KR101328523B1 - 인터쿨러 일체형 라디에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동 및 소음을 줄이며 조립이 간편하도록 구조를 개선한 인터쿨러 일체형 라디에이터에 관한 것으로, 본 발명의 인터쿨러 일체형 라디에이터는, 내부에 제1열교환매체가 유동하며, 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120)와, 상기 튜브(120) 사이에 개재되어 상기 튜브(120) 사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀(130)과, 상기 튜브(120)의 일측에 구비되어 제1열교환매체를 유동시키는 탱크(110)를 포함하여 이루어지는 라디에이터(100); 내부에 제2열교환매체가 유동하며, 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(220)와, 상기 튜브(220) 사이에 개재되어 상기 튜브(220) 사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀(230)과, 상기 튜브(220)의 일측에 구비되어 제2열교환매체를 유동시키는 탱크(210)를 포함하여 이루어지고, 상기 라디에이터(100)에 상기 튜브(220)의 길이 방향으로 나란하게 배치되는 인터쿨러(200); 상기 라디에이터(100)와 상기 인터쿨러(200) 사이에 배치되며, 일측 측면에는 상기 라디에이터(100)의 튜브(120)가 삽입 연결되고 타측 측면에는 상기 인터쿨러(200)의 튜브(220)가 삽입 연결되도록 양측 측면에 다수 개의 튜브삽입홀(420)이 형성되고, 상기 제1열교환매체와 제2열교환매체가 서로 혼합되는 것을 방지하도록 길이 방향으로 격벽(410)이 형성되는 일체탱크(400); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

인터쿨러, 라디에이터, 일체, 탱크, 진동, 소음, 마운트, 마운팅

Description

인터쿨러 일체형 라디에이터 {A Radiator Unified with an Intercooler}

본 발명은 인터쿨러 일체형 라디에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진동 및 소음을 줄이며 조립이 간편하도록 구조를 개선한 인터쿨러 일체형 라디에이터에 관한 것이다.

라디에이터(radiator)는 내연기관에서 발생한 열의 일부를 냉각수를 통해서 대기 속으로 방출하는 장치이다. 일반적으로 내연기관은 항상 고온ㆍ고압의 가스를 점화ㆍ연소시키는 과정에서 매우 많은 양의 열이 발생하게 되며, 따라서 냉각을 시켜 주지 않으면 과열로 인하여 실린더와 피스톤을 포함하는 각종 부품이 녹거나 탐으로써 손상 및 파손이 발생하게 된다. 따라서 실린더 주위에 냉각수를 수용하는 재킷을 설치하고, 상기 재킷 내부로 냉각수를 순환시킴으로써 냉각수가 엔진으로부터 발생하는 열을 흡수함으로써 엔진이 냉각되도록 하고 있다. 그러나 냉각수 역시 오랜 시간 동안 엔진으로부터 열을 흡수하여 고온이 되면 엔진으로부터 더 이상 열을 흡수할 수 없게 되기 때문에, 상기 냉각수를 냉각시켜 주는 장치가 필요한데, 라디에이터는 바로 이러한 고온의 냉각수를 순환시켜 냉각시켜 주는 장치이다.

인터쿨러(intercooler)는, 엔진 출력을 높이기 위해 과급기에 의해 고온 고 압으로 압축된 공기를 식혀 주는 장치이다. 엔진의 출력을 높이기 위해서는 실린더에 고압으로 압축된 공기를 유입시켜 주는 것이 좋으나, 문제는 공기가 압축되는 과정에서 온도가 올라가게 되며, 온도가 올라가면 산소의 밀도가 떨어져 결과적으로 실린더 내의 충전효율이 오히려 떨어지게 되는 문제점이 발생한다. 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 압축공기를 식혀주는 인터쿨러를 장착하는데, 인터쿨러에 의해 과급된 공기가 식혀짐으로써 엔진의 연소효율이 향상되어 연비가 좋아지고 이산화탄소 배출량도 크게 줄어드는 등의 효과가 있어, 특히 발열량이 많은 고성능 엔진 장착 차량에는 반드시 필요한 구성부품이다.

도 1은 종래의 라디에이터 및 인터쿨러의 배치도이다. 라디에이터(100')와 인터쿨러(200')는 내부에 순환하는 유체가 다를 뿐 모두 열교환기에 속하며, 따라서 각각은, 내부에 열교환매체가 유동하며, 공기 송풍 방향에 나란하게 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120', 220')와; 열교환매체가 유입되고 유입된 열교환매체를 상기 복수 개의 튜브(120', 220')에 분배하는 입구탱크(111', 211')와; 상기 튜브(120', 220') 사이에 개재되고 상기 튜브(120', 220') 사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀(130', 230')과; 상기 튜브(120', 220') 내를 이동하는 열교환매체가 모이며, 모여진 열교환매체를 배출하는 출구탱크(112', 212')를 구비한다. 또한, 도시된 바와 같이 종래의 라디에이터(100')와 인터쿨러(200')는 일반적으로 프레임(300') 상에 나란하게 배치되어 각각 마운팅되도록 되어 있다.

그런데, 이와 같이 라디에이터(100')와 인터쿨러(200')가 따로따로 마운팅됨에 따라서 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다. 첫째, 상기 라디에이터(100') 및 인터쿨러(200')가 상기 프레임(300')에 마운팅되는 부분은 상기 프레임(300') 가로 방향 쪽으로, 외측 및 내측(도 1에서 S 표시 부분)에 위치하고 있다. 그런데, 상기 S 표시 부분의 내측 마운팅 부재(141', 241')에 의해, 외부 진동이 발생하였을 때 상기 라디에이터(100') 및 인터쿨러(200')의 진폭이 증폭되며 또한 이에 따라 소음의 발생량도 많아지게 되는 문제점이 있다. 또한 둘째, 각각의 라디에이터(100') 및 인터쿨러(200')를 별도로 마운팅해야 한다. 즉, 상기 라디에이터(100')는 상기 외측 마운팅 부재(140') 및 내측 마운팅 부재(141')에 의해 상기 프레임(300')에 고정되며, 상기 인터쿨러(200')는 상기 외측 마운팅 부재(240') 및 내측 마운팅 부재(241')에 의해 상기 프레임(300')에 고정된다. 그런데, 이와 같이 각각 별도로 고정됨에 따라서 상기 프레임(300') 상에 부품 별로 별도의 마운팅 홀을 구비하도록 하여야 하며, 이에 따라 각각의 금형을 제작하여야 하기 때문에, 제작 및 조립이 난해해지고 부품 수가 증가하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 인터쿨러 및 라디에이터의 서로 근접한 탱크를 일체화함으로써 차체 구성품들의 진동 및 소음을 줄이고 마운팅을 손쉽게 할 수 있도록 하는 인터쿨러 일체형 라디에이터를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인터쿨러 일체형 라디에이터는, 내부에 제1열교환매체가 유동하며, 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120)와, 상기 튜브(120) 사이에 개재되어 상기 튜브(120) 사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀(130)과, 상기 튜브(120)의 일측에 구비되어 제1열교환매체를 유동시키는 탱크(110)를 포함하여 이루어지는 라디에이터(100); 내부에 제2열교환매체가 유동하며, 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(220)와, 상기 튜브(220) 사이에 개재되어 상기 튜브(220) 사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀(230)과, 상기 튜브(220)의 일측에 구비되어 제2열교환매체를 유동시키는 탱크(210)를 포함하여 이루어지고, 상기 라디에이터(100)에 상기 튜브(220)의 길이 방향으로 나란하게 배치되는 인터쿨러(200); 상기 라디에이터(100)와 상기 인터쿨러(200) 사이에 배치되며, 일측 측면에는 상기 라디에이터(100)의 튜브(120)가 삽입 연결되고 타측 측면에는 상기 인터쿨러(200)의 튜브(220)가 삽입 연결되도록 양측 측면에 다수 개의 튜브삽입홀(420)이 형성되고, 상기 제1열교환매체와 제2열교환매체가 서로 혼합되는 것을 방지하도록 길이 방향으로 격벽(410)이 형성되는 일체탱크(400); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 인터쿨러 일체형 라디에이터는 차량에 상기 인터쿨러 일체형 라 디에이터를 마운팅하는 마운팅 부재가 상기 인터쿨러 일체형 라디에이터의 최외측에 있는 탱크들(110, 210)에만 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 격벽(410)은 상기 일체탱크(400)와 일체형으로 형성되거나, 또는 별도로 제작되어 조립 형성되는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 일체탱크(400)는 상기 격벽(410)이 별도 제작되어 조립 형성될 경우, 상기 격벽(410)의 위치 이탈을 방지하고 정위치로 조립을 안내하는 격벽안내홈(430)이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 일체탱크(400)는 상기 격벽(410)이 일체 형성될 경우, 압출 성형에 의하여 또는 판재를 벤딩 및 브레이징하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 인터쿨러와 라디에이터가 일체화됨으로써 프레임에 마운팅되는 부위가 양쪽 끝으로 치우치며 가운데 부분은 마운팅하지 않음으로써, 진동이 발생하더라도 진폭이 발산하는 경향을 훨씬 축소해 주는 효과가 있다. 물론 이에 따라 진동 뿐만 아니라 소음 역시 크게 경감시켜 주는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 차체에 인터쿨러와 라디에이터 각각을 마운팅하기 위한 마운팅 홀을 구비할 필요 없이 인터쿨러 일체형 라디에이터만을 마운팅하면 되기 때문에(즉 종래의 내측 마운트 부재에 해당하는 부품이 전혀 필요하지 않으므로) 금형의 제작 및 조립이 훨씬 간단해지는 효과가 있으며, 또한 부품 개수 및 조 립 공정 또는 장비가 줄어들게 되는 효과도 있다. 물론 당연히, 이에 따라 제품의 단가가 저하되는 경제적인 효과 또한 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 인터쿨러 일체형 라디에이터를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 인터쿨러 일체형 라디에이터의 조립 평면도이다. 본 발명에 의하면, 인터쿨러(200)와 라디에이터(100)는 각각 한 쌍의 평행한 탱크(110, 210); 내부에 열교환매체가 유동하며, 상기 탱크(110, 210) 사이에 공기 송풍 방향에 나란하게 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120, 220); 상기 튜브(120, 220) 사이에 개재되고 상기 튜브(120, 220) 사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀(130, 230); 을 포함하여 이루어지되, 인터쿨러(200)의 탱크(210)와 라디에이터(100)의 탱크(110) 중 서로 인접 배치되는 탱크(110, 210)들이 서로 일체 형성된다. 이와 같이 서로 일체화된 탱크들을 일체탱크(400)라 칭한다. 즉, 상기 일체탱크(400)는, 상기 라디에이터(100)와 상기 인터쿨러(200) 사이에 배치되며, 양측 측면에 다수 개의 튜브삽입홀(420)이 형성되어 일측 측면에는 상기 라디에이터(100)의 튜브(120)가 삽입 연결되고 타측 측면에는 상기 인터쿨러(200)의 튜브(220)가 삽입 연결됨으로써 상기 라디에이터(100) 및 인터쿨러(200)를 연결하여 일체화시키게 된다. 물론 상기 일체탱크(400)의 내부에는, 상기 인터 쿨러(200) 내부에 흐르는 제1열교환매체(압축공기)와 상기 라디에이터(100) 내부에 유통하는 제2열교환매체(냉각수)가 서로 섞이지 않도록 상기 일체탱크(400)의 길이 방향으로 격벽(410)이 형성된다. 따라서 도 2에서, 상기 일체탱크(400)의 A 부분은 상기 라디에이터(100)의 탱크(110)로서, B 부분은 상기 인터쿨러(200)의 탱크(210)로서 기능한다.

도 2에 도시된 본 발명의 인터쿨러 일체형 라디에이터는, 상기 탱크(110, 210)들에만 구비된 외측 마운팅 부재(140, 240)에 의하여 프레임(300)에 상에 고정된다. 상술한 바와 같이 도 1에 도시된 종래의 라디에이터 및 인터쿨러는, 프레임(300') 상에 라디에이터(100')와 인터쿨러(200')를 각각 고정시켜야만 했으며, 따라서 외측 마운팅 부재(140', 240') 및 내측 마운팅 부재(141', 241')가 필요하였다. 특히 상기 내측 마운팅 부재(141', 241') 즉 도 1에서 S 표시 부분에 위치한 마운팅 부재에 의해, 진동 및 소음의 증폭, 부품 개수의 증가, 금형 제작 및 조립의 난해, 단가 상승 등과 같은 여러 가지의 문제점들이 발생하였다. 그러나 본 발명에서는, 도 2에 도시된 바와 같이 라디에이터(100)와 인터쿨러(200)의 서로 근접한 위치에 있는 탱크들을 일체화하여 일체탱크(400)로 형성하였으므로, 종래의 내측 마운팅 부재(141', 241')와 같은 부품을 전혀 필요로 하지 않는다. 이에 따라 본 발명에 의하면 진동 및 소음 감쇄, 부품 개수의 감소, 금형 제작 및 조립의 용이성 상승, 단가 저하 등의 효과들을 일거에 얻을 수 있게 된다.

도 3은 상기 일체탱크의 단면도이다. 도시된 바와 같이 상기 일체탱크(400) 는, 양측 측면에 인터쿨러 또는 라디에이터의 튜브(120, 220)가 삽입되는 다수 개의 튜브삽입홀(420)이 형성되며, 길이 방향으로 격벽(410)이 형성된다. 상기 격벽(410)은 상기 일체탱크(400)와 일체형으로 구비되어도 무방하며, 상기 일체탱크(400)의 본체와 별도로 제작되어 조립되어도 무방하다. 도 3(A)는 상기 격벽(410)이 일체형으로 구비되는 경우의 단면도를 도시한 것이며, 도 3(B)는 별도로 제작된 격벽(410)이 조립되어 구비되는 경우의 단면도를 도시한 것이다. 도 3(B)와 같이 별도 제작된 격벽(410)이 조립 구비되는 경우, 상기 일체탱크(400)의 상기 격벽(410)이 조립되는 부분에는 상기 격벽(410)이 위치를 이탈하지 않고 정위치에 조립되도록 격벽안내홈(430)이 더 형성되는 것이 바람직하다.

도 4는 일체탱크와 격벽이 일체로 형성되는 경우 제작 단계의 일실시예이다. 상술한 바와 같이 일체탱크(400)와 격벽(410)이 일체로 형성되는 경우, 금형을 제작하여 단번에 압출 성형하여 제작할 수도 있으며, 도 4의 실시예에서와 같이 판재를 벤딩 및 브레이징하여 제작할 수도 있다. 보다 상세하게 설명하자면, 도 4(A)에 도시된 바와 같이 튜브삽입홀(420)이 형성된 판재를 벤딩하여, 도 4(B)에 도시된 바와 같은 형상으로 만들어 일체탱크(400)의 형상을 형성한다. 도 4(A)에서의 a, c, e, g 면은 일체탱크(400)의 전후면이 되며, 도 4(A)에서의 b, f 면은 일체탱크(400)에서 튜브삽입홀(420)이 형성된 양쪽 측면이 되고, 도 4(A)에서의 d 면은 일체탱크(400)의 격벽(410)이 된다. 다음으로 도 4(B)에 P로 표시된 부분을 브레이징 접합하면 일체탱크(400)의 제작이 완료된다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

도 1은 종래의 인터쿨러 및 라디에이터의 조립 평면도.

도 2는 본 발명에 의한 인터쿨러 일체형 라디에이터의 조립 평면도.

도 3은 본 발명에 의한 일체탱크의 단면도.

도 4는 일체탱크와 격벽이 일체로 형성되는 경우 제작 단계의 일실시예.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

100: 라디에이터 110: 탱크

120: 튜브 130: 핀

140: 외측 마운트 부재 141': 내측 마운트 부재

200: 인터쿨러 210: 탱크

220: 튜브 230: 핀

240: 외측 마운트 부재 241': 내측 마운트 부재

300: 프레임

400: 일체탱크 410: 격벽

420: 튜브삽입홀 430: 격벽안내홈

Claims (5)

1. 내부에 제1열교환매체가 유동하며, 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120)와, 상기 튜브(120) 사이에 개재되어 상기 튜브(120) 사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀(130)과, 상기 튜브(120)의 일측에 구비되어 제1열교환매체를 유동시키는 탱크(110)를 포함하여 이루어지는 라디에이터(100);

   내부에 제2열교환매체가 유동하며, 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(220)와, 상기 튜브(220) 사이에 개재되어 상기 튜브(220) 사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀(230)과, 상기 튜브(220)의 일측에 구비되어 제2열교환매체를 유동시키는 탱크(210)를 포함하여 이루어지고, 상기 라디에이터(100)에 상기 튜브(220)의 길이 방향으로 나란하게 배치되는 인터쿨러(200);

   상기 라디에이터(100)와 상기 인터쿨러(200) 사이에 배치되며, 일측 측면에는 상기 라디에이터(100)의 튜브(120)가 삽입 연결되고 타측 측면에는 상기 인터쿨러(200)의 튜브(220)가 삽입 연결되도록 양측 측면에 다수 개의 튜브삽입홀(420)이 형성되고, 상기 제1열교환매체와 제2열교환매체가 서로 혼합되는 것을 방지하도록 길이 방향으로 격벽(410)이 형성되는 일체탱크(400);

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인터쿨러 일체형 라디에이터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 인터쿨러 일체형 라디에이터는

   차량에 상기 인터쿨러 일체형 라디에이터를 마운팅하는 마운팅 부재가 상기 인터쿨러 일체형 라디에이터의 최외측에 있는 탱크들(110, 210)에만 형성되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러 일체형 라디에이터.
3. 제 1항에 있어서, 상기 격벽(410)은

   상기 일체탱크(400)와 일체형으로 형성되거나, 또는 별도로 제작되어 조립 형성되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러 일체형 라디에이터.
4. 제 3항에 있어서, 상기 일체탱크(400)는

   상기 격벽(410)이 별도 제작되어 조립 형성될 경우, 상기 격벽(410)의 위치 이탈을 방지하고 정위치로 조립을 안내하는 격벽안내홈(430)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러 일체형 라디에이터.
5. 제 3항에 있어서, 상기 일체탱크(400)는

   상기 격벽(410)이 일체 형성될 경우, 압출 성형에 의하여 또는 판재를 벤딩 및 브레이징하여 형성되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러 일체형 라디에이터.

Images