KR101611092B1

KR101611092B1 - 배기열 회수 장치

Info

Publication number: KR101611092B1
Application number: KR1020140154696A
Authority: KR
Inventors: 안준
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-11-07
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2016-04-11

Abstract

본 발명에 의한 배기열 회수 장치는, 자동차 배기계 부품에 열교환기를 장착하여 머플러로 버려지는 배기열을 활용하여 냉각수를 웜업시키는 배기열 회수 장치에 있어서, 제1하우징과, 상기 제1하우징 내부에 삽입되어 배기가스의 열을 흡수하는 열교환코어를 포함하는 열교환부; 제2하우징과, 상기 제2하우징 내부에 설치되어 배기가스의 경로를 변경시킬 수 있는 바이패스밸브를 포함하는 바이패스부; 상기 열교환부와 상기 바이패스부를 연결시키는 플랜지부; 및 상기 열교환부와 상기 바이패스부에 냉각수를 공급하는 냉각부; 를 포함하고, 상기 제1하우징 및 상기 제2하우징은 알루미늄 재질로 형성되며, 상기 플랜지부는, 상기 제1하우징에 형성된 제1플랜지와, 상기 열교환코어에 형성된 제2플랜지와, 상기 제2하우징에 형성된 제3플랜지와, 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지 사이에 설치된 제1가스켓과, 상기 제2플랜지와 상기 제3플랜지 사이에 설치된 제2가스켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배기열 회수 장치{EXHAUST HEAT RECOVERY APPARATUS}

본 발명은 배기열 회수 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄으로 제작하여 경량화된 배기열 회수 장치에 관한 것이다.

배기열 회수 장치는 자동차 배기계 부품에 열교환기를 장착하여 머플러로 버려지는 배기열을 활용하여 냉각수나 오일 등을 웜업시키는 장치이다. 냉각수나 오일의 조기 웜업을 통해 마찰 손실 영역을 축소시켜 자동차 연비향상에 기여할 수 있는 장치로, 일본 자동차 업계를 중심으로 개발 및 적용이 활발하게 이루어지고 있다.

배기열 회수 장치는 연비 향상 효과를 가지고 있으나, 추가의 부품의 장착된다는 점에서 자동차의 무게나 원가에 부담을 주게 된다. 현재 경량화를 위해 컴팩트화 되고 있는 추세이긴 하나, 여전히 소재 측면에서 비중이 높고 고가인 스테인리스강 재질을 사용하고 있다. 그러나 차량에서의 효과를 극대화하기 위해 추가 경량화 및 원가절감이 요구되고 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래에 개발되어 적용되고 있는 배기열 회수 장치는 크게 열교환부(20)와 바이패스부(10)로 이루어져 있다.

열교환부(20)는 배기가스와 냉각수 사이에 열 교환이 발생하여 냉각수를 가열시키는 곳이고, 바이패스부(10)는 열 교환 작업이 필요 없을 때 배기가스가 통과하는 부위이다. 열 교환이 필요한 시동 초기 시점에는 바이패스부(10)의 바이패스밸브(11)가 폐쇄되고, 배기가스가 열교환부(20)를 통과하여 냉각수와 열 교환을 한 후 다시 바이패스부(10)로 빠져나간다. 열 교환이 필요하지 않은 시점에는 바이패스밸브(11)가 개방되어 바이패스부(10)를 통해 배기가스가 그대로 지나가게 한다. 이렇게 냉각수를 조기에 웜업시킬 수 있기 때문에 차량의 연비가 향상되고, 난방성능도 향상시킬 수 있다.

현재 배기열 회수 장치에 사용되고 있는 소재로는 내식성과 내열성이 우수한 STS304, STS316L, STS436 스테인리스강 등이 사용되고 있다. 이러한 스테인리스강 소재는 비중이 8g/cm3 수준으로 무거우며 5000원/kg을 넘는 고가의 소재이다. 이렇게 무거운 스테인리스강을 이용하여 제작한 배기열 회수 장치를 차량에 탑재하면, 단위무게당 연비의 향상을 기대할 수는 있지만, 차량의 총 중량 및 원가가 증가하는 문제점이 존재한다. 배기 회수 장치의 연비 향상 효과를 극대화하려면 경량화 및 원가 절감이 필요한데, 그러한 방법 중 하나로서 소재비가 더 저렴한 경량 소재인 알루미늄을 적용하는 것이 있다.

알루미늄의 비중은 2.7g/cm3로 스테인리스강 대비 1/3 수준이기 때문에 동일한 사양으로 제작할 경우 경량화 효과가 있다. 그러나 알루미늄의 강도는 스테인리스강 대비 절반 수준이기 때문에 이를 보완할 보강 설계가 필요하고, 스테인리스강에 비하여 내열성과 내식성이 부족하기 때문에 이를 극복하고 적용 가능한 방안이 필요하다.

배기 회수 장치의 특성상 550~600? 정도의 고온의 배기가스에 접촉되기 때문에 내열성이 요구되며, 열교환부(200)에서 고온의 배기가스가 온도가 하강하는 과정에서 응축수가 발생할 가능성이 높기 때문에 내식성이 요구되는 것이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 경량화를 위해 알루미늄 재질로 제작된 배기열 회수 장치를 제공하는 데 있다.

위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열 회수 장치 는, 자동차 배기계 부품에 열교환기를 장착하여 머플러로 버려지는 배기열을 활용하여 냉각수를 웜업시키는 배기열 회수 장치에 있어서, 제1하우징과, 상기 제1하우징 내부에 삽입되어 배기가스의 열을 흡수하는 열교환코어를 포함하는 열교환부; 제2하우징과, 상기 제2하우징 내부에 설치되어 배기가스의 경로를 변경시킬 수 있는 바이패스밸브를 포함하는 바이패스부; 상기 열교환부와 상기 바이패스부를 연결시키는 플랜지부; 및 상기 열교환부와 상기 바이패스부에 냉각수를 공급하는 냉각부; 를 포함하고, 상기 제1하우징 및 상기 제2하우징은 알루미늄 재질로 형성되며, 상기 플랜지부는, 상기 제1하우징에 형성된 제1플랜지와, 상기 열교환코어에 형성된 제2플랜지와, 상기 제2하우징에 형성된 제3플랜지와, 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지 사이에 설치된 제1가스켓과, 상기 제2플랜지와 상기 제3플랜지 사이에 설치된 제2가스켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1플랜지, 제2플랜지, 제3플랜지는 볼트로 나사결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각부는, 메인 공급파이프와, 상기 메인 공급파이프에서 제1하우징으로 냉각수를 공급하는 열교환부 공급파이프와, 상기 메인 공급파이프에서 상기 제2하우징으로 냉각수를 공급하는 바이패스부 공급파이프와, 상기 메인 공급파이프에 공급되는 냉각수의 온도를 측정하는 수온센서와, 상기 열교환부 공급파이프와 상기 바이패스부 공급파이프의 분기부에 설치된 냉각수밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각부는, 상기 제1하우징에서 냉각수를 공급받는 열교환부 배출파이프와, 상기 제2하우징에서 냉각수를 공급받는 바이패스부 배출파이프와, 상기 바이패스부 배출파이프의 경로상에 위치하여 그 내부로 흐르는 냉각수를 냉각시키는 공랭기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2하우징에는, 일측에 흡입구, 타측에 배출구, 상기 흡입구와 상기 배출구 사이에 바이패스구, 또 다른 일측에 열교환 흡입구 및 열교환 배출구가 각각 형성되고, 상기 제2하우징에는, 상기 냉각부에서 전달받은 냉각수가 흐를 수 있도록 통공된 냉각패스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

냉각수와 배기가스의 경로를 조정하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 수온센서에서 측정한 온도가 일정 미만일 경우 상기 열교환 흡입구 및 열교환 배출구를 개방하고 상기 바이패스구를 폐쇄하며 상기 냉각수밸브를 열교환부 공급파이프 방향으로 조정하는 신호를 전송하되, 상기 수온센서에서 측정한 온도가 일정 이상일 경우 상기 열교환 흡입구 및 열교환 배출구를 폐쇄하고 상기 바이패스구를 개방하며 상기 냉각수밸브를 바이패스부 공급파이프 방향으로 조정하는 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 열교환코어는, 다수 개의 흡입 파이프와, 다수 개의 배출 파이프와, 상기 흡입 파이프의 일단과 상기 배출 파이프의 일단을 연결하는 챔버를 포함하고, 상기 흡입 파이프의 타단은 상기 열교환 흡입구에 연결되어 배기가스를 공급받고, 상기 배출 파이프의 타단은 상기 열교환 배출구에 연결되어 배기가스를 배출하는 것을 특징으로 한다.

각각의 상기 흡입 파이프 및 상기 배출 파이프에는 방열핀이 설치되고, 상기 방열핀은, 상기 열교환부 공급파이프로 공급되는 냉각수에 배기가스의 열을 전달하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 하는, 배기열 회수 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 냉각수의 웜업에 걸리는 시간을 단축할 수 있다.

둘째, 배기열을 재활용하여 에너지의 낭비를 절감할 수 있다.

셋째, 자동차의 경량화에 기여하여 연비를 개선할 수 있다.

도 1은 종래의 배기열 회수 장치의 열교환 상태를 나타낸 사시도,
도 2는 종래의 배기열 회수 장치의 바이패스 상태를 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열 회수 장치의 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열 회수 장치의 열교환 상태를 나타낸 개략적인 구성도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열 회수 장치의 바이패스 상태를 나타낸 개략적인 구성도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열 회수 장치의 단면도이다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 배기열 회수 장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 열교환부(200)는 제1하우징(210)과 그 내부에 삽입되어 배기가스의 열을 흡수하는 열교환코어(220)를 포함하고, 바이패스부(100)는 제2하우징(110)과 그 내부에 설치되어 배기가스의 경로(31)를 변경시킬 수 있는 바이패스밸브를 포함하며, 플랜지부(300)는 열교환부(200)와 바이패스부(100)를 연결시키되, 열교환부(200)와 바이패스부(100)는 냉각부(400)에서 냉각수를 공급받게 된다. 이때, 제1하우징(210) 및 제2하우징(110)은 알루미늄 재질로 형성된다.

종래의 배기열 회수 장치는 스테인리스강으로 제작되고, 열교환부(200)와 바이패스부(100)가 일체형으로 용접되어 있었다. 본 발명은 이를 알루미늄으로 제작하여 경량화시키기 위해 열교환부(200)와 바이패스부(100)를 분리하고, 이 둘을 플랜지부(300)를 통해 결합시킨다. 이렇게 열교환부(200)와 바이패스부(100)를 분리하는 것으로 인해, 종래에 불가능했던 배기열 회수 장치를 알루미늄으로 제작하는 것이 가능해지는 것이다. 알루미늄을 이용하여 배기열 회수 장치를 제작하는 데 가장 큰 걸림돌은, 배기가스가 냉각되면서 생성되는 응축수가 열교환부(200) 내부에 부착되어 부식을 유발하는 것이었다. 알루미늄은 내식성이 낮기 때문에, 배기가스와 직접적으로 접촉하는 열교환코어(220)로 사용할 수 없다. 따라서 열교환코어(220)는 스테인리스강으로 제작하고, 열교환부(200)의 제1하우징(210)과 바이패스부(100)의 제2하우징(110)을 알루미늄으로 제작한다. 이후 제1하우징(210)과 열교환코어(220)를 결합시킬 때, 알루미늄과 스테인리스강을 용접 결합시킨다면, 용접부의 강도가 극단적으로 저하되어 용접부 파단이 발생할 가능성이 높다. 따라서 플랜지부(300)를 매개로 두 구성을 결합시킴으로써 경량화와 내식성을 동시에 달성할 수 있는 것이다.

플랜지부(300)는, 제1하우징(210)에 형성된 제1플랜지(310)와, 열교환코어(220)에 형성된 제2플랜지(320)와, 제2하우징(110)에 형성된 제3플랜지(330)와, 제1플랜지(310)와 제2플랜지(320) 사이에 설치된 제1가스켓(510)과, 제2플랜지(320)와 제3플랜지(330) 사이에 설치된 제2가스켓(520)을 포함하고, 제1플랜지(310), 제2플랜지(320), 제3플랜지(330)는 볼트로 나사결합된다.

제1하우징(210)의 개방된 일면으로 열교환코어(220)가 삽입되는데, 제1하우징(210)의 개방면 입구에서 측면으로 제1플랜지(310)를 형성시킨다. 마찬가지로 열교환코어(220)가 제1하우징(210)에 삽입되는 반대 방향의 단부 측면으로 제2플랜지(320)를 형성시키고, 열교환부(200)와 결합되는 제2하우징(110)의 결합면에 제3플랜지(330)를 형성시킨 후, 제1,2,3플랜지(310,320,330)를 용접 없이 볼트로 결합시켜 배기열 회수 장치를 제작할 수 있는 것이다. 이렇게 결합되는 제1,2,3플랜지(310,320,330)의 형상은, 결합면에 수직으로 동일한 위치에 볼트공이 형성되어 있으면 어떤 형상이라도 상관없다.

제1,2플랜지(310,320)의 사이에는 제1가스켓(510)이, 제2,3플랜지(320,330)의 사이에는 제2가스켓(520)이 각각 삽입된다. 가스켓들의 역할은 서로 다른 종류의 금속 사이에서 전위차에 의해 발생하는 갈바닉 부식을 방지하기 위한 것이므로 부도체를 사용해야 한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각부(400)는 메인 공급파이프(410)와, 메인 공급파이프(410)에서 제1하우징(210)으로 냉각수를 공급하는 열교환부 공급파이프(411)와, 메인 공급파이프(410)에서 제2하우징(110)으로 냉각수를 공급하는 바이패스부 공급파이프(412)와, 메인 공급파이프(410)에 공급되는 냉각수의 온도를 측정하는 수온센서(440)와, 열교환부 공급파이프(411)와 바이패스부 공급파이프(412)의 분기부에 설치된 냉각수밸브(430)를 포함한다.

시동이 걸린 직후에 차가운 냉각수를 가열시킬 때에는 열교환부 공급파이프(411)로 냉각수를 공급하고, 냉각수가 충분히 가열되면 바이패스부 공급파이프(412)로 냉각수를 공급한다. 이 과정은 수온센서(440)를 통해 냉각수의 온도를 측정하여 그 온도가 섭씨 85도 미만일 경우에는 열교환부 공급파이프(411)로, 섭씨 85도 이상일 경우에는 바이패스부 공급파이프(412)로 냉각수를 공급하도록 냉각수밸브(430)를 조절하는 것이다.

냉각부(400)는, 제1하우징(210)에서 냉각수를 공급받는 열교환부 배출파이프(421)와, 제2하우징(110)에서 냉각수를 공급받는 바이패스부 배출파이프(421)와, 바이패스부 배출파이프(421)의 경로상에 위치하여 그 내부로 흐르는 냉각수를 냉각시키는 공랭기(450)를 더 포함한다.

상술한 바와 같이, 섭씨 85도 미만일 때 열교환부(200)로 공급된 냉각수는, 열교환부 내부에 형성되어 있는 냉각수의 경로(32)를 지나 열교환부 배출파이프(421)로 배출되어 자동차의 엔진 등 다른 부분으로 순환된다. 냉각수가 점차 가열되어 섭씨 85도 이상이 될 경우, 바이패스부(100)에 공급되는 냉각수는 제2하우징(110)을 냉각시키는 과정 중에 지나치게 가열된다. 따라서 이를 냉각시키기 위해, 제2하우징(110)에서 배출되는 냉각수가 흐르는 바이패스부 배출파이프(421)의 경로상에 공랭기(450)를 별도로 설치하는 것이다. 공랭기(450)는 일반적인 방열판 구조일 수도 있고, 필요에 의해 다양한 방법이 사용될 수 있다.

도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제2하우징(110)에는 배기가스가 공급되는 일측에 흡입구(112)가 형성되고, 배기가스가 배출되는 타측에 배출구(113)가 형성되며, 제2하우징의 중간에는 개폐 가능하게 설치된 바이패스구(116)가 형성되고, 또 다른 일측면에 열교환 흡입구(114)와 열교환 배출구(115)가 나란히 형성된다. 또한, 제2하우징(110)의 면 내부에는 냉각부(400)에서 전달받은 냉각수가 흐를 수 있도록 통공된 냉각패스(111)가 형성되어 바이패스부 공급파이프(412) 및 바이패스부 배출파이프(421)에 연결된다.

종래의 배기열 회수 장치에는 바이패스부(100)를 냉각시키는 구성이 없었지만, 본 발명은 바이패스부(100)의 제2하우징(110)을 알루미늄으로 구성하였기 때문에 이를 냉각시키기 위한 구성이 필요하다. 따라서 제2하우징(110)의 벽면 내부에 냉각수가 흐를 수 있도록 냉각패스(111)를 형성시키고, 그 내부로 흐르는 냉각수에 의해 제2하우징(110)을 냉각시킬 수 있는 것이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 냉각수와 배기가스의 경로(31)를 조정하는 제어부를 더 포함하고, 제어부는, 수온센서(440)에서 측정한 온도가 일정 미만일 경우 열교환 흡입구(114) 및 열교환 배출구(115)를 개방하고 바이패스구(116)를 폐쇄하며 냉각수밸브(430)를 열교환부 공급파이프(411) 방향으로 조정하는 신호를 전송하되, 수온센서(440)에서 측정한 온도가 일정 이상일 경우 열교환 흡입구(114) 및 열교환 배출구(115)를 폐쇄하고 바이패스구(116)를 개방하며 냉각수밸브(430)를 바이패스부 공급파이프(412) 방향으로 조정하는 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 공급되는 냉각수의 온도에 따라 냉각수밸브(430)의 방향을 조정하고, 이와 함께 제2하우징(110) 내부에 설치된 바이패스밸브(130)를 작동시켜 바이패스구(116) 또는 열교환 흡입구(114)와 열교환 배출구(115)를 선택적으로 개방시킨다. 즉, 배기가스의 경로(31)가 바이패스부(100)-열교환부(200)-바이패스부(100)를 통과할 때에는, 바이패스밸브(130)가 바이패스구(116)를 폐쇄하고, 냉각수밸브(430)가 열교환부 공급파이프(411)를 개방하게 되며, 배기가스의 경로(31)가 바이패스부(100)만을 통과할 때에는, 바이패스밸브(130)가 열교환 흡입구(114)를 폐쇄하고, 냉각수밸브(430)가 바이패스부 공급파이프(412)를 개방하는 것이다. 이러한 작용은, 도시되지 않은 제어부에 의해 제어된다. 이를 통해 알루미늄으로 이루어진 제1하우징(210)과 제2하우징(110)을 과열되지 않도록 냉각시킬 수 있는 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 열교환코어(220)는, 다수 개의 흡입 파이프(221)와, 다수 개의 배출 파이프(222)와, 흡입 파이프(221)의 일단과 배출 파이프(222)의 일단을 연결하는 챔버(223)를 포함하고, 흡입 파이프(221)의 타단은 열교환 흡입구(114)에 연결되어 배기가스를 공급받고, 배출 파이프(222)의 타단은 열교환 배출구(115)에 연결되어 배기가스를 배출한다.

각각의 흡입 파이프(221) 및 배출 파이프(222)에는 방열핀(미도시)이 설치되고, 방열핀은, 열교환부 공급파이프(411)로 공급되는 냉각수에 배기가스의 열을 전달한다.

흡입 파이프(221) 및 배출 파이프(222)는 모서리에서의 와류를 감소시키기 위해 타원형의 오벌튜브를 사용하고, 소재는 내식성 확보를 위해 스테인리스강을 사용하며, 두께는 성형성과 강도를 고려하여 0.4mm 내외로 하는 것이 바람직하다. 방열핀은 열교환 효율을 높이기 위해 단면적을 넓히는 역할을 하며, 표면에 이물질이 부착되어 열교환 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 웨이비핀 구조를 사용하는 것이 바람직하다.

챔버(223)는 흡입 파이프(221)에서 배출 파이프(222)로 배기가스를 U자 형태로 유도하기 위한 공간을 제공한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 종래의 배기열 회수 장치 10: 종래의 바이패스부
11: 종래의 바이패스밸브 20: 종래의 열교환부
31: 배기가스의 경로 32: 냉각수의 경로
100: 바이패스부 110: 제2하우징
111: 냉각패스 112: 흡입구
113: 배출구 114: 열교환 흡입구
115: 열교환 배출구 116: 바이패스구
130: 바이패스밸브 200: 열교환부
210: 제1하우징 220: 열교환코어
221: 흡입 파이프 222: 배출 파이프
223: 챔버 310: 제1플랜지
320: 제2플랜지 330: 제3플랜지
400: 냉각부 410: 메인 공급파이프
411: 열교환부 공급파이프 412: 바이패스부 공급파이프
420: 메인 배출파이프 421: 열교환부 배출파이프
422: 바이패스부 배출파이프 430: 냉각수밸브
440: 수온센서 450: 공랭기
510: 제1가스켓 520: 제2가스켓

Claims

자동차 배기계 부품에 열교환기를 장착하여 머플러로 버려지는 배기열을 활용하여 냉각수를 웜업시키는 배기열 회수 장치에 있어서,
제1하우징과, 상기 제1하우징 내부에 삽입되어 배기가스의 열을 흡수하는 열교환코어를 포함하는 열교환부;
제2하우징과, 상기 제2하우징 내부에 설치되어 배기가스의 경로를 변경시킬 수 있는 바이패스밸브를 포함하는 바이패스부;
상기 열교환부와 상기 바이패스부를 연결시키는 플랜지부; 및
상기 열교환부와 상기 바이패스부에 냉각수를 공급하는 냉각부; 를 포함하고,
상기 제1하우징 및 상기 제2하우징은 알루미늄 재질로 형성되며,
상기 플랜지부는, 상기 제1하우징에 형성된 제1플랜지와, 상기 열교환코어에 형성된 제2플랜지와, 상기 제2하우징에 형성된 제3플랜지와, 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지 사이에 설치된 제1가스켓과, 상기 제2플랜지와 상기 제3플랜지 사이에 설치된 제2가스켓을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기열 회수 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1플랜지, 제2플랜지, 제3플랜지는 볼트로 나사결합되는 것을 특징으로 하는, 배기열 회수 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 냉각부는, 메인 공급파이프와, 상기 메인 공급파이프에서 제1하우징으로 냉각수를 공급하는 열교환부 공급파이프와, 상기 메인 공급파이프에서 상기 제2하우징으로 냉각수를 공급하는 바이패스부 공급파이프와, 상기 메인 공급파이프에 공급되는 냉각수의 온도를 측정하는 수온센서와, 상기 열교환부 공급파이프와 상기 바이패스부 공급파이프의 분기부에 설치된 냉각수밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기열 회수 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 냉각부는, 상기 제1하우징에서 냉각수를 공급받는 열교환부 배출파이프와, 상기 제2하우징에서 냉각수를 공급받는 바이패스부 배출파이프와, 상기 바이패스부 배출파이프 상에 위치하여 그 내부로 흐르는 냉각수를 냉각시키는 공랭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기열 회수 장치
청구항 3에 있어서,
상기 제2하우징에는, 일측에 흡입구, 타측에 배출구, 상기 흡입구와 상기 배출구 사이에 바이패스구, 또 다른 일측에 열교환 흡입구 및 열교환 배출구가 각각 형성되고,
상기 제2하우징에는, 상기 냉각부에서 전달받은 냉각수가 흐를 수 있도록 통공된 냉각패스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기열 회수 장치.
청구항 5에 있어서,
냉각수와 배기가스의 경로를 조정하는 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 수온센서에서 측정한 온도가 일정 미만일 경우 상기 열교환 흡입구 및 열교환 배출구를 개방하고 상기 바이패스구를 폐쇄하며 상기 냉각수밸브를 열교환부 공급파이프 방향으로 조정하는 신호를 전송하되,
상기 수온센서에서 측정한 온도가 일정 이상일 경우 상기 열교환 흡입구 및 열교환 배출구를 폐쇄하고 상기 바이패스구를 개방하며 상기 냉각수밸브를 바이패스부 공급파이프 방향으로 조정하는 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는, 배기열 회수 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 열교환코어는, 다수 개의 흡입 파이프와, 다수 개의 배출 파이프와, 상기 흡입 파이프의 일단과 상기 배출 파이프의 일단을 연결하는 챔버를 포함하고,
상기 흡입 파이프의 타단은 상기 열교환 흡입구에 연결되어 배기가스를 공급받고, 상기 배출 파이프의 타단은 상기 열교환 배출구에 연결되어 배기가스를 배출하는 것을 특징으로 하는, 배기열 회수 장치.
청구항 7에 있어서,
각각의 상기 흡입 파이프 및 상기 배출 파이프에는 방열핀이 설치되고,
상기 방열핀은, 상기 열교환부 공급파이프로 공급되는 냉각수에 배기가스의 열을 전달하는 것을 특징으로 하는, 배기열 회수 장치.