KR20040037727A

KR20040037727A - 배기가스를 이용한 냉각장치

Info

Publication number: KR20040037727A
Application number: KR1020020066332A
Authority: KR
Inventors: 임형택
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2004-05-07

Abstract

본 발명은 배기가스를 이용한 냉각장치에 관한 것으로서,

흡기매니폴드와 배기매니폴드를 구비한 엔진과, 상기 배기매니폴드를 통해 배출되는 배기가스에 의해 고속회전하여 흡기를 과급하는 터보차저와, 배기가스를 배출시키는 배기파이프를 포함하여 구성된 것에 있어서,

상기 배기파이프의 도중에 형성되는 우회통로와;

상기 우회통로 내에 축지되어 배기가스에 의해 고속으로 회전하게되는 재생터빈과;

라디에이터에 근접되게 위치하면서 상기 재생터빈의 축에 결합되며, 회전하여 라디에이터를 통과하는 냉각수의 냉각이 촉진되도록 하는 냉각팬; 으로 구성된 것을 특징으로 하여 엔진에서 배출되는 배기가스를 이용하여 라디에이터를 통과하는 냉각수를 효과적으로 냉각할 수 있도록 하고, 이에의해 기존에 설치되어 있는 전동모터와 냉각팬을 제거할 수 있도록 한 배기가스를 이용한 냉각장치에 관한 것이다.

Description

배기가스를 이용한 냉각장치{Cooling device using exhaust gas}

본 발명은 배기가스를 이용한 냉각장치에 관한 것으로서, 특히 배기파이프의 도중에 우회통로를 형성하고, 이 우회통로에 배기가스에 의해 회전하는 재생터빈을 형성하며, 이 재생터빈의 축에 라디에이터를 냉각시키기 위한 냉각팬을 형성하므로서, 엔진에서 배출되는 배기가스를 이용하여 라디에이터를 통과하는 냉각수를 효과적으로 냉각할 수 있도록 하고, 이에의해 기존에 설치되어 있는 전동모터와 냉각팬을 제거할 수 있도록 한 배기가스를 이용한 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진은 연소과정에서 고온의 열이 발생하게 되므로 이 열에 의해 엔진의 각 부품이 파손되는 것을 방지하기 위하여 엔진 내부로 일정양의 냉각수가 순환하도록 구성되어 있으며, 엔진 내부를 순환하는 냉각수는 라디에이터를 통과하면서 냉각되어 엔진으로 재공급되도록 설계되어 있다.

종래의 냉각장치는 라디에이터를 통과하는 냉각수의 온도를 효과적으로 낮춰줄 수 있도록 하기위해 라디에이터에 근접하도록 냉각팬을 설치하고, 이 냉각팬은 별도의 전동모터에 의해 회전하도록 구성되어 있으며, 상기 전동모터의 구동은 ECU의 제어신호에 의해 구동한다.

그러나, 종래의 냉각장치는 전동모터를 구동시켜 냉각팬을 회전시키므로서 라디에이터의 냉각효율이 촉진되도록 하여 냉각수를 냉각시키는 것이기 때문에 냉각팬 구동시 전동모터의 구동부분이 엔진에 부하로서 작용하여 엔진 출력이 저하되는 문제점이 발생하며, 엔진룸 내에 별도의 전동모터와 냉각팬을 설치해야만 하므로 구조가 복잡하고, 엔진룸의 제한된 공간을 효과적으로 이용하지 못하게되는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 배기파이프의 도중에 우회통로를 형성하고, 이 우회통로에 배기가스에 의해 회전하는 재생터빈을 형성하며,이 재생터빈의 축에 라디에이터를 냉각시키기 위한 냉각팬을 형성하므로서, 엔진에서 배출되는 배기가스를 이용하여 라디에이터를 통과하는 냉각수를 효과적으로 냉각할 수 있도록 하고, 이에의해 기존에 설치되어 있는 전동모터와 냉각팬을 제거할 수 있도록 한 배기가스를 이용한 냉각장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

상기 배기파이프의 도중에 형성되는 우회통로와;

라디에이터에 근접되게 위치하면서 상기 재생터빈의 축에 결합되며, 회전하여 라디에이터를 통과하는 냉각수의 냉각이 촉진되도록 하는 냉각팬; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 배기파이프와 우회통로의 분기점에는 ECU의 제어에 따라 절환되어 우회통로가 선택적으로 개방되도록 하는 전환밸브가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예로서,

상기 배기파이프의 도중에 형성되는 우회통로와;

상기 재생터빈의 축에 결합되며, 회전하여 바람을 발생시키는 팬과;

상기 팬의 외각을 감싸면서 라디에이터 까지 연장 형성되어 팬에서 생성된 바람이 손실없이 라디에이터로 공급되도록 하는 에어가이드; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1 은 본 발명의 배기가스를 이용한 냉각장치를 보인 도면.

도 2 는 본 발명의 다른 실시예를 보인 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : 흡기매니폴드

3 : 배기매니폴드 4 : 터보차저

6 : 우회통로 7 : 전환밸브

8 : 재생터빈 9 : 축

10 : 냉각팬 20 : 재생터빈

21 : 축 22 : 팬

23 : 에어가이드,

이하, 첨부된 도면 도 1 과 도 2 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도면부호 1 은 엔진을 나타내며, 이 엔진에는 흡기를 위한 흡기매니폴드(2)와 배기가스의 배출을 위한 배기매니폴드(3)가 형성되어 있으며, 배기매니폴드(3)를 통과한 배기가스는 배기파이프(5)를 따라 배출되도록 구성된다.

상기 배기매니폴드(3)의 도중에는 배기가스의 배기압에 의해 고속으로 회전하면서 흡기매니폴드(2)를 통해 엔진으로 공급되는 흡기를 과급시키는 터보차저(4)가 형성된다.

본 발명에서는 상기 배기파이프(5)의 도중에 배기가스가 우회하여 배출되도록 하는 별도의 우회통로(6)를 형성하고, 이 우회통로(6)의 도중에 배기가스에 의해 고속으로 회전하는 재생터빈(8)을 형성한다.

그리고, 상기 재생터빈(8)의 축(9)에 냉각팬(10)을 결합하되, 상기냉각팬(10)이 라디에이터(30)의 근접 위치에 설치되도록 하기위해 축(9)을 길게 연장 형성한다.

배기파이프(5)와 우회통로(6)의 분기점에는 ECU의 제어신호에 의해 배기파이프(5) 또는 우회통로(6)를 선택적으로 개방하는 전환밸브(7)를 설치한다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

엔진(1)이 구동하면 엔진(1)에서 배출되는 배기가스가 배기매니폴드(3)와 배기파이프(5)를 통해 배출된다.

라디에이터(30) 냉각동작이 실시되지 않을때에는 전환밸브(7)가 우회통로(6) 측을 차단한 상태이므로 배기가스는 배기파이프(5)를 통해서만 배출된다.

이때, 수온센서로부터 냉각수온도에 대한 정보를 입력받은 ECU가 냉각수 온도를 하락시키기 위해 전환밸브(7)를 절환시켜 우회통로(6)가 개방되도록 하면, 상기 배기가스가 우회통로(6)를 통과하게되므로 우회통로(6)의 도중에 설치되어 있는 재생터빈(8)이 배기가스에 의해 고속으로 회전하게된다.

상기 재생터빈(8)이 회전하면 이와 동축(9) 상에 형성되어 있는 냉각팬(10)이 연동 회전하게 되므로 라디에이터(30)로 바람을 공급하여 라디에이터(30)를 통과하는 냉각수가 냉각되는 것이다.

한편, 도 2 는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로서,

우회통로(6) 상에 배기가스에 의해 고속 회전하는 재생터빈(20)을 형성하고, 이 재생터빈(20)의 축(21)에 팬(22)을 결합하며, 상기 팬(22)의 외각을 감싸면서 그 연장부가 라디에이터(30)의 전면에 위치되도록 에어가이드(23)를 형성한 것이다.

상기와같이 구성된 본 발명의 다른 실시예는 우회통로(6)가 개방됨에 따라 이 우회통로(6)로 배기가스가 통과하게되면, 우회통로(6)를 통과하는 배기가스에 의해 재생터빈(20)이 고속으로 회전하면서 이 재생터빈(20)과 동축(21) 상에 축지되어있는 팬(22) 또한 고속으로 회전하면서 바람을 발생시키게 된다.

이때, 상기 팬(22)으로부터 발생된 바람은 팬(22)을 감싸고 있는 에어가이드(23)를 통해 라디에이터(30) 측으로 안내되어 라디에이터(30)를 통과하는 냉각수를 냉각시키게 되는 것이다.

상기 설명과같이 동작하는 본 발명을 적용하게되면, 기존에 설치되어 있는 전동모터와 냉각팬을 설치하지 않아도 되므로 엔진룸의 구조가 복잡해지지 않게되며, 또 배기가스의 배기압을 이용하여 라디에이터를 냉각시키므로 엔진에 가해지는 부하가 감소되므로 엔진 출력이 향상되는 부가적인 효과를 기대할 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 배기파이프의 도중에 우회통로를 형성하고, 이 우회통로에 배기가스에 의해 회전하는 재생터빈을 형성하며, 이 재생터빈의 축에 라디에이터를 냉각시키기 위한 냉각팬을 형성하므로서, 엔진에서 배출되는 배기가스를 이용하여 라디에이터를 통과하는 냉각수를 효과적으로 냉각할 수 있도록 하고, 이에의해 기존에 설치되어 있는 전동모터와 냉각팬을 제거할 수 있도록 한 배기가스를 이용한 냉각장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims

흡기매니폴드(2)와 배기매니폴드(3)를 구비한 엔진(1)과, 상기 배기매니폴드(3)를 통해 배출되는 배기가스에 의해 고속회전하여 흡기를 과급하는 터보차저(4)와, 배기가스를 배출시키는 배기파이프(5)를 포함하여 구성된 것에 있어서,

상기 배기파이프(5)의 도중에 형성되는 우회통로(6)와;

상기 우회통로(6) 내에 축지되어 배기가스에 의해 고속으로 회전하게되는 재생터빈(8)과;

라디에이터(30)에 근접되게 위치하면서 상기 재생터빈(8)의 축(9)에 결합되며, 회전하여 라디에이터(30)를 통과하는 냉각수의 냉각이 촉진되도록 하는 냉각팬(10); 으로 구성된 것을 특징으로 하는 배기가스를 이용한 냉각장치.
제 1 항에 있어서,

상기 배기파이프(5)와 우회통로(6)의 분기점에는 ECU의 제어에 따라 절환되어 우회통로(6)가 선택적으로 개방되도록 하는 전환밸브(7)가 형성된 것을 특징으로 하는 배기가스를 이용한 냉각장치.
흡기매니폴드(2)와 배기매니폴드(3)를 구비한 엔진(1)과, 상기 배기매니폴드(3)를 통해 배출되는 배기가스에 의해 고속회전하여 흡기를 과급하는터보차저(4)와, 배기가스를 배출시키는 배기파이프(5)를 포함하여 구성된 것에 있어서,

상기 배기파이프(5)의 도중에 형성되는 우회통로(6)와;

상기 우회통로(6) 내에 축지되어 배기가스에 의해 고속으로 회전하게되는 재생터빈(20)과;

상기 재생터빈(20)의 축(21)에 결합되며, 회전하여 바람을 발생시키는 팬(22)과;

상기 팬(22)의 외각을 감싸면서 라디에이터(30) 까지 연장 형성되어 팬(22)에서 생성된 바람이 손실없이 라디에이터(30)로 공급되도록 하는 에어가이드(23); 로 구성된 것을 특징으로 하는 배기가스를 이용한 냉각장치.
제 3 항에 있어서,

상기 배기파이프(5)와 우회통로(6)의 분기점에는 ECU의 제어에 따라 절환되어 우회통로(6)가 선택적으로 개방되도록 하는 전환밸브(7)가 형성된 것을 특징으로 하는 배기가스를 이용한 냉각장치.