KR20040022527A

KR20040022527A - 워터펌프를 이용한 인터쿨러의 냉각장치

Info

Publication number: KR20040022527A
Application number: KR1020020054121A
Authority: KR
Inventors: 박윤택
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-09-09
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2004-03-16

Abstract

본 발명은 인터쿨러가 적용되는 엔진에서 인터쿨러의 냉각효율을 높이기 위해 워터펌프에 추가로 마련되는 임펠러에 의해서 냉매가 인터쿨러 측으로 순환되도록 구성되는 워터펌프를 이용한 인터쿨러의 냉각장치에 관한 것으로,

냉각수를 펌핑하여 강제로 순환시키기 위한 워터펌프가 엔진의 일측에 형성된 엔진에서, 흡입공기의 온도를 낮추어 흡입공기의 밀도를 높여주기 위해 엔진의 흡기통로의 도중에 장착되는 인터쿨러에 있어서,

워터펌프의 메인 임펠러와 동일한 회전축 상에 서브 임펠러가 형성되고, 상기 서브 임펠러에서 펌핑되는 냉매로써 상기 인터쿨러를 통과하는 흡입공기와 열교환되도록 냉매순환통로가 마련되고, 상기 인터쿨러 측을 통과하면서 열교환된 냉매는 라디에이터를 지나면서 냉각되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

워터펌프를 이용한 인터쿨러의 냉각장치{Cooling apparatus of inter-cooler}

본 발명은 워터펌프를 이용한 인터쿨러의 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인터쿨러가 적용되는 엔진에서 인터쿨러의 냉각효율을 높이기 위해 워터펌프에 추가로 마련되는 임펠러에 의해서 냉매가 인터쿨러 측으로 순환되도록 구성되는 워터펌프를 이용한 인터쿨러의 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 디젤엔진이 탑재되는 차량에는 배기가스의 배출압력을 이용하여 흡입공기를 가압한 후 가압된 흡입공기가 연소실로 공급되도록 하는 터보차저가 형성되어 있다.

도 3은 일반적인 디젤엔진의 흡입공기 공급시스템을 간략하게 도시한 것으로서, 엔진(11)으로 공급되는 흡입공기는 에어덕트(12)로 유입되어 에어클리너(13)에서 정화된 후, 배기가스의 배출압력으로 회전되는 터보차저(14)에 의해 가압된다. 그런데 상기한 터보차저(14)에서 가압되는 흡입공기의 온도조절은 인위적으로 불가능하므로서, 흡입공기의 온도는 필요이상으로 과다하게 상승(약 140℃)된다. 따라서 과다하게 공기의 온도가 상승된 상태로는 흡입공기의 밀도가 낮아져 엔진의 출력을 향상시키지 못하게 된다. 그래서 이를 개선하기 위해서 상기한 터보차저(14)에서 가압된 공기를 냉각하기 위한 인터쿨러(15)가 상기한 터보차저(14)와 흡기 매니폴드를 잇는 흡기라인(16)의 도중에 형성된다.

그리고 상기한 인터쿨러(15)에서 냉각된 흡입공기는 운전자의 엑셀페달 조작량에 의한 스로틀 밸브의 개도량에 따라서 서지탱크(17)에서 스월을 일으키며 연소실로 유입된다.

그러나 종래의 엔진에 적용되는 인터쿨러는 주변의 공기에 의해서 냉각된 흡입공기를 연소실로 보내게 되는 방식으로서, 여름철에 운전되는 차량이나 열대지방에서 운행중인 차량의 경우에는 인터쿨러 주변의 공기가 높기 때문에 흡입공기의 냉각효율이 떨어지게 되어 엔진의 출력을 높이는데 어려움이 따르게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 인터쿨러가 적용되는 엔진에서 인터쿨러의 냉각효율을 높이기 위해 워터펌프에 추가로 마련되는 임펠러에 의해서 냉매가 인터쿨러 측으로 순환되도록 구성되는 워터펌프를 이용한 인터쿨러의 냉각장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

도 1은 본 발명에 의해 구성되는 인터쿨러 냉각장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 워터펌프의 구성도.

도 3은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 워터펌프 21 : 펌프 하우징

22 : 메인 임펠러 23 : 메인 펌프실

24 : 서브 펌프실 25 : 회전축

26 : 풀리 27 : 베어링

28 : 격벽 29 : 씰링

30 : 서브 임펠러 31 : 냉매순환통로

40 : 실린더 블럭 41 : 인터쿨러

42 : 라디에이터

이하, 본 발명에 의한 인터쿨러 냉각장치의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의해 구성되는 인터쿨러 냉각장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 워터펌프의 구성도이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의한 워터펌프를 지시하는 것이고, 도면부호 30은 본 발명에 의한 서브 임펠러를 지시하는 것이다.

상기한 워터펌프(20)는 실린더 블럭(40)의 하부 일측에 부착되는 펌프 하우징(21)과, 상기 펌프 하우징(21)의 내부에 수용되는 메인 임펠러(22)와 서브 임펠러(30)로 구성된다. 이를 위해 상기 펌프 하우징(21)의 일측에는 메인 임펠러(22)가 수용되기 위한 메인 펌프실(23)과, 서브 임펠러(30)가 수용되기 위한 서브 펌프실(24)이 마련된다.

상기 메인 임펠러(22)는 회전축(25)의 일측에 그 중심이 끼워지고, 그 외주면에는 냉각수에 압력을 가하기 위한 다수의 블레이드가 형성되어 있다. 그리고 상기 회전축(25)의 다른 일측에는 구동력을 전달받기 위한 풀리(26)가 형성되고, 상기 회전축(25)의 회전이 원활하게 이루어지도록 하기 위한 베어링(27)이 회전축(25)의 도중에 장착된다.

한편, 상기한 펌프 하우징(21)의 메인 펌프실(23) 일측에는 상기 서브 임펠러(30)가 수용되기 위한 서브 펌프실(24)이 마련되는데, 상기 서브 임펠러(30)의 탈장착을 위해 서브 펌프실(24) 부분과 메인 펌프실(23) 부분은 분해조립될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 메인 펌프실(23)과 서브 펌프실(24) 간에는 양쪽의 공간이 서로 격리되도록 하는 격벽(28)이 마련되는 것이 바람직하다.

따라서 상기와 같이 마련된 서브 펌프실(24)을 지나는 회전축(25)의 도중에는 상기 서브 임펠러(30)의 중심이 끼워지고, 메인 펌프실(23) 측으로 돌출되는 회전축(25)의 도중에는 메인 임펄러(22)의 중심이 끼워지는 것이다. 또한, 상기 회전축(25)이 통과되는 펌프 하우징(21)의 축공과, 회전축(25)의 도중이 지나는 격벽(28)의 축공에는 기밀이 유지될 수 있도록 씰링(29)이 장착된다.

그리고 상기한 메인 펌프실(23)은 종래와 마찬가지로 엔진의 냉각수로와 연결되어지고, 상기 서브 펌프실(24)의 일측은 본 발명에 의해 마련되는 냉매순환통로(31)에 연결된다.

상기한 냉매순환통로(31)는 본 발명에 의해서 상기 워터펌프(20)의 서브 펌프실(24)에서 시작되어, 인터쿨러(41)의 흡입공기가 통과되는 흡기통로의 일측면에서 흡입공기와 열교환이 가능하도록 구성되고, 상기 흡기통로에서 열교환된 냉매순환통로(31)의 냉매가 냉각될 수 있도록 라디에이터(42)의 일측면으로 순환한 후, 다시 상기 워터펌프(20)의 서브 펌프실(24)에 연결되는 것이다. 그리고 상기 서브 펌프실(24) 및 냉매순환통로(31)에는 신냉매가 채워지는데, 이 신냉매는 엔진을 냉각하기 위해 냉각수로에 채워지는 냉각수와는 다른 냉각효율이 우수한 액체인 것이 바람직하다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.

인터쿨러가 장착된 엔진이 운전되면 연소실로 유입되기 위한 흡입공기는 인터쿨러(41)를 통과하면서 냉각되는데, 종래기술의 설명에서 언급한 바와 같이 열대지방이나 더운 여름철에 운행되는 차량의 경우에는 인터쿨러(41)의 냉각효율이 원활하지 못하게 된다.

하지만 본 발명에 의한 인터쿨러(41) 냉각장치가 마련되는 차량의 경우에는, 엔진을 냉각하기 위한 냉각수를 펌핑하는 워터펌프(20)의 작동과 동시에 상기한 냉매순환통로(31)에는 서브 임펠러(24)에 의해서 펌핑되는 냉매가 순환되어진다.

따라서 상기 냉매순환통로(31)를 통과하는 냉매는 인터쿨러(41)를 통과하는 흡입공기와 열교환하게 되어 흡입공기의 온도를 낮추게 되고, 냉매순환통로(31)를 통과하는 냉매는 흡입공기와 열교환되어 온도가 상승된다. 이렇게 상승된 냉매는 라디에이터(41) 측으로 배선된 냉매순환통로(31)를 통과하면서 냉각된다.

이렇게 냉각된 냉매는 다시 서브 펌프실(24)로 유입되며, 서브 임펠러(30)의 회전에 의해서 펌핑되고, 상기 냉매순환통로(31)를 순환하게 되면서 인터쿨러(41)를 냉각시키게 되는 되는 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 워터펌프에 추가로 장착되는 서브 임펠러에 의해서 펌핑된 냉매로써 인터쿨러를 냉각시키게 되면 대기중의 공기에 의해 인터쿨러를 냉각하던 종래의 기술보다 인터쿨러의 냉각효율이 훨씬 상승되므로서, 방열을 위한 인터쿨러의 크기를 줄일 수 있으며, 주변온도가 높은 여름철 또는 열대지방에서 운행되는 차량의 경우에는 엔진의 출력이 향상되는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims

냉각수를 펌핑하여 강제로 순환시키기 위한 워터펌프가 엔진의 일측에 형성된 엔진에서, 흡입공기의 온도를 낮추어 흡입공기의 밀도를 높여주기 위해 엔진의 흡기통로의 도중에 장착되는 인터쿨러에 있어서,

워터펌프(20)의 메인 임펠러(22)와 동일한 회전축(25) 상에 서브 임펠러(30)가 형성되고, 상기 서브 임펠러(30)에서 펌핑되는 냉매로써 상기 인터쿨러(41)를 통과하는 흡입공기와 열교환되도록 냉매순환통로(31)가 마련되고, 상기 인터쿨러(41) 측을 통과하면서 열교환된 냉매는 라디에이터(42)를 지나면서 냉각되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 워터펌프를 이용한 인터쿨러의 냉각장치.
제 1 항에 있어서,

상기한 메인 임펠러(22)가 저장되는 공간과 서브 임펠러(30)가 장착되는 공간은 격벽(28)에 의해 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 워터펌프를 이용한 인터쿨러의 냉각장치.
제 1 항에 있어서,

상기한 냉매는 엔진냉각수와는 별도로 순환되는 신냉매인 것을 특징으로 하는 워터펌프를 이용한 인터쿨러의 냉각장치.