JP6625406B2 - エンジン冷却装置用アダプター - Google Patents

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Description

本発明は、エンジン冷却装置用アダプターに関し、より詳しくは、冷却水の流動を増大して冷却性能を向上させるエンジン冷却装置用アダプターに関する。
一般に自動車の運行時、エンジン燃焼室内の爆発温度は約１５００℃程度の高温に達する。
これを適切に冷却させない場合にはエンジン過熱によりエンジンをはじめとする各種部品の破損、潤滑油粘度の減少と異常燃焼などの問題点があり、結果的にエンジンが作動不能状態となるおそれがある。
これによって、前記エンジンは、冷却のためのエンジン冷却装置が備えられ、前記エンジン冷却装置は、シリンダーブロックとシリンダーヘッドに形成された冷却水チャンバーに冷却水を供給して燃焼室周辺の温度を低くし、ピストンおよび各種バルブ機構などの安定した作動のための温度を維持させる。
特に、水冷式エンジン冷却装置は、冷却水を加圧する方式であって、エンジンに冷却水ラインを通じて連結されるラジエータ、リザーバタンク、前記リザーバタンクに設けられる圧力キャップなどを含む。また、前記水冷式エンジン冷却装置は、冷却水が循環する過程で発生される気泡（空気）を外部に排出するために前記ラジエータとエンジン（またはターボチャージャー）などに連結されるガス抜きラインを含むことができる。
しかし、従来のエンジン冷却装置は、蒸気がリザーバタンクに流入される過程で、蒸気の過度な熱によりリザーバタンクとガス抜きラインが簡単に変形しないように高価の高耐熱性材質でリザーバタンクとガス抜きラインを製作しなければならないという問題点があった。
この背景技術の部分に記載された事項は、発明の背景に対する理解を増進させるために作成されたものであり、この技術が属する分野における通常の知識を有する者にすでに知られた従来技術でない事項を含むことができる。
本発明の実施形態の目的は、エンジン内の蒸気を迅速に解消してガス抜きラインに加わる熱害を低減するエンジン冷却装置用アダプターを提供することにある。
本発明の実施形態に係るエンジン冷却装置用アダプターは、一端が高熱部に連結された第１ガス抜きラインに連結され、他端がリザーバタンクに連結された第２ガス抜きラインに連結されるメイン管と、前記メイン管の一側から分岐されて低熱部に連結された第３ガス抜きラインに連結される分岐管と、前記メイン管の内周面に配置され、前記リザーバタンク側に行くほど直径が小さくなる中空の形態に形成される内部管と、を含むことができる。
前記内部管は、前記高熱部から排出された冷却水が流入され、前記メイン管の内周面に固定された入口端と、前記高熱部から排出された冷却水が排出される出口端と、を含むことができ、前記入口端から前記出口端に行くほどその直径が小さくなってもよい。
前記内部管は、前記分岐管が、前記低熱部から排出される冷却水が前記メイン管内部で傾斜方向に合流するように前記メイン管の長さ方向に対して傾斜して連結されてもよい。
前記内部管の外周面と前記メイン管の内周面との間に空間部が形成され、前記空間部は、前記分岐管を通じて流入される冷却水の渦流を誘導することができる。
前記分岐管の中心軸は、前記メイン管の中心軸から設定距離オフセットされてもよい。
前記高熱部は、エンジンまたはターボチャージャを含むことができる。
前記低熱部は、ラジエータ、ヒーター、およびＷＴＣ（Ｗａｔｅｒ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）のうちのいずれか一つを含むことができる。
本発明の一実施形態によるエンジン冷却装置用アダプターは、内部管がエンジン側からリザーバタンク側に直径が次第に狭く形成されて、前記エンジン側から流入される冷却水の流速を速くすることによって、前記エンジン内の蒸気を短時間で解消することができる。また、前記内部管の内部に流入される高温の冷却水を、空間部に流入される低温の冷却水で冷却して高温によるアダプターの損傷を防止することができる。
さらにまた、前記空間部によりラジエータ側で排出する冷却水の流れに渦流を発生させて、エンジンから流入される冷却水とラジエータから流入される冷却水との相互間に循環抵抗を改善することができる。
本発明の実施形態に係るアダプターが適用されるエンジン冷却装置の構成図である。 本発明の実施形態に係るアダプターの縦断面図である。 本発明の実施形態に係るアダプターの横断面図である。
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るアダプターが適用されるエンジン冷却装置の構成図であり、図２は、本発明の実施形態に係るアダプターの縦断面図であり、図３は、本発明の実施形態に係るアダプターの横断面図である。
図１に示されているように、本発明の実施形態に係るアダプター５０が適用されるエンジン冷却装置１００は、高熱部、低熱部、リザーバタンク４０、および複数のガス抜きラインを含む。
前記高熱部は、エンジン、ターボチャージャなどを含むことができ、本発明の実施形態では高熱部としてエンジン１０を例に挙げて説明する。
前記低熱部は、前記高熱部に低温の冷却水を供給する部分であり、ラジエータ、ヒーター、ＷＴＣ（Ｗａｔｅｒ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）などを含むことができ、本発明の実施形態では低熱部としてラジエータ２０を例に挙げて説明する。
前記ラジエータ２０は、冷却水の熱を大気中に放熱する装置であり、冷却水を供給および回収するように冷却水循環ライン６３を通じてエンジン１０に連結される。
つまり、前記ラジエータ２０は、エンジン１０を冷却させる冷却水を冷却水循環ライン６３を通じてエンジン１０に供給し、前記エンジン１０から排出される冷却水を再び回収する。
前記リザーバタンク４０は、圧力キャップ４１を含むことができる。圧力キャップ４１は、リザーバタンク４０内部の冷却水の圧力がの高い場合、冷却水がエンジン１０を循環する過程で発生される気泡（空気）を外部に排出することができる。また、前記リザーバタンク４０は、冷却水が不足した場合に不足した冷却水を補充することができるように冷却水供給ライン６７を通じてエンジン１０に連結されてもよい。
前記リザーバタンク４０は、エンジン１０が駆動する時、前記エンジン１０で排出する高温の冷却水に含まれている気泡をガス抜きライン６５ａ、６５ｂ、および６５ｃを通じて捕集して除去する。
第１ガス抜きライン６５ａは、エンジン１０から排出される冷却水に含まれている気泡を抜くためのラインとして適用可能であり、アダプター５０を通じてリザーバタンク４０に連結された第２ガス抜きライン６５ｂに連結されてもよい。第３ガス抜きライン６５ｃは、ラジエータ２０から排出される冷却水に含まれている気泡を抜くためのラインとして適用可能である。前記第３ガス抜きライン６５ｃも、アダプター５０を通じて第２ガス抜きライン６５ｂに連結されてもよい。
前記冷却水循環ライン６３とガス抜きライン６５ａ、６５ｂ、６５ｃは、ゴム材質のチューブやホースなどからなることができる。
図２および図３に示されているように、本発明の実施形態に係るアダプター５０は、メイン管５１、分岐管５３、および内部管５５を含むことができる。
前記アダプター５０は、第１ガス抜きライン６５ａを第２ガス抜きライン６５ｂに連結し、一側で分岐されて第３ガス抜きライン６５ｃを第２ガス抜きライン６５ｂに連結する。
前記アダプター５０は、前記第１、３ガス抜きライン６５ａおよび６５ｃを第２ガス抜きライン６５ｂに合流させて冷却水の流速が増大するようにできる。
このようなアダプター５０の構成をより詳細に説明すると、前記メイン管５１と分岐管５３は中空の円筒形状からなる。
前記メイン管５１と分岐管５３は一体に形成されたり、前記メイン管５１の一側にホールを形成した後、前記ホールに対して分岐管５３を接合して形成されてもよい。
前記分岐管５３は、前記ラジエータ２０から排出される冷却水がメイン管５１内部で傾斜方向に合流するように、前記メイン管５１の長さ方向に対して傾斜して連結されてもよい。
また、前記分岐管５３の中心軸Ｏ１は、メイン管５１の中心軸Ｏ２から設定距離オフセットされる。つまり、前記分岐管５３の中心軸Ｏ１は、メイン管５１の中心軸と接触しない。
前記内部管５５は、メイン管５１の内部で前記分岐管５３が連結される分岐地点５７に位置する。
このような内部管５５は、メイン管５１の内周面に配置され、前記リザーバタンク４０側に行くほど直径が次第に小さくなる中空の形態から形成される。
前記内部管５５は、冷却水が流入される入口端５５ａと、冷却水が排出される出口端５５ｂとを含むことができる。前記入口端５５ａは、直径が一定に延長形成されてメイン管５１の内周面に固定される。また、前記入口端５５ａから出口端５５ｂに行くほどその直径が次第に小さくなる。
これによって、内部管５５は、前記メイン管５１の分岐地点５７に配置されて前記エンジン１０からリザーバタンク４０側に流れる冷却水の流速を増加させて案内する。
前記のように形成される内部管５５は、前記メイン管５１の内部に嵌込形式で挿入されてもよく、冷却水の流れや、外部の衝撃にも動かないように固定される。
また、前記入口端５５ａから出口端５５ｂに行くほどその直径が次第に小さくなるため、内部管５５の外周面とメイン管５１の内周面との間に空間部５９が形成される。具体的に、前記入口端５５ａを除いた内部管５５の外周面とメイン管５１の内周面との間に空間部５９が形成されてもよい。
前記分岐管５３の中心軸Ｏ１がメイン管５１の中心軸Ｏ２から設定距離Ｌオフセットされることによって、前記空間部５９は、前記分岐管５３を通じて流入される冷却水の渦流を誘導する外側流路として機能する。
メイン管５１の一端は、第１ガス抜きライン６５ａに連結され、他端は第２ガス抜きラインに連結される。
また、分岐管５３は、メイン管５１の一側から分岐されて第３ガス抜きライン６５ｃに連結される。
本発明の実施形態に係るアダプター５０によれば、エンジン１０から排出される冷却水は、前記内部管５５の内部に流入され、ラジエータ２０から排出される冷却水は、前記分岐管５３を通じて空間部５９に偏心して傾斜して流入するようにする。
そうすると、前記内部管５５の内部に流入された冷却水は流速が増加し、前記空間部５９に流入された冷却水は渦流が発生して、エンジン１０から排出される冷却水と、ラジエータ２０から排出される冷却水とは相互間に循環抵抗が最小化されながらリザーバタンク４０に供給される冷却水の流速を速く誘導することができるようになる。
したがって、本発明の実施形態に係るエンジン冷却装置用アダプター５０は、内部管５５がエンジン１０側からリザーバタンク４０側に直径が次第に狭く形成されて、前記エンジン１０側から流入される冷却水の流速を速くすることによって、前記エンジン１０内の蒸気を短時間に解消することができる。また、前記内部管５５の内部に流入される高温の冷却水を空間部５９に流入される低温の冷却水で冷却して高温によるアダプター５０および第２ガス抜きライン６５ｂの損傷を防止することができる。
また、前記空間部５９によりラジエータ２０側で排出する冷却水の流れに渦流を発生させて、エンジン１０から流入される冷却水とラジエータ２０から流入される冷却水との相互間に循環抵抗を改善することができる。
また、前記エンジン冷却装置用アダプター５０は、車両のキーオフ（ｋｅｙ ｏｆｆ）時、蒸気による冷却水の流動を誘導する。つまり、車両のキーオフ時、冷却水がエンジン１０またはターボチャージャなどの高熱部で水蒸気に膨張してリザーバタンク４０側に流入されるが、この時、ラジエータ２０側の冷却水も負圧によりリザーバタンク４０に流入される。これによって、ラジエータ２０から流出された冷却水を満たすためにリザーバタンク４０の冷却水が冷却水供給ライン６７を通じて満たされる。また、前記リザーバタンク４０の内部で高熱部の蒸気と低熱部の冷却水が混合されて液化状態となるため、圧力キャップ４１を通じて蒸気が損失することを最小化することができる。
また、各種ホースの熱害防止により既存の電動ウォータポンプの削除が可能であるため、費用を節減することができる。
以上で、本発明に関する好適な実施形態を説明したが、当該発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更可能であることを理解できるはずである。
１００…エンジン冷却装置
１０…エンジン
２０…ラジエータ
４０…リザーバタンク
４１…圧力キャップ
５０…アダプター
５１…メイン管
５３…分岐管
５５…内部管
５５ａ…入口端
５５ｂ…出口端
５９…空間部
６３…冷却水循環ライン
６５ａ…第１ガス抜きライン
６５ｂ…第２ガス抜きライン
６５ｃ…第３ガス抜きライン
６７…冷却水供給ライン

Claims (7)

  1. 一端が高熱部に連結された第１ガス抜きラインに連結され、高熱部から冷却水が流入され、他端がリザーバタンクに連結された第２ガス抜きラインに連結されるメイン管と、
    前記メイン管の一側から分岐されて低熱部に連結された第３ガス抜きラインに連結されて低熱部から冷却水が流入される分岐管と、
    前記メイン管の内周面に配置され、前記リザーバタンク側に行くほど直径が小さくなる中空の形態に形成される内部管と、
    を含み、
    高熱部からの冷却水は内部管を通じてメイン管に供給され、高熱部からの冷却水と低熱部からの冷却水はメイン管内で混ざってリザーバタンクに流れる、エンジン冷却装置用アダプター。
  2. 前記内部管は、
    前記高熱部から排出された冷却水が流入され、前記メイン管の内周面に固定された入口端と、
    前記高熱部から排出された冷却水が排出される出口端と、を含み、
    前記入口端から前記出口端に行くほどその直径が小さくなる、請求項１に記載のエンジン冷却装置用アダプター。
  3. 前記内部管は、
    前記分岐管が、前記低熱部から排出される冷却水が前記メイン管内部で傾斜方向に合流するように前記メイン管の長さ方向に対して傾斜して連結される、請求項２に記載のエンジン冷却装置用アダプター。
  4. 前記内部管の外周面と前記メイン管の内周面との間に空間部が形成され、前記空間部は、前記分岐管を通じて流入される冷却水の渦流を誘導する、請求項１に記載のエンジン冷却装置用アダプター。
  5. 前記分岐管の中心軸は、前記メイン管の中心軸から設定距離オフセットされる、請求項４に記載のエンジン冷却装置用アダプター。
  6. 前記高熱部は、エンジンまたはターボチャージャを含む、請求項１に記載のエンジン冷却装置用アダプター。
  7. 前記低熱部は、
    ラジエータ、ヒーター、およびＷＴＣ（Ｗａｔｅｒ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）のうちのいずれか一つを含む、請求項１に記載のエンジン冷却装置用アダプター。
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