KR20220145415A - 냉각 시스템 및 그러한 냉각 시스템을 포함하는 차량 - Google Patents

냉각 시스템 및 그러한 냉각 시스템을 포함하는 차량 Download PDF

Info

Publication number
KR20220145415A
KR20220145415A KR1020227035702A KR20227035702A KR20220145415A KR 20220145415 A KR20220145415 A KR 20220145415A KR 1020227035702 A KR1020227035702 A KR 1020227035702A KR 20227035702 A KR20227035702 A KR 20227035702A KR 20220145415 A KR20220145415 A KR 20220145415A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coolant
degassing chamber
cooling circuit
cooling system
outlet
Prior art date
Application number
KR1020227035702A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102684186B1 (ko
Inventor
마틴 모흘린
올라 할
브예른 키레포르스
졸탄 카르도스
Original Assignee
스카니아 씨브이 악티에볼라그
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스카니아 씨브이 악티에볼라그 filed Critical 스카니아 씨브이 악티에볼라그
Publication of KR20220145415A publication Critical patent/KR20220145415A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102684186B1 publication Critical patent/KR102684186B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/02—Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
    • F01P11/028—Deaeration devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00557—Details of ducts or cables
    • B60H1/00571—Details of ducts or cables of liquid ducts, e.g. for coolant liquids or refrigerants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0042—Degasification of liquids modifying the liquid flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0003—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by using heat-exchange surfaces for indirect contact between gases or vapours and the cooling medium
    • B01D5/0006—Coils or serpentines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0057—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes
    • B01D5/006—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes with evaporation or distillation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B60K11/04—Arrangement or mounting of radiators, radiator shutters, or radiator blinds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/02—Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
    • F01P11/029—Expansion reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/20—Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/164—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by varying pump speed
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P2005/105—Using two or more pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2050/00—Applications
    • F01P2050/22—Motor-cars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2050/00—Applications
    • F01P2050/24—Hybrid vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)

Abstract

냉각 시스템은 냉각 회로 내에서 순환하는 냉각제로부터 기포를 분리하기 위해 냉각 회로 내에 탈기 장치(40)가 배치되어 있는 냉각 회로(10)를 포함한다. 탈기 장치는 냉각 회로의 공급 파이프(15)에 연결되어 있는 냉각제 입구(43), 냉각 회로의 냉각제 펌프(12)에 연결된 제1 냉각제 출구(44) 및 스태틱 라인(5)을 통해 팽창 탱크(30)에 연결된 제2 냉각제 출구(45)를 구비하는 탈기실(41)을 포함한다. 탈기실의 단면 치수는 상기 공급 파이프의 단면 치수보다 크다. 제2 냉각제 출구(45)는, 냉각제 입구와 제1 냉각제 출 사이에서 탈기실 내에서의 냉각제 유동이 기포를 탈기실의 종축 방향으로 제2 냉각제 출구(45)로 이동시키도록, 냉각제 입구(43)와 제1 냉각제 출구(44)에 대한 위치에 위치한다.

Description

냉각 시스템 및 그러한 냉각 시스템을 포함하는 차량
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 냉각 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 냉각 시스템을 포함하는 차량에 관한 것이다.
모터 차량에 포함된 차량 부품 중 일부는 냉각 시스템의 냉각 회로에서 순환하는 냉각제에 의해 냉각될 수 있다. 흡수된 열은 냉각 회로에 제공되고, 차량의 전단에 배치된 라디에이터를 통해 순환 냉각제로부터 주변으로 방출될 수 있으며, 여기서 라디에이터를 흐르는 냉각제는 차량이 움직일 때 라디에이터를 향해 취입되는 주변 공기에 의해 냉각된다.
냉각 회로를 순환하는 냉각제에 의해 차량 부품이 냉각될 때, 차량 부품은 냉각제에 열을 발산하고, 이에 따라 냉각제는 가열되고 팽창된다. 냉각 회로에서 냉각제의 총 부피 증가는 원래의 냉각제 부피와 온도 증가에 따라 달라진다. 냉각 회로에서 압력이 지나치게 증가하는 것을 방지하기 위해, 냉각 회로에는 냉각제의 팽창과 관련하여 생성되는 잉여 냉각제 부피를 수용할 수 있는 팽창 탱크가 제공된다. 상술한 유형의 냉각 시스템에서 종래의 팽창 탱크의 또 다른 중요한 기능은, 팽창 탱크에 수용된 냉각제가 팽창 탱크를 떠나기 전에 팽창 탱크에서 탈기될 수 있어야 한다는 것이다. 냉각 회로가 자동차의 팽창 탱크에 연결되는 유형의 기존 냉각 시스템에서는, 냉각 회로로부터 하나 이상의 탈기 라인을 거쳐 팽창 탱크로, 그리고 팽창 탱크로부터 소위 스태틱 라인(static line)을 거쳐 냉각 회로로 다시 냉각제가 지속적으로 소량 흐르게 된다. 팽창 탱크로 유입되는 냉각제에 동반되는 공기는 팽창 탱크 상부의 공기가 채워진 공간에 축적되기 위해 팽창 탱크에 수용된 냉각제 체적의 표면으로 상승하도록 되어 있다. 이로써 팽창 탱크의 냉각제가 탈기된다. 대안으로서, 냉각 시스템은 냉각 회로에서 순환하는 냉각제로부터 기포를 분리하기 위해 냉각 회로에 배열되는 별도의 탈기 장치를 포함할 수 있는데, 여기서 탈기 장치는 탈기 장치 내의 냉각제에서 분리된 기포가 스태틱 라인에서 팽창 탱크로 위쪽으로 이동할 수 있도록 스태틱 라인을 거쳐 팽창 탱크에 연결된다. 후자 유형의 냉각 시스템이 예를 들어 이전에 US 7 395 787 B1에 공지되어 있다.
US 7 395 787 B1에 개시된 유형의 탈기 장치를 사용함으로써, 냉각 회로로부터 냉각 회로에 연결된 팽창 탱크로 냉각제를 흐르게 할 필요없이, 냉각 회로에서 냉각제의 탈기를 달성하는 것이 가능하다. 이는 궁극적으로 냉각 회로에서 팽창 탱크로 냉각제를 공급하기 위해 기존의 탈기 라인을 생략할 수 있음을 의미한다. 이러한 탈기 라인은 비용이 많이 들고 많은 공간을 차지할 수 있으므로, 결과적으로 탈기 라인을 생략할 수 있다는 이점이 있다.
US 7 395 787 B1에 개시된 냉각 시스템에 포함된 탈기 장치는 탈기실을 포함하며, 탈기실의 상부에는 스태틱 라인을 통해 팽창 탱크에 연결된 출구가 제공된다. 탈기실의 단면 크기는 탈기실로 이어지는 냉각제 공급 파이프의 단면 크기보다 실질적으로 커서, 냉각제 흐름이 느려지고 탈기실에서 체류 시간이 증가하여, 궁극적으로는 냉각제 내의 기포가 탈기실에서 탈기실 상단의 출구로 이동한 다음 스태틱 라인을 통해 팽창 탱크로 이동할 기회를 주게 된다.
본 발명의 목적은 적어도 일부 측면에서 개선된 냉각 시스템을 제공하기 위해 전술한 유형의 냉각 시스템에 대해 추가 개발을 달성하는 것이다.
본 발명에 따르면, 전술한 본 발명의 목적은 청구항 1에 정의된 특징을 갖는 냉각 시스템에 의해 달성된다.
본 발명의 냉각 시스템은,
- 냉각 회로;
- 냉각 회로 내에서 냉각제를 순환시키기 위한 냉각제 펌프;
- 냉각제를 축적하기 위한 팽창 탱크; 및
- 냉각 회로 내를 순환하는 냉각제로부터 기포를 분리시키기 위해 냉각 회로내에 배치되어 있는 탈기 장치를 포함하고,
상기 탈기 장치는 스태틱 라인을 통해 팽창 탱크에 연결되어 있고, 탈기실을 포함하되, 상기 탈기실은 냉각제 입구, 제1 냉각제 출구 및 제2 냉각제 출구를 구비하되,
- 냉각제 입구는, 냉각 회로 내를 순환하는 냉각제가 공급 파이프로부터 냉각제 입구를 거쳐 탈기실 내로 흐르게 하기 위해, 냉각 회로의 공급 파이프에 연결되어 있고,
- 제1 냉각제 출구는, 냉각제가 탈기실로부터 이 제1 냉각제 출구를 거쳐 냉각제 펌프로 흐르게 하도록 냉각제 펌프에 연결되어 있고, 냉각제 입구와 제1 냉각제 출구는 탈기실의 종축 방향으로 서로로로부터 이격되어 있고,
- 제2 냉각제 출구는 스태틱 라인을 거쳐 팽창 탱크에 연결되어 있고, 냉각 시스템이 차량에 장착되고, 차량이 수평면 상에 직립 사용 위치에 있을 때, 국부 중력 벡터에 대해 제1 냉각제 출구보다 높은 위치에 위치한다.
탈기실의 단면 치수가 공급 파이프의 단면 치수보다 커서, 공급 파이프를 통해 흐르는 냉각제와 함께 운반되는 기포가 냉각제 입구를 통해 탈기실로 유입된 후, 탈기실 내에서 제2 냉각제 출구로 이동할 수 있게 한다.
본 발명에 따르면, 전술한 제2 냉각제 출구 즉 스태틱 라인을 통해 팽창 탱크에 연결되어 있는 냉각제 출구는, 냉각제 입구와 제1 냉각제 출구 사이의 탈기실 내에서의 냉각제 유동이 탈기실의 종축 방향으로 상기 이동하는 기포를 제1 냉각제 출구로 이동시키도록, 냉각제 입구와 제1 냉각제 출구에 대한 위치에 위치된다. 또한, 제1 냉각제 출구는, 냉각 시스템이 차량에 장착되고, 차량이 수평면 상에 직립 사용 위치에 있을 때, 국부 중력 벡터에 대해 냉각제 입구보다 더 높은 위치에 배치된다.
이에 의해, 탈기실에서 제2 냉각제 출구 쪽으로 이동하는 기포는 탈기실 내에서 냉각제의 흐름과 반대 방향으로 이동할 필요가 없으며, 탈기실 내의 냉각제 흐름은 결과적으로 제2 냉각제 출구를 향한 기포의 이동을 상쇄하지 않을 것이다. 반대로, 탈기실 내의 냉각제 흐름은 탈기실 내에서 기포가 제2 냉각제 출구로 이동하는 것을 촉진하고, 이에 의해 순환하는 냉각제로부터 기포의 효율적인 분리가 탈기실에서 달성될 수 있다. 탈기실 내에서의 냉각제 흐름이 기포의 의도하는 이동 방향으로 향할 때, 탈기실 내에서의 냉각제 유동이 기포에 대해 의도하는 이동 방향과 반대인 경우에 비해, 탈기실 내에서 냉각제의 유동 속도가 클수록 기포를 효율적으로 분리할 수 있다는 것이 판명되었다. 또한, 탈기실 내에서 냉각제 유동이 기포의 의도하는 이동 방향을 향할 때, 탈기실 내에서의 냉각제 유동이 기포의 의도하는 이동 방향과 반대인 경우에 비해, 탈기실과 탈기실로 이어지는 냉각제 공급 파이프의 단면 치수의 더 작은 차이가 필요한 것으로 판명되었다. 이는 결국 탈기실의 단면 치수를 감소시킬 수 있다는 것을 암시하는 것이다. 탈기실과 탈기실로 이어지는 냉각제 공급 파이프 사이의 단면 치수 차이의 감소는 또한 탈기실에 걸친 압력 강하를 감소시키는 유리한 결과를 가져올 것이다. 탈기 장치는 팽창 탱크보다 낮은 위치에 위치하여, 탈기 장치 내의 냉각제에서 분리된 기포가 스태틱 라인에서 팽창 탱크를 향해 위쪽으로 이동할 수 있도록 한다.
또한, 냉각 시스템이 차량에 장착되고, 차량이 수평면에서 직립 사용 위치에 위치할 때 국부 중력 벡터에 대해 냉각제 입구보다 높은 위치에 제1 냉각제 출구를 배치함으로써, 냉각제 흐름은 위쪽으로 향하는 유동 성분, 즉 국부 중력 벡터(gv)에 평행하고 반대 방향을 향하는 유동 성분을 갖는다. 이에 따라서, 탈기실 내의 냉각제 흐름은 기포에 국부 중력 벡터(gv)에 평행하고 반대 방향으로 향하는 벡터 성분을 갖는 힘을 가할 것이다. 따라서 기포는 제2 출구와 스태틱 라인을 향해 위쪽으로 밀려난다. 이것은 냉각제로부터 기포의 분리 및 팽창실로의 기포 배출을 개선할 것이다. 이 효과는 말단 속도가 낮은 작은 기포에서 특히 두드러진다. 이에 의해 효율적인 탈기(deaeration)가 수행될 수 있다.
전술한 탈기 장치에 의해, 냉각 회로의 냉각제는 저비용으로 생산될 수 있는 간단한 구성의 부품을 사용하여 간단하고 효율적인 방식으로 탈기될 수 있다.
냉각제 입구와 제1 냉각제 출구 사이에서 탈기실을 통해 흐르는 냉각제의 유속과 공급 파이프를 통해 흐르는 냉각제의 유속 간의 관계가 1:2 이하, 바람직하게는 1:3 이하가 되도록, 탈기실의 단면 치수가 공급 파이프의 단면 치수보다 많이 큰 것이 바람직하다. 이에 의해, 냉각제 펌프의 적절한 제어에 의해, 탈기실 내 냉각제의 유속이 상기 기포가 탈기실 내에서 탈기실의 제2 냉각제 출구로 이동시키기에 충분히 낮은 동시에, 공급 파이프 내에서의 냉각제의 유속이 이 냉각제가 기포(air bubble)를 공급 파이프를 따라 앞으로 그리고 탈기실 내로 이동할 수 있도록 충분히 높은 방식으로 냉각 회로를 통한 냉각제 흐름을 조정하는 것이 가능하다. 공급 파이프에서 냉각제의 유속이 너무 낮으면, 기포가 공급 파이프에 들러붙을 수 있다. 탈기실에서 냉각제의 유속이 너무 높으면 냉각제가 기포를 제1 냉각제 출구를 통해 탈기실 밖으로 운반할 수 있다. 냉각 회로를 순환하는 냉각제가 지속적으로 탈기되도록 냉각제 펌프가 제어될 수 있다. 그러나, 냉각제 펌프는 대안으로서 탈기가 간헐적으로 또는 특정 경우에만 수행되는 방식으로 냉각 회로의 냉각제 흐름을 조정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 탈기실은 가늘고 긴 형상이고, 그 종축은 수직이 되게 배치되며, 냉각제 입구는 제1 및 제2 냉각제 출구보다 낮은 위치에 위치한다. 이러한 탈기실을 구비한 탈기 장치는 구조가 보다 단순하고, 간단하면서도 비용 효율적으로 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 탈기실은 가늘고 긴 형상이고, 그 종축은 수평방향 평면에 대해 0 내지 90도 각도로, 바람직하게는 > 0도 및 <= 90도, 더 바람직하게는 10 내지 90도 가장 바람직하게는 15 내지 90도의 각도로 경사지게 배치된다. 여기서 수평방향 평면이란 법선이 지배적인 중력 벡터에 평행한 평면을 의미한다. 수평방향 평면에 대해 종축이 0°이상 기울어진 상태로 탈기실을 배치하면, 탈기실 내부에서 기포가 상승하여 탈기실의 경사진 상부 벽면에 부딪히고, 부딪힌 기포가 냉각제 입구와 제1 냉각제 출구 사이의 탈기실 내에서 이 벽면을 따라 냉각제 흐름의 영향으로 제2 냉각제 출구 쪽으로 운반된다. 또한, 매우 낮은 유량에서도 기포의 부력으로 인해 냉각제에서 분리된 기포가 스태틱 라인을 향해 상승한다. 따라서 탈기가 개선되게 된다. 탈기실이 10-90°사이의 경사를 가지면, 대부분의 경우에서, 차량이 하향 경사로 주행하더라도 탈기실이 수평면을 향해 기울어진다. 따라서 차량이 언덕이 많은 지형에서 이동하는 경우에도 전술한 효과가 여전히 유지된다. 15-90°사이의 경사를 가짐으로써, 대부분의 표준 트립에 대해 탈기실이 수평면과 관련하여 기울어지는 것이 보장된다. 이는 냉각 시스템의 탈기가 거의 항상 최적으로 작동하도록 하여, 시스템의 기포로 인한 해로운 영향의 위험을 최소화한다. 기울기는 또한 상향 및 하향 슬로프 모두를 고려하기 위해 10-80° 또는 15-75°일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 냉각제 입구를 통해 탈기실로 유입되는 냉각제를 탈기실의 종축과 실질적으로 평행하게 지향시키게 구성되며, 탈기실 내에서 냉각제 입구 하류에 하나 이상의 유동 안내 부재가 배치되어 있다. 유동 안내 부재는 탈기실 내의 기포에 대해 의도된 이동 방향으로 냉각제 흐름을 안내하여 탈기실에서 기포를 효율적으로 분리한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 탈기실은 냉각 회로의 관련 추가 공급 파이프에 연결된 적어도 하나의 추가 냉각제 입구를 포함하여, 냉각 회로 내를 순환하는 냉각제가 이 추가 공급 파이프로부터 관련 추가 냉각제 입구를 거쳐 탈기실 내로 흐르게 할 수 있다. 탈기실의 단면 치수는 상기 추가 공급 파이프의 단면 치수보다 커서, 이 추가 공급 파이프를 통해 흐르는 냉각제와 함께 운반되는 기포가 관련 추가 냉각제 입구를 통해 탈기실로 유입될 수 있게 하고, 그런 다음 탈기실 내에서 제2 냉각제 출구로 흐르게 할 수 있으며, 이 추가 냉각제 입구는, 추가 냉각제 입구와 제1 냉각제 출구 사이의 탈기실 내에서의 냉각제 유동이 이들 이동하는 기포를 탈기실 종축 방향으로 제2 냉각제 출구로 이동하게 하도록, 제1 및 제2 냉각제 출구와 관련된 위치에 위치한다. 이에 의해, 추가 공급 파이프로부터 냉각제와 함께 탈기실로 이송된 기포는 탈기실 내에서 냉각제로부터 효율적으로 분리될 수 있다.
냉각 시스템이 차량에 장착되고 차량이 수평면에서 직립 사용 위치에 위치될 때, 제1 냉각제 출구는 국부 중력 벡터(gv)에 대해 추가 냉각제 입구보다 더 높은 위치에 배열될 수 있다. 이러한 구성과 관련된 이점은 냉각제 입구 및 제1 냉각제 출구와 관련하여 이미 위에서 논의되었으므로, 간결함을 위해 여기에서 반복하지 않는다.
본 발명의 다른 실시형태는,
- 상기 냉각 회로 및 냉각제 펌프는 냉각 시스템의 제1 냉각 회로 및 제1 냉각제 펌프를 구성하고, 냉각 시스템은 제2 냉각 회로 내에서 냉각제를 순환시키기 위해 제2 냉각 회로와 제2 냉각제 펌프를 포함하고;
- 탈기실에는 추가 냉각제 입구 및 추가 냉각제 출구가 제공되되,
- 추가 냉각제 입구는 제2 냉각 회로의 공급 파이프에 연결되어, 제2 냉각 회로 내를 순환하는 냉각제가 이 추가 냉각제 입구를 통해 탈기실 내로 유동하게 할 수 있고,
- 추가 냉각제 출구는 제2 냉각제 펌프에 연결되어, 탈기실로부터 이 추가 냉각제 출구를 통해 제2 냉각제 펌프로 유동하게 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 탈기실은 두 개의 다른 냉각 회로에서 순환하는 냉각제로부터 기포를 분리하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 탈기실의 단면 치수가 제2 냉각 회로의 상기 공급 파이프의 단면 치수보다 커서 이 공급 파이프를 통해 흐르는 냉각제와 함께 운반되는 기포가 관련 추가 냉각제 입구를 통해 탈기실 내로 유입되게 하고, 그런 다음 탈기실 내에서 제2 냉각제 출구로 이동할 수 있게 하며, 이 추가 냉각제 입구는, 이 추가 냉각제 입구와 이 추가 냉각제 출구 사이의 탈기실 내에서의 냉각제 유동이 탈기실의 종축 방향으로 이동하는 기포를 제2 냉각제 출구로 이동시키도록, 제2 냉각제 출구 및 상기 추가 냉각제 출구에 대한 위치에 위치한다. 이에 의해, 제2 냉각 회로의 공급 파이프로부터 냉각제와 함께 탈기실로 이송된 기포는 탈기실 내의 냉각제로부터 효율적으로 분리될 수 있다. 탈기 장치의 탈기실에 연결되는 냉각 회로의 수는 3개 이상일 수 있다.
제2 냉각제 출구는, 냉각 시스템이 차량에 장착되고 차량이 수평면에서 직립 사용 위치에 위치될 때, 국부 중력 벡터(gv)에 대해 추가 냉각제 입구보다 더 높은 위치에 배열될 수 있다. 이러한 구성과 관련된 이점은 냉각제 입구 및 제1 냉각제 출구와 관련하여 이미 위에서 논의되었으므로 간결함을 위해 여기에서는 반복하지 않는다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 스태틱 라인은 하단부와 상단부를 갖고, 스태틱 라인은 하단부에서 탈기 장치에 연결되며,
- 스태틱 라인은 그 하단부로부터 상단부로 전체 길이를 따라 상향 경사져 있거나 또는
- 스태틱 라인은 서로 연결된 복수의 길이 섹션으로 구성되되, 상기 길이 섹션들은 서로 직렬로 배치되어 있고, 스태틱 라인을 따르는 방향에서 보았을 때 각각이 하단부로부터 상단부를 향해 상향으로 경사진 하나 이상의 제1 길이 섹션 및 하나 이상의 수평방향 제2 길이 섹션으로 구성되어 있다.
이에 의해, 스태틱 라인에는 하향 경사 섹션이 없어서, 기포가 탈기 장치로부터 팽창 탱크 쪽으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 냉각 시스템의 또 다른 유리한 특징은 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명은 또한 청구항 12에 정의된 특징을 갖는 차량에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량의 또 다른 유리한 특징은 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여, 실시 예로 인용된 본 발명의 실시형태에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 냉각 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 냉각 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 냉각 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 냉각 시스템의 개략도이다.
도 5는 도 1의 냉각 시스템에 포함된 탈기 장치를 통한 개략적인 수직 단면도이다.
도 6은 대안적인 변형에 따른 탈기 장치를 통한 개략적인 수직 단면도이다.
도 7은 다른 변형에 따른 탈기 장치를 통한 개략적인 수직 단면도이다.
본 발명의 실시형태에 따른 냉각 시스템(1)이 도 1에 매우 개략적으로 도시되어 있다. 냉각 시스템(1)은 냉각 회로에서 순환하는 냉각제에 의해 적어도 하나의 부품(11)을 냉각하기 위한 냉각 회로(10)를 포함한다. 냉각 회로(10)를 통해 흐르는 냉각제는 바람직하게는 예를 들어 글리콜과 같은 부동 첨가제를 포함하는 물이다. 냉각 회로에서 냉각제를 순환시키기 위해 냉각 회로(10)에 바람직하게는 전기 구동 펌프 형태의 냉각제 펌프(12)가 제공된다. 냉각 시스템(1)은 냉각 회로(10)에서 순환하는 냉각제의 유속을 제어하도록 냉각 시스템(1)에 연결되고 그 작동을 제어하도록 구성된 전자 제어 유닛(2)을 더 포함할 수 있다.
또한, 냉각 회로 내부에서 순환하는 냉각제로부터 열을 제거하기 위해 냉각 회로(10)에 예를 들어 열교환기 형태의 냉각 장치(13)가 제공된다. 냉각 시스템(1)은 예를 들어 하이브리드 또는 완전 전기 자동차의 형태의 자동차(3)에 사용될 수 있으며, 여기서 냉각 장치(13)는 예를 들어 종래의 냉각제 라디에이터와 같은 라디에이터의 형태를 가질 수 있다. 이 경우, 냉각 회로(10)는 예를 들어 차량의 트랙션 모터에 전기 에너지를 공급하기 위한 전기 배터리 또는 한 세트의 전기 배터리와 같은 전기 에너지 저장 장치의 형태의 차량 부품(11)을 냉각하기 위한 냉각 회로일 수 있으며, 또는 상기 전기 에너지 저장 장치와 전기 트랙션 모터 사이의 전기 에너지 흐름을 제어하기 위한, 예를 들어 인버터 및 DC 컨버터와 같은 전력 전자 장치의 형태의 차량 부품을 냉각하기 위한 냉각 회로일 수 있다. 라디에이터(13)를 통해 흐르는 냉각제는 차량(3)이 움직일 때 라디에이터 쪽으로 불어오는 주변 공기에 의해 냉각된다. 차량(3)에는 또한 팬(도시되어 있지 않음)이 제공될 수 있으며, 팬은 필요할 때 라디에이터(13)를 통한 공기 흐름을 생성하기 위해 작동될 수 있다.
냉각 시스템(1)은 냉각제의 축적을 위한 팽창실(31)이 제공된 팽창 탱크(30)를 포함하고, 이 팽창실(31)은 팽창 탱크의 외부 케이싱(32)에 의해 둘러싸여 있다. 팽창 탱크(30)의 상부에는 케이싱(32)에 배치되는 폐쇄 가능한 리필 개구(33)가 제공된다. 냉각 시스템의 보충을 제공하기 위해 이 리필 개구(33)를 통해 팽창실(31) 내로 냉각제가 도입될 수 있다.
리필 개구(33)는 분리 가능한 뚜껑(34)에 의해 폐쇄된다. 또한, 팽창 탱크(31)에는 팽창실(31) 내의 압력을 제한하기 위한 압력 릴리프 밸브 및 리턴 밸브를 포함하는 밸브 장치(도시되지 않음)가 제공된다. 이 밸브 장치는 뚜껑(34) 또는 케이싱(32)에 배치될 수 있다. 압력 릴리프 밸브는, 냉각제 부피 증가로 인해 팽창실(31)의 압력이 압력 릴리프 밸브에 의해 지정된 압력 수준을 초과할 때, 팽창실(31)의 상부로부터 공기 및 냉각제가 유출되도록 한다. 이에 따라서, 압력 릴리프 밸브는 팽창실(31)의 압력이 미리 결정된 압력 수준을 초과할 수 없도록 한다. 리턴 밸브는 냉각제 체적의 감소로 인해 팽창실의 압력이 리턴 밸브에 의해 주어진 압력 레벨보다 낮아질 때 주변으로부터 팽창실(31)의 상부로 공기가 흐르도록 한다.
팽창실(31)은, 팽창실(31)이 냉각 회로(10)로부터 냉각제를 수용할 수 있도록 스태틱 라인(5)을 통해 냉각 회로(10)에 연결된다.
냉각 시스템(1)은 냉각 회로에서 순환하는 냉각제로부터 기포를 분리하기 위해 냉각 회로(10)에 배열된 탈기 장치(40)를 포함하고, 이 탈기 장치(40)는 팽창 탱크(30)보다 낮은 위치에 위치되고, 탈기 장치(40)에서 냉각제로부터 분리된 기포 가 스태틱 라인(5)에서 팽창실(31)을 향해 위쪽으로 이동할 수 있도록 스태틱 라인(5)을 통해 팽창 탱크(30)의 팽창실(31)에 연결되어 있다. 도 1에 예시된 실시형태에서, 스태틱 라인(5)은 팽창 탱크의 케이싱(32)에 제공된 개구(35)를 통해 팽창실(31)에 직접 연결되어 있다.
스태틱 라인(5)은 하단부(5a)와 상단부(5b)를 갖고, 스태틱 라인(5)은 하단부(5a)에서 탈기 장치(40)에 연결된다. 도 1에 도시된 실시형태에서, 스태틱 라인(5)은 그 하단부(5a)에서 상단부(5b)까지 전체 길이를 따라 위쪽으로 경사져 있다. 그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 스태틱 라인(5)은 대안으로서 스태틱 라인을 따른 방향으로 볼 때 각각이 그 하단부에서 상단부를 향해 위쪽으로 경사져 있는 하나 이상의 제1 길이 섹션(6a)과 하나 이상의 수평방향 제2 길이 섹션(6b)의 조합으로 구성될 수 있으며, 여기서 이들 제1 및 제2 길이 섹션(6a, 6b)은 서로 연결되고 서로 직렬로 배열된다.
탈기 장치(40)는 탈기실(41)(도 5 참조)을 포함하며, 탈기실은 케이싱(42)에 의해 둘러싸여 있으며,
- 냉각 회로에서 순환하는 냉각제가 공급 파이프(15)로부터 냉각제 입구(43)를 통해 탈기 챔버(41)로 흐르도록 하기 위해, 냉각 회로(10)의 공급 파이프(15)에 연결된 냉각제 입구(43);
- 탈기실(41)로부터 냉각제 펌프(12)로 냉각제가 흐를 수 있도록 냉각 펌프(12)에 연결된 제1 냉각제 출구(44)로, 냉각제 입구(43)와 제1 냉각제 출구(44)는 탈기실(41)의 길이 방향으로 서로로부터 이격되어 있는, 제1 냉각제 출구(44); 및
- 냉각 시스템이 차량에 장착되고, 차량이 수평면 위에 직립 사용 위치에 위치할 때, 국부 중력 벡터(gv)에 대해 제1 냉각제 출구(44)보다 높은 위치에 위치하고, 스태틱 라인(5)을 통해 팽창실(31)에 연결된 제2 냉각제 출구(45)를 구비한다.
제2 냉각제 출구(45)는 탈기실(41)의 상부에 위치하여, 탈기실 상부로 이동한 기포가 탈기실을 빠져 나와 제2 냉각제 출구(45)를 통해 스태틱 라인(5)으로 유입될 수 있도록 한다. 이에 의해, 냉각 회로(10) 내의 냉각제로부터 기포가 분리 될 수 있다. 제2 냉각제 출구(45)는 탈기실(41)에서 가장 높은 지점에 위치하는 것이 바람직하지만, 그 대안으로 탈기실(41)에서 가장 높은 지점의 약간 아래에 위치할 수도 있다.
탈기실(41)의 단면 치수가 공급 파이프(15)의 단면 치수보다 커서, 탈기실(41) 내에서의 냉각제의 유속이 공급 파이프(15)에서의 냉각제의 유속보다 느리게 탈기실로 이어져서, 기포가 공급 파이프(15)에서 다소 빠른 냉각제 흐름과 함께 운반되고 냉각제 입구(43)를 통해 탈기실(41)로 들어간 후 탈기실(41)에서 제2 냉각제 출구(45)로 이동한다. 탈기실(41) 내에서의 냉각제 흐름이 느려지면, 냉각제가 탈기실에 체류하는 시간이 증가하고, 이는 궁극적으로 냉각제 내의 기포가 탈기실(41)에서 제2 냉각제 출구(45)로 이동할 기회를 제공하게 된다.
냉각제 입구(43)와 제1 냉각제 출구(44) 사이에서 탈기실(41)을 통과하여 흐르는 냉각제의 유속(v1)과 공급 파이프(15)를 통해 흐르는 냉각제의 유속(v2) 사이의 관계가 1:2 이하, 바람직하게는 1:3 이하가 되도록, 탈기실(41)의 단면 치수는 공급 파이프(15)의 단면 치수보다 훨씬 큰 것이 바람직하다.
탈기실(41)은 원통형 형상, 예를 들어 원형 원통형 형상을 가질 수 있지만, 이와는 다르게 임의의 다른 적절한 형상을 가질 수 있다.
전자 제어 유닛(2)은, 냉각 회로(10)를 통해 순환하는 냉각제의 유속이 정상 작동 조건 동안 냉각 회로 내의 냉각제가 연속적으로 탈기되는 값으로 유지되는 방식으로 냉각제 펌프(12)를 제어하도록 구성될 수 있다. 그러나, 전자 제어 유닛(2)은 대안으로서 유속이 간헐적으로 또는 특정 경우에만 냉각 회로(10)에서 냉각제의 효율적인 탈기에 적합한 값으로 설정되는 방식으로 냉각제 펌프(12)를 제어하도록 구성될 수 있다.
제2 냉각제 출구(45)는, 냉각제 입구(43)와 제1 냉각제 출구(44) 사이에서 탈기실(41)을 흐르는 냉각제가 탈기실(41) 내의 기포를 탈기실(41)의 길이방향에서 제2 냉각제 출구(45)를 향해 이동시키도록, 냉각제 입구(43)와 제1 냉각제 출구(44)와 관련된 위치에 위치한다. 따라서, 탈기실(41) 내 기포의 이동 방향은 탈기실(41) 내 냉각제의 유동 방향 및 탈기실(41) 내에서의 냉각제 유동 방향과 일치 하여, 제2 냉각제 출구(45)를 향한 기포의 이동을 촉진하게 된다.
냉각 시스템이 차량에 장착되고, 차량이 수평면에서 직립 사용 위치에 위치될 때, 제1 냉각제 출구(44)는 국부 중력 벡터(gv)에 대해 냉각제 입구(43)보다 높은 위치에 배치된다. 이에 의해 냉각제 입구(43)로부터의 냉각제 흐름은 국부 중력 벡터(gv)와 반대인 벡터 성분을 가질 것이고, 이에 의해 기포에 상향으로 이동하는 유동 벡터 성분을 제공하여, 기포의 제2 냉각제 출구(45)를 향한 이동을 더 촉진할 것이다.
도 1 에 도시된 실시형태에서, 탈기실(41)은 가늘고 긴 형상을 가지며, 그 종축(46)이 수직 방향으로 연장된다. 이 경우, 탈기실(41)에서 냉각제의 전술한 유동 방향은 탈기실(41)에서 위쪽으로 향하는 냉각제 흐름을 제공하도록 제1 냉각제 출구(44)보다 낮은 위치에 냉각제 입구(43)를 위치시킴으로써 달성된다. 그러나, 탈기실(41)은 대안으로서 종축(46)이 수평면에 대해 0 내지 90도의 각도 α만큼, 예를 들어 각도 α > 0도 및 <= 90도, 또는 10도 내지 90도 또는 15 내지 90도 사이의 각도로 경사지게 배치될 수 있다. 예를 들어 도 2에 도시된 방식으로 탈기실(41)의 종축(46)이 기울어진 상태로 탈기실이 배치될 때, 기포는 탈기실(41)에서 상승하고 탈기실 내의 경사진 상부 벽면(47)에 부딪히고, 냉각제 입구(43)와 제1 냉각제 출구(44) 사이에서 탈기실(41) 내에서 냉각제 유동의 영향을 받는 상태에서 기포가 이 벽면(47)을 따라 제2 냉각제 출구(45)를 향해 방향으로 운반된다.
냉각제 입구(43)를 통해 탈기실(41)로 유입되는 냉각제가 본질적으로 탈기실의 종축(46)과 평행하게 지향되도록 구성된 하나 이상의 유동 안내 부재(48, 49)(도 6 및 도 7 참조)가 탈기실(41) 내에서 냉각제 입구(43)의 하류에 배치될 수 있다. 이러한 유동 안내 부재는, 도 6에 도시된 바와 같이, 유입되는 냉각제 흐름을 탈기실(41)의 종축(46)과 본질적으로 평행한 방향으로 편향시키기 위해 예를 들어 냉각제 입구(43) 앞에 배열된 안내판(46) 또는 유사한 형태를 가질 수 있다. 유동 안내 부재는 대안으로서 도 7에 도시된 바와 같이 탈기실(41)을 가로질러 배열된 천공판(49) 또는 유사한 형태를 가질 수 있다.
도 3에 도시된 실시형태에서, 냉각 시스템(1)은 도 1 을 참조하여 전술한 방식으로 배열된 냉각제 입구(43)와 제1 및 제2 냉각제 출구(44, 45)를 갖는 탈기실(41)을 갖는 탈기 장치(40)를 포함하는데, 상기 냉각제 입구(43)는 냉각 회로(10)의 제1 공급 파이프(15)에 연결되어 있다. 이 경우, 탈기실(41)은 냉각 회로(10)의 관련 제2 공급 파이프(15a)에 연결된 추가 냉각제 입구(43a)를 포함하여, 냉각 회로 내를 순환하는 냉각제가 이 제2 공급 파이프(15a)로부터 관련 추가 냉각제 입구(43a)를 통해 탈기실(41) 내로 유입되게 한다. 도시된 예에서, 냉각 회로(10)는 제1 및 제2 공급 파이프(15, 15a)를 향한 냉각제 흐름을 제어하기 위한 밸브 장치(16)를 포함한다.
탈기실(41)의 단면 치수가 제1 공급 파이프(15)의 단면 치수보다 크게 되어 제1 공급 파이프(15)를 흐르는 냉각제와 함께 운반되는 기포가 관련 냉각제 입구(43)를 거쳐 탈기실(41)로 유입될 수 있고, 그런 다음 탈기실(41) 내에서 제2 냉각제 출구(45)를 향해 이동한다. 밸브 장치(16)가 냉각 회로(10) 내의 전체 냉각제 흐름을 제1 공급 파이프(15)로 향하게 할 때. 냉각제 입구(43)와 제1 냉각제 출구(44) 사이의 탈기실(41)을 흐르는 냉각제의 속도(v1)와 제1 공급관(15)을 흐르는 냉각제의 유속(v2) 간의 관계가 1:2 이하, 바람직하게는 1:3 이하가 되도록, 탈기실(41)의 단면 치수는 제1 공급 파이프(15)의 단면 치수보다 훨씬 더 큰 것이 바람직하다. 이 경우, 냉각 회로(10) 내의 냉각제가 탈기실(41)에서 효율적으로 탈기되어야 할 때, 전자 제어 유닛(2)은 밸브 장치(16)가 냉각 회로(10) 내의 전체 냉각제 흐름을 제1 공급 파이프(15)로 향하게 하도록 밸브 장치(16)를 제어하게 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 실시형태에서, 탈기실(41)의 단면 치수도 제2 공급 파이프(15a)의 단면 치수보다 크게 되어, 제2 공급 파이프(15a)를 흐르는 냉각제와 함께 운반되는 기포가 관련 냉각제 입구(43a)를 통해 탈기실(41)에 유입된 후 탈기실(41) 내에서 제2 냉각제 출구(45)로 이동하는데, 이 냉각제 입구(43a)는 제1 및 제2 냉각제 출구(44, 45)와 관련하여 냉각제 입구(43a)와 제1 냉각제 입구(43a) 사이의 탈기실(41)에서 냉각제 유동이 기포를 탈기실(41)의 종축 방향으로 제2 냉각제 출구(45)를 향해 이동시키는 위치에 위치한다.
냉각 시스템이 차량에 장착되고 차량이 수평면에서 직립 사용 위치에 위치될 때, 제1 냉각제 출구(44)는 국부 중력 벡터(gv)에 대해 냉각제 입구(43a)보다 높은 위치에 배치된다. 이에 의해 냉각제 입구(43a)로부터의 냉각제 흐름은 국부 중력 벡터(gv)와 반대인 벡터 성분을 가질 것이고, 이에 의해 제2 냉각제 출구(45)를 향하는 방향으로 기포의 이동을 촉진시키는 상향의 유동 벡터 성분을 기포에 제공할 것이다.
도 4에 도시된 실시형태에서, 냉각 시스템(1)은 제1 냉각 회로에서 순환하는 냉각제에 의해 적어도 하나의 제1 부품(11)을 냉각하기 위한 제1 냉각 회로(10) 및 제2 냉각 회로에서 순환하는 냉각제에 의해 적어도 하나의 제2 부품(21)을 냉각하기 위한 제2 냉각 회로(20)를 포함한다. 제1 냉각 회로(10)에는 제1 냉각 회로(10)에서 냉각제를 순환시키기 위한 제1 냉각제 펌프(12)가 설치되고, 제2 냉각 회로(20)에는 제2 냉각 회로(20)에서 냉각제를 순환시키기 위해 제2 냉각제 펌프(22)가 제공된다. 제1 및 제2 냉각제 펌프(12, 22)는 전기 구동 펌프인 것이 바람직하다. 전자 제어 유닛(2)은 냉각제 펌프(12, 22)에 연결되어, 그 작동을 제어하여 제1 및 제2 냉각 회로(10, 20)에서 순환하는 냉각제의 유속을 제어하도록 구성된다. 제1 및 제2 냉각 회로(10, 20)에서 순환하는 냉각제로부터 열을 제거하기 위해 각 냉각 회로(10, 20)에 예를 들어 라디에이터 또는 임의의 다른 적절한 유형의 열교환기 형태의 냉각 장치(13, 23)가 제공될 수 있다.
도 4에 도시된 실시형태에서, 냉각 시스템(1)은 도 1을 참조하여 전술한 방식으로 배열된 냉각제 입구(43) 및 제1 및 제2 냉각제 출구(44, 45)를 갖는 탈기실(41)을 구비하는 탈기 장치(40)를 포함한다. 냉각제 입구(43)는 제1 냉각 회로(10)의 공급 파이프(15)에 연결되고, 냉각제 출구(44)는 제1 냉각제 펌프(12)와 연결되어, 제1 냉각 회로(10)를 순환하는 냉각제가 공급 파이프(15)로부터 냉각제 입구(43)를를 통해 탈기실(41)로 유입되고, 냉각제가 탈기실(41)로부터 냉각제 출구(44)를 통해 제1 냉각제 펌프(12)로 흐르게 한다. 이 경우, 탈기실(41)은 또한 제2 냉각 회로(20)의 공급 파이프(25)에 연결된 추가 냉각제 입구(43b) 및 제2 냉각제 펌프(22)에 연결된 추가 냉각제 출구(44b)를 포함하여, 제2 냉각 회로(20) 내에서 순환하는 냉각제가 공급 파이프(25)로부터 상기 추가 냉각제 입구(43b)를 통해 탈기실(41) 내로 흐르게 하고, 냉각제가 탈기실(41)로부터 상기 추가 냉각제 출구(44b)를 통해 제2 냉각제 펌프(22)로 흐르게 한다.
탈기실(41)의 단면 치수는 제1 냉각 회로(10)의 공급 파이프(15)의 단면 치수보다 크게 되어, 이 공급 파이프(15)를 흐르는 냉각제와 함께 운반되는 기포가 관련 냉각제 입구(43)를 거쳐 탈기실(41)로 유입되고, 그런 다음 탈기실(41) 내에서 제2 냉각제 출구(45)로 이동하게 할 수 있다.
제1 냉각제 펌프(12)가 작동하고, 제2 냉각제 펌프(22)는 꺼져 있는 상황에서, 냉각제 입구(43)와 제1 냉각제 출구(44) 사이에서 탈기실(41)을 통해 흐르는 냉각제의 유속(v1)과 이 공급 파이프(15)를 통해 흐르는 냉각제의 유속(v2) 사이의 관계가 1:2 이하 또는 바람직하게는 1:3 이하가 되도록, 탈기실(41)의 단면 치수는 제1 공급 파이프(15)의 단면 치수보다 훨씬 더 큰 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 실시형태에서, 탈기실(41)의 단면 치수는 또한 제2 냉각 회로(20)의 공급 파이프(25)의 단면 치수보다 커서, 이 공급 파이프(25)를 통해 흐르는 냉각제와 함께 운반되는 기포가 관련 냉각제 입구(43b)를 통해 탈기실(41)로 유입되고, 그런 다음 탈기실(41) 내에서 제2 냉각제 출구(45)로 이동할 수 있게 한다. 이 추가 냉각제 입구(43b)는 제2 냉각제 출구(45)와 상기 추가 냉각제 출구(44b)와 관련하여, 이 추가 냉각제 입구(43b)와 상기 추가 냉각제 출구(44b) 사이의 탈기실 내에서의 냉각제 유동이 이들 기포를 제2 냉각제 출구(45)를 향해 탈기실(41)의 종축 방향으로 이동시키는 위치에 위치된다.
냉각 시스템이 차량에 장착되고, 차량이 수평면 위에 직립으로 사용 위치에 위치될 때, 추가 냉각제 출구(44b)는 국부 중력 벡터(gv)에 대해 추가 냉각제 입구(43b)보다 더 높은 위치에 배열된다. 이에 의해, 냉각제 입구(43b)로부터 냉각제 출구(44b)를 향하는 냉각제 흐름은 국부 중력 벡터(gv)와 반대인 벡터 성분을 가질 것이고, 이에 의해 기포에 위쪽을 향하는 방향의 유동 벡터 성분을 제공하여 제2 냉각제 출구(45)를 향한 기포의 이동을 더욱 촉진할 것이다.
물론 3개 이상의 냉각 회로를 전술한 유형과 동일한 하나의 탈기 장치(40)에 연결하는 것도 가능하다.
본 발명이 위에서 설명된 실시형태에 어떤 식으로든 제한되지 않음은 물론이다. 그 보다는, 첨부된 특허청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 기본 사상을 벗어나지 않으면서 이의 수정에 대한 많은 가능성이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (12)

  1. 냉각 시스템으로,
    - 냉각 회로(10);
    - 냉각 회로(10) 내에서 냉각제를 순환시키기 위한 냉각제 펌프(12);
    - 냉각제를 축적하기 위한 팽창 탱크(3); 및
    - 냉각 회로(10) 내를 순환하는 냉각제로부터 기포를 분리시키기 위해 냉각 회로(10) 내에 배치되어 있는 탈기 장치(4)를 포함하고,
    상기 탈기 장치(40)는 스태틱 라인(5)을 통해 팽창 탱크(30)에 연결되어 있고, 탈기실(41)을 포함하되, 상기 탈기실은 냉각제 입구(43), 제1 냉각제 출구(44) 및 제2 냉각제 출구(45)를 구비하고,
    - 냉각제 입구(43)는, 냉각 회로(10) 내를 순환하는 냉각제가 공급 파이프(15)로부터 냉각제 입구(43)를 거쳐 탈기실(41) 내로 흐르게 하기 위해, 냉각 회로(10)의 공급 파이프(15)에 연결되어 있고,
    - 제1 냉각제 출구(44)는, 냉각제가 탈기실(41)로부터 이 제1 냉각제 출구(44)를 거쳐 냉각제 펌프(12)로 흐르게 하도록 냉각제 펌프(12)에 연결되어 있고, 냉각제 입구(43)와 제1 냉각제 출구(44)는 탈기실(41)의 종축 방향으로 서로로로부터 이격되어 있고,
    - 제2 냉각제 출구(45)는 스태틱 라인(5)을 거쳐 팽창 탱크(30)에 연결되어 있고, 냉각 시스템이 차량에 장착되고, 차량이 수평면 상에 직립 사용 위치에 있을 때, 국부 중력 벡터(gv)에 대해 제1 냉각제 출구(44)보다 높은 위치에 위치하고,
    탈기실(41)의 단면 치수가 공급 파이프(15)의 단면 치수보다 커서, 공급 파이프(15)를 통해 흐르는 냉각제와 함께 운반되는 기포가 냉각제 입구(43)를 통해 탈기실(41)로 유입된 후, 탈기실(41) 내에서 제2 냉각제 출구(45)로 이동할 수 있게 하는, 냉각 시스템에 있어서,
    제2 냉각제 출구(45)는, 냉각제 입구(43)와 제1 냉각제 출구(44) 사이의 탈기실(41) 내에서의 냉각제 유동이 탈기실(41)의 종축 방향으로 상기 이동하는 기포를 제1 냉각제 출구(45)로 이동시키도록, 냉각제 입구(43)와 제1 냉각제 출구(41)에 대한 위치에 위치되고, 제1 냉각제 출구(44)는, 냉각 시스템이 차량에 장착되고, 차량이 수평면 상에 직립 사용 위치에 있을 때, 국부 중력 벡터(gv)에 대해 냉각제 입구(43)보다 더 높은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 냉각제 입구(43)와 제1 냉각제 출구(44) 사이에서 탈기실(41)을 통해 흐르는 냉각제의 유속(v1)과 공급 파이프(15)를 통해 흐르는 냉각제의 유속(v2) 간의 관계가 1:2 이하, 바람직하게는 1:3 이하가 되도록, 탈기실(41)의 단면 치수가 공급 파이프(15)의 단면 치수보다 큰 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탈기실(41)은 가늘고 긴 형상이고, 그 종축(46)은 수직이 되게 배치되며, 냉각제 입구(43)는 제1 및 제2 냉각제 출구(44, 45)보다 낮은 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 냉각 시스템이 차량에 장착되고, 차량은 직립 사용 위치에 있을 때, 탈기실(41)은 가늘고 긴 형상이고, 그 종축(46)은 수평방향 평면에 대해 0 내지 90도 각도(α)로, 바람직하게는 10 내지 90도 가장 바람직하게는 15 내지 90도의 각도로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각제 입구(43)를 통해 탈기실(41)로 유입되는 냉각제를 탈기실의 종축(46)과 실질적으로 평행하게 지향시키게 구성되며, 탈기실(41) 내에서 냉각제 입구(43) 하류에 하나 이상의 유동 안내 부재(48, 49)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각 시스템(1)은 냉각 회로(10) 내에서 순환하는 냉각제를 냉각하기 위해 라이에이터(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 탈기실(41)은 냉각 회로(10)의 관련 추가 공급 파이프(15a)에 연결된 적어도 하나의 추가 냉각제 입구(43a)를 포함하여, 냉각 회로(10) 내를 순환하는 냉각제가 이 추가 공급 파이프(15a)로부터 관련 추가 냉각제 입구(43a)를 거쳐 탈기실(41) 내로 흐르게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 탈기실(41)의 단면 치수는 상기 추가 공급 파이프(15a)의 단면 치수보다 커서, 이 추가 공급 파이프(15a)를 통해 흐르는 냉각제와 함께 운반되는 기포가 관련 추가 냉각제 입구(43a)를 통해 탈기실(41)로 유입될 수 있게 하고, 그런 다음 탈기실(41) 내에서 제2 냉각제 출구(45)로 흐르게 할 수 있으며, 이 추가 냉각제 입구(43a)는, 추가 냉각제 입구(43a)와 제1 냉각제 출구(44) 사이의 탈기실(41) 내에서의 냉각제 유동이 이들 이동하는 기포를 탈기실(41) 종축 방향으로 제2 냉각제 출구(45)로 이동하게 하도록, 제1 및 제2 냉각제 출구(44, 45)와 관련된 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 냉각 회로(10) 및 냉각제 펌프(12)는 냉각 시스템(1)의 제1 냉각 회로 및 제1 냉각제 펌프를 구성하고, 냉각 시스템(1)은 제2 냉각 회로(20) 내에서 냉각제를 순환시키기 위해 제2 냉각 회로(20)와 제2 냉각제 펌프(22)를 포함하고;
    - 탈기실(41)에는 추가 냉각제 입구(43b) 및 추가 냉각제 출구(44b)가 제공되되,
    - 추가 냉각제 입구(43b)는 제2 냉각 회로(20)의 공급 파이프(25)에 연결되어, 제2 냉각 회로(20) 내를 순환하는 냉각제가 이 추가 냉각제 입구(43b)를 통해 탈기실(41) 내로 유동하게 할 수 있고,
    - 추가 냉각제 출구(44b)는 제2 냉각제 펌프(22)에 연결되어, 탈기실(41)로부터 이 추가 냉각제 출구(44b)를 통해 제2 냉각제 펌프(22)로 유동하게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 탈기실(41)의 단면 치수가 제2 냉각 회로(20)의 상기 공급 파이프(25)의 단면 치수보다 커서 이 공급 파이프(25)를 통해 흐르는 냉각제와 함께 운반되는 기포가 관련 추가 냉각제 입구(43b)를 통해 탈기실(41) 내로 유입되게 하고, 그런 다음 탈기실(41) 내에서 제2 냉각제 출구(45)로 이동할 수 있게 하며, 이 추가 냉각제 입구(43b)는, 이 추가 냉각제 입구(43b)와 이 추가 냉각제 출구(44b) 사이의 탈기실(41) 내에서의 냉각제 유동이 탈기실(41)의 종축 방향으로 이동하는 기포를 제2 냉각제 출구(45)로 이동시키도록, 제2 냉각제 출구(45) 및 상기 추가 냉각제 출구(44b)에 대한 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 스태틱 라인(5)은 하단부(5a)와 상단부(5b)를 갖고, 스태틱 라인(5)은 하단부(5a)에서 탈기 장치(40)에 연결되며,
    - 스태틱 라인(5)은 그 하단부(5a)로부터 상단부(5b)로 전체 길이를 따라 상향 경사져 있거나 또는
    - 스태틱 라인(5)은 서로 연결된 복수의 길이 섹션(6a, 6b)으로 구성되되, 상기 길이 섹션들은 서로 직렬로 배치되어 있고, 스태틱 라인을 따르는 방향에서 보았을 때 각각이 하단부로부터 상단부를 향해 상향으로 경사진 하나 이상의 제1 길이 섹션(6a) 및 하나 이상의 수평방향 제2 길이 섹션(6b)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  12. 차량으로, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 냉각 시스템(1)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량.
KR1020227035702A 2020-05-19 2021-05-06 냉각 시스템 및 그러한 냉각 시스템을 포함하는 차량 KR102684186B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE2050584-8 2020-05-19
SE2050584A SE544587C2 (en) 2020-05-19 2020-05-19 Cooling system and vehicle comprising such a cooling system
PCT/SE2021/050421 WO2021235991A1 (en) 2020-05-19 2021-05-06 Cooling system and vehicle comprising such a cooling system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220145415A true KR20220145415A (ko) 2022-10-28
KR102684186B1 KR102684186B1 (ko) 2024-07-15

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
EP4153849A4 (en) 2024-07-10
SE544587C2 (en) 2022-09-13
BR112022022882A2 (pt) 2022-12-20
SE2050584A1 (en) 2021-11-20
CN115516194A (zh) 2022-12-23
US20230145211A1 (en) 2023-05-11
WO2021235991A1 (en) 2021-11-25
EP4153849A1 (en) 2023-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10828582B2 (en) Passive air bleed for improved cooling systems
US20060113851A1 (en) Motor cooling device and cooling method
KR102452554B1 (ko) 엔진 냉각수 기체 분리장치 및 이를 포함하는 엔진 냉각시스템
US11732636B2 (en) Cooling system and vehicle comprising such a cooling system
GB2561599B (en) Cooling system
US20230145211A1 (en) Cooling system and vehicle comprising such a cooling system
KR102684186B1 (ko) 냉각 시스템 및 그러한 냉각 시스템을 포함하는 차량
US10455733B2 (en) Liquid cooling system and method
AU2014323154B2 (en) A cooling system for a track-bound vehicle
JP4725270B2 (ja) 電力制御ユニットの冷却装置の構造
JP5842898B2 (ja) 冷却水タンクの構造
US20180028943A1 (en) Foreign substance removal apparatus, circulation system and vehicle cooling system
US20170049005A1 (en) Gravity assisted cooling systems for data centers
KR100861485B1 (ko) 거품 제거용 서지 탱크
JP2014043863A (ja) 冷却水タンクの構造
KR20200057857A (ko) 차량용 냉각 장치
JP2005147475A (ja) 気泡発生装置を備えた冷却装置
US20220307744A1 (en) Reservoir tank
JP7256464B2 (ja) 冷却装置
JP5428544B2 (ja) 冷却水タンクの構造
KR20180068741A (ko) 차량 엔진 냉각시스템의 기포제거장치
KR100787682B1 (ko) 연료전지 차량의 기포 방지 물탱크
JP2024010317A (ja) リザーブタンクの気液分離機構
JP5163575B2 (ja) ルーズコイルの冷却装置および冷却方法
KR19990003208U (ko) 차량용 냉각수 서지탱크

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right