KR20020016034A - 차량 난방을 위한 히터 및 이지알 쿨러의 성능 향상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 각기 설치되던 히터 코어와 EGR 쿨러를 통합하므로써 별도 장치의 추가 없이 난방성능을 향상시킬 수 있는 차량 실내 난방을 위한 히터 및 EGR 쿨러의 성능 향상 장치를 제공하는데 있다.

이를 위해 본 발명은 차량의 실내 난방을 위해 엔진 냉각수 라인의 도중에 설치되는 히터 코어와 공기를 송풍하는 불로어 및 엔진에 리턴공급되는 배기가스를 냉각하는 EGR 쿨러를 포함하는 엔진에 있어서,

상기 EGR 쿨러의 배기가스통과 관로들이 상기 히터 코어의 냉각수 파이프내를 통과하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

차량 난방을 위한 히터 및 이지알 쿨러의 성능 향상장치{Effeciency improving apparatus of heater and EGR cooler}

본 발명은 차량의 실내 난방을 위한 히터 및 NOx 저감을 위해 엔진으로 리턴되는 고온의 배기가스를 냉각하는 EGR 쿨러의 성능 향상 장치에 관한 것이다.

기온이 낮아지는 겨울철등에는 차실내를 쾌적한 온도로 유지하기 위하여 난방을 하게 된다.

이때 차실내의 난방은 수냉식 엔진의 승용차의 경우 통상 별도의 에너지 공급원을 이용하지 아니하고 엔진의 실린더 헤드를 냉각하고 순환하는 고온의 냉각수를 이용한다.

이를 위해 도 4에 도시하는 것과 같이 엔진(30)의 냉각수 출구(31)와 워터 펌프(32) 사이의 냉각수 관로(33) 도중에 히터 코어(34)를 설치하고 블로어(35)를 구동하여 차실내로 송풍되는 공기가 히터 코어(34)를 통과하면서 열교환에 의해 더워진 후 차실내로 들어가 난방을 하게 되며, 열을 빼앗겨 냉각된 냉각수는 라디에이터를 경유하거나 또는 워터 펌프(32)에 의해 직접 엔진(30)으로 유입되어 엔진을 냉각하게 되는 과정을 반복하게 된다.

그러나 외기 기온이 매우 낮은 겨울철이나 한랭 지역의 경우 냉각수의 온도가 낮아지게 되므로써 냉각수로부터 충분한 방열량의 확보가 어려워 쾌적한 실내온도를 유지하기가 어려워지게 되는 경우가 있게 된다.

이에따라 난방 성능의 향상을 위해 히터 코어(34)로 가는 히터 냉각수 라인(33)에 밧데리 전원 공급을 받아 발열하는 글로우 플러그(glow plug)를 설치하거나 또는 히터 냉각수 라인(33)에 엔진과는 별도로 연료를 연소시켜 난방열을 얻는 연료 연소식 버너를 장착하거나 또는 배기가스열로써 냉각수온을 높이는 방식등이 사용되고 있으나 별도의 연료 연소식 버너등을 설치하는 것은 비용이 많이 들기 때문에 승용차용으로는 그리 적합치 아니하여 많은 난방열을 필요로 하는 버스나 대형 트럭에나 적용가능하며, 무엇보다 상기한 여러가지 대안들의 경우 설치상의 어려움과 공간을 많이 차지하게 되므로 비용이 많이 들고 레이 아웃상 불리하므로 승용차의 경우에는 고급차를 제외하곤 일반적인 적용은 어려운 실정이다.

한편, 차량 운행이 대기를 오염시키는 주원인으로 알려지면서 배기가스 배출 기준이 엄격해지고 있는바, 배기가스 배출량을 줄이고자 엔진의 완전 연소를 촉진하기 위한 연구가 끊임없이 진행되고 있다. 그런데 엔진의 연소효율이 높아지면 엔진의 연소 온도도 높아지게 되며, 이에따라 HC나 CO의 배출량은 현저히 감소되어지게 되나, 연소 온도가 높아지는 경우 가장 유해한 성분인 NOx의 배출량은 오히려 증대되는 현상이 발생한다.

이때문에 도 4에 도시하는 것과 같이 배기매니폴드(36)를 통해 배출되는 배기가스의 일부를 EGR(배기가스리턴장치) 관로(37)를 거쳐 엔진(30)에 재공급하여 NOx의 발생량을 낮추고 있다.

그런데 EGR 관로(37)를 통해 리턴되는 배기가스의 온도는 매우 고온이므로 EGR 쿨러(38)를 경유시켜 엔진 냉각수와 열교환시켜 냉각한 후 엔진(30)에 공급하게 된다.

상기에서 설명한 것과 같이 종래의 경우 히터 코어(34)와 EGR 쿨러(38)는 서로 연관성이 없이 독립적으로 설치되고 있으며, EGR 쿨러(38)의 경우 엔진(30)에서 별도의 냉각수 라인(39)을 구성하여 열교환시키고 있기 때문에 전체 냉각수량의 부족을 가져오고 레이 아웃상의 어려움을 가져오고 있다.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 각기 별개로 설치되던 히터 코어와 EGR 쿨러를 통합하므로써 별도 장치의 추가 없이 난방성능을 향상시킬 수 있는 차량 실내 난방을 위한 히터 및 EGR 쿨러의 성능 향상 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 실내 난방을 위해 엔진 냉각수 라인의 도중에 설치되는 히터 코어와 공기를 송풍하는 불로어 및 엔진에 리턴공급되는 배기가스를 냉각하는 EGR 쿨러를 포함하는 엔진에 있어서,

상기 EGR 쿨러의 배기가스 통과 관로들이 상기 히터 코어의 냉각수 파이프내를 통과하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 차량 난방을 위한 히터 및 EGR 쿨러의 성능 향상 장치를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명 장치의 요부 상세도이다.

도 3은 본 발명 장치의 다른 실시예이다.

도 4는 종래장치이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : 워터 펌프

3 : 냉각수 라인 4 : 라디에이터

5 : 냉각수 라인 6 : 히터 냉각수 라인

7 : 히터 코어 8 : 블로어

9 : EGR 쿨러 10 : 배기가스 통과 관로

11 : 냉각수 파이프 12 : EGR 밸브

13 : 배기매니폴드 14 : EGR 관로

16 : 냉각 핀

이하 본 발명의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 난방을 위한 히터 및 EGR 쿨러의 성능 향상장치를 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명 장치의 요부상세도이며, 도 3은 본 발명 장치의 다른 실시예이다.

엔진(1)이 구동되면, 워터 펌프(2)가 작동하여 엔진(1) 냉각을 위한 냉각수가 순환하게 되며, 엔진(1)을 냉각하고 더워진 냉각수는 냉각수 라인(3)을 통해 라디에이터(4)로 들어가 방열 냉각된 뒤 다시 냉각수 라인(5)을 통해 엔진(1)으로 유입되어 냉각 작용을 반복하게 된다.

엔진(1)을 냉각시킨 냉각수의 일부는 히터 냉각수 라인(6)을 통해 히터 코어(7)를 경유하여 다시 엔진(1)으로 유입될 수 있도록 되어 있으며, 블로어(8)를 구동시키게 되면 히터 코어(7)를 공기가 통과하면서 뜨거운 냉각수와의 열교환에 의해 더워진 후 차실내로 송풍된다.

이 히터 코어(7)와 병행하여, 보다 상세히는 도 2에 도시할 것과 같이 EGR 쿨러(9)의 배기가스 통과 관로(10)들이 히터 코어(7)의 냉각수 파이프(11)내를 통과하도록 설치되어 있다.

이에따라 EGR 밸브(12, Exhaust gas return valve)가 열리게 되면 배기매니폴드(13)로 배출되는 배기가스의 일부가 개방된 EGR 관로(14)를 통해 EGR 쿨러(9)의 배기 가스 통과 관로(10)들을 통과한 후 흡기매니폴드(15)로 들어가 신기와 혼합되어 엔진(1)에 공급된다.

EGR 쿨러(9)를 감싸고 있는 히터 코어(7)의 냉각수 파이프(11)들의 외주에는 수많은 얇은 냉각핀(16)들이 설치되어 있으며, 불로어(8)가 구동되면 공기가 냉각핀(16)들 사이의 간극을 통과하여 실내로 송풍되어지며, 냉각핀(16)을 통과하는 동안 열교환에 의해 열을 얻게 된다.

여기서 도 3에 도시하는 것과 같이 EGR 쿨러(9)를 히터 코어(7) 후방에 별도로 배치하여 블로어(8)에 의해 송풍되는 공기가 EGR 쿨러(9)를 먼저 통과한 후 히터 코어(7)를 통과하도록 순서적으로 배치할 수도 있다.

그러나 EGR 쿨러(9)를 냉각핀(17)에 의한 공랭식에 의존할 경우 열교환 효율이 다소 떨어지므로 도 2의 실시예와 같이 냉각 파이프(11)속을 통과하도록 하면 별도의 EGR 쿨러를 위한 냉각수 라인이 필요 없고 엔진 냉각수 유량도 그대로 유지되어져 효율 좋게 EGR 가스의 냉각 및 난방 효과를 동시에 얻을 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 NOx 저감을 위해 엔진에 리턴 공급하는 배기가스를 냉각하기 위해 설치되고 있는 EGR 쿨러의 배기가스 통과 관로들을 차량 난방을 위한 히터 코어의 냉각수 파이프내를 통과하도록 장치하므로써 고온의 배기가스열을 난방에 이용하는 것이 가능하여 혹한기의 난방 능력을 제고시키고, 또 EGR 쿨러를 위한 별도의 냉각수 라인이 요구되지 아니하며, 엔진 냉각수 수량도 그대로 유지되므로, 그 구조가 간단하여 비용을 저감하고 엔진의 레이 아웃성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 차량의 실내 난방을 위해 엔진 냉각수 라인의 도중에 설치되는 히터 코어와 공기를 송풍하는 불로어 및 엔진에 리턴공급되는 배기가스를 냉각하는 EGR 쿨러를 포함하는 엔진에 있어서,

   상기 EGR 쿨러의 배기가스통과 관로들이 상기 히터 코어의 냉각수 파이프내를 통과하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 난방을 위한 히터 및 EGR 쿨러의 성능 향상장치.
2. 차량의 실내 난방을 위해 엔진 냉각수 라인의 도중에 설치되는 히터 코어와 공기를 송풍하는 블로어 및 엔진에 리턴공급되는 배기가스를 냉각하는 EGR 쿨러를 포함하는 엔진에 있어서,

   공랭식의 냉각핀이 배기가스 통과 관로들의 외주에 형성된 EGR 쿨러가 상기 히터 코어 후방에 연달아 설치되므로써 상기 블로어에 의해 송풍되는 공기가 EGR 쿨러를 먼저 경유한 후 히터 코어를 통과하여 송풍되는 것을 특징으로 하는 차량 난방을 위한 히터 및 EGR 쿨러의 성능 향상장치.