KR100410914B1 - 자동차용 엔진 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 엔진으로부터 발생되는 열을 냉각시키기 위한 장치에 관한 것이며, 냉각수가 순환되는 냉각수 통로를 가지며, 엔진을 둘러싸도록 설치되는 워터 재킷; 워터 재킷에서 엔진의 연소 가스와 열교환되어 뜨거워진 냉각수를 외기와 열교환시키도록 엔진 룸의 전방에 설치된 라디에이터; 라디에이터로부터 유출된 냉각수를 워터 재킷으로 압송하기 위한 워터 펌프; 및 자동차의 냉방을 위한 에어컨의 냉매를 이용하여 라디에이터를 순환하는 냉각수의 열교환을 촉진시키는 열교환 촉진부를 포함한다. 열교환 촉진부는 에어컨 컨덴서의 출구측으로부터 라디에이터 내부를 통과하여 에어컨 압축기의 입구측으로 이어지는 냉매관; 및 냉매관의 일측에 설치되어 라디에이터로 유입되는 냉매가 저온 저압 상태가 되도록 냉매를 감압시키는 오리피스를 가진다.

Description

자동차용 엔진 냉각 장치{Apparatus for cooling an engine for a motor vehicle}

본 발명은 자동차의 엔진으로부터 발생되는 열을 냉각시키기 위한 장치에 관한 것이다.

자동차용 엔진의 실린더에 형성된 연소실에서 발생되는 연소 가스의 온도는대략 2000℃ 이상이며, 이 열의 상당량은 실린더, 실린더 헤드, 피스톤, 및 밸브 등과 같은 엔진의 구성 부품들로 전달된다. 이와 같이, 연소 가스의 열이 엔진의 구성 부품들로 전달되어 부품들의 온도가 과도하게 상승되면, 부품의 열변형이 일어나거나 실린더 벽의 윤활 불량에 따른 열적 장해가 발생된다. 뿐만 아니라, 혼합기의 연소 상태도 나빠지고 노크(knock) 또는 조기 점화와 같은 이상 연소가 발생되어 엔진의 출력이 저하되고, 예를 들어 피스톤이 용손되는 등 부품이 손상된다.

따라서, 일반적인 자동차에는 엔진의 작동시 연소 가스에 의해 발생되는 열을 냉각시키기 위한 냉각 장치가 필수적으로 구비되어 있다. 이러한 냉각 장치는 공기를 이용한 공냉식과 물을 이용한 수냉식으로 크게 구분되는데, 4행정 내연기관을 채택한 차량에는 거의 대부분 수냉식 엔진 냉각 장치가 사용된다.

이러한 수냉식 엔진 냉각 장치의 일 예가 도 1에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 수냉식 엔진 냉각 장치는 엔진(미도시)을 둘러싸고 있는 워터 재킷(1), 워터 펌프(2), 라디에이터(3), 냉각팬(4) 등을 포함하고 있으며, 이것들은 도면에서와 같이 냉각수관(5)을 통해 서로 연결되어 있다. 워터 재킷(1) 내에는 냉각수가 순환할 수 있는 냉각수 통로가 형성되어 있다.

워퍼 펌프(2)가 작동되면, 냉각수는 워터 재킷(1)으로 유입되어 워터 재킷(1)을 따라 순환된다. 이 과정에서 냉각수는 엔진으로 전달된 연소 가스의 열을 흡수하여 엔진을 냉각시킨다. 엔진의 열을 흡수하여 온도가 상승된 냉각수는 라디에이터(3)로 유입되고 라디에이터(3)를 통과하는 외부 공기와 열교환되어 냉각된다. 냉각된 냉각수는 워터 펌프(2)에 의해 다시 워터 재킷(1)으로 순환된다. 또한,라디에이터(3)의 후방에 설치된 냉각팬(4)은 라디에이터(3)를 순환하는 냉각수의 열교환을 촉진시킨다.

한편, 라디에이터(3)의 전방에는 에어컨의 냉매를 냉각시키기 위한 컨덴서(6)가 설치되어 있고, 그 전방에는 컨덴서(6)를 순환하는 냉매의 열교환을 촉진시키기 위한 컨덴서 팬(7)이 설치되어 있다. 따라서, 라디에이터(3)의 냉각수의 열교환은 컨덴서 팬(7)에 의해서도 촉진된다.

그런데, 상기와 같은 엔진 냉각 장치의 냉각 성능은 라디에이터에서 이루어지는 냉각수와 외기의 열교환 성능에 의해 크게 좌우된다. 따라서, 냉각 성능을 향상시키기 위해서는, 첫째 라디에이터 또는 외기가 엔진룸으로 도입되는 라디에이터 그릴의 구멍 크기를 증대시키는 것, 둘째 냉각 팬 또는 컨덴서 팬의 풍속을 증대시키는 것, 셋째 라디에이터로 유입되는 외기의 흐름을 방해하는 컨덴서의 크기를 축소시키는 것에 의해 이루어질 수 있다.

그러나, 첫 번째 방법을 통해 냉각 성능을 향상시키기 위해서는 자동차의 레이아웃을 변경해야 할 뿐만 아니라 엔진 룸의 공간이 한정되어 있다는 문제점이 있다. 또한, 두 번째 방법에 의해 팬의 풍속이 증대되면 전력 소모가 증가되고 진동이 커지는 문제점이 있다. 마지막으로, 세 번째 방법의 경우 컨덴서의 크기가 축소되면 에어컨의 성능이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점들을 감안하여 안출된 것으로, 레이아웃의 변경이나 진동 소음의 증대 또는 에어컨 성능의 저하 없이도 충분한 냉각 성능의 향상을얻을 수 있는 엔진 냉각 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 자동차용 엔진 냉각 장치를 개략적으로 도시한 구성도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 냉각 장치를 개략적으로 도시한 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 ; 워터 재킷 2 ; 워터 펌프

3 ; 라디에이터 4 ; 냉각팬

5 ; 냉각수관 6 ; 컨덴서

7 ; 컨덴서 팬 8 ; 냉매관

9 ; 오리피스 10 ; 압축기

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동차의 엔진 냉각 장치는 냉각수가 순환되는 냉각수 통로를 가지며, 엔진을 둘러싸도록 설치되는 워터 재킷; 워터 재킷에서 엔진의 연소 가스와 열교환되어 뜨거워진 냉각수를 외기와 열교환시키도록 엔진 룸의 전방에 설치된 라디에이터; 라디에이터로부터 유출된 냉각수를 워터 재킷으로 압송하기 위한 워터 펌프; 및 자동차의 냉방을 위한 에어컨의 냉매를 이용하여 라디에이터를 순환하는 냉각수의 열교환을 촉진시키는 열교환 촉진부를 포함한다.

열교환 촉진부는 에어컨 컨덴서의 출구측으로부터 라디에이터 내부를 통과하여 에어컨 압축기의 입구측으로 이어지는 냉매관; 및 냉매관의 일측에 설치되어 라디에이터로 유입되는 냉매가 저온 저압 상태가 되도록 냉매를 감압시키는 오리피스를 가진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 다른 엔진 냉각 장치의 개략적인 구성이 도 2에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 냉각 장치는, 워터 재킷(1), 라디에이터(3), 워터 펌프(2), 냉각팬(4), 열교환 촉진부를 포함한다. 워터재킷(1)과 라디에이터3와 워터 펌프(2)는 냉각수관(5)을 통해 도면에 도시된 바와 같이 연결되어 있다.

워터 재킷(1)은 엔진을 둘러싸도록 설치되어 있으며, 그 내부에는 냉각수가 순환하는 냉각수 통로가 형성되어 있다. 라디에이터(3)는 엔진룸의 전방에 설치되어 있으며, 워터 재킷(1)으로부터 유출된 냉각수가 순환하는 순환 통로가 형성되어 있다. 워터 펌프(2)는 라디에이터(3)로부터 유출된 냉각수가 워터 재킷(1)으로 다시 유입되도록 냉각수를 압송한다. 냉각팬(4)은 라디에이터(3)의 후측에 설치되어 있으며, 라디에이터(3)를 통과하는 외기의 유동을 촉진시킨다.

열교환 촉진부는 에어컨의 냉매 일부를 라디에이터(3)로 바이패스시키는 냉매관(8)과 냉매관(8)의 일측에 설치된 오리피스(9)를 가진다.

냉매관(8)은 에어컨 컨덴서(7)의 출구측으로부터 압축기(10)의 입구측으로 연장되어 있으며, 그 중간 부분이 라디에이터(3)의 상측 내부를 통과하도록 배치된다. 바람직하게는 냉매관(8)은 컨덴서(7)의 출구측으로터 라디에이터(3)로 이어지는 부분과, 라디에이터(3) 내부를 통과하는 부분, 및 라디에이터(3)로부터 압축기10의 입구측으로 이어지는 부분으로 이루어진다.

오리피스(9)는 냉매관(8)의 컨덴서 출구측으로부터 라디에이터(3)로 이어지는 부분의 일측에 설치되어 있다.

워터 펌프(2)가 작동되면 냉각수는 워터 재킷(1)과 라디에이터(3) 및 워터 펌프(2)를 차례로 순환하면서, 워터 재킷(1)에서 연소 가스의 열을 흡수하고 라디에이터(3)에서 그 열을 외기로 방출하는 것에 의해 엔진을 냉각한다. 냉각팬(4)은라디에이터(3)를 통과하는 외기의 유동을 촉진하여 열교환 효율을 향상시킨다.

그리고, 에어컨의 컨덴서(7)로부터 유출된 냉매는 냉매관(8)을 따라 라디에이터(3)로 유입된다. 이때, 냉매는 오리피스(9)를 통과하면서 저온 저압의 액체 상태로 변화되며, 냉매의 온도는 대략 10℃ 이하이다. 이러한 저온 저압의 냉매는 라디에이터(3) 내부를 통과하면서 냉각수관(5)을 통과하는 냉각수와 열교환되어 고온 저압의 기체 상태로 증발된다. 이에 따라 라디에이터(3)를 통과하는 냉각수는 냉각팬(4)에 의해 유동되는 외기 뿐만 아니라 냉매관(8)을 순환하는 냉매에 의해서도 열교환되므로 열교환 효율이 크게 향상된다. 그리고 나서 냉매는 압축기(10)로 유입된다.

상기된 바와 같은 본 발명에 따른 엔진 냉각 장치는, 자동차의 전면으로부터유입되는 외기 뿐만 아니라 에어컨의 냉매를 이용하여 라디에이터를 순환하는 냉각수를 열교환시킨다. 따라서, 종래와 같이 레이아웃의 변경이나 진동 소음의 증대 또는 에어컨 성능의 저하를 초래하지 않고도 충분히 냉각 성능이 향상되는 장점이 있다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 냉각수가 순환되는 냉각수 통로를 가지며, 엔진을 둘러싸도록 설치되는 워터 재킷;

   상기 워터 재킷에서 엔진의 연소 가스와 열교환되어 뜨거워진 냉각수를 외기와 열교환시키도록 엔진 룸의 전방에 설치된 라디에이터;

   상기 라디에이터로부터 유출된 냉각수를 상기 워터 재킷으로 압송하기 위한 워터 펌프;

   자동차의 냉방을 위한 에어컨의 냉매를 이용하여 상기 라디에이터를 순환하는 냉각수의 열교환을 촉진시키는 열교환 촉진부를 포함하고,

   상기 열교환 촉진부는 에어컨 컨덴서의 출구측으로부터 상기 라디에이터 내부를 통과하여 에어컨 압축기의 입구측으로 이어지는 냉매관; 및

   상기 냉매관의 일측에 설치되어 상기 라디에이터로 유입되는 냉매가 저온 저압 상태가 되도록 냉매를 감압시키는 오리피스를 가지는 것을 특징으로 하는 자동차용 엔진 냉각 장치.
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