KR100927273B1 - Surge Tank - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서지탱크(Surge Tank)에 관한 것으로서, 서지탱크로 유입된 냉각수에 발생하는 기포를 효과적으로 제거할 수 있게 구성한 서지탱크를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention relates to a surge tank, and an object of the present invention is to provide a surge tank configured to effectively remove bubbles generated in the cooling water introduced into the surge tank.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 서지탱크는 라디에이터에서 배출되는 냉각수가 유입되는 입구와 엔진으로 냉각수를 배출하는 출구가 형성된 서지탱크에 있어서, 내부가 다수 개의 격실로 분할되도록 격벽이 형성되며, 상기 입구가 연결된 입구 격실에서 상기 출구가 형성된 출구 격실까지 냉각수가 유동할 수 있게 상기 격벽의 하단에 구멍이 형성된 것을 기술적 특징으로 한다.The surge tank of the present invention for achieving the above object is a surge tank formed with an inlet for the coolant discharged from the radiator inlet and an outlet for discharging the coolant to the engine, the partition is formed so that the interior is divided into a plurality of compartments And a hole formed in a lower end of the partition wall to allow the coolant to flow from the inlet compartment to which the inlet is connected to the outlet compartment where the outlet is formed.

서지탱크, 격벽, 격막, 냉각수, 라디에이터, 엔진 Surge tank, bulkhead, diaphragm, coolant, radiator, engine

Description

서지탱크{Surge Tank}Surge Tank

본 발명은 서지탱크에 관한 것으로서, 특히 서지탱크로 유입된 냉각수에 발생하는 기포를 효과적으로 제거할 수 있게 구성한 것이다.The present invention relates to a surge tank, and is particularly configured to effectively remove bubbles generated in the cooling water introduced into the surge tank.

자동차의 압력형 엔진 냉각수 순환시스템에는 서지탱크가 장착되어 있다. 상기 서지탱크는 냉각수 유로에서 발생한 기포를 제거해 주고, 냉각수의 온도상승으로 인한 체적팽창분을 흡수해 주며, 냉각수 순환시스템 내부의 압력을 일정하게 유지하는 기능을 갖는다.The pressure engine coolant circulation system of the vehicle is equipped with a surge tank. The surge tank removes bubbles generated in the cooling water flow path, absorbs volume expansion caused by the temperature rise of the cooling water, and maintains a constant pressure inside the cooling water circulation system.

서지탱크에는 냉각수가 유입되고 배출되는 다수 개의 입출구 포트가 형성되는데, 일반적으로 엔진으로 냉각수 부족분을 재순환시키는 출구와 엔진유로에서 냉각수가 유입되는 제1 입구와 라디에이터의 오버플로우되는 냉각수가 유입되는 제2 입구가 형성된다.The surge tank has a plurality of inlet and outlet ports through which coolant is introduced and discharged. In general, an outlet for recirculating the coolant shortage to the engine and a first inlet through which the coolant flows from the engine flow path and a second inflow of the coolant that overflows the radiator are introduced. An inlet is formed.

이와 같이 냉각수는 2개의 입구를 통해 서지탱크로 유입되고, 출구를 통해 엔진으로 배출되면서 순환한다.As such, the coolant flows into the surge tank through the two inlets and circulates as it is discharged to the engine through the outlet.

이런 순환 구조에서, 엔진의 RPM이 상승할 경우에 입구에서의 분사압력이 증가하게 되는데, 이때 2개의 입구를 통해 유입되는 냉각수가 서지탱크의 벽면에 부 딪히면서 거품 또는 기포가 발생하게 된다. 이때 발생하는 기포가 출구를 통해 엔진으로 유입될 경우에, 엔진의 실린더 벽면에 충돌한 후 소멸되면서 충격에 의해 벽면을 손상시킨다. 더불어 기포 체적에 따라 냉각수의 유량이 작아져 엔진의 냉각기능에 악영향을 미친다.In this circulation structure, when the RPM of the engine rises, the injection pressure at the inlet increases, whereby the coolant flowing through the two inlets strikes the wall surface of the surge tank and bubbles or bubbles are generated. In this case, when the generated bubbles flow into the engine through the outlet, they collide with the cylinder wall surface of the engine and then disappear to damage the wall surface by impact. In addition, the flow rate of the cooling water decreases according to the bubble volume, which adversely affects the cooling function of the engine.

또한, 기포가 냉각수의 수면에 부유해 있기 때문에, 단열재의 역할을 하여 냉각수의 냉각속도를 떨어뜨린다는 단점이 있다.In addition, since bubbles are floating on the surface of the cooling water, there is a disadvantage that the cooling rate of the cooling water decreases by acting as a heat insulator.

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 냉각수가 유입되면서 발생하는 기포가 출구를 통해 엔진으로 유입되지 않게 하여 엔진의 손상 및 라디에이터의 기능 저하를 방지하며, 기포가 한 쪽에만 부유하도록 유동을 차단함으로써, 냉각수의 냉각속도를 향상시킬 수 있게 구성한 서지탱크를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the problems of the prior art as described above, by preventing the air bubbles generated when the coolant is introduced into the engine through the outlet to prevent damage to the engine and deterioration of the radiator, bubbles It is an object of the present invention to provide a surge tank configured to improve the cooling rate of the cooling water by blocking the flow so that only one side floats.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 서지탱크는 라디에이터에서 배출되는 냉각수가 유입되는 입구와 엔진으로 냉각수를 배출하는 출구가 형성된 서지탱크에 있어서, 내부가 다수 개의 격실로 분할되도록 격벽이 형성되며, 상기 입구가 연결된 입구 격실에서 상기 출구가 형성된 출구 격실까지 냉각수가 유동할 수 있게 상기 격벽의 하단에 구멍이 형성된 것을 기술적 특징으로 한다.The surge tank of the present invention for achieving the above object is a surge tank formed with an inlet for the coolant discharged from the radiator inlet and an outlet for discharging the coolant to the engine, the partition is formed so that the interior is divided into a plurality of compartments And a hole formed in a lower end of the partition wall to allow the coolant to flow from the inlet compartment to which the inlet is connected to the outlet compartment where the outlet is formed.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 입구 격실에는 상기 입구와 마주하여 격막이 형성되고, 상기 입구를 통해 내부로 유입된 냉각수는 격막에 부딪힌다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the inlet compartment is formed with a diaphragm facing the inlet, the cooling water introduced into the interior through the inlet hits the diaphragm.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 구멍은 상대적으로 수평방향으로 길고, 수직방향으로 짧게 형성된다.Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the hole is formed relatively long in the horizontal direction, short in the vertical direction.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 격벽은 상단이 개방되어 상기 격실들은 연통된다.Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the partition wall is open at the top so that the compartments communicate.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 서지탱크는 입구를 통해 유입된 냉각수가 출구로 유동하는 진행경로 중에서, 수면에 부유한 기포가 경로 초입부에만 모여 있도록 격벽을 설치함으로써, 출구를 통해 엔진으로 배출되는 냉각수에는 기포가 포함되지 않는다. 그럼으로써, 엔진 실린더 내측벽에 충돌하여 소멸되면서 엔진을 손상시키는 것을 방지할 수 있다. As described above, the surge tank of the present invention is discharged to the engine through the outlet by installing a partition wall so that the bubbles floating on the surface of the cooling water flowing through the inlet flows to the outlet, only the path entry portion is collected Cooling water does not contain bubbles. Thus, damage to the engine can be prevented while colliding with the engine cylinder inner wall and extinguished.

또한, 기포가 냉각수 진행경로 초입부에만 위치하기 때문에, 기포가 부유하지 않는 부위에서 냉각수를 신속하게 냉각시킴으로써, 냉각수의 기능을 향상시킨다.In addition, since the bubble is located only at the beginning of the cooling water traveling path, the cooling water is rapidly cooled at the site where the bubble does not float, thereby improving the function of the cooling water.

이와 같이 냉각수가 신속하게 냉각됨으로써, 엔진으로 배출되는 냉각수가 단위체적당 다량으로 그리고 안정적으로 유지될 수 있어 엔진의 기능을 향상시키며, 라디에이터의 방열성능 또한 향상시킨다는 장점이 있다.As such, the coolant is rapidly cooled, and thus the coolant discharged to the engine can be maintained in a large amount and stably per unit volume, thereby improving the function of the engine and also improving the heat dissipation performance of the radiator.

아래에서는 본 발명에 따른 서지탱크의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the surge tank according to the present invention will be described in detail.

도면에서, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 서지탱크의 외형을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서지탱크의 평단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 서지탱크의 정단면도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서지탱크의 평단면도이며, 도 5는 냉각수가 유입되는 입구가 1개 형성된 서지탱크의 평단면도이다.In the drawings, Figure 1 is a perspective view showing the appearance of the surge tank according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional plan view of the surge tank shown in Figure 1, Figure 3 is a positive view of the surge tank shown in Figure 1 It is a cross section. 4 is a plan sectional view of a surge tank according to another exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a plan sectional view of a surge tank having one inlet through which coolant is introduced.

도 1에 도시된 바와 같이, 서지탱크(100)는 상부에 2개의 입구(111, 112)가 형성되고, 하단에 1개의 출구(113)가 형성된다. 그리고 출구(113)에는 엔진으로 냉각수(1)를 배출하기 위한 배출관(123)이 연결되고, 2개의 입구 중에서 제1 입구(111)에는 라디에이터에서 냉각수(1)가 유입되도록 제1 유입관(121)이 연결되고, 제2 입구(112)에는 라디에이터에서 오버플로우되는 냉각수(1)가 유입되는 제2 유입관(122)이 연결된다.As illustrated in FIG. 1, the surge tank 100 has two inlets 111 and 112 formed at an upper portion thereof, and one outlet 113 formed at a lower portion thereof. The outlet 113 is connected to a discharge pipe 123 for discharging the coolant 1 to the engine, and the first inlet 111 of the two inlets allows the coolant 1 to flow from the radiator to the first inlet 111. ) Is connected, and a second inlet pipe 122 into which the coolant 1 overflowed from the radiator is connected to the second inlet 112.

이와 같은 서지탱크(100)의 내부는 도 2 및 도 3에 보이듯이, 다수 개의 격벽(130)들이 설치되어 다수 개의 격실(140)로 분할되는데, 다수 개의 격실(140) 중에서 2개의 입구(111, 112)가 형성된 격실을 '입구 격실(141)'이라고 하고, 출구(113)가 형성된 격실을 '출구 격실(145)'이라고 하였을 때에, 입구 격실(141)에서 출구 격실(145)까지 냉각수(1)가 유동하도록 중간 격실(143)을 형성하는 격벽(130)의 하단에 구멍(131)이 형성되며, 격벽(130)의 상단은 개방되어 다수 개의 격실(140)이 상호 연통된다. 따라서 연통된 격실(140)들은 동일하게 대기압을 받는다.As shown in FIGS. 2 and 3, the inside of the surge tank 100 is provided with a plurality of partitions 130 and is divided into a plurality of compartments 140, two inlets 111 of the plurality of compartments 140. , The compartment in which the 112 is formed is referred to as the 'inlet compartment 141', and the compartment in which the outlet 113 is formed as the 'outlet compartment 145', from the inlet compartment 141 to the outlet compartment 145, has a coolant ( A hole 131 is formed at a lower end of the partition wall 130 forming the intermediate compartment 143 so that 1) flows, and an upper end of the partition wall 130 is opened so that a plurality of compartments 140 communicate with each other. Therefore, the communicating compartments 140 are equally subjected to atmospheric pressure.

한편, 격벽(130)의 하단에 형성된 구멍(131)은 냉각수(1)의 진행 경로(화살표 방향)에 있어 전후 격실의 수위차를 방지하기 위해 수평방향으로 길며 수직방향으로 좁은 형태의 구멍(131)이 형성된다. 그 이유는 유동압력강하에 대응하기 위해서는 유동하는 냉각수의 양이 많아야 하지만, 수직방향으로 넓게 구멍을 형성하게 될 경우에 부유하는 거품(3)이 다음 격실로 유입될 수 있어 구멍(131)의 수직방향은 좁고 수평방향으로는 길게 형성된 것이 바람직하다.On the other hand, the hole 131 formed at the lower end of the partition wall 130 is a horizontally long and vertically narrow hole 131 in order to prevent the level difference between the front and rear compartments in the traveling path (arrow direction) of the coolant 1. ) Is formed. The reason is that in order to cope with the flow pressure drop, the amount of cooling water flowing must be large, but when the hole is formed in the vertical direction, the floating bubbles 3 can flow into the next compartment, so that the vertical direction of the hole 131 It is preferable that the direction is narrow and formed long in the horizontal direction.

한편, 입구 격실(141)에는 각 입구(111, 112)에서 유입된 냉각수(1)에 의해 많은 거품(3)이 발생하지 않도록 격막(150)이 각각 형성된다. 상기 격막(150)은 입구(111, 112)와 마주하여 위치함으로써, 입구(111, 112)에서 배출되는 냉각수(1)가 입구(111, 112)를 통해 입구 격실(141)의 내부로 유입되자마자 바로 격막(150)에 부딪히게 함으로써, 거품(3)의 발생을 최소화 한다. 만약 격막(150)이 없을 경우에 유입된 냉각수(1)는 공기와 접하면서 비산되고, 비산된 냉각수가 격벽(130)과 부딪히면서 더 많은 거품(3)이 형성되기 때문이다.On the other hand, the inlet compartment 141 is formed with a diaphragm 150 so as not to generate a lot of bubbles (3) by the cooling water (1) introduced from each inlet (111, 112). The diaphragm 150 faces the inlets 111 and 112 so that the coolant 1 discharged from the inlets 111 and 112 flows into the inlet compartment 141 through the inlets 111 and 112. By hitting the diaphragm 150 as soon as possible, the generation of bubbles (3) is minimized. If there is no diaphragm 150, the introduced coolant 1 is scattered while contacting the air, and more bubbles 3 are formed when the scattered coolant collides with the partition 130.

격막(150)에 부딪힌 냉각수는 격막(150)을 돌아 입구 격실(141)의 내부로 유동하며, 이 과정 중에 발생한 거품(3)은 입구 격실(141)의 냉각수 수면에 부유하게 된다.The coolant that hits the diaphragm 150 flows around the diaphragm 150 to the inside of the inlet compartment 141, and the bubbles 3 generated during this process float on the coolant surface of the inlet compartment 141.

그리고 냉각수(1)는 입구 격실(141)과 다음 격실을 구분하는 격벽(130)의 하단에 형성된 구멍(131)을 통해 다음 격실로 유동하는데, 이때 냉각수(1)의 수면에 부유한 거품(3)은 격벽(130)에 갇혀 다음 격실로 유동하지 못하게 된다.The coolant 1 flows to the next compartment through a hole 131 formed at the bottom of the partition 130 which separates the inlet compartment 141 and the next compartment, wherein bubbles 3 floating on the water surface of the coolant 1 are formed. ) Is trapped in the partition wall 130 will not flow to the next compartment.

한편, 구멍(131)을 통과한 냉각수(1)는 다음 격실 내에서 잠시 정체되었다가 앞에서 설명한 바와 같이, 중간 격실(143)들을 구분하는 격벽(130) 하단에 형성된 구멍(131)을 통해 냉각수의 진행방향을 따라 다른 격실로 유동한다. 이 과정 중에서 격실(140) 내에 잠시 정체하는 중에 발생한 거품(3)은 냉각수(1)의 수면으로 부유하게 되고, 결국 상기 냉각수의 진행방향을 따라 위치한 다수 개의 격실(140)에 부유한 거품(3)은 입구 격실(141)에서 멀어질수록 부유하는 거품의 양은 작아진다. 즉 거품은 격실을 구분하는 격벽(130)에 갇혀 다음 격실로 유동하지 못하기 때문이 다.Meanwhile, the coolant 1 passing through the hole 131 is temporarily stagnated in the next compartment, and then, as described above, the coolant 1 passes through the hole 131 formed at the bottom of the partition 130 that divides the intermediate compartments 143. Flow to another compartment along the direction of travel. In this process, the bubbles 3 generated during a brief stagnation in the compartment 140 float on the water surface of the cooling water 1, and eventually bubbles 3 floating in the plurality of compartments 140 located along the traveling direction of the cooling water. The farther away from the inlet compartment 141, the smaller the amount of floating bubbles. In other words, the bubble is trapped in the partition wall 130 that divides the compartment because it does not flow to the next compartment.

이와 같이 냉각수(1)가 입구 격실(141)에서 출구 격실(145)까지 유동함에 있어서, 지나가는 중간 격실(143)의 수가 많을수록 거품 제거 효과는 탁월하다. 하지만, 중간 격실(143)의 수가 많다는 것을 비례적으로 격벽(130)의 수도 많다는 것으로서, 격벽(130)의 하단에 구멍(131)을 형성하더라도 격벽(130)이 많으면 유동압력차가 발생하여 엔진에서 요구하는 냉각수의 양을 원활하게 공급하기 어렵게 된다. 따라서 엔진의 성능 및 서지탱크의 크기 등을 고려하여 서지탱크 내부의 격실의 수를 결정하는 것이 바람직하다.As the coolant 1 flows from the inlet compartment 141 to the outlet compartment 145 as described above, the larger the number of intermediate compartments 143 passing through, the better the bubble removal effect. However, as the number of intermediate compartments 143 is proportionately larger, the number of partitions 130 is proportional. Even though the holes 131 are formed at the bottom of the partition 130, when the partitions 130 are large, a pressure difference occurs in the engine. It is difficult to smoothly supply the required amount of cooling water. Therefore, it is desirable to determine the number of compartments in the surge tank in consideration of the engine performance and the size of the surge tank.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 서지탱크(100)가 원통형으로 구성되었을 경우에, 격실(140)을 형성하기 위해 원형의 원통형 격벽(133)과 서지탱크의 지름방향의 격벽(135)을 형성하여 다수 개의 격실(140)을 형성할 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 4, when the surge tank 100 is configured as a cylindrical, to form a partition 140, the circular cylindrical partition wall 133 and the radial partition wall 135 of the surge tank 135 By forming a plurality of compartments 140 may be formed.

또한, 앞에 설명한 냉각수 순환시스템과 다르게 서지탱크에 입구가 1개만 형성될 수 있는데, 이 경우 또한 도 5에 도시된 바와 같이, 입구가 형성된 입구 격실(141) 내부에는 1개의 격막(150)이 형성된다.In addition, unlike the cooling water circulation system described above, only one inlet may be formed in the surge tank. In this case, as shown in FIG. 5, one diaphragm 150 is formed inside the inlet compartment 141 in which the inlet is formed. do.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 서지탱크의 외형을 나타낸 사시도이고,1 is a perspective view showing the appearance of a surge tank according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1에 도시된 서지탱크의 평단면도이며,2 is a plan sectional view of the surge tank shown in FIG.

도 3은 도 1에 도시된 서지탱크의 정단면도이다.3 is a front sectional view of the surge tank shown in FIG. 1.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서지탱크의 평단면도이며, Figure 4 is a plan sectional view of a surge tank according to another embodiment of the present invention,

도 5는 냉각수가 유입되는 입구가 1개 형성된 서지탱크의 평단면도이다.5 is a plan sectional view of a surge tank having one inlet through which coolant is introduced.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 냉각수 3 : 거품1: coolant 3: foam

100 : 서지탱크 111 : 제1 입구100: surge tank 111: first inlet

112 : 제2 입구 113 : 출구112: second entrance 113: exit

121 : 제1 유입관 122 : 제2 유입관121: first inlet pipe 122: second inlet pipe

123 : 배출관 130 : 격벽123: discharge pipe 130: bulkhead

131 : 구멍 140 : 격실131: hole 140: compartment

150 : 격막150: diaphragm

Claims (4)

라디에이터에서 배출되는 냉각수가 유입되는 입구와 엔진으로 냉각수를 배출하는 출구가 형성된 서지탱크(Surge Tank)에 있어서,In a surge tank having an inlet for the coolant discharged from the radiator flows in and an outlet for discharging the coolant to the engine, 내부가 다수 개의 격실로 분할되도록 격벽이 형성되며, 상기 입구가 연결된 입구 격실에서 상기 출구가 형성된 출구 격실까지 냉각수가 유동할 수 있게 상기 격벽의 하단에 구멍이 형성되고, A partition is formed to divide the interior into a plurality of compartments, and a hole is formed at the bottom of the partition so that the coolant flows from the inlet compartment to which the inlet is connected to the outlet compartment where the outlet is formed. 상기 입구 격실에는 상기 입구와 마주하여 격막이 형성되고, 상기 입구를 통해 내부로 유입된 냉각수는 격막에 부딪히며,The inlet compartment is formed with a diaphragm facing the inlet, the coolant introduced into the interior through the inlet hits the diaphragm, 상기 구멍은 상대적으로 수평방향으로 길고, 수직방향으로 짧게 형성되고,The hole is relatively long in the horizontal direction, short in the vertical direction, 상기 격벽은 상단이 개방되어 상기 격실들은 연통된 것을 특징으로 하는 서지탱크.The bulkhead is surge tank, characterized in that the top is open so that the compartments communicate. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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