KR101816364B1 - 스로틀밸브 결빙방지 장치, 이를 포함하는 스로틀밸브 결빙방지용 egr 시스템 및 그 작동방법 - Google Patents

스로틀밸브 결빙방지 장치, 이를 포함하는 스로틀밸브 결빙방지용 egr 시스템 및 그 작동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스로틀밸브 결빙방지 장치, 이를 포함하는 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템 및 그 작동방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, EGR 가스로부터 빙결된 얼음이 흡기라인으로 유입되는 것을 방지하여, 스로틀밸브의 결빙을 방지할 수 있다. 또한, EGR 가스의 흐름을 방해하지 않도록, 빙결된 얼음을 별도의 챔버에 할 수 있다. 또한, 빙결된 얼음이 일정 수준 이상 포집된 경우에는 외부로 배출하여, 연소실 내부로 수분이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

Description

스로틀밸브 결빙방지 장치, 이를 포함하는 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템 및 그 작동방법{APPARATUS FOR PREVENTING THROTTLE VALVE FROZEN, EGR SYSTEM INCLUDING THE SAME AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 스로틀밸브 결빙방지 장치, 이를 포함하는 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템 및 그 작동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EGR 가스로부터 빙결된 얼음이 흡기라인으로 유입되는 것을 방지하여, 스로틀밸브의 결빙을 방지할 수 있는 장치, 이를 포함하는 EGR 시스템 및 그 작동방법에 관한 것이다.
최근 강화되고 있는 환경규제에 따라 자동차로부터 배출되는 오염물질을 저감하는 것은 세계 각국의 자동차 업계의 최대의 주요 연구개발 목표이다. 특히, 질소 산화물(Nitrogen Oxide, 이하 NOx)은 산성비의 원인이 될 뿐만 아니라, 눈과 호흡기를 자극하며 식물을 고사시키는 주요한 대기오염물질이다. 따라서, 차량의 배기가스에 포함된 NOx의 저감을 위해 배기가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation, 이하 EGR) 시스템이 차량에 장착된다. EGR 시스템은 배기가스의 일부(예를 들어 5~40%)를 재순환시켜 새로이 흡입된 외기와 혼합함으로써, 연소시 최고 온도를 낮추고 NOx의 발생을 억제한다. 즉, 재순환된 배기가스(이하, EGR 가스)가 새로이 흡입된 외기의 일부와 치환되어 혼합됨으로써 혼합기의 열용량이 증대되어, 엔진의 실린더 내 연소가스 온도상승을 억제하고, 엔진의 실린더 내의 공기 과잉률을 낮춘다. 이에 따라, Thermal NOx 생성을 억제함으로써, 전체 NOx 발생량을 저감시키는 것이다.
한편, EGR 가스는 내부의 수분 함유량이 많다. 이에 비해, 터보차저와 인터쿨러를 통과한 외기는 일반적으로 낮은 온도를 형성하며, 특히 겨울철에는 초기 온도가 섭씨 0도 이하가 된다. 따라서, 온도가 낮은 외기와 수분함유량이 많은 EGR 가스가 흡기라인 내부에서 혼합되면, EGR 가스 내부의 수분이 외기의 낮은 온도로 인해 빙결된다. 그리고 빙결에 의해 발생된 얼음은 흡기라인 일측에 연결된 스로틀밸브의 샤프트를 고착시켜 스로틀밸브의 개폐를 방해하므로, 정상적인 차량 운행이 불가능한 문제점이 있었다. 또한, 빙결에 의해 발생된 얼음이 흡기라인 내부에 축적되면, 흡기라인의 내경이 축소되어, 출력저하 또는 가속불량 등 언더부스트(UNDER BOOST) 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 빙결문제를 해소하기 위해, 엔진의 온도가 충분히 웜업될 때까지 공회전을 시키는 경우에는 연비의 저하 및 운전자의 불편이 발생하는 문제점이 있었다.
공개실용신안공보 제1995-0001518호 (1995.01.04)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 EGR 가스와 외기의 혼합으로 인해 발생하는 얼음을 배출하여 스로틀밸브의 결빙을 방지하는 장치, 이를 포함하는 EGR 시스템 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지 장치는 일측이 인터쿨러(20)와 연통되는 이너 부재(100); 및 일측에서 상기 이너 부재(100)가 내부에 삽입되고, 타측은 스로틀바디(50)와 연통되는 아우터 부재(200);를 포함하는 스로틀밸브 결빙방지 장치에 있어서, 상기 아우터 부재(200)는 내부에 상기 이너 부재(100)가 삽입되는 아우터 파이프(210); 상기 아우터 파이프(210)의 일측면에 형성되는 EGR 가스 유입부(220); 및 상기 아우터 파이프(210)의 하단에서 하방으로 돌출형성된 공간인 얼음포집챔버(230);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 얼음포집챔버(230)는 상기 얼음포집챔버(230)의 하방에 형성되어, 상기 얼음포집챔버(230) 내부에 포집된 얼음을 배출하는 배출홀(231); 상기 배출홀(231)에 장착되어, 상기 얼음의 자중에 의해 개방되거나, 자체탄성에 의해 폐쇄되는 개폐부(232); 및 상기 개폐부(232)가 개방되는 경우, 상기 얼음이 배출되는 통로인 배출파이브(233);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이너 부재(100)는 상기 아우터 파이프(210)의 내부에 삽입되는 이너 파이프(110); 상기 이너 파이프(110)의 상기 인터쿨러(20) 측 단부의 외주면으로부터 수직방향으로 돌출형성된 제 1 이너 플레이트(120); 상기 이너 파이프(110)의 상기 스로틀바디(50) 측 단부의 외주면으로부터 수직방향으로 돌출형성된 제 2 이너 플레이트(130); 상기 이너 파이프(110)의 외주면의 상단에서, 상기 이너 파이프(110)의 길이방향으로 돌출형성된 차단 플레이트(140); 및 상기 이너 파이프(110)의 측면 중 상기 EGR 가스 유입부(230)의 반대편 측면에 형성된 복수 개의 관통공(150);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차단 플레이트(140)의 높이는 상기 제 2 이너 플레이트(130)의 높이 미만인 것을 특징으로 한다.
상기 복수 개의 관통공(150)의 총 면적은 상기 EGR 가스 유입부(220)의 단면적 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 얼음포집챔버(230)의 폭은 상기 이너 파이프(100)의 지름 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템은 상기 스로틀밸브 결빙방지 장치(10); 상기 스로틀밸브 결빙방지 장치(10)의 일단에 장착되어, 인터쿨러(20)를 통과한 외기를 상기 스로틀밸브 결빙방지 장치(10)에 공급하는 외기라인(30); 상기 스로틀밸브 결빙방지 장치(10)의 측면에 장착되어, EGR 가스를 상기 스로틀밸브 결빙방지 장치(10)에 공급하는 EGR 라인(40); 및 상기 스로틀밸브 결빙방지 장치(10)의 타단에 장착되어, 상기 외기와 상기 EGR 가스가 혼합된 흡기를 스로틀바디(50)에 공급하는 흡기라인(60);을 포함한다.
본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템의 작동방법은 인터쿨러(20)에서 냉각된 외기가 이너 파이프(110)로 유입되고, EGR 라인(40)을 통과한 EGR 가스가 EGR 가스 유입부(210)로 유입되는 단계(S100); 상기 EGR 가스 유입부(210)로 유입된 EGR 가스가 상기 이너 파이프(110)의 외주면을 따라 이동하는 단계(S200); 상기 EGR 가스에 포함된 수분이 응결되어 형성된 얼음이 얼음포집챔버(220)에 포집되고, 나머지 EGR 가스는 관통공(150)을 통해 상기 이너 파이프(110) 내부의 외기와 혼합되는 단계(S300); 및 상기 외기와 상기 EGR 가스가 상기 이너 파이프(110) 내부에서 혼합되어, 흡기라인(60)을 통해 스로틀바디(50)로 공급되는 단계(S400);를 포함한다.
상기 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템의 작동방법은 상기 혼합되는 단계(S300)에서 포집된 얼음의 무게가 기설정된 기준무게 이상인 경우에는 개폐부(222)가 개방되어, 배출파이브(223)를 통해 상기 얼음을 배출하는 단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템의 작동방법은 상기 혼합되는 단계(S300)에서 포집된 얼음의 무게가 기설정된 무게 미만인 경우에는 개폐부(222)가 폐쇄되는 단계(S600);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, EGR 가스로부터 빙결된 얼음이 흡기라인으로 유입되는 것을 방지하여, 스로틀밸브의 결빙을 방지할 수 있다.
또한, EGR 가스의 흐름을 방해하지 않도록, 빙결된 얼음을 별도의 챔버에 할 수 있다.
또한, 빙결된 얼음이 일정 수준 이상 포집된 경우에는 외부로 배출하여, 연소실 내부로 수분이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지 장치의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지 장치에서 이너 부재의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지 장치에서 아우터 부재의 사시도.
도 5는 도 2의 AA단면도.
도 6은 본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지 장치에서 아우터 부재의 분해사시도.
도 7은 본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템의 작동방법의 순서도.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지 장치의 사시도이다. 도 2를 참조할 때, 본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지 장치는 이너 부재(100) 및 아우터 부재(200)를 포함한다. 이너 부재(100)는 일측이 인터쿨러(20)와 연통되고, 아우터 부재(200)는 일측에서 상기 이너 부재(100)가 내부에 삽입되며, 타측은 스로틀바디(50)와 연통된다. 즉, 인터쿨러(20) 측에서 유입된 저온의 외기는 이너 부재(100) 및 아우터 부재(200)의 조립체를 통과하여 스로틀바디(50) 측으로 배출되는 것이다. 이하, 이너 부재(100) 및 아우터 부재(200)에 대해 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지 장치에서 아우터 부재의 사시도이다. 도 4를 참조할 때, 상기 아우터 부재(200)는 아우터 파이프(210), EGR 가스 유입부(220) 및 얼음포집챔버(230)를 포함한다. 아우터 파이프(210)의 내부에는 상기 이너 부재(100), 보다 상세히 설명하면 후술할 이너 파이프(110)가 삽입된다. EGR 가스 유입부(220)는 상기 아우터 파이프(210)의 일측면에 형성되며, 후술할 EGR 라인(40)과 연통되어, EGR 가스를 아우터 파이프(210) 내부로 유입시키는 통로 역할을 한다.
도 5는 도 2의 AA단면도이다. 도 5를 참조할 때, 얼음포집챔버(230)는 상기 아우터 파이프(210)의 하단에서 하방으로 돌출형성된 공간이다. 따라서, 상기 EGR 가스 유입부(220)를 통해 아우터 파이프(210) 내부로 유입된 EGR 가스에 포함된 수분이, 저온의 외기에 의해 냉각된 이너 파이프(110)의 외주면에서 결빙되어 얼음을 형성하고, 이러한 얼음은 자중에 의해 하방으로 낙하하여 얼음포집챔버(230)에서 포집되는 것이다. 차량의 레이아웃 상의 제약에 따라, 후술할 이너 파이프(110)와 아우터 파이프(220) 사이을 간극을 증가시키는 것이 어려우므로, 빙결된 얼음이 EGR 가스의 유동을 방해하지 않도록 별도의 챔버를 형성하여 얼음을 포집하는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지 장치에서 아우터 부재의 분해사시도이다. 도 6을 참조할 때, 상기 얼음포집챔버(230)는 배출홀(231), 개폐부(232), 배출파이브(233)를 포함한다. 배출홀(231)은 상기 얼음포집챔버(230)의 하방에 형성되어, 상기 얼음포집챔버(230) 내부에 포집된 얼음을 배출하는 역할을 한다. 개폐부(232)는 상기 얼음포집챔버(230)는 상기 배출홀(231)에 장착되어, 상기 얼음의 자중에 의해 개방되거나, 자체탄성에 의해 폐쇄된다. 즉, 개폐부(232)는 탄성체로 형성되어, 얼음(또는 얼음이 녹은 물)의 자중이 탄성력을 초과하면 개방되고, 얼음이 배출된 후에는 다시 복원되어 폐쇄되는 밸브 역할을 하는 것이다. 배출파이브(233)는 상기 개폐부(232)가 개방되는 경우, 상기 얼음(또는 얼음이 녹은 물)이 배출되는 통로 역할을 한다. 이에 따라, 얼음(또는 얼음이 녹은 물)이 연소실 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지 장치에서 이너 부재의 사시도이다. 도 3을 참조할 때, 상기 이너 부재(100)는 이너 파이프(110), 제 1 이너 플레이트(120), 제 2 이너 플레이트(130), 차단 플레이트(140) 및 관통공(150)을 포함한다.
이너 파이프(110)는 상기 아우터 파이프(210)의 내부에 삽입된다. 제 1 이너 플레이트(120)는 상기 이너 파이프(110)의 상기 인터쿨러(20) 측 단부의 외주면으로부터 수직방향으로 돌출형성된다. 제 2 이너 플레이트(130)는 상기 이너 파이프(110)의 상기 스로틀바디(50) 측 단부의 외주면으로부터 수직방향으로 돌출형성된다.
따라서, 이너 파이프(110)의 외주면, 아우터 파이프(210)의 내주면, 제 1 이너플레이트(120) 및 제 2 이너플레이트(130)에 의해 원통형상의 공간이 형성된다. 또한, EGR 가스 유입부(120)에서 유입된 EGR 가스는 직접 외기와 접촉하지 못하고, 우선 상기 원통형상의 공간으로 유입된다. 이때, 이너 파이프(110)의 내부에는 저온의 외기가 통과하고 있으므로, 이너 파이프(110) 역시 저온으로 냉각된다. 따라서, 상기 원통형상의 공간으로 유입된 EGR 가스에 포함된 수분은 이너 파이프(110)의 외주면에서 결빙되어 얼음을 형성한다. 이후, 이러한 얼음은 자중에 의해 하방으로 낙하하여 상기 얼음포집챔버(230)에서 포집되는 것이다.
차단 플레이트(140)는 상기 이너 파이프(110)의 외주면의 상단에서, 상기 이너 파이프(110)의 길이방향으로 돌출형성된다. 관통공(150)은 상기 이너 파이프(110)의 측면 중 상기 EGR 가스 유입부(230)의 반대편 측면에 형성된다. 이때, 상기 복수 개의 관통공(150)의 총 면적은 상기 EGR 가스 유입부(220)의 단면적 이상일 수 있다. 이는 EGR 가스의 유동을 원활하게 하기 위함이다.
즉, 상기 원통형상의 공간으로 유입된 EGR 가스는, 내부에 포함된 수분을 상실한 후 상기 관통공(150)으로 유입되어, 이너 파이프(110) 내부에서 외기와 혼합된다. 따라서, 이너 파이프(110) 내부 및 이와 연통된 흡기라인(60), 스로틀바디(50)에서의 결빙현상이 방지된다.
이때, 아우터 파이프(210) 외주면에 형성된 얼음이 상기 관통공(150)으로 유입되는 것을 방지할 필요가 있으며, 이를 위해 상기 이너 파이프(110)의 외주면의 상단에 차단 플레이트(140)를 장착한다. 즉, 아우터 파이프(210) 외주면에 형성된 얼음이 EGR 가스의 유동에 의해 아우터 파이프(210)의 외주면을 따라 이동하더라도, 상부로 이동된 얼음은 차단플레이트(140)에 의해 더이상 이동하지 못하고, 결빙이 진행됨에 따라 증가하는 자중에 의해 하방으로 미끄러져 상기 얼음포집챔버(230)에서 포집된다.
또한, 상기 차단 플레이트(140)의 높이는 상기 제 2 이너 플레이트(130)의 높이 미만인 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 얼음이 형성되어 수분이 제거된 나머지 EGR 가스는 상기 차단 플레이트(140)와 상기 제 2 이너 플레이트(130) 사이의 공간을 통과하여, 상기 관통공(150)으로 유입되는 것이다.
또한, 하부로 이동된 얼음 역시 자중에 의해 상기 얼음포집챔버(230)에서 포집된다. 이때, 상기 얼음포집챔버(230)의 폭은 상기 이너 파이프(100)의 지름 이상이므로, 상기 이너 파이프(100)에서 낙하한 얼음은 상기 아우터 파이프(200) 내부에 퇴적되지 않고, 모두 얼음포집챔버(230) 내부에 포집된다.
도 1은 본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템의 블록도이다. 도 1을 참조할 때, 본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템은 스로틀밸브 결빙방지 장치(10), 외기라인(30), EGR 라인(40) 및 흡기라인(60)을 포함한다.
스로틀밸브 결빙방지 장치(10)는 전술한 바와 같다.
외기라인(30)은 상기 스로틀밸브 결빙방지 장치(10)의 일단에 장착되어, 인터쿨러(20)를 통과한 외기를 상기 스로틀밸브 결빙방지 장치(10)에 공급하는 역할을 한다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 외기라인(30)은 이너 파이프(110) 중 제 1 이너 플레이트(120) 측과 연통되어, 상기 외기를 이너 파이프(110) 내부로 공급하는 것이다. 상기 외기는 저온(섭씨 0도 이하), 이너 파이프(110)를 냉각하게 된다.
EGR 라인(40)은 상기 스로틀밸브 결빙방지 장치(10)의 측면에 장착되어, EGR 가스를 상기 스로틀밸브 결빙방지 장치(10)에 공급하는 역할을 한다. 보다 상세하게 설명하면, EGR 라인(40)은 상기 EGR 가스 유입부(220)과 연통되어, 상기 원통형상의 공간에 EGR 가스를 유입시키는 것이다.
흡기라인(60)은 상기 스로틀밸브 결빙방지 장치(10)의 타단에 장착되어, 상기 외기와 상기 EGR 가스가 혼합된 흡기를 스로틀바디(50)에 공급하는 역할을 한다. 보다 상세하게 설명하면, 흡기라인(60)은 아우터 파이프(110)에 장착되며, 수분이 제거된 EGR 가스와 저온의 외기가 혼합된 흡기를 스로틀바디(50)에 공급하는 것이다. 따라서, 스로틀바디(50) 내부의 스로틀 밸브 샤프트가 고착되는 것을 방지할 수 있고, 빙결에 의해 발생된 얼음에 의해 흡기라인(60)의 내경이 축소되어, 출력저하 또는 가속불량 등 언더부스트(UNDER BOOST) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템의 작동방법의 순서도이다. 도 7을 참조할 때, 본 발명에 따른 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템의 작동방법은 인터쿨러(20)에서 냉각된 외기가 이너 파이프(110)로 유입되고, EGR 라인(40)을 통과한 EGR 가스가 EGR 가스 유입부(210)로 유입되는 단계(S100); 상기 EGR 가스 유입부(210)로 유입된 EGR 가스가 상기 이너 파이프(110)의 외주면을 따라 이동하는 단계(S200); 상기 EGR 가스에 포함된 수분이 응결되어 형성된 얼음이 얼음포집챔버(220)에 포집되고, 나머지 EGR 가스는 관통공(150)을 통해 상기 이너 파이프(110) 내부의 외기와 혼합되는 단계(S300); 및 상기 외기와 상기 EGR 가스가 상기 이너 파이프(110) 내부에서 혼합되어, 흡기라인(60)을 통해 스로틀바디(50)로 공급되는 단계(S400);를 포함한다.
상기 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템의 작동방법은 상기 혼합되는 단계(S300)에서 포집된 얼음의 무게가 기설정된 기준무게 이상인 경우에는 개폐부(222)가 개방되어, 배출파이브(223)를 통해 상기 얼음을 배출하는 단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 얼음의 무게에는 얼음이 녹은 물의 무게도 포함될 수 있다. 즉, 얼음 및 물의 무게가 기준무게 이상인 경우에는 상기 개폐부(222)가 변형되어, 상기 얼음 및 물이 배출파이프(223)를 통해 EGR 시스템 외부로 배출되는 것이다. 따라서, 상기 얼음이 스로틀바디(500) 보다 구체적으로는 스로틀밸브의 샤프트를 고착시켜 스로틀밸브의 개폐를 방해하는 문제점을 해소할 수 있는 것이다. 또한, 연소실 내부로 수분이 유입되는 것을 방지하여, 엔진의 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템의 작동방법은 상기 혼합되는 단계(S300)에서 포집된 얼음의 무게가 기설정된 무게 미만인 경우에는 개폐부(222)가 폐쇄되는 단계(S600);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 개폐부(222)는 탄성체이므로, 외력(즉, 포집된 얼음 및 물의 무게)이 제거되면 상기 배출홀(221)을 폐쇄하도록 복원되는 것이다.
앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.
10 스로틀밸브 결빙방지 장치
20 인터쿨러
30 외기라인
40 EGR 라인
50 스로틀바디
60 흡기라인
100 이너 부재
110 이너 파이프
120 제 1 이너 플레이트
130 제 2 이너 플레이트
140 차단 플레이트
150 관통공
200 아우터 부재
210 아우터 파이프
220 EGR 가스 유입부
230 얼음포집챔버
231 배출홀
232 개폐부
233 배출파이프

Claims (16)

  1. 일측이 인터쿨러(20)와 연통되는 이너 부재(100); 및
    일측에서 상기 이너 부재(100)가 내부에 삽입되고, 타측은 스로틀바디(50)와 연통되는 아우터 부재(200);
    를 포함하는 스로틀밸브 결빙방지 장치에 있어서,
    상기 아우터 부재(200)는 내부에 상기 이너 부재(100)가 삽입되는 아우터 파이프(210);
    상기 아우터 파이프(210)의 일측면에 형성되는 EGR 가스 유입부(220); 및
    상기 아우터 파이프(210)의 하단에서 하방으로 돌출형성된 공간인 얼음포집챔버(230);
    를 포함하고,
    상기 이너 부재(100)는 상기 아우터 파이프(210)의 내부에 삽입되는 이너 파이프(110);
    상기 이너 파이프(110)의 상기 인터쿨러(20) 측 단부의 외주면으로부터 수직방향으로 돌출형성된 제 1 이너 플레이트(120);
    상기 이너 파이프(110)의 상기 스로틀바디(50) 측 단부의 외주면으로부터 수직방향으로 돌출형성된 제 2 이너 플레이트(130);
    상기 이너 파이프(110)의 외주면의 상단에서, 상기 이너 파이프(110)의 길이방향으로 돌출형성된 차단 플레이트(140); 및
    상기 이너 파이프(110)의 측면 중 상기 EGR 가스 유입부(220)의 반대편 측면에만 형성된 복수 개의 관통공(150);
    을 포함하며,
    상기 이너 파이프(110)의 외주면, 상기 아우터 파이프(210)의 내주면, 상기 제 1 이너플레이트(120) 및 상기 제 2 이너플레이트(130)에 의해 원통형상의 공간이 형성되어, EGR 가스 유입부(120)에서 유입된 EGR 가스가 직접 외기와 접촉하지 못하고 상기 원통형상의 공간으로 우선 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 스로틀밸브 결빙방지 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 얼음포집챔버(230)는 상기 얼음포집챔버(230)의 하방에 형성되어, 상기 얼음포집챔버(230) 내부에 포집된 얼음을 배출하는 배출홀(231);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 스로틀밸브 결빙방지 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 얼음포집챔버(230)는 상기 배출홀(231)에 장착되어, 상기 얼음의 자중에 의해 개방되거나, 자체탄성에 의해 폐쇄되는 개폐부(232);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스로틀밸브 결빙방지 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 얼음포집챔버(230)는 상기 개폐부(232)가 개방되는 경우, 상기 얼음이 배출되는 통로인 배출파이브(233);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스로틀밸브 결빙방지 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 차단 플레이트(140)의 높이는 상기 제 2 이너 플레이트(130)의 높이 미만인 것을 특징으로 하는 스로틀밸브 결빙방지 장치.
  10. 삭제
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 관통공(150)의 총 면적은 상기 EGR 가스 유입부(220)의 단면적 이상인 것을 특징으로 하는 스로틀밸브 결빙방지 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 얼음포집챔버(230)의 폭은 상기 이너 파이프(110)의 지름 이상인 것을 특징으로 하는 스로틀밸브 결빙방지 장치.
  13. 제 1항 내지 제 4항, 제 9항, 제 11항, 제 12항 중 어느 한 항의 스로틀밸브 결빙방지 장치(10);
    상기 스로틀밸브 결빙방지 장치(10)의 일단에 장착되어, 인터쿨러(20)를 통과한 외기를 상기 스로틀밸브 결빙방지 장치(10)에 공급하는 외기라인(30);
    상기 스로틀밸브 결빙방지 장치(10)의 측면에 장착되어, EGR 가스를 상기 스로틀밸브 결빙방지 장치(10)에 공급하는 EGR 라인(40); 및
    상기 스로틀밸브 결빙방지 장치(10)의 타단에 장착되어, 상기 외기와 상기 EGR 가스가 혼합된 흡기를 스로틀바디(50)에 공급하는 흡기라인(60);
    을 포함하는 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템.
  14. 제 13항의 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템를 작동하는 방법에 있어서,
    인터쿨러(20)에서 냉각된 외기가 이너 파이프(110)로 유입되고, EGR 라인(40)을 통과한 EGR 가스가 EGR 가스 유입부(210)로 유입되는 단계(S100);
    상기 EGR 가스 유입부(210)로 유입된 EGR 가스가 상기 이너 파이프(110)의 외주면을 따라 이동하는 단계(S200);
    상기 EGR 가스에 포함된 수분이 응결되어 형성된 얼음이 얼음포집챔버(220)에 포집되고, 나머지 EGR 가스는 관통공(150)을 통해 상기 이너 파이프(110) 내부의 외기와 혼합되는 단계(S300); 및
    상기 외기와 상기 EGR 가스가 상기 이너 파이프(110) 내부에서 혼합되어, 흡기라인(60)을 통해 스로틀바디(50)로 공급되는 단계(S400);
    를 포함하는 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템의 작동방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 혼합되는 단계(S300)에서 포집된 얼음의 무게가 기설정된 기준무게 이상인 경우에는 개폐부(222)가 개방되어, 배출파이브(223)를 통해 상기 얼음을 배출하는 단계(S500);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템의 작동방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 혼합되는 단계(S300)에서 포집된 얼음의 무게가 기설정된 무게 미만인 경우에는 개폐부(222)가 폐쇄되는 단계(S600);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스로틀밸브 결빙방지용 EGR 시스템의 작동방법.
KR1020150174923A 2015-12-09 2015-12-09 스로틀밸브 결빙방지 장치, 이를 포함하는 스로틀밸브 결빙방지용 egr 시스템 및 그 작동방법 KR101816364B1 (ko)

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