KR100814073B1

KR100814073B1 - 플라스틱형 이지알 쿨러

Info

Publication number: KR100814073B1
Application number: KR1020070020350A
Authority: KR
Inventors: 김태진; 조용국
Original assignee: 주식회사 코렌스
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-03-14

Abstract

본 발명은 자동차 배기가스 재순환장치(EGR: Exhaust Gas Reciculation)에 사용되는 이지알 쿨러에 있어서, 내부로 턱이 형성되고 개방된 좌단을 포함하며, 플라스틱으로 된 바디 셀과; 상기 바디 셀에 형성되는 냉각수 유입구, 유출구와; 상기 바디 셀에 내장되며 슬롯형 단면을 가지는 다수의 배기가스 튜브와; 상기 배기가스 튜브 각각의 좌단 및 상기 바디 셀의 좌단을 밀폐하도록, 상기 바디 셀의 좌측 내부에 삽입되며 상기 배기가스 튜브의 좌단 각각과 접촉하며 방열하는 강철재질의 좌측 블록(block)과; 상기 바디 셀 좌단의 턱과 상기 좌측 블록 사이에 설치되는 좌측 실(seal)과; 배기가스의 통로를 상하방향으로 차례로 구획하여 좌우 길이방향으로 연장되어 형성되도록, 상기 배기가스 튜브 내부에 삽입되며 파형이 형성되며 상기 바디 셀의 우단에서 시작되어 연장되며 상기 배기가스의 좌단에서 우측으로 이격되어 설치되는 웨이브 핀을; 포함하여, 냉각수의 누수가 방지되며 방열효과가 뛰어나며 열교환기의 성능이 향상되며 단순한 구조를 가지며 제조원가가 감소하며 파울링(fouling)이 저감되는 작용효과가 있다.

EGR, 이지알, 플라스틱형 이지알 쿨러, 자동차 배기가스 재순환 장치, 플라스틱

Description

플라스틱형 이지알 쿨러{Plastic type EGR cooler}

도 1은 이지알(EGR: Exhaust Gas Reciculation) 장치의 원리를 도시하는 개략도이다.

도 2a는 종래에 사용되는 이지알 쿨러의 사시도이다.

도 2b는 도 2a에서 A-A 방향의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 플라스틱형 이지알 쿨러의 사시도이다.

도 4는 본 발명에 의한 플라스틱형 이지알 쿨러의 분해 사시도이다.

도 5a, b는 본 발명에 의한 플라스틱형 이지알 쿨러의 정면도 및 우측면도이다.

도 6a, b는 본 발명에 의한 웨이브 핀을 각각 도시하는 사시도이다.

도 7은 본 발명에 의한 웨이브 핀이 내장된 배기가스 튜브를 도시하는 사시도이다.

*도면부호에 대한 간략한 설명*

15...플라스틱형 이지알 쿨러

20...바디 셀 21...좌단 22...우단

23...수평격벽 24...상부공간 25...하부공간

26...턱

30...좌측 플레이트 31...슬롯형 관통홀

40...좌측 블록 41...좌측 실

50...우측 플랜지 52...체결홀

60...우측 플레이트 61...슬롯형 관통홀 62...체결홀

70...냉각수 유입구 71...냉각수 유출구

80...배기가스 튜브 81...좌단 82...우단

83...이격공간

90...웨이브 핀 91...파형 92...채널

93...격판 94...요철부

본 발명은 배기매니폴드에서 흡기매니폴드 쪽으로 배기가스를 공급하는 자동차 배기가스 재순환장치(EGR: Exhaust Gas Reciculation)에 사용되며, 냉각수에 의해 상기 배기가스를 냉각하여 공급하는 플라스틱형 이지알 쿨러에 관한 것이다.

일반적으로 이지알 장치는 배기가스의 일부를 다시 흡기계로 재순환시켜 흡입공기중의 CO₂ 농도를 증대시켜 연소실의 온도를 저하시키고 이에 의해 NOx를 저감시키는 기술이다.

구체적으로 먼저 NOx 발생 메커니즘을 살펴본다. 공기는 약 79%의 질소와 21%의 산소 및 기타 미량의 원소로 구성되어 있다. 상온에서 질소와 산소는 서로 반응을 일으키지 않지만 고온(약 1450℃이상)에서는 서로 반응을 하여 질소산화물(thermal NOx)이 된다. 특히 디젤엔진은 압축착화방식으로 연소를 일으키며 실린더의 재질 발달로 인해 압축비가 점점 더 높아져 연소실의 온도가 높아지고 있다. 연소실 온도의 상승은 열역학적 엔진 효율을 증대시키지만, 고온으로 인한 질소산화물이 다량 발생을 하고 있다. 이러한 질소산화물은 지구환경을 파괴하는 주요 유해물질로써, 산성비, 광학스모그, 호흡기 장애 등을 일으킨다.

이지알에 의한 NOx 저감 원리는 첫째 불활성가스(수증기, 이산화탄소 등) 재순환에 의해 연소실 최고온도를 낮추는 것이며, 둘째 희박연소(lean burn)에 의해 질소산화물 생성분위기를 방지하는 것이며, 셋째 고비열 냉각 불활성 가스 투입으로 인한 점화진각(spark advance, 연소실에 압축된 혼합기를 연소시키기 위하여 전기적 불꽃을 혼합기 중에 만들어 주는 시점) 지연 및 연소실 국부 최고온도 및 압력을 낮추는 것이다.

한편, 디젤기관에서 이지알(EGR)에 의한 NOx 저감 메커니즘은 가솔린과는 달리 산소농도 저감이 근본적인 원인이라는 연구와 이에 반론하여 화염온도 감소가 원인이라는 연구가 보고되었다. 현재로서는 어느 것이 옳은지에 대한 결론은 제시되지 않은 상태이지만, 산소농도와 화염온도의 NOx 저감 기여도는 동일한 수준인 것으로 최근 보고되고 있다.

이지알 쿨러가 설치된 이지알 장치는 디젤엔진의 배기규제가 엄격해지면서 연비와 PM의 증가없이 NOx를 저감시키는 방법으로 엔진냉각수를 이용한 냉각기(쿨러)를 설치함으로서 비교적 적은 투자로서 NOx저감에 큰 효과를 얻을 수 있는 장치이다.

이 경우에 이지알 쿨러는 700℃ 정도의 배기가스 온도를 150℃~200℃까지 냉각시켜야 하므로 내열성 재질이어야 하며, 자동차 내부의 설치상 콤팩트 하게 설계되어야 하며, 적절한 EGR량을 공급하기 위해 압력강하가 최소화되어야 하며, 열교환 중 배기가스로부터 응축이 발생하며 연료의 황성분 때문에 응축수에 황산이 포함되어 부식을 일으키기 쉬우므로 방식성 재료이어야 하며, 배기가스의 맥동영향으로 기계적 부하가 작용하므로 일정의 기계적 강도가 있어야 하며, 배기가스의 입자상물질(PM) 등이 관내를 막을 수 있어 파울링(fouling, 이물질이 부착되는 현상)에 대한 대책이 요구된다.

종래에는 도 1에 도시되듯이, 상기한 배기가스 재순환장치(1)는 배기매니폴드(3)를 통하여 배기되는 배기 가스의 일부를 흡기매니폴드(2)로 재순환시켜 NOx의 발생을 저감시키도록 한 것이다.

도 1에 도시되듯이, 배기가스가 냉각된 상태로 공급될 수 있도록 셀앤튜브(shell & tube)형 냉각기(4)가 배기가스의 재순환 경로 중에 설치된다. 셀 유체로 엔진(10)의 냉각수가 사용되며, 냉각수는 냉각수 유입구(7in)에서 유입되어 냉각수 유출구(7out)로 유출된다. 튜브 유체로 배기가스가 사용되며, 배기가스는 배기매니폴드(3)에서 연장된 우측 관로(6in)를 통해 유입되고, 흡기매니폴드(2)로 연장되는 좌측 관로(6out)로 유출된다. 도면중 미설명 부호 11은 연소실을 도시한 것이다.

도2a, 2b에 사용되는 종래의 이지알 쿨러(4)가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 이지알 쿨러는 이중관 형식이고 도 2a, 2b에 도시된 이지알 쿨러는 셀 1 패스 및 튜브 2패스형 열교환기이다. 전,후자의 이지알 쿨러는 대동소이하므로 도면부호 를 공용한다. 다만, 배기가스의 유입구 및 유출구가 설치되는 우측의 커버 부분은 도시되지 않았다.

냉각수가 유입구(7in)를 통해 유입되고 유출구(7out)를 통해 유출된다. 배기가스가 배기가스 유입구(미도시)를 통해 유입되며, 커버(미도시) 내부로 연장되는 격벽(12)을 통해 유입되는 배기가스와 유출되는 배기가스가 구분되며, 유입되는 배기가스가 배기가스 튜브(5in)를 통과하며, 유 플로 캡(13, U-Flow Cap)에서 상하 유턴하여 배기가스 튜브(5out)를 통과하며, 배기가스 유출구(미도시)를 통해 유출된다. 유출된 배기가스는 도 1의 흡기매니폴드(2)와 연결되는 우측 관로(6out)로 유입된다.

그런데, 종래의 이지알 쿨러의 유 플로 캡은 강철 재질로 이루어졌으며 딥 드로잉(deep drawing) 등 공정으로 제조되었고 상기 딥드로잉 성형은 다단의 프레스 등 6∼7단계를 거쳐야 하여 제조원가가 상승되는 문제점이 있었다. 또한, 상기 유플로 캡의 내부는 냉각수가 흐르지 않기 때문에, 배기가스가 냉각되지 않는 불필요한 부분이 발생되며, 자동차의 내부 설치공간만 점유하는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 이지알 쿨러는 강철 재질로 이루어져, 무겁고 조립이 곤란한 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점 등을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 이지알 쿨러 내에서 배기가스가 냉각되지 않는 사각지대를 제거하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 냉각기의 성능이 향상되며 콤팩트한 크기를 가지며 부품이 단순화되며 제조원가가 저렴하며 파울링(fouling)이 저감되는 플라스틱형 이지알 쿨러를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 플라스틱 재질의 플라스틱형 이지알 쿨러를 제공하며 좌측 블록에 의한 방열판을 가지며 좌측 실에 의한 냉각수의 누수 또는 배기가스의 누기가 방지되는 플라스틱형 이지알 쿨러를 제공하는 것이다.

본 발명은 배기매니폴드에서 흡기매니폴드 쪽으로 배기가스를 공급하는 자동차 배기가스 재순환장치(EGR: Exhaust Gas Reciculation)에 사용되며, 냉각수에 의해 상기 배기가스를 냉각하여 공급하며, 배기가스 유입구, 유출구가 설치된 커버와 상기 커버의 내부 공간 구획용 격벽을 포함하는 이지알 쿨러에 있어서, 내부로 턱이 형성되고 개방된 좌단을 포함하며, 플라스틱으로 된 바디 셀과; 상기 바디 셀에 형성되는 냉각수 유입구, 유출구와; 상기 바디 셀에 내장되며 슬롯형 단면을 가지는 다수의 배기가스 튜브와; 상기 배기가스 튜브 각각의 좌단 및 상기 바디 셀의 좌단을 밀폐하도록, 상기 바디 셀의 좌측 내부에 삽입되며 상기 배기가스 튜브의 좌단 각각과 접촉하며 방열하는 강철재질의 좌측 블록과; 상기 바디 셀 좌단의 턱과 상기 좌측 블록 사이에 설치되는 좌측 실(seal)과; 배기가스의 통로를 상하방향으로 차례로 구획하여 좌우 길이방향으로 연장되어 형성되도록, 상기 배기가스 튜브 내부에 삽입되며 파형이 형성되며 상기 바디 셀의 우단에서 시작되어 연장되며 상기 배기가스의 좌단에서 우측으로 이격되어 설치되는 웨이브 핀을; 포함한다.

또한, 상기 바디 셀 좌단, 우단의 밀폐의 구체적 방법 및 배기가스 유입구, 유출구가 설치되는 커버와의 구체적인 체결구조에 있어서, 본 발명에서 우측 플랜지는 상기 바디 셀의 우단에서 외측으로 연장되어 형성되며 외곽에는 다수의 체결홀을 가지며; 상기 바디 셀의 좌단을 밀폐하도록, 좌측 플레이트는 평판이며 상기 배기가스 튜브 각각이 삽입되는 다수의 슬롯형 관통홀을 가지며, 상기 좌측 블록의 우측 및 상기 바디 셀의 내부에 위치되며; 상기 바디 셀의 우단을 밀폐하도록, 우측 플레이트는 평판이며 상기 배기가스 튜브 각각이 삽입되는 다수의 슬롯형 관통홀을 가지며, 외곽에는 다수의 체결홀을 구비하며 상기 우측 플랜지의 우측에 위치된다.

한편, 본 발명에서 상기 바디 셀, 상기 냉각수 유입구, 상기 냉각수 유출구 및 상기 우측 플랜지는 바람직하게는 플라스틱 재질로 일체로 형성된다. 그리고, 상기 배기가스 튜브, 상기 웨이브 핀, 상기 좌측 블록, 상기 좌측 플레이트 및 상기 우측 플레이트는 바람직하게는 SUS 재질이다.

이하, 첨부도면을 참조하고 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.

도 3, 도 4에는 본 발명에 의한 플라스틱형 이지알 쿨러(15)의 사시도 및 분해사시도가 도시되어 있다. 바람직하게는 이지알 쿨러(15)는 셀 1 패스 및 튜브 2 패스형 열교환기이다.

플라스틱형 이지알 쿨러(15)는 크게 바디 셀(20), 냉각수 유입구 및 유출구(70, 71), 좌측 블록(40, block), 배기가스 튜브(80) 및 웨이브 핀(90)으로 이루어진다.

상기 바디 셀(20)의 우측에는 우측 커버(미도시)가 조립되며 상기 우측 커버 의 내부는 상하로 구획하도록 수평격벽(23)이 설치되고 상부 공간에 배기가스 유입구(미도시)가 설치되고 하부 공간에 배기가스 유출구(미도시)가 설치된다.

상기 바디 셀(20)은 바람직하게는 직육면체 형상이며 사각 덕트이며 좌단(21)과 우단(22)이 개방되어 있다. 그리고, 턱(26)이 상기 좌단(21) 둘레에서 내부로 돌출되어 형성되어, 상기 좌측 블록(40)을 지지한다.

상기 바디 셀(20), 상기 냉각수 유입구(70), 상기 냉각수 유출구(71) 및 후술하는 우측 플랜지(50)는 바람직하게는 플라스틱 사출성형에 의해 일체로 형성된다.

상기 냉각수 유입구(70)는 바람직하게는 상기 바디 셀(20)의 좌측 상부에 형성되고, 상기 냉각수 유출구(71)는 바람직하게는 상기 바디 셀(20)의 우측 하부에 형성된다. 상기 냉각수 유입구 및 유출구(70, 71)의 위치는 상하, 전후, 좌우 방향으로 변경될 수 있으며, 병류형(parallel flow) 또는 역류형 열교환기 어느 쪽도 가능하다.

상기 좌측 블록(40)은 바람직하게는 강판, 특히 SUS 재질의 강판이며 상기 바디 셀의 좌단(21) 내부에 삽입되어 턱(26)에 의해 지지되며, 배기가스의 통로와 관련하여 상기 바디 셀의 좌단(21)을 밀폐한다. 또한 상기 좌측 블록(40)은 방열하여 배기가스에 의한 바디 셀(20)의 과열을 방지한다. 구체적으로, 배기가스는 좌측 블록(40)의 부근에서 유턴하여 고온의 배기가스가 오래 지체되며 냉각수는 바디 셀의 구조상 좌단(21)에 원활하게 접촉되지 않을 수 있어, 상기 바디 셀(20)의 좌단을 개방하고 일종의 방열판인 좌측 블록(40)을 설치한다.

상기 좌측 블록(40)은 바람직하게는 SUS 재질이며 강판이어서, 상기 배기가스가 상기 바디 셀(20)에서 벗어나지 않고 후술하는 방법으로 유턴하여 유출된다. 이에 의해 상기 좌측 블록(40)의 제조가 용이해지고, 설치시 점유공간이 적고, 배기가스가 냉각되지 않는 사각지대가 제거된다.

좌측 실(41, seal)은 상기 바디 셀 좌단의 턱(26)과 상기 좌측 블록(40) 사이에 설치되며 고온에 대한 내구성이 있으며 방수성이 뛰어난 실링재료로 된다. 좌측 실(41)은 배기가스의 요동, 냉각수의 요동에 의해 냉각수의 누수 또는 배기가스의 누기가 방지되며 좌측 블록(40)과 바디 셀(20)의 재질 차이에 따른 열팽창에 의한 틈새를 메우게 한다.

도 5a에 도시되듯이, 상기 좌측 실(41)은 바람직하게는 대략 'U'자형 단면이 사각 도우넛 형태로 연장되어 형성되어, 상기 좌측 블록(40)의 끝부분 둘레와 후술하는 좌측 플레이트(30)의 끝부분 둘레를 감싸고 상기 바디 셀(20)의 내부에도 접촉된다. 이를 통해 냉각수의 누수 및 배기가스의 누기가 방지된다..

상기 배기가스 튜브(80)는 바람직하게는 슬롯형 단면을 가지며 바람직하게는 단품인 SUS 재질 등의 파이프로 이루어지며, 좌단 및 우단(도 7, 81, 82)이 개방되어 있다.

도 5a, 5b에 도시되듯이, 상기 배기가스 튜브(80)는 상기 바디 셀의 우단(도 4, 22)에서 시작되어 상기 바디 셀의 좌단(도 5a, 21) 부근으로 연장되며 상기 배기가스 튜브의 좌단(81)이 상기 좌측 블록(40)의 우측과 접촉되어, 상기 배기가스 튜브의 좌단(81)이 밀폐된다. 구체적인 밀폐방법으로 상기 배기가스 튜브(80)에 압축력을 가하는 방식의 조립이 사용될 수 있고, 상기 배기가스 튜브의 좌단(81)에 도포되는 접착제가 사용될 수 있다.

상기 배기가스 튜브(80)는 다수의 개수, 예를 들어 6개가 상기 바디 셀(20)의 내부에 삽입되어, 후술하는 방법에 의해 슬롯형 단면 상부는 후술하는 이격공간(83)을 기준으로 하여 배기가스 유입구가 되고 슬롯형 단면 하부는 배기가스 유출구가 된다. 상기 배기가스 튜브(80)와 후술하는 웨이브 핀(90)에 의하여 플라스틱형 이지알 쿨러를 구성하는 단품수가 줄어들고 조립공정이 간소화되며 제품의 단가 및 제조경비가 절감되는 효과가 있다. 또한 형상의 단순화로 인하여 가공성이 향상되고 품질이 향상되는 효과가 있다.

상기 웨이브 핀(90)은 도 6a, 도 6b에 도시되듯이 파형(91)이 형성된 플레이트이다. 파형(91)이 둥근 라운드타입의 웨이브 핀이 도 6a에 도시되어 있고 파형(91)이 사각형인 스퀘어타입의 웨이브 핀(square type wave fin)이 도 6b에 도시되어 있다. 파형의 주기 또는 피치(산과 산의 거리)는 바람직하게는 4.0 mm 내지 6.0mm이며 상기 웨이브 핀의 격판(93)에는 요부 또는 철부(94)가 형성되어, 배기가스의 전열면적을 확대하며 난류를 용이하게 형성한다. 그리고 상기 웨이브 핀(90)의 각 골은 후술하는 방법에 의해 배기가스가 흐르는 채널(92)로 사용된다.

상기 웨이브 핀(90)은 도 5a, 도 5b, 도 7에 도시되듯이 상기 배기가스 튜브(80)에 내장된다. 내장방향에 있어서 바람직하게는 상기 격판(93) 각각이 상기 배기가스 튜브(80)의 상하 공간으로 나눈다. 이로 인하여 상기 격판(93)과 배기가스 튜브(80)에 의해 형성되는 다수의 채널(92)이 길이방향으로 형성된다. 상기 채널(92)의 상하방향 밀폐에 있어서, 바람직하게는 상기 웨이브 핀(90)과 배기가스 튜브(80)는 억지끼움방식으로 조립되거나 상기 웨이브 핀(90)의 산 부분에 접착제 또는 실링재가 부착될 수 있다. 다소 밀폐가 덜 되어도, 배기가스 상호간의 혼합만 발생하므로 큰 문제는 되지 않는다.

상기 웨이브 핀(90)은 좌우 길이방향에 있어서 도 7에 도시되듯이 상기 배기가스 튜브(80)의 우단(82)에서 시작되어 연장되며 상기 배기가스 튜브(80)의 좌단(81)에서 우측으로 이격되어 위치되며, 이러한 이격에 의해 생기는 공간인 이격공간(83)이 도 5a, 도7에 도시되듯이 상기 배기가스 튜브(80)의 내부에 형성된다. 상기 이격공간(83)에서 배기가스가 유턴하여 유출된다.

배기가스의 유입, 유출을 설명한다.

먼저, 상기 바디 셀(20)의 우측에는 우측 커버(미도시)가 조립되며 상기 우측 커버의 내부는 상하로 구획하도록 수평격벽(도 3, 도 5a, 23)이 설치된다. 상기 수평격벽(23)에 의하여 상기 배기가스 튜브(80)는 상, 하부공간(24, 25)로 구획된다. 상부공간(24)에 위치하는 상기 웨이브 핀의 채널(92)은 바람직하게는 배기가스의 유입구(또는 유입통로)로 사용되고, 하부공간(25)에 위치하는 상기 웨이브 핀의 채널(92)은 바람직하게는 배기가스의 유출구(또는 유출통로)로 사용된다.

이와 같이 배기가스가 상부공간(24)에 위치하는 상기 웨이브 핀의 채널(92) 들을 통해 유입되며, 상기 바디 셀(20)의 내부에서 냉각수에 의해 냉각되며, 상기 배기가스 튜브(80)의 좌단 부근에 위치되는 이격공간(83)에서 상하 유턴하여 하부공간(25)에 위치하는 상기 웨이브 핀의 채널(92) 들로 유입되며, 상기 바디 셀(20)의 내부에서 냉각수에 의해 냉각되며, 하부 공간에 위치하는 상기 웨이브 핀의 채 널(92)에서 유출되어, 배기가스는 최종적으로 흡기매니폴드(미도시)로 유입된다.

상기 바디 셀(20)의 좌단, 우단의 밀폐의 구체적 방법 및 배기가스 유입구, 유출구가 설치되는 커버와의 구체적인 체결구조에 대한 바람직한 실시예를 설명한다.

상기 플라스틱형 이지알 쿨러(15)는 바람직하게는 좌측 플레이트(30)와 우측 플랜지(50), 우측 플레이트(60)를 포함하며, 좌측 플레이트(30)와 우측 플레이트(60)는 상기 배기가스 튜브(20)를 고정 지지 및 밀폐하며, 셀의 통로와 튜브의 통로를 분리한다. 그리고, 상기 우측 플랜지(50)는 바이패스 밸브등이 장착된 바디 셀의 우측 커버(미도시)와 조립하기 위한 플랜지 역활을 한다.

도 4에 도시되듯이, 상기 우측 플랜지(50)는 상기 바디 셀(20)의 우단(22) 둘레에서 외측으로 연장되어 형성되며 외곽에는 다수의 체결홀(52)을 가져, 상기 바디 셀의 우측 커버와 나사체결되며 냉각수의 누수 또는 배기가스의 누기가 방지된다.

경우에 따라서는 도 5a에 도시되듯이 상기 우측 플랜지(50)의 둘레를 따라 요홈이 형성되며 실링재료가 설치되어, 상기 우측 플랜지(50)와 상기 우측 플레이트(60)가 조립된다.

도 4 및 도 5a에 도시되듯이, 상기 좌측 플레이트(30)는 평판이며 다수의 슬롯형 관통홀(31)을 가져, 상기 배기가스 튜브(80) 각각이 삽입되어 상기 배기가스 튜브(80)가 고정된다. 상기 좌측 플레이트(30)와 상기 배기가스 튜브(80)가 서로 접하는 부분은 브레이징(brazing) 등으로 밀폐되며, 상기 좌측 플레이트(30)와 상기 바디 셀(20)이 서로 접할 수 있는 부분들도 플라스틱 접합, 접착제, 특히 실링재(예를 들어 좌측 실(41)) 등으로 밀폐되어, 배기가스의 누기가 방지된다.

상기 좌측 플레이트(30)는 도 5a에서 보듯이 바람직하게는 상기 바디 셀(20)의 내부이며 상기 좌측 블록(40)의 우측에 위치한다.

상기 우측 플레이트(60)는 평판이며 다수의 슬롯형 관통홀(61)을 가져, 상기 배기가스 튜브(80) 각각이 삽입되어 상기 배기가스 튜브(80)가 고정된다. 그리고, 상기 우측 플랫 플레이트(60)의 외곽에는 다수의 체결홀(62)이 구비되어, 상기 우측 플랜지(60)와 상기 바디 셀의 우측 커버와 나사체결된다. 상기 우측 플레이트(60)와 상기 배기가스 튜브(80)가 서로 접하는 부분은 브레이징(brazing) 등으로 밀폐된다. 그리고, 상기 우측 플레이트(60)와 상기 바디 셀의 우단(22) 또는 우측 플랜지(60)가 서로 접하는 부분은 플라스틱 접합, 접착제, 특히 실링재 등으로 밀폐되어, 냉각수의 누수가 방지된다.

상기 우측 플레이트(60)는 도 5a에서 보듯이 바람직하게는 상기 바디 셀의 우측 플랜지(50)의 우측에 위치한다.

이와 같이 상기 좌측 플레이트의 관통홀(31)과 상기 우측 플레이트의 관통홀(61)이 설치되어, 상기 배기가스 튜브(80)의 좌단, 우단(81, 82)이 삽입되어 지지된다.

이하 전체적인 냉각수 및 배기가스의 흐름에 대해 설명한다.

냉각수는 셀 유체이며 엔진냉각수가 사용되며 냉각수 유입구(70)를 통해 플라스틱형 이지알 쿨러(15)로 유입되고, 바디 셀(20)의 내부에서 배기가스를 냉각하고, 냉각수 유출구(71)를 통해 플라스틱형 이지알 쿨러(15)에서 유출된다.

배기가스는 엔진의 배기매니폴드의 배기가스가 사용되며, 우측 커버(미도시)에서 수평격벽(23)에 의해 구획되는 상부공간(24)에 위치하는 상기 웨이브 핀의 채널(92)들을 통해 유입되며, 상기 바디 셀(20)의 내부에서 냉각수에 의해 냉각되며, 상기 배기가스 튜브(80)의 좌단에 위치되는 이격공간(83)에서 상하 유턴하여 하부공간(25)에 위치하는 상기 웨이브 핀의 채널(92) 들로 유입되며, 상기 바디 셀(20)의 내부에서 냉각수에 의해 냉각되며, 하부 공간에 위치하는 상기 웨이브 핀의 채널(92)에서 유출되어, 배기가스는 최종적으로 흡기매니폴드(미도시)로 유입된다.

본 발명은 배기가스 튜브 내에 내장되며 이격공간을 가지는 웨이브 핀에 의해, 이지알 쿨러를 구성하는 단품수가 줄어들고 조립공정이 간소화되며 제품의 단가 및 제조경비가 절감되는 효과가 있다. 또한 형상의 단순화로 인하여 가공성이 향상되고 품질이 향상되는 효과가 있다. 또한, 파울링(fouling)이 저감되는 효과가 있다.

본 발명은 좌측 블록 및 바디 셀과의 체결구조에 의해, 상기 배기가스가 상기 바디 셀에서 벗어나지 않고 유턴하여 유출되며 좌측 블록의 제조가 용이해지고, 설치시 점유공간이 적고, 배기가스가 냉각되지 않는 사각지대가 제거되는 효과가 있다. 전체적으로 냉각기의 성능이 향상되는 효과가 있다.

본 발명은 플라스틱 재질의 플라스틱형 이지알 쿨러를 제공하며 좌측 블록에 의해 방열되며 좌측 실에 의한 냉각수의 누수 또는 배기가스의 누기가 방지되는 효과가 있다.

Claims

배기매니폴드에서 흡기매니폴드 쪽으로 배기가스를 공급하는 자동차 배기가스 재순환장치(EGR: Exhaust Gas Reciculation)에 사용되며, 냉각수에 의해 상기 배기가스를 냉각하여 공급하며, 배기가스 유입구, 유출구이 설치된 커버와 상기 커버의 내부 공간 구획용 격벽을 포함하는 이지알 쿨러에 있어서,

내부로 턱이 형성되고 개방된 좌단을 포함하며, 플라스틱으로 된 바디 셀과;

상기 바디 셀에 형성되는 냉각수 유입구, 유출구와;

상기 바디 셀에 내장되며 슬롯형 단면을 가지는 다수의 배기가스 튜브와;

상기 배기가스 튜브 각각의 좌단 및 상기 바디 셀의 좌단을 밀폐하도록, 상기 바디 셀의 좌측 내부에 삽입되며 상기 배기가스 튜브의 좌단 각각과 접촉하며 방열하는 강철재질의 좌측 블록과;

상기 바디 셀 좌단의 턱과 상기 좌측 블록 사이에 설치되는 좌측 실(seal)과;

배기가스의 통로를 상하방향으로 차례로 구획하여 좌우 길이방향으로 연장되어 형성되도록, 상기 배기가스 튜브 내부에 삽입되며 파형이 형성되며 상기 바디 셀의 우단에서 시작되어 연장되며 상기 배기가스의 좌단에서 우측으로 이격되어 설치되는 웨이브 핀을; 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱형 이지알 쿨러.
제1항에 있어서,

상기 바디 셀의 우단 둘레에는 우측 플랜지가 외측으로 연장되어 형성되고, 상기 우측 플랜지의 외곽에는 다수의 체결홀이 형성되며;

상기 좌측 블록의 우측 및 상기 바디 셀의 내부에는 평판 형상의 좌측 플레이트가 위치하고, 상기 좌측 플레이트는 상기 배기가스 튜브 각각이 삽입되는 다수의 슬롯형 관통홀을 가지며;

상기 우측 플랜지의 우측에는 평판 형상의 우측 플레이트가 위치하고, 상기 우측 플레이트는 상기 배기가스 튜브 각각이 삽입되는 다수의 슬롯형 관통홀을 가지며, 상기 우측 플레이트는 그 외곽에 다수의 체결홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스틱형 이지알 쿨러.
제2항에 있어서, 상기 좌측 실은 좌측 블록의 끝부분 둘레와 상기 좌측 플레이트의 끝부분 둘레를 감싸고, 상기 좌측 실은 상기 바디 셀의 내부에 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱형 이지알 쿨러.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 바디 셀, 상기 냉각수 유입구, 상기 냉각수 유출구 및 상기 우측 플랜지는 플라스틱 재질로 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱형 이지알 쿨러.
제4항에 있어서, 상기 배기가스 튜브, 상기 웨이브 핀, 상기 좌측 블록, 상기 좌측 플레이트 및 상기 우측 플레이트는 SUS 재질인 것을 특징으로 하는 플라스틱형 이지알 쿨러.