KR101786480B1 - 통합식 다단계 냉각을 구비한 수냉식 과급 공기 냉각기 - Google Patents

통합식 다단계 냉각을 구비한 수냉식 과급 공기 냉각기 Download PDF

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Abstract

과급 공기 냉각기는 다수의 플레이트 조립체들을 포함한다. 각각의 플레이트 조립체는 일원화된 제1 플레이트와 일원화된 제2 플레이트를 포함한다. 제1 플레이트와 제2 플레이트는 각각 채널 형성 표면을 가진다. 제1 플레이트의 채널 형성 표면은 제1 냉각제를 수용하기 위한 제1 유동 채널과 제2 냉각제를 수용하기 위한 제2 유동 채널을 형성하도록 제2 플레이트의 채널 형성 표면과 협력한다. 다수의 핀등른 플레이트 조립체들 사이에 개재된다.

Description

통합식 다단계 냉각을 구비한 수냉식 과급 공기 냉각기{WATER-COOLED CHARGE AIR COOLER WITH INTEGRATED MULTI-STAGE COOLING}
본 발명은 과급 공기 냉각기(charge air cooler)에 관한 것이고, 특히 통합식 다단계 냉각을 구비한 수냉식 과급 공기 냉각기에 관한 것이다.
통상적으로 공지된 바와 같이, 터보차저와 슈퍼차저(turbochargers and superchargers)는 엔진의 실린더들에 의해 수용되기 전에 압축 공기에 의한 모터의 엔진 동력을 증가시키도록 사용된다. 공기가 터보차저 또는 슈퍼차저에 의해 압축될 때, 공기는 가열되며 공기의 압력은 증가된다. 그러나, 냉각기 공기가 엔진의 효율을 개선하는 증가된 밀도를 가지게 되기 때문에, 디젤 엔진 또는 가솔린 엔진과 같은 엔진으로 들어오는 공기가 터보차저 또는 슈퍼차저를 빠져나간 후에 냉각되는 것이 바람직하다. 특정 상황에서, 공기의 냉각은 엔진 관리를 또한 용이하게 할 수 있고, 타이밍된 스파크 점화에 앞서 공기 및 연료의 전단 폭발(pre-detonation)의 위험을 제거하고 엔진의 엔진 블록에 대한 과잉 마모 또는 가열 손상을 또한 방지할 수 있다.
수냉식 과급 공기 냉각기(WCAC)와 같은 과급 공기 냉각기는 엔진으로 들어가기 전에 터보차저 또는 슈퍼차저에 의해 압축된 공기를 냉각하도록 모터 차량에서 사용될 수 있다. 전형적으로, 차량에서의 공간 제한과 같은 특정 요구를 적용하기 위하여, 예를 들어 WCAC는 고온(HT) 엔진 냉각제 회로와 별개인 저온(LT) 냉각제 회로로부터의 냉각제를 이용한다. LT 냉각제 회로는 이를 통하여 유동하는 냉각제를 냉각하도록 지정된 2차 라디에이터를 포함한다. 압축 공기가 WCAC를 통해 유동함으로써, 열은 터보차저 또는 슈퍼차저에 의해 압축된 공기와 LT 냉각제 회로로부터의 냉각제 사이에서 전달된다. 그러나, LT 냉각제 회로로부터의 냉각제는 바람직한 온도로 압축 공기를 효과적으로 냉각하거나 제어할 수 없다. 예를 들어, 주위 공기 온도에 의한 터보차저 또는 슈퍼차저 동력 증가의 높은 레벨에서, 최대 성능이 WCAC로부터 요구되며, 바람직한 시스템 성능은 LT 냉각제 회로에 의해 한정될 수 있다.
LT 냉각제 회로로 인한 한정된 성능의 문제를 해결하도록, 일부 종래의 해결책은 LT 냉각제 회로의 2차 라디에이터의 크기를 증가시키는 것에 의지하였으며, 이는 원치않는 공간을 점유하고 및/또는 엔진 성능 효율을 감소시킬 수 있다. 다른 해결책은 다단계 또는 계단식 냉각과 WCAC를 통합한다. 다단계 냉각을 갖는 WCAC는 하나 이상의 소스로부터의 냉각제를 이용한다. 예를 들어, 다단계 냉각을 갖는 WCAC는 LT 냉각제 회로로부터의 냉각제와 HT 엔진 냉각제 회로로부터의 냉각제를 통합할 수 있다. LT 냉각제 회로와 HT 엔진 냉각제 회로 양쪽으로부터의 냉각제는 바람직한 온도로 압축 공기의 냉각을 가능하게 하여서, WCAC, 및 상응하여 엔진의 시스템 성능과 효율은 최대화된다.
그러나, 다단계 냉각을 갖는 WCAC는 대체로 HT 엔진 냉각제 회로로부터 냉각제를 수용하기 위한 것과, LT 냉각제 회로로부터 냉각제를 수용하기 위한 것의 하나 이상의 냉각기 유닛 또는 열교환 코어를 이용한다. 추가적으로, 다단계 냉각을 갖는 WCAC는 튜브형 냉각 유닛 또는 열교환 코어를 포함할 수 있다. 이러한 형태의 WCAC는 요구되는 부품에서의 증가로 인하여 비싸고 복잡하게 될 수 있으며, 패키지 공간 요구조건에 부합할 수 없으며 필요한 내구성이 결핍될 수 있다.
그러므로, 제조 비용을 최소화하고 복잡성을 최소화하고 내구성을 최대화하며, 패키지 크기 요구조건을 유지하는 한편 과급 공기 냉각기의 성능 및 효율을 유지하거나 또는 증가시키는, 통합식 다단계 냉각을 구비한 과급 공기 냉각기를 제공하는 것이 바람직하게 된다.
놀랍게도, 본 발명에 따라서, 제조 비용을 최소화하고 복잡성을 최소화하고 내구성을 최대화하며, 패키지 크기 요구조건을 유지하는 한편 과급 공기 냉각기의 성능 및 효율을 유지하거나 또는 증가시키는, 통합식 다단계 냉각을 구비한 과급 공기 냉각기가 알려졌다.
본 발명의 한 실시예에 따라서, 과급 공기 냉각기를 위한 플레이트가 개시된다. 플레이트는 채널 형성 표면을 구비하는 일원화된 플레이트(unitary plate)를 포함한다. 다수의 돌출부는 채널 형성 표면으로부터 외향하여 연장한다. 돌출부들과 채널 형성 표면은 제1 유동 채널의 적어도 일부와 제2 유동 채널의 적어도 일부를 형성하도록 협력한다. 제1 유동 채널의 적어도 일부는 제1 유동 채널의 적어도 일부로부터 분리된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 과급 공기 냉각기가 개시된다. 과급 공기 냉각기는 각각 일원화된 제1 플레이트와 일원화된 제2 플레이트를 포함하는 다수의 플레이트 조립체를 포함한다. 제1 플레이트와 제2 플레이트는, 제1 냉각제를 수용하기 위한 제1 유동 채널과, 제2 냉각제를 수용하기 위한 제2 유동 채널을 형성하도록 서로 협력하는 채널 형성 표면을 각각 가진다. 다수의 핀(fin)들이 플레이트 조립체들 사이에 개재된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 과급 공기 냉각 시스템이 개시된다. 과급 공기 냉각 시스템은 제1 냉각제를 통과시켜 운반하는 제1 냉각제 회로와, 제2 냉각제를 통과시켜 운반하는 제2 냉각제 회로를 포함한다. 과급 공기 냉각기는 제1 냉각제 회로와 제2 냉각제 회로와 유체 소통한다. 열교환 조립체는 과급 공기 냉각기에 배치된다. 열교환 조립체는 다수의 플레이트 조립체들과, 플레이트 조립체들 사이에 개재된 다수의 핀들을 포함한다. 각각의 플레이트 조립체는 일원화된 제1 플레이트와 일원화된 제2 플레이트를 포함한다. 제1 플레이트와 제2 플레이트는 제1 냉각제를 수용하기 위한 제1 유동 채널과 제2 냉각제를 수용하기 위한 제2 유동 채널을 형성하도록 서로 협력하는 채널 형성 표면을 각각 가진다.
본 발명의 상기 뿐만 아니라 다른 목적 및 이점들은 첨부된 도면의 관점에서 고려될 때 본 발명의 바람직한 실시예의 다음의 상세한 설명을 읽는 것으로부터 당업자에게 용이하게 자명하게 될 것이다:
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 과급 공기 냉각 시스템의 개략적인 흐름도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 과급 공기 냉각 시스템의 과급 공기 냉각기의 부분적으로 분해된 평면 사시도;
도 3은 플레이트 조립체와 핀 배열이 도시된, 도 2의 과급 공기 냉각기의 열교환 조립체의 일부의 부분적으로 분해된 평면 사시도;
도 4는 플레이트 상에 형성된 유동 와류발생기(flow turbulator)들이 도시되는, 도 2 내지 도 3의 과급 공기 냉각기의 플레이트의 평면도;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 과급 공기 냉각기의 플레이트의 평면도;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서 도 1의 과급 공기 냉각 시스템의 과급 공기 냉각기의 부분적으로 분해된 평면 사시도;
도 7은 플레이트 조립체와 핀 배열(fin arrangement)이 도시된, 도 6의 과급 공기 냉각기의 열교환 조립체의 일부의 부분적으로 분해된 평면 사시도; 및
도 8은 플레이트 상에 형성된 유동 와류발생기가 도시되는, 도 6 내지 도 7의 과급 공기 냉각기의 플레이트의 평면도.
다음의 상세한 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 다양한 실시예를 기술하고 예시한다. 상세한 설명 및 도면은 당업자가 본 발명을 만들고 사용하는 것을 가능하도록 기여하며, 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 한정하도록 의도되지 않는다. 개시된 방법에 대하여, 제시된 단계들은 특성에서 예시적이며, 그러므로, 단계의 순서는 필수적이 아니거나 또는 중요하지 않다. 용어 상부 및 하부는 단지 모터 차량에 있는 과급 공기 냉각기의 위치와 관련하여 명료성을 위해 사용된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터 차량의 과급 공기 냉각 시스템(10)을 도시한다. 과급 공기 냉각 시스템(10)은 제1 냉각제를 통과시켜 운반하기 위한 제1 냉각제 회로(10a)와, 제2 냉각제를 통과시켜 운반하기 위한 제2 냉각제 회로(10b)를 포함한다. 특정 실시예에서, 제1 냉각제 회로(10a)는 차량의 엔진 냉각제 회로와 같은 고온(HT) 냉각제 회로이다. 제2 냉각제 회로(10b)는 저온(LT) 냉각제 회로이다. 제1 냉각제 회로(10a)와 제2 냉각제 회로(10b)가 냉각제를 운반하는 임의의 회로일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 냉각제는 예를 들어 냉매, 물, 글리콜, 냉각제, 또는 그 조합과 같은 열교환을 위한 임의의 매체일 수 있다. 도 1의 실시예에 도시된 바와 같이, 제1 냉각제 회로(10a)를 통한 제1 냉각제의 유동 방향과 제2 회로(10b)를 통한 제2 냉각제의 유동 방향은 유동 화살표들에 의해 지시된다.
제1 냉각제 회로(10a)는, 서로 모두 유체 소통하는, 다수의 실린더(14), 라디에이터(16), 및 펌프(18)를 구비한 내연기관으로서 구성될 수 있는 엔진(12)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 펌프(18)는 기계적인 펌프로서 구성되며, 엔진(12)을 통한, 결과적으로 제1 냉각제 회로(10a)를 통한 제1 냉각제의 유동을 조정한다. 제어 디바이스 및 시스템과 조정기(예를 들어, 자동 온도 조절기, 밸브, 바이패스 회로와 같은)와 같은 다른 부품들이 필요에 따라 제1 냉각제 회로(10a)와 협력하도록 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한 예를 들어 전기 펌프와 같은 다른 펌프 형태가 필요에 따라 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
제2 냉각제 회로(10b)는 2차 라디에이터(20)와 2차 펌프(22)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 2차 펌프(22)는 제2 냉각제 회로(10b)를 통한 제2 냉각제의 유동을 조정하는 전기 펌프로서 구성된다. 그러나, 필요하면 2차 펌프(22)가 기계식 펌프일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 제어 디바이스 및 시스템과 조정기(예를 들어, 자동 온도 조절기, 밸브, 바이패스 회로와 같은)와 같은 다른 부품들이 필요에 따라 제2 냉각제 회로(10b)와 협력하도록 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
과급 공기 냉각기(30)는 제1 냉각제 회로(10a)에 배치되고 회로를 통과하는 제1 냉각제를 수용하도록 구성된다. 과급 공기 냉각기(30)는 또한 제2 냉각제 회로(10b)에 배치되고 회로를 통과하는 제2 냉각제를 수용하도록 구성된다. 과급 공기 냉각기(30)는 과급 공기 회로(도시되지 않음)로부터 공기를 수용하여 냉각하도록 구성된 다단계 수냉식 과급 공기 냉각기(WCAC)로서 구성된다. 과급 공기 회로는 예를 들어 터보차저 또는 슈퍼차저와 같은 차저(charger)로부터 차량의 엔진(12)으로 급기된 공기를 제공한다. 과급 공기 냉각기(30)를 통한 공기의 유동 방향은 "AIR"가 표기된 화살표에 의해 지시된다.
도 1에 도시된 실시예에서, 과급 공기 냉각기(30)는 제1 냉각제 회로(10a)를 통한 제1 냉각제의 유동 방향에 대하여 라디에이터(16)의 상류에 배치된다. 라디에이터(16)는 HT 회로(10a)의 제1냉각제의 유동 방향에 대하여 엔진(12)의 하류에 배치되고, 제1 냉각제로부터 대기로 열을 전달하도록 구성된다. 펌프(18)는 엔진(12)을 통하여, 결과적으로 제1 냉각제 회로(10a)를 통하여 유동하는 제1 냉각제의 유동을 조정한다. 과급 공기 냉각기(30)는 펌프(18) 및 라디에이터(16)와 유체 소통하고, 엔진(12)을 통하여 유동하는 제1 냉각제의 유동 경로는 과급 공기 냉각기(30)를 통해 유동하는 제1 냉각제의 유동 경로와 평행하게 배치된다. 그러나, 엔진(12)을 통한 제1 냉각제의 유동 경로가 과급 공기 냉각기(30)를 통한 제1 냉각제의 유동 경로와 직렬로 구성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
과급 공기 냉각기(30)는 제2 냉각제 회로(10b)를 통한 제2 냉각제의 유동 방향에 대하여 2차 라디에이터(20)의 상류에 배치된다. 2차 펌프(22)는 제2 냉각제 회로(10b)를 통하여 유동하는 제2 냉각제를 조정한다.
과급 공기 냉각기(30)는 일원화된 열교환 조립체(32)를 포함한다. 열교환 조립체(32)의 제1 부분(32a)은 제1 냉각제 회로(10a)로부터 제1 냉각제를 수용한다. 열교환 조립체(32)의 제2 부분(32b)은 제2 냉각제 회로(10b)로부터 제2 냉각제를 수용한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 과급 공기 냉각기(30)가 2개의 냉각제 소스(제1 냉각제 회로(10a) 및 제2 냉각제 회로(10b))로부터 냉각제를 수용하도록 구성되는 과급 공기 냉각 시스템(10)의 구성이 도시된다. 그러나, 다른 구성이 필요에 따라 이용될 수 있다. 예를 들어, 과급 공기 차저(30, charge air charger)는 필요에 따라 3개, 4개, 또는 5개의 냉각제 소스, 또는 그 이상의 냉각제 소스와 같은 추가의 냉각제 소스로부터 냉각제를 수용하도록 구성될 수 있다.
도 2에서, 본 발명의 실시예에 따른 과급 공기 냉각기(30)가 도시되어 있다. 과급 공기 냉각기(30)는 각각 과급 공기 회로로부터 유동하는 공기를 수용하고 운반하기 위한 주입 탱크(38)와 배출 탱크(40)를 포함한다. 과급 공기 냉각기(30)를 통한 과급 공기의 유동 방향은 "AIR"가 표기된 실선 화살표에 의해 지시된다. 열교환 조립체(32)는 상부 보강 커버(34)와 하부 보강 커버(36) 사이에 배치된다. 열교환 조립체(32)와 커버(34, 36)들은 주입 탱크(38)와 배출 탱크(40) 중간에 배치된다. 과급 공기 냉각기(30)가 필요에 따라 임의의 조립 구성을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 과급 공기 냉각기(30)는 필요에 따라 과급 공기 냉각기와 함께 사용하기 위한 추가의 도관, 연결부, 탱크, 밸브, 및 임의의 다른 부품과 같은 다른 다양한 부품들을 또한 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 과급 공기 냉각기(30)는 열교환 조립체(32)와 주입 탱크(38) 및 배출 탱크(40)의 각각 사이에 배치되는 가스켓(42), 헤더(44), 및 프레임(46)을 추가로 포함한다. 가스켓(42), 헤더(44), 및 프레임(46)은 커버(34, 36)들과 주입 탱크(38) 및 배출 탱크(40)의 각각에 열교환 조립체(32)의 결합을 용이하게 하고 과급 공기 냉각기(30)로부터 공기 누설을 방지하도록 서로 협력한다. 추가의 커버 및/또는 하우징은 필요에 따라 열교환 조립체(32)를 수용하고 보호하도록 이용될 수 있다. 과급 공기 냉각기(30)가 필요에 따라 임의의 조립 구성을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 과급 공기 냉각기(30)는 2개 보다 많거나 적은 탱크를 포함하고 다양한 부품들을 이용할 수 있다.
상부 보강 커버(34)는 그 위에 배치된 제1 주입 포트(48), 제1 배출 포트(50), 제2 주입 포트(52), 및 제2 배출 포트(54)를 포함한다. 제1 주입 포트(48)는 제1 냉각제 회로(10a)로부터 제1 냉각제를 수용하도록 구성되고, 제1 배출 포트(50)는 제1 냉각제 회로(10a)로 제1 냉각제를 운반하도록 구성된다. 제2 주입 포트(52)는 제2 냉각제 회로(10b)로부터 제2 냉각제를 수용하도록 구성되고, 제2 배출 포트(54)는 제2 냉각제 회로(10b)로 제2 냉각제를 운반하도록 구성된다. 제1 주입 포트(48), 제1 배출 포트(50), 제2 주입 포트(52), 및 제2 배출 포트(54)의 각각은 상부 보강 커버(34)에 형성된 각각의 개구(48a, 50a, 52a, 54b)들과 정렬한다. 포트(48, 50, 52, 54)들은 상부 보강 커버(34)와 일체로 형성되거나 또는 상부 보강 커버(34)와 별개로 형성되어 용접, 브레이징 등에 의해 이에 결합된다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 열교환 조립체(32)는 다수의 실질적으로 평행한 핀(58)들 사이에 개재된 다수의 적층된, 실질적으로 평행한 플레이트 조립체(56)들을 포함한다. 각각의 플레이트 조립체(56)는 제1 냉각제 회로(10a)로부터 제1 냉각제를 수용하기 위한 제1 유동 채널(60)들과, 제2 유동 회로(10b)로부터 제2 냉각제를 수용하기 위한 제2 유동 채널(62)들을 한정한다. 제1 유동 채널(60)들은 열교환 조립체(32)의 제1 부분(32a)에 배치되고, 제2 유동 채널(62)들은 열교환 조립체(32)의 제2 부분(32b)에 배치된다.
플레이트 조립체(56)들이 과급 공기 냉각기(30)에 배치되어서, 플레이트 조립체(56)의 제1 유동 채널(60)의 각각은 주입 탱크(38)에 인접하고, 각각의 플레이트 조립체(56)의 제2 유동 채널(62)은 배출 탱크(40)에 인접한다. 핀(58)들은 플레이트 조립체(56)들와 열 소통하고, 과급 공기 냉각기(30)를 통해 유동하는 공기가 그 사이를 통과하는 것을 허용하도록 구성된다. 핀(58)들은 통과하여 유동하는 공기와 각각의 플레이트 조립체(56)를 통해 유동하는 제1 냉각제와 제2 냉각제의 각각 사이에 열전달을 가능하게 하도록 구성된다. 핀(58)들은 필요에 따라 주름진 형상을 가질 수 있다.
도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 플레이트 조립체(56)는 제1 플레이트(56a)와 제2 플레이트(56b)를 포함한다. 각각의 플레이트(56a, 56b)는 그 위에 형성된 채널(60, 62)들의 적어도 일부를 구비하는 채널 형성 표면(64)을 가진다. 제1 플레이트(56a)와 제2 플레이트(56b)는 서로 연결되고, 그 사이에 유동 채널(60, 62)들을 형성하도록 서로 협력하며, 각각의 플레이트(56a, 56b)의 채널 형성 표면(64)들은 서로 마주한다. 각각의 플레이트(56a, 56b)는 스탬핑, 성형, 몰딩 등과 같은 지금 공지되거나 또는 추후에 개발되는 임의의 공정에 의해 형성될 수 있다. 플레이트(56a, 56b)들은 예를 들어 브레이징, 접착제 접착 또는 용접과 같은 임의의 공정에 의해 플레이트 조립체(56)들을 형성하도록 서로 연결될 수 있다.
각각의 플레이트(56a, 56b)는 제1 주입 구멍(66), 제1 배출 구멍(68), 제2 주입 구멍(70), 및 제2 배출 구멍(72)을 포함한다. 플레이트 조립체(56)들은 각각의 플레이트(56a, 56b)의 제1 주입 구멍(66)들이 다수의 플레이트 조립체(56)들을 통하여 연장하는 제1 주입 매니폴드를 형성하기 위해 서로 정렬하도록 적층된다. 플레이트 조립체(56)들의 각각의 플레이트(56a, 56b)의 제1 배출 구멍(68)들은 플레이트 조립체(56)들을 통하여 연장하는 제1 배출 매니폴드를 형성하도록 서로 정렬한다. 다수의 플레이트 조립체(56)들의 각각의 플레이트(56a, 56b)의 제2 주입 구멍(70)들은 플레이트 조립체(56)들을 통하여 연장하는 제2 주입 매니폴드를 형성하도록 서로 정렬한다. 다수의 플레이트 조립체(56)들의 각각의 플레이트(56a, 56b)의 제2 배출 구멍(72)들은 플레이트 조립체(56)들을 통하여 연장하는 제2 배출 매니폴드를 형성하도록 서로 정렬한다.
제1 주입 매니폴드와 제1 배출 매니폴드는 통과하는 제1 냉각제를 각각 수용하고, 제1 주입 포트(48)와 제1 배출 포트(50) 및 각각의 플레이트 조립체(56)에 의해 형성되는 제1 채널(60)들과 유체적으로 소통하도록 구성된다. 제2 주입 매니폴드와 제2 배출 매니폴드는 통과하는 제2 냉각제를 각각 수용하며, 제2 주입 포트(52) 및 제2 배출 포트(54)와 각각의 플레이트 조립체(56)에 의해 형성되는 제2 채널(62)들과 유체적으로 소통하도록 구성된다.
제1 주입 구멍(66), 제1 배출 구멍(68), 제2 주입 구멍(70), 및 제2 배출 구멍(72)은 그 폭(w)을 따라서 각각의 플레이트(56a, 56b)에서 선형으로 정렬된다. 특정 실시예에서, 제1 주입 구멍(66), 제1 배출 구멍(68), 제2 주입 구멍(70), 및 제2 배출 구멍(72)은 그 길이(ℓ)에 대하여 각각의 플레이트(56a, 56b)의 실질적으로 중앙부에서 각각의 플레이트(56a, 56b)에서 선형으로 정렬된다.
각각의 플레이트(56a, 56b)는, 그 위에 형성되고 그 채널 형성 표면(64)으로부터 연장하는 돌출부(74)들을 포함한다. 제1 플레이트(56a) 상에 형성된 돌출부(74)들은, 제1 유동 채널(60)과 제2 유동 채널(62)을 한정하고 제2 유동 채널(62)로부터 제1 유동 채널(60)을 분리하도록 각각의 플레이트 조립체(56)의 제2 플레이트(56b) 상에 형성된 돌출부(74)들과 정렬하고 협력한다. 특정 실시예에서, 돌출부(74)들은 채널 형성 표면(64) 상에 배열되며, 실질적으로 구불구불한 유동 구성을 가진 유동 채널(60, 62)들을 형성하도록 구성된다. 그러나, 돌출부(74)들의 배열이 필요에 따라 동심, 지그재그, 선형, 나선형, 산발적인, 또는 임의의 다른 구성 또는 패턴과 같은 유동 채널(60, 62)들의 다른 구성을 형성하도록 구성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 플레이트(56a, 56b)들은 열교환 조립체(32)에서 적층으로 조립될 때 서로에 대한 플레이트(56a, 56b)들의 부착과 플레이트(56a, 56b)들의 강성을 가능하게 하도록 구성되는, 그 위에 형성된 다른 조립 특징부(78)를 또한 포함할 수 있다.
도 4에서, 각각의 플레이트 조립체(56)의 플레이트(56a, 56b)들 중 하나는 2중 교차 유동 경로 구성(100,dual cross-flow path configuration)을 개략적으로 도시하도록 도시된다. 제1 유동 채널(60)을 통한 제1 냉각제의 유동 방향은 실선 화살표로 지시되고, 제1 주입 구멍(66)들로부터 제1 배출 구멍(68)들까지 연장한다. 제2 유동 채널(62)을 통한 제2 냉각제의 유동 방향은 점선 화살표로 지시되고 제2 주입 구멍(70)들로부터 제2 배출 구멍(72)들까지 연장한다.
제1 유동 채널(60)은 돌출부(74)들에 의해 한정된 제1 유동 경로(60a)와 제2 유동 경로(60b)를 포함한다. 제1 유동 경로(60a)와 제2 유동 경로(60b)의 각각은 제1 주입 구멍(66)과 제1 배출 구멍(68) 중간으로부터 측면으로 외향하여 연장한다. 제1 유동 경로(60a)와 제2 유동 경로(60b)는 제1 주입 구멍(66)과 제1 배출 구멍(68)을 통해 연장하는 축을 중심으로 서로에 대해 대칭이다. 제2 유동 채널(62)은 제2 주입 구멍(70)과 제2 배출 구멍(70) 중간으로부터 측면으로 각각 외향 연장하는 제1 유동 경로(62a)와 제2 유동 경로(62b)를 포함한다. 제1 유동 경로(62a)와 제2 유동 경로(62b)는 제2 주입 구멍(70)과 제2 배출 구멍(72)을 통해 연장하는 축을 중심으로 서로에 대하여 대칭이다.
제1 유동 채널(60)의 제1 유동 경로(60a)와 제2 유동 경로(60b)는, 제1 주입 구멍(66)으로부터 제1 배출 구멍(68)까지 플레이트(56a, 56b)들의 2개의 평행한 세로 부분을 따라서 유동하도록 제1 냉각제를 안내하는 2개의 평행한 통로(pass)를 각각 포함한다. 제2 유동 채널(62)의 제1 유동 경로(62a)와 제2 유동 경로(62b)는 제2 주입 구멍(70)로부터 제2 배출 구멍(72)까지 플레이트(56a, 56b)들의 4개의 평행한 세로 부분을 따라서 유동하도록 제2 냉각제를 안내하는 4개의 평행한 통로들을 각각 포함한다.
돌출부(74)들의 부분들은 유동 분할기(74a, flow dividers)들로서 구성된다. 제2 유동 채널(62)의 제1 유동 경로(62a)와 제2 유동 경로(62b)의 각각은 유동 경로(62a, 62b)들을 분할하도록 형성된 유동 분할기(74a)들을 포함한다. 실시예에서, 유동 분할기(74a)들은 제2 유동 채널(62)의 제1 유동 경로(62a)와 제2 유동 경로(62b)의 각각을 2개의 경로로 분할한다. 그러나, 유동 분할기(74a)들이 제1 유동 경로(62a)와 제2 유동 경로(62b)의 각각을 필요에 따라 3개, 4개 또는 5개의 유동 경로와 같은 2개 이상의 유동 경로들로 분할하도록 구성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 추가적으로, 제1 유동 채널(60)의 제1 유동 경로(60a)와 제2 유동 경로(60b)가 필요에 따라 유동 분할기(74a)들에 의해 또한 분할될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
각각의 플레이트(56a, 56b)는 또한 유동 채널(60, 62)들을 한정하는 채널 형성 표면(64)의 부분들 상에 형성된 유동 와류발생기(76)들을 포함할 수 있다. 유동 와류발생기(76)들은 난류 유동을 가능하게 한다. 유동 와류발생기(76)들은 예를 들 딤플, 돌기, 톱니모양, 또는 임의의 형태의 표면 러프닝(surface roughening)일 수 있다. 유동 와류발생기(76)들은 필요에 따라 예를 들어 직사각형, 원형, 삼각형, 세장형과 같은 임의의 형상을 가질 수 있다. 와류발생기(76)들은 동일한 형성이거나 또는 서로 다른 형상을 가질 수 있다. 각각의 와류발생기(76)의 채널 형성 표면(64)에 대한 높이 또는 깊이는 필요에 따라 변할 수 있다. 추가적으로, 와류발생기(76)들은 사전 배열된 기하학적 패턴 또는 무작위 분포로 채널 형성 표면(64) 상에 형성될 수 있다.
예를 들어, 와류발생기(76)들은 서로로부터 그리고 채널(60, 62)들을 형성하는 돌출부(74)들로부터 고정된 거리에 배치될 수 있다. 다른 예에서, 각각의 플레이트 조립체(56)의 제1 플레이트(56a)에 형성된 와류발생기(76)들은 각각의 플레이트 조립체(56)의 제2 플레이트(56b)에 형성된 와류발생기(76)들에 대해 교대로 배치될 수 있다. 추가의 예에서, 각각의 플레이트 조립체(56)의 제1 플레이트(56a)에 형성된 와류발생기(76)들은 각각의 플레이트 조립체(56)의 제2 플레이트(56b)에 형성된 와류발생기(76)들에 대하여 또한 정렬될 수 있다. 제1 플레이트(56a)에 형성된 각각의 유동 와류발생기(76)는 필요에 따라 플레이트 조립체(56)의 제2 플레이트(56b)에 형성된 대응 와류발생기(76)들에 브레이징될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하여, 적용시에, 제1 냉각제 회로(10a)의 라디에이터(16)에 의해 냉각된 제1 냉각제는 제1 냉각제 회로(10a)로부터 과급 공기 냉각기(30)로 유동한다. 제1 냉각제는 제1 주입 포트(48)와, 열교환 조립체(32)의 플레이트 조립체(56)들에 의해 형성된 제1 주입 매니폴드를 통해 유동한다. 제1 냉각제는 그런 다음 제1 주입 매니폴드로부터 각각의 플레이트 조립체(56)들 사이에 분포된다. 제1 냉각제의 유동은 그런 다음 각각의 플레이트 조립체(56)의 제1 유동 채널(60)들의 각각의 유동 경로(60a, 60b)로 분할되고, 제1 주입 구멍(66)으로부터 제1 배출 구멍(68)으로 유동한다. 제1 냉각제는 그런 다음 제1 배출 매니폴드로 안내되고 제1 배출 포트(50)를 통해 제1 냉각제 회로(10a)로 안내된다.
제1 냉각제가 플레이트 조립체(56)들의 제1 채널(60)들을 통해 유동함으로써, 제2 냉각제 회로(10b)의 2차 라디에이터(20)에 의해 냉각된 제2 냉각제는 제2 냉각제 회로(10b)로부터 제2 주입 포트(52) 및 열교환 조립체(32)의 플레이트 조립체(56)들에 의해 형성된 제2 주입 매니폴드를 통해, 과급 공기 냉각기(30)로 유동한다. 제2 냉각제는 그런 다음 제2 주입 매니폴드로부터 각각의 플레이트 조립체(56)로 분배된다. 제2 냉각제의 유동은 각각의 플레이트 조립체(56)의 제2 유동 채널(62)들의 각각의 유동 경로(62a, 62b)들로 분할되고, 제2 주입 구멍(70)으로부터 제2 배출 구멍(72)으로 유동한다. 제2 냉각제는 그런 다음 제2 배출 매니폴드로 안내되고, 제2 배출 포트(50)를 통해 제2 냉각제 회로(10b)로 안내된다.
동시에, 제1 냉각제와 제2 냉각제가 각각 과급 공기 냉각기(30)의 제1 유동 채널(60)들과 제2 유동 채널(62)들을 통해 유동함으로써, 과급 공기 회로로부터의 공기는 열교환 조립체(32)를 통해 유동한다. 공기는 각각의 플레이트 조립체(56)들 사이에서 그 폭(w)을 따라서 주름진 핀(58)들을 통해 유동한다. 공기가 열교환 조립체(32)의 제1 부분(32a)을 통해 유동함으로써, 열은 제1 유동 채널(60)들을 통해 유동하는 제1 냉각제와 공기 사이에서 전달된다. 그 후, 공기는 열교환 조립체(32)의 제2 부분(32b)을 통해 유동한다. 열은 제2 유동 채널(62)들을 통하여 유동하는 제2 냉각제와 공기 사이에서 전달된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2중 교차 유동 경로 구성(100')을 가진 각각의 플레이트 조립체(56')의 플레이트(56a', 56b')들 중 하나를 도시한다. 도면 부호 뒤에 배치된 프라임 심볼(')외에 도 4에 도시된 것들과 실질적으로 유사한 특징부를 기술하도록 유사한 도면 부호들이 사용된다. 도 5에 도시된 2중 교차 유동 경로 구성(100')은, 제1 유동 채널(60')의 제1 유동 경로(60a')와 제2 유동 경로(60b')의 각각이 4개의 평행한 통로를 포함하는 것 외에, 상기되고 도 4에 도시된 2중 교차 유동 경로 구성(100)과 실질적으로 유사하다. 4개의 통로는 제1 주입 구멍(66')으로부터 제1 배출 구멍(68')으로 플레이트(56a', 56b')의 4개의 세로 부분을 따라서 유동하도록 제1 냉각제를 안내한다. 제2 유동 채널(62')의 제1 유동 경로(62a')와 제2 유동 경로(62b')의 각각은 6개의 평행한 통로를 포함한다. 6개의 통로는 제2 주입 구멍(70')으로부터 제2 배출 구멍(72')으로 플레이트(56a', 56b')의 6개의 평행한 세로 부분들을 따라서 유동하도록 제2 냉각제를 안내한다. 보다 많은 수의 통로를 가진 이러한 구성은 공기와 제1 냉각제 사이 및 공기와 과급 공기 냉각기(30)를 통하여 유동하는 제2 냉각제 사이의 열전달을 최대화한다.
제1 유동 채널(60')의 유동 경로(60a', 60b')들이 필요에 따라 예를 들어 6-통로 유동 구성(six-pass flow configuration) 및 8-통로 유동 구성(eight-pass flow configuration)과 같은 임의의 유동 구성을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 제2 유동 채널(62')의 유동 경로(62a', 62b')들은 필요에 따라 예를 들어 2-통로 유동 구성 및 8-통로 유동 구성과 같은 임의의 유동 구성을 가질 수 있다. 제1 채널(60')들의 유동 경로(60a', 60b')들은 유동 경로(62a', 62b')들과 다른 유동 구성 또는 동일한 유동 구성을 가질 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 과급 공기 냉각기(30")를 도시한다. 도면 부호 뒤에 배치된 더블 프라임 심볼(')외에 도 2 내지 도 4에 도시된 것들과 실질적으로 유사한 특징부를 기술하도록 유사한 도면 부호들이 사용된다. 도 6 내지 도 8에 도시된 과급 공기 냉각기(30")는 플레이트 조립체(56)들의 플레이트(56a", 56b")들의 각각이 단일 교차 유동 구성(200, single cross-flow configuration)을 가지는 것 외에 상기되고 도 2 내지 도 4에 도시된 과급 공기 냉각기(30)와 실질적으로 유사하다.
단일 교차 유동 구성에서, 제1 주입 구멍(66"), 제1 배출 구멍(68"), 제2 주입 구멍(70"), 및 제2 배출 구멍(72")은 플레이트(56a", 56b")들 각각의 가장자리에 인접한 그 폭(w)을 따라서 각각의 플레이트 조립체(56")의 각각의 플레이트(56a", 56b")에서 선형으로 정렬된다. 제1 유동 채널(60")은 제1 주입 구멍(66")과 제1 배출 구멍(68") 중간으로부터 연장하는 단일의 구불구불한 유동 경로를 형성한다. 제2 유동 채널(62")은 제2 주입 구멍(70")과 제2 배출 구멍(72") 중간으로부터 연장하는 단일의 구불구불한 유동 경로를 형성한다.
특정 실시예에서, 각 제1 채널(60") 및 제2 채널(62")의 부분들은 채널(60", 62")들을 한정하는 채널 형성 표면(64")의 부분들 상에 배치된 유동 분할기(74a")들에 의해 분할될 수 있다. 도시된 실시예에서, 제1 유동 채널(60")은 2-통로 유동 구성을 가지며, 제2 유동 채널(62")은 4-통로 유동 구성을 가진다. 그러나, 제1 유동 채널(60")과 제2 유동 채널(62")이 필요에 따라 6-통로 구성, 8-통로 구성 또는 임의의 다른 유동 구성과 같은 임의의 유동 구성을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 단일 유동 구성(200)에서, 각각의 플레이트(56a", 56b")는 그 채널 형성 표면(64") 상에 형성된 유동 와류발생기(76")들을 추가로 포함할 수 있다.
도 6 내지 도 8을 참조하여, 적용시에, 제1 냉각제는 제1 냉각제 회로(10a)로부터 제1 주입 포트(48") 및 열교환 조립체(32")의 플레이트 조립체(56")들에 의해 형성된 제1 주입 매니폴드를 통해, 과급 공기 냉각기(30")로 유동한다. 제1 냉각제는 그런 다음 제1 주입 매니폴드로부터 각각의 플레이트 조립체(56")들로 분배된다. 제1 냉각제는 그런 다음 제1 주입 구멍(66")들로부터 각 플레이트 조립체(56")의 제1 유동 채널(60")들을 통해 그 제1 배출 구멍(68")들로 유동한다. 제1 냉각제는 그런 다음 제1 배출 매니폴드로 안내되고, 제1 배출 포트(50")를 통해 제1 냉각제 회로(10a)로 안내된다.
제1 냉각제가 플레이트 조립체(56")들의 제1 채널(60")들을 통해 유동함으로써, 제2 냉각제 회로(10b)의 2차 라디에이터(20)에 의해 냉각된 제2 냉각제는 제2 냉각제 회로(10b)로부터 제2 주입 포트(52") 및 열교환 조립체(32")의 플레이트 조립체(56")들에 의해 형성된 제2 주입 매니폴드를 통해, 과급 공기 냉각기(30")로 유동한다. 제2 냉각제는 그런 다음 제2 주입 매니폴드로부터 각각의 플레이트 조립체(56") 내로 분배된다. 제2 냉각제는 제2 주입 구멍(70")으로부터 각 플레이트 조립체(56")의 제2 유동 채널(62")들을 통해 제2 배출 구멍(72")으로 유동한다. 제2 냉각제는 그런 다음 제2 배출 매니폴드로 안내되고, 제2 배출 포트(50")를 통해 제2 냉각제 회로(10b)로 안내된다.
동시에, 제1 냉각제와 제2 냉각제가 각각 과급 공기 냉각기(30")의 열교환 조립체(32")의 제1 유동 채널(60")들과 제2 유동 채널(62")들을 통해 유동함으로써, 과급 공기 회로로부터 공기는 열교환 조립체(32")를 통해 유동한다. 공기는 그 폭(w)을 따라서 각각의 플레이트 조립체(56") 사이에서 주름진 핀(58")들을 통해 유동한다. 공기가 열교환 조립체(32")의 제1 부분(32a")을 통해 유동함으로써, 열은 제1 유동 채널(60")들을 통해 유동하는 제1 냉각제와 공기 사이에서 전달된다. 그 후, 공기는 열교환 조립체(32)의 제2 부분(32b")을 통해 유동한다. 열은 제2 유동 채널(62")들을 통해 유동하는 제2 냉각제와 공기 사이에서 추가로 전달된다.
다른 실시예에서, 대안적인 플레이트 구성이 필요에 따라 이용될 수 있다. 제1 주입 구멍(66, 66', 66")들, 제1 배출 구멍(68, 68', 68")들, 제2 주입 구멍(70, 70', 70")들, 및 제2 배출 구멍(72, 72', 72")들은 그 위의 임의의 위치에서 플레이트(56a, 56a', 56a", 56b, 56b', 56b")들에서 형성될 수 있다. 예를 들어, 구멍(66, 66', 66", 68, 68', 68", 70, 70', 70", 72, 72', 72")들은 플레이트(56a, 56a', 56a", 56b, 56b', 56b")들의 길이(ℓ)에 대하여 그 비 중앙부에서 플레이트(56a, 56a', 56a", 56b, 56b', 56b")들의 폭(w)을 따라서 서로 선형으로 정렬될 수 있다. 추가적으로, 구멍(66, 66', 66", 68, 68', 68", 70, 70', 70", 72, 72', 72")들은 플레이트(56a, 56a' 56a", 56b, 56b', 56b")들의 길이(ℓ)를 따라서 서로 정렬될 수 있다. 다른 예에서, 구멍(66, 66', 66", 68, 68', 68", 70, 70', 70", 72, 72', 72")들은 또한 필요에 따라 정렬되지 않을 수 있고, 플레이트(56a, 56a', 56a", 56b, 56b', 56b")들의 다양한 위치에서 형성될 수 있다. 또한, 플레이트(56a, 56a', 56a", 56b, 56b', 56b")들은 2개 이상의 냉각제 소스들로부터 2개 이상의 냉각제들을 수용하도록 구성될 수 있다.
비제한적인 예에서, 제1 유동 채널(60, 60', 60")들은 플레이트(56a, 56b, 56a', 56b', 56a", 56b")들의 전체 면적의 약 25%과 동일한 면적을 가지는 플레이트(56a, 56b, 56a', 56b', 56a", 56b")들의 일부에 의해 한정된다. 제2 유동 채널(62, 62', 62")들은 플레이트(56a, 56b, 56a', 56b', 56a", 56b")들의 전체 면적의 약 75%와 동일한 면적을 가지는 플레이트(56a, 56b, 56a', 56b', 56a", 56b")의 일부에 의해 한정된다. 제2 유동 채널(62, 62', 62")들에 대한 제1 유동 채널(60, 60', 60")들의 면적의 25% 내지 75% 비율은 열교환 조립체(32, 32', 32")들과 과급 공기 냉각기(30, 30', 30")들을 통하여 유동하는 공기 사이의 최적의 열교환을 가능하게 한다. 그러나, 다른 비율이 필요에 따라 고려될 수 있다.
유익하게, 과급 공기 냉각기(30, 30', 30")들은, 일원화된 열교환 조립체(32, 32', 32")들을 통하여 차량의 과급 공기 회로로부터 유동하는 공기의 다단계 냉각을 위해 일원화되고 구성되는 플레이트(56a, 56b, 56a', 56b', 56a", 56b")들을 포함한다. 다단계 냉각은 예를 들어 2차 라디에이터(20)의 크기를 증가시킬 필요성 및 추가의 열교환 조립체들과 같은 추가의 부품의 추가를 방지한다. 각각의 일원화된 플레이트(56a, 56b, 56a', 56b', 56a", 56b")는 제1 냉각제 회로(10a)로부터 제1 냉각제 및 제2 냉각제 회로(10b)로부터 제2 냉각제 모두를 수용하기 위한 다중의 유동 채널들을 형성하도록 구성된다.
차량의 터보차저로부터의 높은 동력 증가 압력 레벨 동안과 같은 특정 조건 동안 및 주위 온도에서, 제1 냉각제 회로(10a)로부터 제1 냉각제와 제2 냉각제 회로(10b)로부터 제2 냉각제의 통합은 증가된 엔진 성능을 위하여 과급 공기 냉각기(30, 30', 30")들을 통해 유동하는 공기의 최대화된 냉각을 가능하게 한다. 대안적으로, 차량의 터보차저로부터 낮은 동력 증가 압력 레벨 동안 및 낮은 주위 온도에서, 제1 냉각제 회로(10a)로부터 제1 냉각제의 통합은 과급 공기 냉각기(30, 30', 30")들을 통한 공기의 최소 냉각 및 고른 가온화(warming)를 가능하게 한다. 공기의 최소 냉각 및 가온화는 과급 공기 냉각기(30, 30', 30")들을 통해 유동하는 공기의 온도의 변동을 최소화한다. 공기 온도의 최소화된 변동은 엔진(12)의 개선된 열관리 및 차량의 연료 효율을 유발한다.
다단계 냉각을 위하여 구성된 일원화된 플레이트(56a, 56b, 56a', 56b', 56a", 56b")들을 구비한 일원화된 플레이트(56a, 56b, 56a', 56b', 56a", 56b")들은 제조 및 조립 비용을 최소화하고, 차량 패키지 크기 요구조건을 최적으로 유지하며, 과급 공기 냉각기(30, 30', 30")들의 증가된 내구성을 달성한다. 과급 공기 냉각기(30, 30', 30")들의 구성은 또한 그 최적의 응축물 관리를 유지한다.
앞의 설명으로부터, 당업자는 본 발명의 필수적인 특징을 용이하게 확인할 수 있으며, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이, 다양한 용도 및 조건에 적응시키도록 본 발명에 대한 다양한 변형 및 변경을 만들 수 있다.

Claims (20)

  1. 채널 형성 표면을 포함하는 일원화된 플레이트; 및
    상기 채널 형성 표면으로부터 외향하여 연장하는 다수의 돌출부들을 포함하는 과급 공기 냉각기용 플레이트로서,
    상기 돌출부들과 상기 채널 형성 표면은 제1 유동 채널의 적어도 일부와 상기 제1 유동 채널의 적어도 일부와 별개인 제2 유동 채널의 적어도 일부를 형성하도록 협력하고,
    상기 플레이트는 그 위에 조립 특징부가 형성되어, 다른 플레이트에 대한 부착이 가능하도록 구성되는, 과급 공기 냉각기용 플레이트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 돌출부들은 2중 교차 유동 경로 구성 및 단일 교차 유동 구성 중 적어도 하나를 형성하도록 구성되는, 과급 공기 냉각기용 플레이트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 일원화된 플레이트는 거기에 형성된 제1 주입 구멍, 제1 배출 구멍, 제2 주입 구멍, 및 제2 배출 구멍을 포함하고, 상기 제1 주입 구멍과 상기 제1 배출 구멍은 상기 제1 유동 채널의 적어도 일부와 유체 소통하고, 상기 제2 주입 구멍과 상기 제2 배출 구멍은 상기 제2 유동 채널의 적어도 일부와 유체 소통하는, 과급 공기 냉각기용 플레이트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 주입 구멍, 상기 제1 배출 구멍, 상기 제2 주입 구멍, 및 상기 제2 배출 구멍은 상기 일원화된 플레이트의 폭을 따라서 서로 선형으로 정렬되는, 과급 공기 냉각기용 플레이트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 일원화된 플레이트와 상기 돌출부들은 2중 교차-유동 경로 구성을 형성하고, 상기 제1 주입 구멍, 상기 제1 배출 구멍, 상기 제2 주입 구멍, 및 상기 제2 배출 구멍은 상기 일원화된 플레이트의 길이에 대하여 실질적으로 중앙부에서 상기 일원화된 플레이트에 형성되는, 과급 공기 냉각기용 플레이트.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1 유동 채널의 적어도 일부는 각각 상기 제1 주입 구멍과 상기 제1 배출 구멍 중간으로부터 측면으로 외향하여 연장하는 제1 유동 경로와 제2 유동 경로를 포함하고, 상기 제2 유동 채널의 적어도 일부는 각각 상기 제2 주입 구멍과 상기 제2 배출 구멍 중간으로부터 측면으로 외항하여 연장하는 제1 유동 경로와 제2 유동 경로를 포함하는, 과급 공기 냉각기용 플레이트.
  7. 제3항에 있어서, 상기 일원화된 플레이트와 상기 돌출부들은 단일 교차 유동 구성을 형성하고, 상기 제1 주입 구멍, 상기 제1 배출 구멍, 상기 제2 주입 구멍, 및 상기 제2 배출 구멍은 상기 일원화된 플레이트의 가장자리에 인접하여 상기 일원화된 플레이트에서 형성되는, 과급 공기 냉각기용 플레이트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 유동 채널의 적어도 일부는 2개의 평행 통로와 4개의 평행 통로 중 하나를 포함하고, 상기 제2 유동 채널의 적어도 일부는 4개의 평행 통로와 6개의 평행 통로 중 적어도 하나를 포함하는, 과급 공기 냉각기용 플레이트.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 유동 채널의 적어도 일부와 상기 제2 유동 채널의 적어도 일부는 구불구불한, 과급 공기 냉각기용 플레이트.
  10. 제1항에 있어서, 상기 돌출부들은 상기 제1 유동 채널의 적어도 일부와 상기 제2 유동 채널의 적어도 일부 중 적어도 하나에 배치되어 이를 분할하도록 구성되는 유동 분할기들을 포함하는, 과급 공기 냉각기용 플레이트.
  11. 제1항에 있어서, 상기 일원화된 플레이트는 상기 제1 유동 채널의 적어도 일부와 상기 제2 유동 채널의 적어도 일부를 형성하는 상기 채널 형성 표면의 부분들 상에 형성되는, 과급 공기 냉각기용 플레이트.
  12. 다수의 적층된 플레이트 조립체들로서, 상기 각각의 플레이트 조립체는 일원화된 제1 플레이트와 일원화된 제2 플레이트를 포함하고, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 각각 채널 형성 표면을 가지며, 상기 제1 플레이트의 채널 형성 표면은 제1 냉각제를 수용하기 위한 제1 유동 채널과 제2 냉각제를 수용하기 위한 제2 유동 채널을 형성하도록 상기 제2 플레이트의 채널 형성 표면과 협력하는, 상기 플레이트 조립체들; 및
    각각이 상기 플레이트 조립체들 중 인접한 것들 사이에 개재되는 다수의 핀들;을 포함하고,
    상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트는 그 위에 조립 특징부가 형성되어, 서로에 대한 부착이 가능하도록 구성되는, 과급 공기 냉각기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 플레이트와 제2 플레이트의 각각은 2중 교차 유동 경로 구성 및 단일 교차 유동 구성 중 하나를 가지는, 과급 공기 냉각기.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 각각은 거기에 형성된 제1 주입 구멍, 제1 배출 구멍, 제2 주입 구멍, 및 제2 배출 구멍을 포함하고, 상기 제1 주입 구멍과 상기 제1 배출 구멍은 상기 제1 유동 채널과 유체 소통하고, 상기 제2 주입 구멍과 상기 제2 배출 구멍은 상기 제2 유동 채널과 유체 소통하는, 과급 공기 냉각기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 주입 구멍, 상기 제1 배출 구멍, 상기 제2 주입 구멍, 및 상기 제2 배출 구멍은 그 폭을 따라서 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 각각에서 선형으로 정렬되는, 과급 공기 냉각기.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제1 유동 채널은 2개의 평행 통로와 4개의 평행 통로 중 하나를 포함하고, 상기 제2 유동 채널은 4개의 평행 통로와 6개의 평행 통로 중 적어도 하나를 포함하는, 과급 공기 냉각기.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 각각의 채널 형성 표면들은 그로부터 외향하여 연장하는 다수의 돌출부들을 포함하고, 플레이트 조립체들의 각각의 상기 제1 플레이트 상에 형성된 돌출부들은 상기 제1 유동 채널과 상기 제2 유동 채널을 형성하도록 상기 플레이트 조립체들의 각각의 상기 제2 플레이트 상에 형성된 돌출부들과 정렬하는, 과급 공기 냉각기.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 각각의 채널 형성 표면들은 그로부터 외향하여 연장하는 유동 분할기들을 포함하고, 상기 유동 분할기들은 상기 제1 유동 채널과 상기 제2 유동 채널 중 적어도 하나의 적어도 일부를 분할하도록 구성되는, 과급 공기 냉각기.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 제1 유동 채널과 상기 제2 유동 채널은 구불구불하고, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 각각은 제1 채널과 제2 채널을 형성하는 상기 채널 형성 표면의 부분들 상에 형성된 유동 와류발생기들을 포함하고, 상기 플레이트 조립체들의 각각의 상기 제1 플레이트의 유동 와류발생기들은 상기 플레이트 조립체들의 각각의 상기 제2 플레이트 상에 형성된 유동 와류발생기들과 정렬하여 교대하는, 과급 공기 냉각기.
  20. 과급 공기 냉각 시스템으로서,
    제1 냉각제를 통과시켜 운반하는 제1 냉각제 회로;
    제2 냉각제를 통과시켜 운반하는 제2 냉각제 회로;
    상기 제1 냉각제 회로와 상기 제2 냉각제 회로와 유체 소통하는 과급 공기 냉각기; 및
    상기 과급 공기 냉각기에 배치되고, 다수의 적층된 플레이트 조립체들과 상기 플레이트 조립체들 사이에 개재된 다수의 핀들을 포함하는 열교환 조립체;를 포함하며,
    각각의 플레이트 조립체는 일원화된 제1 플레이트와 일원화된 제2 플레이트를 포함하고,
    상기 제1 플레이트와 제2 플레이트는 제1 냉각제를 수용하기 위한 제1 유동 채널과 제2 냉각제를 수용하기 위한 제2 유동 채널을 형성하도록 서로 협력하는 채널 형성 표면을 각각 가지고,
    상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트는 그 위에 조립 특징부가 형성되어, 서로에 대한 부착이 가능하도록 구성되는, 과급 공기 냉각 시스템.
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