KR101227388B1

KR101227388B1 - 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조

Info

Publication number: KR101227388B1
Application number: KR1020100088562A
Authority: KR
Inventors: 권병수
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2013-01-30
Also published as: KR20120026382A

Abstract

본 발명은 배기밸브(Exhaust Valve)와 순환밸브(Recircultion Valve)가 동축에 평행하게 구성되어 작동될 수 있게 하는 밸브부재가 설치된 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조에 관한 것이다.
본 발명은 이에 따라, 제1이동로가 내부에 형성된 배기관; 상기 제1이동로와 연통되는 제2이동로가 내부에 형성된 순환관; 및 상기 제1이동로 또는 상기 제2이동로에 회전되게 설치되는 회전축과, 상기 회전축의 둘레면에 상호 각을 형성하게 한 쌍으로 돌출 형성된 개폐판으로 이루어진 밸브부재가 포함되되, 상기 개폐판이 회전함에 따라 상기 제1이동로 또는 제2이동로가 폐쇄되거나 상기 제1이동로 및 제2이동로가 모두 개구되게 구성된다.

Description

3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조 {3 WAY TYPE LP EGR VALVE CONSTITUTION}

본 발명은 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 배기밸브(Exhaust Valve)와 순환밸브(Recirculation Valve)가 동축에 평행하게 구성되어 작동될 수 있게 하는 밸브부재가 설치된 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조에 관한 것이다.

일반적으로 엔진에서 배출되는 배기 가스 중에는 CO, HC, 및 NOx(질소화합물) 등과 같은 유해 성분이 다량 포함되어 있어, 오염물질인 NOx와 같은 에미션(Emission)을 줄이기 위해서 배기 가스 재순환장치(EGR)를 적용하게 된다.

이와 같은 배기 가스 재순환 장치인 EGR 장치는 연소 후 배출되는 배기 가스의 일부를 흡입 혼합기에 포함시켜 연소실로 유입시킴으로써, 혼합기의 자체 공연 비는 변화시키지 않으면서 혼합기의 밀도를 저하시킴으로써 연소 온도를 저하시키는 특성을 갖게 된다.

즉, 상기 EGR 장치는 엔진의 운전 상태에 따라 NOx와 같은 에미션(Emission)을 저감시킬 필요가 있을 때, 배기가스의 일부를 EGR 밸브를 통하여 흡기 인테이크에 제공하여 혼합기와 함께 연소실로 유입시킨다. 그러면, 상기 연소실로 유입된 배기 가스는 불활성 가스로서 흡입 가스의 체적은 변화하지 않으므로 상대적으로 혼합기의 밀도가 저하되어 화염의 전파 속도를 저하시킨다. 따라서 연소속도가 저하되고, 이에 따라 연소 온도의 상승을 방지하여 NOx와 같은 에미션(Emission)의 발생을 줄여 주게 된다.

이와 같은 EGR 장치는 전 영역에서 닫힘(Close Loop) 제어로서, 목표 공기량을 실제 공기량이 추종하기 위해 PID 제어를 구현함과 더불어, 연소 온도가 높아지면 그 발생 양도 증가하는 NOx와 같은 에미션(Emission)의 특성에 따라, 통상 EGR제어 장치에는 재순환되는 배기 가스의 온도를 낮추는 EGR 쿨러(EGR Cooler)를 사용해 시스템을 구축하게 된다.

하지만, 이러한 EGR장치는 구동축에 배기가스 배출밸브와 배기가스 순환밸브가 동축에 평행하게 구성되어 작동되는 구조로 구조가 복잡하고 많은 설치공간을 필요로하여 차량 적용에 불리하다는 문제점이 있었다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 배기가스 배출밸브와 배기가스 순환밸브가 일체형으로 구성되어 구동모터에 연결되는 회전축 하나로 제어되는 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조는, 제1이동로가 내부에 형성된 배기관; 상기 제1이동로와 연통되는 제2이동로가 내부에 형성된 순환관; 및 상기 제1이동로 또는 상기 제2이동로에 회전되게 설치되는 회전축과, 상기 회전축의 둘레면에 상호 각을 형성하게 한 쌍으로 돌출 형성된 개폐판으로 이루어진 밸브부재가 포함되되, 상기 개폐판이 회전함에 따라 상기 제1이동로 또는 제2이동로가 폐쇄되거나 상기 제1이동로 및 제2이동로가 모두 개구되게 구성된다.

그리고 상기 배기관은 양단이 개구되고, 상기 순환관은 상기 배기관의 저면 일부를 관통하며, 상기 제1이동로를 하측으로 외부와 연결하는 양단이 개구된 제2이동로가 내부에 형성하도록 구성될 수 있다.

더욱이, 상기 순환관은 상기 배기관의 저면에 기울기를 가지고 돌출되도록 구성되는 것이 바람직하다.

더불어, 상기 배기관의 하측 내면으로부터 돌출형성되어 상기 제1이동로와 제2이동로를 구분하는 안내판을 더 포함하며, 상기 회전축은 상기 배기관의 일측을 관통하여 길이면은 상기 안내판의 끝단에 회전되도록 거치되게 구성되는 것이 좋다.

또한, 상기 안내판은 상기 배기관의 타측단 저면으로부터 수직 돌출되어 일측으로 직각 형성되고 다시 끝단이 상측으로 직각 형성되게 구성될 수 있다.

한편, 상기 개폐판은 반원형, 장방형, 다각형 또는 반타원형으로 이루어짐이 바람직하다.

그리고 상기 배기관의 일측에는 외면에 결합되게 구동모터가 설치되고, 상기 회전축은 일단이 상기 배기관의 일측면을 관통하고, 상기 구동모터와 연결되어 회전력을 제공받게 구성되는 것이 좋다.

더욱이 한 쌍의 상기 개폐판은 상호 직각을 이루게 구성되는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명에 따른 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조에 의하면, 배기가스 배출밸브와 배기가스 순환밸브가 일체형으로 구성되어 배기가스와 순환가스를 제어하는 상기 밸브부재는 구동모터와 연결된 회전축 하나로 작동됨으로써, 구조를 단순화하고 설치공간을 최소화하는 효과가 있다.

도 1a, 1b, 1c는 본 발명의 일실시예에 따른 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조를 각각 다른 각도로 보인 사시도,
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조에서 배기관의 일부를 절개하여 내부의 작동상태를 보인 도면,
도 2b, 2c는 본 발명의 일실시예에 따른 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조에서 배기관과 순환관의 일부를 절개하여 내부의 작동상태를 보인 도면,이다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1a, 1b, 1c는 본 발명의 일실시예에 따른 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조를 각각 다른 각도로 보인 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조는 일자형 관으로 이루어진 배기관(100)과 상기 배기관(100)의 저면을 관통하게 설치되는 순환관(200)으로 크게 구성된다.

도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조에서 배기관의 일부를 절개하여 내부의 작동상태를 보인 도면이고, 도 2b, 2c는 본 발명의 일실시예에 따른 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조에서 배기관과 순환관의 일부를 절개하여 내부의 작동상태를 보인 도면이다.

도 2a를 참조하여, 상기 배기관(100)은 내부가 상기 배기관(100)의 내부를 2개의 통로로 구분하는 안내판(300)과 상기 안내판(300)의 끝단에 설치되어 상기 안내판(300)에 의해 구분된 2개의 통로를 선택적으로 개폐하는 밸브부재(400)로 이루어진다. 또한, 상기 배기관(100)은 자동차의 배기가스가 외부로 배출되도록 유도하는 원통형 통로로서, 내부에 양단이 개구된 제1이동로(120)가 형성되는 것이 좋다. 한편, 상기 배기관(100)의 외측 옆면에는 구동모터(M)가 설치되는 것이 바람직하다.

도 1a, 1b, 1c를 참조하여 상기 구동모터(M)는 일측 즉, 상기 배기관(100)의 외측 옆면과의 사이에 방열판(H) 설치되어 상기 구동모터(M)와 상기 배기관(100) 사이에 열이 전달되는 것을 방지하는 것이 좋다. 그리고 상기 구동모터(M)의 타측에는 커넥터(C)가 형성되어 자동차 등의 ECU와 결합하게 하는 것이 바람직하다.

도 2b, 2c를 참조하여, 상기 순환관(200)은 내부에 양단이 개구된 제2이동로(220)가 형성된 원통형의 일자 관으로서, 상기 제2이동로(220)는 상기 제1이동로(120)의 하측으로 연통되어 상기 제1이동로(120)가 하측으로 외부와 소통되게 한다. 이때, 상기 배기관(100)과 상기 순환관(200)은 사각형, 다각형 또는 타원형으로 이루어질 수도 있다.

상기 안내판(300)은 상기 배기관(100)의 타측단 내측 저면으로부터 수직 돌출되고 다시 일측으로 직각 형성된다. 그리고 끝단은 또다시 상측으로 직각 형성되어 상기 제1이동로(120)의 상측은 일측에서 타측으로 연통되게 하고 하측은 상기 제2이동로(220)와 연통되도록 구분하는 역할을 한다.

상기 밸브부재(400)는 회전축(420)과 개폐판(440)을 포함하게 구성된다.

상기 회전축(420)은 일단이 상기 배기관(100)의 일측면을 관통하여 길이면이 상기 배기관(100) 내부에 위치하게 함과 동시에 상기 일단은 일측면을 관통한 채로 외부에 노출되며, 내부에 삽입된 상기 회전축(420)의 길이면은 상기 안내판(300) 끝단의 절곡된 부위에 회전되게 거치된다.

그리고 외부로 노출된 상기 회전축(420)의 일단은 상기 구동모터(M)와 연결되어 상기 회전축(420)이 회전운동할 수 있게 한다.

상기 개폐판(440)은 상기 회전축(420)의 둘레에 길이를 따라 수직으로 돌출되는데, 한 쌍으로 돌출되어 한 쌍의 상기 개폐판(440)은 상호 직각이 되게 형성되는 것이 좋다. 그리고 상기 개폐판(400)은 한쌍의 상기 개폐판(440) 중 어느 하나가 상기 배기관(100)의 내주와 수직을 이룰 때 상기 제1 또는 제2이동로(120, 220)로 중 어느 하나로 이동하는 배기가스의 이동을 차단할 수 있도록 반원형을 이루는 것이 바람직하다. 하지만 당업자에 따라 장방형, 다각형 또는 타원형으로 형성되게 할 수도 있다.

이와 같이, 배출되는 배기가스의 유해 성분의 함량을 센서가 감지하여 감지값에 따라 상기 구동모터(M)를 작동시켜 상기 밸브부재(400)가 상기 제1 또는 제2이동로(120, 220) 중 어느 하나를 차단하여 배기가스를 바로 배출하거나 순환하여 배출하도록 하는 것이다. 따라서, 배기가스 배출밸브와 배기가스 순환밸브가 일체형으로 구성되어 배기가스와 순환가스를 제어하는 상기 밸브부재(400)는 구동모터(M)와 연결된 회전축(420) 하나로 작동되는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 별명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 배기관
120: 제1이동로
200: 순환관
220: 제2이동로
300: 안내판
400: 밸브부재

Claims

제1이동로가 내부에 형성된 배기관;
상기 제1이동로와 연통되는 제2이동로가 내부에 형성된 순환관;
상기 제1이동로 또는 상기 제2이동로에 회전되게 설치되는 회전축과, 상기 회전축의 둘레면에 상호 각을 형성하게 한 쌍으로 돌출 형성된 개폐판으로 이루어진 밸브부재; 및
상기 배기관의 하측 내면으로부터 돌출형성되어 상기 제1이동로와 제2이동로를 구분하는 안내판을 포함하며,
상기 회전축은 상기 배기관의 일측을 관통하여 길이면은 상기 안내판의 끝단에 회전되게 거치되어,
상기 개폐판이 회전함에 따라 상기 제1이동로 또는 제2이동로가 폐쇄되거나 상기 제1이동로 및 제2이동로가 모두 개구되는 것을 특징으로 하는 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 배기관은 양단이 개구되고,
상기 순환관은 상기 배기관의 저면 일부를 관통하며, 상기 제1이동로를 하측으로 외부와 연결하는 양단이 개구된 제2이동로가 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 순환관은 상기 배기관의 저면에 기울기를 가지고 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 안내판은 상기 배기관의 타측단 저면으로부터 수직 돌출되어 일측으로 직각 형성되고 다시 끝단이 상측으로 직각 형성되는 것을 특징으로 하는 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 개폐판은 반원형, 장방형, 다각형 또는 반타원형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 배기관의 일측에는 외면에 결합되게 구동모터가 설치되고,
상기 회전축은 일단이 상기 배기관의 일측면을 관통하고, 상기 구동모터와 연결되어 회전력을 제공받는 것을 특징으로 하는 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조.
청구항 1에 있어서,
한 쌍의 상기 개폐판은 상호 직각을 이루는 것을 특징으로 하는 3웨이 형식의 저압 배기가스 재순환 밸브 구조.