KR101405218B1 - Egr cooler for vehicle - Google Patents

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진석범
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기아자동차 주식회사
현대자동차 주식회사
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Abstract

Disclosed is an EGR cooler for a vehicle. According to an embodiment of the present invention, an EGR cooler for a vehicle comprises a cooler case which has a gas inlet, a gas outlet, a coolant inlet, and a coolant outlet and which is partitioned into an upper case and a lower case; baffle plates inside the cooler case to be alternately arranged at the top and the bottom of the cooler case in a longitudinal direction; multiple gas tubes arranged inside the cooler case; and a gas flow fin arranged inside the gas tubes. The gas flow fin is made of a combination of multiple movable plates shaped into sine waves along the flow direction of exhaust gas.

Description

차량용 EGR 쿨러{EGR COOLER FOR VEHICLE}[0001] EGR COOLER FOR VEHICLE [0002]

본 발명은 차량용 EGR 쿨러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기가스의 흐름을 원활하게 하도록 하는 차량용 EGR 쿨러에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an EGR cooler for a vehicle, and more particularly, to an EGR cooler for a vehicle that smoothes the flow of exhaust gas.

일반적으로 자동차의 배출가스는 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 탄화수소(HC) 등의 유해물질이 포함되어 있는 바, 연소과정에서 발생하는 상기 3원소 중 일산화탄소와 탄화수소에 대하여 질소산화물은 항상 반대의 인과관계를 가지고 있다.Generally, the exhaust gas of automobiles includes harmful substances such as carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx), and hydrocarbons (HC). As a result, nitrogen oxides are always supplied to carbon monoxide and hydrocarbons It has an opposite causal relationship.

즉, 실용적인 출력범위에서 일산화탄소와 탄화수소가 가장 감소하는 시점에 질소산화물은 가장 많이 발생하는데, 이러한 질소산화물은 연료가 완전 연소할수록 즉, 엔진이 고온일수록 질소산화물의 발생량은 증가하게 된다.That is, when the carbon dioxide and hydrocarbons are most reduced in the practical output range, nitrogen oxides are most generated. As the fuel is completely burned, that is, as the engine is hot, the amount of nitrogen oxides is increased.

따라서, 상기 질소산화물 등의 배출가스 허용량은 관계 벌률로서 규제됨에 따라 배출가스를 줄이는 다양한 기술이 개발되고 있는 바, 그 중 하나가 배기가스재순환 장치이다.Accordingly, various technologies for reducing the exhaust gas have been developed as the permissible amount of exhaust gas such as nitrogen oxide is regulated as a relative permissible rate, and one of them is an exhaust gas recirculation device.

상기 배기가스 재순환 장치(EGR)는 상기 배출가스 중 배기가스를 흡기계로 재순환시켜 실린더 내의 연소온도를 낮추어 질소산화물의 발생을 억제하는 장치로서, 배기가스 중의 질소산화물(NOx)을 저감하는 수단으로 배기가스의 일부를 흡기계통에 되돌려서, 혼합기가 연소할 때 최고 온도를 낮게 하여 질소산화물(NOx)의 생성량을 적게 하는 장치이다.The exhaust gas recirculation system (EGR) recirculates the exhaust gas in the exhaust gas to the intake system to reduce the combustion temperature in the cylinder to suppress the generation of nitrogen oxides. The exhaust gas recirculation system is a means for reducing nitrogen oxides (NOx) A part of the exhaust gas is returned to the intake system, and the maximum temperature is lowered when the mixer is burned, thereby reducing the amount of nitrogen oxides (NOx) produced.

또한, 상기 배기가스 재순환 장치에서 EGR 쿨러는 냉각수 입구를 통해 공급되는 냉각수와 쿨러 케이스의 내부에서 가스 튜브 내부를 흐르는 배기가스가 상호 열교환이 이루어지게 되고, 열교환을 마친 냉각수는 냉각수 출구를 통해 배출되는 순환시스템으로 고온의 배기가스를 냉각시킬 수 있게 된다.In the exhaust gas recirculation system, the EGR cooler exchanges heat between the cooling water supplied through the inlet of the cooling water and the exhaust gas flowing inside the gas tube inside the cooler case, and the heat-exchanged cooling water is discharged through the cooling water outlet The circulation system can cool the exhaust gas at a high temperature.

그러나 상기와 같은 종래의 EGR 쿨러는 냉각 표면적을 넓게 하여 배기가스의 냉각효율을 높이도록 다양한 절곡형상의 가스 유동 핀을 적용하는데, 이와 같이 절곡형상의 가스 유동 핀을 적용함에 따라 가스 튜브의 내부로 흐르는 배기가스의 흐름이 원활하지 못하게 되고, 이에 따라 가스 유동 핀의 표면에 그을음 및 이물질 등의 침전물이 침전 또는 퇴적됨에 따라 결국에는 배기가스의 흐름에 방해가 되는 문제점이 있다.However, in the conventional EGR cooler as described above, various bending-shaped gas flow fins are applied to increase the cooling efficiency of the exhaust gas by increasing the cooling surface area. By applying the bent gas flow fins, There is a problem in that the flow of the exhaust gas becomes ineffective and the precipitate such as soot and foreign matter is precipitated or deposited on the surface of the gas flow fin, which eventually interferes with the flow of the exhaust gas.

또한, 상기와 같이 가스 유동 핀의 오염은 냉각수와의 열교환을 방해하여 EGR 쿨러의 전체적인 냉각 성능을 저하시키는 문제점도 있다.In addition, as described above, the contamination of the gas flow fin interferes with the heat exchange with the cooling water, thereby deteriorating the overall cooling performance of the EGR cooler.

본 발명의 실시예는 가스 유동 핀을 완만한 정현파형의 형상을 따라 제작하여 배기가스의 흐름을 원활하게 함으로써, 가스 유동 핀의 표면에 침전물이 침전 또는 고착되지 않도록 하는 차량용 EGR 쿨러를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a vehicle EGR cooler in which a gas flow fin is formed along a gentle sinusoidal shape to smooth the flow of exhaust gas so that precipitates do not settle or adhere to the surface of the gas flow fin .

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 가스 입구 및 가스 출구와 냉각수 입구 및 냉각수 출구가 구비되고, 상부 케이스와 하부 케이스로 구분되는 쿨러 케이스와, 상기 쿨러 케이스의 내부에 길이방향을 따라 상부와 하부에 엇갈리게 배치되는 배플 플레이트와, 상기 쿨러 케이스의 내부에 배치되는 다수개의 가스 튜브, 및 상기 가스 튜브의 내부에 배치되는 가스 유동 핀을 포함하되, 상기 가스 유동 핀은 배기가스의 유동방향을 따라 정현파형의 형상을 갖는 복수의 유동 플레이트의 조합으로 형성되는 차량용 EGR 쿨러를 제공할 수 있다.In one or more embodiments of the present invention, a cooler case having a gas inlet and a gas outlet, a cooling water inlet, and a cooling water outlet, the cooler case being divided into an upper case and a lower case, A plurality of gas tubes disposed inside the cooler case, and a gas flow fin disposed inside the gas tube, wherein the gas flow fins are arranged in the flow direction of the exhaust gas in a sine wave It is possible to provide a vehicle EGR cooler formed by a combination of a plurality of flow plates having a shape of a shape.

또한, 상기 복수의 유동 플레이트는 상기 가스 튜브의 내부에 상호 일정간격 이격된 상태로 설치되어 배기가스의 통로를 형성할 수 있다.In addition, the plurality of flow plates may be installed in the gas tube so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance to form a passage for the exhaust gas.

또한, 상기 복수의 유동 플레이트는 상기 가스 튜브의 내부에 일정피치의 지그재그 패턴으로 배치될 수 있다.The plurality of flow plates may be arranged in a zigzag pattern of a predetermined pitch inside the gas tube.

또한, 가스 입구 및 가스 출구와 냉각수 입구 및 냉각수 출구가 구비되고, 상부 케이스와 하부 케이스로 구분되는 쿨러 케이스와, 상기 쿨러 케이스의 내부에 길이방향을 따라 상부와 하부에 엇갈리게 배치되는 배플 플레이트와, 상기 쿨러 케이스의 내부에 배치되는 다수개의 가스 튜브, 및 상기 가스 튜브의 내부에 배치되는 가스 유동 핀을 포함하되, 상기 가스 유동 핀은 배기가스의 유동방향을 따라 정현파형의 형상을 가지며, 상기 가스 튜브의 내부에 일정피치의 지그재그 패턴으로 사이사이에 배기가스의 통로가 형성되는 복수의 유동 플레이트의 조합으로 이루어질 수 있다.The baffle plate includes a gas inlet, a gas outlet, a coolant inlet, and a coolant outlet. The cooler case is divided into an upper case and a lower case. The baffle plate is staggered in the longitudinal direction. A plurality of gas tubes disposed inside the cooler case, and a gas flow fin disposed inside the gas tube, wherein the gas flow fin has a sinusoidal shape along the flow direction of the exhaust gas, And a combination of a plurality of flow plates in which a passage of exhaust gas is formed in a zigzag pattern of constant pitch inside the tube.

본 발명의 실시예는 가스 유동 핀을 완만한 정현파형의 형상을 따라 제작하여 배기가스의 흐름을 원활하게 함으로써, 가스 유동 핀의 표면에 침전물이 침전 또는 고착되지 않도록 하는 효과가 있다.The embodiment of the present invention has an effect that the gas flow fin is formed along the shape of a gentle sinusoidal shape to smooth the flow of the exhaust gas so that the precipitate does not settle or stick to the surface of the gas flow fin.

또한, 가스 유동 핀의 표면에 침전물이 침전 및 고착되지 않도록 함으로써, 원활한 배기가스의 흐름을 통해 배기가스의 법규를 만족시키며, 냉각수 입구로 유입된 냉각수와 쿨러 케이스의 내부에서 가스 튜브의 내부를 흐르는 배기가스가 상호 원활한 열교환이 이루어지게 함으로써, EGR 쿨러의 냉각성능을 향상시키는 효과도 있다.In addition, by preventing sediment from being deposited and fixed on the surface of the gas flow fin, it is possible to satisfactorily comply with the regulations of the exhaust gas through the smooth flow of the exhaust gas, and the cooling water flowing into the cooling water inlet and the cooling water flowing inside the gas tube The exhaust gas can be exchanged smoothly with each other, thereby improving the cooling performance of the EGR cooler.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 EGR 쿨러의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 EGR 쿨러의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 EGR 쿨러에 적용되는 가스 유동 핀의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 EGR 쿨러에 적용되는 가스 유동 핀의 부분 정면도이다.
도 5는 도 4의 A-A 선에 따른 단면도이다.
1 is a perspective view of an EGR cooler for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a sectional view of an EGR cooler for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a gas flow fin applied to a vehicle EGR cooler according to an embodiment of the present invention.
4 is a partial front view of a gas flow pin applied to an EGR cooler for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.It is to be understood, however, that the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. .

또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.In order to clearly illustrate the embodiments of the present invention, parts that are not related to the description are omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 EGR 쿨러의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 EGR 쿨러의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 EGR 쿨러에 적용되는 가스 유동 핀의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 EGR 쿨러에 적용되는 가스 유동 핀의 부분 정면도이며, 도 5는 도 4의 A-A 선에 따른 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a vehicle EGR cooler according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of an EGR cooler for a vehicle according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a partial front view of a gas flow pin applied to a vehicle EGR cooler according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 EGR 쿨러(1)는 배기가스의 흐름을 원활하게 하여 배기가스 내에 포함된 그을음 및 이물질 등의 침전물이 내부에 침전 및 고착되는 것을 최소화하는 구조로 이루어진다.1 to 5, the EGR cooler 1 for a vehicle according to the embodiment of the present invention smoothly flows the exhaust gas, so that sediments such as soot and foreign substances contained in the exhaust gas are precipitated and fixed therein .

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 EGR 쿨러(1)는 쿨러 케이스(10), 배플 플레이트(20), 가스 튜브(30), 및 가스 유동 핀(40)을 포함하여 구성된다.To this end, the EGR cooler 1 for a vehicle according to the embodiment of the present invention comprises a cooler case 10, a baffle plate 20, a gas tube 30, and a gas flow pin 40.

먼저, 상기 쿨러 케이스(10)는 가스 입구(13) 및 가스 출구(14)와 냉각수 입구(15) 및 냉각수 출구(16)가 구비되고, 상부 케이스(11)와 하부 케이스(12)로 구분된다.The cooler case 10 includes a gas inlet 13 and a gas outlet 14 and a cooling water inlet 15 and a cooling water outlet 16 and is divided into an upper case 11 and a lower case 12 .

그리고 상기 배플 플레이트(20)는 상기 쿨러 케이스(10)의 내부에 길이방향을 따라 상부와 하부에 엇갈리게 배치된다.The baffle plate 20 is staggered in an upper part and a lower part of the cooler case 10 along the longitudinal direction.

다음으로, 상기 가스 튜브(30)는 상기 쿨러 케이스(10)의 내부에 다수개가 배치된다.Next, a plurality of gas tubes (30) are disposed inside the cooler case (10).

본 발명의 실시예에서, 상기 가스 유동 핀(40)은 상기 가스 튜브(30)의 내부에 배치되며, 이러한 가스 유동 핀(40)은 배기가스의 유동방향을 따라 정현파형의 형상을 갖는 복수의 유동 플레이트(41)의 조합으로 형성된다.In the embodiment of the present invention, the gas flow fin 40 is disposed inside the gas tube 30, and the gas flow fin 40 has a plurality of And a flow plate (41).

여기서, 상기 복수의 유동 플레이트(41)는 상기 가스 튜브(30)의 내부에 상호 일정간격 이격된 상태로 설치되어 배기가스의 통로(43)를 형성한다.The plurality of flow plates 41 are installed in the gas tube 30 at a predetermined distance from each other to form a passage 43 for the exhaust gas.

또한, 상기 복수의 유동 플레이트(41)는 상기 가스 튜브(30)의 내부에 일정피치의 지그재그 패턴으로 배치된다.The plurality of flow plates 41 are arranged in a zigzag pattern of a predetermined pitch inside the gas tube 30.

즉, 상기 가스 유동 핀(40)은 정현파형의 형상을 갖는 복수의 유동 플레이트(41)를 통하여 배기가스의 유동을 원활하도록 유도함으로써, 배기가스 내에 포함된 그을음 및 이물질 등의 침전물이 가스 유동 핀(40)의 표면에 침전 및 고착되는 것을 최소화하여 EGR 쿨러(1)의 냉각성능을 향상시키며, 배기가스의 법규를 만족시킬 수 있다.That is, the gas flow fin 40 guides the flow of the exhaust gas smoothly through the plurality of flow plates 41 having a sinusoidal shape, so that sediments such as soot and foreign substances contained in the exhaust gas flow through the gas flow pins 41, So that precipitation and fixation on the surface of the EGR cooler 40 can be minimized, thereby improving the cooling performance of the EGR cooler 1 and satisfying the exhaust gas regulations.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 EGR 쿨러(1)는 가스 유동 핀(40)을 완만한 정현파형의 형상을 따라 제작하여 배기가스의 흐름을 원활하게 함으로써, 가스 유동 핀(40)의 표면에 침전물이 침전 또는 고착되지 않도록 하는 효과가 있다.Therefore, the EGR cooler 1 for a vehicle according to the embodiment of the present invention can smoothly flow the exhaust gas by manufacturing the gas flow fin 40 along the shape of a gentle sinusoidal wave, The sediment is prevented from being settled or fixed.

또한, 가스 유동 핀(40)의 표면에 침전물이 침전 및 고착되지 않도록 함으로써, 원활한 배기가스의 흐름을 통해 배기가스의 법규를 만족시키며, 냉각수 입구(15)로 유입된 냉각수와 쿨러 케이스(10)의 내부에서 가스 튜브(30)의 내부를 흐르는 배기가스가 상호 원활한 열교환이 이루어지게 함으로써, EGR 쿨러(1)의 냉각성능을 향상시키는 효과도 있다.In addition, by preventing the sediment from being settled and fixed on the surface of the gas flow fin 40, the exhaust gas regulation is satisfied through the flow of the exhaust gas smoothly, and the cooling water, which flows into the cooling water inlet 15, The exhaust gas flowing through the inside of the gas tube 30 can be exchanged smoothly with each other, thereby improving the cooling performance of the EGR cooler 1.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.

1...차량용 EGR 쿨러 10...쿨러 케이스
11...상부 케이스 12...하부 케이스
13...가스 입구 14...가스 출구
15...냉각수 입구 16...냉각수 출구
20...배플 플레이트 30...가스 튜브
40...가스 유동 핀 41...유동 플레이트
43...통로
1 ... EGR cooler for vehicle 10 ... Cooler case
11 ... upper case 12 ... lower case
13 ... gas inlet 14 ... gas outlet
15 ... cooling water inlet 16 ... cooling water outlet
20 ... baffle plate 30 ... gas tube
40 ... gas flow pin 41 ... flow plate
43 ... passage

Claims (4)

가스 입구 및 가스 출구와 냉각수 입구 및 냉각수 출구가 구비되고, 상부 케이스와 하부 케이스로 구분되는 쿨러 케이스;
상기 쿨러 케이스의 내부에 길이방향을 따라 상부와 하부에 엇갈리게 배치되는 배플 플레이트;
상기 쿨러 케이스의 내부에 배치되는 다수개의 가스 튜브; 및
상기 가스 튜브의 내부에 배치되는 가스 유동 핀을 포함하되,
상기 가스 유동 핀은 배기가스의 유동방향을 따라 정현파형의 형상을 갖는 복수의 유동 플레이트의 조합으로 형성되고,
상기 복수의 유동 플레이트는 상기 가스 튜브의 내부에 상호 일정간격 이격된 상태로 설치되어 배기가스의 통로를 형성하며, 상기 가스 튜브의 내부에 일정피치의 지그재그 패턴으로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 EGR 쿨러.
A cooler case having a gas inlet and a gas outlet, a cooling water inlet, and a cooling water outlet, the cooler case being divided into an upper case and a lower case;
A baffle plate disposed inside the cooler case and staggered at an upper portion and a lower portion along the longitudinal direction;
A plurality of gas tubes disposed inside the cooler case; And
A gas flow pin disposed within the gas tube,
Wherein the gas flow fin is formed by a combination of a plurality of flow plates having a sinusoidal shape along the flow direction of the exhaust gas,
Wherein the plurality of flow plates are installed inside the gas tube at a predetermined distance from each other to form a passage for the exhaust gas and are arranged in a zigzag pattern with a predetermined pitch inside the gas tube .
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