KR19980038566A - 공냉과 수냉을 겸한 인터쿨러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인터쿨러를 통과하게 되는 공기를 찬공기와 함께 냉각수에 의해서 동시에 냉각되도록 하므로서 냉각 효율을 더욱 증대시켜 흡기 충전 효율의 상승에 따라 엔진 출력이 향상되면서 배기가스의 배출량이 대폭 저하되도록 하기 위한 공냉과수냉을 겸한 인터쿨러에 관한 것으로서, 이를 위한 수단으로 본발명은 압축기에 의해 과급된 공기가 일측으로 부터 유입되어 다수개의 튜브를 통과하면서 냉각된 후 유출구를 통해 빠져나가 냉각된 공기가 실린더로 공급되도록 하는 흡기 냉각구조에 있어서, 상기 유출구로는 일정온도 이하로 유지되는 엔진 냉각수가 유도되도록 하여 엔진 냉각수에 의해 냉각시킨 냉각판을 흡입공기가 통과하면서 재냉각되도록 하는 수냉장치가 구비되는 구성이 요지이다.

Description

공냉과 수냉을 겸한 인터쿨러

본 발명은 터보장착 차량에서 압축공급되는 고온의 공기를 이중으로 냉각시켜 연소실에서 최적의 연소력이 발휘될 수 있도록 하는 공냉과 수냉을 겸한 인터쿨러에 대한 것이다.

일반적으로 터보 차저는 엔진으로 공급되는 흡입공기를 배기가스의 배출력에 의해서 압축되도록 하여 실린더내에 공급되도록 하므로서 기관의 흡기 충전 효율을 높이고, 평균 유효압력을 높여 출력이 증대될 수 있도록 하는과급구조이다.

이같은 터보 차저는 통상 흡기 매니폴드와 배기관으로 압축기와 터빈이 동축선상에 축성되도록하고, 배기관을 통해 배출되는 배기가스의 배출력에 의해 터빈을 회전시키면서 상기 터빈과 동축선상으로 축설된 압축기를 회전시켜 흡기 매니폴드를 통해 유입되는 공기가 압축되어 실린더에 공급되도록 하는 구조이다.

한편 상기와 같은 터보 차저에 의해 압축된 공기는 고온화되어 이를 그대로 연소실로 공급하면 공기밀도의 증대 비율이 감소하여 충전효율이 저하되거나 노킹을 유발하기가 쉽다.

이러한 과급된 공기의 온도를 낮추기 위해서 구비하는 것이 인터쿨러이며, 이에는 냉각방식에 따라서 통상 공냉식과 수냉식으로 나누어지고, 도 3에서는 이중 공냉식 인터쿨러를 도시한 것이다.

공냉식 인터쿨러(100)는 과급된 공기를 일측으로 부터 유입시켜 다수개의 튜브(110)를 통과하면서 상기 튜브(110)에 일체로 돌설시킨 냉각핀(120)을 통과하는 차가운 공기에 의해 열을 빼앗아 냉각이 될 수 있도록 하는 것으로 이렇게 냉각된 흡입공기는 고밀도가 유지되고 저온화되어 연소력을 향상시키게 된다.

한편 최초 인터쿨러로 유입되는 공기는 통상 약 130°∼ 140℃로 과급된 상태이나 인터쿨러를 통과하게 되면 약 80℃∼90℃로 낮아져 연료와의 혼합성이 좋아지게 된다.

그러나 상기와 같이 냉각되는 공기는 아직도 고온상태이므로 연소실에공급시 자연점화되는 사례가 많아 불완전 연소율이 높아지면서 다량의 배기가스를배출하게 되고, 특히 대기온이 대단히 높은 열대지방에서는 냉각된 공기의 온도가 보다 높게 형성되면서 엔진에서 노킹을 발생시키게 되는 많은 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소시키기 위한 것으로서, 이를 위해 인터쿨러를 통과하게 되는 공기를 찬공기와 함께 냉각수에 의해서 동시에 냉각되도록 하므로서 냉각 효율을 더욱 증대시켜 흡기 충전 효율의 상승에 따라 엔진 출력이 향상되면서 배기가스의 배출량이 대폭 저하되도록 하는데 본 발명의 목적이 있다.

상기한 목적을 달성시키기 위하여 본 발명은 압축기에 의해 과급된 공기가 일측으로 부터 유입되어 다수개의 튜브를 통과하면서 냉각된 후 유출구를 통해 빠져나가 냉각된 공기가 실린더로 공급되도록 하는 흡기 냉각구조에 있어서, 상기 유출구로는 일정온도 이하로 유지되는 엔진 냉각수가 유도되도록 하여 엔진 냉각수에 의해 냉각시킨 냉각판을 흡입공기가 통과하면서 재냉각되도록 하는 수냉장치가 구비되는 구성이 특징이다.

도 1은 본 발명에 따른 인터쿨러의 단면구조도.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.

도 3은 종래의 인터쿨러 단면구조도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 인터쿨러 11 : 유입탱크

12 : 유출탱크 13 : 튜브

14, 24 : 냉각핀 15 : 파이프

20 : 수냉장치 21 : 수로

22 : 입구 23 : 출구

이를 첨부한 실시예 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예 구조를 도시한 것으로서, 도면부호 10은 인터쿨러이다.

상기 인터쿨러(10)는 양측으로 유입탱크(11)와 유출탱트(12)가 형성되도록 하고, 상기 탱크(11)(12)간으로는 다수개의 튜브(13)로서 연결되며, 각 튜브(13)간으로는 냉각핀(14)이 일체로 형성되도록 한 구조이다.

상기한 인터쿨러(10)의 유출탱크(12)에는 엔진으로 연결되는 흡기관과의 연결되는 파이프(15) 단부로 별도의 수냉장치(20)가 장착되도록 한다.

상기의 수냉장치(20)는 흡기관과 연결되는 파이프(15) 단부로 도 2에서와 같이 외주면으로는 수로(21)가 형성되어 일측에는 입구(22)가 타측에는 출구(23)가 형성되도록 하고, 내주면으로 중앙을 향해 다수개의 냉각핀(24)이 돌설되도록 한 구성이다.

특히 상기한 수냉장치(20)는 파이프(15)와의 수밀성이 유지될 수 있도록 연결 단부간으로는 비석면 개스켓에 의해서 실링이 이루어지도록 한다.

한편 수냉장치(20)로 유도되는 냉각수는 엔진을 순환한 뒤 라디에이터에서 열교환된 냉각수가 유도되도록 하되 라디에이터의 출구측에서 유도되어 공기를 냉각시킨 후 라이에이터의 입구측으로 유도시켜 순환될수 있도록 하며, 이와는 달리 워터펌프의 출구측에서 유입하여 서모스탯으로 유출되도록 하므로서 냉각수가 상시 순환되게 할 수도 있다.

상기한 구성에 따라 인터쿨러(10)를 통과하게 되는 과급공기는 상기의 인터쿨러(10)에서 찬공기에 일차로 냉각된 후 다시 유출탱크(12)를 빠져 나가면서 수냉장치(20)에 의해 재냉각되어 흡입공기를 최적의 연소조건으로 형성시킬수가 있게 된다.

즉, 수냉장치(20)를 통과시 수로(21)의 내주면으로 부터 중앙을 향해 돌설시킨 다수개의 냉각핀(24) 사이로 공기가 통과하면서 열이 재흡수되어 흡입공기는 보다 저온화된 상태에서 엔진으로 공급되므로 연료와의 혼합효율이 최적화되면서 연소효율이 대단히 좋아지게 된다.

따라서, 엔진에서 흡기 온고가 높아 자연정하되는 일이 제거되어 노킹 유발이 방지되는 동시에 미연소가스 발생량이 대폭적으로 줄어들면서 배기가스의 배출량을 한층 저감시킬 수가 있게 된다.

그러므로 본 발명에 따라 흡기온이 대단히 높은 계절이나 열대지방에서의 흡기충전 효율 및 연소효율을 향상시키므로써 터보 차저의 범용화를 촉진시키게 되는 동시에 배기저감에 따른 범국제적인 배기규제 법규에 능동적으로 대처하면서 보다 고출력의 엔진 개발에 박차를 가할 수 있도록 하는 매우 유용한 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 압축기에 의해 과급된 공기가 일측으로 부터 유입되어 다수개의 튜브를 통과하면서 냉각된 후 유출구를 통해 빠져나가 냉각된 공기가 실린더로 공급되도록 하는 흡기 냉각구조에 있어서, 상기 유출구로는 일정온도 이하로 유지되는 엔진 냉각수가 유도되도록 하여 엔진 냉각수에 의해 냉각시킨 냉각판을 흡입공기가 통과하면서 재냉각되도록 하는 수냉장치가 구비되는 구성을 특징으로 하는 공냉과 수냉을 겸한 인터쿨러.
2. 제1항에 있어서, 상기한 수냉장치(20)는 파이프(15)와의 수밀성이 유지될 수 있도록 연결 단부간으로는 비석면 가스켓에 의해서 실링이 이루어지도록 하는 구성을 특징으로 하는 공냉과 수냉을 겸한 인터쿨러.
3. 제1항에 있어서, 상기한 수냉장치(20)의 냉각수는 수냉장치(20)로 유도되는 냉각수는 엔진을 순환한 뒤 라디에이터에서 열교환된 냉각수가 유도되도록 하되 라디에이터의 출구측에서 유도되어 공기를 냉각시킨 후 라이에이터의 입구측으로 유도시켜 순환하는 구성을 특징으로 하는 공냉과 수냉을 겸한 인터쿨러.
4. 제1항에 있어서, 상기한 수냉장치(20)의 냉각수는 워터펌프의 출구측에서 유입하여 서모스탯으로 유출되도록 하는 구성을 특징으로 하는 공냉과 수냉을 겸한 인터쿨러.