KR20040040785A - 에어컨의 응축수를 이용한 인터쿨러 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어컨의 응축수를 이용한 인터쿨러 냉각장치에 관한 것으로서, 인터쿨러 장착 차량에 있어서, 에어컨 작동 시, 이베퍼레이터에서 생성된 응축수가 드레인 호스를 통해 차량의 외부로 배출되는 것을 외부의 워터 탱크를 통해 저장하고, 그 저장된 응축수를 상기 인터쿨러의 전면부에 분사하여 인터쿨러의 냉각 효율을 극대화시킬 수 있는 에어컨의 응축수를 이용한 인터쿨러 냉각장치에 관한 것이다.

Description

에어컨의 응축수를 이용한 인터쿨러 냉각장치{Cooling-device of intercooler using condenstating water}

본 발명은 에어컨의 응축수를 이용한 인터쿨러 냉각장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인터쿨러 장착 차량에 있어서, 에어컨 작동 시, 이베퍼레이터에서 생성된 응축수가 드레인 호스를 통해 차량의 외부로 배출되는 것을 외부의 워터 탱크를 통해 저장하고, 그 저장된 응축수를 인터쿨러의 전면부에 분사하여 인터쿨러의 냉각 효율을 극대화시킬 수 있는 에어컨의 응축수를 이용한 인터쿨러 냉각장치에 관한 것이다.

최근 승용디젤엔진을 중심으로 터보차져를 장착하여 흡기효율을 높인 고성능 디젤엔진 차량이 늘어나고 있다.

현대자동차의 싼타페 커먼레일 엔진(D-engine)을 비롯하여 2002년 현재 탑재되는 터보차져 장착 차량들은 흡기효율 향상을 위해 인터쿨러(intercooler)가 장착된다.

인터쿨러는 냉각하는 방식에 따라, 크게 공랭식과 수냉식으로 나눌 수 있으며, 최근의 대부분의 양산 사양에서는 공랭식 방열핀을 이용한 공랭식 인터쿨러가 대부분을 차지하고 있다. 이러한 공랭식 인터쿨러는 원가 대비 성능이 탁월하고 탑재성이 좋기 때문에 대부분의 양산업체에서 이를 채용하고 있다.

그러나, 외부의 공기를 이용한 공랭식 인터쿨러는 흡기온이 비교적 낮은 봄,가을, 겨울에는 그 성능이 탁월하나, 한여름의 무더위와 같이 대기온도가 높고, 뜨거운 지면에서의 열기, 엔진 자체에서 방열 등의 영향으로 외부 공기온도 상승에 의해 인터쿨러 냉각효율이 떨어져 결국, 엔진의 흡기효율이 떨어지게 된다.

또한, 차량의 속도가 낮은 영역에서는 외부 공기 유입량이 떨어지게 되어 고속으로 달릴 때 보다 냉각 효율이 떨어지게 된다.

이를 보완하기 위해, 해외의 자동차 메이커에서는 별도의 추가 냉각 보조장치를 인터쿨러에 보완하여 여름철이나 기타 열 집중에 큰 악조건에서의 흡기효율 향상을 위해 노력하고 있다.

일례로, 미쯔비시의 대표적인 스포츠 세단인 LANCER Evolution7의 경우 공랭식 인터쿨러 전면부에 별도의 워터 스프레이 인젝션 시스템을 추가하여, 무더운 여름에서의 고부하 운전시와 같은 가혹 조건시 별도로 마련된 워터 탱크에서 물을 분사하여 인터쿨러 흡기 효율을 유지할 수 있는 장치를 구비하고 있다.

그러나, 기존의 워터 스프레이 워터 인젝터는 상기의 예와 같이, 별도의 물을 주입하는 워터 탱크를 설치하여 물을 분사하기 때문에 별도로 마련된 물 주입구에 물을 사용자가 직접 주입해야 하는 불편이 따른다.

또한, 물이 주입된 상태에서 워터 탱크에 물이 계속 고여 있게 되므로, 외부의 열에 의해 쉽게 물의 온도가 오르게 되어 여름철에는 워터 인젝터에 의해 분사되는 물의 온도가 상승하여 다소 냉각 효과가 떨어질 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 인터쿨러 장착 차량에 있어서, 상기 인터쿨러로 유입되는 외기의 속도와 양이 줄어들 시, 그로인해 냉각 효율이 저하되므로 에어컨의 응축수를 저장할 수 있는 워터탱크를 구비하고, 상기 워터 탱크에 저장된 응축수를 워터 펌프를 통해 인터쿨러 전면부에 분사시켜 충분하게 냉각시킴으로써, 상기 인터쿨러의 냉각 효율을 극대화시켜 결과적으로 차량의 성능을 향상시킬 수 있는 에어컨의 응축수를 이용한 인터쿨러 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 에어컨의 응축수를 이용한 인터쿨러 냉각장치를 나타내는 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 워터 탱크 및 워터 펌프를 나타내는 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 워터 인젝터 및 온도 센서가 장착된 인터쿨러를 나타내는 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 에어컨 11 : 워터 탱크

11a : 외부 배출 튜브 11b : 응축수 유입 튜브

12 : 인터쿨러 13 : 워터 인젝터

13a : 지지대 14 : 워터 펌프

15 : 온도 센서

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 에어컨의 응축수를 이용한 인터쿨러 냉각장치는 인터쿨러(12) 본체의 저부에 설치되며, 에어컨(10)의 이베퍼레이터로부터 생성된 응축수를 저장하는 워터 탱크(11)와;

지지대를 이용하여 인터쿨러(12)의 전면에서 일정한 간격으로 설치된 워터 인젝터(13)와;

상기 워터 탱크(11)로부터의 응축수를 워터 인젝터(13)를 통해 상기 인터쿨러(12) 전면부에 있는 워터 인젝터(13)까지 강제 압송하는 워터 펌프(14)와;

상기 인터쿨러(12)의 표면온도를 검출하여 설정온도 이상 시, 워터 인젝터(13)의 온/오프를 제어하도록 하는 온도 센서(15) 및 제어 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 워터 탱크(11)는 탱크 내부의 수위를 조절할 수 있도록 외부 배출 튜브(11a)가 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 에어컨의 응축수를 이용한 인터쿨러 냉각장치를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 워터 탱크 및 워터 펌프를 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 워터 인젝터 및 온도 센서가 장착된 인터쿨러를 나타내는 사시도이다.

본 발명은 한여름의 차량 운행 시, 대부분의 운전자들은 에어컨(10)을 작동하게 되는데, 이때 열교환에 의해 발생하는 에어컨(10)에서 발생하는 응축수를 저장하고, 그 저장된 응축수를 인터쿨러(12) 전면에 분사하도록 함으로써, 인터쿨러(12)의 냉각 효율을 극대화 시키기 위한 것이다.

이때, 워터 쿨링 효과를 극대화하기 위해 사용되는 응축수는 온도가 낮은 것을 이용한다.

이를 실현하기 위한 인터쿨러 냉각장치에는 상기 에어컨(10)의 이베퍼레이터(미도시)로부터 발생된 응축수를 저장할 수 있도록 워터 탱크(11)를 구비하는 바, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 워터 탱크(11)는 그 저장된 응축수가 잘 유입될 수 있도록 에어컨 시스템보다 아래쪽인 차량의 하부에 위치할 수 있도록 되어 있고, 차량의 레이아웃(lay out) 상, 그 장착 위치가 재검토될 수 있도록 형상 변경이 가능하며, 장착 자유도를 높이기 위해 소용량으로 설계된 것이 바람직하다.

한편, 상기 워터 탱크(11)는 종래의 에어컨(10)의 이베퍼레이터에 형성되어외부로 응축수를 배출시켜 주기 위한 드레인 호스에 응축수 유입 튜브(11b)로 연결되어 있으며, 이 응축수 유입 튜브(11b)를 통해 상기 이베퍼레이터에서 발생되는 응축수를 저장하게 된다.

그리고, 상기 워터 탱크(11) 내부의 응축수 수위를 조절할 수 있도록 워터 탱크(11) 상부에는 외부 배출 튜브(11a)가 형성되어 있다.

또한, 상기 워터 탱크(11)에 응축수가 유입되면, 펌핑력을 발생하여 워터 인젝터(13)로 응축수을 압송하는 워터 펌프(14)가 구비되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 워터 인젝터(13)는 인터쿨러(12)의 전면에 골고루 응축수를 분사시켜 줄 수 있도록 상기 인터쿨러(12)의 전면에서 일정 간격(10~15cm 정도)을 두고 지지대(13a)에 의해 고정되어 위치하는 바, 분사 압력과 분사량에 따라 장착 위치는 변경 가능하게 되어 있다.

이러한 워터 인젝터(13)는 또한, 일반적인 분사 노즐을 사용할 수 있으며, 분무량과 분무 형상을 고려하여 되도록 미립자 분사가 가능한 분사 노즐을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 워터 인젝터(13)는 후술하게 될 제어 수단(미도시)의 제어에 의해 온/오프 구동을 할 수 있도록 되어 있는데, 이때 상기 제어 수단은 인터쿨러(12) 전면에 설치된 온도 센서(15)의 제어에 따라 워터 인젝터(13)를 구동하게 된다.

상기 온도 센서(15)는 인터쿨러(12)의 표면 온도를 검출하여 표면 온도가 설정온도 이상 도달하게 되면, 제어 수단에 감지 신호를 송출하고, 그 신호를 인가받은 제어 수단은 워터 인젝터(13)에 구동제어 신호를 송출하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 에어컨의 응축수를 이용한 인터쿨러 냉각장치는 인터쿨러(12) 장착 차량이 여름철에 에어컨(10)을 작동하고 있게 되면, 상기 에어컨(10)의 이베퍼레이터에서 생성된 응축수를 상기 인터쿨러(12)의 전면에 분사하여 인터쿨러(12)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 에어컨의 응축수를 이용한 인터쿨러 냉각장치는 에어컨 작동시 생성되는 응축수를 이용하여 인터쿨러 표면에 분사하고, 그로인한 응축수의 증발열을 이용하여 인터쿨러의 냉각효율을 극대화 하여 결과적으로 흡입 공기 내 산소의 밀도를 높게 하여 차량의 출력 향상 및 연비 개선의 효과가 있고, 연소상태를 개선하여 배기가스를 저감시킬 수 있으며, 에어컨에서 배출되는 응축수가 차량 실내로 잘못 유입되는 경우, 악취의 원인이 되기 때문에 이러한 응축수를 효과적으로 외부의 워터 탱크를 통해 저장함으로써, 상기 응축수의 실내 유입을 막을 수 있는 동시에 차량 실내에서의 악취를 방지하여 차량의 품질을 높일 수 있는 효과를 거둘 수 있다.

Claims (2)

1. 인터쿨러(12) 본체의 저부에 설치되며, 에어컨(10)의 이베퍼레이터로부터 생성된 응축수를 저장하는 워터 탱크(11)와;

   지지대를 이용하여 인터쿨러(12)의 전면에서 일정한 간격으로 설치된 워터 인젝터(13)와;

   상기 워터 탱크(11)로부터의 응축수를 워터 인젝터(13)를 통해 상기 인터쿨러(12) 전면부에 있는 워터 인젝터(13)까지 강제 압송하는 워터 펌프(14)와;

   상기 인터쿨러(12)의 표면온도를 검출하여 설정온도 이상 시, 워터 인젝터(13)의 온/오프를 제어하도록 하는 온도 센서(15) 및 제어 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 에어컨의 응축수를 이용한 인터쿨러 냉각장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 워터 탱크(11)는 탱크 내부의 수위를 조절할 수 있도록 외부 배출 튜브(11a)가 형성된 것을 특징으로 하는 에어컨의 응축수를 이용한 인터쿨러 냉각장치.