KR20160069788A - 수냉식 인터쿨러 장치 - Google Patents

수냉식 인터쿨러 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160069788A
KR20160069788A KR1020140175840A KR20140175840A KR20160069788A KR 20160069788 A KR20160069788 A KR 20160069788A KR 1020140175840 A KR1020140175840 A KR 1020140175840A KR 20140175840 A KR20140175840 A KR 20140175840A KR 20160069788 A KR20160069788 A KR 20160069788A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling water
water tank
temperature radiator
outlet
actuator valve
Prior art date
Application number
KR1020140175840A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101655174B1 (ko
Inventor
전종만
김형현
Original Assignee
현대자동차주식회사
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 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020140175840A priority Critical patent/KR101655174B1/ko
Priority to US14/701,230 priority patent/US20160160736A1/en
Priority to CN201510303180.5A priority patent/CN106194397B/zh
Publication of KR20160069788A publication Critical patent/KR20160069788A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101655174B1 publication Critical patent/KR101655174B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10242Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
    • F02M35/10268Heating, cooling or thermal insulating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/05316Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05325Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with particular pattern of flow, e.g. change of flow direction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/18Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/20Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0418Layout of the intake air cooling or coolant circuit the intake air cooler having a bypass or multiple flow paths within the heat exchanger to vary the effective heat transfer surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0437Liquid cooled heat exchangers
    • F02B29/0443Layout of the coolant or refrigerant circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/045Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly
    • F02B29/0462Liquid cooled heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/02Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0202Header boxes having their inner space divided by partitions
    • F28F9/0204Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions
    • F28F9/0209Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions having only transversal partitions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/18Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F01P2003/187Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/02Intercooler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0082Charged air coolers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2250/00Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/06Derivation channels, e.g. bypass
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

본 발명은 수냉식 인터쿨러 장치의 저온 라디에이터에 바이패스용 액츄에이터 밸브를 설치하여 필요에 따라 냉각수 유로 및/또는 냉각수 유로 갯수를 변경하여 냉각수 용량을 가변할 수 있도록 함으로써 냉각수를 순환시키는 워터펌프의 소비전력을 줄이고 이를 통해 연비를 절감할 수 있도록 한 수냉식 인터쿨러 장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 실시예는, 수냉식 인터쿨러 장치에 있어서, 엔진에 공급되는 과급 공기를 냉각하기 위한 냉각수가 유동하는 저온 라디에이터로서 냉각수가 유입되는 유입구, 상기 냉각수가 배출되는 유출구, 상기 냉각수가 유동하는 다수의 연결관으로 형성된 몸체부, 상기 몸체부의 연결관들에 냉각수를 분배하는 일측 냉각수 탱크, 및 상기 연결관들에 유동하는 냉각수가 집합되도록 형성된 타측 냉각수 탱크를 포함하여 형성된 저온 라디에이터;를 포함하고, 상기 몸체부에 형성된 연결관들의 일부에만 냉각수가 유동하도록 상기 냉각수 탱크의 내부를 개폐하는 액츄에이터 밸브가 상기 냉각수 탱크에 적어도 1개 이상 설치될 수 있다.

Description

수냉식 인터쿨러 장치 {WATER COOLED TYPE INTERCOOLER APPARATUS}
본 발명은 수냉식 인터쿨러 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 수냉식 인터쿨러 장치의 저온 라디에이터에 바이패스용 액츄에이터 밸브를 설치하여 필요에 따라 냉각수 유로 및/또는 냉각수 유로 갯수를 변경하여 냉각수 용량을 가변할 수 있도록 함으로써 냉각수를 순환시키는 워터펌프의 소비전력을 줄이고 이를 통해 연비를 절감할 수 있도록 한 수냉식 인터쿨러 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 엔진은 공기와 연료를 혼합하여 그 혼합비율에 따라서 엔진출력이 조절된다.
엔진에서 연료를 분사하는 방법에는 여러 가지가 있고, 공기를 흡입하는 방법에도 여러 가지가 있다.
자동차 엔진은 자연 흡기방식의 엔진으로 출발하였지만, 엔진의 출력 증가와 연비의 개선, 매연의 감소 등 여러 가지 개선 사항을 충족시키기 위해서 터보(터보차저) 엔진, 터보 인터쿨러 엔진 등이 개발되었다.
터보 인터쿨러 또는 인터쿨러는 가압 후 고온이 된 공기를 인터쿨러에서 냉각시켜 공기 밀도를 크게 함으로써 실린더로 공급되는 흡입공기의 절대량을 늘려 엔진출력을 향상시키는 장치이다.
터보 인터쿨러 엔진은 자연흡기 엔진에 비해 출력이 상당히 향상되어 탁월한 동력성능을 발휘하며, 저속에서도 좋은 출력을 발생하므로 엔진 수명이 오래가는 장점, 및 진동과 소음, 배기가스 등이 감소되고, 연비 또한 좋아지는 장점이 있다.
상기와 같이 터보 인터쿨러 엔진에 적용되는 인터쿨러 장치는 라디에이터와 비슷한 구조로 설계하여 주행 중에 유입되는 공기를 이용하여 엔진에 과급되는 공기를 냉각시키는 공냉식과, 냉각수를 이용하여 엔진에 과급되는 공기를 냉각시키는 수냉식으로 분류된다.
공냉식 인터쿨러 장치는, 주행 중에 유입되는 공기로서 과급 공기를 냉각시키는 방식으로서 수냉식에 비해서 구조는 간단하지만 냉각 효율이 떨어진다.
수냉식 인터쿨러 장치는, 엔진 냉각용 라디에이터 또는 전용의 라디에이터(저온 라디에이터)의 냉각수를 순환시켜 과급 공기를 냉각시키는 방식이다.
상기 수냉식 인터쿨러 장치는, 공냉식 인터쿨러 장치에 비하여 과급(흡기) 루트(과급 공기 루트) 단축, 즉 흡기 저항 감소에 의한 흡기 응답성이 향상되고, 열용량이 큰 냉각수에 의해서 흡기 공기를 냉각함으로써 인터쿨러 차압 및 효율을 개선하여 연비를 절감할 수 있는 장점을 제공한다.
상기 수냉식 인터쿨러 장치의 냉각 효율은 냉각수 유속이 빠를수록, 흡기 공기와 냉각수의 온도 차이가 클수록 좋아진다고 알려져 있다.
상기 수냉식 인터쿨러 장치의 저온 라디에이터는, 통상적으로 도 1에 도시한 바와 같이 냉각수가 U자 형태로 흐르도록 냉각수 유입구(64)와 유출구(65)가 동일 방향에 설치되는 U-플로우(flow) 구조이거나, 도 2에 도시한 바와 같이 냉각수가 I자 형태로 흐르도록 냉각수 유입구(64a)와 유출구(65b)가 반대방향에 설치되는 I-플로우 구조일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래기술에 따른 수냉식 인터쿨러 장치의 저온 라디에이터(60; 도 1)(60a; 도 2)는 일측에 냉각수 탱크(또는 헤드 탱크)(61)가 형성되고; 이 냉각수 탱크(61)는 가는 금속재의 연결관(63)으로 타측 탱크(62)에 연결되고; 연결관(63)의 주위에 냉각핀이 형성되며; 냉각수 탱크(61)(62)의 유입구(64)(64a)와 유출구(65)(65a)는 각각 냉각수를 순환시키기 위한 워터펌프(WP)와 연결된다.
상기와 같은 저온 라디에이터(60)(60a)에 따르면, 엔진에 공급되는 과급 공기는 수냉식 인터쿨러 장치의 저온 라디에이터(60)(60a)에서 좌우측 또는 우측으로 이동하는 냉각수에 의해 냉각된다.
그런데, 종래기술에 따른 수냉식 인터쿨러의 저온 라디에이터는, 최악 조건에서도 냉각 성능을 만족하도록 하는 크기의 고정 용량으로 설계되어 장착되기 때문에 엔진 조건에 따라 불필요한 용량의 냉각수가 흐르게 되고, 이에 따라 유로 저항이 증가하게 되고, 이는 결국 연비를 악화시키는 워터펌프의 소비전력을 증가시키는 문제점을 유발하였다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
등록특허공보 제 10-0409563호(2003.12.01.)
따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는, 수냉식 인터쿨러 장치의 저온 라디에이터에 바이패스용 액츄에이터 밸브를 설치하여 필요에 따라 냉각수 유로 및/또는 냉각수 유로 갯수를 변경하여 냉각수 용량을 가변할 수 있도록 함으로써 냉각수를 순환시키는 워터펌프의 소비전력을 줄이고 이를 통해 연비를 절감할 수 있도록 한 수냉식 인터쿨러 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 수냉식 인터쿨러 장치는, 엔진에 공급되는 과급 공기를 냉각하기 위한 냉각수가 유동하는 저온 라디에이터로서 냉각수가 유입되는 유입구, 상기 냉각수가 배출되는 유출구, 상기 냉각수가 유동하는 다수의 연결관으로 형성된 몸체부, 상기 몸체부의 연결관들에 냉각수를 분배하는 일측 냉각수 탱크, 및 상기 연결관들에 유동하는 냉각수가 집합되도록 형성된 타측 냉각수 탱크를 포함하여 형성된 저온 라디에이터;를 포함하고, 상기 몸체부에 형성된 연결관들의 일부에만 냉각수가 유동하도록 상기 냉각수 탱크의 내부를 개폐하는 액츄에이터 밸브가 상기 냉각수 탱크에 적어도 1개 이상 설치될 수 있다.
상기 저온 라디에이터가 U-플로우 구조인 경우, 상기 유입구가 형성되지 않은 타측 냉각수 탱크에 상기 액츄에이터 밸브가 형성되고, 상기 유입구가 형성된 일측 냉각수 탱크에는 격벽이 형성될 수 있다.
상기 저온 라디에이터가 U-플로우 구조인 경우, 상기 액츄에이터 밸브에 의해 상기 냉각수 탱크의 내부가 닫힐 때 냉각수를 상기 유출구로 송출하기 위한 제1 바이패스 유출구가 상기 액츄에이터 밸브에 인접하여 형성될 수 있다.
상기 일측 냉각수 탱크에 형성된 유출구에는 상기 제1 바이패스 유출구와 연결되는 제1 바이패스 유입구가 형성될 수 있다.
상기 저온 라디에이터가 I-플로우 구조인 경우, 상기 양측 냉각수 탱크에 상기 액츄에이터 밸브가 각각 형성될 수 있다.
상기 저온 라디에이터가 I-플로우 구조인 경우, 상기 각 액츄에이터 밸브에 의해 상기 각 냉각수 탱크의 내부가 닫힐 때 상기 유출구가 형성된 타측 냉각수 탱크의 냉각수를 상기 유출구로 송출하기 위한 제2 바이패스 유출구가 상기 타측 냉각수 탱크에 형성된 상기 액츄에이터 밸브에 인접하여 형성될 수 있다.
상기 타측 냉각수 탱크에 형성된 유출구에는 상기 제2 바이패스 유출구와 연결되는 제2 바이패스 유입구가 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 수냉식 인터쿨러 장치의 저온 라디에이터에 바이패스용 액츄에이터 밸브를 설치하여 필요에 따라 냉각수 유로 및/또는 냉각수 유로 갯수를 변경하여 냉각수 용량을 가변할 수 있도록 함으로써 냉각수를 순환시키는 워터펌프의 소비전력을 줄이고 이를 통해 연비를 절감할 수 있다.
도 1은 일반적인 U-플로우 구조 수냉식 인터쿨러 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 일반적인 I-플로우 구조 수냉식 인터쿨러 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수냉식 인터쿨러 장치의 구성도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수냉식 인터쿨러 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수냉식 인터쿨러 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수냉식 인터쿨러 장치의 구성도이고; 도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수냉식 인터쿨러 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이고; 도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수냉식 인터쿨러 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수냉식 인터쿨러 장치는, 엔진(미도시)에 공급되는 과급 공기를 냉각하기 위한 냉각수가 유동하는 저온 라디에이터(100)로서 냉각수가 유입되는 유입구(164; 도 4)(164a; 도 6), 상기 냉각수가 배출되는 유출구(165)(165a), 상기 냉각수가 유동하는 다수의 연결관(163)으로 형성된 몸체부(160), 상기 몸체부(160)의 연결관(163)들에 냉각수를 분배하는 일측 냉각수 탱크(161), 및 상기 연결관(163)들에 유동하는 냉각수가 집합되도록 형성된 타측 냉각수 탱크(162)를 포함하여 형성된 저온 라디에이터(100);를 포함하고, 상기 몸체부(160)에 형성된 연결관(163)들의 일부에만 냉각수가 유동하도록 상기 냉각수 탱크(161) 및/또는 (162)의 내부를 개폐하는 액츄에이터 밸브(210)(210a,b)가 상기 냉각수 탱크에 적어도 1개 이상 설치될 수 있다.
상기 유입구(164) 및 유출구(165)는 U-플로우 구조의 저온 라디에이터에 형성되는 것이고; 상기 유입구(164a) 및 유출구(165b)는 I-플로우 구조의 저온 라디에이터에 형성되는 것이다. 상기 유입구(164)(164a)는 각각 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 기존의 저온 라디에이터에 형성된 유입구와 같은 구조로 할 수 있다.
상기 액츄에이터 밸브(210)(210a,b)는 상기 냉각수 탱크(161)(162)의 내부를 개폐할 수 있는 구조로서 널리 공지된 액츄에이터 밸브를 사용할 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
상기 액츄에이터 밸브(210)(210a, b)는 제어기(200)에 의해 제어될 수 있고; 상기 냉각수 탱크(161)(162)의 내부는 상기 액츄에이터 밸브(210)(210a,b)의 개폐판(212)(212a,b)에 의해 개폐될 수 있다.
상기 제어기(200)는 엔진(미도시)을 제어하는 엔진제어장치(미도시) 및/또는 수냉식 인터쿨러 장치를 제어하기 위한 제어장치(미도시)에 포함될 수 있다.
상기 저온 라디에이터(100)가, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 U-플로우 구조인 경우, 상기 유입구(164)가 형성되지 않은 타측 냉각수 탱크(162)에 상기 액츄에이터 밸브(210)가 형성되고, 상기 유입구(164)가 형성된 일측 냉각수 탱크(161)에는 격벽(166)이 형성될 수 있다.
상기 유입구(164)가 형성된 일측 냉각수 탱크(161)의 격벽(166)은 기존의 저온 라디에이터의 일측 냉각수 탱크에 형성된 격벽(166)에 상당할 수 있다. 상기 격벽(166)은 상기 액츄에이터 밸브(210)의 개폐판(212)의 높이와 동일한 위치에 형성될 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 저온 라디에이터(100)가 U-플로우 구조인 경우, 상기 액츄에이터 밸브(210)의 개폐판(212)에 의해 상기 타측 냉각수 탱크(162)의 내부가 닫힐 때 냉각수를 상기 일측 냉각수 탱크(161)에 형성된 유출구(165)로 송출하기 위한 제1 바이패스 유출구(167)가 상기 액츄에이터 밸브(210)에 인접하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 바이패스 유출구(167)는 상기 액츄에이터 밸브(210)의 상부에 형성될 수 있다.
상기 일측 냉각수 탱크에 형성된 유출구(165)에는 상기 제1 바이패스 유출구(167)와 연결되는 제1 바이패스 유입구(169)가 형성될 수 있다. 상기 제1 바이패스 유출구(167)와 상기 제1 바이패스 유입구(169)는 호스(미도시) 등과 같은 연결 파이프로 연결될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
한편, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 저온 라디에이터(100)가 I-플로우 구조인 경우, 상기 양측 냉각수 탱크(161)(162)에 액츄에이터 밸브(210a)(210b)가 각각 형성될 수 있다.
상기 액츄에이터 밸브(210a)(210b)는 도 4 및 도 5에 도시한 액츄에이터 밸브와 동일한 것으로 할 수 있다. 부재번호 212a, 212b로 지시된 것은 각 냉각수 탱크(161)(162)를 개폐하기 위한 액츄에이터 밸브(210a)(210b)의 개폐판이다.
상기 저온 라디에이터(100)가 I-플로우 구조인 경우, 상기 각 액츄에이터 밸브(210a)(210b)의 개폐판(212a)(212b)에 의해 상기 각 냉각수 탱크(161)(162)의 내부가 닫힐 때 상기 유출구(165a)가 형성된 타측 냉각수 탱크(162)의 냉각수를 상기 유출구(165a)로 송출하기 위한 제2 바이패스 유출구(167a)가 상기 타측 냉각수 탱크(162)에 형성된 상기 액츄에이터 밸브(210b)에 인접하여, 예를 들면 상기 액츄에이터 밸브(210b)의 상부에 형성될 수 있다.
상기 타측 냉각수 탱크(162)에 형성된 유출구(165a)에는 상기 제2 바이패스 유출구(167a)와 연결되는 제2 바이패스 유입구(169a)가 형성될 수 있다. 상기 제1 바이패스 유출구(167)와 상기 제1 바이패스 유입구(169)는 호스(미도시) 등과 같은 연결 파이프로 연결될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 수냉식 인터쿨러 장치를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 4를 참조하면, 예를 들어 연결관(163)들을 전부 사용하여 엔진(미도시)에 과급 공기를 냉각할 필요가 있는 경우에 제어기(200)는 개폐판(212)이 오픈되도록 액츄에이터 밸브(210)를 동작시킨다.
상기 액츄에이터 밸브(210)의 개폐판(212)이 오픈된 경우의 저온 라디에이터(100)는, 도 1에 도시한 바와 같은 저온 라디에이터의 구조이고, 그에 대한 동작 또한 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 예를 들어 연결관(163)들의 일부만 사용해도 엔진(미도시)에 과급되는 공기를 충분히 냉각할 수 있는 경우에, 제어기(200)는 개폐판(212)이 냉각수 탱크(162)의 내부를 폐쇄하도록 액츄에이터 밸브(210)를 동작시킨다. 상기 액츄에이터 밸브(210)의 개폐판(212)의 폐쇄 위치와 상기 격벽(166)은 동일 위치에 위치도록 상기 액츄에이터 밸브(210)를 설치하는 것이 바람직하다.
상기 액츄에이터 밸브(210)의 개폐판(212)이 상기 냉각수 탱크(162)의 내부를 폐쇄하면, 냉각수가 도시한 바와 같이 액츄이터 밸브(210)가 설치된 상부쪽의 연결관(163)들에만 흐르기 때문에, 즉 I-플로우 구조의 저온 라디에이터에서와 같이 냉각수가 흐르기 때문에 유량이 적을 뿐만 아니라 유동 저항도 적기 때문에 냉각수 펌프(WP)가 소모하는 전력이 작게 되고, 이로써 연비가 절감되게 된다.
상기 제1 바이패스 유출구(167)를 빠져 나온 냉각수는 호스 등의 연결관을 통해 제1 바이패스 유입구(169)로 유입된 후 유출구(165)를 통해 빠져 나갈 수 있다.
도 6을 참조하면, 예를 들어 연결관(163)들을 전부 사용하여 엔진(미도시)에 과급 공기를 냉각할 필요가 있는 경우에 제어기(200)는 개폐판(212a)(212b)이 오픈되도록 액츄에이터 밸브(210a)(210b)를 동작시킨다.
상기 액츄에이터 밸브(210a)(210b)의 개폐판(212a)(212b)이 오픈된 경우의 저온 라디에이터(100)는, 도 2에 도시한 바와 같은 저온 라디에이터의 구조이고, 그에 대한 동작 또한 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 예를 들어 연결관(163)들의 일부만 사용해도 엔진(미도시)에 과급되는 공기를 충분히 냉각할 수 있는 경우에, 제어기(200)는 개폐판(212a)(212b)이 냉각수 탱크(162)의 내부를 폐쇄하도록 액츄에이터 밸브(210a)(210b)를 동작시킨다. 상기 액츄에이터 밸브(210a)와 (210b)는 바람직하게 동일한 위치에 설치된다.
상기 액츄에이터 밸브(210)의 개폐판(212)이 상기 냉각수 탱크(161)(162)의 각 내부를 폐쇄하면, 냉각수가 도시한 바와 같이 액츄이터 밸브(210a)(210b)가 설치된 상부쪽의 연결관(163)들에만 흐르기 때문에, 즉 유량이 적게 흐르기 때문에 때문에 냉각수 펌프(WP)가 소모하는 전력이 작게 되고, 이로써 연비가 절감되게 된다.
상기 제2 바이패스 유출구(167a)를 빠져 나온 냉각수는 호스 등의 연결관을 통해 제2 바이패스 유입구(169a)로 유입된 후 유출구(165a)를 통해 빠져 나갈 수 있다.
이로써, 본 발명의 실시예에 따르면, 수냉식 인터쿨러 장치의 저온 라디에이터에 바이패스용 액츄에이터 밸브를 설치하여 필요에 따라 냉각수 유로 및/또는 냉각수 유로 갯수를 변경하여 냉각수 용량을 가변할 수 있도록 함으로써 냉각수를 순환시키는 워터펌프의 소비전력을 줄이고 이를 통해 연비를 절감할 수 있도록 한 수냉식 인터쿨러 장치에 관한 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 저온 라디에이터 162, 163: 냉각수 탱크
163: 연결관 164, 164a: 유입구
165, 165a: 유출구 210: 액츄에이터 밸브

Claims (7)

  1. 수냉식 인터쿨러 장치에 있어서,
    엔진에 공급되는 과급 공기를 냉각하기 위한 냉각수가 유동하는 저온 라디에이터로서 냉각수가 유입되는 유입구, 상기 냉각수가 배출되는 유출구, 상기 냉각수가 유동하는 다수의 연결관으로 형성된 몸체부, 상기 몸체부의 연결관들에 냉각수를 분배하는 일측 냉각수 탱크, 및 상기 연결관들에 유동하는 냉각수가 집합되도록 형성된 타측 냉각수 탱크를 포함하여 형성된 저온 라디에이터;를 포함하고,
    상기 몸체부에 형성된 연결관들의 일부에만 냉각수가 유동하도록 상기 냉각수 탱크의 내부를 개폐하는 액츄에이터 밸브가 상기 냉각수 탱크에 적어도 1개 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 수냉식 인터쿨러 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 저온 라디에이터가 U-플로우 구조인 경우, 상기 유입구가 형성되지 않은 타측 냉각수 탱크에 상기 액츄에이터 밸브가 형성되고, 상기 유입구가 형성된 일측 냉각수 탱크에는 격벽이 형성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 인터쿨러 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 저온 라디에이터가 U-플로우 구조인 경우, 상기 액츄에이터 밸브에 의해 상기 냉각수 탱크의 내부가 닫힐 때 냉각수를 상기 유출구로 송출하기 위한 제1 바이패스 유출구가 상기 액츄에이터 밸브에 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 인터쿨러 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 타측 냉각수 탱크에 형성된 유출구에는 상기 제1 바이패스 유출구와 연결되는 제1 바이패스 유입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 인터쿨러 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 저온 라디에이터가 I-플로우 구조인 경우, 상기 양측 냉각수 탱크에 상기 액츄에이터 밸브가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 인터쿨러 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 저온 라디에이터가 I-플로우 구조인 경우, 상기 각 액츄에이터 밸브에 의해 상기 각 냉각수 탱크의 내부가 닫힐 때 상기 유출구가 형성된 타측 냉각수 탱크의 냉각수를 상기 유출구로 송출하기 위한 제2 바이패스 유출구가 상기 타측 냉각수 탱크에 형성된 상기 액츄에이터 밸브에 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 인터쿨러 장치.
  7. 제3항에서,
    상기 타측 냉각수 탱크에 형성된 유출구에는 상기 제2 바이패스 유출구와 연결되는 제2 바이패스 유입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 인터쿨러 장치.
KR1020140175840A 2014-12-09 2014-12-09 수냉식 인터쿨러 장치 KR101655174B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140175840A KR101655174B1 (ko) 2014-12-09 2014-12-09 수냉식 인터쿨러 장치
US14/701,230 US20160160736A1 (en) 2014-12-09 2015-04-30 Water-cooling intercooler apparatus
CN201510303180.5A CN106194397B (zh) 2014-12-09 2015-06-05 水冷式中间冷却器装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140175840A KR101655174B1 (ko) 2014-12-09 2014-12-09 수냉식 인터쿨러 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160069788A true KR20160069788A (ko) 2016-06-17
KR101655174B1 KR101655174B1 (ko) 2016-09-07

Family

ID=56093892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140175840A KR101655174B1 (ko) 2014-12-09 2014-12-09 수냉식 인터쿨러 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20160160736A1 (ko)
KR (1) KR101655174B1 (ko)
CN (1) CN106194397B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190042378A (ko) * 2017-10-16 2019-04-24 현대자동차주식회사 차량용 라디에이터

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3060108B1 (fr) * 2016-12-09 2019-05-17 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur, notamment echangeur d’air de suralimentation pour vehicule automobile
CN106917668B (zh) * 2017-04-21 2019-12-10 奇瑞汽车股份有限公司 一种汽车发动机中冷器及具有其的发动机进气***
DE102018205961A1 (de) * 2018-04-19 2019-10-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Ladeluftkühler einer Brennkraftmaschine und Verfahren zur Ladeluftkühlung einer Brennkraftmaschine
DE102020100104A1 (de) * 2020-01-06 2021-07-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Wärmetauscher und Verfahren zum Betrieb eines Wärmetauschers

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0473782U (ko) * 1990-10-18 1992-06-29
KR20000031082A (ko) * 1998-11-03 2000-06-05 신영주 가변용량 라디에이터
KR100409563B1 (ko) 2000-08-29 2003-12-18 현대자동차주식회사 라디에이터의 바이패스밸브

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3920067A (en) * 1973-04-11 1975-11-18 Mms Ltd Heat exchanger for continuous flow fluid heater
US4414034A (en) * 1982-07-19 1983-11-08 Diamond Shamrock Corporation Novel additive blends for cementitious materials
US4474034A (en) * 1982-09-23 1984-10-02 Avery Jr Richard J Refrigerant accumulator and charging apparatus and method for vapor-compression refrigeration system
JP3422036B2 (ja) * 1992-07-13 2003-06-30 株式会社デンソー 車両用冷却装置
US6467300B1 (en) * 2001-03-27 2002-10-22 John O. Noble, III Refrigerated intercooler
FR2844041B1 (fr) * 2002-08-28 2005-05-06 Valeo Thermique Moteur Sa Module d'echange de chaleur pour un vehicule automobile et systeme comportant ce module
AT501068B1 (de) * 2004-12-03 2007-10-15 Vogel & Noot Waermetechnik Ag Heizkörper mit verstellbaren trennblechen
EP2322890A1 (en) * 2009-11-16 2011-05-18 Thermex Ltd. A marine heat exchanger
SE535433C2 (sv) * 2010-12-14 2012-08-07 Scania Cv Ab Modulsystem för bildande av en kylaranordning samt laddluftkylare och kylarvätskekylare bildade av ett sådant modulsystem
FR2971047B1 (fr) * 2011-02-01 2013-01-11 Peugeot Citroen Automobiles Sa Echangeur thermique reversible, procede de fonctionnement, utilisation et vehicule muni d'un tel echangeur.
US9464562B2 (en) * 2013-05-02 2016-10-11 Ford Global Technologies, Llc Variable valve system to reduce condensation in a charge air cooler
US10443428B2 (en) * 2014-02-19 2019-10-15 United Technologies Corporation Gas turbine engine having minimum cooling airflow

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0473782U (ko) * 1990-10-18 1992-06-29
KR20000031082A (ko) * 1998-11-03 2000-06-05 신영주 가변용량 라디에이터
KR100409563B1 (ko) 2000-08-29 2003-12-18 현대자동차주식회사 라디에이터의 바이패스밸브

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190042378A (ko) * 2017-10-16 2019-04-24 현대자동차주식회사 차량용 라디에이터

Also Published As

Publication number Publication date
US20160160736A1 (en) 2016-06-09
CN106194397A (zh) 2016-12-07
CN106194397B (zh) 2019-09-17
KR101655174B1 (ko) 2016-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9551273B2 (en) Charge air cooling system
JP4679485B2 (ja) Egr装置
KR101655174B1 (ko) 수냉식 인터쿨러 장치
AU2011354609B2 (en) Thermal management system and method
DK177631B1 (en) Large two-stroke diesel engine with exhaust gas purification system
US7311090B2 (en) Engine exhaust gas passage flow orifice and method
US6971377B2 (en) Exhaust gas recirculation cooler with bypass flow
US8261542B2 (en) System, method, and device for locomotive exhaust gas recirculation cooling and catalyst heating
US20090260605A1 (en) Staged arrangement of egr coolers to optimize performance
CN102628397A (zh) 发动机***
KR20150018546A (ko) 배기 가스 순환계에서의 에너지 회수 시스템
RU2016152422A (ru) Способ (варианты) и система для рекуперации тепла отработавших газов
JP5898174B2 (ja) エンジン排気ガス再循環回路の冷却装置
EP3557039B1 (en) Exhaust gas heat exchanger capable of controlling cooling performance
JP2007315231A (ja) 内燃機関の排気浄化システム
JP2006090167A (ja) エンジンの排気還流装置
KR101769747B1 (ko) 차량용 엔진 냉각 시스템
CN111255595B (zh) 具有低压egr的发动机***及车辆
JP2021161979A (ja) エンジンのegrシステム
JP5918474B2 (ja) Egr装置
CN202325765U (zh) 用于内燃机的传热单元和用于内燃机机油循环的传热单元
JPWO2014041963A1 (ja) 内燃機関の冷却装置
CN115030808B (zh) 一种中冷器及车辆
KR101294076B1 (ko) 차량용 이지알 쿨러
JP5014032B2 (ja) 内燃機関における還流排気ガスの冷却装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190827

Year of fee payment: 4