KR20020095884A - 인터쿨러의 흡입공기 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 냉각수를 펌핑하기 위해 실린더블럭의 일측에 형성되는 워터펌프에 별도의 임펠러가 추가로 형성되고, 라디에이터의 전방에 인터쿨러를 통과하는 냉각수를 냉각하기 위한 별도의 냉각코어가 형성된 인터쿨러의 흡입공기 냉각장치에 관한 것으로,

에어클리너에서 정화된 흡입공기를 가압하기 위한 터보차저가 형성되고, 터보차저의 가압에 의해 온도가 상승된 흡입공기를 냉각하기 위한 인터쿨러가 장착되는 엔진에 있어서,

케이스의 내측에 냉매가 통과되는 냉각파이프가 지그재그 형상으로 형성되며, 상기 냉각파이프로 통과되는 냉매에 의해 흡입공기의 열이 빼앗기도록 공기통로가 형성되는 인터쿨러와;

상기한 인터쿨러를 통과하며 온도가 상승된 냉매를 냉각하기 위해 라디에이터의 일측면에 형성되는 냉각코어와;

상기한 냉각코어에서 냉각된 냉매가 상기 인터쿨러로 재순환되도록 하기 위해, 워터펌프의 임펠러 일측에 임펠러와 동축상으로 형성되는 제2임펠러와;

상기한 워터펌프 임펠러의 로터실과 격리된 채로 상기 로터실의 일측에 형성되어 상기 제2임펠러가 수용되는 제2로터실로 구성되어;

상기한 제2임펠러에서 펌핑된 냉매가 상기 인터쿨러를 통과하는 흡입공기를 냉각하게 되고, 상기 인터쿨러를 통과하며 가열된 냉매는 라디에이터의 전방에 형성된 냉각코어에서 냉각되는 것을 특징으로 한다.

Description

인터쿨러의 흡입공기 냉각장치{Cooling apparatus for intake air in inter cooler}

본 발명은 인터쿨러의 흡입공기 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 냉각수를 펌핑하기 위해 실린더블럭의 일측에 형성되던 워터펌프에 별도의임펠러가 추가로 형성되고, 라디에이터의 전방에 인터쿨러를 통과하는 냉각수를 냉각하기 위한 별도의 냉각코어가 형성된 인터쿨러의 흡입공기 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 경유를 연료로 하는 디젤엔진에는 배기가스의 배출압력을 이용하여 흡입공기를 가압한 후 연소실로 공급되도록 하는 터보차저가 형성되어 있다.

도 3은 디젤엔진의 일반적인 흡입공기 공급시스템을 간략하게 도시한 것으로서, 엔진(10)으로 공급되는 흡입공기는 에어덕트(11)로 유입되어 에어클리너(12)에서 정화된 후, 배기가스의 배출압력으로 회전되는 터보차져(13)에 의해 가압된다. 그러나 터보차저(13)에서 가압된 공기는 과다하게 온도가 상승(약 140℃)되므로서 공기의 밀도가 낮아져 엔진의 출력을 향상시키지 못하게 된다. 이를 개선하기 위해서 상기한 터보차저(13)에서 가압된 공기를 냉각하기 위한 인터쿨러(14)가 형성된다. 즉, 터보차저(13)에서 가열된 공기가 상기한 인터쿨러(14)를 통과하면서 온도가 낮아지고 흡입공기의 밀도가 높아지므로서 엔진으로 흡입되는 공기량이 증대되어 출력이 향상되는 것이다.

그리고 엔진에는 고열의 연소실 주변을 냉각하기 위한 냉각장치가 형성되는데, 그 중 대표적인 것이 워터자켓으로 냉각수를 순환시키는 수냉식 냉각방식이다. 즉, 엔진의 실린더블럭 및 실린더헤드에 워터자켓이 형성되고, 실린더블럭의 일측에 형성되는 워터펌프가 가동되어 냉각수를 상기한 워터자켓으로 순환시켜 연소실 주위를 냉각하게 된다. 엔진을 냉각하며 가열된 냉각수는 엔진 전방에 형성되는 라디에이터를 통과하며 냉각되어 다시 워터펌프에서 펌핑되어 워터자켓을 순환하게된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 인터쿨러에서는 인터쿨러를 통과하는 흡입공기가 엔진 룸의 주변공기에 의해 냉각되어 연소실로 공급되는데, 주변공기의 온도가 높을 경우에는 냉각성능이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 냉각수를 펌핑하기 위해 실린더블럭의 일측에 형성되는 워터펌프에 별도의 임펠러가 추가로 형성되고, 라디에이터의 전방에 인터쿨러를 통과하는 냉각수를 냉각하기 위한 별도의 냉각코어가 형성된 인터쿨러의 흡입공기 냉각장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

에어클리너에서 정화된 흡입공기를 가압하기 위한 터보차저가 형성되고, 터보차저의 가압에 의해 온도가 상승된 흡입공기를 냉각하기 위한 인터쿨러가 장착되는 엔진에 있어서,

케이스의 내측에 냉매가 통과되는 냉각파이프가 지그재그 형상으로 형성되며, 상기 냉각파이프로 통과되는 냉매에 의해 흡입공기의 열이 빼앗기도록 공기통로가 형성되는 인터쿨러와;

상기한 인터쿨러를 통과하며 온도가 상승된 냉매를 냉각하기 위해 라디에이터의 일측면에 형성되는 냉각코어와;

상기한 냉각코어에서 냉각된 냉매가 상기 인터쿨러로 재순환되도록 하기 위해, 워터펌프의 임펠러 일측에 임펠러와 동축상으로 형성되는 제2임펠러와;

상기한 워터펌프 임펠러의 로터실과 격리된 채로 상기 로터실의 일측에 형성되어 상기 제2임펠러가 수용되는 제2로터실로 구성되어;

상기한 제2임펠러에서 펌핑된 냉매가 상기 인터쿨러를 통과하는 흡입공기를 냉각하게 되고, 상기 인터쿨러를 통과하며 가열된 냉매는 라디에이터의 전방에 형성된 냉각코어에서 냉각되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 인터쿨러의 흡입공기 냉각장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 의해 형성되는 워터펌프의 구성단면도.

도 3은 종래기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 인터쿨러 21 : 케이스

24 : 냉각파이프 30 : 워터펌프

31 : 로터실 32 : 임펠러

33 : 제2로터실 34 : 제2임펠러

35 : 회전축 36 : 풀리

40 : 라디에이터 42 : 라디에이터

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 인터쿨러의 흡입공기 냉각장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의해 형성되는 워터펌프의 구성단면도이다.

도면 중의 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성되는 인터쿨러를 지시하는 것이고, 도면부호 30은 본 발명에 의해 형성되는 워터펌프를 지시하는 것이며, 일부의 도면부호는 종래의 기술에서 사용된 부호가 그대로 인용된다.

상기한 인터쿨러(20)의 케이스(21) 양측에는 흡입공기가 유출입되기 위한 공기유입구(22)와 공기유출구(23)가 형성된다. 그리고 상기한 인터쿨러(20)의 케이스(21) 내측에는 흡입공기의 열을 빼앗기 위한 냉매가 흐르는 냉각파이프(24)가 형성되는데, 상기 냉각파이프(24)는 지그재그 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 엔진의 실린더블럭 일측에는 냉각수를 펌핑하기 위한 워터펌프(30)가형성되는데, 상기한 워터펌프(30) 로터실(31)의 일측으로는 제2로터실(33)이 형성된다. 상기 제2로터실(33)은 상기한 인터쿨러(20)로 냉매를 공급하기 위한 제2임펠러(34)가 수용되는 곳으로, 상기 로터실(31)과는 격리된 채로 형성된다.

상기한 제2임펠러(34)는 워터펌프(30)의 임펠러(32)와 동축상으로 형성되는데, 상기 제2임펠러(34)는 워터펌프(30)의 임펠러(32)보다 작은 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기한 제2임펠러(34)가 축지되는 회전축(35)의 일측에는 엔진의 구동력을 전달받기 위한 풀리(36)가 장착된다.

그리고 엔진의 전방에 형성되는 라디에이터(42)의 일측면에는 상기한 인터쿨러(20)에서 가열된 냉매를 냉각하기 위한 냉각코어(40)가 별도로 형성된다. 특히, 상기한 냉각코어(40)로 흐르는 냉매는 상기한 라디에이터(42)를 흐르는 냉각수와는 격리된 채로 흐르게 된다. 상기 인터쿨러(20)를 냉각하는 냉매는 엔진을 냉각하는 냉각수보다 냉각성능이 우수한 냉매가 사용되는 것이 바람직하다.

상기한 냉각코어(40)의 유입구 측은 상기한 인터쿨러(20)의 냉매 유출구측과 연결되며, 상기 냉각코어(40)의 유출구측은 제2로터실(33)과 연결된다. 또한, 상기한 제2로터실(33)은 인터쿨러(20)의 냉매 유입구측이 연결된다.

이상과 같이 구성되는 인터쿨러의 흡입공기 냉각장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

상기와 같은 시스템이 장착된 디젤 엔진이 시동되면 터보차저에 의해서 흡입공기는 가압되고, 가압된 흡입공기는 온도가 높아지면서 공기밀도가 높아지게 된다. 이와 같이 터보차저에서 가압된 흡입공기는 인터쿨러(20)에서 냉각되어 엔진의연소실로 공급되어진다.

이 과정에서 상기한 제2임펠러(34)의 회전에 의해서 상기 냉각코어(40)에서 냉각된 냉매가 펌핑되어 상기 인터쿨러(20) 측으로 유도되는데, 상기한 인터쿨러(20)의 케이스(21) 내측에 수용된 냉각파이프(24)를 따라 냉매는 지그재그로 흐르게 되면서 흡입공기 중의 열을 빼앗게 된다. 따라서 인터쿨러(20)를 통과하는 흡입공기의 온도는 하강하게 되며, 온도의 하강에 따라 공기밀도가 낮아져 흡입공기량이 증대된다.

즉, 인터쿨러를 통과하는 흡입공기의 냉각을 인터쿨러 주변의 공기에 의존하는 대신에 라디에이터 전방에 형성된 냉각코어에서 강제냉각된 냉매로써 냉각하게 되므로서 냉각효율이 크게 향상된다. 따라서 종래에 비해 인터쿨러의 크기를 줄일 수 있으며 특히, 여름철이나 더운 지방에서도 인터쿨러의 성능 저하없이 엔진의 성능을 증대시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 라디에이터의 일측에 형성된 냉각코어에서 별도로 냉각된 냉매를 워터펌프의 구동력으로 펌핑하여 인터쿨러를 냉각하게 되므로서, 종래에 인터쿨러 주변의 온도에 의해 냉각되던 흡입공기가 냉각코어에서 냉각된 냉매에 의해 냉각되므로서 흡입공기의 냉각효율이 향상될 뿐만 아니라, 여름철이나 더운 지방에서 운행되는 차량의 경우에는 인터쿨러의 성능 저하없이 엔진의 성능을 증대시킬 수 있는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims (2)

1. 에어클리너에서 정화된 흡입공기를 가압하기 위한 터보차저가 형성되고, 터보차저의 가압에 의해 온도가 상승된 흡입공기를 냉각하기 위한 인터쿨러가 장착되는 엔진에 있어서,

   케이스(21)의 내측에 냉매가 통과되는 냉각파이프(24)가 지그재그 형상으로 형성되며, 상기 냉각파이프(24)로 통과되는 냉매에 의해 흡입공기의 열이 빼앗기도록 공기통로가 형성되는 인터쿨러(20)와;

   상기한 인터쿨러(20)를 통과하며 온도가 상승된 냉매를 냉각하기 위해 라디에이터(42)의 일측면에 형성되는 냉각코어(40)와;

   상기한 냉각코어(40)에서 냉각된 냉매가 상기 인터쿨러(20)로 재순환되도록 하기 위해, 워터펌프(30)의 임펠러(32) 일측에 임펠러(32)와 동축상으로 형성되는 제2임펠러(34)와;

   상기한 워터펌프 임펠러(32)의 로터실(31)과 격리된 채로 상기 로터실(31)의 일측에 형성되어 상기 제2임펠러(34)가 수용되는 제2로터실(33)로 구성되어;

   상기한 제2임펠러(34)에서 펌핑된 냉매가 상기 인터쿨러(20)를 통과하는 흡입공기를 냉각하게 되고, 상기 인터쿨러(20)를 통과하며 가열된 냉매는 라디에이터(42)의 전방에 형성된 냉각코어(40)에서 냉각되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러의 흡입공기 냉각장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 제2임펠러(34)는 상기 임펠러(32)의 크기보다 적게 형성되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러의 흡입공기 냉각장치.