KR101323776B1 - 연소 기관 내에서 재순환되는 배기 가스를 냉각시키는 장치 - Google Patents

연소 기관 내에서 재순환되는 배기 가스를 냉각시키는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량(1)의 연소 기관(2)의 배기 가스를 재순환시키는 배기 가스 재순환 장치에 관한 것이다. 본 발명의 배기 가스 재순환 장치는, 연소 기관(2)으로부터 배기 가스를 나오게 하는 배기 도관(4)과, 배기 도관(4) 내의 배기 가스의 일부를 연소 기관(2)으로 재순환시키도록 구성된 복귀 도관(5)을 포함한다. 또한, 본 발명의 배기 가스 재순환 장치는, 고온 냉각 시스템(11) 내의 의도된 작동 압력에서 비등점이 적어도 150℃인 순환하는 액상 냉매를 담고 있는 고온 냉각 시스템(11)과, 복귀 도관(5) 내의 재순환 배기 가스가 순환하는 고온 냉매에 의해 제1 단계의 냉각을 받도록 하는 EGR 냉각기(10)와, 고온 냉매가 공기에 의해 냉각되게 하는 라디에이터 요소(13)를 포함한다.

Description

연소 기관 내에서 재순환되는 배기 가스를 냉각시키는 장치{ARRANGEMENT FOR COOLING OF RECIRCULATED EXHAUST GASES IN A COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 특허청구범위의 청구항 제1항에 따른 연소 기관의 재순환 배기 가스를 냉각하는 장치에 관한 것이다.
EGR(exhaust gas recirculation: 배기 가스 재순환)이라고 하는 기술은 연소 기관의 배기 도관 내의 배기 가스의 일부를 재순환시키는 공지 기술이다. 배기 가스는 복귀 도관을 통해서 연소 기관으로 보내지면서 인입 공기와 혼합되는데, 이는 그 혼합물이 연소 기관의 실린더로 보내지기 전에서 행해지는 것이다. 공기에 배기 가스를 추가시키게 되면 연소 온도가 낮아지게 되고, 그 결과 특히 배기 가스 중의 질소산화물인 NOx의 함량이 감소하게 된다. 이 기술은 오토 기관과 디젤 기관 모두에 사용되고 있다.
연소 기관으로 공급되는 배기 가스의 양은 배기 가스의 압력 및 온도에 따라 달라진다. 연소 기관에 가능한 한 많은 양의 배기 가스를 공급하려면 배기 가스가 연소 기관으로 보내지기 전에 그 배기 가스를 효과적으로 냉각시킬 수 있어야 한다. 공지된 기술은 재순환 배기 가스가 연소 기관에 이르기 전에 하나 이상의 EGR 냉각기에서 냉각시키는 것이다. 이 경우, 재순환 배기 가스는 연소 기관의 냉각 시스템에서 나온 냉매로 냉각되는 EGR 냉각기 안에서 제1 단계의 냉각을 거치고, 저온 냉각 시스템에서 나온 냉매에 의해 냉각되는 EGR 냉각기에서 제2 단계의 냉각을 거친다. 이에 따라 배기 가스가 주변 온도에 근접한 온도까지 냉각된다.
연소 기관이 작동하는 중에 배기 가스는 150℃ 내지 600℃ 범위의 온도에 있게 된다. 연소 기관이 큰 부하를 받고 있을 때의 재순환 배기 가스의 온도는 최고로 높다. 연소 기관의 냉각 시스템이 재순환 배기 가스를 냉각시키는 데 사용되는 경우, 연소 기관이 높은 부하를 받고 있을 때에는 냉각 시스템은 최고점 부하를 받는다. 중차량(heavy vehicle)에 있어서, 연소 기관의 냉각 시스템은 일반적으로 차량의 또 다른 냉각 수요, 일례로 유압 리타더의 오일 냉각을 위해서도 사용된다. 따라서 연소 기관의 냉각 시스템에 대한 부하를 줄이는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 연소 기관의 재순환 배기 가스의 효과적인 냉각을 제1 단계에서 달성할 수 있도록 하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 특허청구범위의 청구항 제1항의 특징부에 기재된 특징으로 특징지어지는, 서두에서 언급된 종류의 장치에 의해 달성된다. 따라서, 본 발명은 연소 기관을 냉각시키는 종래의 냉각 시스템에서 순환하는 냉매에 비해 비등점이 상당히 높은 순환 냉매를 사용하는 고온 냉각 시스템을 이용한다. 고온 냉각 시스템은 복귀 도관 내의 배기 가스를 순환하는 냉매로 냉각시키는 EGR 냉각기와, 냉매를 공기로 냉각시키는 라디에이터를 포함한다. 냉각 시스템 내의 냉매의 비등점을 높이는 방식 중 한 가지 방식은 냉매 시스템 내의 압력을 증가시키는 것이다. 이보다 용이한 방식은 비등점이 물보다 확실히 높은 냉매를 사용하는 것이다. 재순환 배기 가스는 최대 600℃의 온도에 있게 된다. 따라서, 고온 냉각 시스템 내의 냉매는 EGR 냉각기 내의 배기 가스를 냉각시킬 때에 증발되지 않기 위해서는 그 비등점이 비교적 높아야 한다. 따라서, 고온 냉각 시스템 내의 냉매는 비등점이 적어도 150℃는 되어야 하고, 바람직하기로는 300℃ 이상이 되어야 한다. 비등점이 높은 열전달 액체는 상업용으로 입수할 수 있는 것이 있다. 이러한 액체에는 일반적으로 여러 종류의 오일이 있다. 이러한 열전달 액체의 예로는 대기압에서 비등점이 400℃인 엑셀썸(XCELLTHERM: 등록상표명임)이 있다. EGR 냉각기에서 재순환 배기 가스를 냉각시키는 고온 냉각 시스템에는 위와 같이 비등점이 적절한 열전달 액체를 사용하는 것이 바람직하다. 재순환 배기 가스는 위와 같은 고온에 있게 되므로, 비교적 고온인 냉매에 의해서도 양호하게 냉각될 수 있다. 고온 냉각 시스템 중의 냉매는 EGR 냉각기로 들어갈 때에는 일례로 약 150℃의 온도에 있게 된다. 이와 같은 고온 냉각 시스템에 의하면 재순환 배기 가스를 제1 단계에서 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다. 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 고온 냉각 시스템의 라디에이터 요소는 공기가 관통하도록 한 영역에서, 연소 기관을 냉각시킬 수 있게 구성된 냉각 시스템의 라디에이터 요소의 하류측 위치에, 위치된다. 연소 기관의 냉각 시스템의 냉매는 차량의 전방 부분의 영역에 위치한 라디에이터 요소 안에서 냉각되는 것이 일반적인데, 이 경우, 고온 냉각 시스템의 라디에이터 요소는 전방 부분 중에서 연소 기관의 냉각 시스템의 라디에이터 요소 뒤에 위치된다. 따라서, 고온 냉각 시스템의 라디에이터 요소에는, 연소 기관의 냉각 시스템의 라디에이터 요소를 이미 통과하여 가온된 공기가 통과하게 된다. 고온 냉각 시스템 내의 냉매는 연소 기관의 냉각 시스템 내의 냉매보다 높은 온도에 있게 되므로, 이와 같이 비교적 가온된 공기도 여전히 고온 냉각 시스템 내의 냉매를 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 바람직하기로는, 고온 냉각 시스템의 라디에이터 요소는 연소 기관의 냉각 시스템과 라디에이터 요소들을 통과하는 냉각 공기류를 발생시킬 수 있는 라디에이터 팬 사이의 위치에 위치되는 것이 좋다. 고온 냉각 시스템의 라디에이터 요소를 이와 같이 위치시키게 되면 대량의 공기류가 라디에이터 요소를 통과할 수 있게 되어 고온 냉각 시스템 내의 냉매를 냉각시킬 수 있게 된다. 이 경우, 고온 냉각 시스템 내의 냉매를 냉각시키는 데에 이미 존재하고 있는 공기류를 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 고온 냉각 시스템은, 라디에이터 요소에 근접하게 위치되며 라디에이터 요소를 통과하는 냉각 공기류를 발생시키는 별도의 라디에이터 팬을 포함한다. 이와 같은 별도의 라디에이터 팬에 의해, 고온 냉각 시스템의 라디에이터 요소를 차량 내의 실제로 소망하는 위치에 장착시킬 수 있게 된다. 바람직하기로는, 고온 냉각 시스템의 라디에이터 요소는 차량의 내부 영역에서 연소 기관에 근접하게 위치되는 것이 좋다. 이에 따르면, 고온 냉각 시스템의 냉매가 순환하는 도관들을 비교적 짧게 할 수 있다. 고온 냉각 시스템의 라디에이터 요소를 연소 기관에 장착시킬 수 있는데, 이 경우, 고온 냉각 시스템에서 냉매를 순환시키는 도관들을 아주 짧게 할 수 있다. 이 경우, 고온 냉각 시스템의 라디에이터 요소는 적절한 체결 요소를 가지고 연소 기관에 직접 혹은 간접적으로 장착시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 따르면, 본 발명의 장치는 재순환 배기 가스가 연소 기관에 이르기 전에 그 재순환 배기 가스를 적어도 하나의 추가 냉각 단계에서 냉각시키는 적어도 하나의 추가 EGR 냉각기도 포함한다. 냉매가 비교적 고온인 고온 냉각 시스템은 일반적으로는 재순환 배기 가스를 소망하는 저온으로까지 냉각시키지 못한다. 따라서, 재순환 배기 가스는 연소 기관에 이르기 전에 추가로 냉각시키는 것이 필요하다. 재순환 배기 가스를 추가 EGR 냉각기에서 연소 기관의 냉각 시스템으로부터 나오는 냉매로 냉각되게 할 수 있다. 정상 작동 중에, 연소 기관의 냉각 시스템 내의 냉매는 80℃ 내지 100℃의 온도에 있게 된다. 연소 기관의 냉각 시스템 내의 냉매의 온도는 고온 냉각 시스템 내의 냉매의 온도보다 더 낮다. 따라서, 재순환 배기 가스가 제2 단계를 냉각을 받도록 하는 데에 연소 기관의 냉각 시스템 내의 냉매를 이용할 수 있다. 재순환 배기 가스는 고온 냉각 시스템에 의해서 제1 단계의 냉각은 이미 거친 상태에 있게 되므로, 그 결과, 연소 기관의 냉각 시스템에 대한 재순환 배기 가스의 부하는 비교적 알맞게 된다. 재순환 배기 가스는 소망하는 저온에 도달하기 위해서는 바람직하기로는 제3 단계의 냉각을 거치는 것이 좋다. 이를 위해, 재순환 배기 가스는, 냉매가 연소 기관의 냉각 시스템의 냉매보다 더 저온에 있게 구성된 저온 냉각 시스템에서 나온 냉매에 의해, 추가 EGR 냉각기에서 냉각된다. 저온 냉각 시스템은, 냉매 시스템 내의 냉매를 주변의 온도에 있는 공기로 냉각시키는 라디에이터 요소를 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 저온 냉각 시스템 내의 냉매는 주변 온도에 근접한 온도를 취하게 된다. 따라서, 배기 가스를 소망하는 저온으로 냉각시키는 것이 가능해진다. 선택적 실시예에서는, 배기 가스를 이와 같은 추가 단계에서 냉각시킬 때에 공랭식 EGR 냉각기로 냉각시킬 수 있는데, 이 경우, 재순환 배기 가스는 주변 온도에 있는 공기로 냉각시키는 것이 바람직하다.
이하에서는 예로서 제시하는 본 발명의 양호한 실시예들에 대해서 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 과급 디젤 기관용 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 과급 디젤 기관용 장치를 도시하는 도면이다.
도 1은 개략적으로 도시한 차량(1)에 동력을 제공하도록 구성된 연소 기관(2)용 장치를 도시하고 있다. 여기서 예시하고 있는 연소 기관은 디젤 기관(2)이다. 디젤 기관(2)은 중차량(1)에 동력을 제공한다. 디젤 기관(2)의 실린더로부터 나온 배기 가스는 배기 매니폴드(3)를 거쳐서 배기 도관(4)에 이르게 된다. 본 발명의 장치는 배기 도관(4) 내의 배기 가스의 일부의 재순환을 가능케 하는 복귀 도관(5)을 포함한다. 복귀 도관(5)은 압축 공기를 연소 기관(2)으로 보내는 유입 도관(6)과 배기 도관(4) 사이의 범위에 있다. 따라서, 이 경우에서 디젤 기관(2)은 과급된다. 복귀 도관(5)은 이 복귀 도관(5) 내로 들어오는 배기 가스류를 차단할 수 있는 EGR 밸브(7)를 포함한다. EGR 밸브(7)는 또한 연소 기관(2)으로 보내지는 배기 가스의 양을 단계적으로 제거하는 데에도 사용될 수 있다. 제어 유닛(8)은 디젤 기관(2)의 현재의 개방 상태에 대한 정보에 기초하여 EGR 밸브(7)를 제어하도록 구성된다. 복귀 도관(5)으로부터 나오는 재순환 배기 가스는 혼합 장치(9)에 의해 유입 도관(6) 내의 압축 공기와 혼합된다. 과급 디젤 기관(2)의 특정 작동 상태에서, 배기 도관(4) 내의 배기 가스의 압력은 유입 도관(6) 내의 압축 공기의 압력에 비해 낮다. 이와 같은 작동 상태에서는 복귀 도관(5) 내의 배기 가스를 유입 도관(6) 내의 압축 공기와 바로 혼합시키는 것은 특별한 보조 수단이 없이는 불가능하다. 이를 위해, 일례로 가변 형상을 갖는 터보 유닛을 사용할 수 있다. 연소 기관(2)이 과급 오토 기관인 경우, 복귀 도관(5) 내의 배기 가스는 유입 도관(6) 안으로 바로 보내질 수 있는데, 그 이유는 오토 기관의 배기 도관(4) 내의 배기 가스의 압력은 실질적으로 모든 작동 상황에서 유입 도관(6) 내의 압축 공기보다 더 높기 때문이다.
본 발명의 장치는 고온 냉각 시스템(11), 즉 이 고온 냉각 시스템 내의 의도된 작동 압력에서는 비등점이 적어도 150℃가 되는 냉각 매체의 형태인 냉매가 순환하는 고온 냉각 시스템을 포함한다. 고온 냉각 시스템(11)은 복귀 도관(5) 내의 재순환 배기 가스가 제1 단계의 냉각을 거치도록 하는 EGR 냉각기(10)를 포함한다. EGR 냉각기(10)에 이르는 재순환 배기 가스는 최대 600℃에 있을 수 있다. 고온 냉각 시스템 내의 냉매의 비등점은, 고온 냉각 시스템이 재순환 배기 가스를 EGR 냉각기(10)에서 냉각시킬 때에 그 고온 냉각 시스템에서 증발하기 시작하는 위험이 없게 할 정도로 높아야 한다. 이 경우에서는 비등점이 300℃ 이상인 냉매가 사용될 수 있다. 고온 냉각 시스템(11) 내의 냉매는 열전달 특성이 양호한 오일일 수 있다. 냉매 펌프(12)가 냉매를 고온 냉각 시스템(11) 내에서 순환시킨다. 고온 냉각 시스템(11)은 냉매를 냉각시키는 라디에이터 요소(13)를 포함한다. 라디에이터 요소(13)는 차량(1)의 영역(A), 즉 연소 기관(2)이 작동하는 중에 냉각 공기류가 상기 라디에이터 요소를 통과할 수 있게 하는 차량의 영역(A)에 위치된다.
연소 기관(2)은 순환하는 냉매를 담고 있는 냉각 시스템(14)에 의해 종래의 방식으로 냉각된다. 냉매 펌프(15)는 연소 기관의 냉각 시스템(14) 내의 냉매를 순환시킨다. 냉매는 연소 기관(2)을 순환한 후에 도관(16) 안으로 들어가서 서모스탯(17)에 이른다. 냉매가 정상 작동 온도에 도달한 상황에서, 서모스탯(17)은 고온 냉각 시스템(11) 내의 라디에이터 요소(13)의 전방에 있는 영역(A)에 장착된 라디에이터 요소(18)로 냉매를 보낼 수 있도록 구성된다. 라디에이터 팬(28)은 연소 기관(2)이 작동하는 중에 라디에이터 요소(13, 18)를 통과하는 냉각 공기류를 발생시킬 수 있도록 구성된다. 도관(16) 내의 냉매의 일부는 도관(16)의 위치(16a)에서 도관 회로(19) 안으로 보내진다. 도관 회로(19) 안으로 보내진 냉매는 제2 EGR 냉각기(20)를 통해 도관 회로(19) 안으로 보내지는데, 상기 제2 EGR 냉각기 안에서 상기 냉매는 복귀 도관(5) 내의 재순환 배기 가스로 하여금 제2 단계의 냉각을 거치도록 한다. 그 후, 냉매는 도관(16) 내의 냉매류의 의도된 방향에 대해서 위치(16a)의 하류측에 위치된 위치(16b)에서 도관(16)으로 다시 보내지게 된다.
재순환 배기 가스는 복귀 도관(5) 내에서 제3 EGR 냉각기(21)로 향하고, 이 제3 EGR 냉각기 안에서 재순환 배기 가스는 저온 냉각 시스템(22) 내의 냉매에 의해 제3 단계의 냉각을 받게 된다. 저온 냉각 시스템(22)은 연소 기관의 냉각 시스템(14) 내의 냉매보다 온도가 낮은 순환 냉매를 담고 있다. 냉매 펌프(23)는 냉매를 저온 냉각 시스템(22) 안에서 순환시킨다. 저온 냉각 시스템(22)은 차량(1)의 주변 영역(B)에 위치된 라디에이터 요소(24)를 포함한다. 전동 모터(26)에 의해 구동되는 별도의 라디에이터 팬(25)이 상기 영역(B)의 상기 라디에이터 요소(24)를 통과하는 냉각 공기류를 제공한다. 재순환 배기 가스는 3개의 EGR 냉각기(10, 20, 21)를 지난 후에 혼합 장치(9), 즉 재순환 배기 가스를 유입 도관(6)의 압축 공기와 혼합하는 혼합 장치로 보내진다. 이어서, 공기와 배기 가스의 혼합기가 매니폴드(27)를 경유하여 디젤 기관(2)의 각 실린더 안으로 보내진다.
디젤 기관(2)이 작동하는 중에 배기 가스는 그 연소 기관(2)으로부터 나와 배기 도관(4) 안으로 들어간다, 디젤 기관(2)의 대부분의 작동 상태 중에, 제어 유닛(8)은 EGR 밸브(7)를 개방 상태로 유지하고, 이에 따라 배기 도관(4) 내의 배기 가스가 복귀 도관(5) 안에 이르게 된다. 복귀 도관(5) 안에 보내진 배기 가스는, 연소 기관의 작동 상태에 따라 달라지긴 하지만, 일반적으로 150℃ 내지 600℃의 온도 범위에 있게 된다. 복귀 도관(5) 내의 재순환 배기 가스는 고온 냉각 시스템(11) 내의 냉매에 의해 EGR 냉각기(10) 내에서 제1 단계의 냉각을 받게 된다. 고온 냉각 시스템(11) 내의 냉매는, 영역(A) 내의 공기류의 방향에 대해서 연소 기관의 냉각 시스템(14)의 라디에이터 요소(18)의 하류측 위치에 있는 영역(A)에 위치된 라디에이터 요소(13)에서 열을 전한다. 따라서, 라디에이터 요소(13) 내의 냉매는 라디에이터 요소(18) 내의 냉매보다 온도가 높은 공기에 의해 냉각된다. 라디에이터 요소(18)를 통과하는 공기는 일반적으로는 20℃ 내지 40℃의 온도 상승을 겪게 된다. 따라서, 고온 냉각 시스템 내의 냉매는 연소 기관의 냉각 시스템(14) 내의 냉매와 같은 수준의 저온으로 냉각되지 못한다. 그러나 고온 냉각 시스템(11) 내의 냉매는 재순환 배기 가스에 제1 단계의 냉각을 가할 수 있기에 충분한 정도의 저온으로는 냉각될 수 있다. 일례로, 재순환 배기 가스는 EGR 냉각기(10)를 떠날 때에는 150℃ 내지 200℃의 범위 내의 온도에 있을 수 있다. 여기서, 냉매는 일반적으로는 80℃ 내지 100℃의 범위 내의 온도에 있게 될 것이다. 따라서, 재순환 배기 가스는 고온 냉각 시스템에 뒤이어 배치된 EGR 냉각기(20)에서 약 100℃ 내지 120℃의 온도까지 냉각될 수 있다. 재순환 배기 가스는 최종적으로는 고온 냉각 시스템에 뒤이어 배치된 EGR 냉각기(21)에 이르게 되고, 여기서 재순환 배기 가스는 저온 냉각 시스템(22)으로부터 나온 냉매에 의해 제3 단계의 냉각을 받게 된다. 저온 냉각 시스템(22)의 라디에이터 요소(24)는, 별도의 라디에이터 팬(25)에 의해 라디에이터 요소(24)를 통과하게 압송되며 주변 온도에 있는 공기에 의해서 냉각된다. 따라서, 저온 냉각 시스템 내의 냉매는 주변 온도에 근접한 온도까지 냉각될 수 있다. 따라서 재순환 배기 가스는 이들이 압축 공기와 혼합되기 전에 EGR 냉각기(21)에서 비교적 저온으로까지 냉각되는 제3 단계의 냉각을 거치게 되는데, 상기 재순환 배기 가스는 바람직하기로는 혼합기가 연소 기관(2)에 이르기 전에 도시되지 않은 장입 공기 냉각기에서 유사한 온도까지 냉각되는 것이 좋다.
연소 기관(2)이 큰 부하를 받고 있는 작동 상황에서는, 양호한 냉각이 필요하다. 이러한 상황에서는 배기 가스도 고온에 있게 된다. 그러나, 재순환 배기 가스를 고온 냉각 시스템(11)으로 초기에 냉각시키게 되면, 재순환 배기 가스를 연소 기관의 냉각 시스템(14)으로 제2 단계로 냉각시키는 단계보다 실질적으로 이전에 재순환 배기 가스의 온도를 낮출 수 있다. 따라서, 연소 기관의 냉각 시스템(14)에 가해지는 부하를 실질적으로 줄일 수 있다. 영역(A)에 고온 냉각 시스템(11)의 라디에이터 요소(13)를 위치시킨다 함은 영역(A)에 이미 존재하는 냉각 공기류를 고온 냉각 시스템(11) 내의 냉매를 냉각시키는 데에도 사용될 수 있다는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 선택적 실시예에 따른 장치를 도시하고 있다. 이 실시예에서, 고온 냉각 시스템(11)의 라디에이터 요소(13)는 차량의 내부 영역(C)에 위치된다. 여기서, 라디에이터 요소(13)는 적절한 요소에 의해 연소 기관(2)에 장착된다. 전동 모터(30)에 의해 구동되는 별도의 팬(29)은 라디에이터 요소(13)를 통과하는 냉각 공기류를 생성시킨다. 연소 기관(2) 근처의 공기는 비교적 따뜻하기는 하지만 고온 냉각 시스템(11) 내의 냉매를 냉각시키는 데에는 사용할 수 있다. 이 경우, 순환하는 냉매용 도관을 아주 짧게 할 수 있는데, 그 이유는 EGR 냉각기(10)와 라디에이터 요소(13) 사이의 거리가 짧기 때문이다. 이 경우에서, 저온 냉각 시스템(22)의 라디에이터 요소(24)는 연소 기관의 냉각 시스템(14)의 라디에이터 요소(18)의 상류측 위치에 있는 영역(A)에 위치된다. 여기서, 저온 냉각 시스템(22) 내의 냉매도 또한 주변 온도에 있는 공기로 냉각되게 된다. 이 경우, 라디에이터 요소(18) 내의 냉매를 냉각시키는 공기는 다소 상승된 온도에 있게 된다. 연소 기관의 냉각 시스템 내의 냉매는 명목상으로는 약 80℃의 온도에 있게 되므로, 이는 직접적으로 단점이 되는 것은 아니다. 이 실시예에 따른 본 발명의 장치에 있어서, 재순환 배기 가스는 도 1의 실시예와 실질적으로 유사하게 3 단계의 냉각을 거치게 된다. 따라서, 이 실시예에서는, 재순환 배기 가스의 냉각에 대해 더 이상 상세하게 설명하지 않는다. 이 실시예에서도 고온 냉각 시스템(11)이 있기 때문에 연소 기관의 냉각 시스템(14)에 대한 부하가 줄어든다.
본 발명은 도면을 참조한 실시예에 국한되지 않고 특허청구범위의 범위 내에서 자유롭게 변경할 수 있다. 재순환 배기 가스는 꼭 3단계의 냉각을 거쳐야 하는 것은 아니며, 그 보다 적은 수의 냉각을 거치게 하는 것도 가능하다.

Claims (10)

  1. 차량(1)의 연소 기관(2)의 배기 가스를 재순환시키는 장치로서,
    연소 기관(2)으로부터 배기 가스를 나오게 하는 배기 도관(4)과,
    압축 공기를 연소 기관으로 보내는 유입 도관(6)과 상기 배기 도관(4) 사이에 설치되어, 배기 도관(4) 내의 배기 가스의 일부를 연소 기관(2)으로 재순환시키도록 구성된 복귀 도관(5)과,
    상기 복귀 도관(5)의 상류측에 설치되어 상기 복귀 도관(5)으로의 배기 가스류를 차단할 수 있는 EGR 밸브(7) 및 상기 EGR 밸브(7)를 제어하는 제어 유닛(8)과,
    상기 EGR 밸브(7)의 하류측에 구성된, 순환하는 액상 냉매를 담고 있는 고온 냉각 시스템(11)으로서, 복귀 도관(5) 내의 재순환 배기 가스가 순환하는 고온 냉매에 의해 제1 단계의 냉각을 받도록 하는 EGR 냉각기(10)와, 고온 냉매가 공기에 의해 냉각되게 하는 라디에이터 요소(13)를 포함하는 고온 냉각 시스템(11)을
    포함하는 배기 가스 재순환 장치에 있어서,
    상기 복귀 도관에는, 복귀 도관(5) 내의 재순환 배기 가스가 연소 기관(2)에 도달하기 전에 적어도 하나의 추가 냉각 단계를 거치도록 하는 적어도 하나의 추가 EGR 냉각기(20, 21)가 구비되고,
    상기 추가 EGR 냉각기는 상기 고온 냉각 시스템에 뒤이어 구비되는 것이고,
    상기 액상 냉매는 비등점이 고온 냉각 시스템(11) 내의 의도된 작동 압력에서 300℃ 이상인 것이며,
    제어 유닛(8)이 디젤 기관의 현재의 개방 상태에 대한 정보에 기초하여 상기 EGR 밸브(7)를 제어하도록 구성되고,
    고온 냉각 시스템(11)의 라디에이터 요소(13)는, 연소 기관의 냉각 시스템(14)의 라디에이터 요소(18)와, 라디에이터 요소(18)를 통과하는 공기류를 발생시키는 라디에이터 팬(28)과의 사이에, 위치된 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 재순환 배기 가스가 연소 기관의 냉각 시스템(14)으로부터 나온 냉매에 의해서 추가의 EGR 냉각기(20)에서 냉각되게 한 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 장치.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 재순환 배기 가스가 저온 냉각 시스템(22)으로부터 나온 냉매에 의해서 추가의 EGR 냉각기(21)에서 냉각되게 하고, 상기 EGR 냉각기(21) 안의 냉매는 연소 기관의 냉각 시스템(14) 내의 냉매보다 낮은 온도에 있게 한 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    저온 냉각 시스템(22) 내의 냉매는 라디에이터 요소(24)에서 주변 온도에 있는 공기에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 재순환 장치.
  7. 삭제
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  9. 삭제
  10. 삭제
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