KR200331898Y1 - 대형 발전기 엔진을 비롯한 대형 산업용 엔진의 냉각을위한 라디에이터 - Google Patents

대형 발전기 엔진을 비롯한 대형 산업용 엔진의 냉각을위한 라디에이터 Download PDF

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KR200331898Y1
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윤기종
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Abstract

본 고안에 따른 대형 발전기 엔진을 비롯한 대형 산업용 엔진의 냉각을 위한 라디에이터는 입구파이프(11)가 표면에 돌출 형성되고 표면의 일부가 개구되어 형성된 물주입구(15)에 라디에이터 캡(12)이 채워진 상부탱크(10), 상하로 나란히 배열되고 그 상단이 상기 상부탱크(10)의 내부와 연결된 복수 개의 수관들(41) 및 상기 수관들(41)의 사이에 배치된 복수 개의 냉각핀(42)들로 구성된 라디에이터 코어(40), 상기 라디에이터 코어(40)의 하방에 장착되며 상기 수관들(41)의 하단과 연통되고 표면에 출구파이프(21)가 돌출 형성된 하부탱크(20), 및 상하좌우의 가장자리에 마련된 플랜지들(31)이 상기 라디에이터 코어(40)와 반대방향으로 향하도록 상기 라디에이터 코어(40)의 양 측면에 각각 부착되며 상기 플랜지들(31)중 위 플랜지는 상기 상부탱크(10)와 결합되며 아래 플랜지는 상기 하부탱크(20)와 결합된 측판부재(30)를 구비한 것을 특징으로 한다. 본 고안에 의하면, 라디에이터(1)의 측판부재(30)를 상부탱크(10) 및 하부탱크(20)와 결합하는 작업이 용이하게 되어 작업시간을 단축하고 원가절감을 이룰 수 있는 장점이 있으며, 또한 상부탱크(10)에 리프팅 공(16)을 형성함으로써 리프링 링 또는 후크를 고정하여 호이스트 장치에 걸어 쉽게 운반할 수 있는 장점이 있다.

Description

대형 발전기 엔진을 비롯한 대형 산업용 엔진의 냉각을 위한 라디에이터 {Radiator for cooling large-sized industrial engines including large-sized electric generator's engine}
본 고안은 대형 발전기용 엔진을 비롯한 대형 산업용 엔진의 냉각을 위한 라디에이터에 관한 것으로서, 특히 라디에이터 코어의 양 측면에 측판부재를 각각 결합함에 있어 측판부재의 플랜지들을 라디에이터 코어의 외측으로 향하도록 함으로써 측판부재와 상부탱크 및 하부탱크간의 조립을 용이하게 하여 작업공정을 간소화하고 제작원가를 절감할 수 있도록 한 라디에이터에 관한 것이다.
대형건물, 공장, 아파트 등의 집합건물에는 정전시를 대비하여 비상 발전시설을 설치하도록 되어 있으며, 전력을 공급하기 어려운 건설현장에서도 중장비를 가동하기 위하여 이동식 발전시설을 이용하고 있다. 이러한 건물내의 비상 발전시설 및 건설현장의 이동식 발전기는 주로 디젤엔진과 일체형으로 제작되어 디젤엔진에서 얻은 회전력으로 발전기 동체 내의 전기자(電機子; Armature)를 회전시켜 전력을 생산하므로, 엔진에서 발생한 열을 발산하기 위한 냉각장치가 필수적이다.
발전기용 엔진을 비롯한 산업용 엔진의 냉각장치로는 엔진의 실린더 블록 주위에 물재킷을 설치하고 뜨거워진 냉각수를 라디에이터를 통해 순환시키면서 대기와의 열교환에 의해 냉각하는 수냉식 냉각장치가 주로 사용된다.
도1은 건물의 실내 비상 발전시설에 있어서 라디에이터(1), 엔진(2) 및 발전기(3)등의 배치상태를 보인 개략도이다. 도1을 참고하면, 디젤엔진(2)은 연료탱크(5)로부터 연료를 공급받아 축(미도시)을 회전시켜 발전기 동체(3)내의 전기자를 회전시키며, 라디에이터(1)는 디젤엔진(2)에서 발생한 열을 흡수한 냉각수를 위로부터 아래로 통과시키면서 냉각한 후에 다시 물재킷으로 복귀시킨다.
한편, 엔진(2)의 운전과 발전기 동체(3)내의 전기자의 회전으로 인하여 진동이 발생하므로 이러한 진동을 감쇄하기 위하여 베드프레임(7)과 바닥 사이에는 방진스프링(7a)을 다수개 설치한다. 또한, 송풍팬(미도시)에 의하여 라디에이터(1)로부터 이탈된 열은 통풍덕트(4)를 통하여 신속하게 실외로 방출되며, 통풍구(9)를통해서는 신선한 공기가 유입된다. 그리고, 디젤엔진(2)의 배기가스는 소음기(6)를 거쳐 실외로 배출된다.
도2a는 종래의 대형 발전기 엔진용 라디에이터(1')의 사시도이고, 도2b는 도2a의 라디에이터(1')의 조립상태도이다. 도2a 및 도2b를 참고하면, 라디에이터(1')는 크게 상부탱크(Top Tank: 10), 하부탱크(Bottom Tank: 20), 측판부재(30) 및 라디에이터 코어(Radiator Core: 40)로 구성된다. 상부탱크(10)는 입구파이프(11)를 통해 물재킷과 연결되며, 상면에 형성된 물주입구(15)에는 라디에이터 캡(12)이 체결된다. 라디에이터 캡(12)에는 라디에이터(1') 내의 압력이 대기압 보다 높아졌을 때 열리는 압력밸브(미도시)가 마련되어 있으며, 압력밸브가 열리면 상부탱크(10)안의 냉각수 및 기체가 오버플로우 파이프(12a)를 통해 외부로 배출된다. 상부탱크(10)의 일측에는 시창(視窓,Sight Glass: 13)이 형성되어 내부의 수위(水位)를 파악할 수 있다. 시창(13)은 상부탱크(10)의 표면 일부를 절개한 후 설치하며 그 사이에 패킹재를 대고 볼트(13a)로 고정한다.
하부탱크(20)는 상부탱크(10)와 유사한 형상으로 제작되며 출구파이프(21)를 통해 물재킷과 연결된다. 상부탱크(10)로부터 라디에이터 코어(40)를 거쳐 내려오면서 식혀진 냉각수는 하부탱크(20)를 거쳐 다시 물재킷으로 복귀된다. 하부탱크(20)의 바닥에는 시설물의 바닥에 고정하기 위한 베이스(22)가 형성되며, 측면에는 라디에이터 안의 물을 빼내는 데 사용되는 블리더밸브(Bleeder Valve;23)가 설치되어 있다.
라디에이터 코어(40)는 상하로 나란히 설치된 복수 개의 수관(水管; 41)들및 상기 수관들(41)의 사이에 끼워져 설치된 냉각핀(Cooling Fin: 42)으로 구성된다. 이때, 수관들(41)은 납작한 빨대 형상으로 열전도가 좋은 얇은 구리 튜브 또는 황동 튜브로 제작하는 것이 바람직하며, 냉각핀(42)은 플레이트 핀(Plate Fin), 코루게이트 핀(Corrugate Fin), 리본 셀룰러 핀(Ribbon Cellular Fin) 등의 여러 종류가 있지만, 제작하기 쉽고 가벼우면서도 방열량이 큰 코루게이트 핀이 가장 많이 사용된다. 코루케이트 핀은 냉각핀이 파도 모양으로 제작된 것으로, 수관들(41) 사이에 한 줄의 코루케이트 핀이 끼워져 핀의 양단이 수관(41)에 접촉하므로, 수관 내부를 흐르는 냉각수의 열을 신속히 외부로 방출할 수 있다.
라디에이터 코어(40)의 상하좌우로는 각각 상부탱크(10), 하부탱크(20) 및 측판부재(30)가 부착되는데, 상부탱크(10) 및 하부탱크(20)와의 사이에는 개스킷(45,46)을 댄 후 플랜지(14,24)에 형성된 볼트공(14a, 24a) 및 개스킷에 형성된 볼트공(45a, 46a)을 통해 볼트결합한다.
그런데, 이와 같은 종래의 대형 라디에이터(1')는 측판부재(30)의 플랜지(31) 부분이 라디에이터 코어(40)를 향하도록 되어 있었기 때문에 플랜지(31)에 형성된 볼트공(31a) 및 상부탱크(10), 하부탱크(20)의 플랜지(14,24)에 형성된 볼트공들(14a,24a)을 볼트 결합하기 어려운 문제점이 있었다. 즉, 측판부재(30)를 라디에이터 코어(40)에 접촉시킨 후에는 플랜지(31a)의 안쪽 면에 손이 닿기 어려워 볼트를 끼운 후 너트를 조이기가 힘들었고 결국 조립작업에 많은 시간과 노력이 소요되는 단점이 있었다.
또한, 종래의 대형 라디에이터(1')는 라디에이터 캡(12)의 오버플로우 파이프(12a)와 연결된 오버플로우 호스를 고정할 곳이 마땅하지 않아 운반 또는 사용 중에 오버플로우 호스가 걸리적거리는 문제점이 있었다.
마지막으로, 종래의 대형 라디에이터(1')는 운반시에 파지할 만한 부분이 마땅치 않아 운반이 곤란한 문제점이 있었다.
본 고안은 상기 첫번째 문제점을 해결하기 위하여, 측판부재(30)의 플랜지(31)부분이 라디에이터 코어(40)의 외측으로 향하도록 하여 상부탱크(10), 하부탱크(20) 및 라디에이터 코어(40)의 각 플랜지들(14,24,43)간의 볼트 결합이 용이하도록 한 대형 발전기 엔진을 비롯한 대형 산업용 엔진의 냉각을 위한 라디에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 고안은 상기 두번째 문제점을 해결하기 위하여, 측판부재(30)상에 오버플로우 호스를 깔끔하게 고정할 수 있는 장치를 갖춘 대형 라디에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
마지막으로, 본 고안은 상기 세 번째 문제점을 해결하기 위하여, 호이스트(Hoist)장치의 후크에 걸어 쉽게 운반할 수 있도록 한 대형 라디에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 건물의 실내 비상 발전시설에 있어서 라디에이터(1), 엔진(2) 및 발전기(3)의 배치상태에 관한 개략도이다.
도2a는 종래의 대형 발전기 엔진용 라디에이터(1')를 도시하며, 도2b는 도2a의 대형 발전기 엔진용 라디에이터(1')의 각 구성부품의 결합상태를 보인 분해조립도이다.
도3은 본 고안에 따른 대형 발전기 엔진용 라디에이터(1)의 사시도이고, 도4는 도3의 라디에이터(1)의 각 구성부품의 결합상태를 보인 분해조립도이다.
도5는 도3의 대형 발전기 엔진용 라디에이터(1)에 인터쿨러(50) 및 쉬라우드(60)가 결합된 상태를 보인 사시도이다.
도6은 본 고안에 따른 대형 발전기 엔진용 라디에이터(1)에 있어서 측판부재(30)의 플랜지(31)의 측면에 호스고정구(32)를 부착한 상태를 도시하며, 도7은 도6의 호스고정구(32)의 확대 사시도이다.
*도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명*
1, 1': 라디에이터 2: 엔진
3: 발전기 4: 통풍덕트
5: 연료탱크 6: 소음기
7: 베드프레임 7a: 방진스프링
8: 제어반 10: 상부탱크
11: 입구파이프 12: 라디에이터 캡
13: 시창(視窓, Sight Glass) 14: 플랜지
16: 리프링 공(Lifting Hole) 17: 리프팅 링(Lifting Ring)
20: 하부탱크 21: 출구파이프
22: 베이스 23: 블리더밸브(Bleeder Valve)
30: 측판부재 32: 호스고정구
40: 라디에이터 코어 41: 수관
42: 냉각핀(Cooling Fin) 47: 인터쿨러 고정편
50: 인터쿨러 51: 인터쿨러 코어
60: 쉬라우드(Shroud) 65: 팬커버
상기 첫 번째 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의해 제공된 라디에이터는, 대형 발전기용 엔진 및 대형 산업용 엔진의 실린더블록의 주위에 설치된 물재킷과 연결되어 냉각수 순환에 의해 열을 방출하는 라디에이터에 있어서, 표면에 돌출 형성되고 상기 물재킷으로부터 냉각수를 전달받는 입구파이프(11), 표면의 일부가 개구되어 형성된 물주입구(15), 및 상기 물주입구(15)에 채워진 라디에이터 캡(12)을 갖는 상부탱크(10); 상하로 나란히 배열되고 그 상단이 상기 상부탱크(10)의 내부와 연결된 복수 개의 수관들(41) 및 상기 수관들(41)의 사이에 배치된 복수 개의 냉각핀(42)들로 구성된 라디에이터 코어(40); 상기 라디에이터 코어(40)의 하방에 장착되며, 상기 수관들(41)의 하단과 연통되고, 표면에 돌출 형성된 출구파이프(21)에 의하여 상기 물재킷과 연결된 하부탱크(20); 및 상하좌우의 가장자리에 마련된 플랜지들(31)이 상기 라디에이터 코어(40)와 반대방향으로 향하도록 상기 라디에이터 코어(40)의 양 측면에 각각 부착되며, 상기 플랜지들(31)중 위 플랜지는 상기 상부탱크(10)와 결합되며, 아래 플랜지는 상기 하부탱크(20)와 결합된 측판부재(30);를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 두 번째 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의해 제공된 라디에이터는, 측판부재(30) 상에 호스고정구(32)를 설치하여 오버플로우 호스(12b)를 끼워 깔끔하게 고정할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 세 번째 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의해 제공된 라디에이터는 상부탱크(10)의 상면의 양단에 각각 리프팅 공(16)을 천공 형성하고, 상기 리프팅 공(16)에 라디에이터의 운반시 인양수단을 걸 수 있는 리프팅 링(17)을 고정한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 고안에 의한 대형 발전기 엔진을 비롯한 대형 산업용 엔진의 냉각을 위한 라디에이터의 구성을 상세히 설명한다. 도3 내지도7에서 종래기술의 도면(도2a 및 도2b)과 동일한 부분에 대해서는 같은 도면부호를 사용하며, 그 부분에 대한 설명은 생략한다.
도3은 본 고안에 따른 대형 발전기 엔진용 라디에이터(1)의 사시도이고, 도4는 도3의 라디에이터(1)의 각 구성부품의 결합상태를 보인 분해조립도이다. 종래의 라디에이터(1')와 달리 본 고안의 라디에이터(1)는 측판부재(30)의 플랜지(31)를 외측으로 향하게 한 상태에서 측판부재(30)를 라디에이터 코어(40)에 결합시키므로 상부탱크(10) 및 하부탱크(20)의 플랜지들(14,24)과 손쉽게 볼트결합시킬 수 있는 장점이 있다. 도4를 참고하면, 상부탱크(10) 및 하부탱크(20)와 라디에이터 코어(40)의 사이에 개스킷(45, 46)을 끼우고 양단 측면을 제외한 앞뒤면의 플랜지들을 볼트 결합한 다음, 측판부재(30)를 라디에이터 코어(40)의 측면에 부착하는데, 이때 플랜지(31)가 외부로 노출되도록 배치함으로써 이후의 볼트작업이 아주 용이하게 된다.
한편, 상부탱크(10)의 양단에 리프팅 공(Lifting Hole; 16)을 천공한 다음 리프링 링(Lifting Ring; 17)을 볼트결합 또는 용접 등의 방법으로 상부탱크(10)와 단단히 결합한다. 종래의 라디에이터(1';도2a 및 2b 참조)는 운반시 호이스트에 걸을 만한 돌출된 지지부분이 없었지만, 본 고안에 따른 라디에이터(1)는 상부탱크(10)에 리프팅 링(17)을 구비함으로써 호이스트(미도시)의 후크(Hook)에 걸어 작업장 내에서 손쉽게 운반할 수 있어 작업시간을 단축하고 안전사고를 미연에 예방할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 도4를 참조하면 라디에이터 코어(40)의 플랜지(43)의 아래 위로 일자형 지지대(48)를 부착하고, 이 지지대(48)상에 소정 간격으로 인터쿨러 고정편(47)을 부착한다. 인터쿨러 고정편(47)은 대략 'ㄱ'자형으로서 한쪽 면은 인터쿨러 고정편(47)에 부착되고 타면은 도5에 도시된 바와 같이 인터쿨러(50)의 결합편(54)과 결합된다.
도5는 도3의 대형 발전기 엔진용 라디에이터(1)에 인터쿨러(50) 및 쉬라우드(Shroud;60)가 결합된 상태를 보인 사시도이다.
인터쿨러(Intercooler)는 디젤 엔진의 공기 과급장치(過給裝置)에 사용되어 엔진에 흡입되는 공기를 냉각시킴으로써 실린더의 압축비을 높여 엔진 출력향상을 도모하는 부품으로서, 본 고안에 따른 대형 라디에이터와 결합하여 사용하는 것이 일반적이다. 터빈(미도시)에 의해 강제 흡입된 흡입공기가 입구파이프(52)를 통해 인터쿨러(50)안으로 들어가면, 높은 온도의 흡입공기는 인터쿨러 코어(51)를 통과하면서 냉각핀(51a)에 강제로 접촉되는 외기(外氣)의 영향으로 냉각된 후 출구파이프(50)를 통해 엔진으로 배출된다.
본 고안에서는 라디에이터 코어(40)에 지지대(48) 및 인터쿨러 고정편(47)을 부착함으로써 인터쿨러(50)를 라디에이터(1)에 손쉽게 결합시킬 수 있다.
인터쿨러(50)를 라디에이터(1)에 결합한 뒤에는 쉬라우드(60)를 인터쿨러(50)의 표면 또는 라디에이터(1)의 표면에 결합한다. 일단, 본 고안에서는 쉬라우드(60)의 플랜지(61)에 형성된 볼트공(61a)과 인터쿨러(50)의 표면에 형성된 볼트공을 이용하여 쉬라우드(60)와 인터쿨러(50)를 볼트결합시키는 것을 바람직한 실시예로서 제시하였다(도5 참조). 도5에 도시된 방법 이외에 쉬라우드(60)의 너비를 좀 더 크게 형성하여 플랜지(61)가 직접 라디에이터(1)에 고정되도록 하는 것도 가능하다.
쉬라우드(60)의 전면부에는 팬커버(Fan Cover, 65)가 소정높이로 돌출 형성되며, 팬 커버(65)안에는 엔진과 직결된 팬(Fan; 미도시)이 삽입된 후에 그 위로 프론트 그릴(Front Grill; 66)이 결합된다.
도6은 본 고안에 따른 대형 발전기 엔진용 라디에이터(1)에 있어서 측판부재(30)의 플랜지(31)의 측면에 호스고정구(32)를 부착한 상태를 도시하며, 도7은 도6의 호스고정구(32)의 확대 사시도이다.
종래의 라디에이터(1':도2a 및 도2b 참조)는 오버플로우 파이프(12a)에 연결된 오버플로우 호스(12b)를 고정하는 장치가 특별히 마련되어 있지 않아서 라디에이터의 운반 및 설치 후의 유지보수 작업시 걸리적거리는 일이 많았으나, 본 고안에 의한 라디에이터(1)는 측판부재(30)의 플랜지(31)에 호스고정구(32)를 설치하고, 호스고정구(32)의 C 자형으로 굽어진 호스체결홈(322)에 오버플로우 호스(12b)를 고정시킴으로서 오버플로우 호스(12b)의 유동으로 인한 불편을 해결하였다.
이때, 호스고정구(13)는, 플랜지(31)에 천공된 볼트공(31a) 및 호스고정구(32)의 볼트통과공(321) 안으로 볼트를 통과시키고 너트로 조임으로써 측판부재(30)상에 설치된다. 본 고안에 의한 라디에이터(1)는 도7에 도시된 바와 같은 호스고정구(32)를 부가함으로써 오버플로우 호스(12b)를 깨끗하게 수납할 수 있는 장점이 있다.
첫째, 본 고안에 따른 대형 발전기용 엔진을 비롯한 대형 산업용 엔진의 냉각을 위한 라디에이터는 측판부재(30)의 플랜지(31)부분이 라디에이터 코어(40)의 외측으로 향하도록 하여 상부탱크(10), 하부탱크(20) 및 라디에이터 코어(40)의 각 플랜지들(14,24,43)간의 볼트 결합이 용이하도록 함으로써 라디에이터의 조립작업을 간편하게 하고 작업시간을 단축하여 원가절감효과를 거둘 수 있는 장점이 있다.
둘째, 본 고안에 따른 대형 발전기 엔진을 비롯한 대형 산업용 엔진의 냉각을 위한 라디에이터는 측판부재(30)상에 오버플로우 호스(12b)를 깔끔하게 고정하여 운반 또는 설치, 보수 작업시 걸리적거리던 문제점을 해결한 장점이 있다.
셋째, 본 고안에 따른 대형 발전기 엔진을 비롯한 대형 산업용 엔진의 냉각을 위한 라디에이터는 자체적으로 리프팅 링을 구비하여 호이스트(Hoist)장치의 후크에 걸어 쉽게 운반할 수 있는 장점이 있다. .

Claims (4)

  1. 대형 발전기용 엔진 및 대형 산업용 엔진의 실린더블록의 주위에 설치된 물재킷과 연결되어 냉각수 순환에 의해 열을 방출하는 라디에이터에 있어서,
    표면에 돌출 형성되고 상기 물재킷으로부터 냉각수를 전달받는 입구파이프(11), 표면의 일부가 개구되어 형성된 물주입구(15), 및 상기 물주입구(15)에 채워진 라디에이터 캡(12)을 갖는 상부탱크(10);
    상하로 나란히 배열되고 그 상단이 상기 상부탱크(10)의 내부와 연결된 복수 개의 수관들(41) 및 상기 수관들(41)의 사이에 배치된 복수 개의 냉각핀(42)들로구성된 라디에이터 코어(40);
    상기 라디에이터 코어(40)의 하방에 장착되며, 상기 수관들(41)의 하단과 연통되고, 표면에 돌출 형성된 출구파이프(21)에 의하여 상기 물재킷과 연결된 하부탱크(20); 및
    상하좌우의 가장자리에 마련된 플랜지들(31)이 상기 라디에이터 코어(40)와 반대방향으로 향하도록 상기 라디에이터 코어(40)의 양 측면에 각각 부착되며, 상기 플랜지들(31)중 위 플랜지는 상기 상부탱크(10)와 결합되며, 아래 플랜지는 상기 하부탱크(20)와 결합된 측판부재(30);를 구비한 것을 특징으로 하는 대형 발전기용 엔진을 비롯한 대형 산업용 엔진의 냉각을 위한 라디에이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 라디에이터 코어(40)의 전면부에는 공기 과급장치를 위하여 마련된 인터쿨러(50), 및 상기 인터쿨러(50)를 덮으며 팬커버(65)가 일체형으로 부착된 쉬라우드(Shroud;60)가 결합되며; 상기 라디에이터 코어(40)의 전면부의 상단 및 하단과 접촉하는 상기 상부탱크(10) 및 하부탱크(20)의 플랜지들(14,24)에는 상기 인터쿨러(50)의 고정을 위한 복수 개의 인터쿨러 고정편(47)이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 대형 발전기용 엔진을 비롯한 대형 산업용 엔진의 냉각을 위한 라디에이터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 라디에이터 캡(12)은 그 외연부에 일체형으로 형성된 오버플로우 파이프(12a)를 구비하며, 상기 측판부재(30) 상에는 상기 오버플로우파이프(12a)와 연결된 오버플로우 호스(12b)를 끼워 고정하는 호스고정구(32)가 설치된 것을 특징으로 하는 대형 발전기용 엔진을 비롯한 대형 산업용 엔진의 냉각을 위한 라디에이터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 상부탱크(10)는 상면의 양단에 각각 천공 형성된 리프팅 공(16), 및 상기 리프팅 공(16)에 고정되어 라디에이터의 운반시 인양수단을 걸 수 있는 리프팅 링(17)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 대형 발전기용 엔진을 비롯한 대형 산업용 엔진의 냉각을 위한 라디에이터.
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