KR20060058330A - Egr cooler having a catalyst - Google Patents

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강표현
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Abstract

본 발명은 EGR 가스를 냉각시키기 위한 EGR 쿨러의 냉각 튜브 내측으로 EGR 가스에 포함된 카본 등이 퇴적되는 것을 미연에 방지하기 위한 촉매 필터가 구비된 EGR 쿨러에 관한 것으로,The present invention relates to an EGR cooler equipped with a catalyst filter for preventing carbon and the like contained in the EGR gas from being deposited inside the cooling tube of the EGR cooler for cooling the EGR gas.

EGR 라인과 연결되기 위한 플랜지가 양측에 형성된 길이가 긴 통형상의 하우징과, 상기한 하우징 내부에 냉각수가 통과되기 위한 공간으로 격벽에 의해서 구획되는 챔버와, 상기한 챔버를 가로질러 전후방의 플랜지부를 연통시키며 그 내부로는 EGR 가스가 통과되기 위한 다수의 냉각 튜브들을 포함하여 구성되는 EGR 쿨러에 있어서,A long cylindrical housing having flanges connected to the EGR line on both sides, a chamber partitioned by a partition into a space for cooling water to pass through the housing, and a flange portion in front and rear across the chamber. In the EGR cooler is configured to include a plurality of cooling tubes therein for passing the EGR gas,

상기한 냉각 튜브들의 전방 위치의 하우징 내부에는 상기 냉각 튜브들로 유입되는 EGR 가스에 포함된 유해성분을 여과하기 위한 촉매 필터가 더 장착되어지되, 상기한 필터는 제1여과지가 소정간격을 두고 환형상으로 차례로 코일링되며, 상기 제1여과지와 제1여과지의 간격에는 지그재그 형상의 제2여과지가 코일링된 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.A catalyst filter for filtering harmful components contained in the EGR gas flowing into the cooling tubes is further mounted inside the housing at the front position of the cooling tubes, wherein the first filter paper is provided at a predetermined interval. The coil is sequentially coiled into a shape, and the second filter paper having a zigzag shape is coiled in a gap between the first filter paper and the first filter paper.

EGR 쿨러, 촉매 필터, 냉각 튜브, 카본EGR cooler, catalytic filter, cooling tube, carbon

Description

촉매 필터가 구비된 이지알 쿨러{EGR cooler having a catalyst}EGR cooler having a catalyst

도 1은 본 발명에 의해 형성된 EGR 쿨러의 구성도.1 is a block diagram of an EGR cooler formed by the present invention.

도 2는 본 발명에 의해 EGR 쿨러에 내장되는 촉매 필터의 구성도.2 is a block diagram of a catalyst filter embedded in the EGR cooler according to the present invention.

도 3 내지 도 4는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.3 to 4 are diagrams for explaining the conventional technology.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

30 : EGR 쿨러 31 : 하우징30: EGR cooler 31: housing

32,33 : 플랜지 34 : 격벽32,33: flange 34: bulkhead

35 : 챔버 36 : 냉각 튜브35 chamber 36 cooling tube

37 : 냉각수 입구 38 : 냉각수 튜브37: coolant inlet 38: coolant tube

40 : 촉매 필터 41 : 필터 케이스40: catalyst filter 41: filter case

42 : 제1금속판 43 : 제2금속판42: first metal plate 43: second metal plate

본 발명은 촉매 필터가 구비된 EGR 쿨러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 EGR 가스를 냉각시키기 위한 EGR 쿨러의 냉각 튜브 내측으로 EGR 가스에 포함된 카본 등이 퇴적되는 것을 미연에 방지하기 위한 촉매 필터가 구비된 EGR 쿨러에 관한 것이다.The present invention relates to an EGR cooler equipped with a catalyst filter, and more particularly, to a catalyst filter for preventing the deposition of carbon and the like contained in the EGR gas into the cooling tube of the EGR cooler for cooling the EGR gas. An EGR cooler provided.

엔진에서 배출된 배기가스의 일부를 흡기계로 환류시켜 실린더 안의 연소가스 온도를 떨어뜨림으로서 NOx의 생성이 억제되도록 하는 시스템을 EGR 장치 또는 배기가스 재순환장치라고 한다.A system in which a part of the exhaust gas discharged from the engine is refluxed to lower the combustion gas temperature in the cylinder to suppress the generation of NOx is called an EGR device or an exhaust gas recirculation device.

도 3은 EGR 장치가 적용된 종래의 일반적인 엔진의 구성도로서, 엔진(10)의 배기 매니폴드(12)에서 방출되는 배기가스의 일부를 흡기 매니폴드(11)로 유도하기 위하여 배기라인(13)과 흡기 매니폴드(11) 사이에는 EGR 라인(14)이 형성된다. 한편, 상기한 EGR 라인(14)의 도중에는 전자제어장치에 의해 제어되는 EGR 밸브(15)가 형성된다.3 is a configuration diagram of a conventional general engine to which the EGR apparatus is applied, and the exhaust line 13 is used to guide a part of the exhaust gas emitted from the exhaust manifold 12 of the engine 10 to the intake manifold 11. An EGR line 14 is formed between and the intake manifold 11. On the other hand, in the middle of the above-described EGR line 14, an EGR valve 15 controlled by an electronic controller is formed.

그리고 상기한 EGR 밸브(15)의 일측에는 재순환되는 배기가스의 온도를 적정하게 유지시켜 주기 위한 EGR 쿨러(20)가 장착되어 있다. 즉, 엔진으로 입력되는 대기온을 전자제어부가 감지하여 EGR 밸브(15)를 자동으로 개방시켜 엔진의 배기 매니폴드로 배기되는 배기가스의 일부가 EGR 라인(14)을 통해 재순환되어진다. 그리고 상기한 EGR 쿨러(20)에서는 재순환되는 배기가스의 온도가 적정수준으로 유지된 상태로 흡기 매니폴드(11)로 유입시켜 재연소되도록 함으로서, 대기중으로 방출되는 탄화수소, NOx 등의 유해물질의 배출량이 저감되도록 하였다.One side of the EGR valve 15 is equipped with an EGR cooler 20 for maintaining the temperature of the exhaust gas recycled appropriately. That is, the electronic control unit senses the air temperature input to the engine and automatically opens the EGR valve 15 so that a part of the exhaust gas exhausted to the exhaust manifold of the engine is recycled through the EGR line 14. In addition, the EGR cooler 20 discharges harmful substances such as hydrocarbons and NOx released into the atmosphere by introducing them into the intake manifold 11 so that the temperature of the exhaust gas being recycled is maintained at an appropriate level. This was to be reduced.

한편, 상기한 종래의 일반적인 EGR 쿨러(20)는 도 4에 도시되는 바와 같이, 길이가 긴 원통형의 하우징(21) 양측으로 EGR 라인(14)과 연결되기 위한 플랜지(22,23)가 형성되고, 상기 하우징(21)의 내부는 냉각수 통로가 되는 챔버(24)가 형성된다. 상기 하우징(21)에 형성된 챔버(24)의 일측으로는 냉각수가 유입되는 냉각 수 입구(25)와 냉각수 출구(26)가 연결되어 있다. 또한, 상기 챔버(24)의 내측으로는 배기가스가 통과되면 냉각수에 의해 배기가스의 온도를 낮추기 위한 다수의 냉각 튜브(27)들이 길이방향으로 형성되어 있다. 즉, 하우징(21)의 입구측(28)에서 유입된 배기가스는 냉각 튜브(27)들의 외측 주변을 통과하게 되면서 냉각수의 온도에 의해 적정수준의 온도로 조절되어 출구측(29)을 통과하게 된다.Meanwhile, as shown in FIG. 4, the conventional general EGR cooler 20 has flanges 22 and 23 formed at both sides of a long cylindrical housing 21 to be connected to the EGR line 14. In the housing 21, a chamber 24 serving as a coolant passage is formed. One side of the chamber 24 formed in the housing 21 is connected to the coolant inlet 25 and the coolant outlet 26 to which the coolant flows. In addition, when the exhaust gas passes through the chamber 24, a plurality of cooling tubes 27 are formed in the longitudinal direction to lower the temperature of the exhaust gas by the cooling water. That is, the exhaust gas introduced from the inlet side 28 of the housing 21 passes through the outer periphery of the cooling tubes 27 and is adjusted to an appropriate level by the temperature of the cooling water so as to pass through the outlet side 29. do.

그런데 EGR 쿨러의 냉각성능은 초기에 높다가 시간이 지날수록 냉각 튜브 내에 카본 등이 퇴적되면서 냉각성능이 저하되는 문제점이 있었다. 이러한 시간 경과에 의해 EGR 쿨러의 냉각성능이 떨어지면 배출가스 중 유해물질의 배출량이 증가하게 되는 원인이 된다.By the way, the cooling performance of the EGR cooler initially has a problem that the cooling performance is lowered as carbon is deposited in the cooling tube as time passes. If the cooling performance of the EGR cooler is deteriorated by this time, the emission of harmful substances in the exhaust gas is increased.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, EGR 가스를 냉각시키기 위한 EGR 쿨러의 냉각 튜브 내측으로 EGR 가스에 포함된 카본 등이 퇴적되는 것을 미연에 방지하기 위한 촉매 필터가 구비된 EGR 쿨러를 제공하는 데 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and is provided with a catalyst filter for preventing the carbon contained in the EGR gas from being deposited inside the cooling tube of the EGR cooler for cooling the EGR gas. The purpose is to provide an EGR cooler.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,

EGR 라인과 연결되기 위한 플랜지가 양측에 형성된 길이가 긴 통형상의 하우징과, 상기한 하우징 내부에 냉각수가 통과되기 위한 공간으로 격벽에 의해서 구획되는 챔버와, 상기한 챔버를 가로질러 전후방의 플랜지부를 연통시키며 그 내부로는 EGR 가스가 통과되기 위한 다수의 냉각 튜브들을 포함하여 구성되는 EGR 쿨러에 있어서, A long cylindrical housing having flanges connected to the EGR line on both sides, a chamber partitioned by a partition into a space for cooling water to pass through the housing, and a flange portion in front and rear across the chamber. In the EGR cooler is configured to include a plurality of cooling tubes therein for passing the EGR gas,                         

상기한 냉각 튜브들의 전방 위치의 하우징 내부에는 상기 냉각 튜브들로 유입되는 EGR 가스에 포함된 유해성분을 여과하기 위한 촉매 필터가 더 장착되어지되, 상기한 필터는 제1여과지가 소정간격을 두고 환형상으로 차례로 코일링되며, 상기 제1여과지와 제1여과지의 간격에는 지그재그 형상의 제2여과지가 코일링된 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.A catalyst filter for filtering harmful components contained in the EGR gas flowing into the cooling tubes is further mounted inside the housing at the front position of the cooling tubes, wherein the first filter paper is provided at a predetermined interval. The coil is sequentially coiled into a shape, and the second filter paper having a zigzag shape is coiled in a gap between the first filter paper and the first filter paper.

이하, 본 발명에 의해 구성된 EGR 쿨러의 구성 및 작동상태에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the configuration and operating state of the EGR cooler constructed by the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 EGR 쿨러의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의해 EGR 쿨러에 내장되는 촉매 필터의 구성도이다.1 is a block diagram of an EGR cooler formed by the present invention, Figure 2 is a block diagram of a catalyst filter embedded in the EGR cooler according to the present invention.

도면 중에 표시되는 도면부호 30은 본 발명에 의해 형성된 EGR 쿨러를 지시하는 것이고, 도면부호 40은 본 발명에 의한 촉매 필터를 지시하는 것이다.Reference numeral 30 in the drawing indicates an EGR cooler formed by the present invention, and reference numeral 40 designates a catalyst filter according to the present invention.

상기한 EGR 쿨러(30)는 종래기술에 의한 EGR 쿨러에서와 마찬가지로 하우징(31)의 양측으로 EGR 라인에 접속되기 위한 플랜지(32,33)이 형성되고, 그 내부에는 양측의 격벽(34)에 의해 구획되는 챔버(35)가 형성된다. 또한, 상기한 챔버(35)를 가로질러 격벽(34)에 고정되는 다수의 냉각 튜브(36)가 장착되고, 상기한 냉각 튜브(36)들을 통과하는 EGR 가스와 열교환하기 위한 냉각수가 상기 챔버(35)로 유출입될 수 있도록 하우징(31)의 일측으로는 냉각수 입구(37)와 냉각수 출구(38)가 니플로써 접속된다.In the EGR cooler 30, flanges 32 and 33 for connecting to the EGR line are formed on both sides of the housing 31, as in the conventional EGR cooler, and inside the partition walls 34 on both sides. A chamber 35 is defined which is partitioned by. In addition, a plurality of cooling tubes 36 fixed to the partition 34 across the chamber 35 are mounted, and the coolant for heat exchange with the EGR gas passing through the cooling tubes 36 is provided with the chamber ( On one side of the housing 31, the coolant inlet 37 and the coolant outlet 38 are connected as nipples so as to flow into and out of the housing 35.

한편, 상기한 하우징(31)의 내부, 즉 상기한 냉각 튜브(36)들의 전방위치에 는 냉각 튜브(36)로 유입되는 EGR 가스에 포함된 카본 등의 유해성분이 여과될 수 있도록 하기 위한 촉매 필터(40)가 장착된다.On the other hand, the catalyst filter for filtering the harmful components such as carbon contained in the EGR gas flowing into the cooling tube 36 in the interior of the housing 31, that is, the front position of the cooling tube 36 40 is mounted.

상기한 촉매 필터(40)는 EGR 가스에 포함된 이물질을 여과하기 위해서 다양한 메탈 촉매 중에서 선택되어 사용될 수 있지만, 유해성분의 여과성능 향상을 위해서는 본 발명을 설명하기 위한 실시예의 도면에서처럼 원통형의 필터 케이스(41)의 내부에 제1금속판(42)이 소정간격을 두고 환형상으로 차례로 두루말이 형태로 코일링되고, 상기한 제1금속판(42)과 제1금속판(42) 사이에는 지그재그 형상의 제2금속판(43)이 코일링된 것이 바람직하다.The catalyst filter 40 may be selected and used from various metal catalysts to filter foreign matters contained in the EGR gas, but in order to improve the filtering performance of harmful components, a cylindrical filter case as in the drawings of an embodiment for explaining the present invention. The first metal plate 42 is coiled in an annular shape in turn in a ring shape at a predetermined interval inside the 41, and a zigzag-shaped second is formed between the first metal plate 42 and the first metal plate 42. It is preferable that the metal plate 43 is coiled.

이상과 같이 EGR 쿨러(30)의 하우징(31) 내부에 촉매 필터(40)를 장착하는 목적은 EGR 쿨러(30)의 초기 냉각성능이 지속적으로 유지될 수 있도록 하기 위한 것이다. 즉, EGR 가스 내에 존재하는 유해배출가스를 냉각 튜브(36)들의 전방에서 정화하므로서, 상기한 냉각 튜브(36)들 내부에 카본이 퇴적되는 현상을 미연에 방지하여 냉각성능의 저하를 막기 위한 것이다.As described above, the purpose of mounting the catalyst filter 40 inside the housing 31 of the EGR cooler 30 is to maintain the initial cooling performance of the EGR cooler 30 continuously. In other words, by purifying the harmful exhaust gas present in the EGR gas in front of the cooling tubes 36, the phenomenon in which carbon is deposited in the cooling tubes 36 is prevented in advance, thereby preventing a decrease in cooling performance. .

특히, 상기한 촉매 필터(40)의 필터 케이스(41)의 외주면은 EGR 쿨러(30)의 하우징(31) 내주면에 고정시키는 방식으로는 고온을 로를 통과하는 과정에서 두 부재가 서로 열접착되도록 하는 방식이 이용된다. 즉, 상기한 촉매 필터(40)를 하우징(31)의 내측에 위치시키고 고온의 로를 통과시키므로서 양 부재의 접촉면이 서로 용접되도록 하는 것이다.In particular, the outer circumferential surface of the filter case 41 of the catalytic filter 40 is fixed to the inner circumferential surface of the housing 31 of the EGR cooler 30 so that the two members are thermally bonded to each other in the process of passing the high temperature through the furnace. Is used. In other words, the catalytic filter 40 is located inside the housing 31 and is passed through a high temperature furnace so that the contact surfaces of both members are welded to each other.

이상과 같이 구성된 EGR 쿨러의 작동상태를 이하에 설명한다.The operation state of the EGR cooler comprised as mentioned above is demonstrated below.

엔진의 운전되면서 발생되는 대부분의 배기가스는 엔진의 배기계를 통과하는 과정에서 소음 및 유해물질이 감소된 후에 대기 중으로 배출된다.Most of the exhaust gases generated during operation of the engine are emitted to the atmosphere after the noise and harmful substances are reduced in the course of passing through the engine exhaust system.

그리고 EGR 라인을 통하여 재순환되는 일부의 배기가스는 EGR 쿨러(30)를 거치면서 적정수준의 온도로 강하된 후 엔진의 흡기계로 유입된다.In addition, some of the exhaust gas recycled through the EGR line is lowered to an appropriate temperature while passing through the EGR cooler 30 and then introduced into the intake system of the engine.

이 과정에서 엔진이 저속운전영역에서 운전되는 경우에는 EGR 쿨러(30)의 하우징(31) 전방측에 마련된 촉매 필터(40)에 EGR 가스에 존재하는 유해성분이 흡착되고, 유해성분이 걸러진 EGR 가스만이 냉각 튜브(36)를 지나면서 챔버(35) 내로 공급된 냉각수와 열교환되어 냉각이 이루어지게 된다.In this process, when the engine is operated in a low speed operation region, harmful components present in the EGR gas are adsorbed to the catalyst filter 40 provided at the front side of the housing 31 of the EGR cooler 30, and only the EGR gas from which the harmful components are filtered out. As it passes through the cooling tube 36, heat is exchanged with the cooling water supplied into the chamber 35 to perform cooling.

그리고 엔진이 고속운전영역에서 운전되는 경우에는 상기한 촉매 필터(40)에 흡착되어 있던 탄매(soot) 성분은 배기가스의 고열에 의해서 타게 된다. 즉, 엔진이 고속운전영역에서 운전되면 배기가스의 온도가 엔진의 저속운전시보다 높게 되고, 엔진의 저속운전시 촉매 필터(40)에 흡착되어 있던 탄매 성분이 고열에 의해서 재생이 되는 것이다.When the engine is operated in the high speed operation region, the soot component adsorbed on the catalyst filter 40 is burned by the high heat of the exhaust gas. That is, when the engine is operated in the high speed operation region, the temperature of the exhaust gas is higher than at the low speed operation of the engine, and the coal medium component adsorbed on the catalyst filter 40 during the low speed operation of the engine is regenerated by high heat.

따라서 엔진의 저속 또는 고속 운전영역에서 상기한 EGR 쿨러(30)의 냉각 튜브(36) 내부에 EGR 가스에 포함된 카본 성분이 퇴적되는 것이 미연에 방지되는 것이다. 따라서 종래기술에 의한 EGR 쿨러에서 문제시되었던 EGR 쿨러의 냉각성능 저하의 원인이 근본적으로 해결된다.Therefore, the carbon component contained in the EGR gas is prevented from being deposited in the cooling tube 36 of the EGR cooler 30 in the low speed or high speed operation region of the engine. Therefore, the cause of the deterioration of the cooling performance of the EGR cooler, which has been a problem in the conventional EGR cooler, is basically solved.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면 엔진의 저속운전영역에서는 EGR 쿨러의 내부에 EGR 가스에 존재하는 탄매 성분이 촉매 필터에 의해서 분리 흡착되고, 엔진의 고속운전영역에서는 촉매 필터에 흡착되어 있던 탄매 성분이 고열의 배기가 스에 의해서 열적 재생되므로서, EGR 쿨러의 냉각 튜브 내부로 카본 등이 흡착되는 것이 방지되어 EGR 쿨러의 냉각성능이 저하되는 것이 미연에 방지되도록 하는 커다란 장점이 있는 것이다.According to the present invention constituted as described above, in the low speed operation region of the engine, the catalyst component present in the EGR gas is separated and adsorbed by the catalyst filter in the low-speed operation region of the engine, and the carbon medium component adsorbed by the catalyst filter in the high-speed operation region of the engine. Since the high heat exhaust is thermally regenerated by the gas, carbon and the like are prevented from being adsorbed into the cooling tube of the EGR cooler, so that the cooling performance of the EGR cooler is deteriorated.

Claims (3)

EGR 라인과 연결되기 위한 플랜지가 양측에 형성된 길이가 긴 통형상의 하우징과, 상기한 하우징 내부에 냉각수가 통과되기 위한 공간으로 격벽에 의해서 구획되는 챔버와, 상기한 챔버를 가로질러 전후방의 플랜지부를 연통시키며 그 내부로는 EGR 가스가 통과되기 위한 다수의 냉각 튜브들을 포함하여 구성되는 EGR 쿨러에 있어서,A long cylindrical housing having flanges connected to the EGR line on both sides, a chamber partitioned by a partition into a space for cooling water to pass through the housing, and a flange portion in front and rear across the chamber. In the EGR cooler is configured to include a plurality of cooling tubes therein for passing the EGR gas, 상기한 냉각 튜브(36)들의 전방 위치의 하우징(31) 내부에는 상기 냉각 튜브(36)들로 유입되는 EGR 가스에 포함된 유해성분을 여과하기 위한 촉매 필터(40)가 더 장착된 것을 특징으로 하는 촉매 필터가 구비된 EGR 쿨러.In the housing 31 of the front position of the cooling tube 36 is characterized in that the catalytic filter 40 for filtering harmful components contained in the EGR gas flowing into the cooling tube 36 is further mounted. EGR cooler equipped with a catalytic filter. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 촉매 필터(40)는 원통형의 필터 케이스(41) 내부에 제1금속판(42)이 소정간격을 두고 환형상으로 차례로 코일링되며, 상기 제1금속판(42)과 제1금속판(42)의 간격에는 지그재그 형상의 제2금속판(43)이 코일링된 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 촉매 필터가 구비된 EGR 쿨러.The catalyst filter 40 is the first metal plate 42 is coiled in sequence in an annular shape with a predetermined interval in the cylindrical filter case 41, the first metal plate 42 and the first metal plate 42 EGR cooler with a catalyst filter, characterized in that the zigzag second metal plate 43 is formed in a coiled form at intervals. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기한 촉매 필터(40)의 필터 케이스(41) 외주면은 상기한 하우징(31)의 내주면에 고온의 로를 통한 열접착방식을 통하여 고정장착된 것을 특징으로 하는 촉 매 필터가 구비된 EGR 쿨러.EGR cooler with a catalyst filter, characterized in that the filter case (41) outer peripheral surface of the catalyst filter (40) is fixedly mounted to the inner peripheral surface of the housing (31) through a thermal bonding method through a high temperature furnace.
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