KR101221516B1

KR101221516B1 - 이지알 쿨러

Info

Publication number: KR101221516B1
Application number: KR1020050082080A
Authority: KR
Inventors: 이상옥; 김지수
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2013-01-15
Also published as: KR20070025666A

Abstract

본 발명은 이지알 쿨러에 관한 것으로, 그 목적은 적층형 플레이트를 사용하여 튜브를 형성하고, 상기 튜브에 의해 형성된 탱크 내에 지그재그로 냉각수가 유동되도록 함과 아울러 유입구에서 멀어질수록 유동홀의 크기를 크게 하여 냉각수의 분배를 균등하게 하며, 방열핀을 통해 유동되는 배기가스와 상호 열교환되도록 하여 방열성능을 향상시킬 수 있는 이지알 쿨러를 제공함에 있다. 이는 상하부에 형성된 컵(11a)을 갖는 플레이트(11) 두 개를 접합함과 아울러 서로 접합되는 컵(11a)들에 의해 탱크(12)가 형성되고, 내부에는 상기 탱크(12)를 연통시켜 냉각수가 유동되는 제1유로를 형성하며, 외부에는 배기가스가 유동되는 제2유로가 형성되도록 다수 적층되는 튜브(10)와, 상기 제2유로 사이에 개재되는 방열핀(20)과, 상기 탱크(12)에 연통되어 냉각수를 유동시키는 제1유입구(30) 및 제1유출구(40)와, 상기 튜브(10)의 길이방향 양측에 고정되고, 중앙에 제2유입구(51) 및 제2유출구(52)가 형성되어 상기 배기가스가 유동되도록 하는 커넥터 조립부(50)를 포함하고, 상기 탱크(12)의 컵(11a) 상에는 복수의 유동홀(h)이 형성되며, 상기 플레이트(11)의 적어도 어느 하나는 블랭크플레이트(13)로 이루어져 냉각수가 지그재그로 유동될 수 있도록 하는 것이다.

튜브, 플레이트, 방열핀, 유입구, 유출구, 커넥터 조립부

Description

이지알 쿨러{EGR COOLER}

도 1은 종래에 따른 이지알 쿨러의 일예를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 이지알 쿨러의 사시도.

도 3은 도 2의 A - A선 단면도.

도 4는 도 2의 B - B선 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 플레이트를 나타낸 사시도.

(도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명)

10: 튜브 11: 플레이트

11a: 컵 12: 탱크

13: 블랭크플레이트 20: 방열핀

30: 제1유입구 40: 제1유출구

50: 커넥터 조립부 51: 제2유입구

52: 제2유출구

본 발명은 이지알 쿨러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적층형 플레이트를 사용하여 튜브를 형성하고, 상기 튜브에 의해 형성된 탱크 내에 지그재그로 냉각수가 유동되도록 함과 아울러 유입구에서 멀어질수록 유동홀의 크기를 크게 하여 냉각수의 분배를 균등하게 하며, 방열핀을 통해 유동되는 배기가스와 상호 열교환되도록 하여 방열성능을 향상시킬 수 있는 이지알 쿨러에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 배출가스는 연소실의 혼합기 또는 미연소가스가 엔진의 크랭크케이스로부터 새어나오는 블로바이가스(Blow-by Gas)와, 연료탱크 내의 연료가 증발하여 대기 중으로 방출되는 연료증발가스 및 배기계통으로 배출되는 배기가스 등이 있고, 자동차 배출가스 중에서 유해가스로 규제하고 있는 성분은 휘발유 자동차의 경우 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx)이며, 디젤자동차의 경우는 여기에 매연을 포함하는 입자상 물질(PM: Particulate Matters)이 추가되어 있다.

이러한 자동차 배출가스는 연소과정에서 일산화탄소와 탄화수소가 가장 감소하는 시점에 질소산화물은 가장 많이 발생하는데, 이러한 질소산화물은 연료가 완전연소할수록, 즉 엔진이 고온일수록 질소산화물의 발생량은 증가하게 된다.

상기의 질소산화물의 발생을 억제하기 위해 사용되는 배기가스 재순환(이하 "이지알(Exhaust gas recirculation)"이라 함)장치는 자동차의 배출가스 중 배기가스의 일부를 흡기계로 재순환시켜 연료 혼합기의 열용량 증대 및 연소실의 산소량 감소를 통해 질소 산화물을 감소시키는 장치이며, 상기 배기가스 재순환장치에는 이지알 쿨러를 필수적으로 장착하여 배기가스와 냉각수를 상호 열교환시켜 배기가스의 지나친 온도 상승을 방지하도록 배기가스를 냉각시켜 주게 된다.

상기의 이지알 쿨러에 대한 종래의 예로서는, 일본공개특허 2002-122393호의 적층식 열교환기, 일본공개특허 2001-263967호의 배기열교환기 등에서 찾아 볼 수 있다.

이하에서는 일본공개특허 2002-122393호의 "적층식 열교환기"를 일예로 설명하며, 일본공개특허 2001-263967호의 "배기열교환기"는 상기 일본공개특허 2002-122393호와 대동소이함으로 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 종래에 따른 이지알 쿨러의 일예를 나타낸 도면이다.(이는 일본공개특허 2002-122393호의 적층식 열교환기를 나타낸 도면이다.)

도시한 바와 같이 적층시 열교환기는 한쌍의 플레이트(1a)(1b)가 결합되어 내부에 냉각수가 유동되는 제1유로를 형성되고, 외부에 배기가스가 유동되는 제2유로가 형성되도록 다수로 적층되는 튜브(1)와, 상기 제2유로 사이에 개재되는 방열핀(2)과, 상기 튜브(1)의 길이방향 양단부에 상기 튜브(1)들이 상호 연통되도록 결합시키는 냉각수 입구파이프(3) 및 출구파이프(4)와, 상기 튜브(1)와 방열핀(2)이 내장되어지고, 일측에 배기가스 입구(5a)가 형성됨과 아울러 타측에 배기가스 출구(5b)가 형성되어진 코어케이싱(5)과, 상기 코어케이싱(5)의 하면을 폐쇄시키는 코어플레이트(6)를 포함한다.

상기와 같이 구성된 적층형 열교환기는 이지알 장치의 배기가스 재순환관(미도시)에 코어케이싱(5)의 배기가스 입구(5a) 및 출구(5b)를 연통시켜 배기가스를 흡기계로 재순환시키게 된다.

또한, 냉각수 입구(3)를 통해 공급되는 냉각수는 튜브(1)의 제1유로를 통과 하면서 배기가스와 상호 열교환되어 배기가스내의 질소산화물을 억제하게 되고, 냉각수 출구(4)로 배출되는 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 이지알 쿨러는 냉각수를 분배하는 구조가 단순하여 방열성능이 저하되는 문제점이 있다.

즉, 튜브(1)의 일측부에 설치된 냉각수 입구(3)에서 유입된 냉매가 적층된 튜브를 통해 타측에 설치된 냉각수 출구(4)로 곧바로 유동되므로 배기가스와의 열교환되는 면적이 적게 되어 방열성능이 저하되는 것이다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 적층형 플레이트를 사용하여 튜브를 형성하고, 상기 튜브에 의해 형성된 탱크 내에 지그재그로 냉각수가 유동되도록 함과 아울러 유입구에서 멀어질수록 유동홀의 크기를 크게 하여 냉각수의 분배를 균등하게 하며, 방열핀을 통해 유동되는 배기가스와 상호 열교환되도록 하여 방열성능을 향상시킬 수 있는 이지알 쿨러를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상하부에 형성된 컵을 갖는 플레이트 두 개를 접합함과 아울러 서로 접합되는 컵들에 의해 탱크가 형성되고, 내부에는 상기 탱크를 연통시켜 냉각수가 유동되는 제1유로를 형성하며, 외부에는 배기가스가 유동되는 제2유로가 형성되도록 다수 적층되는 튜브와, 상기 제2유로 사이에 개재되는 방열핀과, 최외측에 설치된 방열핀의 외측으로 형성되는 사이드 서포트와, 상기 탱크에 연통되어 냉각수를 유동시키는 제1유입구 및 제1유출구와, 상기 튜브의 길이방향 양측에 고정되되 상기 탱크와 상기 사이드 서포트를 전체적으로 감싸도록 형성되고, 중앙에 제2유입구 및 제2유출구가 형성되어 상기 배기가스가 상기 방열핀 사이로 유동되도록 하는 커넥터 조립부를 포함하고, 상기 탱크의 컵 상에는 복수의 유동홀이 형성되며, 상기 플레이트의 적어도 어느 하나는 블랭크플레이트로 이루어져 냉각수가 지그재그로 유동될 수 있도록 하는 것이다.

또한, 상기 제1유로의 폭은 최소 3mm 이상인 것이다.

또한, 상기 유동홀은 상기 제1유입구에서 멀어질수록 크게 형성되어진 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 이지알 쿨러를 나타낸 도면이다.

도시한 바와 같이 이지알 쿨러는 튜브(10), 방열핀(20), 제1유입구(30), 제1유출구(40), 커넥터 조립부(50)로 구성되어 있다.

상기 튜브(10)는 상하부에 형성된 컵(11a)을 갖는 플레이트(11) 두 개를 접합함과 아울러 서로 접합되는 컵(11a)들에 의해 탱크(12)가 형성되고, 내부에는 상기 탱크(12)를 연통시켜 냉각수가 유동되는 제1유로를 형성하며, 외부에는 배기가스가 유동되는 제2유로가 형성되도록 다수 적층되는 것이다.

또한, 상기 탱크(12)에는 복수의 유동홀(h)이 형성하되, 상기 유동홀(h)은 상기 제1유입구(30)에서 멀어질수록 크게 형성하도록 하여 냉각수가 균등하게 흐를 수 있게 하여 국부적인 냉각수의 비등을 방지하도록 한다.

또한, 상기 플레이트(11)의 적어도 어느 하나는 유동홀(h)이 형성되지 않는 블랭크플레이트(13)로 이루어져 냉각수가 지그재그로 유동될 수 있도록 하여 다양한 패스(pass)를 형성할 수 있게 된다.

또한, 상기 제1유로의 폭은 최소 3mm 이상으로 하여 냉각수의 물측 저항이 지나치게 커지는 것을 방지하여 유동이 원활하게 이루어지도록 하는 것이다.

상기 방열핀(20)은 제2유로 사이에 개재되어 배기가스가 유동되도록 하는 것이다.

또한, 최외측에 설치된 방열핀(20)의 외측으로는 사이드 서포트(60)가 결합되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제1유입구(30) 및 제1유출구(40)는 상기 탱크(12)에 연통되어 냉각수가 유입 또는 유출되는 유통로를 나타내는 것이다.

또한, 상기 제1유입구(30) 및 제1유출구(40)는 설치 위치 및 방향은 냉각수의 패스에 의해 다양하게 적용할 수 있다.

상기 커넥터 조립부(50)는 튜브(10)의 길이방향 양측에 고정되되 상기 탱크(12)와 상기 사이드 서포트(60)를 전체적으로 감싸도록 형성되고, 중앙에 제2유입구(51) 및 제2유출구(52)가 형성되어 상기 배기가스가 상기 방열핀(20) 사이로 유동되도록 하는 것이다.

본 발명에 따른 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 이하에서는 설명의 편리성을 위해 탱크(12)를 제1탱크(12a) 및 제2탱크(12b)로 구분하고, 냉각수 유로를 P1 내지 P3로 구분하여 설명한다.

본 발명에 따른 이지알 쿨러는 자동차의 배기가스 재순환장치(미도시) 상에 설치되는 것으로, 배기가스의 일부를 흡기계로 재순환시킬 수 있도록 커넥터 조립 부(50)의 제2유입구(51)와 제2유출구(52)를 재순환관 상에 설치하고, 제1유입구(30) 및 제1유출구(40)는 냉각수 라인에 연결하게 된다.

상기와 같이 이지알 쿨러를 설치한 상태에서 배기가스는 커넥터 조립부(50)의 제2유입구(51)를 통해 유입되어 튜브(10) 사이에 설치된 방열핀(20)을 통과하면서 제2유출구(52)로 배출되어 흡기계로 재순환하게 된다.

이때 제1유입구(30)를 통해 유입된 냉각수는 튜브(10)의 제1탱크(12a)에 유입되어져 유동홀(h)을 통해 타측으로 이동됨과 아울러 제2탱크(12b)측으로 이동되어 P1유로를 통과하게 된다.

또한, 상기 제2탱크(12b)측으로 이동된 냉각수는 다시 제1탱크(12a)측으로 방향 전환하면서 P2유로를 통과하게 되고, 다시 상측의 제2탱크(12b)측으로 이동되어 P3유로를 통과하면서 배기가스와 열교환되어 제1유출구(40)로 배출된다.

한편, 본 발명의 유동홀(h)은 P1에서 P3로 이동될수록 홀의 직경이 크게 이루어져 냉각수가 균등하게 흐를 수 있게 하여 국부적인 냉각수의 비등을 방지하도록 한다.

이상 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 이지알 쿨러는 적층형 플레이트를 사용하여 튜브를 형성하고, 상기 튜브에 의해 형성된 탱크 내에 지그재그로 냉각수가 유동되도록 함과 아울러 유입구에서 멀어질수록 유동홀의 크기를 크게 하여 냉각수의 분배를 균등하게 하며, 방열핀을 통해 유동되는 배기가스와 상호 열교환되도록 하여 방열성능을 향상시킬 수 있는 것이다.

Claims

상하부에 형성된 컵(11a)을 갖는 플레이트(11) 두 개를 접합함과 아울러 서로 접합되는 컵(11a)들에 의해 탱크(12)가 형성되고, 내부에는 상기 탱크(12)를 연통시켜 냉각수가 유동되는 제1유로를 형성하며, 외부에는 배기가스가 유동되는 제2유로가 형성되도록 다수 적층되는 튜브(10)와,

상기 제2유로 사이에 개재되는 방열핀(20)과,

최외측에 설치된 방열핀(20)의 외측으로 형성되는 사이드 서포트(60)와,

상기 탱크(12)에 연통되어 냉각수를 유동시키는 제1유입구(30) 및 제1유출구(40)와,

상기 튜브(10)의 길이방향 양측에 고정되되 상기 탱크(12)와 상기 사이드 서포트(60)를 전체적으로 감싸도록 형성되고, 중앙에 제2유입구(51) 및 제2유출구(52)가 형성되어 상기 배기가스가 상기 방열핀(20) 사이로 유동되도록 하는 커넥터 조립부(50)를 포함하고,

상기 탱크(12)의 컵(11a) 상에는 복수의 유동홀(h)이 형성되며, 상기 플레이트(11)의 적어도 어느 하나는 블랭크플레이트(13)로 이루어져 냉각수가 지그재그로 유동될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 이지알 쿨러.
제1항에 있어서, 상기 제1유로의 폭은 최소 3mm 이상인 것을 특징으로 하는 이지알 쿨러.
제1항에 있어서, 상기 유동홀(h)은 상기 제1유입구(30)에서 멀어질수록 크게 형성어진 것을 특징으로 하는 이지알 쿨러.