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KR20190111773A - 액체 냉각식 프리쿨러와 공기 냉각식 메인 쿨러로 이루어진 인터쿨러 - Google Patents

액체 냉각식 프리쿨러와 공기 냉각식 메인 쿨러로 이루어진 인터쿨러 Download PDF

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KR20190111773A
KR20190111773A KR1020190028280A KR20190028280A KR20190111773A KR 20190111773 A KR20190111773 A KR 20190111773A KR 1020190028280 A KR1020190028280 A KR 1020190028280A KR 20190028280 A KR20190028280 A KR 20190028280A KR 20190111773 A KR20190111773 A KR 20190111773A
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KR
South Korea
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intercooler
coolant
precooler
air
flat
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Application number
KR1020190028280A
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English (en)
Inventor
스테판 흘라박
하이넥 흐루자
마틴 보아
페트르 콜더
마틴 소푸치
Original Assignee
한온시스템 주식회사
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 한온시스템 주식회사 filed Critical 한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 액체 냉각식 프리쿨러(2)와 공기 냉각식 메인 쿨러(3)로 이루어진 인터쿨러(1)에 관한 것으로서, 상기 인터쿨러는, 단부측에 배치되고 밀봉 플레이트(13)를 갖는 2개의 분배기/컬렉터 유닛(12) 사이에 다수의 층으로 이루어진 과급 공기(6)용 평판관(10)들이 배치되어 있고, 이때 상기 평판관(10)들은 상기 프리쿨러(2) 영역에서는 이러한 평판관들과 열적으로 접촉하는, 상기 프리쿨러(2)의 냉각제용 평판관(16)들을 통해서 평행하게 이격되어 있으며, 그리고 상기 평판관(10)들이 상기 메인 쿨러(3) 영역에서는 냉각 공기(7)용 외부 라멜라(11)들을 통해서 평행하게 이격되어 있으며, 상기 프리쿨러(2)가 다수의 층으로 이루어진 냉각제용 평판관(16)들로 형성되어 있고, 이때 상기 평판관(16)들은 수평 방향으로, 냉각제용 유입구 영역(18), 유입 영역(19), 편향 영역(20), 역류 영역(21) 및 유출구 영역(22)을 갖는 U자형 유동 채널을 형성하며, 이때 상기 평판관(16)들의 개별 층들의 상기 유입구 영역(18)들과 유출구 영역(22)들은 수직 방향으로 서로 직접 연결되어 상기 인터쿨러(1)의 일 측면에 배치되어 있으며, 그리고 상기 냉각제용 평판관(16)들이 역류식으로 상기 프리쿨러(2)에서, 상기 과급 공기(6)용 평판관(10)들에 대해 횡 방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

액체 냉각식 프리쿨러와 공기 냉각식 메인 쿨러로 이루어진 인터쿨러{INTERCOOLER CONSISTING OF A LIQUID-COOLED PRE-COOLER AND AN AIR-COOLED MAIN COOLER}
본 발명은, 기본적으로 액체 냉각식 프리쿨러(liquid-cooled pre-cooler)와 공기 냉각식 메인 쿨러(air-cooled main cooler)로 형성된 인터쿨러(intercooler)에 관한 것이다. 상기 프리쿨러는 상기 인터쿨러 내에 통합되어 있고 상기 메인 쿨러와 함께 구성 유닛을 형성한다.
인터쿨러는, 내연 기관의 흡기 통로에서 엔진에 공급되는 연소 공기의 온도를 감소시키는 열교환기를 의미한다. 내연 기관들에서 과급 공기 냉각이 이용됨으로써 엔진의 출력과 효율이 증가된다.
그러나 특정 외부 조건에서는 인터쿨러 내에 응축이 발생할 수 있으며, 이로 인해 실화(misfire) 및 엔진 문제가 발생할 수 있다. 이러한 이유로 인터쿨러들은 최대 출력으로 작동할 수 없는 경우가 많다. 과급 공기의 예비 냉각(pre-cooling)에 의해서는 상기 인터쿨러 내에서의 응축 문제가 해결될 수 있다.
종래 기술에는 다양한 구조로 설계된 프리쿨러를 갖는 인터쿨러들이 공지되어 있다.
매우 효율적인 예비 냉각을 실현하기 위하여, 프리쿨러들은 액체 냉각식 그리고 특히, 수랭식 열교환기로서 형성되고, 이들 열교환기에서는 과급 공기가 예비 냉각되며, 이때 상기 과급 공기는 예비 냉각 이전에 공기 냉각식 인터쿨러에 도달한 다음, 이러한 공기 냉각식 인터쿨러에서 원하는 최종 온도로 냉각된다.
종래 기술에는 분리식 열교환기로서 프리쿨러를 형성하는 설계 외에, 프리쿨러를 인터쿨러 내에 직접 통합하여 공간을 절약하는 설계를 달성하는 접근법들도 공지되어 있다.
이러한 방식으로 예를 들어, EP 0 289 406 A1호에는 2단 열교환기 및 그의 장착 방법이 개시되며, 이 경우 공개된 인터쿨러는 수랭식 프리쿨러 및 공기 냉각식 애프터 쿨러(after cooler)를 갖는다.
또한, GB 2023797 A호에는 수랭식 및 공기 냉각식이 결합된 내연 기관용 인터쿨러가 공지되어 있다.
개선된 결합형 인터쿨러들은 US 7165537 B2호 및 EP 1 386 068 B1호에 개시되어 있으며, 이 경우 각각 공기 냉각식 열교환기의 영역은 액체 냉각 기능을 갖는 컬렉터 및 분배기로서 탱크에 의해 더욱 개선된다. 이 경우 상기 액체 냉각식 영역은 쿨러 내로 이어지는 과급 공기의 입구 바로 다음에 프리쿨러로서 배치되어 있다.
계속해서 EP 2 044 304 A1호에는 커플링 포트를 갖는 열교환기, 예를 들어 인터쿨러 및 열교환기용 커플링 포트가 개시되어 있으며, 이 경우 상기 커플링 포트는 특히, 결합된 공기 및 액체 냉각 기능을 갖는 인터쿨러로서 사용을 위해 설치되었다. 이때 프리쿨러는 열교환기의 영역에 통합된다. 이와 동시에 상기 프리쿨러는 분배기와 컬렉터를 통해 서로 연결된 평판관(flat tube)들로 형성되어 있다. 상기 프리쿨러의 평판관들은 과급 공기를 포함하는 평판관들의 간격 내로 삽입되어 상기 과급 공기를 냉각한다.
인용한 종래 기술은, 공지된 구조가 일반적으로 비용이 많이 드는 방식으로 설계되고 프리쿨러의 구조적 통합이 일반적으로 완전히 성공적이지 못하다는 단점을 있다. 이러한 점은, 차량 내에는 공간이 부족할 뿐만 아니라 추가 컴포넌트들을 위한 설치 공간이 제공되지 않는 경우가 많기 때문에, 특히 자동차 기술 분야에서는 불리하게 작용한다.
본 발명의 과제는, 구조적으로 메인 쿨러의 유닛과 이러한 메인 쿨러 내에 통합된 프리쿨러를 형성하는 인터쿨러를 제공하는 것이다. 이 경우에는 적은 압력 손실 외에 많은 공간을 필요로 하지 않는 구조가 실현되어야 한다.
상기 과제는 청구항 1에 따른 특징들을 갖는 대상에 의해서 달성된다. 개선예들은 종속항들에 기재되어 있다.
본 발명 과제는 특히 인터쿨러에 의해서 해결되며, 상기 인터쿨러는 기본적으로 액체 냉각식 프리쿨러와 공기 냉각식 메인 쿨러로 이루어진다. 단부측에 배치된 분배기 유닛과 다른 한 측면의 단부측에 배치된 컬렉터 유닛 사이에는 다수의 층으로 이루어진 과급 공기용 평판관들이 배치되어 있으며, 이때 상기 분배기 유닛과 컬렉터 유닛은 각각 밀봉 플레이트를 갖는다. 상기 프리쿨러 영역에서, 서로 평행하게 이격된 상기 과급 공기용 평판관들은 냉각제용 평판관들과 열적으로 접촉하고, 이 경우 과급 공기용 평판관들과 냉각제용 평판관들은 열교환기 코어로서 각각 교대로 다수의 층으로 배치되어 있다. 이때 상기 프리쿨러는 다수의 층으로 이루어진 냉각제용 평판관들로 구성되며, 이 경우 상기 평판관들은 수평 방향으로, 냉각제용 유입구 영역(inlet area), 유입 영역(inflow area), 편향 영역(diverting area), 역류 영역(backflow area) 및 유출구 영역(outlet area)을 갖는 U자형 유동 채널을 형성한다. 위아래로 배치된 냉각제용 평판관들의 유입구 영역들은 동일 평면에 놓이는 방식으로 수직으로 배치되어 서로 연결되어 있으며, 그 결과 수직 방향으로 인접한 냉각제용 평판관들의 유입구 영역들은 분배기로서 기능한다. 유사한 방식으로 상기 냉각제용 평판관들의 개별 층들의 상기 유입구 영역들도 마찬가지로 수직 방향으로 연결되어 컬렉터로서 기능한다. 상기 평판관들의 유입구 영역들과 유출구 영역들은 인터쿨러의 일 측면에 배치되어 있다. 이 경우 냉각제용 평판관들은 프리쿨러에서, 상기 과급 공기용 평판관들에 대해 횡 방향으로 방향 설정되어 있으며, 그 결과 역류(cross counterflow)가 발생한다. 특히 바람직하게 상기 프리쿨러의 편향 영역은 과급 공기용 평판관과 같은 높이로 폐쇄되도록 형성되어 있으며, 그 결과 상당히 공간 절약적인 설계가 이루어진다. 유입구 및 유출구 영역들에 각각 마주 놓인 냉각제용의 여러 평판관들의 편향 영역들은 서로 연결되어 있지 않다.
상기 프리쿨러와 메인 쿨러는 바람직하게 각각 베이스 및 커버 플레이트에 의해 제한된다.
상기 프리쿨러의 커버 플레이트 상에서 수직 방향으로는 상기 냉각제 유입 포트와 냉각제 유출 포트가 배치되어 있으며, 그 결과 냉각제가 열교환기의 일 측면에서, 특히 상부면에서 상기 프리쿨러 내로 유입되고 상기 열교환기의 동일한 측면의 인접한 위치에서 상기 프리쿨러 외부로 유출된다. 일 측면 상에서 그리고 수직 방향으로의 포트들 배치는 장착 및 분리 시 우수한 취급 용이성으로 이어진다.
특히 바람직하게는 과급 공기용 평판관들 내에 내부 라멜라들이 배치되어 있음으로써, 지속적으로 우수한 혼합 및 이와 관련한 뛰어난 열전달이 보장된다. 유사한 방식으로 상기 냉각제용 평판관들에 마찬가지로 내부 라멜라들이 설치되어 있으나, 이들 내부 라멜라는 공기 관류식 라멜라들의 설계와 달리 조건이 특히, 냉각제에 적합하게 형성되어 있다.
상기 냉각제용 평판관들은 가장자리 영역에서 서로 연결되는 2개의 박판으로 형성되고, 이들 박판은 가장자리가 서로 용접되거나, 납땜되거나, 또는 플랜징(flanging) 처리된다.
상기 분배기/컬렉터 유닛은 구조적으로 동일하게 형성되는 것이 특히 바람직한데, 그 이유는 이러한 경우 상기 분배기 유닛과 컬렉터 유닛이 특히 효과적으로 제조되고 사용될 수 있기 때문이다.
바람직하게 프리쿨러용 냉각제로는 물이 사용된다.
특히 바람직하게 상기 냉각제용 평판관들의 높이는 상기 냉각 공기용 외부 라멜라들의 높이에 상응하며, 그 결과 상기 과급 공기용 평판관들은 직선으로 설치 및 배치될 수 있다. 상기 메인 쿨러의 영역에서 상기 냉각 공기용 외부 라멜라들은 과급 공기용 평판관들과 접촉하고, 그리고 프리쿨러의 영역에서는 상기 냉각제용 평판관들이 상기 과급 공기용 평판관들과 접촉한다.
본 발명의 장점은 특히, 인터쿨러의 비용 효율적이고 재료 절약형 구조와 소형 크기이다. 또 다른 유익한 효과는 분리식 프리쿨러에 비해 컴포넌트와 공구의 수가 감소된다는 것이다.
외부 프리쿨러 또는 공지된 통합형 프리쿨러에 비해 프리쿨러에서 압력 강하가 적은 것이 특히 유익하다.
본 발명의 콘셉트는, 냉각제를 안내하는, 프리쿨러의 평판관들을 갖는 액체 냉각식 열교환기 코어가 과급 공기 열교환기 평판관들 사이에 교대로 배치되어 상대적으로 낮은 온도에서 예비 냉각 동안 특히 집중적인 열전달이 이루어질 수 있다는 것이다.
이러한 통합형 솔루션에 의해서는 프리쿨러와 메인 쿨러용의 분리식 열교환기들에 비해 출력, 압력 강하 및 열전달 비용과 관련한 우수한 절충안이 달성되었다.
본 발명의 실시예들의 추가적인 세부 사항들, 특징들 및 장점들은 관련된 도면들을 참조하는 실시예들에 대한 하기의 설명으로부터 드러난다. 도면부에서:
도 1은 인터쿨러를 사시도로 도시하고,
도 2는 인터쿨러를 분해도로 도시하며,
도 3은 인터쿨러의 프리쿨러를 후면에서 바라보고 도시한 사시도이고,
도 4는 인터쿨러의 프리쿨러를 상부에서 바라보고 도시한 사시도이며,
도 5는 프리쿨러를 분해도로 도시하고,
도 6은 냉각제용 평판관을 수평으로 절단한 평면도로 도시하며, 그리고
도 7은 냉각제용 평판관의 다층을 종단면도로 도시한다.
도 1에는, 기본적으로 과급 공기(6)용 유입 영역, 프리쿨러(2), 메인 쿨러(3) 및 유출 영역으로 이루어진 인터쿨러(1)가 도시되어 있다. 상기 과급 공기(6)는 과급 공기 유입 포트(4)를 통해서 분배기 유닛(12)에 이르고, 그곳에서 밀봉 플레이트(13)를 통해서, 후속해서 상기 과급 공기(6)가 관류되는, 상기 분배기 유닛(12)에 결합된 평판관(10)들에 이른다. 이 평판관(10)들은 인터쿨러(1)의 전체 길이에 걸쳐서, 즉 상기 인터쿨러(1)의 일 측면에 있는 분배기 유닛(12)에서 다른 한 측면에 있는 컬렉터 유닛(12)까지 연장된다. 인터쿨러(1)로부터 과급 공기(6)의 유출은 과급 공기 유출 포트(5)를 통해서 이루어진다. 따라서 인터쿨러(1)는 단부측에서 분배기/컬렉터 유닛(12)에 의해 제한된다. 프리쿨러(2) 영역에서 과급 공기(6)는 냉각제에 의해 냉각되며, 이러한 냉각제는 냉각제 유입 포트(8)를 통해서 상기 프리쿨러(2) 내로 유입되고, 냉각제 유출 포트(9)를 통해서 상기 프리쿨러로부터 밖으로 유출된다. 상기 냉각제 유입 포트와 유출 포트(8, 9)는 수직 방향으로 방향 설정되어 있다. 메인 쿨러(3) 영역에서 과급 공기(6)용 평판관(10)들은 냉각 공기(7)에 의해 냉각되며, 이때 상기 냉각 공기는 화살표로 표시된 평판관(10)들 사이 간격을 관통한다. 상기 과급 공기(6)용 평판관(10)들의 간격 내에는 냉각제(7)용 외부 라멜라(11)들이 배치되어 있으며, 이들은 냉각 공기 측으로의 열전달을 향상시킨다.
도 2에는 인터쿨러(1)가 분해도로 도시되어 있으며, 이 경우에는 도 1에 이미 도시되고 설명된 바와 같은 개별 컴포넌트들을 다른 도면 방식으로 다시 볼 수 있다. 예를 들면, 과급 공기(6)용 내부 라멜라(14) 및 냉각제에 대한 내부 라멜라(17)와 같이 보이지 않는 컴포넌트들이 추가로 도시되어 있다.
두 측면에 대한 분배기/컬렉터 유닛(12)의 바람직한 일체형 실시예뿐만 아니라, 밀봉 플레이트(13)를 통과하여 상기 분배기/컬렉터(12) 내부로의 평판관(10)들의 결합은 인터쿨러(1)를 구조적으로 단순하게 형성할 수 있도록 하며, 이러한 점은 비용면에서 유리하다.
프리쿨러(2)는, 과급 공기가 평판관(10)들 내로 유입되는 직후 영역에 배치되어, 상기 평판관(10)들 내로 유입되는 과급 공기를 냉각한다. 베이스/커버 플레이트(15)는 메인 쿨러(3)를 제한한다.
과급 공기용 내부 라멜라(14)들은 평판관(10)들 내에 배치되어 평판관 재킷으로의 과급 공기의 열전달을 향상시킨다. 평판관(10)들은 열을 외부 라멜라(11)들로 유동하고, 이때 상기 외부 라멜라 주위로는 냉각 공기가 흐른다.
도 3은 인터쿨러의 프리쿨러(2)를 후면에서 바라본 사시도로 도시한다. 과급 공기(6)는 방향 화살표로 표시된 바와 같이 과급 공기 유입 포트(4)를 통해서 분배기 유닛(12) 내에 이른다. 분배기 유닛(12)은 과급 공기 유출 포트(4)에서 평판관(10)들의 관 패키지의 횡단면까지 디퓨저 유형의 유동 단면적을 갖는다. 분배기 유닛(12) 내로 과급 공기(6)용 평판관(10)들의 결합은 밀봉 플레이트(13)에 의해서 이루어지며, 상기 밀봉 플레이트는 기능상 과급 공기 흐름의 외부로의 밀봉도 실현한다. 과급 공기(6)용 평판관(10)들은 프리쿨러(2)의 영역에서 이러한 프리쿨러(2)의 냉각제용 평판관(16)들과 열적으로 접촉한다. 이 경우 상기 냉각제용 평판관(16)들은 냉각 공기용 외부 라멜라(11)의 높이에 상응하는 높이를 가지며, 그 결과 상기 평판관들은 과급 공기용 평판관(10)들 사이에 삽입된다. 과급 공기용 평판관(10)들과 냉각제용 평판관(16)들 사이에는 바람직하게 열전달을 향상하기 위한 냉각제 열 전도성 페이스트가 배치되어 있다. 프리쿨러(2)의 열교환기 패키지는 단부측에서 마찬가지로 도면에 도시되지 않은 베이스 플레이트 및 도면에 도시된 커버 플레이트(15)에 의해 제한된다.
냉각제는 프리쿨러(2) 영역에서 상기 냉각제 유입 포트(8)를 통해 상기 프리쿨러(2) 내로 유입되고, 냉각제 유출 포트(9)를 통해 상기 프리쿨러로부터 다시 유출되며, 이 경우 인터쿨러의 길이 방향으로 상기 냉각제 유입 포트(8)와 냉각제 유출 포트(9)의 오프셋은, 냉각제용 평판관(16)들 내부에서 유동과 결합하여 과급 공기에 대한 냉각제의 역류 방식의 유동을 일으킨다.
도 4에는 인터쿨러의 프리쿨러(2)가 위에서 바라본 사시도로 도시되어 있다. 도 3에 따른 도시에 추가로, 도 4에는 프리쿨러(2) 내부에서의 냉각제의 유동 경로가 점선 화살표로 표시되어 있다. 또한, 도 4에 따르면, 냉각제용 유입 및 유출 영역이 인터쿨러의 측면에 배치되어 상기 인터쿨러보다 약간 돌출되어 있다.
프리쿨러(2)의 다른 한 측면에서는 냉각제용 평판관(16)이 과급 공기(6)용 평판관(10)들과 동일한 높이로 진행된다.
도 5는 프리쿨러(2)를 도 2보다 확대된 분해도로 도시한다. 프리쿨러(2)는 기본적으로 냉각제용 평판관(16)들로 형성된 열전달 코어로 이루어진다. 이러한 열전달 코어는 상부면과 하부면이 각각 베이스 및 커버 플레이트(15)에 의해 제한된다. 상기 커버 플레이트(15)에는 냉각제 유입 포트(8) 및 냉각제 유출 포트(9)를 위한 수용부들이 제공되어 있다. 또한, 냉각제용 내부 라멜라(17)들이 도시되어 있고, 이들 라멜라는 냉각제용 평판관(16)들 내에 배치되어 있다. 상기 냉각제용 내부 라멜라(17)들은 특히 인서트에 적합하게 형성되고, 냉각제용 평판관(16)들 내부에서 비교적 큰 유동 저항을 형성하지 않는다. 따라서 평판관(16)들 내에서 냉각제의 균일한 온도 분포가 달성된다.
도 6에는 다양한 기능 영역을 갖는 평판관(16)이 도시되어 있다. 상기 평판관(16)의 층은 인터쿨러 내에서 평판관(10)들의 진행에 횡 방향으로 표시되어 있다. 수평 단면에서 그리고 화살표로 표시된 바와 같이, 평판관(16)들 내에는 냉각제의 유동 경로가 가시화된다. 냉각제는 유입구 영역(18)에서는 평판관(16) 내에 이르고, 유입 영역(19)에서는 상기 평판관(16)을 따라 그리고 과급 공기용 평판관(10)에 횡 방향으로 흐른다. 평판관(16)의 단부에서는 냉각제가 편향 영역(20)에서 바람직하게 평판관(10)의 과급 공기에 역류식으로 역류 영역(21)으로 유동하고, 이곳에서 다시 평판관(10)에 횡 방향으로 안내되어 유출구 영역(22)에 도달한다. 본 도면에서, 냉각제용 평판관(16)의 편향 영역(20)은 과급 공기용 평판관(10)과 같은 높이로 폐쇄되어 있음을 알 수 있다. 그러나 냉각제용 평판관(16)은 유입구 영역(18)과 유출구 영역(22)의 측면에서 돌출한다.
마지막으로 도 7은 다수의 층으로 이루어진 냉각제용 평판관(16)들의 다층 패키지의 종단면도를 도시한다. 본 도면에 따르면, 평판관(16)의 하부면이 인접한 평판관(16)의 상부면과 접촉하고 수직 방향으로 서로 연결되도록 유입구 영역(18)과 유출구 영역(22)이 수직 방향으로 확장되어 있다. 인접한 유입구 영역(18)들의 직접적인 연결에 의해 냉각제는 동시에 평판관 패키지의 모든 평판관(16) 내에 이른다. 이와 함께 유입구 영역(18)은 동시에 수직 방향에서, 점선 연결선으로 표시된 냉각제를 개별 평판관(16)들로 분포하기 위한 냉각제용 분배기 영역이다.
도 7에 따른 도시에서, 유출구 영역(22)은 평판관(16)이 돌출하는 영역에서 유입구 영역(18) 뒤에 위치한다. 유출구 영역(22)은 컬렉터 영역으로서 기능하고, 이러한 컬렉터 영역의 다양한 평면에서 모든 편팡관(16)으로부터 수집되어 상부로 유도된다.
일 측면에서 평판관(16)들이 평판관(10)들 및 다른 한 측면에서, 냉각제용 유입구 영역(18)과 유출구 영역(22)의 형성에 의해 이러한 평판관(10)들을 지나 돌출하는 방식의 평판관(16)들의 최소 돌출부를 구비하여 동일한 높이로의 형성됨으로써, 설치 공간을 상당히 절감하는 프리쿨러의 형성이 달성된다. 위 아래로 놓인 평판관(16)들의 유출구 영역(18)들은 동시에 냉각제용 분배기 영역이며, 이와 유사하게 유출구 형역(22)은 냉각제용 컬렉터 영역을 형성한다.
본 발명의 바람직한 한 실시예에 따르면, 냉각제용 평판관(16)들은 용접, 납땜 또는 플랜징에 의해 가장자리 영역들이 서로 연결된, 프로파일링(profiling)된 2개의 박판으로부터 설계되어 있다. 도 7의 종단면도에 따르면, 상기 박판들은, 유입구 영역과 유출구 영역이 수직 방향으로 형성되도록 프로파일링되어 있으며, 이 경우 인접한 평판관(16)들의 상기 박판들은 외부로 밀봉되는 방식으로 서로 인접하고, 내부에서는 수직 방향으로 평판관(16)에서 인접한 평판관(16)까지 냉각제용 유체 통과를 가능하게 한다. 평판관(16)의 박판들은 유동 영역들을 형성하기 위해 중앙 벽(23)에 의해 프로파일링 되어 있으며, 이러한 중앙 벽은 유입구 및 유출구 영역(18, 22)의 측면에서 편향 영역(20)까지 연장되고, 그 결과 유입 영역(19)과 역류 영역(21)에서 유동 가이드를 형성된다.
1: 인터쿨러
2: 프리쿨러
3: 메인 쿨러
4: 과급 공기 유입 포트
5: 과급 공기 유출 포트
6: 과급 급기
7: 냉각 공기
8: 냉각제 유입 포트
9: 냉각제 유출 포트
10: 과급 공기용 평판관
11: 과급 공기용 외부 라멜라
12: 분배기/컬렉터 유닛
13: 밀봉 플레이트
14: 과급 공기용 내부 라멜라
15: 베이스/커버 플레이트
16: 냉각제용 평판관
17: 냉각제용 내부 라멜라
18: 유입구 영역
19: 유입 영역
20: 편향 영역
21: 역류 영역
22: 유출구 영역
23: 중앙 벽

Claims (10)

  1. 액체 냉각식 프리쿨러(liquid-cooled pre-cooler)(2)와 공기 냉각식 메인 쿨러(air-cooled main cooler)(3)로 이루어진 인터쿨러(intercooler)(1)로서,
    단부측에 배치되고, 밀봉 플레이트(13)를 갖는 2개의 분배기/컬렉터 유닛(12) 사이에, 다층으로 이루어진 과급 공기(6)용 평판관(flat tube)(10)들이 배치되어 있고, 상기 평판관(10)들이 상기 프리쿨러(2) 영역에서는 이러한 평판관들과 열적으로 접촉하는, 상기 프리쿨러(2)의 평판관(16)들을 통해서 평행하게 이격되어 있으며, 그리고 상기 평판관(10)들이 상기 메인 쿨러(3) 영역에서는 냉각 공기(7)용 외부 라멜라(11)들을 통해서 평행하게 이격되어 있는, 인터쿨러(1)에 있어서,
    상기 프리쿨러(2)가 다수의 층으로 이루어진 냉각제용 평판관(16)들로 형성되어 있고, 상기 평판관(16)들은 수평 방향으로, 냉각제용 유입구 영역(inlet area)(18), 유입 영역(inflow area)(19), 편향 영역(diverting area)(20), 역류 영역(backflow area)(21) 및 유출구 영역(outlet area)(22)을 갖는 U자형 유동 채널을 형성하며, 상기 평판관(16)들의 개별 층들의 상기 유입구 영역(18)들과 유출구 영역(22)들은 수직 방향으로 서로 직접 연결되어 상기 인터쿨러(1)의 일 측면에 배치되어 있으며, 그리고 상기 냉각제용 평판관(16)들이 역류(cross counterflow)식으로 상기 프리쿨러(2)에서 상기 과급 공기(6)용 평판관(10)들에 대해 횡 방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 인터쿨러(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 프리쿨러(2)의 편향 영역(20)이 상기 과급 공기(6)용 평판관(10)과 같은 높이로 폐쇄되는 것을 특징으로 하는, 인터쿨러(1).
  3. 제1항에 있어서, 상기 프리쿨러(2)와 메인 쿨러(3)가 베이스 및 커버 플레이트(15)에 의해 각각 제한되는 것을 특징으로 하는, 인터쿨러(1).
  4. 제3항에 있어서, 상기 프리쿨러(2)의 커버 플레이트(15) 상에, 수직 방향으로 상기 냉각제 유입 포트(8)와 냉각제 유출 포트(9)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 인터쿨러(1).
  5. 제1항에 있어서, 상기 과급 공기용 평판관(14)들 내에 내부 라멜라(10)들이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 인터쿨러(1).
  6. 제1항에 있어서, 상기 냉각제용 평판관(16)들 내에 내부 라멜라(17)들이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 인터쿨러(1).
  7. 제1항에 있어서, 상기 냉각제용 평판관(16)들이 가장자리 영역에서 서로 연결되는 2개의 박판으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 인터쿨러(1).
  8. 제1항에 있어서, 상기 분배기/컬렉터 유닛(12)이 구조적으로 동일하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 인터쿨러(1).
  9. 제1항에 있어서, 냉각제로서 물이 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는, 인터쿨러(1).
  10. 제1항에 있어서, 상기 냉각제용 평판관(16)들의 높이가 상기 냉각 공기용 외부 라멜라(11)들의 높이에 상응하는 것을 특징으로 하는, 인터쿨러(1).
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