KR101971063B1 - 내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치 - Google Patents

내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 배기가스용 냉각 장치, 밸브 및 제어 유닛을 포함하고, 배기가스용 냉각 장치는 배기가스가 통과될 수 있는 배기가스용 통로를 포함하고, 상기 통로는 배기가스가 통로 내로 유입될 수 있는 배기가스용 유입구, 및 배기가스가 통로로부터 배출될 수 있는 배기가스용 배출구를 포함하고, 냉각 장치는 통과시 배기가스를 냉각시키도록 형성되고, 상기 밸브는 밸브의 조절에 의해 냉각 장치로 배기가스의 공급을 조절하도록 형성되고, 상기 제어 유닛은 냉각 장치와 열적으로 연결되고, 상기 제어 유닛은 냉각 장치의 유입구측 영역과 냉각 장치의 배출구측 영역 간의 온도 차이에 의해 구동되는 상기 밸브를 설정하도록 형성된다.

Description

내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치 {DEVICE FOR COOLED EXHAUST GAS RECIRCULATION IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 내연 기관 내 냉각된 냉각 배기가스 재순환을 위한 장치에 관한 것이다.
배기가스 재순환 시스템들은 질소 산화물 방출을 감소시키기 위해 디젤 차량들에 종종 사용된다. 내연 기관의 배기가스는 적어도 부분적으로 다시 연소 챔버 내로 재순환되고, 이로써 연소되는 혼합물의 산소 농도가 감소한다. 따라서, 적은 연료가 분사됨으로써, 혼합물의 발열량 및 이로써 연소 온도가 감소된다. 감소된 연소 온도는 적은 질소 산화물 함량을 가지고, 이는 내연 기관의 환경 친화성과 관련해서 바람직하다. 이는 상이한 관할권들에서 차량으로부터 질소 산화물들의 방출을 제한하는 규정들이 효력을 가짐으로써 구체화된다.
재순환되는 배기가스의 온도를 가능한 낮게 유지하기 위해, 배기가스는 종종 연소 챔버로의 복귀 전에 냉각된다. 상응하는 냉각 장치들은 예컨대 US 2007/0289581 A1, JP H11-257504, JP S60-150468 및 JP H10-73053에 공지된다.
이러한 시스템은 특히 JP S60-150468에 기술된다. 배기가스는 엔진으로부터 배기가스를 냉각하기 위한 시스템으로 전달된다. 상기 시스템 내에는 형상 기억 금속으로 이루어진 스프링에 의해 2개의 상태들 사이에서 선회 가능한 밸브가 제공된다. 하나의 상태에서는 엔진으로 복귀되어야 하는 배기가스가 냉각되도록 냉각 장치를 통해 안내되나, 다른 상태에서는 배기가스가 직접, 즉 특수 냉각 없이 엔진으로 복귀된다 (소위 바이패스-모드).
다른 작동 원리는 도 1에 도시된다. 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치는 배기가스용 유입구(20) 및 배출구(22)를 포함한 냉각 장치(10)를 포함하고, 상기 유입구 및 배출구를 통해 배기가스가 냉각 장치(10) 내로 안내될 수 있다. 상기 장치 앞에 밸브(도시되지 않음)가 접속되고, 상기 밸브는 장치로 배기가스의 유입을 조절한다. 유입구(20)와 배출구(22) 사이에 통로(15a, 15b)가 제공되고, 상기 통로는 유입구(20) 및 배출구(22)를 연결한다. 상기 통로는 2개의 부분들, 즉 냉각되지 않은 제1 통로(15a), 및 냉각된 제2 통로(15b)로 나뉜다. 상기 두 개의 통로들(15a, 15b)은 유입구(20)로부터 배출구(22)로 연장된다. 제1 통로(15a)를 냉각시키기 위해, 냉각액용 유입 라인(12) 및 상기 냉각액용 배출구(14)가 제공된다. 상기 유입 라인(12) 또는 배출구(14)를 통해 냉각액이 유입 또는 배출될 수 있으므로, 제1 통로(15a)를 통해 안내되는 배기가스가 냉각된다.
유입구(20)의 근처에 밸브(18)가 제공되고, 상기 밸브는 레버(24)와 연결되므로, 선회될 수 있다. 상기 레버(24)는 다시 진공 액추에이터(16)와 연결된다. 상기 진공 액추에이터(16)에 의해 밸브(18)는 배기가스가 제1 통로(15a) 또는 제2 통로(15b)로 선택적으로 안내되도록 외부로부터 제어된다. 밸브(18)가 스토퍼(19) 상에 접하는 도 1에 도시된 상태에서, 배기가스는 제2 통로(15b)로 실질적으로 완전히 안내되고 거기에서 냉각된다. 밸브(18)가 커지게 (도 1에서 하부로) 선회되면, 통로(15a)를 통해 통과할 수 있는 배기가스의 양도 증가한다.
도 1에 도시된 장치의 관점에서 본 발명의 발명자들은 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치의 간단화가 가능하고 바람직하다는 것을 인지했다. 따라서 본 발명은 상기 장치를 간단화하는 것을 목표로 한다.
본 발명은 청구항 제1항에 따라 규정된다. 바람직한 실시 예들은 독립 청구항들에 규정된다.
청구항 제1항에 따라 내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치는 배기가스용 냉각 장치를 포함한다. 상기 냉각 장치는 배기가스가 통과될 수 있는 배기가스용 통로를 포함하고, 장치는 배기가스가 통로 내로 유입될 수 있는 배기가스용 유입구 및 배기가스가 통로로부터 배출될 수 있는 배기가스용 배출구를 포함한다. 제1 통로 및 제2 통로는 유입구 및 배출구를 서로 연결한다. 냉각 장치는 제2 통로를 통해서 통과하는 경우 배기가스를 냉각시키도록, 즉 제1 통로는 냉각되지 않거나 또는 미미한 정도만으로 (예컨대 제2 통로를 이용한 열 전도에 의해) 냉각되게 형성된다. 제1 및/또는 제2 통로는 하나의 통로보다 더 많은 통로들일 수도 있고, 즉, 2개의 통로들 모두가 예컨대 필요에 따라 다수의 파이프 라인들로 이루어질 수도 있다. 배기가스용 냉각 장치는 예컨대 유입구 및 배출구를 포함하는 파이프일 수도 있고, 상기 파이프 둘레에 상기 파이프 내에서 흐르는 배기가스가 냉각될 수 있는 냉각액용 다른 라인이 놓인다.
또한, 장치는 밸브를 포함하고, 상기 밸브는 제1 통로 및 제2 통로로 배기가스의 공급을 제어하도록 형성된다. 즉, 밸브는 냉각 장치의 유입구 앞에 배치되게 제공되고, 냉각 장치로 배기가스의 공급을 선택적으로 설정하는데 사용되므로, 선택적으로 더 많거나 또는 더 적은 배기가스가 실질적으로 냉각되지 않는 제1 통로 및 냉각된 제2 통로에 공급된다. 즉, 제1 및 제2 통로에 공급되는 배기가스의 양이 선택적으로 설정된다.
또한, 제어 유닛이 냉각 장치와 열적으로 연결된다. 상기 제어 유닛은 냉각 장치의 유입구측 영역과 냉각 장치의 배출구측 영역 간의 온도 차이에 의해 그리고 온도 차이에 따라 구동되는 밸브를 설정하도록 형성된다. 냉각 장치와 제어 유닛이 열적으로 연결된다는 것은 냉각 장치로부터 제어 유닛으로의 열 전달이 이루어질 수 있다는 것을 의미한다. 즉, 제어 유닛은 냉각 장치의 온도를 감지할 수 있다. 온도 차이에 의해 구동되는 제어 유닛이 밸브의 개방률을 설정한다는 것은 온도 차이 자체가 밸브의 상기 조절을 구동시킨다는 것을 의미이다. 다시 말해, 온도 차이 자체가 상기 조절의 에너지원이고, 즉, 별도의 구동부가 필요하지 않다. 냉각 장치의 유입구측 또는 배출구측 영역이라고 하면 온도 차이가 냉각 장치 내부에서 배기가스의 흐름 방향을 따라 상이한 2개의 지점들 사이에서 측정되고, 하나의 지점은 유입구에 가까이 있고 다른 하나의 지점은 배출구 가까이에 있다는 것을 의미한다. 본 발명에 따라, 제1 및 제2 통로에 공급되는 배기가스의 양은 전술된 온도 차이에 따라 변경된다.
본 발명에 따른 장치는 냉각 장치의 유입구측 영역과 냉각 장치의 배출구측 영역 간의 온도 차이에 의해 구동되는 밸브가 설정됨으로써, 예컨대 도 1에 도시된 장치에서는 필요할 수 있는 예컨대 진공 액추에이터 또는 전기 액추에이터와 같은 외부 구동원 또는 외부 액추에이터가 필요하지 않는 것을 장점으로 가진다. 이로써, 장치가 단순화될 수 있다. 또한, 온도 차이의 이용은 절대 온도와 달리, 장치가 구동 조건들에 더 정확하게 매칭될 수 있는 것, 즉 장치의 외부 온도의 변화가 온도의 절대값에는 영향을 미치나 온도 차이에는 미미한 영향을 미치거나 또는 영향을 미치지 않는다는 장점을 부여한다. 따라서, 이러한 특징은 장치가 더 높은 안정성을 가지게 한다. 또한, 작동이 적은 소음을 발생시키는데 왜냐하면 전기 액추에이터의 경우에는 필요할 수 있는 모터들이 필요하지 않기 때문이다. 또한, 필요시 배기가스가 완전히 제1 통로 또는 제2 통로 내로 안내되는 상태로 밸브가 자동으로 전환되게 설정하는 것도 가능하다. 이는 장치의 안전성을 증가시킨다. 외부 액추에이터가 배제될 수 있기 때문에, 무게 및 비용도 감소될 수 있다. 또한, 전기 컴포넌트들이 필요하지 않기 때문에, 장치의 전자기 호환성이 문제되지 않는다.
본 발명에 따라, 제어 유닛은 제1 및 제2 제어 소자들을 포함한다. 제1 제어 소자는 냉각 장치의 유입구측 영역과 열적으로 연결되고, 제2 제어 소자는 냉각 장치의 배출구측 영역와 열적으로 연결된다. 하나 또는 바람직하게는 2개의 제어 소자들은 온도 변화시 변형되도록 형성된다. 제1 및 제2 밸브 소자는 밸브의 밸브 소자와 연결되므로, 온도 차이의 변화로 인한 하나 또는 바람직하게는 2개의 제어 소자들의 변형이 밸브를 조절시킨다.
상기 제어 소자들은 온도 차이에서 충분히 큰 변형을 갖는 임의의 물체들일 수 있다. 형상 기업 합금들이 추후 자세하게 논의되면, 다른 제어 소자들도 사용될 수 있으며, 예컨대, 상응하는 온도 변화에서 액체의 증기에 의해 팽창되는, 낮은 끓는 점을 가진 액체로 채워진 캡슐을 사용하는 것도 고려될 수 있다.
상응하는 제어 유닛은 제1 및 제2 제어 소자들의 분리된 제공에 의해 간단히 제조될 수 있으며, 그 이유는 2개의 분리된 제어 소자들만이 제공되면 되기 때문이다. 또한, 이러한 2개의 별도 제어 소자들이 제공됨으로써 제어 소자들이 밸브 소자의 조절에 양호하게 적합한 것이 보장된다. 이는 제어 소자들의 분리된 제공에 의해 소정 적용을 위해 특별히 선택될 수 있기 때문이다.
제1 및 제2 제어 소자는 보우든 케이블에 의해 서로 연결된다. 보우든 케이블이 밸브 소자와 연결되므로, 로프 케이블은 밸브를 조절시킨다. 보우든 케이블에 의한 이러한 형성은 간단하고 안정적으로 제조되고 매우 안정적인 장치를 달성시킨다.
또한, 장치는 바람직하게는 냉각 유체를 통과시키도록 형성되고, 즉, 장치는 예컨대 냉각 핀을 가진 능동적 냉각 장치이고 수동적 냉각 장치가 아니다. 제1 제어 소자가 냉각 유체용 유입구와 열적으로 연결되고 제2 제어 소자가 냉각 유체용 배출구와 열적으로 연결되는 것이 바람직하다. 유입구 또는 배출구와 제1 및 제2 제어 소자들의 이러한 연결은 제어의 높은 안정성을 달성시킨다. 이것은 유입구 상의 냉각 유체와 배출구 상의 냉각 유체 간의 온도 차이는 밸브 소자가 어느 정도로 조절되어야 하는지의 여부, 또는 조절되는지에 대한 신뢰할만한 지표라고 증명되었기 때문이다.
또한, 적어도 하나 및 바람직하게는 2개의 제어 소자들이 형상 기억 합금으로 이루어진 컴포넌트를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 형상 기억 합금은 2개의 상이한 결정 구조들로 존재할 수 있는 합금이다. 상기 합금들은 종종 대중적으로 "메모리 금속"이라고도 하고, 이는 상기 합금들이 후속하는 강력한 변형에도 불구하고 이전의 형상을 기억할 수 있다는 것을 표현한다. 이러한 금속들은 규정된 임계 온도를 넘어 온도의 상승시 특정 형상을 취하고, 양방향 형상 기억 합금의 경우 하부 임계 온도에 미달하는 경우에도 특정 형상을 취한다. 따라서, 형상 기억 합금으로 이루어진 컴포너트는 각각 현저한 형상 변화를 갖는 고온에서 경우에 따라 저온에서 적어도 하나 및 경우에 따라 2개의 이행부들을 갖는다. 이러한 형상 변화는 밸브 소자를 스위칭시키고, 이로써 밸브가 조절될 수 있다. 이러한 형상 변화는 본 발명의 장치가 제어 소자의 형상 변화에 기여함으로서 본 발명의 장치를 이용한다.
이와 관련해서, 형상 기억 합금으로 이루어진 컴포넌트는 형상 기억 합금으로 이루어진 와이어 또는 형상 기억 합금으로 이루어진 스프링, 특히 나선형 스프링을 포함하고, 이들은 각각 가열시 그 길이가 감소되도록 형성된다. 이러한 단축은 밸브 소자가 선회하도록 쉽게 전환시킬 수 있는 비교적 간단한 변형이고, 이는 장치의 견고성으로 인해 바람직하다. 스프링 또는 나선형 스프링의 길이의 감소는 2개의 단부들 사이의 간격이 감소됨을 의미한다. 동일한 정의는 형상 기억 합금으로 이루어진 개별 직선 와이어의 길이의 감소에도 유효하다.
또한, 2개의 제어 소자들은 형상 기억 합금으로 이루어진 컴포넌트를 포함하는 것이 바람직하다. 2개의 제어 소자들은 온도 변화시 제1 제어 소자의 변형이 동일한 온도 변화시 제2 제어 소자의 변형에 반대로 작용하도록 함께 작용한다. 상응하는 형상에 의해 제1 및 제2 제어 소자의 일종의 "줄다리기"가 달성될 수 있고, 이로써 밸브의 상이한 상태들 사이에서 안정적으로 이쪽 저쪽으로 스위칭 될 수 있다.
또한, 밸브는 냉각 장치 내로 통합되게 제공되는 것이 바람직하다. 이는 밸브가 냉각 장치와 같은 동일한 컴포넌트 내에 제공되고, 특히 냉각 장치의 유입구 상에 직접 제공되고, 그리고 예컨대 파이프 라인에 의해 상기 유입구로부터 분리되지 않게 제공되는 것을 의미한다. 이로써, 컴팩트한 장치가 제조될 수 있고, 밸브가 제어되어야 하는 길이의 감소에 의해서도 밸브의 제어가 안정적으로 실시될 수 있다.
장치는 온도 차이가 증가하는 경우 제2 통로 내로 더 많은 배기가스를 안내하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이로써, 온도 차이가 높을 때, 즉, 배기가스가 높은 온도를 가지고 이로써 냉각되어야 할 때 바로, 배기가스가 냉각 장치를 통해 안내된다.
또한, 온도 차이가 증가하면 제1 통로 내로 더 많은 배기가스가 안내되는 것도 바람직하다. 이러한 형성은 다른 적용을 위해 바람직할 수 있다.
밸브는 항상 (미미한 정도로) 배기가스를 제2 통로로 공급하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 제어 유닛이 모든 경우 적어도 특정 정도로 배기가스 및 이로써 배기가스 온도에 노출되도록 보장될 수 있기 때문에 바람직하다. 이로써, 제어 유닛은 이러한 경우에도 밸브를 조절할 수 있다. 이러하지 않다면, 즉 제2 통로에 배기가스가 전혀 공급되지 않는 상태가 가능하다면, 배기가스는 이 상태에서 제어 유닛에 영향을 줄 수 없을 것이다.
또한, 밸브를 제어 유닛으로부터 독립적으로 조절할 수 있는 보조 액추에이터가 제공되는 것이 바람직하다. 이로써, 제어 유닛에게 제어를 부여하는 것이 한정되지 않고 경우에 따라 수동으로 또는 외부 제어부에 의해서도 밸브가 조절될 수 있다. 이는 예컨대 높은 배기가스 온도에도 불구하고 배기가스를 냉각시키고자 하는 경우 (또는 실질적으로 냉각시키지 않고자 하는 경우) 바람직하다.
도 1은 청구항 제1항에 해당되지 않는 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치,
도 2는 제1 실시 예에 따른 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치,
도 3은 제2 실시 예에 따른 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치, 및
도 4는 제3 실시 예에 따른 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치를 도시한다.
본 발명의 제1 실시 예는 도 2와 관련해서 기술된다.
도 2에는 대기가스용 냉각 장치(110)가 도시된다. 상기 냉각 장치(110)는 배기가스용 유입구(120) 및 배출구(122)를 포함하고, 배기가스용 통로들(115a, 115b)이 상기 유입구 및 배출구를 연결시킨다. 제1 통로(115a)는 실질적으로 냉각되지 않고 일종의 바이패스 통로를 형성하고, 제2 통로(115b)는 냉각된다. 배기가스는 유입구(120)를 통해 유입되고 배출구(122)로부터 배출된다. 제2 채널(115b) 둘레로 도시되지 않은 냉각 채널이 제공되고, 상기 냉각 채널 내에서 냉각 유체가 흐를 수 있다. 상기 냉각 유체는 유입구(112)를 통해 유입되어 배출구(114)를 통해 배출된다. 유입구(112) 앞에 추가 밸브(도시되지 않음)가 접속되고, 상기 밸브에 의해 얼마나 많은 배기가스가 냉각 장치(110)에 공급될지가 제어된다.
냉각 장치(110)의 유입구(120) 상에 밸브(121)가 제공되고, 상기 밸브에서 밸브 소자(118)가 스토퍼(119) 상에 접촉됨으로써 유입구(12)를 통해 유입되는 배기가스의 분배를 제1 통로(115a) 및 제2 통로(115b) 사이에서 변경할 수 있다. 도 2에 도시된 상태에서는 배기가스가 제1 통로(115a) 내로 실질적으로 유입되지 않으며, 유입구(120)을 통해 유입되는 실질적으로 모든 배기가스가 제2 통로(115b) 내로 공급된다. 밸브 소자(118)가 선회하면 점진적으로 더 많은 배기가스가 제1 통로(115a) 내로 공급된다.
밸브 소자(118)는 회전 가능하게 지지되는 로프 풀리(148) 상에 고정된다. 상기 로프 풀리(148) 상에 레버(124)가 고정되고, 상기 레버는 작동시 로프 풀리(148)를 그의 회전 축을 중심으로 선회시키고 이로써 밸브(121)를 조절한다.
냉각 유체용 배출구(114) 상에 제1 제어 소자(142)가 제공되고, 냉각 유체용 유입구(112) 상에 제2 제어 소자(140)가 제공된다. 제1 제어 소자(142)는 보우든 케이블(144)에 의해 제2 제어 소자(140)와 연결되고, 상기 보우든 케이블은 편향 풀리들(146 및 150) 및 로프 풀리(148)에 의해 안내된다. 제1 제어 소자(142) 및 제2 제어 소자(140)는 형상 기억 금속으로 이루어진 스프링을 포함하고, 상기 스프링은 냉각 유체용 유입구(112)와 배출구(114) 간의 상응하게 높은 온도 차이에서, 즉 배출구(114) 상의 냉각 유체가 유입구(112) 상이 냉각 유체보다 더 높은 온도를 가지면, 더 많은 배기가스가 제2 통로(115b)에 공급되도록 밸브 소자(118)가 선회되도록 형성된다. 이러한 더 높은 온도는 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치를 통해 흐르는 배기가스가 높은 온도를 가지는 결과를 초래할 수 있는데, 왜냐하면 이러한 더 높은 온도가 유입구(112)로부터 배출구(114)로의 냉각 유체에서 심한 온도 상승을 야기했기 때문이다.
이러한 상승은 배기가스의 냉각이 필요하다는 것을 의미하고, 그로 인해 밸브(121)의 상응하는 조절이 바람직하다. 따라서, 도 2에 도시된 상태로 밸브 소자(118)의 선회가 필요하고 제1 및 제2 제어 소자들(142, 140)에 의해 달성된다. 이로써, 제1 제어 소자(142)의 형상 기억 금속으로 이루어진 스프링은 상응하게 높은 온도 차이에서, 즉 배출구(114) 상의 냉각 유체가 유입구(112) 상의 냉각 유체보다 충분히 더 따뜻하면, 보우든 케이블(144) 상에서 제2 제어 소자(140)의 형상 기억 금속으로 이루어진 스프링보다 덜 강하게 인장되도록 형성되므로, 밸브 소자(118)가 도 2에 도시된 위치로 선회하고 이로써 더 많은 배기가스가 제2 통로(115b)에 공급된다.
냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치의 이러한 형상에 의해 배기가스가 안정적으로 냉각되고, 간단하고 이로써 비용상 저렴한 장치를 이용해서 냉각된다.
본 발명의 제2 실시 예는 도 3과 관련해서 기술된다. 제1 실시 예의 기술에서와 동일한 도면 번호들이 사용되고 제1 실시 예와의 차이점만이 기술된다.
제1 실시 예와의 차이점은 밸브(121)의 벽과 밸브 소자(118) 사이에 스프링(123)이 제공되는 것이다. "페일 세이프 스프링"이라고도 하는 상기 스프링은 밸브 소자(118)가 도 2 및 도 3에 도시된 상태로 특정 예비 응력을 받도록 하는 역할을 한다. 따라서, 실질적으로 모든 배기가스가 제1 통로(115a)를 통해 안내되는 상태에서도 배기가스의 적어도 일부가 제2 통로(115b)에 의해 안내되고 이로써 냉각되는 것이 보장된다.
전술했듯이, 제어 유닛이 배기가스에 의한 영향으로부터 완전히 분리되지 않는 것이 바람직하고, 이는 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치의 성능에 있어서도 바람직하다. 즉, 그렇지 않으면 장치가 매우 뜨거운 배기가스에서도 밸브 소자(118)를 선회시키지 않거나 혹은 매우 늦게 선회시킬 수 있는데, 왜냐하면 배기가스가 제어 유닛에 영향을 줄 수 없기 때문이다.
본 발명의 제3 실시 예는 도 4와 관련해서 기술된다. 이 실시 예의 기술에 관련해서는 전술된 설명만이 참조된다. 동일한 도면 부호들이 사용되고 제1 실시 예와의 차이점만이 기술된다.
제1 실시 예와의 차이점은 별도 액추에이터(125)가 로프 풀리(143)에 제공되어 연결되는 것이다. 상기 액추에이터(125)는 예컨대 진공 액추에이터일 수 있거나 전기 모터일 수도 있고, 밸브(121)의 외부 제어를 위해 사용된다. 이러한 외부 액추에이터(125)의 제공에 의해 밸브 소자(118)는 제어 유닛에 의해 자율적으로 결정되지 않고 필요에 따라 선회될 수 있다. 이는 사용의 유연성의 관점에서 볼 때 바람직하다. 제3 실시 예의 장치는 제2 실시 예의 페일 세이프 스프링도 포함할 수 있다.
110 냉각장치
112 냉각 유체용 유입구
114 냉각 유체용 배출구
115a 제 1 통로
115b 제 2 통로
118 밸브 소자
120 배기가스용 유입구
121 밸브
122 배기가스용 배출구
140 제 2 제어 소자
142 제 1 제어 소자
144 보우든 케이블

Claims (11)

  1. 내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치로서,
    상기 장치는 배기가스용 냉각 장치(110), 밸브(121) 및 제어 유닛을 포함하고,
    배기가스용 상기 냉각 장치(110)는 배기가스가 통과될 수 있는 배기가스용 통로를 포함하고, 상기 통로는 배기가스가 상기 통로 내로 유입될 수 있는 배기가스용 유입구(120), 및 배기가스가 상기 통로로부터 배출될 수 있는 배기가스용 배출구(122)를 포함하고, 제1 통로(115a) 및 제2 통로(115b)는 상기 유입구(120) 및 상기 배출구(122)를 연결시키고, 상기 냉각 장치는 상기 제2 통로(115b)를 통해 흐르는 배기가스를 통과시 냉각시키도록 형성되고,
    상기 밸브(121)는 상기 제1 통로(115a) 및 상기 제2 통로(115b)에 배기가스의 상대적 공급을 조절하도록 형성되므로, 상기 제1 또는 제2 통로(115a, 115b)에 공급되는 배기가스의 양이 선택적으로 제어되고,
    상기 제어 유닛은 상기 냉각 장치와 열적으로 연결되고, 상기 제어 유닛은 상기 냉각 장치의 유입구측 영역과 상기 냉각 장치의 배출구측 영역 간의 온도 차이에 의해 구동되는 상기 밸브를 상기 온도 차이에 따라 상기 제1 및 제2 통로(115a, 115b)에 공급되는 배기가스의 양이 변경되게 설정하도록 형성되고,
    상기 제어 유닛은 제1 및 제2 제어 소자들을 포함하고, 상기 제1 제어 소자(142)는 상기 냉각 장치의 유입구측 영역과 열적으로 연결되고, 상기 제2 제어 소자(140)는 상기 냉각 장치의 배출구측 영역과 열적으로 연결되고, 상기 제어 소자들 중 적어도 하나는 온도 변화시 변형되도록 형성되고, 상기 제1 및 상기 제2 제어 소자는 상기 밸브의 밸브 소자(118)와 연결되고, 이로써 온도 차이의 변화로 인한 상기 제어 소자들 중 적어도 하나의 변형이 상기 제1 및 제2 통로(115a, 115b)에 공급되는 배기가스의 양을 변경시키는 내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 상기 제2 제어 소자는 보우든 케이블(144)에 이해 서로 연결되고, 상기 보우든 케이블은 상기 밸브 소자(118)와 연결되고, 이로써 상기 보우든 케이블의 운동이 상기 밸브 소자를 조절시키는 내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 장치는 배기가스를 냉각시키기 위해 냉각 유체를 통과시키도록 형성되고, 상기 제1 제어 소자는 냉각 유체용 유입구(112)와 열적으로 연결되고, 상기 제2 제어 소자는 냉각 유체용 배출구(114)와 열적으로 연결되는 내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 제어 소자들 중 적어도 하나가 형상 기억 합금으로 이루어진 컴포넌트를 포함하고, 상기 컴포넌트는 상기 제1 및 제2 제어 소자들 중 적어도 하나의 온도 변화시 변형되는 것에 기여하는 내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    형상 기억 합금으로 이루어진 상기 컴포넌트는 형상 기억 합금으로 이루어진 와이어 또는 형상 기억 합금으로 이루어진 스프링을 포함하고, 이들은 그 길이가 가열시 감소되도록 각각 형성되는 내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    2개의 상기 제어 소자들은 형상 기억 합금으로 이루어진 컴포넌트를 포함하고, 상기 제1 및 제2 제어 소자들은 온도 변화시 상기 제1 제어 소자의 변형이 동일한 온도 변화시 상기 제2 제어 소자의 변형에 반대로 작용하도록 연결되는 내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 및 상기 냉각 장치가 통합식으로 제공되는 내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 장치는 온도 차이가 증가하면 더 많은 배기가스를 상기 제2 통로(115b)에 공급하도록 형성되는 내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 장치는 온도 차이가 증가하면 더 많은 배기가스를 상기 제1 통로(115a)에 공급하도록 형성되는 내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 밸브는 상기 제2 통로(115b)에 배기가스를 항상 공급하도록 형성되는 내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 밸브를 상기 제어 유닛으로부터 독립적으로 제어할 수 있도록 보조 액추에이터를 추가로 포함하는 내연 기관 내 냉각된 배기가스 재순환을 위한 장치.
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