KR20200073565A - 엔진 냉각시스템의 써모스탯 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진과 라디에이터(Radiator) 간에 구비되며, 상기 엔진으로부터 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와, 라디에이터 측 유출구가 형성된 하우징, 상기 하우징 내에 구비되며, 왁스(wax)의 일 측에 연결되어 상기 왁스의 체적 변화에 의해 상기 라디에이터 측 유출구를 개폐하는 메인 밸브 및 상기 왁스의 타 측에 연결되어, 상기 왁스에 열원을 공급하는 히팅부를 포함하는 엔진 냉각시스템의 써모스탯으로서, 본 발명에 의하면, 개변 또는 폐변 제어를 위한 히터의 유동 저항에 의해 냉각수 유량을 감소시키지 않다.

Description

엔진 냉각시스템의 써모스탯{THERMOSTAT FOR AN ENGINE COOLING SYSTEM}

본 발명은 엔진 냉각시스템에 구성되어 냉각수 온도에 따라 개변 또는 폐변되는 써모스탯에 관한 것이다.

써모스탯(Thermostat)은 도 1과 같은 엔진의 냉각시스템에 적용되어 설정된 냉각수 온도에 따라 개변 또는 폐변 제어된다.

즉, 써모스탯은 엔진 내부를 순환하는 바이패스(By-pass) 유량과 라디에이터(Radiator) 유량을 제어한다.

써모스탯 중 기계식 써모스탯은 엔진의 조건 및 환경 인자를 고려한 가변 제어가 불가능하고, 전자식 써모스탯은 엔진 부하 등의 운전 조건 및 환경 인자에 따라 개변 또는 폐변을 조정하여 냉각수 유량을 제어할 수 있다.

즉, 전자식 써모스탯은 고부하 조건에서는 엔진의 내구성에 문제가 없도록 냉각수 온도를 제어하고, 저부하 영역에서는 엔진 연비 및 성능 향상을 고려하여 냉각수를 고온으로 제어하게 된다.

이러한 전자식 써모스탯은 개변 온도를 제어하기 위해 별도의 히터(Heater)가 구비되어 히터 온도에 따라 내부의 왁스(wax)의 체적 변화에 의해 메인 밸브가 냉각수 출구를 개변 또는 폐변하도록 동작된다.

그런데, 종래의 전자식 써모스탯은 구조적으로 복잡하고, 히터가 메인 밸브 상부의 냉각수 출구 측에 구비됨에 따라 유동 저항이 발생하게 되어 냉각수 유량의 감소를 초래할 수가 있었다.

도 2는 종래의 전자식 써모스탯의 유량 감소를 보여주는 것으로서, 써모스탯 히터의 유동 저항으로 인해 라디에이터(Rad.) 유량이 약 5% 감소하는 것을 알 수가 있다.

또한, 히터가 메인 밸브 상부에서 왁스로 연결되므로, 전체적인 길이가 길어지는 구조이고, 냉각수 온도가 비교적 높은 메인 밸브 상부에 위치되므로, 써모스탯의 열림과 닫힘이 반복적으로 작동하게 되면 냉각수의 누수, 진동, 내구 등의 문제가 발생되기 쉬운 구조를 가지고 있다.

이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

한국등록특허공보 제10-1371492호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 개변 또는 폐변 제어를 위한 히터의 유동 저항에 의해 냉각수 유량을 감소시키지 않는 엔진 냉각시스템의 써모스탯을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 엔진 냉각시스템의 써모스탯은, 엔진과 라디에이터(Radiator) 간에 구비되며, 상기 엔진으로부터 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와, 라디에이터 측 유출구가 형성된 하우징, 상기 하우징 내에 구비되며, 왁스(wax)의 일 측에 연결되어 상기 왁스의 체적 변화에 의해 상기 라디에이터 측 유출구를 개폐하는 메인 밸브 및 상기 왁스의 타 측에 연결되어, 상기 왁스에 열원을 공급하는 히팅부를 포함한다.

그리고, 상기 냉각수 유입구 측에 구비되어 유입되는 냉각수의 온도를 감지하는 센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 히팅부는 상기 왁스에 열원을 공급하는 히터 및 상기 히터를 제어하기 위해 상기 히터에 연결되며, 상기 하우징의 외부에 구비되는 커넥터를 포함한다.

그리고, 상기 하우징과 상기 커넥터 사이에는 오-링이 설치되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 하우징에는 상기 냉각수 유입구로 유입된 냉각수를 상기 엔진 측으로 순환시키는 바이패스 유출구가 형성되며, 상기 하우징 내에 구비되며, 상기 왁스(wax)의 체적 변화에 의해 상기 바이패스 유출구를 개폐하는 바이패스 밸브를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 바이패스 밸브는 상기 왁스의 타 측에 배치되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 히터의 일 측은 상기 바이패스 밸브를 관통하여 상기 왁스에 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 엔진 냉각시스템의 써모스탯에 의하면, 히터가 냉각수 유출구 측에 구비되지 않아 히터에 의한 유동 저항이 발생되지 않게 하여 냉각수 유량의 감소를 방지할 수 있다.

그리고, 종래와 같이 길이가 길지 않고 비교적 단순한 구조로 구성될 수 있고, 써모스탯의 반복적으로 작동에도 냉각수의 누수, 진동, 내구 등의 문제를 해소할 수가 있다.

도 1은 엔진 냉각시스템의 일 예를 도시한 것이다.
도 2는 종래의 전자식 써모스탯의 냉각수 유량 감소를 보여주는 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 엔진 냉각시스템의 써모스탯을 개략적으로 도시한 것이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 엔진 냉각시스템의 써모스탯을 개략적으로 도시한 것이다. 이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 엔진 냉각시스템의 써모스탯을 설명하기로 한다.

본 발명의 써모스탯(100)은 도 1과 같은 엔진 냉각시스템의 엔진(Head, Block)과 라디에이터(Radiator) 간 유로 상에 구비되고, 하우징(110) 내 왁스(120)의 체적변화에 의해 브라켓(160)에 의해 지지되는 밸브가 구동됨으로써 냉각수의 경로 및 유량을 제어한다.

하우징(110)에는 냉각수 유입구(111), 바이패스 유출구(112), 라디에이터 측 유출구(113)가 형성된다.

그리고, 메인 밸브(131) 및 바이패스 밸브(132)의 2개의 밸브가 각각 라디에이터 측 유출구(113) 및 바이패스 유출구(112)를 개폐 및 유량 제어하도록 구비된다.

메인 밸브(131)는 라디에이터 측 유출구(113)를 개폐하도록 배치되고, 브라켓(160) 내 왁스(120)의 일 측, 도시상의 상측에 연결되어, 왁스(120)의 체적 변화에 의해서 도시상 상하로 위치 이동함으로써 라디에이터 측 유출구(113)를 개폐한다. 그리고, 브라켓(160) 상에 지지되는 메인 밸브 스프링(151)에 의해서 변화 후 탄성 복원되게 된다.

그리고, 바이패스 밸브(132)는 바이패스 유출구(112)를 개폐하도록 배치되고, 브라켓(160) 내 왁스(120)의 타 측, 도시상 하측에 연결되어, 왁스(120)의 체적 변화에 의해서 도시상 상하로 위치 이동함으로써 바이패스 유출구(112)를 개폐한다. 그리고, 브라켓(160) 하면에 연결된 바이패스 밸브 스프링(152)에 의해서 변화 후 탄성 복원되게 된다.

본 발명의 써모스탯(100)은 엔진 부하 등 운전 조건 및 환경 인자에 의해서 메인 밸브(131) 및 바이패스 밸브(132)에 의한 바이패스 유출구(112) 및 라디에이터 측 유출구(113)로의 냉각수의 순환을 제어하기 위한 전자식 써모스탯으로서, 이를 위해 왁스(120)에 열원을 공급하기 위한 히팅부를 포함한다.

히팅부는 히터(171)와 커넥터(172)를 포함하고, 히터(171)의 제어를 위해 냉각수 유입구(111) 측에는 냉각수 온도를 감지하는 센서(140)가 구비된다.

또한, 본 발명의 히터(171)는 기존에 메인 밸브(131)의 상측인 라디에이터 측 유출구(113)에 구비되던 것과 달리 왁스(171) 타 측, 도시상의 하측에 연결되며, 바이패스 밸브(132) 및 하우징(110)을 관통하여 구비된다.

그리고, 하우징(110)의 외부에 구비되는 커넥터(172)가 히터(171)의 제어를 위해 히터(171)와 전기적으로 연결되고, 하우징(110)의 관통 면 상 하우징(110)과 커넥터(172) 사이에는 오-링(173)이 구성된다.

이러한 히터(171)는 오-링(173) 없이 하우징(110)의 관통 홀에 억지 끼움될 수 있고, 하우징(110)과 일체로 형성될 수도 있다.

따라서, 본 발명에 의한 히터(171)는 라디에이터 측 유출구(113)로의 냉각수 유량을 감소시키지 않으며, 바이패스 유출구(112) 측에 구성되므로 주변 냉각수 온도가 낮아 온도적 측면과 씰링 및 진동 측면에서 보다 유리하며, 유동 저항을 받지 않아 유량 감소가 없도록 한다.

그리고, 기존에 비해 히터(171)의 길이를 짧게 할 수 있으므로, 보다 구조적으로 단순하며 안정적이다.

한편, 냉각시스템 상 바이패스 라인을 필요치 않는 경우에 본 발명의 써모스탯은 바이패스 밸브, 바이패스 밸브 스프링 및 바이패스 유출구가 생략되어 히터가 하우징 외부 커넥터와 연결되도록 구성될 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

110 : 하우징
111 : 냉각수 유입구
112 : 바이패스 유출구
113 : 라디에이터 측 유출구
120 : 왁스
131 : 메인 밸브 132 : 바이패스 밸브
140 : 센서
151 : 메인 밸브 스프링 152 : 바이패스 밸브 스프링
160 : 브라켓
171 : 히터 172 : 커넥터 173 :오-링

Claims (7)

1. 엔진과 라디에이터(Radiator) 간에 구비되며,
   상기 엔진으로부터 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와, 라디에이터 측 유출구가 형성된 하우징;
   상기 하우징 내에 구비되며, 왁스(wax)의 일 측에 연결되어 상기 왁스의 체적 변화에 의해 상기 라디에이터 측 유출구를 개폐하는 메인 밸브; 및
   상기 왁스의 타 측에 연결되어, 상기 왁스에 열원을 공급하는 히팅부를 포함하는,
   엔진 냉각시스템의 써모스탯.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉각수 유입구 측에 구비되어 유입되는 냉각수의 온도를 감지하는 센서를 더 포함하는,
   엔진 냉각시스템의 써모스탯.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 히팅부는,
   상기 왁스에 열원을 공급하는 히터; 및
   상기 히터를 제어하기 위해 상기 히터에 연결되며, 상기 하우징의 외부에 구비되는 커넥터를 포함하는,
   엔진 냉각시스템의 써모스탯.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 하우징과 상기 커넥터 사이에는 오-링이 설치되는 것을 특징으로 하는,
   엔진 냉각시스템의 써모스탯.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징에는 상기 냉각수 유입구로 유입된 냉각수를 상기 엔진 측으로 순환시키는 바이패스 유출구가 형성되며,
   상기 하우징 내에 구비되며, 상기 왁스(wax)의 체적 변화에 의해 상기 바이패스 유출구를 개폐하는 바이패스 밸브를 더 포함하는,
   엔진 냉각시스템의 써모스탯.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 바이패스 밸브는 상기 왁스의 타 측에 배치되는 것을 특징으로 하는,
   엔진 냉각시스템의 써모스탯.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 히터의 일 측은 상기 바이패스 밸브를 관통하여 상기 왁스에 연결되는 것을 특징으로 하는,
   엔진 냉각시스템의 써모스탯.

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