KR20020085513A

KR20020085513A - 이지알 쿨러

Info

Publication number: KR20020085513A
Application number: KR1020010025055A
Authority: KR
Inventors: 진영수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2002-11-16

Abstract

본 발명은 디젤엔진의 배기계에 장착되어 배기가스의 일부를 연소실로 재유입시켜 NOx의 생성을 억제하는 EGR 쿨러의 배기가스 유출입구와 냉각수 유출입구가 서로 교차되도록 형성된 EGR 쿨러에 관한 것으로,

배기가스 유출입구 및 냉각수 유출입구가 형성되고, 엔진의 배기가스재순환라인 도중에 장착되어 재순환되는 배기가스의 온도를 적정수준으로 유지시켜 주는 EGR 쿨러에 있어서,

내부가 빈 육면체로 구성되어지되 전후/좌우측면의 중심부는 외측으로 돌출형성되는 몸체와;

배기가스의 유출입을 안내하기 위해 상기한 몸체의 전후면에는 각각 일끝단이 삽입된 채로 형성되는 배기가스 유출입구와;

냉각수의 유출입을 안내하기 위해 상기한 몸체의 좌우측면에는 각각 일끝단이 삽입된 채로 형성되는 냉각수 유출입구와;

상기한 몸체의 내부에 배기가스 및 냉각수가 서로 혼합되지 않고 교차되도록 흐르게 하기 위한 코어; 로 구성되는 것을 특징으로 하며,

상기한 코어는 전후방향으로 연결되는 배기가스 코어와, 좌우방향으로 연결되는 냉각수 코어가 다층으로 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기한 코어는 스테인레스 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

이지알 쿨러{EGR COOLER}

본 발명은 EGR 쿨러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디젤엔진의 배기계에 장착되어 배기가스의 일부를 연소실로 재유입시켜 NOx의 생성을 억제하는 EGR 쿨러의 배기가스 유출입구와 냉각수 유출입구가 서로 교차되도록 형성된 EGR 쿨러에 관한 것이다.

일반적으로 디젤엔진은 그 연료가 경유로서 휘발성에 약하여 연소실에 점화되기 위해서는 직접분사방식을 채택하고 있다.

그런데 최초시동시 엔진은 냉각되어 있는 상태이므로 설정된 온도로 상승될 때까지는 연소되지 않은 배기가스가 그대로 대기로 방출되므로 탄화수소, NOx 등의 유해물질이 배출되어 대기를 오염시키는 문제점이 있었다.

따라서 이러한 문제점을 해소하고자 도 4에서와 같이 엔진(10)의 배기매니폴드(11)에서 방출되는 배기가스의 일부를 흡기매니폴드(12)로 유도하기 위해 배기가스재순환관(15)이 형성되어 있으며, 배기매니폴드(11)에서 배출되는 배기가스의 압력에 의해 작동하는 터보차져(13)가 배기라인의 일측에 형성되어 있다. 또한 흡기매니폴드(12)의 전방측에는 터보차져(13)에서 가압된 흡기를 냉각하기 위한 인터쿨러(14)가 형성되어 있다. 상기한 배기가스재순환관(15)의 도중에는 전자제어장치에 의해 제어되는 배기가스재순환밸브(16)가 형성되고, 그 후미에는 배기가스재순환밸브(16)를 통과한 배기가스가 흡기매니폴드(12) 측으로 유도될 수 있도록 벤츄리부(17)가 형성된다.

그리고 상기한 배기가스재순환밸브(16)의 일측에는 재순환되는 배기가스의 온도를 적정하게 유지시켜 주기 위한 EGR 쿨러(20)가 장착되어 있다.

즉, 시동초기에는 엔진의 온도를 전자제어부가 감지하여 배기가스재순환밸브를 자동으로 개방시켜 엔진의 연소실에서 불완전연소되어 배기매니폴드로 배기되는배기가스의 일부를 배기가스재순환관으로 재순환되도록 하고, 재순환되는 배기가스의 온도를 적정수준으로 유지된 상태로 흡기매니폴드로 유입되도록 하여 재연소시키도록 함으로서, 대기중으로 방출되는 탄화수소, 녹스 등의 유해물질의 배출을 줄여 대기오염을 예방하도록 하였다.

상기한 종래의 EGR 쿨러(20)는 도 5와 같이 길이가 긴 원통형의 몸체(21) 양측으로 배기가스재순환관(15)과 연결되기 위한 플랜지(22,23)가 형성되고, 상기 몸체(21)의 내부는 냉각수 통로가 되는 챔버(24)가 형성된다.

상기 몸체(21)에 형성된 챔버(24)의 일측으로는 냉각수가 유입되는 냉각수 입구(25)와 냉각수 출구(26)가 연결되어 있다. 또한 상기 챔버(24)의 내측으로는 배기가스가 통과되며 냉각수에 의해 배기가스의 온도를 낮추기 위한 다수의 냉각튜브(27)들이 가로질러 형성되어 있다.

즉, 배기가스의 입구측(28)에서 유입된 배기가스는 냉각튜브(27)들을 통과하게 되면서 냉각수의 온도에 의해 적정수준의 온도로 조절되어 출구측(29)을 통과하게 된다.

그러나, NOx규제가 3g/kwh 수준인 EURO-4의 경우는 EGR 쿨러 장착이 필수적이나 상기와 같은 종래의 EGR 쿨러는 용량 증대 및 엔진 레이아웃상 제약을 많이 받아 성능 및 효율을 증대하기가 어려운 문제점이 있었다. 따라서 12리터급 이상되는 고마력엔진에는 엔진 효율상 EGR 쿨러의 개수를 증대하는 방법으로 냉각수 및 배기가스출구를 위한 별도의 파이프를 계속해서 증대시켜야만 하였다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 디젤엔진의 배기계에 장착되어 배기가스의 일부를 연소실로 재유입시켜 NOx의 생성을 억제하는 EGR 쿨러의 배기가스 유출입구와 냉각수 유출입구가 서로 교차되도록 형성된 EGR 쿨러를 제공하는 데 목적이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

배기가스 유출입구 및 냉각수 유출입구가 형성되고, 엔진의 배기가스재순환관 도중에 장착되어 재순환되는 배기가스의 온도를 적정수준으로 유지시켜 주는 EGR 쿨러에 있어서,

도 1은 본 발명에 의한 EGR 쿨러의 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 EGR 쿨러 코어의 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 EGR 쿨러의 절개사시도.

도 4와 도 5는 종래기술

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : EGR 쿨러 31 : 몸체

32 : 배기가스 유출입구 34 : 냉각수 유출입구

36 : 배기가스 챔버 37 : 냉각수 챔버

40 : 코어 41 : 배기가스 통로

42 : 배기가스 코어 43 : 냉각수 통로

44 : 냉각수 코어 45 : 격판

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 EGR 쿨러의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 EGR 쿨러 코어의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 EGR 쿨러의 절개사시도이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 30은 본 발명에 의해 구성된 EGR 쿨러를 지시하는 것이다. 상기 EGR 쿨러(30)의 몸체(31)는 내부가 빈 육면체로 구성되어지되, 상기한 몸체(31)의 전후/좌우측면 중심부는 외측으로 돌출형성된다.

상기한 바와 같이 외측으로 돌출된 상기한 몸체(31)의 전후/좌우측면은 다이아몬드 형태로 구성되어진다.

그리고 몸체(31)의 전후측면에는 배기가스의 유출입을 안내하기 위한 배기가스 유출입구(32)가 연결되고, 몸체(31)의 좌우측면에는 냉각수의 유출입을 안내하기 위한 냉각수 유출입구(34)가 연결된다.

몸체(31)의 내부에 형성된 공간으로는 별도로 제작되는 코어(40)가 삽입되는데, 상기한 코어(40)는 전후방향으로 연결되어 배기가스 통로(41)를 형성하는 다수개의 배기가스 코어(42)와, 좌우방향으로 연결되어 냉각수 통로(43)를 형성하는 다수개의 냉각수 코어(44)가 다층으로 교차형성된다.

즉, 재순환되는 고열의 배기가스 온도를 적정수준으로 조절할 수 있도록 배기가스 통로(41)의 아래위로 냉각수 통로(43)가 형성되는 것이다.

상기한 배기가스 통로(41) 및 냉각수 통로(43)는 격판(45)에 의해서 다수의 통로로 나열구성되고, 상기 배기가스 통로(41)와 냉각수 통로(43)는 서로 교차형성되어, 배기가스의 흐름방향과 냉각수의 흐름방향이 서로 90도 방향으로 어긋나게 형성된다.

또한, 배기가스 유입구로 유입되어 다수의 배기가스 통로(41)를 통과한 배기가스가 하나의 배기가스 유출구로 배기될 수 있도록 배기가스 챔버(36)가 형성되는데, 이 배기가스 챔버(36)는 몸체(31)의 돌출된 전후측면 내측에 형성되는 것이다.

마찬가지로 냉각수 유입구로 유입되어 다수의 냉각수 통로(43)를 통과한 냉각수가 하나의 냉각수 유출구로 배기될 수 있도록 냉각수 챔버(37)가 형성되는데, 이 냉각수 챔버(37)는 몸체(31)의 돌출된 좌우측면 내측에 형성되는 것이다.

이와 같이 제작된 EGR 쿨러(30)는 배기가스재순환장치가 적용되는 엔진의 배기가스재순환관 도중에 배기가스 유출입구(32)가 장착되고, 재순환되는 배기가스를 적정온도로 냉각하기 위한 냉각수로 도중에 냉각수 유출입구(34)에 장착된다.

특히, 본 발명에 의한 EGR 쿨러(30)는 내구성 및 온도효율이 유리하도록 하기 위해 스테인레스 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 구성된 EGR 쿨러(30)의 작동 및 작용상태를 설명하면 다음과 같다.

EGR 밸브 및 EGR 쿨러가 장착된 엔진이 가동되면, 배기매니폴드에서 배출된 일부의 배기가스는 배기가스재순환관을 통해서 EGR 쿨러(30)로 흡입된다. EGR 쿨러(30)의 배기가스 유입구로 유입된 배기가스는 배기가스 통로(41)를 통해서 배기가스 유출구로 배기되는 과정에서 배기가스 통로(41)의 상하에 형성된 냉각수 통로(43)를 통과하는 냉각수에 의해 적정온도로 냉각된다.

이렇게 냉각된 배기가스는 흡기매니폴드로 유도되어 신기와 함께 혼합되어 엔진에서 재연소되어진다.

특히, 상기와 같이 제작되는 EGR 쿨러(30)는 종래의 튜브식 EGR 쿨러에 비해 용량이 크기 때문에 고마력엔진에서도 한개만 장착하더라도 충분한 효율을 얻을 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의한 EGR 쿨러(30)는 스테인레스 재질로 제작되므로서, 그 내구성 및 온도효율이 유리하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의해 구성되는 EGR 쿨러는 튜브형식의 종래 EGR 쿨러에 비해 성능 및 효율이 증대될 뿐만 아니라, 코어 및 챔버를 동일하게 사용하게 되므로서 사용부품의 수가 줄어 가격면에서 유리하게 된다. 또한 EGR 쿨러의 크기를 작게 형성할 수 있으므로 엔진룸이 레이아웃에 유리할 뿐만 아니라, 작업자의 작업공정을 용이하게 할 수 있는 장점이 있는 것이다.

Claims

배기가스 유출입구 및 냉각수 유출입구가 형성되고, 엔진의 배기가스재순환라인 도중에 장착되어 재순환되는 배기가스의 온도를 적정수준으로 유지시켜 주는 EGR 쿨러에 있어서,

내부가 빈 육면체로 구성되어지되 전후/좌우측면의 중심부는 외측으로 돌출형성되는 몸체(31)와;

배기가스의 유출입을 안내하기 위해 상기한 몸체(31)의 전후면에는 각각 일끝단이 삽입된 채로 형성되는 배기가스 유출입구(32)와;

냉각수의 유출입을 안내하기 위해 상기한 몸체(31)의 좌우측면에는 각각 일끝단이 삽입된 채로 형성되는 냉각수 유출입구(34)와;

상기한 몸체(31)의 내부에 배기가스 및 냉각수가 서로 혼합되지 않고 교차되도록 흐르게 하기 위한 코어(40); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 EGR 쿨러.
제 1 항에 있어서,

상기한 코어(40)는 전후방향으로 연결되어 배기가스 통로(41)를 형성하는 배기가스 코어(42)와, 좌우방향으로 연결되어 냉각수 통로(43)를 형성하는 냉각수 코어(44)가 다층으로 교차형성되는 것을 특징으로 하는 EGR 쿨러.
제 1 항에 있어서,

상기한 코어(40)는 스테인레스 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 EGR 쿨러.