KR20030030703A

KR20030030703A - 라디에이터 캡

Info

Publication number: KR20030030703A
Application number: KR1020010062975A
Authority: KR
Inventors: 김성택
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-04-18
Also published as: KR100489116B1

Abstract

본 발명은 라디에이터 내의 냉각수가 고열일 때에는 작업자가 라디이에터 캡을 개방하려고 하더라도 열리지 않게 하므로서 고열의 냉각수에 의해 작업자가 부상을 당하는 것을 방지하기 위한 라디에이터 캡에 관한 것으로,

라디에이터의 냉각수 압력을 조절하기 위해서 내측에 형성된 압력밸브 및 부압밸브가 스프링으로 탄력지지되는 라디에이터 캡에 있어서,

핸들의 하측으로 제1스프링에 의해 탄력지지되어지되, 상부에는 압력실이 형성되고, 하부에는 밸브실이 형성되어지되, 일측에는 상기 압력실과 밸브실을 잇는 압력게이트가 형성되고, 다른 일측에는 상기 밸브실의 측면에 부압게이트가 관통형성되고, 상기 부압게이트의 상부에 고압게이트가 형성되는 바디와;

일단은 상기한 압력실의 외측으로 돌출형성되고, 다른 일단에는 피스톤이 일체로 형성된 채로 상기 압력실의 내측에 수용되어지되, 상기한 피스톤은 제2스프링에 의해 탄력지지되고, 상기한 압력실의 압력상승에 따라 상기 제2스프링을 압축하며 외측으로 슬라이딩되는 스톱퍼와;

상기한 밸브실의 내측에 제3스프링에 의해 탄력지지되어지되, 일측에는 바디의 압력게이트와 연결되기 위한 상온유로가 형성되고, 타측에는 상기한 바디의 부압게이트와 연결되기 위한 부압유로가 형성되며, 상기 부압유로의 옆으로 상기 바디의 고압게이트와 연결되기 위한 고압유로가 형성되는 압력밸브와;

상기한 압력밸브의 하측면에 형성되는 부압실에 제4스프링에 의해 탄력지지되는 부압밸브; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

라디에이터 캡{Radiator cap}

본 발명은 라디에이터 캡에 관한 것으로, 보다 상세하게는 라디에이터 내의 냉각수가 고열일 때에는 작업자가 라디이에터 캡을 개방하려고 하더라도 열리지 않게 하므로서 고열의 냉각수에 의해 작업자가 부상을 당하는 것을 방지하기 위한 라디에이터 캡에 관한 것이다.

일반적으로 라디에이터는 차량의 엔진에서 가열된 냉각수를 냉각하는 장치로서, 큰 방열 면적을 가지고 있고, 대량의 물을 받아 들이는 일종의 탱크이다.

라디에이터는 상부탱크, 라디에이터 코어, 하부탱크로 구성되어 있으며, 상부탱크에는 라디에이터 캡, 오버플로우 파이프, 입구파이프가 있고, 하부탱크에는 출구파이프와 드레인 콕이 부착되어 있다.

상기한 라디에이터 캡은 라디에이터의 냉각 효율을 좋게 하기 위한 것으로,냉각수의 비등점을 높게 하기 위한 것이다.

라디에이터 캡은 라디에이터의 내부를 밀폐하여 온도가 높아지면 물이 팽창하여 수면위의 공기를 압축하기 때문에 압력이 가해져, 냉각수가 100℃ 이상이 되어도 비등하지 않고 외부공기와의 온도차이가 커지게 된다.

도 8과 도 9는 상기한 라디에이터 캡을 도시한 것으로서, 라디에이터(10) 상부에 장착된 라디에이터 캡(11)의 내부에는 압력밸브(12)와 진공밸브(13)가 형성되어 있다.

압력밸브(12)는 도 8과 같이 엔진의 운전 중에 냉각계통 안에 생긴 압력을 유지하고 냉각수가 110~120℃ 정도 되어 냉각수 회로 전체가 가압되면, 상기 압력밸브(12)가 열려서 오버플로우 파이프(14)를 통해 보조탱크 측으로 배출되어 라디에이터(10) 안은 언제나 일정한 압력을 유지하게 된다.

그리고 부압밸브(13)는 도 9와 같이 엔진의 온도가 내려가 라디에이터(10) 내부의 압력이 대기압보다 낮아졌을 때는, 즉시 보조탱크에 들어 있는 냉각수가 상기 부압밸브(13)를 거쳐 라디에이터(10)로 들어가서 부압을 해소하게 된다.

그리고 상기한 라디에이터(10)에 저장된 냉각수는 엔진의 고열에 의해서 증발하게 되므로서 운전자는 정기적으로 라디에이터(10)의 냉각수량을 점검하고, 냉각수가 부족하게 되면 적정량을 보충해 주어야 한다.

그런데 운전자가 라디에이터(10)에 냉각수를 보충하기 위해서 라디에이터 캡(11)을 여는 과정에서 고열의 냉각수가 분출되어 작업자가 화상 등의 부상을 입게 되는 경우가 종종 발생하였다.

그래서 종래에는 상기와 같은 불의의 사고가 발생되는 것을 방지하기 위해서 라디에이터 캡(11)의 상면에 "뜨거울 때는 열지 말것" 이라는 경고레이블이 부착되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같이 라디에이터 캡 상면에 붙은 경고레이블에도 불구하고, 대부분의 운전자가 냉각수가 고열인 경우에도 라디에이터 캡을 열어 불의의 사고를 당하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 라디에이터 내의 냉각수가 고열일 때에는 작업자가 라디이에터 캡을 개방하려고 하더라도 열리지 않게 하므로서 고열의 냉각수에 의해 작업자가 부상을 당하는 것을 방지하기 위한 라디에이터 캡을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

도 1은 본 발명에 의해 형성된 라디에이터 캡을 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 의한 라디에이터 캡의 주요부인 압력밸브의 저면도.

도 3은 도 1의 A-A선 단면도.

도 4는 도 1의 A-B선 단면도.

도 5 내지 도 7은 본 발명에 의한 라디에이터 캡의 작동상태도로서,

도 5는 라디에이터 캡에 부압이 작용할 때이며,

도 6은 라디에이터 내의 냉각수의 온도가 고온이 되었을 때이며,

도 7은 라디에이터에 고압이 발생되었을 경우의 도면.

도 8 내지 도 9는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 라디에이터 캡 21 : 핸들

22 : 제1스프링 30 : 바디

31 : 압력실 32 : 밸브실

33 : 압력게이트 34 : 부압게이트

35 : 고압게이트 36 : 피스톤

37 : 스톱퍼 38 : 제2스프링

39 : 제3스프링 40 : 압력밸브

41 : 상온유로 42 : 부압유로

43 : 고압유로 44 : 부압실

45 : 제 4스프링 46 : 부압밸브

47 : 냉각수 리턴유로 50 : 라디에이터

51 : 네크 52 : 걸림턱

60 : 실링 70 : 패널

이하, 본 발명의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 라디에이터 캡을 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에 의한 라디에이터 캡의 주요부인 압력밸브의 저면도이며, 도 3은 도 1의 A-A선 단면도이고, 도 4는 도 1의 A-B선 단면도이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명에 의한 라디에이터 캡의 작동상태도로서, 도 5는 라디에이터 캡에 부압이 작용할 때이며, 도 6은 라디에이터 내의 냉각수의 온도가 고온이 되었을 때이며, 도 7은 라디에이터에 고압이 발생되었을 경우를 도시한 것이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의한 라디에이터 캡을 도시한 것이고, 도면부호 30은 라디에이터 캡의 바디를 지시하는 것이고, 도면부호 40은 본 발명에 따른 압력밸브를 지시하는 것이다.

상기한 라디에이터 캡(20)의 핸들(21)은 손으로 잡고 회전시킬 때에 손에서 미끄러짐이 방지되도록 대략 원형으로 형성되며, 그 하측 내부에는 제1스프링(22)으로 탄력지지되는 바디(30)가 부착된다.

상기한 바디(30)의 상부에는 압력실(31)이 형성되고, 하부에는 밸브실(32)이 형성되어지는데, 상기한 바디(30)의 일측에는 상기 압력실(31)과 밸브실(32)를 잇는 압력게이트(33)가 형성되어지고, 다른 일측에는 상기 밸브실(32)의 측면에 부압게이트(34)가 관통형성되어진다.

바디(30)의 하측단에는 냉각수가 누설되지 않도록 실링(60)이 형성되는데, 상기한 바디(30)의 하측단의 단면형상은 후크형상으로 외주연이 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기한 바디(30)의 압력실(31)에는 스톱퍼(37)가 여러개 수용되는데, 상기 스톱퍼(37)의 일단은 상기한 압력실(31)의 외측으로 돌출되고, 다른 일단에는 피스톤(36)이 일체로 형성된다. 상기 피스톤(36)과 압력실(31)의 내측벽 사이에는 제2스프링(38)이 개재되어 상기 스톱퍼(37)가 탄력지지되어진다.

또한, 상기한 바디(30)의 밸브실(32)에는 압력밸브(40)가 수용되는데, 상기한 압력밸브(40)는 밸브실(32) 내측에 개재되는 제3스프링(39)에 의해 탄력지지된다. 상기 압력밸브(40)의 일측에는 상기 바디(30)의 압력게이트(33)와 연결되기 위한 상온유로(41)가 형성되고, 타측에는 상기한 바디(30)의 부압게이트(34)와 연결되기 위한 부압유로(42)가 형성되고, 상기 부압유로(42)의 옆으로는 상기 바디(30)의 고압게이트(35)와 연결되기 위한 고압유로(43)가 형성된다.

특히, 상기한 부압유로(42)는 상기한 부압실(44)과 압력밸브(40)의 일측면이 관통되도록 형성된다. 또한 상기 고압유로(43)는 압력밸브(40)의 하측면돠 일측면을 관통하여 "ㄱ"자 형상으로 형성된다.

그리고 상기한 상온유로(41)의 상측에는 압력실(31)로 상승되었을 냉각수가 라디에이터(50)의 내부압력이 하강할 경우에, 냉각수가 다시 귀환되도록 하기 위한 냉각수 리턴 유로(47)가 형성된다.

또한, 상기한 압력밸브(40)의 하측면에는 부압실(44)이 형성된다. 상기한 부압실(44)에는 제4스프링(45)이 수용되어지고, 상기 제4스프링(45)의 하부 끝단에는 상기 부압실(44)를 개폐하기 위한 부압밸브(46)가 부착된다.

또한, 상기한 압력밸브(40)가 장착되는 밸브실(32)의 내측에는 압력을 완충하기 위한 가이드 패널(70)이 제 5스프링(71)에 의해 탄력지지된다. 상기 가이드 패널(70)의 중앙부에는 커다란 구멍이 형성되는 것이 바람직하다.

상기한 라디에이터(50)의 네크(51) 내측면, 즉 상기한 스톱퍼(37)가 위치되는 네크(51)의 내측면에는 걸림턱(52)가 돌출형성되는데, 상기 걸림턱(52)은 환형으로 형성될 수도 있으며, 부분적인 호형으로 형성될 수 있다. 상기 걸림턱(52)은 라디에이터(50) 내의 압력이 상승될 경우 상기한 스톱퍼(37)가 양측으로 벌어지게 되는데, 이때 상기 스톱퍼(37)가 걸리게 되어 라디에이터 캡(20)이 개방되지 않도록 하기 위한 것이다. 또한, 상기한 네크(51)의 일측에는 오버플로우(Over flow)되는 냉각수가 리저버 탱크로 흐르도록 하기 위한 오버플로우 파이프(53)가 형성된다.

이상과 같이 구성되는 라디에이터 캡의 작동을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

엔진이 가동되면 라디에이터(50)의 내부는 엔진에서 뜨거워진 냉각수에 의해서 압력이 증가하게 되는데, 라디에이터 캡(20)이 이 압력을 적절하게 조절하게 된다.

그런데, 운전자가 라디에이터(50) 내의 냉각수량을 점검하거나 냉각수를 보충하기 위해서는 라디에이터 캡(20)을 회전시켜 열어야만 한다.

종래에는 엔진시동이 꺼진 직후에 라디에이터 캡을 열게 되면 냉각수의 압력에 의해 뜨거운 냉각수가 분출되어 작업자가 화상을 입을 수도 있었는데, 본 발명에 의한 라디에이터 캡(20)은 라디에이터(20) 내의 냉각수가 일정온도 이상이 되면 스톱퍼(37)가 돌출되어 걸림턱(52)에 걸리게 되어 열리지 않게 된다.

즉, 라디에이터(50) 내의 냉각수가 일정온도 이상이 되면 그 압력에 의해 도 6에서와 같이 압력밸브(40)가 상승되고, 상온유로(41)와 압력게이트(33)가 연통되므로서 상기한 압력실(31)로 압력이 전달된다. 따라서 피스톤(36)은 외측으로 밀리게 되고, 스톱퍼(37)가 외측으로 밀리어 걸림턱(52)에 걸리게 되므로서 라디에이터 캡(20)의 개방이 방지된다.

그리고 라디에이터(50) 내의 압력이 계속 상승되어 고압으로 되면, 상기한 압력밸브(40)는 도 7과 같이 상승되고, 고압유로(43)와 고압게이트(35)가 연통되므로서 상기한 오버플로우 파이프(53)를 통해 넘치는 냉각수는 리저버탱크로 흐르게 된다.

따라서 상기와 같이 라디에이터(50)의 내부 압력이 일정압력 이상일 경우에는 작업자가 라디에이터 캡(20)을 개방하려하여도 개방되지 않는다.

그리고 라디에이터(50)의 압력이 저압으로 상기한 라디에이터 캡(20)에 부압이 형성되는 경우에는 도 5와 같이 압력밸브(30)는 최하측으로 하강된 상태를 유지하게 되고, 부압밸브(46)는 하측으로 개방되므로서 부압유로(42)와 부압게이트(35) 연통된다. 따라서 상기한 부압실(44)을 통해 리저버 탱크내의 냉각수 및 압력실로 상승되었던 냉각수가 라디에이터로 유입된다.

따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명은 라디에이터 내의 냉각구가 고열일 때에는 작업자가 라디에이터 캡을 개방하려고 하더라도 스톱퍼가 네크의 걸림턱에 걸리게 되어 열리지 않게 되므로서 고열의 냉각수에 의해 작업자가 부상을 당하는 불상사가 방지될 뿐만 아니라, 라디에이터 내부에 부압이 걸리는 상태, 냉각수의 온도가 상승되는 상태, 라디에이터의 내부에 고압이 발생되는 상태 등에 따라서 라디에이터의 내부 압력이 적절하게 조절되는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims

라디에이터의 냉각수 압력을 조절하기 위해서 내측에 형성된 압력밸브 및 부압밸브가 스프링으로 탄력지지되는 라디에이터 캡에 있어서,

핸들(21)의 하측으로 제1스프링(22)에 의해 탄력지지되어지되, 상부에는 압력실(31)이 형성되고, 하부에는 밸브실(32)이 형성되어지되, 일측에는 상기 압력실(31)과 밸브실(32)을 잇는 압력게이트(33)가 형성되고, 다른 일측에는 상기 밸브실(32)의 측면에 부압게이트(34)가 관통형성되고, 상기 부압게이트(34)의 상부에 고압게이트(35)가 형성되는 바디(30)와;

일단은 상기한 압력실(31)의 외측으로 돌출형성되고, 다른 일단에는 피스톤(36)이 일체로 형성된 채로 상기 압력실(31)의 내측에 수용되어지되, 상기한 피스톤(36)은 제2스프링(38)에 의해 탄력지지되고, 상기한 압력실(31)의 압력상승에 따라 상기 제2스프링(38)을 압축하며 외측으로 슬라이딩되는 스톱퍼(37)와;

상기한 밸브실(32)의 내측에 제3스프링(39)에 의해 탄력지지되어지되, 일측에는 바디(30)의 압력게이트(33)와 연결되기 위한 상온유로(41)가 형성되고, 타측에는 상기한 바디(30)의 부압게이트(34)와 연결되기 위한 부압유로(42)가 형성되며, 상기 부압유로(42)의 옆으로 상기 바디(30)의 고압게이트(35)와 연결되기 위한 고압유로(43)가 형성되는 압력밸브(40)와;

상기한 압력밸브(40)의 하측면에 형성되는 부압실(44)에 제4스프링(45)에 의해 탄력지지되는 부압밸브(46); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 라디에이터 캡.
제 1 항에 있어서,

상기한 스톱퍼(37)가 위치되는 라디에이터(50) 네크(51)의 내측으로는 걸림턱(52)이 돌출형성되어, 라디에이터(50)의 압력이 높을 경우 상기한 스톱퍼(37)가 걸리게 되는 것을 특징으로 하는 라디에이터 캡.
제 1 항에 있어서,

상기한 바디(30)의 하측단에는 냉각수가 누수되지 않도록 하기 위한 실링(60)이 형성되는 것을 라디에이터 캡.
제 1 항에 있어서,

상기한 압력밸브(40)가 장착되는 밸브실(32)의 내측에는 압력을 완충하기 위한 가이드 패널(70)이 제5스프링(71)에 의해 탄력지지되는 것을 특징으로 하는 라디에이터 캡.
제 1 항에 있어서,

상기한 상온유로(41)의 상측에는 압력실(31)로 상승되었던 냉각수가 라디에이터의 압력이 하강할 경우에, 냉각수가 다시 귀환되도록 하기 위한 냉각수 리턴 유로(47)가 형성되는 것을 특징으로 하는 라디에이터 캡.
제 1 항에 있어서,

상기한 고압유로(43)는 압력밸브(40)의 하측면과 일측면을 관통하여 "ㄱ"자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 라디에이터 캡.
제 1 항에 있어서,

상기한 부압유로(42)는 상기한 부압실(44)과 압력밸브(40)의 일측이 관통되어 형성되는 것을 특징으로 하는 라디에이터 캡.