KR20160037259A - 인터쿨러 파이프의 냉각 장치 - Google Patents

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Abstract

인터쿨러 파이프의 냉각 장치가 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 외주면 일측에 소정 형상의 삽입홀이 형성되고, 터보차저와 인터쿨러 사이에 설치되는 중공의 파이프; 상기 중공의 파이프 내부 공간과 외부 공간을 상기 삽입홀을 매개로 연결되어 상기 중공의 파이프 내부를 흐르는 공기의 열을 흡수하여 외부로 전달하는 열흡수부; 및 상기 열흡수부에 연결되어 상기 열흡수부에 의해 전달된 공기의 열을 상기 중공의 파이프 외부 공간으로 방출하는 열방출부를 포함한다.

Description

인터쿨러 파이프의 냉각 장치 {COOLING APPARATUS FOR PIPE OF INTERCOOLER}
본 발명은 인터쿨러 파이프의 냉각 장치로 더욱 상세하게는, 터보차저와 인터쿨러 사이에 설치된 중공의 파이프 내부를 흐르는 압축된 공기의 온도를 냉각시키도록 중공의 파이프 내부에 설치된 열흡수부와 이 열흡수부에 의해 전달된 열을 외부로 방출하는 열방출부를 포함하는 인터쿨러 파이프의 냉각 장치의 관한 것이다.
본 발명의 이해를 돕기 위해 일반적인 터보차저와 인터쿨러에 대해 설명하면 다음과 같다.
일반적으로, 터보차저(turbocharger)가 장착된 차량에서는 터보차저에서 압축된 공기를 냉각시키기 위한 인터쿨러(intercooler)가 사용되고 있다.
터보차저는 엔진의 배기다기관을 통해 배출되는 배기가스의 압력을 이용하여 흡입공기(외기)를 압축시켜 인터쿨러로 공급하게 되고, 인터쿨러는 터보차저가 외기를 압축하는 과정에서 온도가 상승된 흡입공기를 주행풍을 이용하여 효과적으로 냉각시켜 엔진의 흡기다기관으로 공급함으로써, 엔진의 출력 및 연비를 향상시키고 아울러 배기가스의 저감 및 엔진소음을 감소시키도록 된 것이다.
그리고, 라디에이터(radiator)는 기관에서 가열된 냉각수를 냉각하는 장치로서, 통상 상부탱크와 하부탱크 및 라디에이터 코어로 구성된다. 온도가 상승된 냉각수가 라디에이터 코어를 통과할 때, 라디에이터는 차량의 주행에 따라 유입되는 주행풍이나 냉각팬의 구동에 의해 유입되는 외기를 이용하여 냉각수를 냉각시킨다.
즉, 라디에이터와 인터쿨러는 모두 주행풍을 이용하여 차량을 냉각하는 모듈로서, 일반적으로 후드 앞쪽에 인터쿨러가 배치되고 후방쪽에 라디에이터와 냉각팬이 위치한다.
한편, 터보차저가 장착된 대부분의 차량의 인터쿨러는 그릴 형상으로 되어 인터쿨러의 냉각 유효 면적이 10~30% 수준밖에 되지 않는바, 터보차저에 의해 압축된 공기를 인터쿨러만으로 냉각하기에는 그 성능이 많이 떨어진다.
이에 본 발명은 터보차저와 인터쿨러 사이에 설치된 중공의 파이프 내부에 터보차저에서 압축된 공기의 열을 흡수하는 열흡수부를 마련하고, 이 열흡수부에 의해 흡수된 열을 중공의 파이프 외부로 배출할 수 있는 열방출부를 마련함으로써 인터쿨러의 냉각 유효 면적이 떨어지는 종래 문제점을 해결함에 그 목적이 있다.
한편, 이와 관련된 발명으로 한국공개특허공보 제2003-0097273호인 "자동차의 인터쿨러 냉각장치"가 개시되어 있으며, 상기 발명의 경우 냉각팬 모터가 작동되지 않는 고속주행시 주행풍에 의한 냉각작용에 더불어 스티어링 오일에 의한 냉각작용이 추가로 이루어져 인터쿨러에서 과급되는 흡기의 온도를 충분히 낮추어줄 수 있게 됨으로써 엔진의 출력이 감소되지 않게 되어 냉각팬 모터 정지시의 엔진성능이 향상되는 효과가 구현되기는 하나, 클러치를 차속이 설정된 속도 이상일 경우 연결상태로 전환시키는 제어유닛이 필요하는 등 그 압축된 공기의 온도를 낮추기 위한 구조가 복잡한 반면, 본 발명은 터보차저와 인터쿨러 사이에 설치된 중공의 파이프 내부와 외부에 보다 간단한 구조인 열흡수부와 열방출부를 마련함으로써 보다 효율적으로 압축된 공기의 온도를 낮출 수 있는 이점이 제공된다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
한국공개특허공보 제2003-0097273호(2003.12.31)
본 발명은 상기와 같이 종래 인터쿨러가 그릴 형상으로 인해 발생하는 냉각 효율의 저하 문제를 터보차저와 인터쿨러 사이에 설치된 중공의 파이프 내부에는 열흡수부를 그 외부에는 열방출부를 설치함으로써 인터쿨러의 냉각 효율이 떨어지는 문제점을 개선한 인터쿨러 파이프의 냉각 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
인터쿨러 파이프의 냉각 장치가 소개된다.
이를 위해 본 발명은, 외주면 일측에 소정 형상의 삽입홀이 형성되고, 터보차저와 인터쿨러 사이에 설치되는 중공의 파이프; 상기 중공의 파이프 내부 공간과 외부 공간을 상기 삽입홀을 매개로 연결되어 상기 중공의 파이프 내부를 흐르는 공기의 열을 흡수하여 외부로 전달하는 열흡수부; 및 상기 열흡수부에 연결되어 상기 열흡수부에 의해 전달된 공기의 열을 상기 중공의 파이프 외부 공간으로 방출하는 열방출부를 포함한다.
상기 삽입홀과 상기 열흡수부는 상기 삽입홀의 형상과 대응되는 안착커버를 매개로 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 열흡수부는, 상기 삽입홀을 따라 수직 방향으로 소정 간격 이격 설치된 복수개의 수직열흡수판과 상기 복수개의 수직열흡수판과 교차되도록 소정 간격 이격 설치된 복수 개의 수평열흡수판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 열방출부는, 상기 복수개의 수직열흡수판의 하단과 결합되고, 상기 중공 파이프의 외주면으로부터 일정 간격으로 이격된 채 굴곡지게 형성되어 상기 중공 파이프를 감싸는 소정 면적의 방열판으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 열흡수부는, 상기 복수개의 수직열흡수판과 수평열흡수판에 의해 상기 중공의 파이프 내부가 복수개의 공기 통로로 구획되는 것을 특징으로 한다.
상기 안착판에는 상기 복수개의 수직열흡수판이 끼워질 수 있도록 중공의 파이프 길이 방향으로 다수개의 슬릿홈이 마련된 것을 특징으로 한다.
상기 수직열흡수판 및 상기 수평열흡수판의 표면과 상기 방열판의 표면에는 다수개의 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명인 인터쿨러 파이프의 냉각 장치에 의한다면 인터쿨러의 냉각 효율이 상승됨으로써 차량과 엔진의 성능 개선이 이루어지는 이점이 제공된다.
도 1은 본 발명인 인터쿨러 파이프의 냉각 장치를 구성하는 중공의 파이프, 열흡수부 및 열방출부의 각각의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 구성요소인 열흡수부와 안착커버가 결합된 사시도.
도 3은 본 발명인 인터쿨러 파이프의 냉각 장치의 전체 사시도.
도 4는 본 열흡수부와 열방출부에 다수개의 돌기가 형성된 전체 사시도.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명인 인터쿨러 파이프의 냉각 장치의 바람직한 실시 예를 설명한다.
도 1은 본 발명인 인터쿨러 파이프의 냉각 장치를 구성하는 중공의 파이프(100), 열흡수부(200) 및 열방출부(300)의 각각의 사시도로, 본 발명은 크게 중공의 파이프(100), 열흡수부(200) 및 열방출부(300)를 포함한다.
도면에는 도시되어 있지 않지만 중공의 파이프의 일단에는 터보차저가 그 타단에는 인터쿨러가 연결된다.
터보차저를 통해 압축된 공기는 중공의 파이프 내부를 따라 이동하여 인터쿨러로 유입된 뒤 냉각되어 엔진 측으로 공급된다.
이 중공의 파이프(100)는 도시된 바와 같이 외주면 일측에 소정 형상의 삽입홀(H)이 형성되어 있고, 도면에는 이 삽입홀(H)이 전체적으로 사각 형상의 개방구로 형성되어 있으나, 이하 설명할 열흡수부(200)가 이 삽입홀(H)을 따라 중공의 파이프(100)와 결합되어 중공의 파이프 내부 공간과 외부 공간을 연결할 수 있는 것이라면 어떠한 형상이라도 가능하다.
한편, 이 중공의 파이프(100) 내부에 도 1(b)에 도시된 열흡수부(200)가 설치된다.
이 열흡수부(200)는 중공의 파이프(100) 내부를 흐르는 고온의 공기 열을 흡수한 뒤 이하 후술할 열방출부(300)에 전달한 뒤 외부로 방출하는 것으로, 중공의 파이프 내부 공간과 중공의 파이프 외부 공간을 연결하여 그 공기의 열을 전달할 수 있는 것이라면 어떠한 형상이라도 가능하다.
종래 인터쿨러 자체만으로는 냉각 유효 면적이 적어 고온의 압축된 공기를 냉각시키는데 한계가 있었지만, 본 발명의 열흡수부(200)를 통해 고온의 압축된 공기가 냉각될 수 있는 유효 면적이 증가하게 되는 효과가 구현된다.
한편, 이 열흡수부(200)의 재질은 고온의 열을 흡수한 뒤 이하 후술할 열방출부 측으로 열을 전달할 수 있는 재질이라면 어떠한 재질이라도 채용 가능하고, 그 재질에 한정을 두지 않는다.
도 1(c)는 열흡수부(200)에 의해 흡수된 고온의 공기의 열이 중공의 파이프(100) 외부로 방출하게 하는 열방출부(300)가 도시되어 있으며, 열방출부(300)는 열흡수부(200)에 연결되고, 중공의 파이프(100) 외부에 위치하는데 이 열방출부(300) 역시 열을 전달받아 외부로 방출할 수 있는 재질이라면 그 재질에 한정을 두지 않는다.
한편, 도 2는 본 발명의 일 구성요소인 열흡수부(200)와 안착커버(400)가 결합된 사시도로, 도시된 바와 같이 본 발명은 안착커버(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 안착커버(400)는 중공의 파이프(100) 외주면 일측에 형성된 삽입홀(H)의 형상과 대응되는 형상을 가짐으로써 이 안착커버(400)가 삽입홀(H)에 끼워지고, 안착커버(400)를 매개로 열흡수부(200)가 중공의 파이프(100)와 결합된 채 고온의 공기 열을 흡수한 뒤 외부로 전달하게 된다.
물론, 제작 과정상에서 상기 안착커버(400)와 중공 파이프(100) 및 열흡수부(200)는 각각 용접되어 체결되는 것이 바람직하다.
또한, 이 안착커버(400)에는 이하 후술할 복수개의 수직열흡수판(210)이 끼워지고, 이 복수개의 수직 열흡수판(210)의 끝단이 중공의 파이프(100)의 외부에 위치할 수 있도록 중공의 파이프(100) 길이 방향으로 다수개의 슬릿홈(S)이 마련된다.
도 3은 본 발명인 인터쿨러 파이프의 냉각 장치의 전체 사시도로, 이하 본 발명의 일 구성요소인 열흡수부(200)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
열흡수부(200)는 도시된 바와 같이, 삽입홀(H)을 따라 수직 방향으로 소정 간격 이격 설치된 복수개의 수직열흡수판(210,210a,210b,210c)과 복수개의 수직열흡수판(210,210a,210b,210c)과 교차되도록 소정 간격 이격 설치된 복수 개의 수평열흡수판(220,220a,220b,220c)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이 복수개의 수직열흡수판(210)과 수평열흡수판(220)에 의해 형성되는 다수개의 격자로 구성된 공간으로 고온의 공기가 중공의 파이프(100) 내부를 흐르게 되면서, 이 수직열흡수판(210)과 수평열흡수판(220)으로 고온의 열이 흡수된 뒤 방열판(310) 측으로 이동하여 냉각된다.
즉, 복수개의 수직열흡수판(210)과 수평열흡수판(220)에 의해 중공의 파이프(100) 내부가 복수 개의 공기 통로(P)로 구획되고, 이 복수 개의 공기 통로(P)를 따라 고온의 공기가 흐르면서 열이 열흡수부(200)에 흡수된다.
이 다수개의 격자 공간은 고온의 공기 흐름이 원활해 지도록 그 간격을 충분히 확보하게 함이 바람직한데, 그 간격은 중공의 파이프(100) 내부 지름에 따라 다양하게 설계 변경이 가능하다.
다시 도 3을 참조하면, 본 발명의 열방출부(300)는 복수개의 수직열흡수판(210)의 하단과 결합되고, 상기 중공 파이프(100)의 외주면으로부터 일정 간격으로 이격된 채 굴곡지게 형성되어 상기 중공 파이프(100)를 감싸는 소정 면적의 방열판(310)으로 구성된 것을 특징으로 한다.
열방출부(300)는 중공의 파이프(100) 내부를 흐르는 고온의 공기 열을 외부로 배출할 수 있으면 다양한 형상으로 구현이 가능하나, 중공의 파이프(100) 형상과 대응되도록 형성됨이 열 전달 측면에서 효율적인바, 중공 파이프(100)의 외주면으로부터 일정 간격으로 이격된 채 굴곡지게 형성됨이 바람직하다.
한편, 이 방열판(310)이 차량의 하단 부분에 설치됨으로써 종래 인터쿨러에 비해 냉각 효율이 상승된다.
즉, 차량 하단으로 흐르는 주행풍을 이용해 방열판(310)으로 전달된 고온의 공기 열을 냉각시키게 되면 효율이 상승되는데, 차량 하단은 외기와 주행풍을 직접적으로 만날 수 있기 때문에, 종래 그릴을 통해 유입되는 공기를 이용 냉각하는 방법보다 냉각 효율이 상승되는 이점이 있다.
종래의 인터쿨러는 엔진룸 내부에서 그릴을 통해 유입되는 공기에 의해 냉각이 이루어지는바 엔진룸의 높은 온도의 영향을 받아 냉각 효율이 떨어졌기 때문이다.
한편, 도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시 예로, 도시된 바와 같이 수직열흡수판(210) 및 수평열흡수판(220)의 표면과 방열판(310)의 표면에 다수개의 돌기(500)가 형성되어 있다.
이 다수개의 돌기(500)로 인해 표면적이 증가하게 되어 중공 파이프(100) 내부의 고온의 공기 열이 외부로 원활하게 전달될 수 있는 효과가 구현된다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
H : 삽입홀 P : 공기 통로
S : 슬릿홈 100 : 파이프
200 : 열흡수부 210 : 수직열흡수판
220 : 수평열흡수판 300 : 열방출부
310 : 방열판 400 : 안착커버
500 : 돌기

Claims (7)

  1. 외주면 일측에 소정 형상의 삽입홀이 형성되고, 터보차저와 인터쿨러 사이에 설치되는 중공의 파이프;
    상기 중공의 파이프 내부 공간과 외부 공간을 상기 삽입홀을 매개로 연결되어 상기 중공의 파이프 내부를 흐르는 공기의 열을 흡수하여 외부로 전달하는 열흡수부; 및
    상기 열흡수부에 연결되어 상기 열흡수부에 의해 전달된 공기의 열을 상기 중공의 파이프 외부 공간으로 방출하는 열방출부를 포함하는, 인터쿨러 파이프의 냉각 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 삽입홀과 상기 열흡수부는 상기 삽입홀의 형상과 대응되는 안착커버를 매개로 결합된 것을 특징으로 하는, 인터쿨러 파이프의 냉각 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 열흡수부는,
    상기 삽입홀을 따라 수직 방향으로 소정 간격 이격 설치된 복수개의 수직열흡수판과 상기 복수개의 수직열흡수판과 교차되도록 소정 간격 이격 설치된 복수 개의 수평열흡수판으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 인터쿨러 파이프의 냉각 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 열방출부는,
    상기 복수개의 수직열흡수판의 하단과 결합되고, 상기 중공 파이프의 외주면으로부터 일정 간격으로 이격된 채 굴곡지게 형성되어 상기 중공 파이프를 감싸는 소정 면적의 방열판으로 구성된 것을 특징으로 하는, 인터쿨러 파이프의 냉각 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 열흡수부는,
    상기 복수개의 수직열흡수판과 수평열흡수판에 의해 상기 중공의 파이프 내부가 복수개의 공기 통로로 구획되는 것을 특징으로 하는, 인터쿨러 파이프의 냉각 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 안착판에는 상기 복수개의 수직열흡수판이 끼워질 수 있도록 중공의 파이프 길이 방향으로 다수개의 슬릿홈이 마련된 것을 특징으로 하는, 인터쿨러 파이프의 냉각 장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 수직열흡수판 및 상기 수평열흡수판의 표면과 상기 방열판의 표면에는 다수개의 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는, 인터쿨러 파이프의 냉각 장치.
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