KR100679002B1 - 가스 냉각 기구 - Google Patents

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고토타다히로
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우수이 고쿠사이 산교 가부시키가이샤
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Abstract

EGR 가스 등의 가스를 효율적으로 냉각할 수 있는 가스 냉각 기구가 제공된다. EGR 가스 등의 가스를 위한 가스 파이프에서 가스 유동 방향과 수직으로 교차하는 다중의 냉각 파이프가 구비되어 가스 파이프의 외주 벽면을 통해 연장되며, 냉각 주머니가 다수의 냉각 매체 파이프의 축 방향 양측에서 상기 가스 파이프 외측 표면 일부에 구비되거나 또는 가스 파이프 외측 표면 전부에 구비되며, 가스 파이프 내부의 가스는 상기 냉각 파이프를 흐르는 냉각 매체에 의해 냉각된다.
배기 가스 재순환(EGR), 냉각 파이프, 냉각 주머니, 핀

Description

가스 냉각 기구{GAS COOLING DEVICE}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기구의 일부가 생략된 종방향 단면의 측면도.
도 2는 도 1의 B-B 라인을 따라 취한 횡방향 단면의 평면도.
도 3은 도 1의 D-D 라인을 따라 취한 종방향 단면의 정면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기구의 일부가 생략된 종방향 단면의 측면도.
도 5는 도 4의 E-E 라인을 따라 취한 횡방향 단면의 평면도.
도 6은 도 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기구의 일부가 생략된 종방향 단면의 측면도.
도 7은 도 6의 G-G 라인을 따라 취한 횡방향 단면의 평면도.
도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기구에서, 냉각 파이프(열 전달 파이프)와 플레이트 핀이 함께 결합된 구성의 일예를 도시한 단면도.
도 9는 도 6에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기구에서, 관통홀이 구비된 플레이트 핀의 일예를 도시한 단면도.
도 10A 및 도 10B는 본 발명에 따른 기구에서, 루버(louver)가 구비된 플레 이트 핀의 두 가지 예를 도시한 단면도.
도 11은 본 발명에 따른 기구에서, 핀(pin)형 핀이 구비된 플레이트 핀의 일예를 도시한 단면도.
도 12는 프레스 가공에 의해 형성된 불규칙부가 구비된 플레이트 핀의 일예를 도시한 단면도.
도 13은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 기구의 일부가 생략된 종방향 단면의 측면도.
도 14는 도 13의 M-M 라인을 따라 취한 횡방향 단면의 평면도.
도 15는 도 13의 N-N 라인을 따라 취한 종방향 단면의 정면도.
도 16은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 기구의 일부가 생략된 종방향 단면의 측면도.
도 17은 도 16의 Q-Q 라인을 따라 취한 종방향 단면의 평면도.
도 18은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 기구의 물결형 시트의 일부를 확대 도시한 사시도로서, 도 18A는 물결형 시트의 일예를, 도 18B는 물결형 시트를 다른 일예를 도시한 도면.
도 19는 본 발명에 따른 EGR 가스 파이프의 벽면의 단면 구조의 일예를 도시한 일부 단면도.
도 20은 본 발명에 따른 열 전달 파이프의 벽면의 단면 구조의 일예를 도시한 일부 단면도.
본 발명은 가스 냉각 기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기 가스 재순환(이하, 'EGR' 이라 함) 시, 즉 디젤 엔진의 배기 시스템으로부터 추출된 배기 가스 일부를 EGR 가스 파이프를 통해 흡기 시스템으로 귀환시켜 혼합기에 부가할 때, EGR 가스 파이프를 흐르는 EGR 가스를 냉각하기 위한 가스 냉각 기구에 관한 것이다.
배기 시스템으로부터 배기 가스 일부를 추출하여 엔진의 흡기 시스템으로 귀환시켜 혼합기에 부가하는 방법을 EGR(Exhaust Gas Recirculation)이라 한다. EGR은 질소산화물(NOx) 생성 억제, 펌핑 손실의 감소, 연소 가스의 온도 하강에 수반하는 냉각수에 대한 복사 손실의 감소, 사용 가스(working gas)의 양 및 조성의 변화에 수반하는 특정 열 비율(specific heat ratio)의 증가 및 이러한 증가에 수반하는 사이클 효율의 증가 같은 효과를 생성하기 때문에, 배기 가스 정화에 효율적이며 엔진의 열 효율을 향상 시키는 것으로 알려져 있다.
그러나, EGR 가스의 온도 및 양이 증가하는 경우 그 열적 영향으로 인해 EGR 밸브의 내구성이 약화되고 조기 파손이 일어나게 되며, 이러한 내구성 약화 및 조기 파손을 방지하고 흡기 온도 상승에 의해 충진 효율이 감소되어 연료 소모가 악화되는 것를 방지하기 위해서는 수냉식 구조가 필요한 것으로 알려져 있다. 종래에는 그 같은 상황을 피하기 위해서 엔진 냉각액, 차량 에어컨디셔너용 냉각 매체, 냉각 날개 등을 이용하여 EGR 가스를 냉각하는 기구가 사용되었다.
열 교환기 형태의 다양한 냉각기가 종래의 EGR 가스의 냉각 기구로 제안되어 있다.
예컨대, 일본 특허 공개 공보 평11-23181호에는 가스가 통과하는 내부 튜브의 외측에 액체가 통과하는 외곽 튜브가 형성되어 가스와 액체 사이에 열교환이 수행되는 이중 튜브형 열 교환기가, 일본 특허 공개 공보 2002-350071호에는 내부 튜브와 외부 튜브가 구비되되, 고온측 유체 통로 및 저온측 유체 통로가 내부 튜브의 일측 및 외부 튜브의 일측에 각각 구비되는 이중 튜브형 열 교환기가, 일본 특허 공개 공보 2000-111277호에는 내부에 냉각 매체가 흐르는 내부 튜브와, 내부 튜브와 사이에 틈새를 가지고 그 외곽을 둘러싸도록 구비되는 외부 튜브와, 열 응력을 완화시키며 내부 튜브의 내측에 배치되는 방열 핀을 포함하는 이중 튜브형 열 교환기가, 일본 특허 공개 공보 2003-21478호에는 내부에 냉각 매체가 흐르는 내부 튜브와, 내부 튜브와의 사이에 틈새를 가지고 그 외곽을 둘러싸도록 구비되는 외부 튜브와, 내부 튜브의 내측에 배치되는 크로스 핀을 포함하는 이중 튜브형 열 교환기가, 일본 특허 공개 공보 평9-88730호에는 냉각 파이프(열 전달 파이프)가 EGR 가스 파이프의 외곽에 나선형으로 감겨져 접촉되는 EGR 가스 냉각 기구가, 일본 특허 공개 공보 평9-88731호에는 냉각 파이프(열 전달 파이프)가 EGR 가스 파이프로 삽입되어 외곽 벽을 통해 연장되는 EGR 가스 냉각 기구가 개시되어 있다.
그러나, 일본 특허 공개 공보 평11-23181호, 일본 특허 공개 공보 2002-350071호, 일본 특허 공개 공보 2000-111277호 및 일본 특허 공개 공보 2003-21478에 개시된 이중 튜브형 열 교환기의 경우, 많은 경우에 EGR 가스 유동 통로로 정의되는 파이프가 그 길이 방향 전체 길이에 대해 부드러운 내주면을 가지며, 따라서 열 전달 파이프의 중앙 근처에서 열 전달량이 불충분하여 EGR 가스에 대한 낮은 냉각 효율을 갖는 문제점이 있었다.
또한, 일본 특허 공개 공보 평9-88730호 및 일본 특허 공개 공보 평9-88731호에 개시된 EGR 가스 냉각 기구의 경우, 작은 열 전달 영역 때문에 생산이 용이하고 비용을 낮은 이점이 있으나, 열 전달 용량을 충족시키기 위해서는 그 축 방향 길이를 특별히 증가시킬 필요가 있어, 냉각 장치가 차량에 창착되는 경우 많은 공간을 차지하여 레이아웃에 문제가 발생할 수 있으며, 나아가 가스가 EGR 가스 파이프를 따라 흐르기 때문에 유동 내부에서 난류가 덜 발생하고 열 전달 표면의 경계 층이 충분히 두껍게 형성되지 않아 열 전달 용량이 어느 정도 불량한 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 종래의 가스 냉각 수단의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 그 목적은 가스 유동 통로 내부의 가스 유동 방향과 수직으로 교차하는 다중의 냉각 파이프에 의해 열 교환 용량을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가스 파이프 내부의 가스 유동 방향과 수직으로 교차하는 다중의 냉각 파이프(열 교환 파이프)가 각각의 양측 종단이 외측으로 개방된 채 상기 가스 파이프의 외주 벽면을 통하여 연장되고, 냉각 매체를 위한 입력 포트 및 출력 포트가 구비된 냉각 주머니(cooling jacket)가 다수 의 상기 냉각 매체 파이프의 축 방향 양측에서 상기 가스 파이프의 외측 표면으로 고정되거나 상기 가스 파이프의 외측 표면 전체로 고정되며, 상기 가스 파이프 내부의 가스가 상기 쿨링 파이프를 흐르는 냉각 매체에 의해 냉각되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 냉각 파이프에는 그 외주면에 형성되는 나선형 또는 디스크형 핀(fin)과, 가스 파이프 내부의 가스 유동과 평행하며 상기 가스 파이프-상기 가스 파이프에는 상기 냉각 파이프가 열 교환 영역에서 고정 배열됨-에 구비되는 상기 냉각 파이프와 수직한 적어도 하나의 플레이트 핀과, 상기 냉각 파이프가 삽입되는 상기 플레이트 핀의 관통홀에 구비되는 돌출 벽(burring wall)이 구비되며, 상기 플레이트 핀에는 루버(louver), 관통홀(through-hole), 핀(pin)형 핀(fin) 및 불규칙부(irregularities) 중 적어도 어느 하나가 구비된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 EGR 가스 냉각 기구는, 직경 방향으로 확장되며 직사각형 단면을 갖는 EGR 가스 파이프(2)를 흐르는 EGR 가스의 유동 방향(화살표 g)과 수직 교차하는 다중의 냉각 파이프(열 교환 파이프)(3)를 포함한다. 냉각 파이프는 EGR 가스 파이프 상에 설정된 간격으로 이격되어 배열되고, 각각의 냉각 파이프 양측 종단은 외측으로 개방된 채 가스 파이프의 외주 벽면을 통해 연장된다.
나아가, 냉각 주머니(4-1, 4-2)는 EGR 가스 파이프 양측의 외측 표면에서 냉 각 파이프의 축 방향으로 고정된다. 냉각 주머니(4-1, 4-2)는 냉각 매체의 입력 포트(P1) 및 출력 포트(P2)를 각각 구비한다.
EGR 가스 냉각 기구를 전술한 방식으로 구성하는 경우, EGR 가스 파이프 내부에서 화살표 'g' 방향으로 흐르는 EGR 가스는 어느 하나의 냉각 주머니(4-1)로부터 각각의 냉각 파이프(3) 내부로 흐르는 화살표 'c' 방향의 냉각 매체에 의해 냉각된다. 이 때, EGR 가스 파이프(2)를 흐르는 EGR 가스는 가스 유동에 대해 수직으로 배열된 다중의 냉각관(3)에 의해 교란되어, 다중의 냉각 파이프(3)를 EGR 가스 유동과 수직한 방향(화살표 c)으로 흐르는 냉각 매체에 의해 신속한 열 교환이 이루어진다.
도 4 및 도 5에 도시된 EGR 냉각 기구(11)는 파이프를 냉각하기 위해 사용된 핀 튜브(13-1, 13-2)를 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시된 냉각 기구와 동일하게 구성된다. 더욱 상세하게는, 다중의 핀 튜브(13-1, 13-2)는, 직경 방향으로 확장되며 직사각형 단면을 갖는 EGR 가스 파이프(12) 내부를 흐르는 EGR 가스의 유동 방향(화살표 g)과 수직으로 교차하며, EGR 가스 파이프 에 설정된 간격으로 이격되어 배열되고, 각각의 냉각 파이프 양측 종단은 외측으로 개방된 채 가스 파이프의 외주 벽면을 통해 연장된다. 또한 냉각 주머니(14-1, 14-2)는 EGR 가스 파이프 양측의 외측 표면에서 냉각 파이프의 축 방향으로 결합된다. 여기서, 핀 튜브(13-1)는 튜브 본체의 외주 표면에 나선형 핀(13-1a)을 구비하고, 핀 튜브(13-2)는 튜브 본체의 외주 표면에 디스크형 핀(13-2a)을 구비한다.
더하여, 여기서는 나선형 핀(13-1a)을 구비한 핀 튜브(13-1)와 디스크형 핀(13-2a)를 구비한 핀 튜브(13-2)가 결합된 형태가 도시되어 있지만, 나선형 핀 및 디스크형 핀 뿐만 아니라 파동형 핀, 핀(pin)형 핀 등이 사용된 다양한 형태의 핀을 구비한 핀 튜브를 함께 결합할 수 있음은 자명하며, 또한 전체 형상을 오직 하나의 형태의 튜브, 예컨대, 나선형 핀 튜브(13-1) 또는 디스크형 핀 튜브(13-2) 만으로 구성하는 것도 가능하다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 EGR 가스 냉각 기구(11)에서, EGR 가스 파이프 내부에서 화살표 'g' 방향으로 흐르는 EGR 가스는, 도 1 및 도 2에 도시된 기구와 동일한 방식으로, 어느 하나의 냉각 주머니(14-1)로부터 각각의 핀 튜브(13-1, 13-2) 내부로 흐르는 화살표 'c' 방향의 냉각 매체에 의해 냉각된다. 이 때, EGR 가스 파이프(12)를 흐르는 EGR 가스는 가스 유동에 대해 수직으로 배열된 다중의 핀 튜브(13-1, 13-2)에 의해 교란될 뿐 만 아니라, 나선형 핀(13-1) 및 디스크형 핀(13-2)에 의해 유발되는 교란 동작이 신속한 열 전달을 도와 핀의 열 전달 영역 증가에 기인한 높은 열 교환 용량을 얻을 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 EGR 가스 냉각 기구(21)는, EGR 가스 파이프 내에서 다수의 냉각 파이프가 고정 배열되는 열 교환 영역에 구비되며, EGR 가스 파이프(22)에 평행하며 냉각 파이프(23)에 수직인 플레이트 핀(25)을 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시된 냉각 기구와 동일하게 구성된다. 더욱 상세하게는, 다중의 냉각 파이프(23)는, 직경 방향으로 확장되며 직사각형 단면을 갖는 EGR 가스 파이프(22) 내부를 흐르는 EGR 가스의 유동 방향(화살표 g)과 수직으로 교차하며, EGR 가스 파이프 상에 설정된 간격으로 이격되어 고정 배열되고, 각각의 냉각 파이프 양측 종단은 외측으로 개방된 채 가스 파이프의 외주 벽면을 통해 연장된다. 플레이트 핀(25)은 가스 파이프 내의 가스 유동(화살표 g)과 평행하고 냉각 파이프와 수직하며, 다중 냉각 파이프(23)가 배열된 EGR 가스 파이프(22) 내에서 일정한 간격을 가지고 다섯 개가 배열된다. 또한, 냉각 주머니(24-1, 24-2)는 EGR 가스 파이프 양측의 외측 표면에서 냉각 파이프의 축 방향으로 결합된다.
또한, 도 6 및 도 7에 도시된 EGR 가스 냉각 기구(21)에서, EGR 가스 파이프(22) 내부에서 화살표 'g' 방향으로 흐르는 EGR 가스는, 도 1 및 도 2에 도시된 기구와 동일한 방식으로, 어느 하나의 냉각 주머니(24-1)로부터 각각의 쿨링 파이프(23) 내부로 흐르는 화살표 'c' 방향의 냉각 매체에 의해 냉각된다. 이 때, EGR 가스 파이프(12)를 흐르는 EGR 가스는 가스 유동에 대해 수직으로 배열된 다중의 냉각 파이프(23)에 의해 교란될 뿐 만 아니라, 가스 파이프 내의 가스 유동(화살표 g)과 평행하고 냉각 파이프와 수직한 플레이트 핀(25)에 의해 열 전달 영역 증가하여, 열 전달이 신속하게 이루어지며, 높은 열 교환 용량을 얻을 수 있다.
또한, 냉각 파이프(23)와 플레이트 핀(25)을 도 6 및 도 7에 도시된 EGR 가스 냉각 기구(21) 내부에 함께 연결한 구성에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 플레이트 핀(25)이 장착되며, 플레이트 핀과 냉각 파이프의 접촉 면적을 증가시키기 위해 냉각 파이프(23)가 삽입되는 플레이트 핀(25)의 관통 홀에 돌출 벽(burring wall)(25-1)이 구비된다.
나아가, EGR 가스 파이프(22) 내부를 흐르는 EGR 가스의 난류 유동과 교란 동작을 증가시키기 위해, 예컨대 도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 도 9의 다 중 관통 홀(25-2), 도 10A 및 도 10B의 루버(25-3, 25-4), 도 11의 핀(pin)형 핀(25-5) 또는 프레스 가공에 의해 형성된 도 12의 불규칙부(25-6)가 플레이트 핀(25)에 구비될 수 있다.
도 13, 도 14 및 도 15에 도시된 EGR 가스 냉각 기구(31)는 소위 이중 튜브형으로서, 다중의 평면형 튜브(33)는, 전술한 배열 방식과 동일한 방식으로 직경 방향으로 확장되며 직사각형 단면을 갖는 EGR 가스 파이프(32) 내부를 흐르는 EGR 가스의 유동 방향(화살표 g)과 수직으로 교차하며, EGR 가스 파이프 상에 설정된 간격으로 이격되어 고정 배열되고, 각각의 평면형 튜브(33) 양측 종단은 외측으로 개방된 채 가스 파이프의 외주 벽면을 통해 연장된다. 또한, 그 내부가 분리판(34-1)에 의해 두개의 상부 섹션 및 하부 섹션으로 나누어진 냉각 주머니(34)는 EGR 가스 파이프(32)의 외주 전체에 결합된다.
또한, 도 13, 도 14 및 도 15에 도시된 EGR 가스 냉각 기구(31)에서, EGR 가스 파이프(32) 내부에서 화살표 'g' 방향으로 흐르는 EGR 가스는, EGR 가스 파이프를 둘러싸도록 구비된 냉각 주머니(34)로부터 각각의 평면형 튜브(33) 내부로 흐르는 화살표 'c' 방향의 냉각 매체에 의해 냉각된다. 또한, 이중 튜브 타입의 EGR 가스 냉각 기구(31)에서, EGR 가스 파이프(32)를 흐르는 EGR 가스는 가스 유동에 대해 수직으로 배열된 평면형 튜브(33)에 의해 교란되어, EGR 가스의 유동 방향과 수직한 화살표 'c'의 방향으로 다중의 평면형 튜브(33)의 내부를 흐르는 냉각 매체에 의해 신속한 열 교환이 이루어진다.
더하여, 본 실시예에 의한 냉각 기구의 평면형 튜브(33)는 EGR 가스 파이프(32)의 입력측과 출력측 사이에서 약간 다르게 배열되어 있지만, 입력측 및 출력측의 평면형 튜브(33) 배열 모두 전체 EGR 파이프에 적용될 수 있다.
도 16, 도 17 및 도 18에 도시된 EGR 가스 냉각 기구(41)는 다중의 평면형 튜브(43)가 직경 방향으로 확장되고 직사각형 단면을 갖는 EGR 가스 파이프(42) 내부를 흐르는 EGR 가스의 유동 방향(화살표 g)과 수직으로 교차하며, 복수의 층으로 서로 이격되어 평행하도록 배열되고, 각각의 평면형 튜브(43) 양측 종단은 외측으로 개방된 채 EGR 가스 파이프의 측 벽면을 통해 수평적으로 연장된다. 도 18에 확대 도시된 두 가지 형태의 물결형 시트(corrugated sheet)(45a, 45b)는 각각의 평면형 튜브(43) 사이의 몇몇 층에 개재되고 EGR 가스 파이프(42)의 종방향으로 연장되어, 유동 통로(46a, 46b) 및 냉각 주머니(44)가 정의되고, 그 내부가 분리판(44-1)에 의해 좌측 섹션 및 우측 섹션으로 나누어진 냉각 주머니(44)는 EGR 가스 파이프(32)의 외주 전체에 결합된다.
더하여, 두 가지 형태의 물결형 시트(45a, 45b) 중 하나(45a)는 도 18A에 도시된 바와 같이 라운드형 첨단(rounded top)을 가진다.
다른 형태의 물결형 시트(45b)는 도 18B에 도시된 바와 같이 평면형 첨단(45b-1)을 가지며, 첨단(45b-1) 사이의 불규칙형 격벽(45b-2)을 정의하여 EGR 파이프를 통해 흐르는 가스 안에 난류(turbulence) 또는 소용돌이(vortex)를 생성하거나, 가장자리 효과(edge effect)를 생성하여 EGR 가스의 열 교환 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 도 16, 도 17 및 도 18에 도시된 EGR 가스 냉각 기구에서는 물결형 시트(45a)가 EGR 가스 파이프(42)의 상부에 배치되고, 물결형 시 트(45b)가 EGR 가스 파이프(42)의 하부에 배치된 것으로 예시되어 있지만, 반대로 물결형 시트(45b)가 EGR 가스 파이프(42)의 상부에 배치되고, 물결형 시트(45a)가 EGR 가스 파이프(42)의 하부에 배치되거나, EGR 가스 파이프(42) 전체가 물결형 시트 중 어느 하나로 형성될 수 있음은 자명하다.
또한, 도 16, 도 17 및 도 18에 도시된 이중 튜브형 EGR 가스 냉각 기구(41)에서, EGR 가스 파이프(42) 내부에서 화살표 'g' 방향으로 흐르는 EGR 가스는, EGR 가스 파이프를 둘러싸도록 구비된 냉각 주머니(44)로부터 각각의 평면형 튜브(43) 내부로 흐르는 화살표 'c' 방향의 냉각 매체에 의해 냉각된다. 또한, 이중 튜브 타입의 EGR 가스 냉각 기구(41)에서, EGR 가스 파이프(42)를 흐르는 EGR 가스는 두 가지 형태의 물결형 시트(45a, 45b)에 의해 형성된 유동 통로(46a, 46b)를 통과하는 동안 난류 또는 소용돌이(vortices)를 생성하여, EGR 가스의 유동 방향과 수직한 화살표 'c'의 방향으로 다중의 평면형 튜브(43) 내부를 흐르는 냉각 매체와 열 교환이 신속하게 이루어지며, 나아가 높은 열 교환 용량을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 EGR 가스 냉각 기구에서 냉각 파이프(3, 23), 핀 튜브(13-1, 13-2) 및 평면형 튜브(33, 43)는 배열, 수, 두께 등이 특정하게 한정되지 않으며, 이러한 배열, 수, 두께 등은 EGR 가스 파이프(2,12,22,32,42)의 크기 및 냉각 기구의 스케일 등에 따라 적절히 결정된다. 또한, 본 발명에서 EGR 가스 파이프(2, 12, 22, 32, 42), 냉각 파이프(3, 23), 핀 튜브(13-1, 13-2) 및 평면형 튜브(33, 43)는, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이 난류 및 열 전달 영역을 증가시키는 불규칙부를 가진 벽면 상에 각각 형성될 수 있다.
또한, 정확한 원형 단면을 가진 원형 파이프 및 평면형 튜브가 냉각 파이프를 예시하기 위해 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않으며 타원형 단면을 가진 원형 파이프, 직사각형 또는 다각형 단면을 가진 파이프 등이 사용될 수 있음은 자명하다. 또한, 용접, 브레이징 등이 각 부품의 부착 및 고정을 위해 사용될 수 있다.
더하여, EGR 냉각기와 같은 가스 냉각 기구가 기술되어 있지만, 또한 이것이 가스 가열 기구로도 이용될 수 있음은 자명하다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 EGR 가스 냉각 기구는 EGR 가스 파이프를 흐르는 EGR 가스와 수직으로 교차하도록 배열된 다중의 직선형 파이프 및 핀 튜브를 포함하는 냉각 파이프를 통해 탁월한 효과를 생성하며, 또한 높은 열 교환 용량을 제공할 수 있도록 냉각 파이프 및 핀 플레이트의 작용이 이루어지고, 가스 유동 내부의 난류 및 열 전달 영역의 증가가 이루어진다.

Claims (7)

  1. 다중의 냉각 파이프가 가스 파이프 내의 가스 유동 방향에 수직으로 교차하고, 각각의 상기 냉각 파이프 양측 종단이 외측으로 개방된 채 상기 가스 파이프의 외주 벽면을 통해 연장되어 상기 가스 파이프에 고정 배열되며, 냉각 매체를 위한 입력 포트 및 출력 포트가 구비된 냉각 주머니가 다수의 상기 냉각 매체 파이프 축 방향 양측에서 상기 가스 파이프 외측 표면의 적어도 일부에 고정되며, 상기 가스 파이프 내부의 가스가 상기 쿨링 파이프를 흐르는 냉각 매체에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 가스 냉각 기구.
  2. 제1항에서,
    상기 냉각 파이프는 그 외주면에 나선형 핀 또는 디스크형 핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 냉각 기구.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가스 파이프 내부의 가스 유동에 평행하며 상기 냉각 파이프에 수직한 적어도 하나의 플레이트 핀이 냉각 파이프가 고정 배열된 상기 가스 파이프의 열 교환 영역에 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 냉각 기구.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 냉각 파이프가 삽입되는 상기 플레이트 핀의 관통 홀에는 돌출 벽이 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 냉각 기구.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 플레이트 핀에는 루버(louver), 관통 홀, 핀(pin)형 핀 및 불규칙부 중 적어도 하나가 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 냉각 기구.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 냉각 파이프가 고정 배열되는 상기 EGR 가스 파이프의 열 교환 영역에 구비되는 물결형 시트를 더 포함하되, 상기 상기 물결형 시트는 라운드형 첨단을 가지며, 상기 EGR 가스 파이프의 가스 유동과 평행하고 상기 냉각 파이프에 수직한 가스 냉각 기구.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 냉각 파이프가 고정 배열되는 상기 EGR 가스 파이프의 열 교환 영역에 구비되는 물결형 시트를 더 포함하되, 상기 상기 물결형 시트는 상기 EGR 가스 파이프의 가스 유동과 평행한 평면형 첨단 및 불규칙형 격벽을 정의하는 상기 첨단 사이의 평면형 표면을 포함하는 가스 냉각 기구.
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