KR200170997Y1 - 공냉식 인터 쿨러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 엔진에 흡입되는 과압 공기를 냉각시키는 공냉식 인터 쿨러에 관한 것으로서, 특히 유입관과 유출관 사이의 그릴 간격을 공기가 유입되는 쪽으로 갈수록 좁게 배열함으로써 인터 쿨러의 냉각 성능을 향상시키고 압력 손실을 최소화하여 엔진의 출력 향상 및 배기 가스의 저감을 도모토록 한 공냉식 인터 쿨러에 관한 것이다.

상기 본 고안은 컴프레서로부터 공기가 유입되는 유입관(52)과, 상기 유입관(52)을 통해 유입된 공기가 흡기 매니폴드로 유출되는 유출관(54)과, 상기 유입관(52)과 유출관(54) 사이에 설치되어 공기를 냉각시키는 다수의 에어 그릴(56)로 구성되고, 상기 에어 그릴(56) 사이의 배열 간격은 냉각 효율이 상승되도록 공기의 유속이 빠르고 온도가 높은 상기 유입관(52)의 입구(52a) 쪽으로 갈수록 좁게 배열되고 입구(52a)에서 먼쪽으로 갈수록 넓게 배열된 것을 특징으로 한다.

Description

공냉식 인터 쿨러

본 고안은 엔진에 흡입되는 과압 공기를 냉각시키는 공냉식 인터 쿨러에 관한 것으로서, 특히 유입관과 유출관 사이의 그릴 간격을 공기가 유입되는 쪽으로 갈수록 좁게 배열함으로써 인터 쿨러의 냉각 성능을 향상시키고 압력 손실을 최소화하여 엔진의 출력 향상 및 배기 가스의 저감을 도모토록 한 공냉식 인터 쿨러에 관한 것이다.

일반적으로 디젤 엔진의 흡기 계통에는 도 1에 도시된 바와 같이 배기 가스에 의해 공기를 압축하는 터보 차저(1)를 이용하여 엔진(2)의 연소실 내에 다량의 공기를 충전하고, 이것에 따라 연료의 분사량을 증가시키면서 엔진(2)의 출력을 향상시키게 된다. 이와 같이 상기 터보 차저(1)에서 공기를 과급하게 되면 과급되는 공기의 온도가 일정 정도 상승되므로 엔진의 연소 효율을 더욱 향상시키기 위해 과급된 공기를 냉각시킬 필요성이 요구된다.

즉, 상기 엔진(2)에서 배출되는 배기 가스가 상기 터보 차저(1)의 터빈(1a)을 회전시키고, 상기 터빈(1a)의 회전으로 컴프레서(1b)가 작동된다. 상기 컴프레서(1b)는 에어 크리너(3)를 통해 흡입되는 공기를 과급하여 흡기 매니폴드(4)와 연소실에 보내게 된다. 이때, 상기 컴프레서(1b)를 통과하는 공기의 온도가 배기 가스와 압축에 의해 일정 정도 상승되므로 중간에 인터 쿨러(10)를 설치하여 차가운 공기로 만들어 연소실에 보내게 된다.

여기서, 종래의 공냉식 인터 쿨러는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 컴프레서로부터 공기가 유입되는 유입관(12)과, 상기 유입관(12)을 통해 유입된 공기가 흡기 매니폴드로 유출되는 유출관(14)과, 상기 유입관(12)과 유출관(14) 사이에 균일하게 배열되어 내부를 통과하는 공기를 냉각시키는 다수의 에어 그릴(16)로 구성되어 있다.

상기 에어 그릴(16)은 상기 유입관(12)과 유출관(14)을 연통시키는 중공의 얇은 튜브로 형성되어 내부에 공기가 통과될 때 외부와 열교환 면적을 넓힘으로서 공냉식으로 냉각되도록 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 종래의 공냉식 인터 쿨러(10)는 터보 차저(1)의 컴프레서(1b)에서 송입되는 공기가 상기 다수의 에어 그릴(16)을 통과하면서 일정 정도 냉각되어 흡기 매니폴드(4)에 쪽으로 유동하게 된다.

즉, 상기 컴프레서(1b)에서 상기 유입관(12)으로 송입된 공기가 균등하게 배열된 다수의 에어 그릴(16)의 내부를 통과하여 일정 정도 냉각된 후, 상기 유출관(14)을 통해 흡기 매니폴드(4)로 보내져서 연소실에 공급된다. 이렇게 상기 연소실에 과급되는 공기는 저온 고밀도의 상태에서 압축되기 때문에 연소 효율이 상승되게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성되고 작동되는 종래의 공냉식 인터 쿨러는 상기 유입관(12)의 입구(12a) 쪽으로 갈수록 에어 그릴(16)을 통과하는 공기의 유속이 빠르고 공기량도 많아 충분히 냉각되지 않은 상태에서 상기 유출관(14)을 통해 흡기 매니폴드(14)로 유동되는 문제점이 발생된다.

따라서, 상기 연소실에 충분히 냉각되지 않은 상태의 공기가 공급되기 때문에 연소실의 연소 효율이 떨어지고 배기 가스가 다량 배출되는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 인터 쿨러의 유입관의 입구쪽에 에어 그릴을 집중적으로 배열하고 유입관 내의 형상을 점차적으로 좁게 형성함으로써 인터 쿨러의 냉각 성능을 향상시키고 더불어 연소 효율을 상승시켜 엔진의 출력이 향상되도록 한 공냉식 인터 쿨러를 제공하는 데 있다.

도 1은 터보 차저 엔진의 흡배기 구조를 도시한 개략도,

도 2는 종래 공냉식 인터 쿨러의 내부 구조를 도시한 개략적인 구성도,

도 3은 본 고안에 따른 공냉식 인터 쿨러의 내부 구조를 도시한 개략적인 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 인터 쿨러 52 : 유입관

54 : 유출관 56 : 에어 그릴

상기한 과제를 실현하기 위한 본 고안의 공냉식 인터 쿨러는, 컴프레서로부터 공기가 유입되는 유입관과, 상기 유입관을 통해 유입된 공기가 흡기 매니폴드로 유출되는 유출관과, 상기 유입관과 유출관 사이에 설치되어 공기를 냉각시키는 다수의 에어 그릴로 구성된 공냉식 인터 쿨러에 있어서, 상기 에어 그릴 사이의 상호 간격은 냉각 효율이 상승되도록 공기의 유속이 빠르고 온도가 높은 상기 유입관의 입구 쪽으로 갈수록 좁게 배열되고 입구에서 먼 쪽으로 갈수록 넓게 배열된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 의한 공냉식 인터 쿨러는 도 3에 도시된 바와 같이 컴프레서로부터 공기가 유입되는 유입관(52)과, 상기 유입관(52)을 통해 유입된 공기가 흡기 매니폴드로 유출되는 유출관(54)과, 상기 유입관(52)과 유출관(54) 사이에 통과되는 공기가 냉각되도록 다수 배열된 에어 그릴(56)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 에어 그릴(56) 사이의 배열 간격은 냉각 효율이 상승되도록 공기의 유속이 빠르고 온도가 높은 상기 유입관(52)의 입구(52a) 쪽으로 갈수록 좁게 배열되고 입구(52a)에서 먼쪽으로 갈수록 넓게 배열되어 있다.

그리고, 상기 유입관(52)은 상기 에어 그릴(56)로 유입되는 공기 저항이 저감되도록 입구(52a) 쪽의 내경이 크게 형성되고 상기 입구(52a)에서 먼 쪽으로 갈수록 내경이 좁게 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 고안의 공냉식 인터 쿨러의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 공냉식 인터 쿨러(50)는 터보 차저의 컴프레서에서 송입되는 공기가 상기 다수의 에어 그릴(56)을 통과하면서 충분히 냉각되어 흡기 매니폴드에 쪽으로 유동하게 된다.

즉, 상기 컴프레서에서 송입된 공기가 유입관(52)의 내경이 점차 좁아지기 때문에 자연스럽게 측방향의 에어 그릴(56)로 유동하게 되고, 이때 상기 유입관(52)의 입구(52a) 쪽에 좁은 간격으로 배열된 에어 그릴(56a) 쪽으로 다량의 공기가 통과되고 나머지 공기는 상대적으로 간격이 넓은 입구(52a)에서 먼쪽의 에어 그릴(52b)을 통과하여 유출관(54)으로 빠져 나가게 된다.

여기서, 상기 에어 그릴(56)은 상측이 촘촘하게 배열되어 있기 때문에 유속이 빠른 다량의 공기가 통과되어도 외부와의 열교환 면적이 확대되어 충분한 냉각효과를 가져오게 된다. 이렇게 냉각된 공기는 상기 유출관(54)을 통해 흡기 매니폴드로 보내져서 연소실에 공급된다. 그리고 상기 연소실에 과급되는 공기는 저온 고밀도의 상태에서 압축되기 때문에 연소 효율이 좋아지게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용하는 본 고안에 의한 공냉식 인터 쿨러는 유입관(52)을 통해 에어 그릴(56)을 통과하는 공기의 유입량과 흐름에 따라 에어 그릴의 배열 간격을 좁게 또는 넓게 함으로써 인터 쿨러의 냉각 성능이 향상되어 엔진의 출력이 상승되고 더불어 배기 가스도 저감되는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 컴프레서로부터 공기가 유입되는 유입관과, 상기 유입관을 통해 유입된 공기가 흡기 매니폴드로 유출되는 유출관과, 상기 유입관과 유출관 사이에 설치되어 공기를 냉각시키는 다수의 에어 그릴로 구성된 공냉식 인터 쿨러에 있어서,

   상기 에어 그릴 사이의 상호 간격은 냉각 효율이 상승되도록 공기의 유속이 빠르고 온도가 높은 상기 유입관의 입구 쪽으로 갈수록 좁게 배열되고 입구에서 먼쪽으로 갈수록 넓게 배열된 것을 특징으로 하는 공냉식 인터 쿨러.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유입관은 상기 에어 그릴로 유입되는 공기 저항이 저감되도록 입구 쪽의 내경이 크게 형성되고 상기 입구에서 먼 쪽으로 갈수록 내경이 좁게 형성된 것을 특징으로 하는 공냉식 인터 쿨러.