KR101439126B1

KR101439126B1 - 콘덴서-인터쿨러 일체형 쿨링모듈 구조

Info

Publication number: KR101439126B1
Application number: KR1020090117800A
Authority: KR
Inventors: 김수환
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2014-09-11
Also published as: KR20110061216A

Abstract

본 발명은 콘덴서-인터쿨러 일체형 쿨링모듈 구조에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 차량의 엔진과, 엔진 냉각에 사용된 냉각수의 냉각하기 위한 제1라디에이터를 구비하고, 상기 차량의 에어컨과 터보차저에 제공되는 냉각수를 냉각하기 위한 쿨링모듈 구조는, 상기 에어컨으로부터 수신한 냉매와 제2라디에이터로부터 수신한 냉각수를 열교환하여 상기 냉매를 냉각하기 위한 콘덴서; 상기 터보차저로부터 수신한 고온의 공기와 상기 제2라디에이터로부터 수신한 냉각수를 열교환하여 상기 고온의 공기를 냉각하기 위한 인터쿨러; 및 상기 제1라디에이터의 전방에 배치되고, 상기 콘덴서 및 상기 인터쿨러의 열교환을 위해 사용된 냉각수를 냉각하기 위한 상기 제2라디에이터를 포함한다.

Description

콘덴서-인터쿨러 일체형 쿨링모듈 구조{STRUCTURE FOR CONDENSER-INTERCOOLER INTERGRATED COOLING MODULE}

본 발명은 쿨링모듈 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 엔진을 냉각하기 위한 콘덴서-인터쿨러 일체형 쿨링모듈 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진룸 전방에는 엔진을 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉각수를 방열시키는 라디에이터와, 여름철 차내를 냉방시키는 과정에서 발생되는 고온의 냉매를 냉각시키는 콘덴서 및 이들 사이로 공기를 강제 송풍시켜 냉각효율을 높이도록 구비된 냉각팬이 설치되어 있고, 디젤 차량인 경우에는 출력을 증가시키기 위해 인터쿨러가 설치되어 있다.

기존의 인터쿨러를 포함한 쿨링모듈은 크게 4타입으로 구분할 수 있다. 도 1a 내지 도 1d는 종래의 인터쿨러 일체형 쿨링모듈의 일예시도로써, 각각 언더후드 타입, 인 펜더 타입, 프론트 라디에터 타입 및 사이드 바이 사이드 타입을 설명하기 위한 것이다.

도 1a의 언더후드 타입 쿨링모듈은, 후드홀을 통해 인터쿨러(11)의 냉각을 수행하는 것으로서, 인터쿨러의 성능 및 디자인 제약이 크며, 중량 및 원가면에서 불리한 문제점이 있다. 도 1b의 인 펜더 타입 쿨링모듈은, 포그 램프를 통해 인터쿨러(12)의 냉각을 수행하는 것으로서, 통과풍량이 제한되어 인터쿨러(12)의 냉각성능 측면에서 불리한 문제점이 있다. 도 1c의 프론트 라디에이터 타입 쿨링모듈은, 인터쿨러(13)의 냉각성능은 만족스러우나, 라디에이터 냉각에 불리하며, 전체 쿨링모듈의 두께 증대로 인해 오버행이 증대되는 단점이 있다. 또한, 도 1d의 사이드 바이 사이드 타입 쿨링모듈은, 인터쿨러(14) 성능은 프론트 라디에이터 타입 쿨링모듈에 비해 불리하지만 냉각은 유리한 장점이 있다. 그러나, 사이드 바이 사이드 타입 쿨링모듈은 프런트 범퍼 디자인 형상에 매우 민감하며, 고마력 엔진에 장착하기 위해서는 라디에이터 크기와 인터쿨러 크기 사이의 트레이드 오프(trade-off)가 필요한 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 고마력 엔진에 적용가능하고, 컴팩트하며 디자인 형상에 크게 민감하지 않은 콘덴서-인터쿨러 일체형 쿨링모듈 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따라 차량의 엔진과, 엔진 냉각에 사용된 냉각수의 냉각하기 위한 제1라디에이터를 구비하고, 상기 차량의 에어컨과 터보차저에 제공되는 냉각수를 냉각하기 위한 쿨링모듈 구조에 있어서, 상기 에어컨으로부터 수신한 냉매와 제2라디에이터로부터 수신한 냉각수를 열교환하여 상기 냉매를 냉각하기 위한 콘덴서; 상기 터보차저로부터 수신한 고온의 공기와 상기 제2라디에이터로부터 수신한 냉각수를 열교환하여 상기 고온의 공기를 냉각하기 위한 인터쿨러; 및 상기 제1라디에이터의 전방에 배치되고, 상기 콘덴서 및 상기 인터쿨러의 열교환을 위해 사용된 냉각수를 냉각하기 위한 상기 제2라디에이터를 포함한다. 이때, 상기 제2라디에이터로부터 상기 콘덴서 및 상기 인터쿨러로 냉각수를 분배하기 위한 펌프를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2라디에이터는 공냉식인 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 발명은, 종래의 3열 배치에 비해 컴팩트한 2열 배치 쿨링모듈을 구성하여, 기존의 가솔린 차량용 쿨링모듈 수준으로 디젤 차량의 쿨링모 듈을 컴팩트하게 구성할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 수냉식 콘덴서 및 인터쿨러를 사용하여 냉각성능을 극대화함으로써, 엔진의 출력 및 연비를 증대할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 종래의 프런트 라디에이터 타입의 쿨링모듈 구조를 설명하기 위한 개략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 콘덴서-인터쿨러 일체형 쿨링모듈 구조를 설명하기 위한 개략도이다.

인터쿨러 냉각과, 엔진 냉각 및 냉방 성능을 동시에 만족시키기 위해서는 충분한 공기 유량을 확보하는 것이 중요하다. 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 프런트 라디에이터 타입의 쿨링모듈은 인터쿨러(21), 콘덴서(22) 및 라디에이터(23)를 3열 배치하여, 통기저항이 증대하므로, 라디에이터 입구의 온도가 상승하고 통과풍량이 감소하게 된다. 따라서, 본 발명에서는, 냉각성능의 극대화를 위해 라디에이터의 크기를 유지하면서 통기저항의 감소없이 통과풍량을 확보하기에 유리한 콘덴서-인터쿨러 일체형 쿨링모듈 구조를 제안한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 쿨링모듈 구조는, 수냉식 콘덴서(38)와 수냉식 인터쿨러(39)를 병렬로 배치하고, 각각의 냉각수를 동시에 냉각하기 위한 공냉식 라디에이터로 구성되며, 엔진(35) 냉각을 위한 라디에이터(32)는 기존과 동일한 것을 사용한다.

이와 같이 구성함으로써, 프론트 라디에이터 타입 쿨링모듈의 3열 배치와 달리, 2열 배치 구조가 되어 전체 통기저항이 감소하여 통과풍량이 증대되며, 수냉식 냉각방식을 사용함으로써 공냉식 대비 냉각효율을 극대화하여 쿨링모듈의 크기를 감소시킬 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 도 3의 쿨링모듈을 상세하게 설명하기 위한 일실시예 개념도로써, 도 3의 쿨링모듈 구조의 각 유닛별로 펼쳐놓은 것이다. 도 4a의 라디에이터(32)는 엔진(35) 냉각에 사용된 냉각수의 온도를 낮추기 위한 열교환을 수행하는 기능을 담당하는 것이다. 라디에이터(32)가 엔진(35)을 냉각하는 메커니즘에 대해서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다 할 것이므로 그 상세한 설명은 생략하기로 하겠다.

도 4b를 참조로 하면, 펌프(34)는 수냉식 콘덴서(38)와 수냉식 인터쿨러(39)의 냉각수를 분배하는 기능을 담당한다. 수냉식 콘덴서(38)는, 에어컨(36)의 냉매와 냉각수 사이의 열교환을 통해 에어컨(36)의 냉각을 수행하는 기능을 담당한다. 상기 에어컨(36)으로부터 냉매가 상기 수냉식 콘덴서(38)에 제공되며, 상기 공냉식 라디에이터(31)로부터 상기 펌프(34)를 통해 공급된 냉각수가 냉매를 냉각하는 것이다. 상기 수냉식 콘덴서(38)에 의해 냉각된 냉매는 상기 에어컨(36)으로 제공된다. 수냉식 인터쿨러(39)는, 터보차저(turbo charger)(37)에서 나온 고온의 공기와 냉각수 사이의 열교환을 통해 엔진으로 흡입되는 공기유량을 증대시키는 기능을 담당한다. 상기 터보차저(37)로부터 고온의 공기가 제공되며, 상기 공냉식 라디에이터(31)로부터 상기 펌프(34)를 통해 공급된 냉각수가 공기를 냉각하는 것이다. 상 기 수냉식 인터쿨러(39)에 의해 냉각된 공기는 상기 터보차저(37)로 제공된다. 상기 에어컨(36) 및 터보차저(37)의 기능에 대해서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다 할 것이므로 그 상세한 설명은 생략하기로 하겠다. 공냉식 라디에이터(31)는 상기 수냉식 콘덴서(38)와 수냉식 인터쿨러(39)의 열교환을 위해 사용된 냉각수를 냉각하는 기능을 담당하는 공냉식 열교환기이다. 공냉식 라디에이터(31)는 상기 라디에이터(32) 전방에 배치되어 냉각을 수행한다.

본 발명에 따르면, 위의 구성과 같이 2열 배치의 쿨링모듈 구조를 제안함으로써, 컴팩트한 쿨링모듈을 구성할 수 있으며, 이는 기존의 가솔린 차량용 쿨링모듈 수준으로 구성할 수 있게 된다.

또한, 공냉식에 비해 수냉식의 경우 약 4배 정도의 냉각 효과가 있음을 볼 때, 인터쿨러/콘덴서의 냉각성능을 극대화하여 엔진 출력 및 연비를 증대할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1a 내지 도 1d는 종래의 인터쿨러 일체형 쿨링모듈의 일예시도,

도 2는 종래의 프런트 라디에이터 타입의 쿨링모듈 구조를 설명하기 위한 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 콘덴서-인터쿨러 일체형 쿨링모듈 구조를 설명하기 위한 개략도,

도 4a 및 도 4b는 도 3의 쿨링모듈을 상세하게 설명하기 위한 일실시예 개념도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

31: 공냉식 라디에이터 32: 라디에이터

33: 냉각팬 34: 펌프

35: 엔진 36: 에어컨

37: 터보차저 38: 수냉식 콘덴서

39: 수냉식 인터쿨러

Claims

차량의 엔진과, 엔진 냉각에 사용된 냉각수의 냉각하기 위한 제1라디에이터를 구비하고, 상기 차량의 에어컨과 터보차저에 제공되는 냉각수를 냉각하기 위한 쿨링모듈 구조에 있어서,

상기 에어컨으로부터 수신한 냉매와 제2라디에이터로부터 수신한 냉각수를 열교환하여 상기 냉매를 냉각하기 위한 콘덴서;

상기 터보차저로부터 수신한 고온의 공기와 상기 제2라디에이터로부터 수신한 냉각수를 열교환하여 상기 고온의 공기를 냉각하기 위한 인터쿨러; 및

상기 제1라디에이터의 전방에 배치되고, 상기 콘덴서 및 상기 인터쿨러의 열교환을 위해 사용된 냉각수를 냉각하기 위한 상기 제2라디에이터를 포함하는 쿨링모듈 구조.
제1항에 있어서, 상기 제2라디에이터로부터 상기 콘덴서 및 상기 인터쿨러로 냉각수를 분배하기 위한 펌프를 더 포함하는 쿨링모듈 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2라디에이터는, 공냉식인 것을 특징으로 하는 쿨링모듈 구조.