KR20110064054A - 엔진으로 유입되는 압축 공기의 2단 냉각 시스템 - Google Patents

엔진으로 유입되는 압축 공기의 2단 냉각 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20110064054A
KR20110064054A KR1020090120477A KR20090120477A KR20110064054A KR 20110064054 A KR20110064054 A KR 20110064054A KR 1020090120477 A KR1020090120477 A KR 1020090120477A KR 20090120477 A KR20090120477 A KR 20090120477A KR 20110064054 A KR20110064054 A KR 20110064054A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compressed air
cooling
engine
cooler
air
Prior art date
Application number
KR1020090120477A
Other languages
English (en)
Inventor
이재익
Original Assignee
두산인프라코어 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 두산인프라코어 주식회사 filed Critical 두산인프라코어 주식회사
Priority to KR1020090120477A priority Critical patent/KR20110064054A/ko
Publication of KR20110064054A publication Critical patent/KR20110064054A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0437—Liquid cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/20—Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/02—Intercooler
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

본 발명은 내연기관의 엔진에서 연료를 연소시킬 때 공급되는 압축 공기를 2단계로 냉각하여 엔진의 출력 효율과 배기 성능을 향상시키는 엔진으로 유입되는 압축 공기의 2단 냉각 시스템에 관한 것이다.
보다 구체적으로는 본 발명은 연료를 연소하여 동력을 발생시키는 엔진; 상기 연료와 함께 공급되는 공기를 압축하기 위한 과급기; 상기 과급기를 통과하며 압축된 압축 공기를 냉각수와 열교환하여 상기 압축 공기를 1차로 냉각시키는 제 1 압축 공기 냉각기; 상기 제 1 압축 공기 냉각기를 통과하며 냉각된 상기 압축 공기를 냉각팬에서 발생되는 냉각 공기와 열교환하여 상기 압축 공기를 2차로 냉각시키는 제 2 압축 공기 냉각기; 상기 냉각수를 적정 온도로 유지하기 위해 상기 냉각팬에서 발생되어 상기 제 2 압축 공기 냉각기에서 냉각에 사용된 냉각 공기를 이용하여 상기 냉각수를 냉각시키는 라디에이터; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진으로 유입되는 압축 공기의 2단 냉각 시스템에 관한 것이다.
냉각기, 공랭식, 수랭식, 압축 공기, 열교환, 냉각 효율, 엔진 효율

Description

엔진으로 유입되는 압축 공기의 2단 냉각 시스템{Double Cooling system of compressed air incoming engine}
본 발명은 내연기관의 엔진에서 연료를 연소시킬 때 공급되는 압축 공기를 2단계로 냉각하여 엔진의 출력 효율과 배기 성능을 향상시키는 엔진으로 유입되는 압축 공기의 2단 냉각 시스템에 관한 것이다.
도 1 은 종래의 압축 공기 냉각 시스템의 유동을 나타낸 구조도를, 도 2 는 종래의 압축 공기 냉각기의 구조를 나타낸 사시도를 나타낸다. 도 1 및 도 2 에서 굵은 실선으로 표현한 부분은 압축 공기(7-1)의 유동을 나타내며, 점선으로 표시한 부분은 냉각수(8)의 유동을 표현한 것이다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 종래의 압축 공기 냉각 시스템은 과급기(2)에서 압축에 의한 체적 변화로 온도가 상승한 고온의 상기 압축 공기(7-1)를 공랭식 냉각기를 활용하여 냉각하였다. 내연기관은 일반적으로 상기 압축 공기(7-1)를 냉각시킨 후 엔진(1)으로 주입하여 연료와 혼합 및 연소 반응을 통해 동력을 발생시킨 다. 상기 엔진(1)과 연결되는 냉각팬(6)으로부터 공급되는 냉각 공기를 이용하여 상기 압축 공기(7-1)를 냉각시키는 방식이 공랭식이며 종래의 압축 공기 냉각기(3)는 이러한 공랭식 냉각기를 활용하는 것이 일반적이었다. 내연기관의 종류에 따라 선박 등에서는 상기 압축 공기 냉각기(3)로 수랭식 냉각기를 활용한 경우도 있으나, 공랭식 냉각기 또는 수랭식 냉각기를 택일적으로 활용하는 것이 일반적이었다. 또한, 상기 엔진(1)의 냉각은 상기 냉각수(8)를 활용하여 냉각하며, 상기 엔진(1)의 냉각에 사용된 상기 냉각수(8)는 순환되어 라디에이터(5)에서 열에너지를 방출하고 저온 상태로 환원된 후 다시 상기 엔진(1)의 냉각원으로 활용된다. 상기 냉각수(8)를 상기 엔진(1) 및 상기 라디에이터(5)로 유동시키기 위해 냉각수 펌프(8-1)가 구비된다.
이러한 종래의 압축 공기 냉각 시스템은,
첫째, 엔진의 출력과 배기 성능 향상을 위해서는 부피가 작고 온도가 낮은 압축 공기를 이용하여 연료를 연소시키는 것이 유리한데, 하나의 냉각기만으로 압축 공기를 냉각시키는 경우 한계가 있는 문제가 있다.
둘째, 압축 공기를 적정 온도로 냉각하기 위해 냉각기의 성능을 향상시켜야 하는데, 냉각기가 설치된 공간에 공간적 여유가 없는 경우 냉각기의 전면 면적을 늘릴 수 없으므로 냉각기의 두께를 두껍게 형성해야 한다. 이와 같이 냉각기의 두께를 두껍게 형성하면 냉각 공기의 유동에서 저항이 증가하게 되고, 유동되는 냉각 공기의 양이 감소하므로 라디에이터의 용량도 함께 증가해야 하므로, 장비 용량 확대에 따른 비용이 증가되는 단점이 있다.
셋째, 냉각기의 전면 면적과 두께를 모두 확장할 공간이 없는 경우에는 냉각팬의 성능을 향상시켜야 하는데, 이 경우 냉각팬의 용량 증가로 인한 소비 마력 증가와 냉각팬에서 발생되는 냉각 공기량의 증가로 인한 공기 저항 증가의 문제가 있다.
따라서 압축 공기를 충분히 냉각시켜 엔진의 출력 성능과 배기 성능을 향상시키되, 공간적 여유가 없는 경우에도 압축 공기 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 압축 공기 냉각 시스템의 개발이 요구되어 왔다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 냉각기나 냉각팬의 부피와 용량을 증가시키지 않으면서, 내연기관의 연소 반응에 소요되는 압축 공기를 2단계로 냉각하여 엔진의 출력 효율 및 배기 성능을 향상시키는 압축 공기의 2단 냉각 시스템을 제공하고자 개발되었다.
본 발명은 내연기관에서 연료를 연소하여 동력을 발생시키는 엔진(10); 상기 엔진(10)에서의 연소 반응을 위해 상기 연료와 함께 공급되는 공기(70)를 압축하기 위한 과급기(20); 상기 과급기(20)를 통과하며 압축된 압축 공기(71)를 냉각수(80)와 열교환하여 상기 압축 공기(71)를 1차로 냉각시키는 제 1 압축 공기 냉각기(30); 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)를 통과하며 냉각된 상기 압축 공기(71)를 냉각팬(60)에서 발생되는 냉각 공기와 열교환하여 상기 압축 공기(71)를 2차로 냉각시키는 제 2 압축 공기 냉각기(40); 상기 냉각수(80)를 적정 온도로 유지하기 위해 상기 냉각팬(60)에서 발생되어 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)에서 냉각에 사용된 냉각 공기를 이용하여 상기 냉각수(80)를 냉각시키는 라디에이터(50); 를 포함하되, 상기 라디에이터(50)를 통과하며 냉각된 상기 냉각수(80)가 분기되어 상기 엔진(10) 및 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)로 각각 공급되고, 상기 엔진(10) 및 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)에서 냉각에 사용된 상기 냉각수(80)는 상기 라디 에이터(50)로 유입되며, 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)를 통과한 상기 압축 공기(71)는 연소를 위해 상기 엔진(10)으로 유입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)는 다수개의 냉각부(31)가 소정 간격을 두고 이격되어 중첩되고, 상기 냉각부(31)를 관통하는 다수개의 튜브(32)를 통해 상기 냉각수(80)가 유동하며, 상기 과급기(20)를 통과하여 상기 냉각부(31)로 유입되는 상기 압축 공기(71)와 상기 튜브(32)를 유동하는 상기 냉각수(80)가 상호 열교환하여 상기 압축 공기(71)로부터 상기 냉각수(80)로 열에너지가 이동하도록 하는 수랭식 냉각기인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 압축 공기의 2단 냉각 시스템은,
첫째, 엔진 냉각수의 일부를 활용한 수랭식 냉각기로 압축 공기를 1차로 냉각시킨 후, 냉각팬에서 발생되는 냉각 공기를 이용한 공랭식 냉각기로 압축 공기를 다시 한번 냉각시키므로, 압축 공기를 충분히 냉각시킴과 동시에 체적을 줄여 엔진의 출력 향상 및 배기 성능이 향상되는 장점이 있다.
둘째, 냉각기의 성능 향상을 위해 전면 면적을 크게 하거나 두께를 두껍게 형성하지 않고, 제한된 공간 면적 내에서 압축 공기의 냉각 효율을 향상시킬 수 있으므로 공간적인 제약이 있는 경우에 활용할 수 있는 효과가 있다.
일반적으로 과급기(過給機, turbo charger)는 내연기관의 출력을 증가시키기 위해 외기를 실린더에 밀어 넣는 압축기이다. 과급기에서 압축되는 기체는 대기를 활용하는 것이 일반적이나, 다양한 종류의 기체를 활용할 수 있다. 과급기를 사용하지 않는 경우에 비해 과급기를 사용하면 엔진의 출력이 향상되므로 비행기, 선박 등에 탑재된 다양한 내연기관에서 널리 활용되고 있다. 로터리기관에서는 실린더 대신 연소 챔버 내로 외기를 밀어 넣기도 한다. 과급기에는 기관의 크랭크축에 톱니바퀴를 물려서 기계적으로 구동하는 슈퍼차저(super charger), 배기 터빈으로 구동되는 터보차저(turbo charge)가 있다.
내연기관의 엔진은 연료와 공기를 적절히 혼합하여 연소 반응에 의해 동력원을 얻는다. 이 때 공급되는 공기는 대기 중의 공기를 활용할 수 있으나, 액체 산소를 이용한 순산소를 공급하거나 그 밖에 다양한 기체를 활용하기도 한다. 공급되는 공기는 너무 온도가 낮은 경우 점화를 위한 시간 지연이 발생하여 엔진의 효율을 떨어뜨리게 된다. 반대로 공기의 온도가 너무 높은 경우에도 온도 상승에 따른 기체의 체적 팽창으로 인해 엔진의 효율을 저하시킬 수 있다. 따라서 엔진의 성능 향상을 위해 적정 온도의 공기를 공급하는 것이 중요하다.
이와 같이 과급기를 거쳐 온도가 상승된 압축 공기를 냉각시키는 것이 공기 냉각기이다. 공기 냉각기는 과급기에서 압축된 압축 공기를 엔진에 구비된 실린더로 주입하기 전에, 엔진에서 요구되는 적정 온도까지 압축 공기를 냉각시키는 장치이다. 이러한 공기 냉각기는 공랭식과 수랭식을 들 수 있다. 공랭식 공기 냉각기는 과급된 고온의 압축 공기를 냉각 공기와 열교환시켜 설계된 온도까지 냉각시키는 장치이다. 수랭식 공기 냉각기는 과급된 고온의 압축 공기를 냉각수와 열교환시켜 설계된 온도까지 냉각시키는 장치이다. 전자인 공랭식 공기 냉각기의 경우 육상에서 사용되는 내연기관에 주로 적용되고, 후자인 수랭식 공기 냉각기의 경우 냉각수를 쉽게 구할 수 있는 선박 등에서 활용되고 있다.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 3 은 본 발명에 의한 압축 공기 냉각 시스템의 유동을 나타낸 구조도를, 도 4 는 본 발명에 의한 압축 공기 냉각기의 구조를 나타낸 사시도를, 도 5 는 본 발명에 의한 제 1 압축 공기 냉각기의 실시예를 나타낸 사시도를 나타낸다. 도 3 및 도 4 에서 굵은 실선으로 표현한 부분은 압축 공기(71)의 유동을 나타내며, 점선으로 표시한 부분은 냉각수(80)의 유동을 표현한 것이다.
도 3 및 도 4 를 참조하면 압축 공기의 2단 냉각 시스템은 엔진(10), 과급기(20), 제 1 압축 공기 냉각기(30), 제 2 압축 공기 냉각기(40), 라디에이터(50), 냉각팬(60)을 포함한다.
도 3 을 참조하면 상기 엔진(10)은 내연기관에서 연료를 연소하여 동력을 발생시키는 기관이다. 상기 엔진(10)은 연료가 연소될 때 발생하는 열에너지를 이용하여 기계적 에너지를 발생시키는 내연기관이며, 통상적인 엔진과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3 을 참조하면 상기 과급기(20)는 상기 엔진(10)에서의 연소 반응을 효율 적으로 수행하기 위해 연료와 함께 공급되는 공기(70)를 압축하는 장치이다. 상기 공기(70)는 대기 중에 존재하는 공기를 이용하는 것이 일반적이나, 연소 효율의 상승을 위해 순산소를 이용하거나 다른 기체를 활용할 수 있음은 물론이다. 상기 과급기(20)는 상술한 바와 같이 외기를 실린더 내부로 밀어 넣어 압축시켜 내연기관의 출력을 증가시키는 장치이다. 상기 과급기(20)를 통과한 상기 압축 공기(71)는 압축에 의한 기체의 체적 변화로 인해 온도가 상승하게 된다. 또한 상기 압축 공기(71)는 온도 상승으로 인해 상기 과급기(20)에서 압축된 부피보다 팽창할 수 있다. 상기 엔진(10)의 출력 및 배기 성능을 향상시키려면 상기 압축 공기(71)는 일정 온도 이하의 저온을 유지하며 압축된 상태가 바람직하다. 이하에서 상기 압축 공기(71)의 냉각 및 냉각에 따른 수축으로 인한 체적 축소를 위한 냉각기를 살펴본다.
도 3 및 도 4 를 참조하면 상기 압축 공기(71)를 냉각하기 위한 냉각기는 수랭식 냉각기인 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)와 공랭식 냉각기인 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)로 구분될 수 있다. 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)는 상기 과급기(20)를 통과하며 압축된 상기 압축 공기(71)가 유입되는 곳으로, 고온의 상기 압축 공기(71)와 저온 상태를 유지하고 있는 상기 냉각수(80)와 열교환하여, 상기 압축 공기(71)로부터 상기 냉각수(80)로 열에너지를 이동시키고 상기 압축 공기(71)를 1차로 냉각하는 장치이다. 예를 들어, 상기 엔진(10)에서 최적화된 성능을 위해 요구되는 상기 압축 공기(71)의 온도 조건이 50 ℃ 이고 상기 과급기(20)를 통과하며 압축에 의해 온도가 상승된 상기 압축 공기(71)의 온도가 200 ℃ 인 경우, 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)에서 상기 압축 공기(71)를 120 ℃ 까지 냉각하고 후술하게 될 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)에서 상기 압축 공기(71)를 50 ℃ 까지 냉각시킬 수 있다. 이와 같이 단일 냉각기를 사용하는 경우에 비하여, 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30) 및 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)를 병행하여 사용하는 경우에는 각각의 냉각기에서 냉각해야 할 냉각 용량이 줄어들 수 있다. 이에 따라 각각의 냉각기에서 냉각해야 할 냉각 할당량이 줄어들고, 냉각기의 용량 증가를 위해 부피를 크게 확장할 필요가 없으므로 제한된 공간 내에서 냉각기를 설치하는 경우 유리한 장점이 있다. 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)는 상기 냉각수(80)에 의해 냉각 과정을 수행하는 수랭식 냉각기이다. 상기 냉각수(80)의 유동에 대해서는 후술하기로 한다.
도 5 에서는 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)의 일실시예를 나타내고 있다. 도 5 를 참조하면 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)는 냉각부(31), 튜브(32)를 포함할 수 있다.
상기 냉각부(31)는 도 5 에서 도시한 일실시예의 형태에 한정되지 않고 냉각핀, 방열판, 냉각 플레이트 등 열에너지를 외부로 방출할 수 있는 범위 내에서 다양할 수 있음은 물론이다. 상기 냉각부(31)는 외부 공기와의 열교환을 통해 열에너지를 외부로 방출하는 구조이므로, 외부 공기와의 접촉 면적 향상을 위해 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어 상기 냉각부(31)는 평판 형상의 방열 플레이트의 전면 및 후면에서 다수 개의 방열핀이 연장되어 형성되거나, 지그재그 형태로 형성된 다수개의 주름을 갖는 방열 플레이트일 수 있다. 도 5 에서 도시된 바와 같 이 상기 냉각부(31)는 다수개로 구비되어 상호간 소정 간격을 두고 이격되어 중첩되도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 5 를 참조하면 상기 튜브(32)는 중첩되는 다수개의 상기 냉각부(31)를 관통하도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 튜브(32)는 내부에 상기 냉각수(80)가 유동하는 공간으로 저온 상태의 상기 냉각수(80)가 상기 튜브(32)의 내부를 유동하며, 상기 튜브(32)의 내부를 유동하는 상기 냉각수(80)와 상기 과급기(20)를 통과하여 상기 냉각부(31)로 유입되는 상기 압축 공기(71)가 상호 열교환하여 상기 압축 공기(71)로부터 상기 냉각수(80)로 열에너지가 이동하게 된다. 도 5 에 도시된 바와 같이 상기 냉각수(80)는 상기 튜브(32)의 내부를 유동하므로 상기 튜브(32)의 형성 방향을 따라 상기 냉각부(31)를 구성하는 플레이트를 관통하며 수직으로 유동한다. 이에 비해 상기 압축 공기(71)는 상기 냉각부(31)를 구성하는 다수개의 플레이트 사이로 유입되어 상기 냉각수(80)로 열에너지를 전달한다. 따라서 상기 냉각수(80)의 유동 방향과 상기 압축 공기(71)의 유동 방향은 상호 수직이 될 수 있다.
도 3 및 도 4 를 참조하면 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)는 공랭식 냉각기로 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)를 통과하며 1차 냉각된 상기 압축 공기(71)를 2차로 냉각시키기 위한 장치이다. 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)에서는 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)를 통과하여 1차 냉각된 상기 압축 공기(71)와 상기 냉각팬(60)으로부터 발생되는 냉각 공기가 상호 열교환하여 상기 압축 공기(71)로부터 상기 냉각 공기로 열에너지가 이동하게 된다. 도 3 및 도 4 를 참조하면 상기 냉각팬(60)은 상기 엔진(10)의 구동부에 연결되어 상기 엔진(10)을 동력원으로 하여 작 동될 수 있으며, 냉각 공기를 발생시킨다. 상기 냉각팬(60)은 통상적으로 사용되는 냉각팬과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 도 4 를 참조하면 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)는 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)에 연결되도록 측면에 설치된 실시예를 도시하고 있으나, 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)는 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)를 통과하며 냉각된 상기 압축 공기(71)를 유입시켜 2차 냉각하는 범위에서 형성 위치는 다양할 수 있음은 물론이다. 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30) 및 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)를 통과하며 냉각된 상기 압축 공기(71)는 연소를 위해 상기 엔진(10)에 구비된 실린더로 유입되어 연료와 혼합되며, 연료와 상기 압축 공기(71)의 혼합물이 연소되어 상기 엔진(10)의 동력을 발생시킨다.
도 4 에서의 상기 압축 공기(71)의 유동은, 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)의 일측으로 상기 압축 공기(71)가 유입되고 1차 냉각된 상기 압축 공기(71)가 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)를 거치며 2차 냉각된 후 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)의 타측으로 유출된다. 도 3 을 참조하면 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)에서 냉각된 상기 압축 공기(71)는 상기 엔진(10)으로 유입된다.
도 3 및 도 4 를 참조하여 상기 냉각수(80)의 유동과 상기 라디에이터(50)를 함께 설명하기로 한다. 상기 라디에이터(50)는 상기 냉각수(80)를 냉각시키기 위한 장치이다. 상기 냉각수(80)는 상기 엔진(10)에서의 냉각원으로 사용되거나 또는 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)에서 냉각원으로 활용될 수 있다. 냉각에 사용된 상기 냉각수(80)는 도 3 에 도시된 바와 같이 상기 라디에이터(50)로 유입되어 냉각된 후 다시 상기 엔진(10) 또는 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)로 분기 유입되어 냉각원으로 활용된다. 상기 라디에이터(50)는 공랭식으로 상기 냉각팬(60)에서 발생된 냉각 공기와 상기 엔진(10) 또는 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)에서 냉각원으로 활용되어 온도가 상승한 상기 냉각수(80)를 상호 열교환시킨다. 고온부인 상기 냉각수(80)로부터 상기 냉각 공기로 열에너지가 이동하며, 열에너지를 흡수한 상기 냉각 공기는 외부로 방출된다. 다만, 도 3 및 도 4 에서 확인할 수 있듯이, 상기 냉각팬(60)으로부터 발생되는 냉각 공기는 먼저 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)에서 상기 압축 공기(71)를 냉각하기 위한 냉각원으로 사용된 후, 상기 라디에이터(50)에서 상기 냉각수(80)를 냉각하기 위한 냉각원으로 활용되는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 라디에이터(50)의 형성 위치는 도시한 바와 같이 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30) 및 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)를 기준으로 상기 냉각팬(60)이 구비된 측과 대향되는 타측에 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
도 1 은 종래의 압축 공기 냉각 시스템의 유동을 나타낸 구조도.
도 2 는 종래의 압축 공기 냉각기의 구조를 나타낸 사시도.
도 3 은 본 발명에 의한 압축 공기 냉각 시스템의 유동을 나타낸 구조도.
도 4 는 본 발명에 의한 압축 공기 냉각기의 구조를 나타낸 사시도.
도 5 는 본 발명에 의한 제 1 압축 공기 냉각기의 실시예를 나타낸 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 엔진 2 : 과급기
3 : 압축 공기 냉각기 5 : 라디에이터
6 : 냉각팬 7 : 공기
7-1 : 압축 공기 8 : 냉각수
8-1 : 냉각수 펌프
10 : 엔진 20 : 과급기
30 : 제 1 압축 공기 냉각기 31 : 냉각부
32 : 튜브 40 : 제 2 압축 공기 냉각기
50 : 라디에이터 60 : 냉각팬
70 : 공기 71 : 압축 공기
80 : 냉각수 81 : 냉각수 펌프

Claims (2)

  1. 내연기관에서 연료를 연소하여 동력을 발생시키는 엔진(10);
    상기 엔진(10)에서의 연소 반응을 위해 상기 연료와 함께 공급되는 공기(70)를 압축하기 위한 과급기(20);
    상기 과급기(20)를 통과하며 압축된 압축 공기(71)를 냉각수(80)와 열교환하여 상기 압축 공기(71)를 1차로 냉각시키는 제 1 압축 공기 냉각기(30);
    상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)를 통과하며 냉각된 상기 압축 공기(71)를 냉각팬(60)에서 발생되는 냉각 공기와 열교환하여 상기 압축 공기(71)를 2차로 냉각시키는 제 2 압축 공기 냉각기(40);
    상기 냉각수(80)를 적정 온도로 유지하기 위해 상기 냉각팬(60)에서 발생되어 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)에서 냉각에 사용된 냉각 공기를 이용하여 상기 냉각수(80)를 냉각시키는 라디에이터(50);
    를 포함하되,
    상기 라디에이터(50)를 통과하며 냉각된 상기 냉각수(80)가 분기되어 상기 엔진(10) 및 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)로 각각 공급되고, 상기 엔진(10) 및 상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)에서 냉각에 사용된 상기 냉각수(80)는 상기 라디에이터(50)로 유입되며, 상기 제 2 압축 공기 냉각기(40)를 통과한 상기 압축 공기(71)는 연소를 위해 상기 엔진(10)으로 유입되는 것을 특징으로 하는 엔진으로 유입되는 압축 공기의 2단 냉각 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 압축 공기 냉각기(30)는 다수개의 냉각부(31)가 소정 간격을 두고 이격되어 중첩되고, 상기 냉각부(31)를 관통하는 다수개의 튜브(32)를 통해 상기 냉각수(80)가 유동하며,
    상기 과급기(20)를 통과하여 상기 냉각부(31)로 유입되는 상기 압축 공기(71)와 상기 튜브(32)를 유동하는 상기 냉각수(80)가 상호 열교환하여 상기 압축 공기(71)로부터 상기 냉각수(80)로 열에너지가 이동하도록 하는 수랭식 냉각기인 것을 특징으로 하는 엔진으로 유입되는 압축 공기의 2단 냉각 시스템.
KR1020090120477A 2009-12-07 2009-12-07 엔진으로 유입되는 압축 공기의 2단 냉각 시스템 KR20110064054A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090120477A KR20110064054A (ko) 2009-12-07 2009-12-07 엔진으로 유입되는 압축 공기의 2단 냉각 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090120477A KR20110064054A (ko) 2009-12-07 2009-12-07 엔진으로 유입되는 압축 공기의 2단 냉각 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110064054A true KR20110064054A (ko) 2011-06-15

Family

ID=44397553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090120477A KR20110064054A (ko) 2009-12-07 2009-12-07 엔진으로 유입되는 압축 공기의 2단 냉각 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110064054A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9429112B2 (en) 2013-12-06 2016-08-30 Hyundai Motor Company Engine system having turbo charger
US9435296B2 (en) 2013-12-06 2016-09-06 Hyundai Motor Company Engine system having turbocharger
US20220120184A1 (en) * 2020-10-21 2022-04-21 Seth Gussow External compression engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9429112B2 (en) 2013-12-06 2016-08-30 Hyundai Motor Company Engine system having turbo charger
US9435296B2 (en) 2013-12-06 2016-09-06 Hyundai Motor Company Engine system having turbocharger
US20220120184A1 (en) * 2020-10-21 2022-04-21 Seth Gussow External compression engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10151279B2 (en) Apparatus for cooling vehicle engine
US20160230643A1 (en) Engine cooling system
US9926892B2 (en) Apparatus for cooling vehicle engine and cooling method thereof
ATE483906T1 (de) Ein abgasrückführungssystem umfassender verbrennungsmotor
CN206319970U (zh) 具有集成热交换器的发动机
JP2013108379A (ja) 排気ガス再循環システム
WO2017159138A1 (ja) コージェネレーション装置
JP6354811B2 (ja) エンジンの排熱回収装置
KR20110064054A (ko) 엔진으로 유입되는 압축 공기의 2단 냉각 시스템
JP6186866B2 (ja) エンジンの冷却システム
JP2002130060A (ja) Ｅｇｒガス冷却装置
JP2003278608A (ja) Ｅｇｒ装置
US20160216037A1 (en) Charge air cooler and associated charge air circuit
KR20120026177A (ko) 수냉식 열교환 시스템
US20090308051A1 (en) Heat exchanger tube and air-to-air intercooler
KR101675406B1 (ko) 배기가스 재순환 장치 쿨러
CN105429510A (zh) 基于热管技术的发动机冷却系统能量回收装置及方法
JP5671907B2 (ja) Ｅｇｒガス冷却装置
JP2022540247A (ja) 内燃機関用の新規な冷却システム
US11746689B2 (en) Power plant and method for operating a power plant
JP5991035B2 (ja) 内燃機関及び内燃機関の制御方法
JP5621752B2 (ja) 燃焼システム
JP6186867B2 (ja) エンジンの冷却システム
BR102014031677A2 (pt) sistema de admissão de um motor a combustão interna
JP2015151880A (ja) エンジン冷却システム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application