않도록 배치된다.

다른 왁스(17)는 밸브(7)와 다른 밸브(15)사이에 개재된다. 이 다른 왁스(17)는 냉각수의 온도에 따라 상기 왁스(1)보다 낮은 온도에서 열 팽창하여, 제1,2홀(11,13)의 연결을 단속할 수 있도록 구성된다.

즉, 다른 왁스(17)가 열 팽창하면 밸브(7) 상에서 다른 밸브(15)가 승강하도록 설치된다. 이 다른 왁스(17)는 상기 왁스(1) 및 탄성부재(3)와는 무관하게 작용한다.

그리고 제1홀(11) 주위에는 제1,2홀(11,13) 사이의 기밀을 유지하는 오링(19)이 설치된다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 서모스탯 시스템의 작동을 설명한다.

엔진 기동으로 냉각수는 왁스(1)에 작용한다. 왁스(1)는 냉각수가 일정한 온도에 이를 때까지 탄성부재(3)의 탄성력을 극복하지 못하여 밸브(7)를 개방시키지못한다.

이러함에도 불구하고 냉각수가 적정 온도에 이르게 된다. 이때 냉각수가 다른 왁스(17)에도 작용한다.

이 다른 왁스(17)는 상기 왁스(1)보다 낮은 온도에서 열 팽창하여 다른 밸브(15)를 개방시킨다.

따라서 밸브(7)의 제1홀(11)과 다른 밸브(15)의 제2홀(13)이 서로 연결되어 냉각수는 라디에이터(미도시)로 공급된다. 따라서 냉각수는 라디에이터(미도시)에서 충분히 냉각된 후 엔진으로 재 공급되어 냉각수의 오버슈트를 방지할 수 있다.

이때에도 왁스(1)는 탄성부재(3)에 의하여 밸브(7)를 개방시키지 않고 있다. 그 후, 냉각수의 온도가 더욱 상승하게 되면 왁스(1)가 열 팽창하여 탄성부재(3)의 탄성력을 극복하고 밸브(7)를 개방시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 서모스탯 시스템은 왁스와 탄성부재에 의하여 개폐되는 밸브에 별도의 밸브 수단을 구비하여 밸브가 개방되기 전에 먼저 밸브 수단이 개방되므로 엔진에서 라디에이터로 냉각수를 공급할 수 있다.

따라서 본 발명의 서모스탯 시스템은 밸브의 빠른 응답으로 냉각수의 오버슈트 현상을 방지하므로 유해 배기 가스 저감, 엔진 내구성 증대, 그리고 연비 향상을 실현할 수 있다.

Claims (3)

1. 냉각수의 온도에 따라 열 팽창하는 왁스의 팽창력과 이 팽창력에 대항하는 탄성부재의 탄성력에 의하여 플랜지로부터 개폐되는 밸브를 포함하는 서모스탯 시스템에 있어서,

   상기 밸브에는,

   상기 왁스가 상기 탄성부재의 탄성력을 극복하여 상기 밸브를 개방하기 전에 먼저 엔진에서 라디에이터로 냉각수를 공급할 수 있도록 개폐되는 밸브 수단이 구비됨을 특징으로 하는 서모스탯 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 밸브 수단은,

   상기 밸브에 형성된 제1홀,

   상기 제1홀과 어긋나게 형성된 제2홀을 형성한 다른 밸브,

   상기 다른 밸브와 상기 밸브 사이에 개재되어, 냉각수의 온도에 따라 상기 왁스보다 낮은 온도에서 열 팽창하여, 상기 제1,2홀의 연결을 단속하는 다른 왁스를 포함하는 서모스탯 시스템.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 밸브의 제1홀 주위에는,

   제1,2홀 사이의 기밀을 유지하는 오링이 설치됨을 특징으로 하는 서모스탯 시스템.