KR20130063926A

KR20130063926A - 차량용 라디에이터

Info

Publication number: KR20130063926A
Application number: KR1020110130552A
Authority: KR
Inventors: 김재연
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2013-06-17
Also published as: CN103147838B; KR101283887B1; US9057318B2; CN103147838A; JP6058293B2; DE102012105646A1; DE102012105646B4; JP2013120055A; US20130146261A1

Abstract

차량용 라디에이터가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라디에이터는 냉각수가 유입되는 인렛탱크와, 냉각수가 배출되는 아웃렛 탱크가 상호간에 소정간격으로 이격되게 배치되며, 다수개의 튜브와 방열핀으로 구성되어 상기 튜브를 통해 유동되는 냉각수와 외기의 열교환이 이루어지고, 상기 인렛탱크와 아웃렛 탱크의 길이방향 내측을 상호 연결하여 장착되는 열교환부를 포함하는 차량용 라디에이터에 있어서, 상기 인렛탱크와 연결되며, 기포가 분리된 냉각수를 상기 열교환부에 공급하도록 엔진으로부터 배출된 냉각수의 내부에 포함된 기포를 분리하고, 분리된 기포를 리저브 탱크로 계속해서 배출시키는 기포분리유닛을 더 포함한다.

Description

차량용 라디에이터{RADIATOR FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 라디에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진으로부터 배출되는 냉각수의 내부에 포함된 기포를 분리시킨 상태로 내부로 유입시키도록 하여 냉각수의 냉각효율을 향상시키도록 하는 차량용 라디에이터에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 엔진 실린더 내에 연료와 공기의 혼합기를 분사하여 피스톤의 압축에 의한 폭발력을 구동바퀴로 전달하여 진행하는 바, 상기와 같이 폭발에 의한 출력을 얻는 엔진은 폭발에 의한 고열을 식히기 위해 워터자켓과 같은 냉각장치를 갖게 되고, 상기 워터자켓을 순환한 냉각수를 다시 식혀주는 기능을 라디에이터가 수행한다.

이와 같은 기능을 갖는 라디에이터는 냉각 방식에 따라 공랭식과 수냉식으로 구분되고, 구성형식에 따라 크로스플로우(Cross-Flow) 및 다운플로우(Down-Flow) 라디에이터로 구분된다.

상기 공랭식은 외기에 의해서 냉각되는 형식으로서, 소형엔진을 비롯해 가장 보편적으로 사용되는 냉각방식이며, 수냉식은 대형엔진에 사용되는 것으로 별도의 냉각수를 이용하여 라디에이터를 식히는 방식이다.

상기 구성형식에 의한 구분인 크로스플로우 및 다운플로우 라디에이터는 냉각수의 흐름방향에 따라 결정되는 것으로서, 종래 기술에 따른 라디에이터는 냉각수가 유입 및 배출되는 인렛 및 아웃렛 탱크가 이격되게 배치되고, 인렛 및 아웃렛 탱크의 사이를 상호 연결하는 튜브가 적층되게 장착되어 냉각수가 유동되며, 외기와의 열교환을 통해 유동되는 냉각수를 냉각시키는 구조로 구성된다.

여기서, 크로스플로우 타입의 라디에이터는 인렛 및 아웃렛 탱크가 좌, 우측에 배치되어 튜브가 횡방향으로 적층되게 장착됨으로써, 냉각수가 횡방향으로 순환하면서 냉각되는 방식이다.

그리고 다운플로우 타입의 라디에이터는 인렛 및 아웃렛 탱크가 상, 하로 배치되어 각 탱크 사이를 연결하는 튜브가 세로방향으로 적층되게 장착됨으로써, 냉각수가 상하방향으로 순환하면서 냉각되는 방식이다.

이와 같이 구성되는 라디에이터는 주행 중 유입되는 차가운 외기와 냉각수가 열교환되도록 보통 차량의 엔진룸 내부에서 전방을 향하여 배치된다.

그러나 상기와 같은 종래의 라디에이터는 엔진을 냉각시킨 후 배출되는 냉각수 내부에 기포가 용해되어 있는 경우, 내부에 열전달 계수가 작은 기포가 포함된 상태로 냉각수가 유동함에 따라, 냉각수 순환경로 상에 일정부피를 차지하는 동시에, 열교환 성능이 저하됨으로써, 라디에이터의 냉각효율이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 라디에이터의 냉각효율이 저하될 경우에는 냉각수를 요구되는 온도로 냉각시키지 못한 상태로 엔진에 공급함으로써, 엔진을 적절히 냉각할 수 없게 되어 차량의 전체적인 냉각성능이 저하되는 단점도 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 엔진으로부터 배출되는 냉각수의 내부에 포함된 기포를 분리시켜 리저브 탱크로 계속해서 배출함으로써, 냉각수에 포함된 기포에 의해 열교환부를 통과하는 냉각수의 유동저항이 증가되는 것을 방지하고, 전체적인 냉각효율을 향상시키도록 하는 차량용 라디에이터를 제공하고자 한다.

또한, 냉각수의 냉각효율을 향상시켜 냉각수를 요구온도까지 냉각시킴으로써, 용량의 증대 없이도 엔진의 냉각성능을 향상시킬 수 있고, 전체적인 크기의 축소가 가능하여 제작원가 절감 및 엔진룸 내부의 공간 활용성을 향상시키도록 하는 차량용 라디에이터를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라디에이터는 냉각수가 유입되는 인렛탱크와, 냉각수가 배출되는 아웃렛 탱크가 상호간에 소정간격으로 이격되게 배치되며, 다수개의 튜브와 방열핀으로 구성되어 상기 튜브를 통해 유동되는 냉각수와 외기의 열교환이 이루어지고, 상기 인렛탱크와 아웃렛 탱크의 길이방향 내측을 상호 연결하여 장착되는 열교환부를 포함하는 차량용 라디에이터에 있어서, 상기 인렛탱크와 연결되며, 기포가 분리된 냉각수를 상기 열교환부에 공급하도록 엔진으로부터 배출된 냉각수의 내부에 포함된 기포를 분리하고, 분리된 기포를 리저브 탱크로 계속해서 배출시키는 기포분리유닛을 더 포함한다.

상기 기포분리유닛은 상단과 하단이 폐쇄되고, 일측에 연결호스를 통해 엔진과 연결되는 유입포트가 형성되고, 타측에 상기 인렛탱크에 형성된 유입구에 연결되는 배출포트가 각각 형성되는 메인바디; 상기 유입포트의 내주면에 형성되어 냉각수의 유입 시, 냉각수에 포함된 기포가 분리되도록 냉각수에 회전을 유도하여 소용돌이를 발생시키는 기포 석출부; 및 상기 메인바디의 상부 일측에 형성되어 상기 리저브 탱크와 연결되며, 상기 기포 석출부를 통해 냉각수로부터 분리된 기포를 상기 리저브 탱크로 배출시키는 기포 배출포트로 이루어질 수 있다.

상기 기포 석출부는 상기 유입포트의 내주면 상에 나선 형상의 스파이럴(Spiral) 홈으로 형성될 수 있다.

상기 유입포트와 배출포트는 상기 메인바디의 상부와 하부에 각각 단차지게 위치될 수 있다.

상기 배출포트는 상기 유입포트가 형성된 일측을 기준으로 상기 메인바디의 이웃하는 타측에 형성될 수 있다.

상기 인렛탱크는 상부에 상기 리저브 탱크로부터 냉각수가 보충되는 냉각수 보충포트가 일체로 형성될 수 있다.

상기 기포분리유닛은 상기 인렛탱크의 상부 일측에 일체로 형성되며, 엔진으로부터 연결호스를 통해 연결되어 냉각수가 유입되는 유입포트; 상기 유입포트에 구비되어 상기 유입포트로 냉각수의 유입 시, 냉각수에 포함된 기포가 분리되도록 냉각수에 회전을 유도하여 소용돌이를 발생시키는 기포 석출부; 상기 인렛탱크의 상단으로부터 돌출 형성되어 상단이 폐쇄되는 연장부; 상기 연장부의 상부 일측에 형성되어 상기 리저브 탱크와 연결되고, 상기 기포 석출부를 통해 냉각수로부터 분리된 기포를 상기 리저브 탱크로 배출하는 기포 배출포트; 및 상기 기포 배출포트로부터 이격된 상기 연장부의 하부 일측에 형성되며, 상기 인렛탱크의 내부에 냉각수를 보충하도록 상기 리저브 탱크와 연결되어 냉각수가 보충되는 냉각수 보충포트를 포함할 수 있다.

상기 기포 석출부는 상기 유입포트에 삽입된 상태로 상기 유입포트의 내주면에 고정되는 원통 형상의 삽입바디; 및 상기 삽입바디의 내주면에 길이방향을 따라 일체로 형성되는 스파이럴 홈으로 이루어질 수 있다.

상기 리저브 탱크는 상기 엔진과 연결될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라디에이터에 의하면, 엔진으로부터 배출되는 냉각수의 내부에 포함된 기포를 분리시켜 리저브 탱크로 계속해서 배출함으로써, 냉각수에 포함된 기포에 의해 열교환부를 통과하는 냉각수의 유동저항이 증가되는 것을 방지하고, 전체적인 냉각효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라디에이터는 냉각수의 냉각효율을 향상시켜 냉각수를 요구온도까지 냉각시킴으로써, 라디에이터의 용량의 증대 없이도 엔진의 냉각성능을 향상시킬 수 있고, 전체적인 크기의 축소가 가능하여 제작원가 절감 및 엔진룸 내부의 공간 활용성을 향상시키는 효과도 있다.

또한, 본 실시예에서는 냉각수에 포함된 기포를 분리시킨 상태로 냉각수만 라디에이터의 내부로 유입시킴으로써, 라디에이터 내부의 공기 유입량을 줄여 열전달계수를 낮추는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 라디에이터의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 라디에이터에 적용되는 기포 분리유닛의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 라디에이터의 작동 상태도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 라이데이터의 작동 상태도이다.
도 5는 도 4의 A부분에 대한 확대 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기포 분리유닛의 작동 상태도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 라디에이터에 적용되는 기포 석출부의 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 라디에이터의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 라디에이터에 적용되는 기포 분리유닛의 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 라디에이터(100)는 엔진(103)으로부터 배출되는 냉각수의 내부에 포함된 기포를 분리시켜 리저브 탱크(105)로 계속해서 배출함으로써, 냉각수에 포함된 기포에 의해 열교환부(130)를 통과하는 냉각수의 유동저항이 증가되는 것을 방지하고, 전체적인 냉각효율을 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라디에이터(100)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 기본적으로, 인렛탱크(110), 아웃렛 탱크(120), 및 열교환부(130)로 구성된다.

먼저, 냉각수가 유입되는 상기 인렛탱크(110)는 냉각수가 배출되는 아웃렛 탱크(120)와 상호간에 소정간격으로 이격되게 배치된다.

그리고 상기 인렛탱크(110)와 아웃렛 탱크(120)의 사이에는 상기 열교환부(130)가 상기 인렛탱크(110)와 아웃렛 탱크(120)의 길이방향 내측을 상호 연결하여 장착된다.

상기 열교환부(130)는 다수개의 튜브(131)와 방열핀(133)으로 구성되어 상기 튜브(131)를 통해 유동되는 냉각수와 외기의 열교환이 이루어진다.

여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 라디에이터(100)는 상기 인렛탱크(110)와 연결되며, 기포가 분리된 냉각수를 상기 열교환부(130)에 공급하도록 엔진(103)으로부터 배출된 냉각수의 내부에 포함된 기포를 분리하고, 분리된 기포를 리저브 탱크(105)로 계속해서 배출시키는 기포분리유닛(140)을 더 포함한다.

한편, 상기 리저브 탱크(105)는 엔진(103)과 연결되며, 엔진(103)의 내부압력과 같은 압력을 유지하게 된다.

본 실시예에서, 상기 기포분리유닛(140)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 메인바디(141), 기포 석출부(144), 및 기포 배출포트(145)를 포함하여 구성되며, 이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 메인바디(141)는 상단과 하단이 폐쇄되며, 일측에 연결호스(107)를 통해 엔진(103)과 연결되는 유입포트(142)가 형성되고, 타측에 상기 인렛탱크(110)에 형성된 유입구(111)에 연결되는 배출포트(143)가 각각 형성된다.

여기서, 상기 유입포트(142)와 배출포트(143)는 상기 메인바디(141)의 상부와 하부에 각각 단차지게 위치된다.

또한, 상기 배출포트(143)는 상기 유입포트(142)가 형성된 일측을 기준으로 상기 메인바디(141)의 이웃하는 일측면에 형성될 수 있다.

이러한 메인바디(141)는 상, 하단이 폐쇄된 원통 형상으로 형성될 수 있다.

그리고 상기 기포 석출부(144)는 상기 유입포트(142)의 내주면에 형성되어 냉각수의 유입 시, 냉각수에 포함된 기포가 분리되도록 냉각수에 회전을 유도하여 원심력에 의한 소용돌이를 발생시키게 된다.

이러한 기포 석출부(144)는 상기 유입포트(142)의 내주면 상에 나선 형상의 스파이럴(Spiral) 홈으로 형성될 수 있다.

즉, 상기 기포 석출부(144)는 냉각수가 유입될 경우, 나선 형상으로 형성된 스파이럴 홈의 내주면을 따라 냉각수가 회전되도록 유도하게 된다.

그러면, 냉각수는 상기 기포 석출부(144)의 내주면을 따라 회전되면서 상기 기포 석출부(144)의 길이방향 중심으로 원심력에 의해 소용돌이를 발생시키게 되며, 이 때, 기포는 소용돌이의 중심으로 집중되면서 냉각수로부터 분리되는 것이다.

여기서, 기포가 분리된 냉각수는 상기 유입포트(142)를 통과한 후, 기포 석출부(144)가 형성되지 않은 상기 메인바디(141)의 내부로 유입되면서 원심력이 약해져 회전이 멈추게 된다.

본 실시예에서, 상기 기포 배출포트(145)는 상기 유입포트(142)의 상부에서 상기 메인바디(141)의 일측에 형성되어 상기 리저브 탱크(105)와 연결되며, 상기 기포 석출부(144)를 통해 냉각수로부터 분리된 기포를 리저브 탱크(105)로 배출시키게 된다.

즉, 기포가 분리된 냉각수는 상기 메인바디(141)의 내부에서 원심력이 약해지면서 상기 유입포트(142)보다 하부에 단차지게 형성된 상기 배출포트(143)를 통해 배출되고, 냉각수보다 자중이 작은 분리된 기포는 메인바디(141)의 상부로 이동하여 기포 배출포트(145)를 통해 리저브 탱크(105)로 배출되는 것이다.

이 때, 상기 리저브 탱크(105)는 그 내부압력이 엔진(103)의 내부압력과 동일함에 따라, 냉각수로부터 분리된 기포의 압력에 비해 낮게 형성된다.

따라서, 상기 메인바디(141)의 내부에서 분리된 기포는 기포 배출포트(145)를 통하여 계속해서 리저브 탱크(105)의 상측 빈 공간으로 배출된다.

한편, 본 실시예에서, 상기 인렛탱크(110)는 상부에 상기 리저브 탱크(105)로부터 냉각수가 보충되는 냉각수 보충포트(113)가 일체로 형성된다.

이러한 냉각수 보충포트(113)는 상기 인렛탱크(110)의 내부에 냉각수가 부족할 경우, 상기 리저브 탱크(105)로부터 배출되는 냉각수가 유입되어 인렛탱크(110) 내부에 냉각수를 보충하도록 상기 리저브 탱크(205)의 하부와 연결된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 라디에이터(100)의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기포 분리유닛의 작동 상태도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 라디에이터(100)는 엔진(103)을 냉각시킨 냉각수가 연결호스(107)를 통해 상기 메인바디(141)의 유입포트(142)로 유입된다.

그러면, 냉각수는 상기 유입포트(142)에 형성된 스파이럴 홈 형상의 상기 기포 석출부(144)에 의해 회전되면서 메인바디(141)의 내부로 유입된다.

이에 따라, 냉각수는 상기 기포 석출부(144)의 내주면을 따라 회전되면서 기포 석출부(144)의 길이방향 중심으로 원심력에 의한 소용돌이를 발생시키게 되며, 이 때, 기포는 소용돌이의 중심으로 집중되면서 냉각수로부터 분리된다.

그런 후, 냉각수는 상기 유입포트(142)를 통과하여 메인바디(141)의 내부로 유입되면, 스파이럴 홈 형상의 기포 석출부(144)가 없어짐에 따라, 원심력이 약해지면서 회전이 멈춘 상태로 배출포트(143) 측으로 이동하여 배출된다.

그리고 상기 메인바디(141)의 내부에서 냉각수로부터 분리된 기포는 냉각수에 비해 자중이 작아 상기 메인바디(141)의 상부로 이동하여 기포 배출포트(145)를 통해 리저브 탱크(105)로 배출된다.

이 때, 상기 메인바디(141)의 내부에서 분리된 기포의 압력은 상기 리저브 탱크(105)의 내부압력보다 높게 형성됨으로써, 분리된 기포는 리저브 탱크(105)로 계속해서 배출될 수 있다.

그리고 상기 배출포트(143)를 통해 배출되는 기포가 분리된 냉각수는 연결호스(107)를 통해 연결된 인렛탱크(110)의 유입구(111)로 유입된다.

그런 후, 냉각수는 상기 열교환부(130)를 통과하면서 외기와의 열교환을 통해 냉각된 후, 상기 아웃렛 탱크(120)에 형성된 배출구(121)를 통해 배출되어 다시 엔진으로 공급됨으로써, 엔진(103)을 냉각시키게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 라디에이터(100)를 적용하면, 엔진(103)으로부터 배출되는 냉각수의 내부에 포함된 기포를 분리시켜 리저브 탱크(105)로 계속해서 배출함으로써, 냉각수에 포함된 기포에 의해 열교환부(130)를 통과하는 냉각수의 유동저항이 증가되는 것을 방지하고, 전체적인 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 라디에이터(100)는 냉각수의 냉각효율을 향상시켜 냉각수를 요구온도까지 냉각시킴으로써, 라디에이터(100)의 용량의 증대 없이도 엔진(103)의 냉각성능을 향상시킬 수 있고, 전체적인 크기의 축소가 가능하여 제작원가 절감 및 엔진룸 내부의 공간 활용성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 냉각수에 포함된 기포를 분리시킨 상태로 냉각수만 라디에이터(100)의 내부로 유입시킴으로써, 라디에이터(100) 내부의 공기 유입량을 줄여 열전달계수를 낮출 수 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 라디에이터의 구성도이고, 도 5는 도 4의 A부분에 대한 확대 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 라디에이터(200)는 엔진(203)으로부터 배출되는 냉각수의 내부에 포함된 기포를 분리시켜 리저브 탱크(205)로 계속해서 배출함으로써, 냉각수에 포함된 기포에 의해 열교환부(230)를 통과하는 냉각수의 유동저항이 증가되는 것을 방지하고, 전체적인 냉각효율을 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 라디에이터(200)는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 기본적으로, 인렛탱크(210), 아웃렛 탱크(220), 및 열교환부(230)로 구성된다.

먼저, 냉각수가 유입되는 상기 인렛탱크(210)는 냉각수가 배출되는 아웃렛 탱크(220)와 상호간에 소정간격으로 이격되게 배치된다.

그리고 상기 인렛탱크(210)와 아웃렛 탱크(220)의 사이에는 상기 열교환부(230)가 상기 인렛탱크(210)와 아웃렛 탱크(220)의 길이방향 내측을 상호 연결하여 장착된다.

상기 열교환부(230)는 다수개의 튜브(231)와 방열핀(233)으로 구성되어 상기 튜브(231)를 통해 유동되는 냉각수와 외기의 열교환이 이루어진다.

여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 라디에이터(200)는 상기 인렛탱크(210)와 연결되며, 기포가 분리된 냉각수를 상기 열교환부(230)에 공급하도록 엔진(203)으로부터 배출된 냉각수의 내부에 포함된 기포를 분리하고, 분리된 기포를 리저브 탱크(205)로 계속해서 배출시키는 기포분리유닛(240)을 더 포함한다.

한편, 상기 리저브 탱크(205)는 엔진(203)과 연결되며, 엔진(203)의 내부압력과 같은 압력을 유지하게 된다.

본 실시예에서, 상기 기포분리유닛(240)은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 유입포트(241), 기포 석출부(243), 연장부(245), 기포 배출포트(247) 및 냉각수 보충포트(249)를 포함하여 구성되며, 이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 유입포트(241)는 상기 인렛탱크(210)의 상부 일측에 일체로 형성되며, 엔진(203)으로부터 연결호스(207)를 통해 연결되어 엔진(203)으로부터 배출되는 냉각수를 인렛탱크(210)의 내부로 유입시키게 된다.

본 실시예에서, 상기 기포 석출부(243)는 상기 유입포트(241)에 구비되어 상기 유입포트(241)로 냉각수의 유입 시, 냉각수에 포함된 기포가 분리되도록 냉각수에 회전을 유도하여 원심력에 의한 소용돌이를 발생시키게 된다.

여기서, 상기 기포 석출부(243)는 상기 유입포트(121)의 내주면 상에 나선 형상의 스파이럴(Spiral) 홈으로 형성될 수 있다.

즉, 상기 기포 석출부(243)는 냉각수가 유입될 경우, 나선 형상으로 형성된 스파이럴 홈을 따라 냉각수가 회전되도록 유도하게 된다.

그러면, 냉각수는 상기 기포 석출부(243)의 내주면을 따라 회전되면서 상기 기포 석출부(243)의 길이방향 중심으로 원심력에 의해 소용돌이를 발생시키게 되며, 이 때, 기포는 소용돌이의 중심으로 집중되면서 냉각수로부터 분리되는 것이다.

여기서, 기포가 분리된 냉각수는 상기 유입포트(241)를 통과한 후, 인렛탱크(210)의 내부로 유입되면서, 상기 유입포트(241) 보다 단면적이 큰 인렛탱크(210)의 내부에서 원심력이 약해지면서 회전이 멈추게 된다.

본 실시예에서, 상기 연장부(245)는 상기 인렛탱크(210)의 상단으로부터 돌출 형성되어 상단이 폐쇄된다.

그리고 상기 기포 배출포트(247)는 상기 연장부(245)의 상부 일측에 형성되어 상기 리저브 탱크(205)와 연결되고, 상기 기포 석출부(243)를 통해 냉각수로부터 분리된 기포를 상기 리저브 탱크(205)로 배출시키게 된다.

즉, 기포가 분리된 냉각수는 인렛탱크(210)의 내부로 유입되면서 단면적 차이에 의해 원심력이 약해져 회전이 멈추게 되며, 상기 인렛탱크(210)를 통해 열교환부(230)를 통과하면서 외기와의 열교환을 통해 냉각된다.

이 때, 기포는 상기 기포 석출부(243)를 통과하면서 냉각수의 소용돌이에 집중되면서 냉각수로부터 분리된 후, 냉각수보다 가볍기 때문에 기포 석출부(143)보다 상부에 위치되는 연장부(245)로 이동하여 기포 배출포트(247)를 통해 리저브 탱크(205)로 배출된다.

여기서, 상기 리저브 탱크(205)는 그 내부압력이 엔진(203)의 내부압력과 동일함에 따라, 냉각수로부터 분리된 기포의 압력에 비해 낮게 형성된다.

따라서, 상기 입력포트(241)의 내부에서 분리된 기포는 기포 배출포트(247)를 통하여 계속해서 리저브 탱크(205)의 상측 빈 공간으로 배출된다.

그리고 상기 냉각수 보충포트(249)는 상기 기포 배출포트(247)로부터 이격된 상기 연장부(245)의 하부 일측에 형성되며, 상기 인렛탱크(210)의 내부에 냉각수를 보충하도록 상기 리저브 탱크(205)의 하부와 연결된다.

이러한 냉각수 보충포트(249)는 상기 인렛탱크(210)의 내부에 냉각수가 부족할 경우, 상기 리저브 탱크(205)로부터 배출되는 냉각수가 유입되어 인렛탱크(210) 내부에 냉각수를 보충하게 된다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 라디에이터(200)의 작동을 설명한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 라디에이터의 작동 상태도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 라디에이터(200)는 엔진(203)을 냉각시킨 냉각수가 연결호스(207)를 통해 상기 인렛탱크(210)의 유입포트(241)로 유입된다.

그러면, 냉각수는 상기 유입포트(241)에 형성된 스파이럴 홈 형상의 상기 기포 석출부(243)에 의해 회전되면서 상기 인렛탱크(210)의 내부로 유입된다.

이에 따라, 냉각수는 상기 기포 석출부(243)의 내주면을 따라 회전되면서 상기 기포 석출부(243)의 길이방향 중심으로 원심력에 의한 소용돌이를 발생시키게 되며, 이 때, 기포는 소용돌이의 중앙으로 집중되면서 냉각수로부터 분리된다.

여기서, 냉각수는 상기 유입포트(241)를 통과하여 인렛탱크(210)의 내부로 유입되면, 유입포트(241)보다 단면적이 큰 인렛탱크(210)의 내부에서 원심력이 약해지면서 회전이 멈추게 된다.

이 때, 냉각수로부터 분리된 기포는 냉각수에 비해 자중이 작아 상기 인렛탱크(210)의 내측에서 인렛탱크(210)의 상부에 형성된 연장부(245)로 이동하여 기포 배출포트(247)를 통해 리저브 탱크(205)로 배출된다.

이 때, 상기 연장부(245)의 내부로 이동하는 기포의 압력은 상기 리저브 탱크(205)의 내부압력보다 높게 형성됨으로써, 분리된 기포는 리저브 탱크(205)로 계속해서 배출될 수 있다.

그리고 상기 인렛탱크(210)의 내부로 이동된 기포가 분리된 냉각수는 상기 열교환부(230)를 통과하면서 외기와의 열교환을 통해 냉각된 후, 상기 아웃렛 탱크(220)에 형성된 배출구(221)를 통해 배출되어 다시 엔진으로 공급됨으로써, 엔진(103)을 냉각시키게 된다.

한편, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 라디에이터에 적용되는 기포 석출부의 사시도이다.

즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 라디에이터(200)는 전술한 제2 실시예와 전체적인 구성은 동일하나, 단지 기포 석출부(343)의 구성에 있어서만 차이점이 있다.

이러한 본 발명의 제3 실시예에 따른 기포 석출부(343)는, 도 7에서 도시한 바와 같이, 삽입바디(343a)와 스파이럴 홈(343b)으로 구성된다.

먼저, 상기 삽입바디(343a)는 상기 유입포트(241)에 삽입된 상태로 상기 유입포트(241)의 내주면에 고정된다.

이러한 삽입바디(343a)는 소정의 두께를 갖는 원통 형상의 파이프로 형성될 수 있다.

그리고 상기 스파이럴 홈(343b)은 나선 형상으로 삽입바디(343a)의 내주면에 길이방향을 따라 일체로 형성된다.

즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 기포 석출부(343)는 제2 실시예와는 달리 기포 석출부(343)가 분리 구성되어 상기 인렛탱크(210)의 유입포트(241)에 삽입되어 고정 장착되는 구조로 이루어지며, 그 작동은 전술한 제2 실시예와 동일하므로 이하 상세한 설명은 생략하기로 한다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 제2, 제3 실시예에 따른 차량용 라디에이터(200)를 적용하면, 엔진(203)으로부터 배출되는 냉각수의 내부에 포함된 기포를 분리시켜 리저브 탱크(205)로 계속해서 배출함으로써, 냉각수에 포함된 기포에 의해 열교환부(230)를 통과하는 냉각수의 유동저항이 증가되는 것을 방지하고, 전체적인 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 라디에이터(200)는 냉각수의 냉각효율을 향상시켜 냉각수를 요구온도까지 냉각시킴으로써, 라디에이터(200)의 용량의 증대 없이도 엔진(203)의 냉각성능을 향상시킬 수 있고, 전체적인 크기의 축소가 가능하여 제작원가 절감 및 엔진룸 내부의 공간 활용성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 냉각수에 포함된 기포를 분리시킨 상태로 냉각수만 라디에이터(200)의 내부로 유입시킴으로써, 라디에이터 내부의 공기 유입량을 줄여 열전달계수를 낮출 수 있다.

한편, 본 발명의 제1, 제2, 제3 실시예에 따른 차량용 라디에이터(100, 200)를 설명함에 있어 상기 기포 분리유닛(140, 240)에 포함되는 기포 석출부(144, 243, 343)가 유입포트(142, 241)에 구성되는 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 나선 형상의 스파이럴 홈으로서 형성되는 기포 석출부는 각 유입포트와 연결되는 연결호스(107, 207)의 일단부 내주면에 형성될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100, 200 : 라디에이터 103, 203 : 엔진
105, 205 : 리저브 탱크 107, 207 : 연결호스
110, 210 : 인렛탱크 120, 220 : 아웃렛 탱크
130, 230 : 열교환부 131, 231 : 튜브
133, 233 : 방열핀 140, 240 : 기포 분리유닛
141 : 메인바디 142, 241 : 유입포트
143 : 배출포트 144, 243, 343 : 기포 석출부
145, 247 : 기포 배출포트 113, 249 : 냉각수 보충포트
343a : 삽입바디 343b : 스파이럴 홈

Claims

냉각수가 유입되는 인렛탱크와, 냉각수가 배출되는 아웃렛 탱크가 상호간에 소정간격으로 이격되게 배치되며, 다수개의 튜브와 방열핀으로 구성되어 상기 튜브를 통해 유동되는 냉각수와 외기의 열교환이 이루어지고, 상기 인렛탱크와 아웃렛 탱크의 길이방향 내측을 상호 연결하여 장착되는 열교환부를 포함하는 차량용 라디에이터에 있어서,
상기 인렛탱크와 연결되며, 기포가 분리된 냉각수를 상기 열교환부에 공급하도록 엔진으로부터 배출된 냉각수의 내부에 포함된 기포를 분리하고, 분리된 기포를 리저브 탱크로 계속해서 배출시키는 기포분리유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
제1항에 있어서,
상기 기포분리유닛은
상단과 하단이 폐쇄되고, 일측에 연결호스를 통해 엔진과 연결되는 유입포트가 형성되고, 타측에 상기 인렛탱크에 형성된 유입구에 연결되는 배출포트가 각각 형성되는 메인바디;
상기 유입포트의 내주면에 형성되어 냉각수의 유입 시, 냉각수에 포함된 기포가 분리되도록 냉각수에 회전을 유도하여 소용돌이를 발생시키는 기포 석출부; 및
상기 메인바디의 상부 일측에 형성되어 상기 리저브 탱크와 연결되며, 상기 기포 석출부를 통해 냉각수로부터 분리된 기포를 상기 리저브 탱크로 배출시키는 기포 배출포트;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
제2항에 있어서,
상기 기포 석출부는
상기 유입포트의 내주면 상에 나선 형상의 스파이럴(Spiral) 홈으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
제2항에 있어서,
상기 유입포트와 배출포트는
상기 메인바디의 상부와 하부에 각각 단차지게 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
제2항에 있어서,
상기 배출포트는
상기 유입포트가 형성된 일측을 기준으로 상기 메인바디의 이웃하는 타측에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
제2항에 있어서,
상기 인렛탱크는
상부에 상기 리저브 탱크로부터 냉각수가 보충되는 냉각수 보충포트가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
제1항에 있어서,
상기 기포분리유닛은
상기 인렛탱크의 상부 일측에 일체로 형성되며, 엔진으로부터 연결호스를 통해 연결되어 냉각수가 유입되는 유입포트;
상기 유입포트에 구비되어 상기 유입포트로 냉각수의 유입 시, 냉각수에 포함된 기포가 분리되도록 냉각수에 회전을 유도하여 소용돌이를 발생시키는 기포 석출부;
상기 인렛탱크의 상단으로부터 돌출 형성되어 상단이 폐쇄되는 연장부;
상기 연장부의 상부 일측에 형성되어 상기 리저브 탱크와 연결되고, 상기 기포 석출부를 통해 냉각수로부터 분리된 기포를 상기 리저브 탱크로 배출하는 기포 배출포트; 및
상기 기포 배출포트로부터 이격된 상기 연장부의 하부 일측에 형성되며, 상기 인렛탱크의 내부에 냉각수를 보충하도록 상기 리저브 탱크와 연결되어 냉각수가 보충되는 냉각수 보충포트;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
제7항에 있어서,
상기 기포 석출부는
상기 유입포트의 내주면 상에 나선 형상의 스파이럴(Spiral) 홈으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
제7항에 있어서,
상기 기포 석출부는
상기 유입포트에 삽입된 상태로 상기 유입포트의 내주면에 고정되는 원통 형상의 삽입바디; 및
상기 삽입바디의 내주면에 길이방향을 따라 일체로 형성되는 스파이럴 홈;
으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.
제1항에 있어서,
상기 리저브 탱크는
상기 엔진과 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터.