KR102176470B1 - 배기가스 재순환 쿨러 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 배기가스 재순환 쿨러(1000)는 제1케이스(110); 상기 제1케이스(110)의 개방된 일측을 폐쇄하는 제2케이스(120); 나란하게 형성되는 제1직선부(410) 및 제2직선부(420)와, 상기 제1직선부(410) 및 제2직선부(420)를 완만하게 연결하는 곡선부(430)를 포함하는 "U"자 관형으로 상기 제1케이스(110) 및 제2케이스(120)의 내부에 구비되는 복수개의 유동관(400); 상기 제1케이스(110) 및 제2케이스(120)의 내부의 상기 제1직선부(410)와 제2직선부(420) 사이를 구획하는 배플(500); 상기 제1케이스(110)에 형성되어 냉각수를 유입하는 제1입구부(210) 및 배출하는 제1출구부(220); 상기 제2케이스(120)에 형성되어 상기 유동관(400)으로 이지알가스를 공급하는 제2입구부(310) 및 이지알가스를 배출하는 제2출구부(320)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해, 본 발명의 재순환 쿨러는 배플(500)에 의해 냉각수 흐름이 조절될 수 있어 이지알가스와 냉각수의 열교환효율을 보다 높일 수 있다.

Description

배기가스 재순환 쿨러 {EXHAUST GAS RECIRCULATION COOLER}
본 발명은 배기가스 재순환 쿨러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 배플이 제1-2케이스에 고정됨으로써 배플의 고정력을 증대할 수 있고, 냉각수의 유동에 의해 배플이 움직여 발생될 수 있는 소음을 미연에 방지할 수 있으며, 이지알가스와 냉각수의 열교환효율을 보다 높일 수 있는 배기가스 재순환 쿨러에 관한 것이다.
엔진은 연료를 연소시켜서 생긴 연소가스가 작용하여 연료가 가지고 있는 열에너지를 기계적인 일로 바꾸는 기관으로서, 터보차져(Turbo charger) 엔진은 배기에너지를 이용하여 터빈을 구동시키고, 터빈과 동일한 축을 갖는 과급기에 의해 공기를 압축하여 공급한다.
이 때, 외기가 유입되는 라인과, 배기가스가 배출되는 라인을 연결하여 배출되는 배기가스를 다시 엔진으로 공급함으로써 배기가스 내부에 포함된 유해 미립자를 저감하고 연료의 소비량을 감소하는 배기가스 재순환 시스템(EGR SYSTEM, EXHAUST GAS RECIRCULATION SYSTEM)이 제안된 바 있으며, 이를 도 1에 도시하였다.
상기 배기가스 재순환 시스템은 엔진(10), 배기라인(12), 촉매(11), 흡기라인(16), 배기가스순환라인(14), 이지알밸브(13), 이지알쿨러(15), 및 제어부(17)를 포함한다. 아울러, 상기 이지알밸브(13)의 전후단 차압을 감지하는 차압센서(미도시), 상기 배기가스순환라인(14)을 지나는 이지알가스의 실제유량을 감지하는 이지알유량감지부(미도시), 및 상기 흡기라인(16)을 지나는 흡기의 실제유량을 감지하는 흡기유량감지부(미도시)를 포함한다. 상기 엔진(10)에서 생성되는 배기가스는 상기 배기라인(12)을 통해서 대기로 방출되는데, 상기 촉매(11)에서 유해물질이 저감되고, 일부는 상기 배기가스순환라인(14)을 통해서 상기 흡기라인(16)으로 재순환된다. 상기 제어부(17)는 상기 이지알밸브(13)의 개도량을 제어하여, 상기 배기가스순환라인(14)을 통해서 흐르는 이지알가스를 정밀하게 제어한다.
특히, 종래의 이지알쿨러는 이지알가스가 유동되는 관과, 상기 관을 감싸며 냉각수가 유동되는 케이스를 포함하는 형태가 제안된 바 있으나, 관 및 케이스의 길이방향 길이를 증대하는 만큼 열교환효율을 높일 수 있어 성능을 높이고자 하는 경우 소형화를 방해하게 된다.
대한민국 공개특허 2011-0003953호(발명의 명칭 : 엔진의 EGR밸브 제어구조 및 방법)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유동관의 제1직선부와 제2직선부 사이를 구획하는 배플이 제1-2케이스에 고정됨으로써 배플의 고정력을 증대할 수 있고, 냉각수의 유동에 의해 배플이 움직여 발생될 수 있는 소음을 미연에 방지할 수 있으며, 이지알가스와 냉각수의 열교환효율을 보다 높일 수 있는 배기가스 재순환 쿨러를 제공하는 것이다.
본 발명의 배기가스 재순환 쿨러는 제1케이스; 상기 제1케이스의 개방된 일측을 폐쇄하는 제2케이스; 나란하게 형성되는 제1직선부 및 제2직선부와, 상기 제1직선부 및 제2직선부를 완만하게 연결하는 곡선부를 포함하는 "U"자 관형으로 상기 제1케이스 및 제2케이스의 내부에 구비되는 복수개의 유동관; 상기 제1케이스 및 제2케이스의 내부의 상기 제1직선부와 제2직선부 사이를 구획하는 배플; 상기 제1케이스에 형성되어 냉각수를 유입하는 제1입구부 및 배출하는 제1출구부; 상기 제2케이스에 형성되어 상기 유동관으로 이지알가스를 공급하는 제2입구부 및 이지알가스를 배출하는 제2출구부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해, 본 발명의 재순환 쿨러는 배플에 의해 냉각수 흐름이 조절될 수 있어 이지알가스와 냉각수의 열교환효율을 보다 높일 수 있다.
이 때, 상기 제1출구부는 제1-1출구부 및 제1-2출구부를 포함하여 냉각수의 유동량을 더욱 증대할 수 있다. 특히, 시동이 켜진 상태에서, 상기 제1-1출구부는 상시 개방된 상태를 유지하고, 상기 제1-2출구부는 냉각수의 배출을 조절하는 조절수단이 더 구비되어 냉각수의 추가적인 유동이 필요할 경우 개방되도록 함으로써 냉각수의 온도가 높아지거나 이지알가스의 충분한 냉각이 필요하다고 판단되는 경우 냉각수의 유동량을 적절하게 조절할 수 있다.
또한, 상기 제1케이스는, 상기 제2케이스와 결합되며 상기 제1출구부가 형성되는 제1-1케이스와, 엔진에 결합되는 면으로 상기 제1입구부가 형성되는 제1-2케이스의 결합에 의해 형성되며, 상기 제1-2케이스에 상기 배플이 고정될 수 있다. 상기 배플이 제1-2케이스에 고정됨으로써 배플의 고정력을 증대할 수 있고, 이에 따라, 냉각수의 유동에 의해 배플이 움직여 발생될 수 있는 소음을 미연에 방지할 수 있다.
또, 상기 제1-2케이스는 상기 배플의 상측 및 하측 면을 지지하는 가이드부가 형성되고, 상기 배플은 상기 가이드부의 일측을 감싸도록 상기 제2케이스가 구비된 측의 일정 영역이 절곡되는 절곡부가 형성됨으로써 배플을 제1-2케이스에 용접하지 않고 끼움결합한 후, 상기 제1-1케이스 및 제1-2케이스의 조립에 의해 배플이 고정될 수 있어 제조공정을 단순화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 유동관은 둘레가 나선형 구조로서, 이지알가스와 냉각수의 열교환효율을 보다 높일 수 있다.
아울러, 상기 배기가스 재순환 쿨러는, 상기 제1직선부 및 제2직선부와 연통되며 상기 제1케이스 및 제2케이스 사이에 고정되는 고정판이 구비되어 복수개의 유동관을 확실히 고정하고 조립이 용이한 장점이 있다.
이에 따라, 본 발명의 배기가스 재순환 쿨러는 유동관의 제1직선부와 제2직선부 사이를 구획하는 배플이 제1-2케이스에 고정됨으로써 배플의 고정력을 증대할 수 있고, 냉각수의 유동에 의해 배플이 움직여 발생될 수 있는 소음을 미연에 방지할 수 있으며, 이지알가스와 냉각수의 열교환효율을 보다 높일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 배기가스 재순환 시스템을 나타낸 개략도.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 배기가스 재순환 쿨러의 사시도 및 분해사시도.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명에 따른 배기가스 재순환 쿨러의 제1-1케이스 및 제1-2케이스 부분의 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 배기가스 재순환 쿨러의 유동관을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 배기가스 재순환 쿨러의 냉각수 및 이지알가스의 흐름을 나타낸 도면.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 배기가스 재순환 쿨러(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 배기가스 재순환 쿨러(1000)의 사시도 및 분해사시도이고, 도 4 및 도 5는 각각 본 발명에 따른 배기가스 재순환 쿨러(1000)의 제1-1케이스(111) 및 제1-2케이스(112) 부분의 평면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 배기가스 재순환 쿨러(1000)의 유동관(400)을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 배기가스 재순환 쿨러(1000)의 냉각수 및 이지알가스의 흐름을 나타낸 도면이다.
본 발명의 배기가스 재순환 쿨러(1000)는 케이스, 유동관(400), 배플(500), 제1입구부(210) 및 제1출구부(220), 제2입구부(310) 및 제2출구부(320)를 포함한다.
상기 케이스(100)는 내부에 유동관(400)이 구비되며 냉각수가 유동되어 서로 열교환되는 부분으로서, 본 발명의 배기가스 재순환 쿨러(1000)는 제1케이스(110) 및 제2케이스(120)를 포함한다.
상기 제1케이스(110)는 일측이 개방되며, 냉각수를 유입하는 제1입구부(210) 및 배출하는 제1출구부(220)가 형성된다.
상기 제2케이스(120)는 상기 제1케이스(110)의 개방된 일측을 폐쇄하는 부분으로서, 상기 유동관(400)이 상기 제1케이스(110)의 개방된 일측을 통해 삽입되고 상기 제2케이스(120)에 의해 고정된다. 이 때, 상기 제2케이스(120)에는 상기 유동관(400)으로 이지알가스를 공급하는 제2입구부(310) 및 제2출구부(320)가 형성된다. 상기 제2케이스(120)는 이지알가스가 유입되는 제2입구부(310)가 형성되는 영역 및 배출되는 제2출구부(320)가 형성되는 영역이 서로 분리되어 개별적인 공간을 형성한다.
상기 유동관(400)은 상기 제1케이스(110) 및 제2케이스(120)에 의해 형성되는 내부 공간에 구비되는 것으로서, 관형태로 형성되어 내부에 이지알가스가 유동된다. 더욱 상세하게, 상기 유동관(400)은 제1직선부(410), 제2직선부(420) 및 곡선부(430)를 포함한다. 이 때, 상기 제1직선부(410) 및 제2직선부(420)는 서로 나란하게 구비되며, 상기 곡선부(430)가 상기 제1직선부(410) 및 제2직선부(420)를 연결함으로써, 상기 유동관(400)은 "U"자 관형으로 형성된다. 상기 유동관(400)은 많은 양의 이지알 가스가 이동되도록 복수개가 구비되며, 고정판(440)에 의해 복수개의 유동관(400)이 고정되고, 상기 고정판(440)이 상기 제1케이스(110) 및 제2케이스(120) 사이에 고정되어 조립됨으로써 조립이 더욱 용이하도록 할 수 있다. 상기 고정판(440)은 판형태로, 상기 제1직선부(410) 및 제2직선부(420)를 고정하되, 그 내부와 연통되도록 형성된다.
한편, 상기 유동관(400)은 이지알가스의 흐름을 나선형태로 안내하며, 외부 냉각수와의 열교환을 보다 증대할 수 있도록 둘레가 나선형 구조인 것이 바람직하며, 이 때, 전체가 나선형 구조일 수도 있고, 상기 제1직선부(410) 및 제2직선부(420)만 나선형 구조일 수 있다.
상기 배플(500)은 상기 제1케이스(110) 및 제2케이스(120)의 내부에 구비되되, 상기 유동관(400)의 상기 제1직선부(410)와 제2직선부(420) 사이를 구획한다.
또한, 본 발명의 배기가스 재순환 쿨러(1000)는 상기 제1출구부(220)가 제1-1출구부(221) 및 제1-2출구부(222)를 포함할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 배기가스 재순환 쿨러(1000)는 냉각수의 유동량을 증대할 수 있는 장점이 있다. 특히, 시동이 켜진 상태에서, 상기 제1-1출구부(221)는 상시 개방된 상태를 유지하고, 상기 제1-2출구부(222)는 냉각수의 배출을 조절하는 조절수단(미도시)이 더 구비되어 냉각수의 추가적인 유동이 필요할 경우 개방되도록 함으로써 냉각수의 온도가 높아지거나 이지알가스의 충분한 냉각이 필요하다고 판단되는 경우 냉각수의 유동량을 적절하게 조절할 수 있다. 이 때, 상기 제1-1출구부(221) 및 제1-2출구부(222)의 위치는 다양하게 위치될 수 있으며, 상기 도 2 및 도 3에서, 상기 제1-1출구부(221)가 도면 좌측 하부에 위치되고, 상기 제1-2출구부(222)가 도면 우측 상부에 위치되는 예를 나타내었다. 또한, 상기 제1-1출구부(221) 및 제1-2출구부(222) 중 하나는 냉각수의 흐름 상 라디에이터 측으로 냉각수를 공급하는 라인에 연결되고, 나머지 하나는 히터코어 측으로 냉각수를 공급하는 라인에 연결될 수 있다.
또, 본 발명의 배기가스 재순환 쿨러(1000)는 상기 제1케이스(110)가 제1-1케이스(111) 및 제1-2케이스(112)를 포함할 수 있다.
상기 제1-1케이스(111)는 상기 제2케이스(120)와 결합되며 상기 제1출구부(220)가 형성되는 부분이며, 상기 제1-2케이스(112)는 엔진에 결합되는 면으로 상기 제1입구부(210)가 형성되는 부분이다.
이 때, 상기 배플(500)은 상기 제1-2케이스(112)에 고정된다. 상기 배플(500)은 길이가 긴 가로 방향이 상기 제1-2케이스(112)에 고정되고, 세로 방향이 상기 제1-1케이스(111) 및 제1-2케이스(112)에 맞닿게 위치되는 것으로서, 본 발명의 배기가스 재순환 쿨러(1000)는 상기 제1케이스(110)가 제1-1케이스(111) 및 제1-2케이스(112)로 형성되고, 상기 배플(500)이 상기 제1-2케이스(112)에 고정됨으로써 배플(500)의 고정력을 보다 높일 수 있다.
또한, 상기 제1-2케이스(112)는 상기 배플(500)의 상측 및 하측 면을 지지하는 가이드부(510)가 형성되고, 상기 배플(500)은 상기 가이드부(510)의 일측을 감싸도록 상기 제2케이스(120)가 구비된 측의 일정 영역이 절곡되는 절곡부(501)가 형성됨으로써 배플(500)을 제1-2케이스(112)에 용접하지 않고 끼움결합한 후, 상기 제1-1케이스(111) 및 제1-2케이스(112)의 조립에 의해 배플(500)이 고정될 수 있어 제조공정을 단순화할 수 있는 장점이 있다. 상기 가이드부(510)는 상기 제1입구부(210)의 형성을 방해하지 않도록 형성된다.
이 때, 상기 제1입구부(210)는 유입되는 냉각수가 상기 배플(500)의 상측으로 전량 유입되도록 하거나, 일정량이 상기 배플(500)의 상측으로 나머지가 배플(500)의 하측으로 유입되도록 위치가 조절될 수 있다. 도 5에서 상기 배플(500)은 상기 제1입구부(210)의 일정영역을 상측 및 하측으로 구획하도록 형성된 예를 나타내었다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 배기가스 재순환 쿨러(1000)는 유동관(400)의 제1직선부(410)와 제2직선부(420) 사이를 구획하는 배플(500)이 제1-2케이스(112)에 고정됨으로써 배플(500)의 고정력을 증대할 수 있고, 냉각수의 유동에 의해 배플(500)이 움직여 발생될 수 있는 소음을 미연에 방지할 수 있으며, 이지알가스와 냉각수의 열교환효율을 보다 높일 수 있고, 제조가 용이한 장점이 있다.
상기 도 7에 도시한 도면에서 냉각수의 흐름을 실선으로 나타내었고, 이지알가스의 흐름을 점선으로 나타내었다. 상기 제1입구부(210)를 통해 유입된 냉각수는 제1케이스(110) 및 제2케이스(120)의 내부 공간을 유동한 후, 상기 제1-1출구부(221) 및 제1-2출구부(222)를 통해 배출된다. 또한, 상기 제2입구부(310)를 통해 상기 유동관(400)으로 유입된 이지알가스는 제1직선부(410), 곡선부(430) 및 제2직선부(420)를 따라 이동되면서 외부의 냉각수와 열교환된 후, 상기 제2출구부(320)를 통해 배출된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 배기가스 재순환 쿨러
100 : 케이스
110 : 제1케이스 111 : 제1-1케이스
112 : 제1-2케이스
120 : 제2케이스
210 : 제1입구부 220 : 제1출구부
(221 : 제1-1출구부, 222 : 제1-2출구부)
310 : 제2입구부 320 : 제2출구부
400 : 유동관
410 : 제1직선부 420 : 제2직선부
430 : 곡선부
440 : 고정판
500 : 배플 501 : 절곡부
510 : 가이드부

Claims (8)

  1. 일측이 개방되며 냉각수를 유입하는 제1입구부 및 상기 냉각수를 배출하는 제1출구부를 구비하는 제1케이스;
    상기 제1케이스의 개방된 일측을 폐쇄하며, 상측에 이지알가스를 유입하는 제2입구부 및 하측에 상기 이지알가스를 배출하는 제2출구부를 구비하는 제2케이스;
    나란하게 형성되는 제1직선부 및 제2직선부와, 상기 제1직선부 및 제2직선부를 완만하게 연결하는 곡선부를 포함하는 "U"자 관형이 상기 제1직선부는 상층에 상기 제2직선부는 하층에 배치되도록 상기 제1케이스 및 제2케이스의 내부에 구비되는 복수개의 유동관;
    일단부는 상기 제1케이스에 고정되고, 타단부는 상기 제1케이스의 내부로 연장되어 상기 제1직선부와 제2직선부 사이를 구획하는 배플;
    상기 제1케이스에 형성되어 냉각수를 유입하는 제1입구부 및 배출하는 제1출구부;
    상기 제2케이스에 형성되어 상기 유동관으로 이지알가스를 공급하는 제2입구부 및 이지알가스를 배출하는 제2출구부를 포함하며,
    상기 제1출구부는,
    상기 복수개의 유동관을 사이에 두고 상기 제1입구부의 맞은 편에서 상기 제2직선부의 단부 측에 위치하는 제1-1출구부; 및
    상기 복수개의 유동관을 사이에 두고 상기 제1입구부의 맞은 편에서 상기 곡선부 측에 위치하는 제1-2출구부를 포함하고,
    상기 냉각수는 상기 제1입구부를 통해 유입되어 상기 복수개의 유동관 사이를 유동한 후, 상기 제1-1출구부 및 제1-2출구부를 통해 배출되고,
    상기 이지알가스는 상기 제2입구부를 통해 유입되어 상기 제1직선부, 상기 곡선부 및 제2직선부를 따라 상층에서 하층으로 이동하면서 상기 냉각수와 열교환된 후, 상기 제2출구부를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 쿨러.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1케이스는,
    상기 제2케이스와 결합되며 상기 제1출구부가 형성되는 제1-1케이스와, 엔진에 결합되는 면으로 상기 제1입구부가 형성되는 제1-2케이스의 결합에 의해 형성되며,
    상기 제1-2케이스에 상기 배플이 고정되는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 쿨러.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1-2케이스는 상기 배플의 상측 및 하측 면을 지지하는 가이드부가 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 쿨러.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배플은 상기 가이드부의 일측을 감싸도록 상기 제2케이스가 구비된 측의 일정 영역이 절곡되는 절곡부가 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 쿨러.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배기가스 재순환 쿨러는,
    상기 제1-2출구부에 연결되어 냉각수의 배출을 조절하는 조절수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 쿨러.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유동관은 둘레가 나선형 구조인 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 쿨러.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배기가스 재순환 쿨러는,
    상기 제1직선부 및 제2직선부와 연통되며 상기 제1케이스 및 제2케이스 사이에 고정되는 고정판이 구비되는 것을 특징으로 하는 배기가스 재순환 쿨러.
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