KR100890338B1 - 차량용 디젤엔진 배기가스 저감시스템의 쿨러냉각장치. - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 디젤엔진의 배기가스 저감시스템의 쿨러냉각시스템의 쿨러본체에 열전소자를 부가하여 열화를 방지함으로써 배기가스의 저감효율을 좋게 한 차량용 디젤엔진 배기가스 저감시스템의 쿨러냉각장치에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은 차량용 디젤엔진의 배기가스저감시스템의 쿨러본체의 자켓내에 냉각수를 유입하는 유입관 또는 유출시키는 유출관의 둘레에 차량용배터리로 전원을 공급받는 열전소자를 부착수단에 의해 고정해서 된 것을 특징으로 한다.

상기에서 부착수단에 의해 고정되는 열전소자는 쿨러본체의 자켓내에 냉각수를 유출입하는 유입관과 유출관의 둘레에 고정한 것을 특징으로 한다.

상기 열전소자는 외부면에 방열핀을 구비해서 달성되고, 상기 열전소자의 부착수단으로 배기가스 저감시스템의 쿨러본체의 냉각수 인입관 또는/및 유출관의 일정 위치에 회전방지를 위한 키를 형성하고 열전소자에는 상기 유입관 또는 유출관의 외경에 맞는 구멍과 키홈을 형성하고, 열전소자의 외부로부터 체결부재에 의해 체결되는 체결공을 갖게 한 것을 특징으로 한다.

차량, 디젤엔진, 배기가스저감시스템, 열전소자

Description

차량용 디젤엔진 배기가스 저감시스템의 쿨러냉각장치.{Cooler cooling apparatus of waste gas reduction system for vehicle diesel engine.}

본 발명은 차량의 압축착화기관인 디젤엔진의 배기가스 저감시스템의 쿨러냉각장치에 관한 것으로, 특히 배기가스 저감시스템의 쿨러본체에 열전소자를 부가하여 열화를 방지함으로써 배기가스의 저감 효율을 좋게 한 차량용 디젤엔진 배기가스 저감시스템의 쿨러냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 디젤기관은 열효율, 내구성, 신뢰성 등이 다른 기관에 비하여 우수하기 때문에 선박, 각종 산업기계, 자동차 등의 동력원으로 널리 사용되고 있으며, 특히 큰 출력을 얻을 수 있기 때문에 그 용도는 증가되고 있는 추세이다.

디젤엔진은 대기압보다 높은 압력의 흡기량 증대로 연료의 분사량이 상대적으로 증대되고, 따라서 배기가스 중의 유해성분 함량이 증가된다.

한편, 배기매니폴드에 촉매 컨버어터가 설치됨으로써, 상기한 바와 같은 배기가스 중의 유해성분을 줄이기 위한 노력이 행해지고 있는데, 이와 같은 촉매컨버어터는 통로를 갖는 담체 표면에 백금 등의 귀금속으로 된 촉매를 부착시켜 촉매와 배기가스의 반응으로 배기가스에 함유된 유해성분을 중화시키는 것이다.

이러한 디젤기관은 배기가스중에 유해물질인 NOx 및 매연미립자 배출물의 함 유량이 높기 때문에 환경 오염 문제가 최우선시 되는 현재 이에 대한 해결 방안이 시급한 실정이다.

종래에는 디젤기관의 배기가스를 정화시키는 기술이 다양하게 제안되어 있으나 이것은 연료 분사기를 연장하여 NOx 배출온도를 낮춰주고 이에 따라 증가하는 HC,CO 등의 연소 미립자 배출물을 저감시킴으로서 연소 소비율 및 시동성 등을 향상시키는데 중점을 두었다.

그러나 일반적으로 NOx와 기타의 배출물은 교환조건 관계에 있기 때문에 NOx만을 저감시키기 위해 기관 자체를 개량하는데 중점이 맞춰진 종래의 배기가스 정화 수단은 이미 한계에 도달되어 있다.

또한 가솔린 기관에 있어서는 배기가스 저감대책으로서 3원 촉매에 의해 후처리 기술이 일반화되어 있으나 디젤 기관은 배기가스 중에 다량의 탄소가 포함되어 있고, 배기가스 온도가 낮으며, 매연 미립자의 부착 그리고 경유중의 유황분에 의하여 SOx가 생성되는 문제점 때문에 가솔린 엔진에서와 같은 후처리 기술을 적용할 수 없었다.

따라서 기관자체에 의한 배출물의 대폭적인 저감이 곤란한 현단계에서는 현재 사용하고 있는 연료에 의지하는 한 오염물질을 그 발생과정인 연소과정에서 억제하거나 새로운 배기 후처리 기술을 개발하여야 하는데 오염물질을 그 발생과정에서 억제하는 것은 사실상 어렵기 때문에 디젤 기관에 적용할 수 있는 새로운 배기 후처리 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

이러한 배기 후처리 기술중 배기 재순환 방식(EGR; Exhaust Gas Recirculat ion)을 단순히 디젤기관에 적용하려고 하는 경우에는 EGR률의 증가에 따라 고부하 영역에서 NOx 이외의 배출물이 증가하게 되고, 연료 소비율도 증가하게 되며, 연소 미립자 및 SOx 배출물의 순환에 의하여 기관 내부가 마모되거나 침식되는 현상이 발생하는 등의 문제점이 제기되었다.

상기한 바와 같은 종래의 단점을 해소하기 위하여 인젝터의 연료분사를 조절함과 아울러, 배기가스를 재연소시켜 궁극적으로 배기가스 중의 유해성분 함량을 줄일 수 있게 하는 디젤엔진의 배기가스 정화시스템을 제공함에도 불구하고 문제는 있다.

본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서 배기 후처리 기술인 배기 재순환 방식(EGR; Exhaust Gas Recirculation)에 있어서 디젤엔진 측으로 재순환되는 배기가스의 온도를 저감하여 유해성분을 효과적으로 감소시킬 수 있게 한 차량용 디젤엔진의 배기가스저감시스템의 쿨러냉각장치를 제공하는 것을 주목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 상기 쿨러냉각장치를 진동 등의 영향하에서도 안정되게 유지 부착될 수 있게 하기 위한 고정수단을 제공함에도 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은 차량용 디젤엔진의 배기가스저감시스템의 쿨러본체의 자켓내에 냉각수를 유입하는 유입관 또는 유출시키는 유출관의 둘레에 차량용배터리로 전원을 공급받는 열전소자를 부착수단에 의해 고정해서 달성된다.

상기에서 부착수단에 의해 고정되는 열전소자는 쿨러본체의 자켓내에 냉각수를 유출입하는 유입관과 유출관의 둘레에 고정해서 달성된다.

상기 열전소자는 외부면에 방열핀을 구비해서 달성되고, 상기 열전소자의 부착수단으로 배기가스 저감시스템의 쿨러본체의 냉각수 인입관 또는/및 유출관의 일정 위치에 회전방지를 위한 키를 형성하고 열전소자에는 상기 유입관 또는 유출관의 외경에 맞는 구멍과 키홈을 형성하고, 열전소자의 외부로부터 체결부재에 의해 체결되는 체결공을 갖게 형성하여서 달성된다.

상기 열전소자는 차량의 배터리 직류전원을 이용하여 전원을 공급받게 연결해서 달성된다.

이상과 같은 본 발명은 디젤엔진의 배기가스가 배기가스 저감시스템의 쿨러본체에 유입되어 열화됨으로 인해 녹스등 유해물질이 정화되지 않는 것을, 이 쿨러본체로 유입되고 유출되는 관에 쿨러장치를 설치함으로써 인입되고 유출되는 냉각수의 온도 저감을 일층 강화하여 열전소자의 흡열로 배기가스 저감시스템의 쿨러본체의 열화를 간접적으로 방지함으로써 쿨링효과를 갖는 것으로, 이때 방열핀은 보다 양호한 쿨링효과를 추가하는 기능으로 발휘되어 유해가스의 정화 방해요소를 차단하여서 쿨링 효율을 향상시키는 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.

본 발명의 일 시시예로 차량용 디젤엔진 배기가스저감시스템의 쿨러본체(10)의 자켓내에 냉각수를 유입하는 유입관(11) 또는 유출시키는 유출관(12)의 둘레에 차량용배터리로 전원을 공급받는 열전소자(20)를 부착수단에 의해 고정해서 된것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예로써, 부착수단에 의해 고정되는 열전소자(20)는 쿨러본체(10)의 자켓내에 냉각수를 유출입하는 유입관(11)과 유출관(12)의 양쪽에 고정해서 된 것을 특징으로 한다.

한편 상기 실시 예들에 있어서, 열전소자(20)는 외부면에 방열핀(21)을 구비하고, 상기 열전소자의 부착수단으로는, 배기가스 저감시스템의 쿨러본체(10)의 냉각수 인입관(11) 또는 유출관(12)의 일정 위치에 회전방지를 위한 키(K)를 형성하고, 열전소자(20)에는 상기 유입관 또는 유출관의 외경에 맞는 구멍(22)과 키홈(23)을 형성하며, 열전소자(20)의 외부로부터 체결부재(S)에 의해 체결되는 체결공(A)을 갖게 형성해서 고정된 것을 특징으로 한다.

이하에서 본 발명을 첨부도면에 의해 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 결합상태 실시 예로써 차량용 디젤엔진 배기가스정화시스템의 쿨러본체(10)의 자켓을 통과하여 온도상승된 냉각수 유출관에 열전소자(20)를 끼워 맞추어 결합한 사시도이다.

상기 도면에서 유출관(12)에는 키(K)가 형성되어 있어서, 열전소자(20)의 안내 결합을 쉽게하고, 결합된 후, 회전되는 것을 차단시킨다. 그리고 열전소자(20)의 일정위치에는 체결공(A)이 형성되어서, 체결부재(S)를 이용하여 체결고정시킴으로써 안정된 고정을 이루어 열전소자(20)가 유출관(12)의 종 방향으로 분리됨을 차단한다.

상기 열전소자(20)는 미도시된 차량의 배터리로 부터 직류전원을 공급받아 주지의 냉각작용을 이루며, 이는 쿨러본체(10)의 냉각수 유입관(11)을 통하여 유입된 냉각수가 쿨러본체(10)의 자켓(도시안됨)을 통과하면서 쿨러장치를 흐르는 배기가스의 냉각을 이루게 하여 배기가스의 유해요소 저감을 이룬다. 그러나 연속되는 작용에 의해 냉각수의 온도가 상승하여 효율이 저하하게되는데, 이때 본 발명의 열전소자(20)가 냉각수 유출관(12)과 접면하여서 열화된 냉각수를 냉각시켜서 쿨링효율을 향상시키게 되는 것이다.

그리고 도 2에 따른 본 발명의 다른 실시 예는 상기의 실시 예와 같은 구조이나, 열전소자(20)가 냉각수 인입관(11) 및 유출관(12) 각각에 공히 연결 부착되어, 냉각수의 인입, 유출간에 열화된 냉각수를 냉각시켜서 쿨링효율을 향상시키게 되는 것으로 냉각효율의 배가를 기대할 수 있을 것이다.

물론 쿨러본체(10)의 외관은 대기 중과 접촉면적을 크게 하기 위해 굴곡되게 형성하는 것이 바람직할 것이다.

또한 도시되지는 않았지만 상기 열전소자(20)는 쿨러본체(10)의 냉각수 유입관(11) 측에만 설치될 수 있는 것으로 본 발명의 기술적 범주에 속할 것이다.

도면중 미설명부호 24는 차량의 직류전원인 배터리(도시안됨)와 연결되는 열전소자(20)의 전원선이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 사시도,

도 2는 본 발명의 다른 실시예의 사시도,

도 3은 본 발명의 열전소자 결합상태를 보인 단면도.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10: 쿨러본체 11: 냉각수 인입관

12: 냉각수 유출관 20: 열전소자

21: 방열핀 22: 구멍

23: 키홈 K: 키

A: 체결공 S: 체결부재

Claims (3)

1. 차량용 디젤엔진 배기가스저감시스템의 쿨러본체(10)의 자켓내에 냉각수를 유입하는 유입관(11) 또는 유출시키는 유출관(12)을 부착시키되, 상기 유입관 또는 유출관의 둘레에는 차량용배터리로 전원을 공급받는 열전소자(20)를 부착수단에 의해 고정해서 된것에 있어서,

   상기 열전소자(20)는 외부면에 방열핀(21)을 구비하고, 상기 열전소자의 부착수단으로는, 배기가스 저감시스템의 쿨러본체(10)의 냉각수 인입관(11) 또는 유출관(12)의 일정 위치에 회전방지를 위한 키(K)를 형성하고, 열전소자(20)에는 상기 유입관 또는 유출관의 외경에 맞는 구멍(22)과 키홈(23)을 형성하며, 열전소자(20)의 외부로부터 체결부재(S)에 의해 체결되는 체결공(A)을 갖게 형성해서 고정된 것을 특징으로 한 차량용 디젤엔진 배기가스저감시스템의 쿨러장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 열전소자 부착수단에 의해 고정되는 열전소자(20)는 쿨러본체(10)의 자켓내에 냉각수를 유출입하는 유입관(11)과 유출관(12)의 양쪽에 고정해서 된 것을 특징으로 한 차량용 디젤엔진 배기가스저감시스템의 쿨러장치.
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