KR20120059688A - 인터쿨러 - Google Patents

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KR20120059688A
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Abstract

본 발명은 차량용 인터쿨러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인터쿨러와 입출구 호스 연결부에 알루미늄 보강파이프를 구비하여 연결부의 리크를 차단하고 내구성이 향상되는 인터쿨러에 관한 것이다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 인터쿨러는 알루미늄 재질의 보강파이프를 통해 인터쿨러 탱크의 입출구 파이프와 입출구 호스를 연결하기 때문에 고온의 작동조건과 클램프로 인한 압력에 대하여 입출구 파이프의 변형이 방지되어 내구성이 증대되고, 과급측 압력강하 값에 영향을 주지 않게 되는 효과가 있다.
또한, 파이프의 표면상태가 우수하기 때문에 연결부의 리크를 차단하여 공기냉각 효율을 높이게 되는 효과가 있다.

Description

인터쿨러{Inter Cooler}
본 발명은 차량용 인터쿨러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인터쿨러와 입출구 호스 연결부에 알루미늄 보강파이프를 구비하여 연결부의 리크를 차단하고 내구성이 향상되는 인터쿨러에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진의 출력을 높이기 위하여 외부공기를 흡입하여 터빈(Turbine)을 돌리고, 그로인해 발생하는 고온의 압축공기를 실린더(Cylinder) 내부에 공급하는 장치인 과급기(Turbo charger)를 구비하고 있다. 그런데, 이 과급기에 의해 급속히 압축된 공기는 온도가 높아져 팽창하고, 산소 밀도가 떨어져 결과적으로 실린더 안의 충전효율을 떨어뜨린다.
이에, 인터쿨러(Inter cooler)를 이용하여 압축된 고온의 공기를 냉각하면 공기 밀도가 올라가 실린더의 흡입효율이 높아지고, 엔진의 연소효율이 향상되어 연비가 높아지는 것은 물론, 이산화탄소 배출도 크게 줄어든다.
상술한 바와 같은 인터쿨러는 냉각 방식에 따라서 수랭식과 공랭식이 있으나 공랭식이 더 많이 사용되는 바, 이에 대한 종래 기술을 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이 종래의 인터쿨러(100)는, 일정 거리 이격되어 서로 마주보는 한 쌍의 헤더(11)(12)와, 상기 헤더(11)(12)에 각각 결합되는 탱크(13)(14)와, 상기 탱크(13)(14)의 내부 공간과 연통되도록 양단이 상기 헤더(11)(12)에 각각 결합되고 일정 간격 이격되어 공기 통로(15a)를 형성하는 다수열의 튜브(15)와, 상기 탱크(13)(14)중 어느 하나에 설치되고, 입구호스(21)에 연결되어 공기가 유입되는 입구파이프(30)와, 다른 하나의 탱크에 설치되어 튜브(15)의 내부를 통해 유동된 공기를 출구호스(22)로 배출하는 출구파이프(40)로 구성된다.
이에 따라, 과급기의 구동에 의해 입구호스(21) 및 입구파이프(30)를 통해 인터쿨러(100)로 공급되는 공기는 튜브(15)를 통해 냉각되면서 출구파이프(40) 및 출구호스(22)를 거쳐 실린더에 공급됨으로써, 공기의 밀도가 증가되어 충진 효율을 높일 수 있게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이 종래의 인터쿨러(100)는 경질의 재질로 이루어진 입구파이프(30) 및 출구파이프(40)의 외주면에 입구호스(21) 및 출구호스(22)를 끼움 결합시킨 후 클램프(Clamp, C)의 압력으로 고정시키는 구조를 가진다.
종래의 입구 및 출구 파이프는 수지재로 구성된다. 그런데 입구 및 출구 파이프 내부로 유동되는 공기의 온도는 약 200℃로 고온이고, 파이프와 호스를 밀착 고정시키는 클램프의 압력 때문에 수지재의 특성상 입구 및 출구 파이프는 고온과 압력에 의하여 변형이 발생되는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해 입구 및 출구 파이프의 내부에 알루미늄 재질의 보강재를 이중 사출하여 수지재의 파이프 변형을 방지하는 기술이 공지된 바 있으나, 수지재의 피팅라인 즉 버르(Burr)가 발생하여 파이프의 표면상태가 우수하지 못하고, 이로 인해 파이프와 호스 내부를 유동하는 공기의 리크(Leak) 가능성이 높아지고, 보강재 삽입으로 파이프 내측 유동면적이 줄어 압력강하 값이 높아지는 문제점이 여전히 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 인터쿨러 탱크의 입출구 파이프와 입출구 호스를, 알루미늄 재질의 보강파이프를 통해 연결하도록 하여 입출구 파이프의 변형을 방지하고 연결부의 리크도 방지하게 되는 인터쿨러를 제공함에 있다.
본 발명의 인터쿨러는 일정 거리 이격되어 서로 마주보는 한 쌍의 헤더(11)(12)와, 상기 헤더(11)(12)에 각각 결합되는 탱크(13)(14)와, 상기 탱크(13)(14)의 내부 공간과 연통되도록 양단이 상기 헤더(11)(12)에 각각 결합되고 일정 간격 이격되어 공기 통로(15a)를 형성하는 다수열의 튜브(15)와, 상기 탱크(13)(14)중 어느 하나에 설치되고, 입구호스(21)에 연결되어 공기가 유입되는 입구파이프(30)와, 다른 하나의 탱크에 설치되어 튜브(15)의 내부를 통해 유동된 공기를 출구호스(22)로 배출하는 출구파이프(40)를 포함하는 인터쿨러(100)에 있어서, 상기 인터쿨러(100)는, 일단이 상기 입구파이프(30) 및 출구파이프(40)에 연결되고, 타단이 상기 입구호스(21) 및 출구호스(22)에 연결되는 알루미늄 재질의 보강파이프(50)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 입구파이프(30) 및 출구파이프(40)의 내주면에는 암나사산 또는 수나사산 중 어느 하나로 되는 제1 나사결합부(60)가 형성되고, 상기 보강파이프(50)의 일단부 외주면에는 상기 입구파이프(30) 및 출구파이프(40)와 나사 결합되도록 암나사산 또는 수나사산 중 다른 하나로 되는 제2 나사결합부(51)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 입구파이프(30) 및 출구파이프(40)와 상기 보강파이프(50)의 연결부에는 개스킷(70)이 삽입되며, 상기 개스킷(70)은, 상기 제1 나사결합부(60)의 일단부에 형성되는 제1 단턱(61)과, 상기 보강파이프(50)의 일단부 사이에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로, 상기 입구파이프(30) 및 출구파이프(40)와 상기 보강파이프(50)의 연결부에는 개스킷(70)이 삽입되며, 상기 개스킷(70)은, 상기 보강파이프(50)의 제2 나사결합부(51) 타단에 형성되는 제2 단턱(53) 내측으로 함몰 형성되는 개스킷안착부(54)에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보강파이프(50)의 타단부 외주면에는, 요철부(凹凸部, 52)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 인터쿨러는 알루미늄 재질의 보강파이프를 통해 인터쿨러 탱크의 입출구 파이프와 입출구 호스를 연결하기 때문에 고온의 작동조건과 클램프로 인한 압력에 대하여 입출구 파이프의 변형이 방지되어 내구성이 증대되고, 과급측 압력강하 값에 영향을 주지 않게 되는 효과가 있다.
또한, 파이프의 표면상태가 우수하기 때문에 연결부의 리크를 차단하여 공기냉각 효율을 높이게 되는 효과가 있다.
도 1은 인터쿨러를 이용하여 엔진의 흡기밸브로 냉각공기를 공급하는 시스템의 개략도
도 2는 통상의 인터쿨러 사시도
도 3은 종래의 파이프와 호스 결합 사시도
도 4는 본 발명의 파이프와 호스 결합 분해 사시도
도 5는 본 발명의 파이프와 호스 결합 사시도
도 6은 본 발명의 파이프와 호스 결합 단면도
도 7은 본 발명의 다른 실시 예의 파이프와 호스 결합 단면도
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 인터쿨러(100)는, 일정 거리 이격되어 서로 마주보는 한 쌍의 헤더(11)(12)와, 상기 헤더(11)(12)에 각각 결합되는 탱크(13)(14)와, 상기 탱크(13)(14)의 내부 공간과 연통되도록 양단이 상기 헤더(11)(12)에 각각 결합되고 일정 간격 이격되어 공기 통로(15a)를 형성하는 다수열의 튜브(15)와, 상기 탱크(13)(14)중 어느 하나에 설치되고, 입구호스(21)에 연결되어 공기가 유입되는 입구파이프(30)와, 다른 하나의 탱크에 설치되어 튜브(15)의 내부를 통해 유동된 공기를 출구호스(22)로 배출하는 출구파이프(40), 상기 입구파이프(30)와 입구호스(21) 및 출구파이프(40)와 출구호스(22)를 연결하기 위한 보강파이프(50)로 구성된다.
상기 입구파이프(30)와 입구호스(21) 및 출구파이프(40)와 출구호스(22)를 알루미늄 재질의 보강파이프(50)를 통해 연결함으로써, 고온의 작동조건과 클램프(C)로 인한 압력에 대하여 내구성이 증대되는 효과가 있다.
본 발명의 보강파이프(50)는 입구파이프(30)와 입구호스(21)를 연결하고, 출구파이프(40)와 출구호스(22)를 연결하기 위한 구성으로 입구파이프(30)에 적용되는 보강파이프(50)와 출구파이프(40)에 적용되는 보강파이프(50)는 그 구성이 동일하므로, 본실시 예에서는 입구파이프(30)에 적용되는 보강파이프(50)에 대해 상세 설명하기로 한다.
상기 보강파이프(50)는 원통 상으로 이루어진다. 상기 보강파이프(50)는 내구성이 강한 재질이 사용될 수 있으며 본실시 예에서는 알루미늄 재질로 이루어진다. 상기와 같은 보강파이프(50)를 상기 입구파이프(30)에 연결하기 위해 다음과 같은 구성을 갖는다.
상기 입구파이프(30)와 보강파이프(50)는 나사 결합되도록 다음과 같은 구성을 갖는다.
상기 입구파이프(30)의 내주면에는 제1 나사결합부(60)가 형성된다. 상기 제1 나사결합부(60)는 암나사산 또는 수나사산 중 어느 하나로 이루어진다. 상기 보강파이프(50)의 일단부 외주면에는 제2 나사결합부(51)가 형성된다. 상기 제2 나사결합부(51)는 암나사산 또는 수나사산 중 다른 하나로 이루어진다. 따라서 상기 입구파이프(30)와 보강파이프(50)의 일단부는 나사결합 된다. 이때, 상기 입구파이프(30)와 보강파이프(50)의 연결부에는 개스킷(70)이 삽입되며 상기 개스킷(70)을 통해 실링을 견고히 한다. 상기 입구파이프(30)의 결합부가 상기 보강파이프(50)의 결합부 외측에 위치하도록 하여 내부를 유동하는 고온의 공기로부터 변형을 방지하게 된다.
상기 입구파이프(30)와 입구호스(21) 및 출구파이프(40)와 출구호스(22)를 알루미늄 재질의 보강파이프(50)를 통해 연결함으로써, 고온의 작동조건과 클램프(C)로 인한 압력에 대하여 내구성이 증대되는 효과가 있다. 또한, 과급측 압력강하 값에 영향을 주지 않아 인터쿨링 효율을 증대시킨다.
도 6에 도시된 바와 같이 상기 개스킷(70)을 삽입시키기 위해 본 발명은 다음과 같은 구성을 갖는다.
상기 제1 나사결합부(60)의 일단부에는 제1 단턱(61)이 형성된다. 상기 제1 단턱(61)은 상기 보강파이프(50)가 나사 결합 되었을 때, 상기 보강파이프(50)의 일단(50a)이 맞닿도록 구성된다. 따라서 상기 개스킷(70)은 상기 제1 단턱(61)과 상기 보강파이프(50)의 일단(50a) 사이에 삽입될 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 개스킷(70)을 삽입시키기 위한 다른 실시예로 본 발명은 다음과 같은 구성을 갖는다.
상기 입구파이프(30) 및 출구파이프(40)의 타단부에는 돌출부(62)가 형성된다. 그리고 상기 보강파이프(50)의 제2 나사결합부(51)의 타단에는 제2 단턱(53)이 형성된다. 상기 제2 단턱(53)의 내측으로 개스킷안착부(54)가 함몰 형성된다.
상기 돌출부(62)는 상기 보강파이프(50)가 나사 결합 되었을 때, 상기 보강파이프(50)의 제2 나사결합부(51)의 타단부에 형성되는 제2 단턱(53)과 맞닿도록 구성된다. 따라서 상기 개스킷(70)은 상기 돌출부(62)와 맞닿아 실링되도록 상기 개스킷안착부(54) 삽입 고정될 수 있다.
상기 개스킷(70)을 상기 개스킷안착부(54)를 통해 삽입 고정시킴으로써, 조립 시에 상기 개스킷(70)이 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
상기 돌출부(62)는 상기 입구호스(21) 및 출구호스(22)가 끼워졌을 때, 상기 입구호스(21) 및 출구호스(22)의 단부가 맞닿도록 하여 일정 깊이 이상 끼워지지 않도록 차단하는 역할도 수행한다.
상기 보강파이프(50)의 타단부 외주면에는 입구호스(21)의 내주면이 맞닿도록 끼움 결합된다.
이때, 상기 보강파이프(50)의 타단부 외주면에는 공기 유동방향과 직각으로 요철부(52)가 형성되며, 보강파이프(50)와 입구호스(21)의 결합을 더욱 견고히 할 수 있다.
상기 요철부(52)에 입구호스(21)가 끼워지고 입구호스(21)의 외주면에는 클램프(C)가 설치된다. 상기 클램프(C)는 원통 상으로 이루어지며 압력을 가하면 직경이 커지고 압력을 제거하면 직경이 작아지는 통상의 클램프가 적용될 수 있다. 상기 클램프(C)를 통해 상기 보강파이프(50)와 입구호스(21)의 결합을 견고히 한다. 이때, 상기 보강파이프(50)는 표면상태가 우수하여 리크를 방지한다.
상기 보강파이프(50)의 타단에는 외주면 외측으로 돌출되는 끼움턱(50b)이 형성된다. 상기 끼움턱(50b)은 타단으로 갈수록 두께가 얇아지도록 테이퍼진 형상으로 이루어진다. 상기 끼움턱(50b)을 통해 상기 입구호스(21) 및 출구호스(22)가 상기 보강파이프(50)에 용이하게 끼워질 수 있고, 끼워진 호스의 이탈을 방지하게 된다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 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.
100 : 인터쿨러 C : 클램프
11, 12 : 헤더 13, 14 : 탱크
15 : 튜브
21 : 입구호스 22 : 출구호스
30 : 입구파이프 40 : 출구파이프
50 : 보강파이프 51 : 제2 나사결합부
52 : 요철부 60 : 제1 나사결합부
70 : 개스킷

Claims (5)

  1. 일정 거리 이격되어 서로 마주보는 한 쌍의 헤더(11)(12)와, 상기 헤더(11)(12)에 각각 결합되는 탱크(13)(14)와, 상기 탱크(13)(14)의 내부 공간과 연통되도록 양단이 상기 헤더(11)(12)에 각각 결합되고 일정 간격 이격되어 공기 통로(15a)를 형성하는 다수열의 튜브(15)와, 상기 탱크(13)(14)중 어느 하나에 설치되고, 입구호스(21)에 연결되어 공기가 유입되는 입구파이프(30)와, 다른 하나의 탱크에 설치되어 튜브(15)의 내부를 통해 유동된 공기를 출구호스(22)로 배출하는 출구파이프(40)를 포함하는 인터쿨러(100)에 있어서,
    상기 인터쿨러(100)는,
    일단이 상기 입구파이프(30) 및 출구파이프(40)에 연결되고, 타단이 상기 입구호스(21) 및 출구호스(22)에 연결되는 알루미늄 재질의 보강파이프(50)가 구비되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 입구파이프(30) 및 출구파이프(40)의 내주면에는 암나사산 또는 수나사산 중 어느 하나로 되는 제1 나사결합부(60)가 형성되고, 상기 보강파이프(50)의 일단부 외주면에는 상기 입구파이프(30) 및 출구파이프(40)와 나사 결합되도록 암나사산 또는 수나사산 중 다른 하나로 되는 제2 나사결합부(51)가 형성되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 입구파이프(30) 및 출구파이프(40)와 상기 보강파이프(50)의 연결부에는 개스킷(70)이 삽입되며,
    상기 개스킷(70)은, 상기 제1 나사결합부(60)의 일단부에 형성되는 제1 단턱(61)과, 상기 보강파이프(50)의 일단부 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 입구파이프(30) 및 출구파이프(40)와 상기 보강파이프(50)의 연결부에는 개스킷(70)이 삽입되며,
    상기 개스킷(70)은, 상기 보강파이프(50)의 제2 나사결합부(51) 타단에 형성되는 제2 단턱(53) 내측으로 함몰 형성되는 개스킷안착부(54)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 보강파이프(50)의 타단부 외주면에는,
    요철부(凹凸部, 52)가 형성되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러.
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