KR100256515B1 - Egr 가스 냉각 장치 - Google Patents

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KR100256515B1
KR100256515B1 KR1019970059132A KR19970059132A KR100256515B1 KR 100256515 B1 KR100256515 B1 KR 100256515B1 KR 1019970059132 A KR1019970059132 A KR 1019970059132A KR 19970059132 A KR19970059132 A KR 19970059132A KR 100256515 B1 KR100256515 B1 KR 100256515B1
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우스이유따로
우수이 고쿠사이 산교 가부시키가이샤
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Abstract

냉각 매체가 유체인 경우, 가스 냉각 장치로 유입되는 냉각 용량을 초과하는 높은 온도와 높은 유량을 구비한 EGR 가스에 의해 비등되어 열전달관의 외면에 기포가 발생하여 성장하는 것을 방지하며, EGR 가스 냉각 장치로 유입된 EGR 가스가 냉각 매체에 의해 지나치게 냉각되어 열전달관 내에서 EGR 가스에 함유된 물이 결로되어 부식성 재료가 발생하는 것을 방지하는 EGR 가스 냉각 장치를 제공함으로써, EGR 가스 순환 시스템을 구성하는 구성 부품들의 부식에 대한 저항성이 향상되어, 엔진이 원활하게 구동된다. EGR 가스 냉각 장치는 본관 내에 고정 배치된 일군의 열전달관과, 본관의 하나 이상의 단부에 부착된 단부 캡에 제공된 EGR 가스 유입 포트 및 EGR 가스 유출 포트와, 그리고 본관 근처 외주면상에 고정된 엔진 냉각 유체와 같은 냉각 매체용 냉각 매체 유입 포트 및 냉각 매체 유출 포트를 포함하며, 하나 이상의 슬리브를 구비하는 단열 수단이 열전달관의 외주면상의 EGR 가스 유입 및/또는 유출측에서 열전달관의 외주면상에 밀접하게 부착되거나 반경방향으로 간극을 두고 배치된다.

Description

ＥＧＲ 가스 냉각 장치
본 발명의 장치는 엔진용 냉각 유체와, 중간 냉각기(inter cooler)용 냉매와, 자동차 공기 조화 장치용 냉매와 그리고 냉각 공기와 같은 냉각 매체에 의해 배기 가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation;EGR) 가스를 냉각시키기 위한 냉각 장치, 특히 EGR 가스 냉각 장치에 관한 것으로, 상기 장치의 경우 냉각 매체는 엔진 냉각 유체와 같은 유체로, 냉각 용량을 초과하는 높은 온도와 높은 유량을 구비한 EGR 가스에 의해 비등되어 열전달관의 유입 부분 근처 외면에 기포를 발생시키는 것을 방지하며, 열교환비를 향상시키기 위하여 열전달 성능이 쇠퇴하는 것을 방지하며, 그리고 냉각 매체에 의해 열전달관에서 지나치게 냉각된 EGR 가스에 함유된 물의 결로(結露)로 인해 부식성 재료가 발생되는 것을 방지함으로써, EGR 가스 순환 시스템을 구성하는 부품들의 저항성이 향상되어 엔진을 원활하게 구동시킨다.
배기 시스템으로부터 배기 가스 일부를 빼내어, 다시 흡입 시스템으로 복귀시키고, 혼합 가스를 첨가하는 방법은 일반적으로 배기 가스 재순환(이하, EGR이라 일컬음)이라 일컫는다. EGR은 질소산화물 발생 방지와, 펌프 손실 감소와, 연소 가스의 온도 감소와 함께 냉각 유체로의 열 방출 손실의 감소와, 작동 가스의 조성과 양의 변경으로 인한 비열비의 증가와 그리고 사이클 효율의 향상과 같은 다양한 효과를 갖추고 있으므로, 엔진의 배기 가스 정화 및 열 효율 향상에 바람직하다.
그러나, 공지된 바와 같이 EGR 가스의 온도가 높아질 때에는, 가열 효과와 흡입 공기의 증가와 함께 연료 소비율의 감소로 인해 EGR 밸브의 저항성이 저하되므로, EGR 밸브가 조기에 파괴되는 경우가 있으며 또는 EGR 밸브 자체가 파손되지 않도록 하기 위하여 수냉식 구조로 구성되어야 하는 경우가 있다.
상기와 같은 문제점을 없애기 위하여, 엔진용 냉각 유체에 의해 EGR 가스를 냉각시키는 냉각 장치가 사용된다. 상기 장치에는 다중관을 구비한 열교환기가 주로 사용되는데, 다른 경우에는 핀형관 또는 판형관 유형의 열교환기가 사용될 수도 있으며, 또는 상기 핀형관 또는 판형관 유형의 열교환기에 다중관 유형의 열교환기를 추가하여 사용할 수도 있다.
본 출원인은 일본 특허 출원 제95-267691호에 다중관 유형의 열교환기를 사용하는 EGR 가스 냉각 장치를 제안한 바 있다. 도7에 도시된 바와 같이, 다중관 유형의 EGR 가스 냉각 장치에 대응하는 장치는 본관(11)의 양 단부 부분으로 본관(11)의 내벽에 장착되어 있는 관 시트(3a,3b)에 부착되는 복수개의 열전달관(12)과, 본관(11)의 단부에 배치된 EGR 가스 유입 포트(14a)와 EGR 가스 유출 포트(14b)를 포함한다. 장치에는 본관(11) 자체에 냉각 매체 유입 포트(6a)와 냉각 매체 유출 포트(6b)가 추가로 제공되며, 분관(7a,7b)이 납땜 또는 용접에 의해 냉각 매체 유입 포트(6a)와 냉각 매체 유출 포트(6b)에 직접 연결된다. 도면 부호(10)는 관 시트(3a,3b) 사이에 필요에 따라 간극을 두고 배치된 배플 플레이트(baffle plate)를 표시한 것으로, 상기 배플 플레이트는 열전달관(12)과의 접촉 시간을 연장시키기 위하여 본관(11)으로 유입된 냉각 매체를 지그 재그 방향으로 이동시킴으로써 열교환 효율을 향상시킬 목적으로 제공된다. 도7에서, 실선으로된 화살표는 냉각 매체의 유동을 나타내며 점선으로된 화살표는 EGR 가스의 유동을 나타낸다. 냉각 매체의 유동 방향은 실선 화살표에 반대 방향일 수 있다.
그러나, 일본 특허 출원 제95-267691호에 제안된 EGR 가스 냉각 장치의 경우, 매우 높은 온도를 구비한 EGR 가스가 일군의 열전달관으로 구성된 본관으로 유입되며, 본관을 통과하면서 냉각 매체에 의해 열교환이 일어나 냉각된 EGR 가스는 엔진의 흡입 시스템에서도 재순환된다.
EGR 가스의 온도는 전술한 바와 같이 매우 높다. 냉각 매체가 유체인 경우, 특히 엔진이 고속으로 구동되며 높은 하중이 주어질 때, EGR 가스 냉각 장치의 EGR 가스 유입측에 밀접하게 배치된 열전달관의 냉각 용량보다 높은 온도와 높은 유량을 구비한 EGR 가스가 유동되어, EGR 가스의 유입 포트에 밀접하게 배치된 열전달관의 외면으로 열이 전달되어 외면의 온도가 높아진다. 따라서, 외면과 접촉하는 냉각 유체는 부분적으로 비등되어 기포가 되며, 기포는 점점 커져 열전달관의 외면에 광범위하게 기포층을 형성하기 때문에, 효과적인 열전달 면적(열전달관의 외면과 냉각 유체 사이의 접촉으로 인해 열전달 작동을 효과적으로 수행하는 면적)이 감소되어, 열교환비가 감소되어 유출측의 EGR 가스의 온도를 크게 증가시키게 된다.
반면에, 엔진의 배기 시스템으로부터 EGR 가스 냉각 장치를 통과하여 엔진의 흡입 시스템으로 재순환된 EGR 가스는 배기 가스의 조성에 대응하는 이산화황 또는 이산화질소를 함유한다. EGR 가스가 냉각 매체에 의하여 지나치게 냉각될 때, EGR 가스에 함유된 물은 결로되어 미스트(mist)와 미소 방울을 발생시킨다. 이에 따라 EGR 가스 냉각 장치에 의해 지나치게 냉각된 EGR 가스의 경우, 상기 가스에 함유된 물은 결로되어 미스트와 미소 방울이 되며, 이산화황 또는 이산화질소가 안개와 미소 방울에 혼합되어, 아황산 또는 아질산을 발생시킨다. 또한, 아황산 또는 아질산은 산화되어 황산 또는 질산, 또는 이들 산들의 혼합물에 대응하는 산 혼합물과 같은 강산을 발생시킨다.
전술한 방식에 의해 발생된 아질산과 아황산을 포함하는 강산은 실린더, 피스톤 링 그리고 흡입 밸브와 같은 엔진의 구성 부품들 또는 EGR 관의 내주면 또는 열전달관내로 침식되어, 엔진의 원활한 작동을 저해한다.
본 발명의 목적은 구성 부품들을 약간 변경함으로써, 즉 냉각 매체가 유체인 경우 냉각 용량을 초과하는 높은 온도와 높은 유량을 구비한 EGR 가스에 의해 비등되어 열전달관의 외면에 기포를 발생시키는 것을 방지하며, EGR 가스 냉각 장치로 유입된 EGR 가스가 냉각 매체에 의해 지나치게 냉각되어 열전달관 내에서 EGR 가스에 함유된 물이 결로되어 부식성 재료를 발생시키는 것을 방지하는, EGR 가스 냉각 장치를 제공하여 전술한 문제들을 개선함으로써, EGR 가스 순환 시스템을 구성하는 부품들의 부식에 대한 저항성을 향상시켜 엔진을 원활하게 구동시키는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 본관 내에 고정 배치된 일군의 열전달관과, 본관의 하나 이상의 단부에 부착된 단부 캡에 제공된 EGR 가스 유입 포트 및 EGR 가스 유출 포트와, 그리고 본관 근처 외주면에 고정된 냉각 매체 유입 포트 및 냉각 매체 유출 포트를 포함하는 EGR 가스 냉각 장치가 제공되며, 하나 이상의 슬리브를 구비한 단열 수단이 열전달관의 외주면의 EGR 가스 유입 및/또는 유출측에서 열전달관의 외주면에 밀접하게 부착되거나 반경방향으로 간극을 두고 배치된다.
도1은 본 발명에 따른 EGR 가스 냉각 장치의 일실시예의 주요부의 부분 확대 도,
도2a는 도1에 도시된 실시예의 제1 변형예의 부분 확대도,
도2b는 도1에 도시된 실시예의 제2 변형예의 부분 확대도,
도3은 본 발명의 다른 실시예의 부분 확대도,
도4는 도3에 도시된 실시예의 변형예의 부분 확대도,
도5는 본 발명의 또다른 실시예의 부분 확대도,
도6은 본 발명의 또다른 실시예의 부분 확대도,
도7은 종래의 EGR 가스 냉각 장치를 도시한 수평 단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
3a, 3b : 관 시트
6a : 냉각 매체 유입 포트
6b : 냉각 매체 유출 포트
7a, 7b : 분기관
10 : 배플 플레이트
11 : 본관
12 : 열전달관
13 : 간극
14a : EGR 가스 유입 포트
14b : EGR 가스 유출 포트
15a, 15b : 슬리브
16a, 16b : 제2 슬리브
본 발명은 예를 들면 도7에 도시된 바와 같이, 본관(11) 내에 고정 배치된 일군의 열전달관(12)과, 본관(11)의 하나 이상의 단부에 부착된 단부 캡(14)에 제공된 EGR 가스 유입 포트(14a) 및 EGR 가스 유출 포트(14b)와, 그리고 본관(11)의 단부 근처 외주면에 고정된 엔진 냉각 유체와 같은 냉각 매체용의 냉각 매체 유입 포트(6a) 및 냉각 매체 유출 포트(6b)를 포함하는 EGR 가스 냉각 장치에 관한 것으로, 상기 장치에는 하나 이상의 슬리브(15)를 포함하는 단열 수단이 열전달관(12)의 외주면의 EGR 가스 유입 또는 유출측에 열전달관(12)의 외주면에 밀접하게 부착되거나 반경방향으로 간극을 두고 배치된다.
전술한 구조로 형성됨으로써, 열전달관(12)으로 유입되는 높은 온도를 구비한 EGR 가스에 의해 냉각 유체가 열전달관(12)의 외면에서 부분적으로 비등되어 기포를 발생시키지 않게된다. 따라서 기포가 발생 후 성장하여 열전달관의 외주면에 부착되어 열교환비가 감소되는 것을 방지하게 된다. 또한, EGR 가스의 유출측에서 EGR 가스에 함유된 물이 결로되어 미스트 또는 미소 방울이 생성되는 것을 방지하며, 따라서 냉각된 EGR 가스에 의해 발생된 부식성 재료가 열전달관의 내주면 및 EGR 가스가 통과하는 관 시스템 내에 부착됨으로 인해 구성 부품들이 부식 및 저하되는 것을 방지하여 엔진을 원활하게 구동시킨다.
이하, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 후술된다.
본 발명은 일본 실용신안 공보 제57-309호에 공지된 다중관 유형의 열교환기를 사용하는 EGR 가스 냉각 장치와, 도7에 도시된 EGR 가스 냉각 장치 모두에 적용될 수 있지만, 아래의 설명은 도7에 도시된 EGR 가스 냉각 장치의 예를 든것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 EGR 가스 냉각 장치에 있어서, 엔진 냉각 유체용의 냉각 매체 유입 포트(6a)와 냉각 매체 유출 포트(6b)는 내부에 곡선형 표면을 형성함으로써 기립(stand-up) 부분을 구비하는 방식으로 본관(11)의 양 단부 근처 부분을 외측으로 버링 가공(burring)하여 형성된다. 금속 재료로 제조된, 엔진 냉각 유체용의 냉각 매체 공급 분관(7a,7b)은 본관(11) 내로 돌출되지 않는 방식으로 납땜 또는 용접에 의해 냉각 매체 유입 포트(6a) 및 냉각 매체 유출 포트(6b) 내에 직접 접합된다.
이 경우, 전술한 곡선-형성에 의한 기립 부분은 냉각 매체 유입 포트(6a)와 냉각 매체 유출 포트(6b)의 내부에 제공되기 때문에, 엔진 냉각 유체와 같은 냉각 매체와 냉각 공기는 저항없이 원활하게 곡선을 이루면서 유동할 수 있다.
또한, 각각의 열전달관(12)의 양 단부는 일군의 열전달관(12)을 구성하기 위하여 관 시트(3a,3b)에 납땜 처리되며, 상기 관 시트(3a,3b)도 납땜 처리에 의해 본관(11)의 내주면 양 단부 내에 고정 배치된다. EGR 가스 유입 포트(14a)와 EGR 가스 유출 포트(14b)를 구비한 단부 캡(14)은 납땜 또는 용접에 의해 본관(11)의 외주면의 양 단부에 각각 부착된다. 이 경우, 도1 내지 도6에서, 실선으로된 화살표는 냉각 매체의 유동을 나타내며, 점선으로된 화살표는 EGR 가스의 유동을 나타내지만, 전술한 바와 같이, EGR 가스 유입측의 비등 및 EGR 가스 유출측의 결로를 감소시키기 위하여, 냉각 매체는 열응력의 증가에도 불구하고 실선으로된 화살표에 반대 방향으로 유동할 수 있다.
본 발명에 따라 전술한 구조로 형성된 EGR 가스 냉각 장치에 있어서, 도1에 도시된 슬리브(15a,15b)는 납땜 또는 용접에 의해 열전달관의 외주면에 대해 반경방향으로 간극(틈새)(13)을 두는 방식으로 열전달관(12)의 EGR 가스 유입측 및/또는 EGR 가스 유출측의 외주면에 고정된다.
또한, 도1에 도시된 실시예에 있어서, 납땜 또는 용접에 의해 고정되는 슬리브(15a,15b)의 자유단들이 내측으로 돌출한 두꺼운 부분으로 형성되거나 코킹 처리(caulked)될 때, 코킹 처리된 부분 또는 두꺼운 부분은 도2a에 도시된 바와 같이 진공노(furnace)를 사용하여 열전달관(12)의 외주면에 납땜 처리되며, 슬리브(15a,15b)의 내주면과 열전달관(12)의 외주면 사이에 형성된 간극(13)은 단열 간극이며, 또는 납땜 처리가 진공노에 의하여 이루어질 때에는 간극(13)은 진공 단열 간극이다. 또한, 도2b에 도시된 바와 같이, 제2 슬리브(16a,16b)가 코킹 처리된 부분 또는 두꺼운 부분의 내부에 제공될 수 있다. 도2에 도시된 바와 같은 구조로 형성될 때, 열전달관(12)의 외주면과 슬리브(15a,15b) 사이의 계면과 슬리브(15a,15b)와 제2 슬리브(16a,16b) 사이의 계면은 열 차단 효과를 제공하며, 세라믹 재료와 같은 단열 재료로 제2 슬리브(16a,16b)를 제조함으로써 단열 효과가 보다 더 향상될 수 있다.
도2a와 도2b에 도시된 EGR 가스의 유입측의 구조는 EGR 가스의 유출측의 구조에도 적용될 수 있으므로 도시를 생략한다.
또한, 슬리브(15a,15b)는 도3에 도시된 바와 같이 밀접하게 고정되도록 열전달관(12)의 외주면에 압착식으로 끼워맞춰질 수 있으며, 또는 제2 슬리브(16a,16b)가 슬리브(15a,15b)와 열전달관(12)의 외주면 사이에 배치되어 도4에 도시된 바와 같은 복수개의 층(도면에서는 두 개의 층)을 포함하는 슬리브를 형성하도록 적층된다. 도4에 도시된 바와 같이 복수개의 슬리브가 제공된 경우, 열전달관(12)의 외주면과 슬리브(15a,15b) 사이의 계면과, 슬리브(15a,15b)와 제2 슬리브(16a,16b) 사이의 계면은 도2b에 도시된 실시예의 경우와 마찬가지로 열 차단 효과를 제공할 수 있으며, 각각의 슬리브 층들이 상이한 열전달 계수를 구비한 상이한 재료로 제조될 때 열 차단 효과는 보다 더 향상될 수 있다. 도4에 도시된 EGR 가스의 유입측의 구조도 마찬가지로 유출측의 구조에도 적용될 수 있으므로 도시를 생략한다.
밀접 부착 부분이 도5에 도시된 바와 같이 필요에 따라 납땜 처리에 의해 추가로 고정되며, 원주방향으로 형성된 내측을 향해 오목한 환형 홈과 복수개의 오목부(15a',15b')가 도5에 도시된 바와 같이 벨로우즈(bellows) 형상을 형성하도록 슬리브(15a,15b) 상에 제공되며, 오목 홈 또는 오목부(15a',15b')의 내측 상부는 스페이서(spacer)를 형성하기 위하여 열전달관(12)의 외주면과 접촉하게 된다. 따라서, 슬리브(15a,15b)는 열전달관(12)의 외주면에 대해 반경방향으로 간극(13)을 두고 고정될 수 있으며, 필요에 따라 접촉부는 납땜 처리에 의해 고정될 수 있다. 이 경우, 납땜 처리에 의해 형성된 간극(13)은 단열 간극으로서 작용한다. 또한, 납땜 처리가 진공노에 의하여 수행될 때, 간극(13)은 진공 단열 간극이다.
또한, 복수개의 배플 플레이트(10)가 도6에 도시된 바와 같이 필요에 따라 제공된 경우, 배플 플레이트중 EGR 가스 유입 포트(14a) 및/또는 EGR 가스 유출 포트(14b) 근처에 배치된 배플 플레이트와 관 시트(3a,3b) 사이에 슬리브(15a,15b)가 제공되어 슬리브(15a,15b)의 단부면이 배플 플레이트(10)와 관 시트(3a,3b)에 고정되어, 슬리브(15a,15b)의 내주면과 열전달관(12)의 외주면 사이에 반경방향으로 간극(13)을 유지하는 상태로 단열 간극이 형성된다. 이 경우, 슬리브(15a,15b)의 단부면을 배플 플레이트(11)와 관 시트(3a,3b)에 고정하는 경우에 전술한 실시예에서와 동일한 방식으로 진공노에 의한 납땜 처리가 사용될 때, 간극(13)은 진공 단열 간극이다.
본 발명에서, 단열 수단으로서 작용하는 슬리브가 EGR 가스 유입측에, EGR 가스 유출측에, 또는 양측에 제공되는지와 슬리브의 길이는, 배기가스량과, 최대 토오크와, 최대 회전 속도와, 엔진 냉각 유체와 같은 냉각 매체의 종류 및 냉각 용량과, 중간 냉각기용 냉매와, 자동차 공기 조화기용 냉매 또는 냉각 공기와, EGR 가스의 온도와, 유량과, 유속과, EGR 가스 냉각 장치의 조성 및 크기와 같은 엔진 성능을 사전에 전체적으로 고려한 후 적절하게 결정된다.
상기 실시예에 있어서는 열전달관(12)의 EGR 가스 유입측과 EGR 가스 유출측의 외주면에 동일한 구조로된 슬리브(15a,15b)가 제공되어 있지만, EGR 가스 유입측과 EGR 가스 유출측에 상이한 구조로된 슬리브가 제공될 수 있다. 예를 들면, 소정의 슬리브가 독립적으로 제공되도록 도1에 도시된 슬리브는 EGR 가스 유입측의 외주면에 제공되며 도3에 도시된 슬리브는 EGR 가스 유출측의 외주면에 제공되는 방식의 구조가 체택될 수 있다.
전술한 바와 같이, 필요에 따라 슬리브(15a,15b)와 제2 슬리브(16a,16b)가 열전달관(12)의 EGR 가스 유입 및/또는 유출측의 외주면상에 제공되어 단열 수단을 형성하며, 이에 따라 냉각 매체가 유체인 경우, 냉각 용량을 초과하는 높은 온도와 높은 유량을 구비한 EGR 가스가 유입될 때조차도, EGR 가스 유입측 근처 열전달관의 외주면의 온도는 감소되어 기포 발생을 방지하며 기포가 생성된 경우에도 기포의 성장을 방지하므로, 기포가 열전달관의 외주면을 광범위하게 덮는 것이 방지된다. 따라서, 열전달관의 모든 외면은 열전달을 효과적으로 수행하여, 열교환비가 감소되는 것을 방지하여 EGR 가스 유입 포트의 온도가 낮아지며, 열전달관 내부에서 유동하는 EGR 가스의 온도가 냉각 매체에 의해 지나치게 냉각되어 결로점과 같아지거나 이하가 되는 상태로 인해 EGR 가스에 함유된 물이 결로되어 부식성 재료를 발생시키는 것을 방지한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 EGR 가스 냉각 장치에는 하나 이상의 열전달관의 EGR 가스 유입측과 EGR 가스 유출측에서 열전달관의 외주면상에 단열 수단이 제공되기 때문에, 냉각 매체가 유체인 경우, EGR 가스 유입측에 EGR 가스 냉각 장치의 냉각 용량을 초과하는 높은 온도 및 높은 유량 상태에 있는 EGR 가스가 유입될 때조차도, EGR 가스 유입측 근처 열전달관의 외주면의 온도는 감소되어 기포 발생이 방지되며 기포가 발생된 경우에도 기포의 성장을 방지하므로, 열전달관의 모든 외면은 기포가 열전달관의 외주면을 광범위하게 덮지 않으면서 열전달을 효과적으로 수행한다. 따라서, 열교환비의 감소가 방지되어 EGR 가스 유출 포트의 온도가 낮아진다. 반면에, EGR 가스 냉각 장치로 유동된 EGR 가스에 함유된 물이 냉각 매체에 의해 지나치게 냉각되어 결로됨으로 인해 미스트와 미소 방울이 발생되는 것을 방지하며, 이산화황 또는 이산화질소가 미스트와 미소 방울에 혼합되어 아황산 또는 아질산을 발생시키는 것을 방지하며, 또한 아황산 또는 아질산이 산화되어 황산 또는 질산, 또는 이들 산들의 혼합물에 대응하는 혼합된 산으로서의 강산을 발생시키는 것을 방지함에 따라, 부식성 재료의 발생이 방지된다. 그 결과로써, 부식성 재료가 EGR 가스 냉각 장치의 열전달관의 내주면 및 EGR 가스가 통과하는 관 시스템을 구성하는 다양한 종류의 구성 부품들의 내주면에 부착되어 이들이 부식 및 저하되는 것이 상당히 억제되어, 엔진을 원활하게 구동시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 열전달관의 외주면에 슬리브를 납땜 처리함으로써 슬리브의 내주면과 열전달관의 외주면 사이에 단열 간극이 형성될 수 있으며, 또한, 진공노에 의한 납땜 처리에 의해 슬리브의 내주면과 열전달관의 외주면 사이에 진공 단열 간극이 형성될 수 있다.

Claims (13)

  1. 본관 내에 고정 배치된 일군(a group)의 열전달관과,
    상기 본관의 하나 이상의 단부에 부착된 단부 캡에 제공되는 EGR 가스 유입 포트 및 EGR 가스 유출 포트와, 그리고
    상기 본관 근처의 외주면에 고정된 냉각 매체 유입 포트 및 냉각 매체 유출 포트를 포함하는 EGR 가스 냉각 장치로서,
    단열 수단이 EGR 가스의 유입 및 유출측에서 하나 이상의 상기 열전달관의 외주면상에 제공되는 것을 특징으로 하는 EGR 가스 냉각 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단열 수단은 하나 이상의 슬리브를 포함하며, 상기 열전달관의 외주면에 밀접하게 부착되거나 반경방향으로 간극을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 EGR 가스 냉각 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 일군의 열전달관은 열전달관의 양쪽이 관 시트에 부착되는 상태로 상기 본관 내부에 배치되며, 상기 슬리브의 일단부가 상기 관 시트에 부착되는 것을 특징으로 하는 EGR 가스 냉각 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 코킹 처리된 부분 또는 두꺼운 부분이 상기 슬리브의 타단부에 형성되며, 상기 코킹 처리된 부분 또는 두꺼운 부분의 내면은 상기 열전달관의 외주면에 부착되는 것을 특징으로 하는 EGR 가스 냉각 장치.
  5. 제4항에 있어서, 슬리브의 양단부들이 부착됨으로써 단열 간극은 슬리브의 내주면과 열전달관의 외주면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 EGR 가스 냉각 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 단열 간극은 진공인 것을 특징으로 하는 EGR 가스 냉각 장치.
  7. 제4항에 있어서, 단열 재료로 제조된 추가의 슬리브는 이 슬리브의 양단부들이 부착됨으로써 슬리브의 내주면과 열전달관의 외주면 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 EGR 가스 냉각 장치.
  8. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 슬리브는 상이한 열전달비를 구비한 복수개의 슬리브를 적층시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 EGR 가스 냉각 장치.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 슬리브는 벨로우즈 형상으로 형성되며, 이것의 내측 상부는 열전달관의 외주면에 부착되며, 상기 슬리브의 내주면과 열전달관의 외주면 사이에 단열 간극이 형성되는 것을 특징으로 하는 EGR 가스 냉각 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 단열 간극은 진공인 것을 특징으로 하는 EGR 가스 냉각 장치.
  11. 제1항에 있어서, 배플 플레이트(baffle plate)는 상기 관 시트들 사이에 간극을 두고 설치되며, 상기 슬리브의 타단부는 상기 열전달관의 외주면에 밀접하게 부착되거나 반경방향으로 간극을 두고 상기 배플 플레이트에 부착되는 것을 특징으로 하는 EGR 가스 냉각 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 슬리브의 내주면과 열전달관의 외주면 사이에 형성된 간극은 단열 간극인 특징으로 하는 EGR 가스 냉각 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 단열 간극은 진공인 것을 특징으로 하는 EGR 가스 냉각 장치.
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