KR101436963B1 - 인터쿨러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인터쿨러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 인터쿨러가 작동되는 경우에는 내부 공기가 배출되지 않도록 하고, 인터쿨러가 작동되지 않는 경우에는 흡착된 오일이 배출되도록 하는 오일배출수단이 구비됨으로써 수동으로 오일을 제거하는 번거로움 없이 자동으로 인터쿨러 내부의 오일을 배출할 수 있는 인터쿨러에 관한 것이다.
본 발명의 인터쿨러(100)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120); 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)에 형성되어 공기가 유입되는 입구파이프(140) 및 배출되는 출구파이프(150); 상기 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120)에 양단이 고정되어 공기 유로를 형성하는 튜브(160); 및 상기 튜브(160) 사이에 개재되는 핀(170); 을 포함하는 인터쿨러(100)에 있어서, 상기 인터쿨러(100)는 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)의 탱크(131) 일정영역이 중공되고 그 내주면에 고정부(132)가 형성되되, 내측이 상ㆍ하 방향으로 중공되고, 단부에 내측방향으로 돌출되는 걸림턱(214)이 형성되는 중공부(213)와, 외면에 상기 고정부(132)와 체결되는 체결부(211)가 형성된 몸체; 및 외부와 접하는 단부에 구조막(221)이 형성되고 상기 중공부(213)에 삽입되어 인터쿨러(100) 내부의 오일을 흡착하는 흡착부(220);를 포함하는 오일배출수단(200)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 인터쿨러는 탱크에 고정부를 형성하고, 상기 고정부에 체결되는 오일배출수단을 형성하는 간단한 구조를 이용하여 인터쿨러 내부 실링은 유지하되, 인터쿨러 미작동 시 오일이 자동 배출되도록 하는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 인터쿨러는 인터쿨러 작동, 정지의 반복에 따라 오일이 배출되므로 주기적으로 오일을 배출함에 따라 오일이 축적되어 발생될 수 있는 냉각 성능 저하, 엔진 부조 발생 등의 문제를 미연에 방지할 수 있으며, 주기적인 오일 배출 작업이 불필요하여 사용자의 편의성을 높인 장점이 있다.
인터쿨러, 오일, 흡착

Description

인터쿨러{INTERCOOLER}
본 발명은 인터쿨러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 인터쿨러가 작동되는 경우에는 내부 공기가 배출되지 않도록 하고, 인터쿨러가 작동되지 않는 경우에는 흡착된 오일이 배출되도록 하는 오일배출수단이 구비됨으로써 수동으로 오일을 제거하는 번거로움 없이 자동으로 인터쿨러 내부의 오일을 배출할 수 있는 인터쿨러에 관한 것이다.
인터쿨러(Intercooler)는 엔진 출력을 높이기 위해 과급기에 의해 고온ㆍ고압으로 압축된 공기를 식혀주는 장치이다.
대체적으로 디젤 기관을 사용하는 차량에 있어서 엔진의 출력을 향상시키기 위해 엔진의 실린더 내부로 압축공기를 공급하는 과급기를 사용한다.
그러나 상기 과급기에 의해 급속히 압축된 공기는 온도가 매우 높아져 부피가 팽창하고 산소 밀도가 떨어지게 되어 결과적으로 실린더안의 충전효율이 저하되는 현상이 발생된다.
따라서 상기 인터쿨러는 상기 과급기에 의해 압축된 고온의 공기를 냉각함으 로써 실린더의 흡입효율이 높아지고, 연소효율이 향상되어 연비가 높아지는 것은 물론 이산화탄소 및 매연 등 환경에 유해한 배기가스의 배출도 크게 줄어든다.
이러한 역할을 담당하는 인터쿨러는 냉각방식에 따라 수랭식과 공랭식으로 나눌 수 있다. 수랭식 인터쿨러는 인터쿨러를 냉각시킬 때 차량의 냉각수나 물을 이용하여 인터쿨러를 냉각시키는 방식으로 냉각효율은 우수하나 구조가 복잡하여 설치가 어려울 뿐만 아니라 유지보수가 어렵다는 문제점이 있어 일반적으로 공기를 이용하여 인터쿨러를 냉각시키는 공랭식 인터쿨러를 많이 사용한다.
상기 공랭식 인터쿨러의 일 예를 도 1에 도시하였으며, 상기 도 1에 도시한 인터쿨러는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더탱크(20); 상기 제1헤더탱크(10) 또는 제2헤더탱크(20)에 각각 형성되어 공기가 유입되는 입구파이프(40) 및 배출되는 출구파이프(50); 상기 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더탱크(20)에 양 단이 고정되어 공기 통로를 형성하는 복수개의 튜브(60); 및 상기 튜브 사이에 개재되는 핀(70); 을 포함하여 형성된다.
이 때, 상기 인터쿨러는 외부 공기가 엔진의 배기압에 의한 터빈의 회전에 의해 압축된 상태로 강제 송풍되어 상기 입구파이프를 통해 상기 제1헤더탱크로 유입된다.
상기 제1헤더탱크로 유입된 공기는 상기 튜브의 공기유로를 따라 상기 제2헤더탱크로 이동되면서 외부 핀 사이를 통과하는 공기와 열교환되어 냉각되고, 상기 제2헤더탱크의 출구파이프를 통해 배출되며, 배출된 공기는 엔진의 흡기밸브 개방 시 실린더 내부로 공급된다.
그런데, 흡입 공기가 터보차져를 통과하면서 내부에 오일을 함유하게 되고, 오일을 함유한 공기가 인터쿨러로 유입되는 경우에는 오일이 외부로 배출되지 못하고 인터쿨러 내부에 축적되어 인터쿨러의 냉각 성능을 저하시키는 문제점이 있으며, 오일이 엔진 연소실로 유입되는 경우에는 엔진부조를 발생시키는 문제점이 있다.
상기 인터쿨러 내부에 축적된 오일을 제거하기 위하여 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 인터쿨러 헤더탱크(10, 20)의 하단에 드레인 플러그(30)를 구비하고, 일정 거리 주행(일반적인 경우 10만 Km)마다 상기 드레인 플러그(30)를 풀고 오일이 배출되도록 하였다.
그러나 상기 드레인 플러그를 이용한 방법은 단순히 주기적으로 오일을 제거하는 방법으로, 연속적으로 제거하는 것이 아니므로 인터쿨러 내부에 오일이 존재하여 발생되는 문제점을 완전히 해결했다 보기 어려우며, 수동 작업으로서 운전자의 꾸준한 점검이 필요하여 번거로운 단점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 오일배출수단을 이용하여 인터쿨러의 미작동시 오일이 자동 배출되도록 함으로써 인터쿨러 내부에 오일이 존재함에 따른 냉각 성능 저하, 엔진 부조 발생 등과 같은 문제점을 방지할 수 있는 인터쿨러를 제공하는 것이다.
본 발명의 인터쿨러(100)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120); 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)에 형성되어 공기가 유입되는 입구파이프(140) 및 배출되는 출구파이프(150); 상기 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120)에 양단이 고정되어 공기 유로를 형성하는 튜브(160); 및 상기 튜브(160) 사이에 개재되는 핀(170); 을 포함하는 인터쿨러(100)에 있어서, 상기 인터쿨러(100)는 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)의 탱크(131) 일정영역이 중공되고 그 내주면에 고정부(132)가 형성되되, 내측이 상ㆍ하 방향으로 중공되고, 단부에 내측방향으로 돌출되는 걸림턱(214)이 형성되는 중공부(213)와, 외면에 상기 고정부(132)와 체결되는 체결부(211)가 형성된 몸체; 및 외부와 접하는 단부에 구조막(221)이 형성되고 상기 중공부(213)에 삽입되어 인터쿨러(100) 내부의 오일을 흡착하는 흡착부(220);를 포함하는 오일배출수단(200)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 오일배출수단(200)은 인터쿨러(100) 작동시, 상기 구조막(221)이 상기 걸림턱(214)에 밀착되어 인터쿨러(100) 내부에 유동되는 공기가 외부로 배출되지 않도록 하고, 인터쿨러(100) 미작동시, 상기 구조막(221)과 걸림턱(214) 사이에 틈이 발생되어 상기 흡착부(220)에 흡착된 오일이 외부로 자동 배출되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 몸체는 상기 탱크(131) 내벽면과 밀착되고 상기 탱크(131) 고정부(132)와의 체결이 용이하도록 외면 일정영역이 외측으로 돌출되는 단차부(212)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 몸체(210)는 상기 중공부(213)의 일정영역이 내측으로 돌출되어 흡착부(220)의 이탈을 방지하는 돌출부(215)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 인터쿨러는 탱크에 고정부를 형성하고, 상기 고정부에 체결되는 오일배출수단을 형성하는 간단한 구조를 이용하여 인터쿨러 내부 실링은 유지하되, 인터쿨러 미작동 시 오일이 자동 배출되도록 하는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 인터쿨러는 인터쿨러 작동, 정지의 반복에 따라 오일이 배출되므로 주기적으로 오일을 배출함에 따라 오일이 축적되어 발생될 수 있는 냉각 성능 저하, 엔진 부조 발생 등의 문제를 미연에 방지할 수 있으며, 주기적인 오일 배출 작업이 불필요하여 사용자의 편의성을 높인 장점이 있다.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 인터쿨러(100)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 인터쿨러(100)를 나타낸 사시도 및 분해사시도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 인터쿨러(100)의 오일배출수단(200)을 나타낸 사시도 및 단면도이며, 도 6은 인터쿨러(100) 작동 여부에 따른 오일배출수단(200)의 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 인터쿨러(100)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120); 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)에 형성되어 공기가 유입되는 입구파이프(140) 및 배출되는 출구파이프(150); 상기 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120)에 양단이 고정되어 공기 유로를 형성하는 튜브(160); 및 상기 튜브(160) 사이에 개재되는 핀(170); 을 포함하는 인터쿨러(100)에 있어서, 상기 인터쿨러(100)는 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)를 형성하는 탱크(131)는 일정영역이 중공되고 그 내주면에 고정부(132)가 형성되며, 상기 고정부(132)와 체결되어 인터쿨러(100) 내부 압력에 따라(인터쿨러(100)의 작동 여부에 따라) 내부 오일을 배출하는 오일배출수단(200)이 구비된다.
본 발명의 인터쿨러(100)는 일반적인 인터쿨러(100)의 구성은 그대로 이용하되, 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)를 형성하는 탱크(131)에 나사산과 같이 상기 오일배출수단(200)을 고정할 수 있는 고정부(132)가 형성된다.
이 때, 상기 고정부(132)는 인터쿨러(100)가 차량에 장착되었을 때, 하측 부분에 위치되어 인터쿨러(100) 내부에 잔존하는 오일이 상기 고정부(132)에 체결되는 오일배출수단(200)을 통해 용이하게 배출될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 오일배출수단(200)은 상기 고정부(132)에 체결되어 인터쿨러(100)의 작동 여부에 따라 내부의 오일이 자동 배출하다 하는 수단으로서, 크게 기본 몸체와 그 내부에 형성되는 구조막(221)이 형성된 흡착부(220)로 이루어진다.
상기 몸체는 외면에 상기 고정부(132)와 체결되는 체결부(211)가 형성되고, 내측이 상ㆍ하방향으로 중공되어 상기 흡착부(220)가 구비되는 중공부(213)가 형성된다.
상기 중공부(213)의 단부에는 내측으로 돌출되는 걸림턱(214)이 형성되고, 중공부(213)에 구비되는 흡착부(220)의 이탈을 방지하는 돌출부(215)가 형성되는 것이 바람직하다.
도면에서 상기 돌출부(215)가 상기 몸체의 중공부(213)가 형성된 영역에서, 탱크(131) 내부와 접하는 단부에 중공부(213) 둘레를 따라 연속되게 형성된 예를 도시하였으나, 상기 흡착부(220)를 고정할 수 있는 구성이라면 다양하게 형성될 수 있다.
상기 걸림턱(214)은 상기 중공부(213)의 외부와 접하는 단부에 내측으로 돌출되도록 형성된다.
아울러, 상기 오일배출수단(200)의 몸체는 상기 외면에 상기 탱크(131) 내벽면과 밀착되도록 돌출되는 단차부(212)가 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 몸체 외면은 일정영역이 돌출되는 단차부(212)가 형성되고, 그 하측으로 상기 탱크(131)의 고정부(132)와 체결 가능한 체결부(211)가 형성되는데, 상기 탱크(131) 방향에서 상기 단차부(212)가 상기 탱크(131) 내벽면과 밀착되도록 조립한 후, 상기 탱크(131)가 헤더와 고정되도록 한다.
상기 단차부(212)가 형성됨으로써 본 발명의 인터쿨러(100)는 상기 오일배출수단(200)과 탱크(131) 내벽면이 밀착되도록 함으로써 실링성을 높일 수 있으며, 상기 오일배출수단(200)의 체결부(211)와 상기 탱크(131)의 고정부(132) 체결이 더욱 용이하도록 하여 작업성을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 오일배출수단(200)은 자동적으로 오일이 배출됨으로써 한 번 장착이 후에 이를 해체하는 등이 작업이 불필요하므로, 상기 오일배출수단(200)은 탱크(131) 내측방향에서 고정되도록 함으로써 오일을 배출하기 위한 분해 및 체결 작업 등에 의해 발생될 수 있는 오조립 등에 의한 문제점을 완벽히 차단하도록 한다.
상기 중공부(213)는 오일이 흡착되는 흡착부(220)가 형성되는데, 상기 흡착부(220)의 외부와 접하는 단부에는 구조막(221)이 형성된다.
상기 구조막(221)은 오일이 외부로 배출되지 못하도록 형성되는 구성으로, 상기 몸체의 걸림턱(214)의 중공영역 보다 크게 형성되는데, 먼저 인터쿨러(100)가 작동되는 경우에는 상기 도 6 (a)에 도시한 바와 같이, 인터쿨러(100) 내압에 의해 상기 구조막(221)이 상기 걸림턱(214)에 밀착되어 내부의 공기가 외부로 유출되지 못하도록 한다.
이 때, 인터쿨러(100) 내부의 오일은 중력에 의해 하측방향으로 이동되며, 상기 몸체 중공부(213)에 형성된 흡착부(220)에 흡착된다.
다음으로 인터쿨러(100)가 작동되지 않는 경우에는 상기 도 6 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 구조막(221)과 틈이 발생되어 상기 흡착부(220)에 흡착된 오일이 외부로 자동 배출된다.
즉, 본 발명의 인터쿨러(100)는 탱크(131)에 고정부(132)가 형성되고 상기 고정부(132)에 체결되는 오일배출수단(200)을 형성하는 간단한 구조를 이용하여 인터쿨러(100)의 미작동시 오일이 자동 배출하다 하는 장점이 있다.
이를 통해, 인터쿨러(100) 내부에 오일이 존재함에 따른 냉각 성능 저하 등의 문제를 해결할 수 있으며, 주기적으로 오일을 배출하기 위한 작업이 불필요하여 사용자의 편의성을 높일 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 인터쿨러(100) 제조 방법을 간략히 설명하면, 먼저, 이용되는 각 부품을 제조한다.
제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(131)를 형성하는 탱크(131)와 헤더, 튜브(160), 핀(170), 및 오일배출수단(200) 등의 구성을 제조하되, 상기 탱크(131)에는 고정부(132)가 형성된다.
이 때, 상기 고정부(132)는 상기 탱크(131)의 형성 과정에서 금형을 변경함으로써 제작할 수도 있으며, 먼저 탱크(131)를 제조한 후, 별도의 절삭가공을 통해 형성할 수도 있다.
다음으로 상기 헤더, 튜브(160) 및 핀(170) 조립체를 형성하고, 상기 탱 크(131)에 상기 오일배출수단(200)을 내측에서 외측방향으로 고정한다.
그 다음 상기 헤더, 튜브(160) 및 핀(170) 조립체와 상기 오일배출수단(200)이 고정된 탱크(131)를 고정하여 인터쿨러(100)를 제조한다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
도 1은 종래의 인터쿨러를 나타낸 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 인터쿨러를 나타낸 사시도 및 분해사시도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 인터쿨러의 오일배출수단을 나타낸 사시도 및 단면도.
도 6은 인터쿨러 작동 여부에 따른 오일배출수단의 상태를 나타낸 도면.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
100 : 인터쿨러
110 : 제1헤더탱크
120 : 제2헤더탱크
131 : 탱크 132 : 고정부
140 : 입구파이프 150 : 출구파이프
160 : 튜브 170 : 핀
200 : 오일배출수단
210 : 몸체 211 : 체결부
212 : 단차부 213 : 중공부
214 : 걸림턱 215 : 돌출부
220 : 흡착부 221 : 구조막

Claims (4)

  1. 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120); 상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)에 형성되어 공기가 유입되는 입구파이프(140) 및 배출되는 출구파이프(150); 상기 제1헤더탱크(110) 및 제2헤더탱크(120)에 양단이 고정되어 공기 유로를 형성하는 튜브(160); 및 상기 튜브(160) 사이에 개재되는 핀(170); 을 포함하는 인터쿨러(100)에 있어서,
    상기 인터쿨러(100)는
    상기 제1헤더탱크(110) 또는 제2헤더탱크(120)의 탱크(131) 일정영역이 중공되고 그 내주면에 고정부(132)가 형성되되,
    내측이 상ㆍ하 방향으로 중공되고, 단부에 내측방향으로 돌출되는 걸림턱(214)이 형성되는 중공부(213)와, 외면에 상기 고정부(132)와 체결되는 체결부(211)가 형성된 몸체; 및 외부와 접하는 단부에 구조막(221)이 형성되고 상기 중공부(213)에 삽입되어 인터쿨러(100) 내부의 오일을 흡착하는 흡착부(220);를 포함하는 오일배출수단(200)이 구비되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오일배출수단(200)은
    인터쿨러(100) 작동시, 상기 구조막(221)이 상기 걸림턱(214)에 밀착되어 인 터쿨러(100) 내부에 유동되는 공기가 외부로 배출되지 않도록 하고,
    인터쿨러(100) 미작동시, 상기 구조막(221)과 걸림턱(214) 사이에 틈이 발생되어 상기 흡착부(220)에 흡착된 오일이 외부로 자동 배출되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 몸체는 상기 탱크(131) 내벽면과 밀착되고 상기 탱크(131) 고정부(132)와의 체결이 용이하도록 외면 일정영역이 외측으로 돌출되는 단차부(212)가 형성되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 몸체(210)는 상기 중공부(213)의 일정영역이 내측으로 돌출되어 흡착부(220)의 이탈을 방지하는 돌출부(215)가 형성되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러.
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