KR20070108034A - 공냉식 내장형 인터쿨러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공냉식 내장형 인터쿨러에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 리시버 드라이어에 유입되는 냉매를 감압되도록 하고 냉매의 냉각효율을 향상시키도록 하는 공냉식 내장형 인터쿨러에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명에 의한 공냉식 내장형 인터쿨러는, 엔진 전방에 설치되어 엔진을 냉각시킨 냉각수의 열을 방출시키는 라디에터의 공기유입구의 상부에 구비되는 공기유입구와, 엔진의 상부에 설치되는 과급기로 공기를 유도하는 덕트가 구비되어 유입된 공기에 의해 과급기를 냉각시키는 공냉식 내장형 인터쿨러에 있어서, 상기 인터쿨러의 덕트에 설치되며 엔진으로부터 방출된 뜨거운 공기가 역류하여 상기 인터쿨러의 공기유입구를 통해 배출되는 것을 방지하도록 상기 덕트를 폐쇄시키는 댐퍼가 구비된 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명은 차량의 고속주행시에는 댐퍼가 개방되도록 하여 과급기를 냉각시키는 인터쿨러를 냉각시키도록 하고, 차량의 저속 주행이나 공회전시에는 인터쿨러에서 방출된 뜨거운 공기가 역류하여 라디에터로 유입되는 것을 방지하도록 하여 라디에터의 냉각성능을 향상시킴으로써 에어콘의 냉각성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

공냉식, 외장형, 내장형, 인터쿨러, 라디에터, 역류, 에어컨, 성능, 저속, 공회전, 댐퍼

Description

공냉식 내장형 인터쿨러{Air Cooled Built-in type Inter Cooler}

도 1은 종래의 공냉식 내장형 인터쿨러가 구비된 차량의 내부구조를 나타낸 정면사시도.

도 2는 종래의 공냉식 내장형 인터쿨러가 구비된 차량의 고속주행시 공기의 이동경로를 나타낸 측면도.

도 3은 종래의 공냉식 내장형 인터쿨러가 구비된 차량의 공회전시 또는 저속주행시 공기의 이동경로를 나타낸 측면도.

도 4는 본 발명의 공냉식 내장형 인터쿨러가 구비된 차량의 내부구조를 나타낸 측면도.

도 5는 본 발명의 공냉식 내장형 인터쿨러가 구비된 차량의 고속주행시 공기의 이동경로를 나타낸 측면도.

도 6은 본 발명의 공냉식 내장형 인터쿨러가 구비된 차량의 공회전시 또는 저속주행시 공기의 이동경로를 나타낸 측면도.

도 7은 본 발명에 의한 댐퍼구조를 나타낸 예시도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1: 엔진 2: 라디에터

3: 공기유입구

10: 인터쿨러 11: 공기유입구

12: 덕트 13: 댐퍼

본 발명은 공냉식 내장형 인터쿨러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 엔진의 출력을 높이기 위한 과급기의 성능을 향상시키도록 하는 공냉식 내장형 인터쿨러에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 과급기는 엔진의 출력을 높이기 위하여 배기가스나 외부공기를 흡입하여 터빈을 회전시키고 이로 인해 발생되는 고온의 압축공기를 실린더 내에 공급하여 연소효율을 향상시켜 연비를 높아지도록 하는 장치이다.

이러한 과급기는 급속하게 공기를 압축하게 되므로 이 공기에 의해 온도가 상승되어 팽창하게 되므로 산소밀도가 떨어지게 되어 결과적으로 실린더 안의 충전효율을 저하시키게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 압축공기로 인한 과급기의 온도상승을 방지하기 위해 인터쿨러(Inter cooler)를 사용하게 된다.

인터쿨러(Inter cooler)는 냉각방식에 따라 수냉식과 공냉식이 있으나 주로 공냉식이 사용되고 있다. 특히, 공냉식은 설치장소에 따라 특성이 다르게 나타나는데, 배관을 짧게 할 수 있고 응답성을 좋게 하기 위해 인터쿨러를 엔진 상부에 설치하게 된다. 인터쿨러를 엔진 전방에 설치하는 경우는 냉각효율이 좋고 출력이 향 상되게 할 수 있는 장점이 있으나, 엔진의 전방에는 라디에터를 설치하게 되므로 엔진 전방에 장소를 많이 차지하게 되며 문제점이 있으므로 엔진 상부에 설치하는 것이 일반적이다.

이와 같이 엔진 상부에 설치하는 인터쿨러는 인터쿨러에 공기를 유입시키는 공기유입구의 설치위치에 따라 외장형과 내장형으로 구분할 수 있다.

외장형 인터쿨러의 경우에는 라디에터가 엔진의 전방에 설치되며 엔진의 상부에는 인터쿨러가 설치된다. 라디에터의 전방에는 라디에터로 공기가 유입되는 공기유입구가 구비되고, 차량의 본네트 중앙부위에는 인터쿨러로 공기를 유입되도록 하는 인터쿨러의 공기유입구가 구비된다.

상기와 같은 구성으로 된 상기 외장형 인터쿨러는 차량의 고속 주행시에 인터쿨러의 공기유입구를 통해 공기가 인터쿨러로 유입되어 과급기를 냉각시키게 되나, 차량의 저속 주행이나 공회전시에는 고속주행시와는 달리 엔진에서 방출된 뜨거운 공기가 역류하여 엔진 상부로 이동되어 인터쿨러의 공기유입구를 통해 외부로 배출되게 된다. 이에 따라 본네트가 가열되게 되며, 특히 겨울철에는 증기가 발생되어 시야를 가리게 되는 경우가 자주 발생된다. 또한, 본네트 상부에 인터쿨러의 공기유입구가 구비되므로 미관상 좋지 않은 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 개선하기 위해 공냉식 내장형 인터쿨러를 사용하게 된다. 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 공냉식 내장형 인터쿨러의 경우에는 외장형 인터쿨러와 마찬가지로 라디에터와 인터쿨러의 설치위치는 동일하나, 인터쿨러(110)의 공기유입구(111)가 라디에터(102)의 공기유입구(103) 상부에 구비되며, 인 터쿨러(110)의 공기유입구(111)로 유입된 공기를 과급기로 유도되도록 덕트(112)가 더 구비된다.

상기 공냉식 내장형 인터쿨러는 차량의 저속 주행이나 공회전시에 엔진(101)에서 방출된 뜨거운 공기가 역류하여 엔진 상부로 이동되며 상기 덕트(112)를 통해 인터쿨러(110)의 공기유입구(111)로 배출되게 된다. 이때, 배출된 뜨거운 공기는 다시 라디에터(102)의 공기유입구(103)를 통해 라디에터(102)로 유입되게 되어 라디에터(102)를 가열시키게 되므로 냉각성능을 저하시키게 되는 문제점이 있다. 이러한 냉각성능의 저하에 따라 응축기를 제대로 냉각시키지 못하게 되어 차량의 에어콘이 기능을 제대로 발휘하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량의 저속 주행이나 공회전시에 과급기를 냉각시키는 인터쿨러에서 방출된 뜨거운 공기가 역류하여 라디에터로 유입되는 것을 방지하여 에어콘의 냉각성능을 향상시키도록 하는 공냉식 내장형 인터쿨러를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공냉식 내장형 인터쿨러는 엔진 전방에 설치되어 엔진을 냉각시킨 냉각수의 열을 방출시키는 라디에터의 공기유입구의 상부에 구비되는 공기유입구와, 엔진의 상부에 설치되는 과급기로 공기를 유도 하는 덕트가 구비되어 유입된 공기에 의해 과급기를 냉각시키는 공냉식 내장형 인터쿨러에 있어서, 상기 인터쿨러의 덕트에 설치되며 엔진으로부터 방출된 뜨거운 공기가 역류하여 상기 인터쿨러의 공기유입구를 통해 배출되는 것을 방지하도록 상기 덕트를 폐쇄시키는 댐퍼가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 댐퍼는 차량의 저속 주행이나 공회전시에 상기 덕트를 폐쇄시키는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 상기 댐퍼는 상기 덕트에 힌지결합되며 자중에 의해 상기 덕트를 폐쇄시키는 것을 특징으로 하거나, 상기 댐퍼는 상기 덕트에 힌지결합되며 스프링의 탄성력에 의해 상기 덕트를 폐쇄시키는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 상기 댐퍼는 고속 주행시에 상기 인터쿨러의 공기유입구로 유입되는 공기의 저항에 의해 개방되어 상기 덕트 내로 공기가 유입되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 공냉식 내장형 인터쿨러를 상세히 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 공냉식 내장형 인터쿨러는 라디에터(2)의 공기유입구(3)의 상부에 배치되는 공기유입구(11)와, 과급기로 공기를 유도하는 덕트(12)와, 엔진(1)에서 발생된 뜨거운 공기가 상기 인터쿨러(10)의 공기유입구(11)를 통해 배출되는 것을 방지하는 댐퍼(13)가 구비된다.

상기 과급기(미도시됨)는 엔진(1)의 출력을 높이기 위하여 배기가스나 외부 공기를 흡입하여 터빈을 회전시키고 이로 인해 발생되는 고온의 압축공기를 실린더 내에 공급하여 연소효율을 향상시켜 연비를 높아지도록 하는 역할을 하며 엔진(1)의 상부에 설치된다. 이러한 과급기는 급속하게 공기를 압축하게 되므로 이 공기에 의해 온도가 상승되어 팽창하게 되므로 산소밀도가 떨어지게 되어 결과적으로 실린더 안의 충전효율을 저하시키게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 압축공기로 인한 과급기의 온도상승을 방지하기 위해 인터쿨러(Inter cooler)(10)를 사용하게 된다.

상기 인터쿨러(10)는 유입된 공기에 의해 과급기를 냉각시키는 역할을 한다. 상기 인터쿨러(10)는 엔진(1) 전방에 설치되어 엔진(1)을 냉각시킨 냉각수의 열을 방출시키는 라디에터(2)의 공기유입구(3) 상부에 공기유입구(11)가 구비되고 엔진(1)의 상부에 설치되는 과급기로 공기를 유도하는 덕트(12)가 구비된다. 상기 덕트(12)에는 차량의 저속 주행시 또는 공회전시 엔진으로부터 방출된 뜨거운 공기가 역류하여 상기 인터쿨러(10)의 공기유입구(11)를 통해 배출되는 것을 방지하도록 상기 덕트(12)를 폐쇄시키는 댐퍼(13)가 구비된다. 차량의 고속 주행시에는 공기의 저항에 의해 발생되는 압력에 의해 상기 댐퍼(13)가 개방되게 되며, 상기 인터쿨러(10)의 공기유입구(11)를 통하여 공기가 유입되게 되고, 상기 덕트(12)를 통해 이동되어 상기 인터쿨러(10)를 냉각되게 된다.

상기 댐퍼(13)는 상기 덕트(12)에 힌지결합되며 상기 댐퍼(13)의 자중에 의해 폐쇄되게 되도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우에는 차량이 고속 주행을 하게 되면 도 5에서와 같이 상기 댐퍼(13)의 자중보다 큰 공기의 저항에 의해 발생되는 압력에 의해 상기 댐퍼(13)가 개방되게 되고, 상기 인터쿨러(10)의 공기유입구(11)로 냉각공기가 유입되게 되며 상기 덕트(12)를 통하여 인터쿨러(10)로 이동되어 과급기를 냉각시키게 된다. 이때, 차량이 저속 주행을 하거나 공회전 상태로 되면 도 6에서와 같이 상기 댐퍼(13)가 자중에 의해 폐쇄되게 되어 엔진(1)에서 방출된 뜨거운 공기가 역류하여 엔진 상부로 이동되며 상기 덕트(12)를 통해 인터쿨러(10)의 공기유입구(11)로 배출되는 것을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 엔진(1)에서 방출된 뜨거운 공기가 라디에터(2)의 공기유입구(3)를 통해 라디에터(2)로 유입되는 것이 방지되게 되어 응축기의 냉각성능이 저하되지 않게 되므로 차량의 에어콘이 기능을 제대로 발휘할 수 있게 된다.

상기 댐퍼(13)는 도 7에서와 같이 댐퍼(13)의 중간부위에 힌지결합되도록 할 수 있으며, 상기 댐퍼(13)의 모양과 결합형태는 여러 가지 형태로 될 수 있다. 또한, 상기 댐퍼(13)가 폐쇄될 수 있도록 하기 위해서는 도 7의 (b)에서와 같이 힌지축이 상기 댐퍼(13)에 상부쪽으로 편심되도록 하여 힌지결합되는 것이 바람직하다.

이 경우 상기 댐퍼(13)가 공회전시나 저속주행시에 개방될 수 있으므로, 상기 댐퍼(13)는 스프링 등의 탄성부재(미도시됨)에 의해 상기 덕트(12)를 폐쇄시켜도 무방하다. 이때, 차량이 고속 주행을 하게 되면 탄성부재의 탄성력보다 큰 공기의 저항에 의해 발생되는 압력에 의해 상기 댐퍼(13)가 개방되게 되고, 상기 인터쿨러(10)의 공기유입구(11)로 냉각공기가 유입되게 되며 상기 덕트(12)를 통하여 인터쿨러(10)로 이동되어 과급기를 냉각시키게 된다. 또한, 차량의 저속 주행시 또는 공회전시에 상기 탄성부재의 탄성력에 의해 폐쇄된 상태를 유지하게 되어 엔진 (1)에서 방출된 뜨거운 공기가 라디에터(2)의 공기유입구(3)를 통해 라디에터(2)로 유입되는 것이 방지되게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 공냉식 내장형 인터쿨러는 차량의 고속주행시에는 댐퍼가 개방되도록 하여 과급기를 냉각시키는 인터쿨러를 냉각시키도록 하고, 차량의 저속 주행이나 공회전시에는 인터쿨러에서 방출된 뜨거운 공기가 역류하여 라디에터로 유입되는 것을 방지하도록 하여 라디에터의 냉각성능을 향상시킴으로써 에어콘의 냉각성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 엔진(1) 전방에 설치되어 엔진(1)을 냉각시킨 냉각수의 열을 방출시키는 라디에터(2)의 공기유입구(3)의 상부에 구비되는 공기유입구(11)와, 엔진(1)의 상부에 설치되는 과급기로 공기를 유도하는 덕트(12)가 구비되어 유입된 공기에 의해 과급기를 냉각시키는 공냉식 내장형 인터쿨러(10)에 있어서,

   상기 인터쿨러(10)의 덕트(12)에 설치되며 엔진(1)으로부터 방출된 뜨거운 공기가 역류하여 상기 인터쿨러(10)의 공기유입구(3)를 통해 배출되는 것을 방지하도록 상기 덕트(12)를 폐쇄시키는 댐퍼(13)가 구비된 것을 특징으로 하는 공냉식 내장형 인터쿨러.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 댐퍼(13)는 차량의 저속 주행이나 공회전시에 상기 덕트(12)를 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 공냉식 내장형 인터쿨러.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 댐퍼(13)는 상기 덕트(12)에 힌지결합되며 자중에 의해 상기 덕트(12)를 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 공냉식 내장형 인터쿨러.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 댐퍼(13)는 상기 덕트(12)에 힌지결합되며 스프링의 탄성력에 의해 상기 덕트(12)를 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 공냉식 내장형 인터쿨러.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 댐퍼(13)는 고속 주행시에 상기 인터쿨러(10)의 공기유입구(11)로 유입되는 공기의 저항에 의해 개방되어 상기 덕트(12) 내로 공기가 유입되는 것을 특징으로 하는 공냉식 내장형 인터쿨러.

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