KR20210138326A - 인터쿨러 - Google Patents

Abstract

내부에 유로가 형성된 복수개의 튜브; 상기 복수개의 튜브 사이에 개재되는 핀; 외부로부터 상기 복수개의 튜브로 유체를 공급하는 제1탱크; 상기 복수개의 튜브를 통과한 유체를 외부로 토출하는 제2탱크; 상기 제2탱크에 연결되며, 상기 제2탱크의 내부로 유입된 유체를 공급받아 외부로 토출하는 출구파이프; 및 상기 제2탱크의 내부에 설치되며, 상기 출구파이프의 입구에 설치되는 가이드부재를 포함하는 인터쿨러를 제공한다.
본 발명에 따른 인터쿨러에 의하면, 제2 탱크내부의 출구파이프입구에 가이드부재가 설치됨으로써, 적절한 응축수의 배출량이 엔진으로 유입되도록 할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 인터쿨러에 의하면, 적절한 응축수의 배출량이 엔진으로 유입되도록 함에 따라 엔진의 내구 신뢰성이 향상되어 차량의 안정된 작동이 가능하게 한다.

Description

인터쿨러{Intercooler}

본 발명은 인터쿨러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온의 압축 공기를 냉각시키는 인터쿨러에 관한 것이다.

차량에는 차종에 따라 엔진의 출력을 높이기 위하여 외부공기를 흡입하여 터빈을 돌리고 그로 인해 발생하는 고온의 압축공기를 실린더 안에 공급하는 장치인 과급기를 구비하고 있고 과급기에 의해 급속히 압축된 공기는 온도가 높아져 팽창하고, 산소 밀도가 떨어져 결과적으로 실린더 안의 충전효율을 떨어뜨린다.

이를 보완하기 위하여 차량에 인터쿨러가 설치되며 이 인터쿨러를 이용하여 과급기에 의해 급속히 압축된 고온의 공기를 냉각하면 공기 밀도가 올라가 실린더의 흡입효율이 높아지고, 엔진의 연소효율이 향상되며 연비가 높아지게 된다.

도 1 및 도 2를 참고하면 이러한 종래의 인터쿨러(1)는 내부에 유로가 형성된 복수개의 튜브(2); 상기 복수개의 튜브(2) 사이에 개재되는 핀(3); 상기 복수개의 튜브(2)에 설치되며, 외부로부터 입구파이프(6)를 통하여 상기 복수개의 튜브(2)로 유체를 공급하는 제1탱크(4); 상기 복수개의 튜브(2)에 설치되며, 상기 복수개의 튜브(2)를 통과한 유체를 외부로 토출하는 제2탱크(5); 상기 제2탱크(5)에 연결되며, 상기 제2탱크(5)의 내부로 유입된 유체를 공급받아 외부로 토출하는 출구파이프(7);로 형성되어 있다.

그런데 이러한 종래의 인터쿨러(1)는 특정조건인 압축된 공기가 다량의 수분을 함유하고 있는 경우, 내부에 공기 냉각 시 생성된 응축수가 제2탱크(5)의 내벽을 따라 과도한 응축수의 배출량이 엔진으로 유입이 된다.

과도한 응축수가 엔진으로 유입될 경우 엔진의 부품이 손상되거나 엔진의 성능이 저하가 되고 연비가 악화된다.

따라서 엔진의 내구 신뢰성이 떨어지게 되어 엔진의 안정된 작동에 지장을 주게 되어 차량의 불량이 발생된다.

본 발명은, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 인터쿨러의 내부에 냉각 시 생성된 다량의 응축수가 적절하게 엔진으로 유입되도록 하는데 목적이 있다.

내부에 유로가 형성된 복수개의 튜브; 상기 복수개의 튜브 사이에 개재되는 핀; 외부로부터 상기 복수개의 튜브로 유체를 공급하는 제1탱크; 상기 복수개의 튜브를 통과한 유체를 외부로 토출하는 제2탱크; 상기 제2탱크에 연결되며, 상기 제2탱크의 내부로 유입된 유체를 공급받아 외부로 토출하는 출구파이프; 및 상기 제2탱크의 내부에 설치되며, 상기 출구파이프의 입구에 설치되는 가이드부재를 포함하는 인터쿨러를 제공한다.

상기 가이드부재는, 상기 출구파이프의 입구를 감싸도록 배치된다.

상기 가이드부재는, 상기 제2탱크에서 상기 출구파이프의 입구로 유체가 유입되는 방향을 따라 보았을 때, 상기 출구파이프의 입구 일 측에 설치되는 제1가이드부재와, 상기 출구파이프의 입구 타 측에 설치되며, 상기 제1가이드부재와 연결되는 제2가이드부재를 포함한다.

상기 제2가이드부재는, 상기 출구파이프의 입구에서 상기 출구파이프의 반경방향 내측으로 돌출된 형상으로 형성된다.

상기 제2가이드부재는, 상기 제2탱크로부터 상기 출구파이프의 입구로 유동되는 유체의 유동방향을 따라, 상기 출구파이프의 타 측으로 경사지게 형성된다.

상기 출구파이프의 입구 일 측의 외주면에는, 반경방향 외측으로 파이프돌기가 돌출 형성되며, 상기 제1가이드부재는, 상기 파이프돌기에 결합된다.

상기 출구파이프의 입구 내경(Y)에 대한 상기 제2가이드부재의 돌출 높이(X)의 비를 Z(=X/Y*100)라 하였을 때, 5≤Z≤20을 만족한다.

본 발명에 따른 인터쿨러에 의하면, 제2탱크내부의 출구파이프입구에 가이드부재가 설치됨으로써, 적절한 응축수의 배출량이 엔진으로 유입되도록 할 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 인터쿨러에 의하면, 적절한 응축수의 배출량이 엔진으로 유입되도록 함에 따라 엔진의 내구 신뢰성이 향상되어 차량의 안정된 작동이 가능하게 한다.

도 1은 종래의 인터쿨러를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제2탱크의 내부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 인터쿨러의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제2탱크의 내부를 나타낸 것으로서, 본 발명의 제1실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 A-A' 방향을 따라 제2탱크가 절단된 모습을 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 제2탱크의 내부를 나타낸 것으로서, 본 발명의 제2실시예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 B-B' 방향을 따라 제2탱크가 절단된 모습을 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 3에 도시된 제2탱크의 내부를 나타낸 것으로서, 본 발명의 제3실시예를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 C-C' 방향을 따라 제2탱크가 절단된 모습을 나타낸 단면도이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 인터쿨러(100)는, 복수개의 튜브(110), 핀(120), 제1탱크(130), 제2탱크(140), 입구파이프(131), 출구파이프(141)를 포함한다.

상기 복수개의 튜브(110)는 내부에 유로가 형성되며, 상기 핀(120)은 상기 복수개의 튜브(110)사이에 개재되며, 상기 제1탱크(130)는 외부로부터 상기 입구파이프(131)를 통하여 상기 복수개의 튜브(110)로 유체를 공급한다.

상기 제2탱크(140)는 상기 복수개의 튜브(110)를 통과한 유체를 외부로 토출하고 상기 출구파이프(141)는 상기 제2탱크(140)에 연결되며, 상기 제2탱크(140)의 내부로 유입된 유체를 공급받아 외부로 토출한다.

여기서, 본 발명은 상기 제2탱크(140)내부로부터 상기 출구파이프(141)로 적절한 응축수의 배출량이 엔진(미도시)으로 유입되도록 하기 위한 것이다.

그리고 상기 제2탱크(140)는 내부에서 출구파이프입구(142)를 감싸도록 배치되는 가이드부재(150)를 포함한다.

여기서, 상기 가이드부재(150)는 상기 제2탱크(140)에서 상기 출구파이프입구(142)로 유체가 유입되는 방향을 따라 보았을 때, 제1가이드부재(151)와 제2가이드부재(152)를 포함한다.

상기 제1가이드부재(151)는 상기 출구파이프입구(142) 일 측에 설치되며, 상기 제2가이드부재(152)는 상기 제1가이드부재(151)와 연결되어 상기 출구파이프입구(142) 타 측에 설치되며, 상기 출구파이프입구(142)에서 상기 출구파이프(141)의 반경방향 내측으로 돌출된 형상으로 형성된다.

즉, 상기 제2탱크(140)의 내부에서 상기 가이드부재(150)가 상기 출구파이프입구(142)에 배치됨에 따라 상기 제2탱크(140)에서 응축수가 상기 가이드부재(150)를 돌아서 배출이 되기에 다량의 응축수가 한꺼번에 엔진(미도시)으로 유입되는 것을 방지하는 것이 가능하다.

부가적으로 본 발명의 제1실시예에서 상기 제2탱크(140)에 상기 가이드부재(150)가 설치 시 상기 출구파이프입구(142) 내경(Y)에 대한 상기 제2가이드부재(152)의 돌출 높이(X)의 비를 Z(=X/Y*100)라 하였을 때, 5≤Z≤20을 만족한다.

여기서, 상기 제2가이드부재(152)의 돌출높이를 최적화시킴으로써, 응축수가 엔진(미도시)으로 유입되는 양은 감소시킬 뿐만 아니라 공기의 압력손실이 급격히 증가하지 않도록 하는 것이 가능하게 된다.

이하부터는, 도 6 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 제2 및 제3실시예에 대해 설명하도록 한다. 이때, 본 발명의 제1실시예와 차이가 있는 부분에 대해서만 설명하도록 한다.

본 발명의 제2실시예에 따르면, 제2탱크(240)는 출구파이프(241)가 연결되며, 내부로 유입된 유체를 공급받아 외부로 토출한다.

그리고 상기 제2탱크(240)는 내부에서 출구파이프입구(242)를 감싸도록 배치되는 가이드부재(250)를 포함한다.

여기서, 상기 가이드부재(250)는 상기 제2탱크(240)에서 상기 출구파이프입구(242)로 유체가 유입되는 방향을 따라 보았을 때, 제1가이드부재(251)와 제2가이드부재(252)를 포함한다.

상기 제1가이드부재(251)는 상기 출구파이프입구(242) 일 측에 설치되며, 상기 제2가이드부재(252)는 상기 제1가이드부재(251)와 연결되어 상기 출구파이프입구(242) 타 측에 설치되며, 상기 출구파이프입구(242)에서 상기 출구파이프(241)의 반경방향 내측으로 돌출된 형상으로 형성된다.

또한, 상기 제2가이드부재(252)는 상기 제2탱크(240)에서 상기 출구파이프입구(242)로 유동되는 유체의 유동방향을 따라 상기 출구파이프(241)의 타 측으로 경사지게 형성된다.

따라서, 상기 가이드부재(250)가 상기 제2탱크(240)의 내부에서 상기 출구파이프입구(242)에 배치됨에 따라 상기 제2탱크(240)에서 응축수가 상기 가이드부재(250)를 돌아서 배출이 되고 응축수의 유입을 감소시키는 것이 가능하여 다량의 응축수가 한꺼번에 엔진(미도시)으로 유입되는 것을 방지한다.

부가적으로 본 발명의 제2실시예에서 상기 제2탱크(240)에 상기 가이드부재(250)가 설치 시 상기 출구파이프입구(242) 내경(Y)에 대한 상기 제2가이드부재(252)의 돌출 높이(X)의 비를 Z(=X/Y*100)라 하였을 때, 5≤Z≤20을 만족한다.

여기서, 상기 제2가이드부재(252)의 돌출높이를 최적화시킴으로써, 응축수가 엔진(미도시)으로 유입되는 양은 감소시킬 뿐만 아니라 공기의 압력손실이 급격히 증가하지 않도록 하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제3실시예에 따르면, 제2탱크(340)는 출구파이프(341)가 연결되며, 내부로 유입된 유체를 공급받아 외부로 토출한다.

그리고 상기 제2탱크(340)는 내부에서 출구파이프입구(342)를 감싸도록 배치되는 가이드부재(350)를 포함한다.

여기서, 상기 가이드부재(350)는 상기 제2탱크(340)에서 상기 출구파이프입구(342)로 유체가 유입되는 방향을 따라 보았을 때, 제1가이드부재(351)와 제2가이드부재(352)를 포함한다.

상기 제1가이드부재(351)는 상기 출구파이프입구(342) 일 측에 설치되며, 상기 제2가이드부재(352)는 상기 제1가이드부재(351)와 연결되어 상기 출구파이프입구(342) 타 측에 설치되며, 상기 출구파이프입구(342)에서 상기 출구파이프(341)의 반경방향 내측으로 돌출된 형상으로 형성된다.

그리고 상기 제1가이드부재(351)는 상기 출구파이프입구(342) 일측의 외주면에 반경방향 외측으로 돌출 형성된 파이프돌기(343)에 결합된다.

따라서 상기 제2탱크(340)에서 응축수가 상기 가이드부재(350)를 돌아서 배출이 되고 응축수의 유입을 감소시키는 것이 가능하여 다량의 응축수가 한꺼번에 엔진(미도시)으로 유입되는 것을 방지한다.

부가적으로 본 발명의 제3실시예에서 상기 제2탱크(340)에 상기 가이드부재(350)가 설치 시 상기 출구파이프입구(342) 내경(Y)에 대한 상기 제2가이드부재(352)의 돌출 높이(X)의 비를 Z(=X/Y*100)라 하였을 때, 5≤Z≤20을 만족한다.

여기서, 상기 제2가이드부재(352)의 돌출높이를 최적화시킴으로써, 응축수가 엔진(미도시)으로 유입되는 양은 감소시킬 뿐만 아니라 공기의 압력손실이 급격히 증가하지 않도록 하는 것이 가능하게 된다.

하지만, 종래의 인터쿨러(1)는 특정조건인 압축된 공기가 다량의 수분을 함유하고 있는 경우, 내부에 공기 냉각 시 생성된 응축수가 인터쿨러(1)에서 제2탱크(5)의 내벽을 따라 과도한 응축수의 배출량이 엔진으로 유입이 된다.

이로 인하여 과도한 응축수가 엔진으로 유입될 경우 엔진의 부품이 손상되거나 엔진의 성능이 저하가 되고 연비가 악화된다.

따라서 엔진의 내구 신뢰성이 떨어지게 되어 엔진의 안정된 작동에 지장을 주게 되어 차량의 불량이 발생된다.

하지만 본 발명에 따른 인터쿨러에 의하면, 제2탱크내부의 출구파이프입구에 가이드부재가 설치됨으로써, 적절한 응축수의 배출량이 엔진으로 유입되도록 할 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 인터쿨러에 의하면, 적절한 응축수의 배출량이 엔진으로 유입되도록 함에 따라 엔진의 내구 신뢰성이 향상되어 차량의 안정된 작동이 가능하게 한다.

140,240,340 : 제2탱크 141,241,341 : 출구파이프
150,250,350 : 가이드부재 151,251,351 : 제1가이드부재
152,252,352 : 제2가이드부재

Claims (7)

1. 내부에 유로가 형성된 복수개의 튜브;
   상기 복수개의 튜브 사이에 개재되는 핀;
   외부로부터 상기 복수개의 튜브로 유체를 공급하는 제1탱크;
   상기 복수개의 튜브를 통과한 유체를 외부로 토출하는 제2탱크;
   상기 제2탱크에 연결되며, 상기 제2탱크의 내부로 유입된 유체를 공급받아 외부로 토출하는 출구파이프; 및
   상기 제2탱크의 내부에 설치되며, 상기 출구파이프의 입구에 설치되는 가이드부재를 포함하는 인터쿨러.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가이드부재는, 상기 출구파이프의 입구를 감싸도록 배치되는 인터쿨러.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 가이드부재는,
   상기 제2탱크에서 상기 출구파이프의 입구로 유체가 유입되는 방향을 따라 보았을 때,
   상기 출구파이프의 입구 일 측에 설치되는 제1가이드부재와,
   상기 출구파이프의 입구 타 측에 설치되며, 상기 제1가이드부재와 연결되는 제2가이드부재를 포함하는 인터쿨러.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제2가이드부재는, 상기 출구파이프의 입구에서 상기 출구파이프의 반경방향 내측으로 돌출된 형상으로 형성된 인터쿨러.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 제2가이드부재는, 상기 제2탱크로부터 상기 출구파이프의 입구로 유동되는 유체의 유동방향을 따라, 상기 출구파이프의 타 측으로 경사지게 형성되는 인터쿨러.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 출구파이프의 입구 일 측의 외주면에는, 반경방향 외측으로 파이프돌기가 돌출 형성되며,
   상기 제1가이드부재는, 상기 파이프돌기에 결합되는 인터쿨러.
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 출구파이프의 입구 내경(Y)에 대한 상기 제2가이드부재의 돌출 높이(X)의 비를 Z(=X/Y*100)라 하였을 때, 5≤Z≤20을 만족하는 인터쿨러.

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