KR101391728B1 - Valve control unit and exhaust heat recovery device having the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각수의 온도에 따라 배기열회수장치의 밸브 개폐작동을 효율적으로 수행함으로써 배기열회수장치의 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 배기열회수장치용 밸브의 컨트롤유닛 및 이를 포함하는 배기열회수장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 배기열회수장치용 밸브의 컨트롤유닛은 본체; 상기 본체의 일단에 결합되고, 내부에 왁스밸브가 설치되며, 냉각수가 유입되는 냉각수 케이스; 상기 본체 내에 이동가능하게 설치되는 이동 밀봉부재; 상기 본체 내에서 상기 이동 밀봉부재를 탄성적으로 지지하는 탄성부재; 상기 이동 밀봉부재 측에 링크부재를 통해 직선이동가능하게 연결되는 제1컨트롤부재; 및 상기 배기열회수장치용 밸브의 피벗축 일단에 연결되고, 걸림턱을 가진 제2컨트롤부재;를 포함하고, 상기 왁스밸브는 냉각수의 온도가 높아짐에 따라 팽창하도록 구성되고, 상기 왁스밸브의 단부에는 구동로드가 구비되며, 상기 왁스밸브의 구동로드 측에 상기 이동 밀봉부재가 인접하고, 상기 이동 밀봉부재는 상기 왁스밸브의 팽창 및 수축에 의해 상기 본체 내에서 전후방향으로 이동하며, 상기 이동 밀봉부재가 이동하면 상기 링크부재의 회동작동을 통해 상기 제1컨트롤부재는 상기 이동 밀봉부재의 이동방향에 대해 반대방향으로 이동하고, 상기 제1컨트롤부재의 직선이동에 의해 상기 제1컨트롤부재의 자유단부는 상기 제1컨트롤부재의 걸림턱 측에 접촉 내지 이격되는 것을 특징으로 한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control unit for a valve for an exhaust heat recovery apparatus and an exhaust heat recovery apparatus including the same, which can significantly improve the performance of the exhaust heat recovery apparatus by efficiently performing valve opening and closing operations of the exhaust heat recovery apparatus according to the temperature of cooling water.
A control unit of a valve for an exhaust heat recovery apparatus according to the present invention comprises: a main body; A cooling water case coupled to one end of the main body and having a wax valve therein, into which cooling water flows; A movable sealing member movably installed in the body; An elastic member for elastically supporting the movable sealing member in the main body; A first control member connected to the movable sealing member side through a link member so as to be linearly movable; And a second control member connected to one end of a pivot shaft of the exhaust heat recovery apparatus valve and having a latching jaw, wherein the wax valve is configured to expand as the temperature of the cooling water increases, and at the end of the wax valve Wherein the movable sealing member is disposed adjacent to the driving rod side of the wax valve and the movable sealing member is moved in the front and rear direction in the main body by expansion and contraction of the wax valve, The first control member moves in the opposite direction to the moving direction of the movable sealing member through the turning operation of the link member and the second control member is moved in the opposite direction to the moving direction of the movable sealing member by the linear movement of the first control member, Is in contact with or spaced from the side of the latching jaw of the first control member.

Figure R1020120026112
Figure R1020120026112

Description

배기열회수장치용 밸브의 컨트롤 유닛 및 이를 포함하는 배기열회수장치{VALVE CONTROL UNIT AND EXHAUST HEAT RECOVERY DEVICE HAVING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control unit for a valve for an exhaust heat recovery apparatus and an exhaust heat recovery apparatus including the valve unit.

본 발명은 배기열회수장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수의 온도에 따라 배기열회수장치의 밸브 개폐작동을 효율적으로 수행함으로써 배기열회수장치의 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 배기열회수장치용 밸브의 컨트롤유닛 및 이를 포함하는 배기열회수장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust heat recovery apparatus, and more particularly, to an exhaust heat recovery apparatus and a control method thereof that can significantly improve the performance of the exhaust heat recovery apparatus by efficiently performing valve opening / closing operations of the exhaust heat recovery apparatus, And an exhaust heat recovery apparatus including the same.

주변의 차가운 공기 또는 정지 등으로 인해 차량의 엔진이 냉각되었을 경우, 차량의 엔진을 신속하게 워밍업하여야 한다. 그리고, 엔진의 워밍업 시간을 단축시키는 것이 연비 향상, 배기소음 및 배기유해가스의 저감을 달성할 수 있는 매우 중요한 요소이다. If the engine of the vehicle is cooled due to the surrounding cold air or stoppage, the engine of the vehicle should be warmed up quickly. In addition, shortening the warm-up time of the engine is a very important factor that can improve fuel economy, exhaust noise and reduce exhaust gas.

이러한 차량의 엔진을 워밍업하기 위해서는 엔진의 워터재킷을 순환하는 냉각수를 일정온도로 빠르게 승온시켜야 하며, 냉각수의 승온을 위하여 배기계 측에 배기열 회수장치가 설치된다. 이러한 배기열회수장치는 엔진에서 배출되는 배기가스에 의해 냉각수를 빠르게 승온시키며 엔진의 워터재킷으로 재순환시키도록 구성된다. In order to warm up the engine of such a vehicle, the cooling water circulating in the water jacket of the engine must be rapidly heated to a predetermined temperature, and the exhaust heat recovery apparatus is installed on the exhaust system side to raise the temperature of the cooling water. Such an exhaust heat recovery apparatus is configured to quickly raise the temperature of the cooling water by the exhaust gas discharged from the engine and recirculate the cooling water to the water jacket of the engine.

이와 같이, 배기열회수장치는 하우징, 하우징의 일단에서 하우징의 중심부를 따라 길이방향으로 설치된 인렛파이프, 하우징의 타단에 연결된 아웃렛파이프, 인렛파이프의 외측에 밀폐적으로 배치된 배기가스우회유로, 배기가스우회유로의 외측에 밀폐적으로 배치된 냉각수유로, 인렛파이프의 유출단부 측에 개폐가능하게 설치된 밸브 등으로 구성된다. As described above, the exhaust heat recovery apparatus includes a housing, an inlet pipe provided in the longitudinal direction along the center of the housing at one end of the housing, an outlet pipe connected to the other end of the housing, an exhaust gas bypass passage hermetically disposed outside the inlet pipe, A cooling water flow path hermetically disposed outside the bypass flow path, a valve provided on the outlet end side of the inlet pipe so as to be openable and closable, and the like.

이러한 구성에 의해, 배기열회수장치는 엔진의 저회전 영역에서는 밸브가 폐쇄된 상태에서 배기가스와 냉각수를 열교환시켜 냉각수를 승온시켜 오일의 온도를 신속하게 상승시킴으로써 차량의 연비를 개선함과 더불어 동절기에는 차량 실내의 온도를 신속하게 상승시켜 보다 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있으며, 엔진의 고회전 영역에서는 배기가스의 압력에 의해 밸브가 개방되어 배기가스가 냉각수와 열교환하지 않고 바로 배출되도록 구성된다. With this configuration, the exhaust heat recovery apparatus improves the fuel economy of the vehicle by raising the temperature of the oil by raising the temperature of the cooling water by heat-exchanging the exhaust gas with the cooling water while the valve is closed in the low rotation region of the engine, The temperature of the vehicle interior can be quickly raised to provide a more pleasant indoor environment and the valve is opened by the pressure of the exhaust gas in the high rotation region of the engine so that the exhaust gas is discharged immediately without heat exchange with the cooling water.

하지만, 종래의 배기열 회수장치는 냉각수의 온도에 따라 밸브의 개폐상태를 적절히 컨트롤하지 못함에 따라 배기가스와 냉각수 사이의 열교환효율이 효율적이지 못한 단점이 있었다. 예컨대, 냉각수의 온도가 낮은 상태에서 밸브의 폐쇄상태를 일정하게 유지못할 수 있으며, 이런 경우 배기가스와 냉각수 사이의 열교환효율이 실질적으로 높지 않아 엔진의 워밍업 시간 단축 등을 효과적으로 구현하지 못할 수도 있다. However, the conventional exhaust heat recovery apparatus has a disadvantage in that heat exchange efficiency between the exhaust gas and the cooling water is not efficient because the opening and closing state of the valve can not be properly controlled depending on the temperature of the cooling water. For example, the closed state of the valve may not be maintained in a state where the temperature of the cooling water is low. In this case, the heat exchange efficiency between the exhaust gas and the cooling water is not substantially high, so that the warm-up time of the engine may not be effectively realized.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 엔진의 초기 냉시동 시에 냉각수의 온도가 낮은 상태에서는 밸브의 폐쇄상태를 강제적으로 유지할 수 있고, 냉각수의 온도가 일정한 기준치를 넘어설 경우에는 밸브의 컨트롤 유닛의 작동으로 밸브가 열리고 이후에는 밸브의 개폐작동이 배기가스의 압력에 의해 자유롭게 이루어질 수 있도록 컨트롤할 수 있는 배기열회수장치용 밸브의 컨트롤유닛 및 이를 포함하는 배기열회수장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a valve control apparatus and a control method thereof, which can forcibly maintain a closed state of a valve when the temperature of the cooling water is low during an initial cold start of the engine, There is provided a control unit for a valve for an exhaust heat recovery apparatus and an exhaust heat recovery apparatus including the control unit, wherein the valve can be controlled to be opened by the operation of the control unit of the valve, and thereafter the opening and closing operation of the valve can be freely performed by the pressure of the exhaust gas It has its purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 배기회수장치용 밸브의 개폐작동을 컨트롤하는 배기열회수장치용 밸브의 컨트롤유닛으로, According to an aspect of the present invention, there is provided a control unit for a valve for an exhaust heat recovery apparatus for controlling opening and closing operations of a valve for an exhaust gas recirculating apparatus,

본체;main body;

상기 본체의 일단에 결합되고, 내부에 왁스밸브가 설치되며, 냉각수가 유입되는 냉각수 케이스;A cooling water case coupled to one end of the main body and having a wax valve therein, into which cooling water flows;

상기 본체 내에 이동가능하게 설치되는 이동 밀봉부재;A movable sealing member movably installed in the body;

상기 본체 내에서 상기 이동 밀봉부재를 탄성적으로 지지하는 탄성부재;An elastic member for elastically supporting the movable sealing member in the main body;

상기 이동 밀봉부재 측에 링크부재를 통해 직선이동가능하게 연결되는 제1컨트롤부재; 및A first control member connected to the movable sealing member side through a link member so as to be linearly movable; And

상기 배기열회수장치용 밸브의 피벗축 일단에 연결되고, 걸림턱을 가진 제2컨트롤부재;를 포함하고, And a second control member connected to one end of the pivot shaft of the exhaust heat recovery apparatus valve and having a latching jaw,

상기 왁스밸브는 냉각수의 온도가 높아짐에 따라 팽창하도록 구성되고, 상기 왁스밸브의 단부에는 구동로드가 구비되며, 상기 왁스밸브의 구동로드 측에 상기 이동 밀봉부재가 인접하고, Wherein the wax valve is configured to expand as the temperature of the cooling water increases, a drive rod is provided at an end of the wax valve, the movable seal member is adjacent to a drive rod side of the wax valve,

상기 이동 밀봉부재는 상기 왁스밸브의 팽창 및 수축에 의해 상기 본체 내에서 전후방향으로 이동하며, 상기 이동 밀봉부재가 이동하면 상기 링크부재의 회동작동을 통해 상기 제1컨트롤부재는 상기 이동 밀봉부재의 이동방향에 대해 반대방향으로 이동하고, Wherein the movable sealing member is moved in the front and rear direction in the main body by expansion and contraction of the wax valve, and when the movable sealing member is moved, Moves in the opposite direction to the moving direction,

상기 제1컨트롤부재의 직선이동에 의해 상기 제1컨트롤부재의 자유단부는 상기 제1컨트롤부재의 걸림턱 측에 접촉 내지 이격되는 것을 특징으로 한다. And the free end of the first control member is brought into contact with or spaced from the engaging jaw side of the first control member by the linear movement of the first control member.

상기 본체의 일단에 플랜지가 구비되고, 상기 플랜지를 매개로 상기 냉각수 케이스가 결합되며, Wherein a flange is provided at one end of the main body, the cooling water case is coupled through the flange,

상기 냉각수 케이스의 일측면에는 배기열회수장치의 냉각수 인입배관이 소통되게 연결되고, 상기 냉각수 케이스의 일단부에는 냉각수 흡입관이 소통되게 연결되며, A cooling water inlet pipe of the exhaust heat recovery device communicates with one side of the cooling water case so that the cooling water inlet pipe communicates with the cooling water inlet pipe at one end of the cooling water case,

상기 이동 밀봉부재는 상기 본체 내에서 상기 본체와 상기 냉각수 케이스의 연결부분을 밀봉하면서 이동가능하게 설치되고, 상기 이동 밀봉부재의 일단에는 밀봉부가 구비되며, 상기 밀봉부의 외경은 상기 본체의 내경에 대응하도록 형성되는 것을 특징으로 한다. Wherein the movable sealing member is movably installed in the main body while sealing the connection portion between the main body and the cooling water case, and the sealing portion is provided at one end of the movable sealing member, and the outer diameter of the sealing portion corresponds to the inner diameter of the main body As shown in FIG.

상기 링크부재의 중간부는 제1힌지핀을 매개로 본체의 일측에 회동가능하게 설치되고, 상기 링크부재의 상단은 제2힌지핀을 매개로 상기 제1컨트롤부재 측에 연결되며, 상기 링크부재의 하단은 제3힌지핀을 매개로 상기 이동 밀봉부재 측에 연결되고, 상기 링크부재는 상기 제1힌지핀을 중심으로 회동하는 것을 특징으로 한다.Wherein an intermediate portion of the link member is rotatably installed on one side of the main body through a first hinge pin, the upper end of the link member is connected to the first control member side via a second hinge pin, And the lower end is connected to the movable sealing member side via a third hinge pin, and the link member is rotated about the first hinge pin.

상기 본체의 일측단부에는 상기 링크부재의 피벗작동이 안내되는 안내홈이 슬롯 형태로 형성되고, 상기 안내홈의 후방측에는 상기 제1컨트롤부재의 이동을 안내하는 가이드부재가 설치되며, 상기 가이드부재에는 가이드공이 형성되는 것을 특징으로 한다. A guide member for guiding the movement of the first control member is provided at a rear side of the guide groove, and a guide member for guiding the movement of the first control member is provided at one end of the guide member, And a guide hole is formed.

본 발명의 다른 측면은 배기가스의 열을 회수하여 냉각수의 온도를 승온시키기 위한 배기열회수장치로서, Another aspect of the present invention is an exhaust heat recovery apparatus for recovering heat of an exhaust gas to raise the temperature of the cooling water,

외주면에 냉각수 인입배관 및 냉각수 인출배관이 연결된 하우징;A housing having a cooling water inlet pipe and a cooling water outlet pipe connected to an outer circumferential surface thereof;

상기 하우징의 일측에서 상기 하우징의 중심부를 따라 길이방향으로 설치되고, 전방단부에 인접한 외주면에 복수의 소통공이 형성된 인렛파이프;An inlet pipe provided in a longitudinal direction along a central portion of the housing at one side of the housing and having a plurality of communication holes formed in an outer peripheral surface adjacent to the front end;

상기 하우징의 타단에 연결되고, 배기가스가 배출되는 아웃렛파이프;An outlet pipe connected to the other end of the housing and discharging exhaust gas;

상기 인렛파이프의 외측에 배치되고, 내부에 제1나선형부재가 설치됨으로써 나선형유로로 구성되는 배기가스우회유로;An exhaust gas bypass flow path disposed on the outside of the inlet pipe and having a spiral flow path by providing a first helical member therein;

상기 배기가스우회유로의 외측에 배치되고, 내부에 제2나선형부재가 설치됨으로써 나선형유로로 구성되는 냉각수유로; A cooling water flow path which is disposed outside the exhaust gas bypass flow path and is formed of a helical flow path by providing a second helical member therein;

상기 인렛파이프의 후방단부 측에 개폐가능하게 설치된 밸브; 및 A valve provided on the rear end side of the inlet pipe so as to be openable and closable; And

냉각수의 온도에 따라 상기 밸브의 개폐작동을 컨트롤하는 컨트롤유닛;을 포함하고, And a control unit for controlling the opening and closing operation of the valve in accordance with the temperature of the cooling water,

상기 제1나선형부재와 제2나선형부재는 인렛파이프의 중심축을 기준으로 나선방향이 서로 반대로 형성되며, The first helical member and the second helical member are formed so that helical directions are opposite to each other with respect to the central axis of the inlet pipe,

상기 컨트롤유닛은 본체, 상기 냉각수유로 측에 냉각수 인입배관을 통해 연결되는 냉각수 케이스, 상기 냉각수 케이스 내에 설치되는 왁스밸브, 상기 본체 내에 이동가능하게 설치되는 이동 밀봉부재, 상기 본체 내에서 상기 이동 밀봉부재를 탄성적으로 지지하는 탄성부재, 상기 이동 밀봉부재 측에 링크부재를 통해 직선이동가능하게 연결되는 제1컨트롤부재, 및 상기 배기열회수장치용 밸브의 피벗축 일단에 연결된 제2컨트롤부재를 포함하고, The control unit includes a main body, a cooling water case connected to the cooling water flow path side through a cooling water inlet pipe, a wax valve installed in the cooling water case, a movable sealing member movably installed in the main body, And a second control member connected to one end of the pivot shaft of the valve for exhaust heat recovery apparatus, wherein the first control member is connected to the movable sealing member via the link member in a linearly movable manner, ,

상기 왁스밸브는 냉각수의 온도가 높아짐에 따라 팽창하도록 구성되고, 상기 왁스밸브의 단부에는 구동로드가 구비되며, 상기 왁스밸브의 구동로드 측에 상기 이동 밀봉부재가 인접하고, Wherein the wax valve is configured to expand as the temperature of the cooling water increases, a drive rod is provided at an end of the wax valve, the movable seal member is adjacent to a drive rod side of the wax valve,

상기 이동 밀봉부재는 상기 왁스밸브의 팽창 및 수축에 의해 상기 본체 내에서 전후방향으로 이동하며, 상기 이동 밀봉부재가 이동하면 상기 링크부재의 회동작동을 통해 상기 제1컨트롤부재는 상기 이동 밀봉부재의 이동방향에 대해 반대방향으로 이동하고, 상기 제2컨트롤부재의 일측에는 걸림턱이 형성되며, 상기 제1컨트롤부재의 직선이동에 의해 상기 제1컨트롤부재의 자유단부는 상기 제2컨트롤부재의 걸림턱 측에 접촉 내지 이격되는 것을 특징으로 한다. Wherein the movable sealing member is moved in the front and rear direction in the main body by expansion and contraction of the wax valve, and when the movable sealing member is moved, The first control member is moved in the opposite direction to the moving direction and the one end of the second control member is provided with a locking protrusion and the free end of the first control member is moved by the linear movement of the first control member, And is brought into contact with or spaced from the jaw side.

상기 본체의 일단에 플랜지가 구비되고, 상기 플랜지를 매개로 상기 냉각수 케이스가 결합되며, Wherein a flange is provided at one end of the main body, the cooling water case is coupled through the flange,

상기 냉각수 케이스의 일측면에는 상기 냉각수 인입배관이 소통되게 연결되고, 상기 냉각수 케이스의 일단부에는 냉각수 흡입관이 소통되게 연결되며, A cooling water inlet pipe communicatingly connected to one side of the cooling water case, and a cooling water suction pipe connected to one end of the cooling water case,

상기 이동 밀봉부재는 상기 본체 내에서 상기 본체와 상기 냉각수 케이스의 연결부분을 밀봉하면서 이동가능하게 설치되고, 상기 이동 밀봉부재의 일단에는 밀봉부가 구비되며, 상기 밀봉부의 외경은 상기 본체의 내경에 대응하도록 형성되는 것을 특징으로 한다. Wherein the movable sealing member is movably installed in the main body while sealing the connection portion between the main body and the cooling water case, and the sealing portion is provided at one end of the movable sealing member, and the outer diameter of the sealing portion corresponds to the inner diameter of the main body As shown in FIG.

상기 링크부재의 중간부는 제1힌지핀을 매개로 본체의 일측에 회동가능하게 설치되고, 상기 링크부재의 상단은 제2힌지핀을 매개로 상기 제1컨트롤부재 측에 연결되며, 상기 링크부재의 하단은 제3힌지핀을 매개로 상기 이동 밀봉부재 측에 연결되는 것을 특징으로 한다.Wherein an intermediate portion of the link member is rotatably installed on one side of the main body through a first hinge pin, the upper end of the link member is connected to the first control member side via a second hinge pin, And the lower end is connected to the movable sealing member side via the third hinge pin.

본 발명에 의하면, 엔진의 초기 냉시동 등과 같이 냉각수의 온도가 낮은 상태에서는 밸브의 폐쇄상태를 강제적으로 유지할 수 있어 냉각수를 신속하게 승온시킴으로써 연비 향상 및 엔진의 워밍업시간을 신속하게 단축할 수 있고, 냉각수의 온도가 일정한 기준치를 넘어설 경우에는 밸브의 컨트롤 유닛 내의 왁스의 팽창에 의해 링크가 작동하여 밸브를 열어주고 이후에는 배기가스의 압력에 의해 밸브의 개폐작동이 자유롭게 이루어질 수 있도록 컨트롤할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, it is possible to forcibly maintain the closed state of the valve when the temperature of the cooling water is low, such as the initial cold start of the engine and the like, so that the cooling water can be quickly heated to improve the fuel economy and shorten the warm- When the temperature of the cooling water exceeds a predetermined standard value, the link is operated by the expansion of the wax in the control unit of the valve, thereby opening the valve. Thereafter, it is possible to control the opening / closing operation of the valve by the exhaust gas pressure There are advantages.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열회수장치 및 배기열회수장치용 밸브의 컨트롤유닛을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B선을 따라 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 배기열회수장치용 밸브의 컨트롤유닛을 도시한 분해사시도이다.
도 5는 냉각수 온도에 따른 본 발명에 의한 컨트롤유닛의 작동 상태를 도시한 도면이다. 1 is a perspective view showing a control unit of a valve for an exhaust heat recovery apparatus and an exhaust heat recovery apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line AA in Fig.
3 is a cross-sectional view taken along the line BB in Fig.
4 is an exploded perspective view showing a control unit of a valve for an exhaust heat recovery apparatus according to the present invention.
5 is a view showing the operating state of the control unit according to the present invention according to the cooling water temperature.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열회수장치는 하우징(10), 하우징(10)의 일단에서 하우징(10)의 중심부를 따라 길이방향으로 설치된 인렛파이프(30), 하우징(10)의 타단에 연결된 아웃렛파이프(50), 인렛파이프(30)의 일측 외주면을 감싸도록 밀폐적으로 배치된 배기가스우회유로(12), 배기가스우회유로(12)의 외주면을 감싸도록 밀폐적으로 배치된 냉각수유로(22), 인렛파이프(10)의 유출단부 측에 개폐가능하게 설치된 밸브유닛(40)을 포함한다. 1 and 2, an exhaust heat recovery apparatus according to an embodiment of the present invention includes a housing 10, an inlet pipe (not shown) installed longitudinally along the center of the housing 10 at one end of the housing 10, An outlet pipe 50 connected to the other end of the housing 10, an exhaust gas bypass flow path 12 hermetically disposed so as to surround the outer circumferential surface of one side of the inlet pipe 30, And a valve unit 40 provided on the outlet end of the inlet pipe 10 so as to be openable and closable.

하우징(10)은 내부가 빈 원통형 또는 각형 구조로 구성되고, 하우징(10)의 외주면에는 냉각수 인입배관(21a) 및 냉각수 인출배관(21b)이 냉각수유로(22)와 소통하게 연결된다. A cooling water inlet pipe 21a and a cooling water outlet pipe 21b are connected to the outer circumferential surface of the housing 10 so as to communicate with the cooling water flow path 22. The housing 10 has a hollow cylindrical or prismatic structure.

하우징(10)은 그 양단부에 전방단면(11) 및 후방단면(16)을 가지고, 그 중간 내부에는 구획벽(14)이 설치되며, 이러한 구획벽(14)에 의해 하우징(10)의 내부공간은 2개의 공간으로 구획된다. 구획벽(14)의 전방 측에는 인렛파이프(30)의 일측 외주면을 감싸는 배기가스우회유로(12) 및 이 배기가스우회유로(12)를 감싸는 냉각수유로(22)가 배치되며, 구획벽(14)의 후방공간(15) 측에는 인렛파이프(30)의 유출단부 및 이 유출단부를 개폐하는 밸브(40)가 위치한다. The housing 10 has a front end surface 11 and a rear end surface 16 at both ends thereof and a partition wall 14 is provided in the intermediate portion of the housing 10. The inner space of the housing 10 Is divided into two spaces. An exhaust gas bypass flow path 12 surrounding one side of the inlet pipe 30 and a cooling water flow path 22 surrounding the exhaust gas bypass flow path 12 are disposed on the front side of the partition wall 14, The outlet end of the inlet pipe 30 and the valve 40 for opening and closing the outlet end are located on the rear space 15 side of the inlet pipe 30. [

하우징(10)의 전방단면(11)의 중심부에는 관통공(11a)이 형성되고, 관통공(11a)의 가장자리에는 플랜지부(11b)가 형성되며, 이에 인렛파이프(30)의 전방단부가 전방단면(11)의 관통공(11a)을 통과하여 관통한다. 특히, 전방단면(11)의 플랜지부(11b)는 인렛파이프(30)의 일측 외주면과 접촉하면서 용접 등을 통해 결합된다. A through hole 11a is formed at the center of the front end face 11 of the housing 10 and a flange portion 11b is formed at the edge of the through hole 11a. Through the through hole (11a) of the end surface (11). Particularly, the flange portion 11b of the front end face 11 is joined through welding or the like while being in contact with the outer peripheral face of one side of the inlet pipe 30. [

하우징(10)의 구획벽(14)의 중심부에는 관통공(14a)이 형성되고, 관통공(14a)의 가장자리에는 플랜지부(14b)가 형성되며, 이에 인렛파이프(30)의 후방단부는 구획벽(14)의 관통공(14a)을 통과하여 관통한다. 특히, 구획벽(16)의 플랜지부(14b)는 인렛파이프(30)의 타측 외주면과 접촉하면서 결합된다.A through hole 14a is formed at the central portion of the partition wall 14 of the housing 10 and a flange portion 14b is formed at the edge of the through hole 14a. Passes through the through hole 14a of the wall 14 and penetrates. Particularly, the flange portion 14b of the partition wall 16 is engaged while being in contact with the other outer peripheral surface of the inlet pipe 30. [

또한, 구획벽(14)의 관통공(14a) 주변에는 복수의 배기가스 토출공(17)이 원주방향으로 이격되어 형성되고, 복수의 배기가스 토출공(17)은 배기가스우회유로(12)와 구획벽(14)의 후방공간(15)을 소통시키도록 배치되어 있다. A plurality of exhaust gas discharging holes 17 are formed circumferentially spaced apart from each other in the vicinity of the through holes 14a of the partition wall 14. A plurality of exhaust gas discharging holes 17 are formed in the exhaust gas bypass passage 12, And the rear space 15 of the partition wall 14. As shown in Fig.

하우징(10)의 후방단면(16)은 그 중심부에 관통공(16a)이 형성되고, 이 관통공(16a)에는 아웃렛파이프(50)가 설치되며, 관통공(16a)의 주변에는 플랜지부(16b)가 형성된다. 이에 아웃렛파이프(50)는 관통공(16a)을 관통하면서 그 일측 외주면이 플랜지부(16b)와 접촉하면서 용접 등을 통해 결합된다. The rear end face 16 of the housing 10 is formed with a through hole 16a at the center thereof and an outlet pipe 50 is provided in the through hole 16a and a flange portion 16a is formed around the through hole 16a. 16b are formed. The outlet pipe (50) penetrates the through hole (16a), and one outer circumferential surface of the outlet pipe (50) is engaged with the flange portion (16b) while welding or the like.

인렛파이프(30)는 내부가 빈 중공형 파이프로 구성되고, 하우징(10)의 중심부를 따라 길이방향으로 설치된다. The inlet pipe 30 is composed of an hollow hollow pipe inside and is installed in the longitudinal direction along the center of the housing 10.

인렛파이프(30)의 전방단부는 하우징(10)의 전방단면(11)의 관통공(11a)을 관통하고, 인렛파이프(30)의 후방단부는 하우징(10)의 구획벽(14)의 관통공(14a)을 관통한다. 특히, 인렛파이프(30)는 전방단면(11)의 플랜지부(11b) 및 구획벽(14)의 플랜지부(14b)와 접촉되어 용접 등을 통해 결합된다. The front end portion of the inlet pipe 30 passes through the through hole 11a of the front end face 11 of the housing 10 and the rear end portion of the inlet pipe 30 passes through the partition wall 14 of the housing 10 Hole 14a. Particularly, the inlet pipe 30 is brought into contact with the flange portion 11b of the front end face 11 and the flange portion 14b of the partition wall 14 and is welded or the like.

그리고, 인렛파이프(30)의 전방단부에 인접한 외주면에는 복수의 소통공(31)이 형성되고, 복수의 소통공(31)은 배기가스우회유로(12)와 소통한다. A plurality of communication holes 31 are formed in the outer peripheral surface adjacent to the front end of the inlet pipe 30 and a plurality of communication holes 31 communicate with the exhaust gas bypass flow path 12. [

또한, 인렛파이프(30)의 유출단부에는 밸브(40)가 개폐가능하게 설치되고, 밸브(40)는 인렛파이프(30)로 유입되는 배기가스의 압력에 의해 개폐하도록 구성된다. 한편, 밸브(40)는 후술하는 컨트롤유닛(100)에 의해 냉각수의 온도에 따라 그 개폐작동이 컨트롤된다. A valve 40 is openably and closably provided at an outlet end of the inlet pipe 30 and the valve 40 is configured to open and close by the pressure of the exhaust gas flowing into the inlet pipe 30. On the other hand, the valve 40 is controlled by the control unit 100, which will be described later, in accordance with the temperature of the cooling water.

밸브(40)은 인렛파이프(30)의 유출단부를 개폐하는 밸브체(41), 밸브체(41)를 폐쇄방향으로 편향시켜 밸브체(41)의 개폐를 조절하는 토션스프링(43)를 포함하고, 밸브체(41)의 일단은 피벗축(42)에 의해 피벗작동함에 따라 인렛파이프(30)의 유출단부를 개폐한다. The valve 40 includes a valve body 41 for opening and closing the outlet end of the inlet pipe 30 and a torsion spring 43 for adjusting opening and closing of the valve body 41 by deflecting the valve body 41 in the closing direction And one end of the valve body 41 opens and closes the outlet end of the inlet pipe 30 as the pivot shaft 42 pivots.

토션스프링(43)은 제1 및 제2 탄성레그(43a, 43b)를 가지고, 제1탄성레그(43a)가 밸브체(41) 측에 지지되고, 제2탄성레그(43b)는 인렛파이프(30)의 외측면에 지지된다. The torsion spring 43 has the first and second elastic legs 43a and 43b and the first elastic leg 43a is supported on the valve body 41 side and the second elastic leg 43b is connected to the inlet pipe 43a 30).

이러한 밸브(40)는 엔진의 저회전영역(low RPM)에서는 토션스프링(43)의 탄성력에 의해 밸브체(41)가 폐쇄작동하여 인렛파이프(30)의 유출단부를 폐쇄하고, 엔진의 고회전영역(high RPM)에서는 밸브체(41)가 배기압력에 의해 개방 작동하여 인렛파이프(30)의 유출단부를 개방하도록 구성된다. 다만, 본 발명의 밸브(40)는 후술하는 컨트롤유닛(100)에 의해 냉각수의 온도에 따라 그 작동이 컨트롤된다. The valve 40 closes the outlet end of the inlet pipe 30 by the elastic force of the torsion spring 43 when the valve 40 is closed in the low RPM region of the engine, (high RPM), the valve body 41 is opened by the exhaust pressure to open the outlet end of the inlet pipe 30. However, the operation of the valve 40 of the present invention is controlled by the control unit 100, which will be described later, in accordance with the temperature of the cooling water.

한편, 본 발명은 엔진의 고회전영역(high RPM)에서는 밸브(40)의 밸브체(41)가 인렛파이프(30)의 유출단부를 개방함에 따라 배기가스가 배기가스우회유로(12)측으로 이동하지 않고, 개방된 유출단부를 통해 구획벽(14)의 후방공간(15) 측으로 이송된 후에 아웃렛파이프(50)를 통과하여 배출된다. On the other hand, according to the present invention, when the valve body 41 of the valve 40 opens the outlet end of the inlet pipe 30 in the high RPM range of the engine (high RPM), the exhaust gas does not move toward the exhaust gas bypass passage 12 And is discharged through the outlet pipe 50 after being transferred to the rear space 15 side of the partition wall 14 through the opened outlet end.

하우징(10) 내에는 내부구획파이프(18)가 인렛파이프(30)의 외경방향으로 이격되어 설치되고, 내부구획파이프(18)의 내경면과 인렛파이프(30)의 외경면 사이에는 배기가스우회유로(12)가 밀폐적으로 형성된다. 그리고, 배기가스우회유로(12) 내에는 제1나선형부재(13)가 소정의 나선방향으로 설치됨에 따라 배기가스우회유로(12)는 나선형유로로 구성되고, 이에 인렛파이프(30)의 전방단부를 통해 유입된 배기가스가 소통공(31)들을 통해 배기가스우회유로(12) 내로 유입되면, 배기가스우회유로(12) 내로 유입된 배기가스들은 제1나선형부재(13)의 나선방향을 따라 이동하여 하우징(10)의 구획벽(14)의 토출공(17)을 통해 후방공간(15) 측으로 토출된다. An inner partition pipe 18 is provided in the housing 10 so as to be spaced apart from the outer periphery of the inlet pipe 30 and an exhaust gas bypass is provided between the inner diameter face of the inner partition pipe 18 and the outer diameter face of the inlet pipe 30. [ The flow path 12 is hermetically formed. As the first spiral member 13 is installed in the predetermined spiral direction in the exhaust gas bypass flow path 12, the exhaust gas bypass flow path 12 is formed of a spiral flow path, and the front end portion of the inlet pipe 30 The exhaust gas flowing into the exhaust gas bypass flow path 12 flows along the spiral direction of the first helical member 13 when the exhaust gas flowing through the exhaust gas bypass flow path 12 flows into the exhaust gas bypass flow path 12 through the communication holes 31. [ And is discharged to the rear space 15 side through the discharge hole 17 of the partition wall 14 of the housing 10. [

하우징(10)의 내경면과 내부구획파이프(18)의 외경면 사이에는 냉각수유로(22)가 밀폐적으로 형성되고, 냉각수유로(22)에는 제2나선형부재(23)가 소정의 나선방향으로 설치됨에 따라 냉각수유로(22)는 나선형유로로 구성된다. 이에, 냉각수 인렛파이프(21a)를 통해 냉각수가 냉각수유로(22) 내로 유입되면, 냉각수는 냉각수유로(22) 내에서 제2나선형부재(23)의 나선방향을 따라 이동한 후에 냉각수 아웃렛파이프(21b)를 통해 배출된다.A cooling water flow path 22 is hermetically formed between the inner diameter surface of the housing 10 and the outer diameter surface of the inner partition pipe 18 and the second spiral member 23 is provided in the cooling water flow path 22 in a predetermined spiral direction The cooling water flow path 22 is composed of a helical flow path. When the cooling water flows into the cooling water flow path 22 through the cooling water inlet pipe 21a, the cooling water moves along the spiral direction of the second spiral member 23 in the cooling water flow path 22 and then flows into the cooling water outlet pipe 21b .

특히, 제1나선형부재(13)의 나선방향과 제2나선형부재(23)의 나선방향은 인렛파이프(30)의 중심축을 기준으로 서로 반대로 형성되고, 이에 배기가스우회유로(12) 내를 이동하는 배기가스의 흐름방향과 냉각수유로(22) 내를 이동하는 냉각수의 흐름방향은 서로 반대되는 나선방향으로 형성됨에 따라 배기가스와 냉각수의 열교환효율이 대폭 향상될 수 있다. Particularly, the spiral direction of the first spiral member 13 and the spiral direction of the second spiral member 23 are formed opposite to each other with respect to the central axis of the inlet pipe 30, and the inside of the exhaust gas bypass flow path 12 is moved The flow direction of the exhaust gas flowing in the cooling water flow path 22 is formed in a spiral direction opposite to that of the cooling water flowing in the cooling water flow path 22, the heat exchange efficiency between the exhaust gas and the cooling water can be greatly improved.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열회수장치용 밸브의 컨트롤유닛을 도시한 도면이다. 3 to 5 are views showing a control unit of a valve for an exhaust heat recovery apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 배기열회수장치용 밸브의 컨트롤유닛(100)은 도 1 및 도 2의 배기열회수장치에 이용되는 밸브(40)의 개폐작동을 냉각수 온도에 따라 컨트롤함으로써 배기열의 회수에 의한 냉각수의 워밍업 효율을 대폭 향상시킬 수 있도록 구성된다.The control unit 100 of the valve for exhaust heat recovery apparatus according to the present invention controls the opening and closing operations of the valve 40 used in the exhaust heat recovery apparatus of Figs. 1 and 2 in accordance with the cooling water temperature, So that the efficiency can be greatly improved.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 배기열회수장치용 밸브의 컨트롤유닛(100)은 본체(110), 본체(110)의 일단에 결합되는 냉각수 케이스(120), 본체(110) 내에서 이동가능하게 설치되는 이동 밀봉부재(130), 본체(110) 내에서 이동 밀봉부재(130)를 탄성적으로 지지하는 탄성부재(140), 이동 밀봉부재(130) 측에 링크부재(170)를 통해 연결되어 직선이동가능하게 설치되는 제1컨트롤부재(150), 밸브(40)의 피벗축(42, 도 1 및 도 2 참조) 일단에 연결된 제2컨트롤부재(160)를 포함한다. 3 to 5, a control unit 100 of a valve for exhaust heat recovery apparatus according to the present invention includes a main body 110, a cooling water case 120 coupled to one end of the main body 110, An elastic member 140 elastically supporting the movable sealing member 130 in the main body 110; a link member (not shown) provided on the movable sealing member 130 side; 170 and a second control member 160 connected to one end of the pivot shaft 42 (see FIGS. 1 and 2) of the valve 40 .

본체(110)는 그 내부에 내부공간이 형성된 각형 또는 원통형 구조로 구성되고, 본체(110)의 일단에는 플랜지(115)를 매개로 냉각수 케이스(120)가 결합된다. The body 110 has a rectangular or cylindrical structure with an internal space formed therein and a cooling water case 120 is coupled to one end of the body 110 via a flange 115.

냉각수 케이스(120)의 일측면에는 배기열회수장치의 냉각수 인입배관(21a)이 소통되게 연결되고, 냉각수 케이스(120)의 일단부에는 냉각수 흡입관(121)이 소통되게 연결된다. 이에, 냉각수 흡입관(121)을 통해 냉각수가 냉각수 케이스(120) 내로 유입된 후에 냉각수 인입배관(21a) 측으로 배기열회수장치의 냉각수유로(22) 측으로 냉각수가 인입된다.The cooling water inlet pipe 121 of the exhaust heat recovery apparatus is connected to one side of the cooling water case 120 so that the cooling water inlet pipe 121 communicates with the cooling water inlet pipe 121 at one end. After the cooling water is introduced into the cooling water case 120 through the cooling water suction pipe 121, the cooling water is drawn into the cooling water flow path 22 side of the exhaust heat recovery device to the cooling water inlet pipe 21a side.

그리고, 냉각수 케이스(120)의 내부에는 냉각수의 온도에 따라 수축 및 팽창하는 왁스밸브(125)가 설치된다. 즉, 냉각수의 온도가 설정기준치 보다 낮은 경우(특히, 엔진의 냉시동 시)에는 왁스밸브(125)가 수축하고, 냉각수의 온도가 설정기준치 보다 높은 경우에는 왁스밸브(125)가 팽창한다. 또한, 왁스밸브(125)의 일단에는 구동로드(125a)가 구비되고, 이 구동로드(125a)는 이동 밀봉부재(130) 측에 인접하여 있다. 이에 왁스밸브(125)의 수축 및 팽창에 따라 이동 밀봉부재(130)는 본체(110) 내에서 전후방향으로 직선이동할 수 있다. Inside the cooling water case 120, there is provided a wax valve 125 which contracts and expands according to the temperature of the cooling water. That is, when the temperature of the cooling water is lower than the set reference value (particularly, when the engine is cold started), the wax valve 125 shrinks, and when the temperature of the cooling water is higher than the set reference value, the wax valve 125 expands. A driving rod 125a is provided at one end of the wax valve 125 and the driving rod 125a is adjacent to the movable sealing member 130 side. The movable sealing member 130 can move linearly in the front and rear direction within the main body 110 in accordance with the contraction and expansion of the wax valve 125. [

이동 밀봉부재(130)는 본체(110) 내에서 본체(110)와 냉각수 케이스(120)의 연결부분을 밀봉하면서 이동가능하게 설치되고, 이동 밀봉부재(130)의 일단에는 밀봉부(131)가 구비되며, 밀봉부(131)의 외경은 본체(110)의 내경에 대응하도록 형성된다. 이에, 밀봉부(131)의 외주면은 본체(110)의 내주면에 밀착되면서 이동함에 따라 본체(110)의 내부공간과 냉각수 케이스(120)의 내부공간을 서로 밀봉하도록 구성된다. The movable sealing member 130 is movably installed in the main body 110 while sealing the connection portion between the main body 110 and the cooling water case 120. The movable sealing member 130 has a sealing portion 131 at one end thereof And the outer diameter of the sealing portion 131 is formed to correspond to the inner diameter of the main body 110. The outer circumferential surface of the sealing portion 131 is configured to seal the inner space of the main body 110 and the inner space of the cooling water case 120 as they move in close contact with the inner circumferential surface of the main body 110.

탄성부재(140)는 이동 밀봉부재(130)를 본체(110) 내에서 탄성적으로 지지하도록 구성된다. The elastic member 140 is configured to resiliently support the movable sealing member 130 in the body 110.

제1컨트롤부재(150)는 이동 밀봉부재(130)에 링크부재(170)를 매개로 직선이동가능하게 연결되고, 이동 밀봉부재(130)가 본체(110) 내에서 전후방향으로 직선이동하면 링크부재(170)의 회동작동을 통해 제1컨트롤부재(150)는 이동 밀봉부재(130)의 이동방향에 대해 반대방향으로 직선이동할 수 있다. The first control member 150 is linearly movably connected to the movable seal member 130 via the link member 170. When the movable seal member 130 linearly moves in the back and forth direction within the main body 110, The first control member 150 can be linearly moved in a direction opposite to the moving direction of the movable sealing member 130 through the rotation operation of the member 170. [

링크부재(170)의 중간부에는 제1힌지슬롯(171)이 형성되고, 링크부재(170)의 상부에는 제2힌지슬롯(172)이 형성되며, 링크부재(170)의 하부에 제3힌지슬롯(173)이 형성된다. 링크부재(170)의 제1힌지슬롯(171)에는 제1힌지핀(175)이 설치되고, 링크부재(170)의 제2힌지슬롯(172)에는 제2힌지핀(176)이 설치되며, 링크부재(170)의 제3힌지슬롯(173)에는 제3힌지핀(177)이 설치된다. A first hinge slot 171 is formed at the middle portion of the link member 170. A second hinge slot 172 is formed at an upper portion of the link member 170. A third hinge slot 172 is formed at a lower portion of the link member 170, A slot 173 is formed. A first hinge pin 175 is provided in the first hinge slot 171 of the link member 170 and a second hinge pin 176 is provided in the second hinge slot 172 of the link member 170, A third hinge pin 177 is provided in the third hinge slot 173 of the link member 170.

제1힌지핀(175)은 본체(110)의 외주 상면에는 장착블록(178)이 고정되고, 제1힌지핀(175)은 장착블록(178)을 관통하여 회전가능하게 지지되며, 제2힌지핀(176)은 링크부재(170)의 제2힌지슬롯(172) 및 제1컨트롤부재(150)의 일단부를 관통하여 회전가능하게 지지되고, 제3힌지핀(177)은 이동 밀봉부재(130) 측에 회전가능하게 지지된다. The first hinge pin 175 is fixed to the upper surface of the main body 110 by a mounting block 178. The first hinge pin 175 is rotatably supported through the mounting block 178, The pin 176 is rotatably supported through the second hinge slot 172 of the link member 170 and one end of the first control member 150 and the third hinge pin 177 is supported by the movable seal member 130 ) Side.

이러한 링크부재(170)의 구성에 의해, 이동 밀봉부재(130)가 이동하면 링크부재(170)는 제1힌지핀(175)을 중심으로 회동작동하고, 이를 통해 제1컨트롤부재(150)는 이동 밀봉부재(130)의 이동방향에 대해 반대방향으로 이동한다. With the structure of the link member 170, when the movable sealing member 130 moves, the link member 170 rotates around the first hinge pin 175, and the first control member 150 is rotated And moves in the direction opposite to the moving direction of the movement sealing member 130. [

제2컨트롤부재(160)는 밸브(40)의 피벗축(42) 일단에 연결되고, 제2컨트롤부재(160)의 일측에는 "ㄱ"자형태의 걸림턱(161)이 형성된다. 제2컨트롤부재(160)는 밸브(40)의 피벗작동에 의해 피벗축(42)과 함께 피벗작동한다. The second control member 160 is connected to one end of the pivot shaft 42 of the valve 40 and the second control member 160 is formed with a latching protrusion 161 on the one side thereof. The second control member 160 pivots together with the pivot shaft 42 by pivoting the valve 40.

또한, 본체(110)의 일측단부에는 링크부재(170)의 피벗작동이 안내되는 안내홈(113)이 슬롯 형태로 형성된다. 안내홈(113)의 후방측에는 가이드부재(118)가 설치되고, 가이드부재(118)에는 가이드공(118a)이 형성되며, 이 가이드부재(118)의 가이드공(118a)을 통해 제1컨트롤부재(150)의 이동이 안내된다. A guide groove 113 is formed at one end of the main body 110 in a slot shape for guiding the pivotal movement of the link member 170. A guide member 118 is provided on the rear side of the guide groove 113. A guide hole 118a is formed in the guide member 118. The guide hole 118a of the guide member 118, (150) is guided.

도 5(a)에 도시된 바와 같이, 왁스밸브(125)가 수축된 상태에서 냉각수 케이스(120) 측으로 저온의 냉각수가 유입되고, 저온의 냉각수는 냉각수 케이스(120) 및 냉각수 인입배관(21a)을 거쳐 냉각수 유로(22) 측으로 유입된다. 여기서, 이동 밀봉부재(150)는 냉각수 케이스(120)에 근접하여 위치하고, 제1컨트롤부재(150)의 자유단부(151)가 제2컨트롤부재(160)의 걸림턱(161)측에 접촉됨에 따라 제2컨트롤부재(160) 및 이에 연결된 밸브(40)의 피벗축(42)은 그 피벗작동이 정지되며, 이에 인렛파이프(30)의 유출단부를 강제적으로 폐쇄하는 상태를 유지한다. 5A, low-temperature cooling water flows into the cooling water case 120 in a contracted state of the wax valve 125 and low-temperature cooling water flows into the cooling water case 120 and the cooling water inlet pipe 21a, And flows into the cooling water flow path 22 side. The free end 151 of the first control member 150 is in contact with the side of the engagement protrusion 161 of the second control member 160 The pivot shaft 42 of the second control member 160 and the valve 40 connected to the second control member 160 stops its pivoting operation and maintains the state in which the outlet end of the inlet pipe 30 is forcibly closed.

이와 같이, 본 발명은 엔진의 초기 냉시동 시에 컨트롤유닛(100)에 의한 밸브(40)의 강제적인 폐쇄상태를 유지함에 따라, 배기열회수장치의 냉각수유로(22)로 유입된 냉각수가 배기가스 우회유로(12)를 통과하는 고온의 배기가스와 열교환함에 따라 보다 신속하고 효율적으로 승온됨에 따라 연비 향상 및 엔진의 워밍업이 신속하게 이루어질 수 있다. As described above, according to the present invention, since the control unit 100 maintains the forced closing state of the valve 40 at the time of the initial cold start of the engine, the cooling water flowing into the cooling water flow path 22 of the exhaust heat recovery apparatus is discharged from the exhaust gas As the heat exchange with the high temperature exhaust gas passing through the bypass flow path 12 is performed, the temperature is raised more quickly and efficiently, so that the fuel consumption can be improved and the engine can be warmed up quickly.

그리고, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 냉각수의 온도가 높아질 경우에는 왁스밸브(125)가 팽창하고, 이러한 왁스밸브(125)의 팽창에 의해 이동 밀봉부재(130)가 후방측으로 이동하면, 링크부재(170)는 제1힌지핀(175)을 중심으로 회동하고, 이에 링크부재(170)의 제2힌지핀(176) 및 제1컨트롤부재(150)가 전방 측으로 이동함으로써 제1컨트롤부재(150)의 자유단부(151)는 제2컨트롤부재(160)의 걸림턱(161)으로부터 이격되고, 이렇게 제1컨트롤부재(150)의 자유단부(151)가 제2컨트롤부재(160)의 걸림턱(161)에서 이격됨에 따라 제2컨트롤부재(160) 및 밸브(40)의 피벗축(42)은 그 회동이 자유로운 상태가 된다. 이런 상태에서 밸브(40)는 엔진의 저회전영역(low RPM)에서는 토션스프링(43)의 탄성력에 의해 밸브체(41)가 폐쇄작동하여 인렛파이프(30)의 유출단부를 폐쇄하고, 엔진의 고회전영역(high RPM)에서는 밸브체(41)가 배기 압력에 의해 개방 작동하여 인렛파이프(30)의 유출단부를 개방할 수 있다. 5 (b), when the temperature of the cooling water becomes high, the wax valve 125 expands. When the movable sealing member 130 moves backward due to the expansion of the wax valve 125 The link member 170 rotates about the first hinge pin 175 and the second hinge pin 176 and the first control member 150 of the link member 170 are moved to the front side, The free end 151 of the member 150 is spaced apart from the engagement protrusion 161 of the second control member 160 such that the free end 151 of the first control member 150 is in contact with the second control member 160, The pivot shaft 42 of the second control member 160 and the valve 40 can be rotated freely. In this state, the valve 40 closes the outlet end of the inlet pipe 30 by closing the valve body 41 by the elastic force of the torsion spring 43 in the low rotation range (low RPM) of the engine, In the high RPM range, the valve body 41 can be opened by the exhaust pressure to open the outlet end of the inlet pipe 30.

이와 같이, 본 발명은 냉각수의 온도에 대응하여 왁스밸브(125)가 수축 내지 팽창함에 따라 이동 밀봉부재(130)가 본체(110) 내에서 직선이동하면 링크부재(170)의 연동작동에 의해 제1컨트롤부재(150)는 이동 밀봉부재(130)의 이동방향에 대해 반대방향으로 이동하고, 이를 통해 냉각수의 온도에 따라 제2컨트롤부재(160) 및 밸브(40)의 피벗축(42)을 컨트롤할 수 있다. As described above, according to the present invention, when the movable sealing member 130 linearly moves in the main body 110 as the wax valve 125 contracts or expands in response to the temperature of the cooling water, 1 control member 150 moves in a direction opposite to the moving direction of the movable sealing member 130 so that the pivot axis 42 of the second control member 160 and the valve 40 You can control it.

이에 따라, 본 발명의 컨트롤유닛(100)에 의해 엔진의 초기 냉시동 등과 같이 냉각수의 온도가 낮은 상태에서는 밸브(40)의 폐쇄상태를 강제적으로 유지할 수 있어 냉각수를 신속하게 승온시킴으로써 연비 향상 및 엔진의 워밍업시간을 신속하게 단축할 수 있고, 냉각수의 온도가 일정한 기준치를 넘어설 경우에는 왁스밸브(125)의 팽창으로 배기가스의 압력에 의해 밸브(40)의 개폐작동이 자유롭게 이루어질 수 있도록 컨트롤할 수 있는 장점이 있다. Accordingly, the control unit 100 of the present invention can forcibly maintain the closed state of the valve 40 when the temperature of the cooling water is low, such as the initial cold start of the engine or the like, When the temperature of the cooling water exceeds a predetermined reference value, the wax valve 125 is controlled so that the opening and closing operations of the valve 40 can be freely performed by the pressure of the exhaust gas due to the expansion of the wax valve 125 There are advantages to be able to.

100: 컨트롤유닛 110: 본체
120: 냉각수 케이스 130: 이동 밀봉부재
140: 탄성부재 150: 제1컨트롤부재
160: 제2컨트롤부재 170: 링크부재 100: control unit 110:
120: cooling water case 130: moving seal member
140: elastic member 150: first control member
160: second control member 170: link member

Claims (8)

배기회수장치용 밸브의 개폐작동을 컨트롤하는 배기열회수장치용 밸브의 컨트롤유닛으로,
본체;
상기 본체의 일단에 결합되고, 내부에 왁스밸브가 설치되며, 냉각수가 유입되는 냉각수 케이스;
상기 본체 내에 이동가능하게 설치되는 이동 밀봉부재;
상기 본체 내에서 상기 이동 밀봉부재를 탄성적으로 지지하는 탄성부재;
상기 이동 밀봉부재 측에 링크부재를 통해 이동가능하게 연결되는 제1컨트롤부재; 및
상기 배기열회수장치용 밸브의 피벗축 일단에 연결되고, 걸림턱을 가진 제2컨트롤부재;를 포함하고,
상기 왁스밸브는 냉각수의 온도가 높아짐에 따라 팽창하도록 구성되고, 상기 왁스밸브의 단부에는 구동로드가 구비되며, 상기 왁스밸브의 구동로드 측에 상기 이동 밀봉부재가 인접하고,
상기 이동 밀봉부재는 상기 왁스밸브의 팽창 및 수축에 의해 상기 본체 내에서 전후방향으로 이동하며, 상기 이동 밀봉부재가 이동하면 상기 링크부재의 회동작동을 통해 상기 제1컨트롤부재는 상기 이동 밀봉부재의 이동방향에 대해 반대방향으로 이동하고,
상기 제1컨트롤부재의 이동에 의해 상기 제1컨트롤부재의 자유단부는 상기 제1컨트롤부재의 걸림턱 측에 접촉 내지 이격되되,
엔진의 워밍업을 위한 초기 시동 시에는, 상기 왁스밸브가 수축하여상기 제1컨트롤부재의 자유단부가 상기 제2컨트롤부재의 걸림턱 측에 접촉됨에 따라 상기 밸브의 강제적인 폐쇄상태를 유지하여, 배기열회수장치의 냉각수유로로 유입된 냉각수가 고온의 배기가스와 열교환하도록 하여 엔진의 워밍업을 수행하고,
엔진의 워밍업 이후에는 상기 왁스밸브가 팽창하여 상기 제1컨트롤부재의 자유단부가 상기 제2컨트롤부재의 걸림턱으로부터 이격되도록 하여, 상기 밸브의 피벗축이 회동이 자유로운 상태로 유지되도록 함에 따라, 상기 밸브가 엔진의 저회전영역(low RPM)에서는 폐쇄되고 엔진의 고회전영역(high RPM)에서는 상기 밸브가 배기 압력에 의해 개방 작동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치용 밸브의 컨트롤유닛.A control unit for a valve for an exhaust heat recovery apparatus for controlling an opening and closing operation of a valve for an exhaust recovery apparatus,
main body;
A cooling water case coupled to one end of the main body and having a wax valve therein, into which cooling water flows;
A movable sealing member movably installed in the body;
An elastic member for elastically supporting the movable sealing member in the main body;
A first control member movably connected to the movable sealing member through a link member; And
And a second control member connected to one end of the pivot shaft of the exhaust heat recovery apparatus valve and having a latching jaw,
Wherein the wax valve is configured to expand as the temperature of the cooling water increases, a drive rod is provided at an end of the wax valve, the movable seal member is adjacent to a drive rod side of the wax valve,
Wherein the movable sealing member is moved in the front and rear direction in the main body by expansion and contraction of the wax valve, and when the movable sealing member is moved, Moves in the opposite direction to the moving direction,
The free end portion of the first control member is brought into contact with or spaced from the engaging jaw side of the first control member by the movement of the first control member,
When the wax valve is contracted and the free end of the first control member is brought into contact with the engagement jaw side of the second control member at the time of initial startup for warming up the engine, the valve is forcibly closed, The cooling water flowing into the cooling water flow path of the recovery device is heat-exchanged with the exhaust gas of high temperature to warm up the engine,
After the warm-up of the engine, the wax valve is expanded so that the free end of the first control member is spaced apart from the latching jaw of the second control member, so that the pivot shaft of the valve is kept free to rotate, Wherein the valve is closed in a low RPM region of the engine and the valve is controlled to open by an exhaust pressure in a high RPM region of the engine. 청구항 1에 있어서,
상기 본체의 일단에 플랜지가 구비되고, 상기 플랜지를 매개로 상기 냉각수 케이스가 결합되며,
상기 냉각수 케이스의 일측면에는 배기열회수장치의 냉각수 인입배관이 소통되게 연결되고, 상기 냉각수 케이스의 일단부에는 냉각수 흡입관이 소통되게 연결되며,
상기 이동 밀봉부재는 상기 본체 내에서 상기 본체와 상기 냉각수 케이스의 연결부분을 밀봉하면서 이동가능하게 설치되고, 상기 이동 밀봉부재의 일단에는 밀봉부가 구비되며, 상기 밀봉부의 외경은 상기 본체의 내경에 대응하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치용 밸브의 컨트롤유닛.The method according to claim 1,
Wherein a flange is provided at one end of the main body, the cooling water case is coupled through the flange,
A cooling water inlet pipe of the exhaust heat recovery device communicates with one side of the cooling water case so that the cooling water inlet pipe communicates with the cooling water inlet pipe at one end of the cooling water case,
Wherein the movable sealing member is movably installed in the main body while sealing the connection portion between the main body and the cooling water case, and the sealing portion is provided at one end of the movable sealing member, and the outer diameter of the sealing portion corresponds to the inner diameter of the main body And a control unit for controlling the valve for the exhaust heat recovery apparatus. 청구항 1에 있어서,
상기 링크부재의 중간부는 제1힌지핀을 매개로 본체의 일측에 회동가능하게 설치되고, 상기 링크부재의 상단은 제2힌지핀을 매개로 상기 제1컨트롤부재 측에 연결되며, 상기 링크부재의 하단은 제3힌지핀을 매개로 상기 이동 밀봉부재 측에 연결되고, 상기 링크부재는 제1힌지핀을 중심으로 회동작동하는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치용 밸브의 컨트롤유닛.The method according to claim 1,
Wherein an intermediate portion of the link member is rotatably installed on one side of the main body through a first hinge pin, the upper end of the link member is connected to the first control member side via a second hinge pin, And the lower end is connected to the movable sealing member side via a third hinge pin, and the link member rotates about the first hinge pin. 청구항 1에 있어서,
상기 본체의 일측단부에는 상기 링크부재의 피벗작동이 안내되는 안내홈이 슬롯 형태로 형성되고, 상기 안내홈의 후방측에는 가이드부재가 설치되며, 상기 가이드부재에는 가이드공이 형성되고, 상기 가이드부재의 가이드공을 따라 상기 제1컨트롤부재의 이동이 안내되는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치용 밸브의 컨트롤유닛.The method according to claim 1,
A guide groove is formed in one end of the main body so as to guide the pivotal operation of the link member, and a guide member is provided at a rear side of the guide groove, a guide hole is formed in the guide member, And the movement of the first control member is guided along the hole. 배기가스의 열을 회수하여 냉각수의 온도를 승온시키기 위한 배기열회수장치로서,
외주면에 냉각수 인입배관 및 냉각수 인출배관이 연결된 하우징;
상기 하우징의 일측에서 상기 하우징의 중심부를 따라 길이방향으로 설치되고, 전방단부에 인접한 외주면에 복수의 소통공이 형성된 인렛파이프;
상기 하우징의 타단에 연결되고, 배기가스가 배출되는 아웃렛파이프;
상기 인렛파이프의 외측에 배치되고, 내부에 제1나선형부재가 설치됨으로써 나선형유로로 구성되는 배기가스우회유로;
상기 배기가스우회유로의 외측에 배치되고, 내부에 상기 인렛파이프의 중심축을 기준으로 상기 제1나선형 부재의 나선방향과 서로 반대되는 나선방향을 가지는 제2나선형부재가 설치됨으로써, 상기 배기가스우회유로 내의 배기가스의 흐름방향과 반대되는 냉각수 흐름방향을 가지도록 나선형유로로 구성되는 냉각수유로;
상기 인렛파이프의 후방단부 측에 개폐가능하게 설치된 밸브; 및
냉각수의 온도에 따라 상기 밸브의 개폐작동을 컨트롤하는 컨트롤유닛;을 포함하고,
상기 컨트롤유닛은 본체, 상기 냉각수유로 측에 냉각수 인입배관을 통해 연결되는 냉각수 케이스, 상기 냉각수 케이스 내에 설치되는 왁스밸브, 상기 본체 내에 이동가능하게 설치되는 이동 밀봉부재, 상기 본체 내에서 상기 이동 밀봉부재를 탄성적으로 지지하는 탄성부재, 상기 이동 밀봉부재 측에 링크부재를 통해 이동가능하게 연결되는 제1컨트롤부재, 및 상기 밸브의 피벗축 일단에 연결된 제2컨트롤부재를 포함하고,
상기 왁스밸브는 냉각수의 온도가 높아짐에 따라 팽창하도록 구성되고, 상기 왁스밸브의 단부에는 구동로드가 구비되며, 상기 왁스밸브의 구동로드 측에 상기 이동 밀봉부재가 인접하고,
상기 이동 밀봉부재는 상기 왁스밸브의 팽창 및 수축에 의해 상기 본체 내에서 전후방향으로 이동하며, 상기 이동 밀봉부재가 이동하면 상기 링크부재의 회동작동을 통해 상기 제1컨트롤부재는 상기 이동 밀봉부재의 이동방향에 대해 반대방향으로 이동하고,
상기 제2컨트롤부재의 일측에는 걸림턱이 형성되며, 상기 제1컨트롤부재의 직선이동에 의해 상기 제1컨트롤부재의 자유단부는 상기 제2컨트롤부재의 걸림턱 측에 접촉 내지 이격되되,
엔진의 워밍업을 위한 초기 시동 시에는, 상기 왁스밸브가 수축하여 상기 제1컨트롤부재의 자유단부가 상기 제2컨트롤부재의 걸림턱 측에 접촉됨에 따라 상기 밸브의 강제적인 폐쇄상태를 유지하여, 상기 냉각수유로로 유입된 냉각수가 상기 배기가스 우회유로를 통과하는 배기가스와 열교환하도록 하여 엔진의 워밍업을 수행하고,
엔진의 워밍업 이후에는 상기 왁스밸브가 팽창하여 상기 제1컨트롤부재의 자유단부가 상기 제2컨트롤부재의 걸림턱으로부터 이격되도록 하여, 상기 밸브의 피벗축이 회동이 자유로운 상태로 유지되도록 함에 따라, 상기 밸브가 엔진의 저회전영역(low RPM)에서는 상기 인렛파이프의 유출단부를 폐쇄하고 엔진의 고회전영역(high RPM)에서는 상기 밸브가 배기 압력에 의해 상기 인렛파이프의 유출단부를 개방 작동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치.An exhaust heat recovery apparatus for recovering heat of an exhaust gas to raise the temperature of cooling water,
A housing having a cooling water inlet pipe and a cooling water outlet pipe connected to an outer circumferential surface thereof;
An inlet pipe provided in a longitudinal direction along a central portion of the housing at one side of the housing and having a plurality of communication holes formed in an outer peripheral surface adjacent to the front end;
An outlet pipe connected to the other end of the housing and discharging exhaust gas;
An exhaust gas bypass flow path disposed on the outside of the inlet pipe and having a spiral flow path by providing a first helical member therein;
A second helical member disposed on the outside of the exhaust gas bypass passage and having a helical direction opposite to the helical direction of the first helical member with respect to the central axis of the inlet pipe, A cooling water flow path having a spiral flow path so as to have a cooling water flow direction opposite to a flow direction of the exhaust gas in the cooling water flow path;
A valve provided on the rear end side of the inlet pipe so as to be openable and closable; And
And a control unit for controlling the opening and closing operation of the valve in accordance with the temperature of the cooling water,
The control unit includes a main body, a cooling water case connected to the cooling water flow path side through a cooling water inlet pipe, a wax valve installed in the cooling water case, a movable sealing member movably installed in the main body, A first control member movably connected to the movable sealing member through a link member and a second control member connected to one end of the pivot shaft of the valve,
Wherein the wax valve is configured to expand as the temperature of the cooling water increases, a drive rod is provided at an end of the wax valve, the movable seal member is adjacent to a drive rod side of the wax valve,
Wherein the movable sealing member is moved in the front and rear direction in the main body by expansion and contraction of the wax valve, and when the movable sealing member is moved, Moves in the opposite direction to the moving direction,
Wherein a free end of the first control member is in contact with or spaced from a side of the latching jaw of the second control member by linear movement of the first control member,
When the wax valve is contracted and the free end of the first control member is brought into contact with the engagement jaw side of the second control member at the time of initial startup for warming-up the engine, the valve is forcibly closed, The cooling water flowing into the cooling water flow path performs heat exchange with the exhaust gas passing through the exhaust gas bypass flow path to warm up the engine,
After the warm-up of the engine, the wax valve is expanded so that the free end of the first control member is spaced apart from the latching jaw of the second control member, so that the pivot shaft of the valve is kept free to rotate, The valve closes the outlet end of the inlet pipe at low RPM of the engine and controls the valve to open the outlet end of the inlet pipe by the exhaust pressure at high RPM of the engine Wherein the exhaust heat recovery device is characterized by: 청구항 5에 있어서,
상기 본체의 일단에 플랜지가 구비되고, 상기 플랜지를 매개로 상기 냉각수 케이스가 결합되며,
상기 냉각수 케이스의 일측면에는 상기 냉각수 인입배관이 소통되게 연결되고, 상기 냉각수 케이스의 일단부에는 냉각수 흡입관이 소통되게 연결되며,
상기 이동 밀봉부재는 상기 본체 내에서 상기 본체와 상기 냉각수 케이스의 연결부분을 밀봉하면서 이동가능하게 설치되고, 상기 이동 밀봉부재의 일단에는 밀봉부가 구비되며, 상기 밀봉부의 외경은 상기 본체의 내경에 대응하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치.The method of claim 5,
Wherein a flange is provided at one end of the main body, the cooling water case is coupled through the flange,
A cooling water inlet pipe communicatingly connected to one side of the cooling water case, and a cooling water suction pipe connected to one end of the cooling water case,
Wherein the movable sealing member is movably installed in the main body while sealing the connection portion between the main body and the cooling water case, and the sealing portion is provided at one end of the movable sealing member, and the outer diameter of the sealing portion corresponds to the inner diameter of the main body And the exhaust heat recovery device. 청구항 5에 있어서,
상기 링크부재의 중간부는 제1힌지핀을 매개로 본체의 일측에 회동가능하게 설치되고, 상기 링크부재의 상단은 제2힌지핀을 매개로 상기 제1컨트롤부재 측에 연결되며, 상기 링크부재의 하단은 제3힌지핀을 매개로 상기 이동 밀봉부재 측에 연결되는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치.The method of claim 5,
Wherein an intermediate portion of the link member is rotatably installed on one side of the main body through a first hinge pin, the upper end of the link member is connected to the first control member side via a second hinge pin, And the lower end is connected to the movable sealing member side via a third hinge pin. 청구항 5에 있어서,
상기 본체의 일측단부에는 상기 링크부재의 피벗작동이 안내되는 안내홈이 슬롯 형태로 형성되고, 상기 안내홈의 후방측에는 가이드부재가 설치되며, 상기 가이드부재에는 가이드공이 형성되고, 상기 가이드부재의 가이드공을 통해 상기 제1컨트롤부재의 이동이 안내되는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치.The method of claim 5,
A guide groove is formed in one end of the main body so as to guide the pivotal operation of the link member, and a guide member is provided at a rear side of the guide groove, a guide hole is formed in the guide member, And the movement of the first control member is guided through the hole.
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