KR20080056685A - 배기가스 재순환 쿨러를 포함하는 내연기관 - Google Patents

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KR20080056685A
KR20080056685A KR1020070133816A KR20070133816A KR20080056685A KR 20080056685 A KR20080056685 A KR 20080056685A KR 1020070133816 A KR1020070133816 A KR 1020070133816A KR 20070133816 A KR20070133816 A KR 20070133816A KR 20080056685 A KR20080056685 A KR 20080056685A
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KR1020070133816A
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엘. 슈네이커 제프
알. 라듀엔츠 댄
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모다인 매뉴팩츄어링 컴파니
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Abstract

내연기관 시스템(10)은 엔진(11), 냉각 시스템(46), 배기가스 재순환계(32)와 재순환되는 배기가스 유동으로부터 상기 냉각시스템(46)에 의해 공급되는 냉각수로의 열전달을 위하여 상기 배기가스 재순환계(32)에 연결된 배기가스 쿨러(34)를 포함하여 구성된다. 또한 상기 배기가스 쿨러(34)는 상호 안착되는 구조의 플레이트 결합체로 구성되는 유동 경로(66, 68)로 이루어지되, 다수의 재순환 배기가스 유동 경로(68) 사이에 끼워진 형태로 구성되는 다수의 냉각수 유동 경로(66) 및 상기 유동 경로(66, 68)를 에워싸기 위하여 상기 각 플레이트(62, 64) 주변에 형성된 플랜지(72, 74)가 상호 인접한 플레이트(62, 64)에 형성된 또 다른 플랜지(72, 74)에 안착되도록 구성되는 것을 포함한다.
배기가스 재순환 장치(EGR), 쿨러, 내연기관, 플레이트, 플랜지, 냉각시스템

Description

배기가스 재순환 쿨러를 포함하는 내연기관{Combustion Engine with EGR Cooler}
본 발명은 내연기관에 적용되는 배기가스 재순환 쿨러(Exhaust Gas Recirculation Cooler)에 관한 것이다.
일반적으로 디젤엔진을 포함하는 내연기관의 운전과 연관된 배기와 관련하여, 특히 차량과 관련된 배기가스 열교환 시스템의 사용에 대한 관심이 지속적으로 증가되고 있는 실정이다. 상기한 배기가스 열교환 시스템은 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 일부가 흡기 시스템을 거쳐 연소실 내부로 순환되는 배기가스 재순환 시스템(EGR)의 한 부분으로서 적용된다. 그 결과 차량 외부로부터 엔진 내부로 유입되는 신선한 외부 공기의 일부는 비활성 배기가스로 대체되어 NOx 형성율을 감소시키는 역할을 수행하게 된다. 이와 같이 배기가스 재순환 시스템은 흔히 냉각된 배기가스가 순환되도록 설계되어 연소온도를 저하시킴에 따라 NOx의 배출이 감소되도록 하는 것이므로, 결국 냉각된 배기가스를 연소실에 제공하기 위하여 배기가스 재순환 쿨러(EGR Cooler)가 사용되는 것이다. 일반적인 경우에는 배기가스의 온도를 낮추어 주기 위하여 재순환에 앞서 엔진 냉각수가 열교환 관련 장치 내부로 유 입된다.
상기한 배기가스 재순환 쿨러의 설계는 제조 단가와 제작상의 어려움을 포함한 다양한 문제점에 직면되어 있는 바, 의도된 목적에 적합한 다양한 배기가스 재순환 쿨러가 알려져 있는 반면에 여전히 개발의 여지가 많은 상태이다.
따라서 본 발명에서는 개별적인 냉각수 하우징이나 냉각수 재킷이 필요치 않으며, 배기가스 재순환 쿨러(34) 제작시 상기 배기가스 재순환 쿨러를 구성하는 플레이트들이 집합체로 구성될 때 상기 플레이트들이 스스로 차례대로 조합될 수 있도록 하고, 더욱이 플랜지의 구성을 도입하여 기존의 배기가스 재순환 쿨러에 비해 조립이 용이하고 강성과 내구성이 향상된 배기가스 재순환 쿨러를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 수행하기 위한 본 발명은 냉각수를 공급하는 냉각시스템과;재순환 배기가스 유동을 수용하기 위한 배기 유출구 및 재순환 배기가스 유동을 공급하기 위한 연소가스 유입구에 연결된 배기가스 재순환 루프와; 재순환 배기가스 유동으로부터 냉각수로 열전달을 위하여 상기 배기가스 재순환 루프에 연결된 배기가스 쿨러로 구성되고, 상기 배기가스 쿨러는 다수의 냉각수 유동 경로를 정의하는 냉각수 플레이트(62)와 다수의 재순환 배기가스 유통 경로를 정의하는 배기가스 플 레이트(64)로 구성되어지고, 상기 플레이트(62, 64) 주변에 형성된 플랜지가 상호 인접한 플레이트에 형성된 플랜지에 안착되는 것을 특징으로 내연기관용 엔진이다.
또 다른 해결수단으로 연소가스 유입구와 배기가스 유출구가 형성된 내연기관에 있어서, 냉각수를 공급하는 냉각시스템과 재순환 배기가스 유동을 수용하기 위한 배기 유출구 및 재순환 배기가스 유동을 공급하기 위한 연소가스 유입구에 연결된 배기가스 재순환 루프와 상기 배기가스 재순환 루프에 연결된 배기가스 쿨러가 다수의 재순환 배기가스 유동 경로(68) 사이에 끼워진 형태로 구성되는 다수의 냉각수 유동 경로(66)와 상호 안착된 플레이트의 결합체로 구성되는 유동 경로(66, 68) 및 상기 유동 경로(66, 68)를 에워싸기 위하여 상기 각 플레이트(62, 64)는 주변에 형성된 플랜지(72, 74)가 상호 인접한 플레이트(62, 64)에 형성된 플랜지(72, 74)에 안착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진을 제공한다.
그리고 상기 플레이트(62, 64)는 재순환되는 배기가스 유동을 배기가스 유동 경로(68)로 분배하기 위한 배기가스 유입구 매니폴드(92)를 정의할 수 있도록 플레이트로부터 일정 부분 돌출된 형태가 상호 맞물려 일렬로 정렬되는 배기가스 유입구 천공부(76, 78)와 배기가스 유동 경로(68)로부터 재순환되는 배기가스 유동을 수집하기 위한 배기가스 유출구 매니폴드(94)가 정의될 수 있도록 플레이트로부터 일정 부분 돌출된 형태 부분의 주변이 상호 맞물려 일렬로 정렬되는 배기가스 유출구 천공부(80, 82)와 냉각수 유동을 냉각수 유동 경로(66)로 배분하기 위한 냉각수 유입구 매니폴드(96)를 정의될 수 있도록 플레이트로부터 일정 부분 돌출된 형태 부분의 주변이 상호 맞물려 일렬로 정렬되는 냉각수 유입구 천공부(84, 86)와 냉각 수 유동 경로(66)로부터 냉각수 유동을 수집하기 위한 냉각수 유출구 매니폴드(98)가 정의될 수 있도록 플레이트로부터 일정 부분 돌출된 형태 부분의 주변이 상호 맞물려 일렬로 정렬되는 냉각수 유출구 천공부(88, 90)가 구비된다.
또한 상기 플레이트의 일측면에는 냉각수 유동을 위한 한 쌍의 경로 형성을 위하여 돌출 형상의 장방형 비드가 구성된다.
한편, 상기 플레이트의 일측면에는 냉각수 배분을 향상시키도록 냉각수 유동 경로 내부로 연장된 돌출 형상의 딤플이 구성되기도 하며, 상기 냉각수 유동 경로 중 어느 하나 또는 배기가스 유동 경로 중 어느 하나에는 복수의 핀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본원발명은 연소가스 유입구에 연결되는 터보차저를 더 구비하거나 혹은 재순환 배기가스 유동을 조절하기 위한 배기가스 재순환 루프에 연결된 배기가스 바이패스 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로는 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 종래의 배기가스 재순환 쿨러와 달리 배기가스 재순환 쿨러(34)를 위한 개별적인 냉각수 하우징이나 냉각수 재킷이 필요치 않은 쿨러를 제공할 수 있다. 또한 배기가스 재순환 쿨러(34) 제작시 상기 플레이트(62, 64)들이 집합체로 구성될 때 플랜지(72, 74)의 구성이 도입됨에 따라 플레이트(62, 64)들이 차례대로 조합될 수 있도록 하여 조립과 제작이 용이하고 그에 따라 제조단가가 감소되는 쿨러를 제공한다. 더불어 상기 플랜지(72, 74)는 기존의 배기가스 재순환 쿨러에 비하여 강성과 내구성을 증진시키는 효과도 부여된다.
한편, 플레이트 일측면에 형성되는 다양한 유동 배분 증가 수단의 도입으로 열전달 효율이 증가되는 배기가스 재순환 쿨러를 제공하는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1도는 본원발명에 의해 제작된 내연기관(10)의 일실시예이다. 한편, 본원발명은 트럭과 같은 차량에 적용되는 디젤엔진의 시스템을 위주로 서술되어 있으나 본원발명은 디젤엔진과 다른 형태의 내연기관에도 적용이 가능하며 트럭과 다른, 예컨대 자동차, 건설, 굴착, 동력생산 및 해양에서의 사용을 목적으로 하는 엔진뿐만 아니라 고정식 엔진(stationary engine)에도 적용이 가능하다.
디젤엔진(11)은 엔진(11)의 각 실린더에 연결된 출구 연결구(14)를 갖는 흡기매니폴드(12)를 포함한다. 상기 흡기매니폴드(12)는 라인(20)으로부터 연소공기뿐만 아니라 배기가스 재순환 라인(18)으로부터 재순환된 배기가스를 수용하기 위 한 연소가스 유입구(16)를 포함한다. 한편 상기 연소가스 유입구(16)는 단일 형식으로 예시되었으나 상기 유입구(16)는 실제로 다중 유입구의 형태로 구성될 수도 있다. 예를 들면 배기가스 재순환 라인(18)으로부터 재순환되는 배기가스를 수용하는 유입구와 연소공기를 수용하기 위한 또 다른 유입구로 구성되기도 한다. 바람직하게는 라인(20)내의 연소공기는 터보차저(26)의 압축기(24)측으로부터 에어쿨러(22)를 거쳐 공급받는다. 또한 엔진(11)은 복수의 유입 연결구(30)를 보유하는 배기매니폴드(28)를 포함하는데 이때의 배기매니폴드(28)는 디젤엔진(10)의 각 실린더의 하나에 연결되어 있다.
한편 디젤엔진(10)은 배기가스 재순환 쿨러(34)와 바이패스 밸브(36)가 연결된 배기가스 재순환(EGR) 루프(loop, 32)를 포함한다. 상기 바이패스 밸브(36)는 도면에 도시된 바와 같은 형식으로 통상의 방법으로 배기매니폴드(28)에 장착됨과 동시에 배기가스 재순환 쿨러(34)에 장착되거나 혹은 배기가스 재순환 쿨러(34)와는 독립적으로 장착되기도 한다. 상기 배기가스 매니폴드(28)는 흡기 매니폴드(12)로 최상의 유동 전달을 위하여 바람직하게는 압축된 공기가 압축기(24)측 내에서 압축되어 에어쿨러(22)로 전달하는 것에 의한 구동력을 제공하기 위하여 라인(38)상에 터보챠저(26)의 터빈(40)측에 연결되는 연결구를 포함한다. 또한 배기가스 매니폴드(28)의 반대편에는 배기가스 재순환 쿨러(34)와 배기가스 유동 경로(43) 쪽으로 연장된 연결라인(42)에 배기가스 재순환 유출구가 존재하고 상기 배기가스 유동 경로(43)의 반대편 끝단은 바이패스 밸브(36)와 연결된다. 더불어 연결라인(44)은 바이패스 밸브(36)의 또 다른 유입구와 연결라인(38)을 연결하며, 상기 바이패 스 밸브(36)는 재순환라인(18)에 연결된 유입구를 포함한다. 한편, 통상적인 경우와 마찬가지로 바람직하게 바이패스 밸브(6)는 냉각된 배기가스가 배기가스 재순환 쿨러(34)로부터 재순환라인(18)으로 향하도록 형성되거나 혹은 냉각되지 않은 배기가스가 배기 매니폴드(28)로부터 재순환 라인(18)으로 향하도록 구성된다.
엔진 시스템(10)은 종래와 마찬가지로 냉각수를 배기가스 재순환 쿨러(34)의 냉각수 유동 경로(48)로 공급하기 위한 냉각 시스템(46)을 포함하고 있으며, 이때의 냉각시스템(46)은 배기가스로부터 냉각수로의 열전달을 억제하기 위하여 배기가스 재순환 쿨러(34)의 냉각수 유로(48)로 냉각수를 공급하기 위한 것으로 상기한 냉각시스템(46)은 종래의 시스템이면 충분할 것이며, 냉각수를 냉각시키기 위한 열교환기와 펌프 및(또는) 냉각수로부터 열을 제거하기 위한 통상의 부속장치로 구성되어 질 수 있다.
상기 배기가스 재순환 쿨러(34)는 상기 라인(42)으로부터 재순환 배기가스를 수용하기 위하여 상기 라인(42)에 연결된 유입부(50)와 재순환 배기가스를 상기 바이패스 밸브(36)로 공급하기 위하여 상기 바이패스밸브(36)에 연결된 배기가스 유출부(52)와, 냉각수를 수용하기 위하여 냉각시스템(46)에 연결된 냉각수유입부(54) 및 냉각수를 냉각시스템(46)으로 회수하기 위하여 상기 냉각시스템(46)에 연결된 냉각수유출부(56)를 포함하여 구성된다. 다만, 상기 유입부(50), 배기가스 유출부(52), 냉각수유입부(54) 및 냉각수유출부(56)를 구성하는 방법은 여러 가지 다양한 방법이 존재할 수 있으며, 구체적인 구성은 각각의 특별한 적용분야에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 예시된 실시예에 있어서, 호스 연결이 냉각수유입부(54) 와 냉각수유출부(56)에 추가될 수도 있고, 가스캣 플랜지(gasket flange)가 유입부(50) 및 배기가스 유출부(52)에 추가될 수도 있다. 또한 본 실시예에서는 바이패스 밸브(36)가 유동방향을 기준으로 배기가스 재순환 쿨러(34)의 하류측에 연결되어 있는 것으로 도시되어 있으나 또 다른 실시예에서는 필요에 따라 배기가스 재순환 루프(32)내의 또 다른 영역, 예컨대 배기가스 재순환 쿨러로부터 유동방향을 기준으로 상류측에 상기 바이패스 밸브(36)가 위치될 수도 있다.
제3도는 제2도의 배기가스 재순환 쿨러에 대한 분해 사시도이고, 제4도는 제2도 내지 제3도에 도시된 배기가스 재순환 쿨러에 적용된 플레이트 중 어느 한 플레이트에 대한 사시도이다. 제3도 및 제4도에 도시된 바와 같이, 배기가스 재순환 쿨러(34)는 냉각수 플레이트(62)와 배기가스 플레이트(64)의 집합체로 구성되는 바, 각각의 플레이트는 화살표 (66)으로 도시된 바와 같이 다수의 냉각수 유동 경로를 정의하는 냉각수 플레이트(62)와 화살표 (68)로 도시된 바와 같은 다수의 재순환 배기가스 유동 경로를 정의하는 배기가스 플레이트(64)가 상기 냉각수 플레이트(62)의 사이에 끼워진 형태로 배치된다. 상기 플레이트(62, 64)들은 그 주위에 각각 플랜지(72, 74)가 형성되는데 상기한 플랜지(72, 74)는 이웃한 냉각수 플레이트(62)와 배기가스 플레이트(64)에 각각 구성되어 유동경로(66, 68)를 에워싸는 역할을 수행하게 된다. 제4도에 도시된 선5-5에 따른 확대 단면도인 제5도에는 각각의 플랜지(제5도에는 플랜지 74만이 도시되어 있다.)가 도시되어 있는 바, 해당 도면에 나타난 바와 같이 상기 플랜지(74)는 집합체를 구성하는 이웃한 플레이트의 플랜지에 안착될 수 있도록 플레이트로부터 외부로 연장되는 방향으로 약간의 각도 가 주어져 벌어지는 형태를 취하고 있다. 이와 같이 상기한 플랜지(72, 74)의 구성으로 인하여 본원발명의 배기가스 재순환 쿨러(34)는 개별적인 냉각수 하우징이나 냉각수 재킷이 필요치 않으며, 배기가스 재순환 쿨러(34) 제작시 상기 플레이트(62, 64)들이 집합체로 구성될 때 플레이트(62, 64)들이 차례대로 조합될 수 있도록 한다. 더욱이 상기 플랜지(72, 74)는 기존의 배기가스 재순환 쿨러에 비하여 배기가스 재순환 쿨러의 강성과 내구성을 증진시키는 효과도 부여한다.
한편, 상기한 각각의 플레이트(62, 64)에 있어서, 플레이트로부터 일정 부분 돌출(embossing)된 형태의 배기가스 유입구 천공부(76, 78)와 플레이트로부터 일정 부분 돌출(embossing)된 형태의 배기가스 유출구 천공부(80, 82)와 플레이트로부터 일정 부분 돌출(embossing)된 형태의 냉각수 유입구 천공부(84, 86)와 플레이트로부터 일정 부분 돌출(embossing)된 형태의 냉각수 유출구 천공부(88, 90)가 각각 형성되어 있다. 상기한 배기가스 유입구 천공부(76, 78)는 각각의 돌출된 형태 부분의 주변이 맞물리면 일렬로 정렬되는데, 이러한 조립과정을 통하여 배기가스 유입구 매니폴드(92)가 형성되고, 상기한 배기가스 유입구 매니폴드(92)는 재순환되는 배기가스 유동을 배기가스 유동 경로(68)로 분배하는 역할을 수행하게 된다. 마찬가지 방법으로 상기한 배기가스 유출구 천공부(80, 82)는 각각의 돌출된 형태 부분의 주변이 맞물려 일렬로 정렬되고, 이와 같은 조립과정을 통하여 배기가스 유출구 매니폴드(94)가 형성되면 결국 배기가스 유출구 매니폴드(94)는 배기가스 유동 경로(68)로부터 재순환되는 배기가스 유동을 수집하는 역할을 수행하게 된다. 또한 냉각수 유입구 천공부(84, 86)는 각각의 돌출된 형태 부분의 주변이 맞물려 일렬로 정렬되고, 그와 같은 조립과정을 통하여 냉각수 유입구 매니폴드(96)가 형성되면 상기한 냉각수 유입구 매니폴드(96)는 냉각수 유동을 냉각수 유동 경로(66)로 배분하는 역할을 수행하게 되며, 상기한 냉각수 유출구 천공부(88, 90) 또한 각각의 돌출된 형태 부분의 주변이 맞물려 일렬로 정렬되고, 그와 같은 조립과정을 통하여 냉각수 유출구 매니폴드(98)가 형성되면 상기한 냉각수 유출구 매니폴드(98)는 냉각수 유동 경로(66)로부터 냉각수 유동을 수집하는 역할을 수행하게 된다. 이와 같은 관점에서 천공부(76, 80)가 형성된 냉각수 플레이트(62)의 한 쪽 면상에 돌출 형상(embossing)이 구비되고, 더불어 배기가스 플레이트(64)에도 천공부(78, 82)가 형성된 한 쪽 면상에 돌출 형상(embossing)이 형성되는 반면, 각각의 냉각수 천공부(84, 88)(86, 90)는 그에 대응되는 각각의 플레이트(62)(64)에 있어서 상기 천공부(76, 80)(78, 82)의 돌출 형상이 구성된 반대편 플레이트 면상에 돌출 형상이 구비되어 있음에 유의해야 한다.
한편, 냉각수 유동 경로(66)내의 냉각수를 배분하는 방법은 다수의 경우가 있을 수 있다. 예컨대 상기 플레이트(62, 64) 중 적어도 어느 한 플레이트 상에 돌출 형상의 딤플을 구비하거나 또는 각 냉각수 유동 경로(66)에 핀을 설치하거나 혹은 특정 형상의 플레이트를 구비하여 냉각수를 배분할 수 있다. 냉각수 유동 경로(66)를 통한 냉각수의 배분은 배기가스 재순환 쿨러(34)의 효율이나 내구성에 영향을 주며, 어떠한 형태의 배분을 선택하는가 하는 문제는 개별 적용 분야의 주요 변수에 따라 좌우된다. 더욱이 냉각수유입부(54)와 냉각수유출부(56), 천공부(84, 86, 88, 90) 및 매니폴드(96, 98)는 배기가스 재순환 쿨러(36)의 패키지 요구사항 및/혹은 성능 요구사항에 따라 변화될 수 있다. 같은 방식으로 재순환 배기가스 유동은 도면에 도시된 실시예와 같이 배기가스 재순환 쿨러(34)의 내부 혹은 외부로 유동 경로가 정해지고 배기가스 유입부(50)와 배기가스 유출부(52), 관련 천공부(76, 80, 78, 82) 및 매니폴드(92, 94)는 배기가스 재순환 쿨러(36)의 패키지 요구사항 및/혹은 성능 요구사항에 따라 상기 정해진 일측 혹은 다른 특정 위치로 유동 경로가 설정된다. 냉각수 유동과 더불어 배기가스 유동 경로(68)내 재순환 배기가스 유동을 배분하기 위한 것으로 다양한 조건이 있을 수 있는데, 예컨대 상기한 예를 포함하여 제3도에 도시된 바와 같이 배기가스 유동 경로(68)의 각각에 핀(100)을 설치하는 등의 다양한 선택조건이 존재한다. 냉각수 유동에 대하여 제4도에 도시된 것은 최선의 실시예로서 냉각수 유동 경로(68)내에 다수의 경로를 만들어 주기 위하여 길이 방향으로 연장된 형상의 비드(102)가 플레이트(54)의 길이 방향을 따라 중앙에 배열되는 구조와 함께 상기 비드(102)로부터 냉각수 유입부 천공부(86)와 유출구 천공부(90) 사이까지 연장된 횡방향 비드(104)가 형성된다. 더불어 플레이트(64)의 표면과 상기 비드와 딤플에 인접한 표면을 갖는 이웃한 플레이트(62)를 가로지르는 냉각수 배분을 증가시키기 위한 딤플(106)이 제공된다. 다만, 상기한 돌출 형상의 비드(102, 104)와 딤플(106)은 다양한 형태로서 존재할 수 있는 바, 예를 들면 비드(102, 104)와 딤플(106)은 상호 인접할 수 있도록 서로 마주보는 방향으로 연장된 형태로 플레이트(62, 64)에 제공될 수도 있다.
제안된 실시예에 있어서, 배기가스 재순환 쿨러(36)에는 유입부(50, 54) 및 유출부(52, 56)가 형성되고, 인접한 플레이트(62)의 플랜지부(72)에 상호 접하여 위치하게 되는 주변 플랜지부(112)가 형성된 최상위 플레이트(110)가 존재함과 동시에 누수방지에 대응토록 매니폴드를 실링하기 위하여 매니폴드(92, 94, 96, 98) 하부 영역에 천공부가 존재하지 않는 최하위 플레이트(114)와 엔진(10)에 EGR 쿨러(34) 장착시 이용될 수 있도록 한 쌍의 마운트 천공부(116)가 마련된다.
강철(steel) 혹은 알루미늄과 같이 적정 재질 등이 상기 배기가스 재순환 쿨러(34)의 재질로서 사용될 수 있으며, 바람직하게는 상기 배기가스 재순환 쿨러(34)의 경우 적절한 브레이징 방법에 의거하여 모든 구성부품들의 표면이나 연결부가 한 번의 작업으로 결합될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
제1도는 본원발명에 따른 배기가스 재순환장치(EGR)을 포함한 내연기관의 개략도이다.
제2도는 제1도에 사용되는 EGR 쿨러의 사시도이다.
제3도는 제2도의 EGR 쿨러에 대한 분해 사시도이다.
제4도는 제2도 내지 제3도에 도시된 EGR 쿨러에 적용된 플레이트 중 어느 한 플레이트에 대한 사시도이다.
제5도는 제4도에 도시된 선5-5에 따른 확대 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 엔진 12 : 흡기 매니폴드
14 : 출구 연결구 16 : 연소가스 유입구
18 : 배기가스 재순환 라인 20 : 라인
22 : 에어쿨러 24 : 압축기
26 : 터보차저 28 : 배기 매니폴드
30 : 유입 연결구 32 : 배기가스 재순환(EGR) 루프
34 : 배기가스 재순환 쿨러 36 : 바이패스 밸브
38 : 연결라인 40 : 터빈

Claims (14)

  1. 연소가스 유입구와 배기가스 유출구가 형성된 내연기관에 있어서,
    냉각수를 공급하는 냉각시스템과;
    재순환 배기가스 유동을 수용하기 위한 배기 유출구 및 재순환 배기가스 유동을 공급하기 위한 연소가스 유입구에 연결된 배기가스 재순환 루프와;
    재순환 배기가스 유동으로부터 냉각수로 열전달을 위하여 상기 배기가스 재순환 루프에 연결된 배기가스 쿨러로 구성되고,
    상기 배기가스 쿨러는 다수의 냉각수 유동 경로를 정의하는 냉각수 플레이트(62)와;
    상기 냉각수 플레이트(62) 주변에 형성된 플랜지(72)가 상호 인접한 플레이트(64)에 형성된 플랜지(74)에 안착되어 플레이트(72, 74)의 집합체가 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트(62, 64)는 재순환되는 배기가스 유동을 배기가스 유동 경로(68)로 분배하기 위한 배기가스 유입구 매니폴드(92)를 정의할 수 있도록 플레이트로부터 일정 부분 돌출된 형태가 상호 맞물려 일렬로 정렬되는 배기가스 유입구 천공부(76, 78)와;
    배기가스 유동 경로(68)로부터 재순환되는 배기가스 유동을 수집하기 위한 배기가스 유출구 매니폴드(94)가 정의될 수 있도록 플레이트로부터 일정 부분 돌출된 형태 부분의 주변이 상호 맞물려 일렬로 정렬되는 배기가스 유출구 천공부(80, 82)와;
    냉각수 유동을 냉각수 유동 경로(66)로 배분하기 위한 냉각수 유입구 매니폴드(96)를 정의될 수 있도록 플레이트로부터 일정 부분 돌출된 형태 부분의 주변이 상호 맞물려 일렬로 정렬되는 냉각수 유입구 천공부(84, 86)와;
    냉각수 유동 경로(66)로부터 냉각수 유동을 수집하기 위한 냉각수 유출구 매니폴드(98)가 정의될 수 있도록 플레이트로부터 일정 부분 돌출된 형태 부분의 주변이 상호 맞물려 일렬로 정렬되는 냉각수 유출구 천공부(88, 90)가 구비되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트의 일측면에는 냉각수 유동을 위한 한 쌍의 경로 형성을 위하여 돌출 형상의 장방형 비드가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트의 일측면에는 냉각수 배분을 향상시키도록 냉각수 유동 경로 내부로 연장된 돌출 형상의 딤플이 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 냉각수 유동 경로 중 어느 하나 또는 배기가스 유동 경로 중 어느 하나에는 복수의 핀이 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 쿨러.
  6. 제1항에 있어서,
    연소가스 유입구에 연결되는 터보차저가 포함되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
  7. 제1항에 있어서.
    재순환 배기가스 유동을 조절하기 위한 배기가스 재순환 루프에 연결된 배기가스 바이패스 밸브가 포함되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
  8. 연소가스 유입구와 배기가스 유출구가 형성된 내연기관에 있어서,
    냉각수를 공급하는 냉각시스템과;
    재순환 배기가스 유동을 수용하기 위한 배기 유출구 및 재순환 배기가스 유동을 공급하기 위한 연소가스 유입구에 연결된 배기가스 재순환 루프와;
    상기 배기가스 재순환 루프에 연결된 배기가스 쿨러가 다수의 재순환 배기가스 유동 경로(68) 사이에 끼워진 형태로 구성되는 다수의 냉각수 유동 경로(66)와 상호 안착된 플레이트의 결합체로 구성되는 유동 경로(66, 68) 및 상기 유동 경로(66, 68)를 에워싸기 위하여 상기 각 플레이트(62, 64)는 주변에 형성된 플랜지(72, 74)가 상호 인접한 플레이트(62, 64)에 형성된 플랜지(72, 74)에 안착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 플레이트(62, 64)는 재순환되는 배기가스 유동을 배기가스 유동 경로(68)로 분배하기 위한 배기가스 유입구 매니폴드(92)를 정의할 수 있도록 플레이트로부터 일정 부분 돌출된 형태가 상호 맞물려 일렬로 정렬되는 배기가스 유입구 천공부(76, 78)와;
    배기가스 유동 경로(68)로부터 재순환되는 배기가스 유동을 수집하기 위한 배기가스 유출구 매니폴드(94)가 정의될 수 있도록 플레이트로부터 일정 부분 돌출된 형태 부분의 주변이 상호 맞물려 일렬로 정렬되는 배기가스 유출구 천공부(80, 82)와;
    냉각수 유동을 냉각수 유동 경로(66)로 배분하기 위한 냉각수 유입구 매니폴드(96)를 정의될 수 있도록 플레이트로부터 일정 부분 돌출된 형태 부분의 주변이 상호 맞물려 일렬로 정렬되는 냉각수 유입구 천공부(84, 86)와;
    냉각수 유동 경로(66)로부터 냉각수 유동을 수집하기 위한 냉각수 유출구 매니폴드(98)가 정의될 수 있도록 플레이트로부터 일정 부분 돌출된 형태 부분의 주변이 상호 맞물려 일렬로 정렬되는 냉각수 유출구 천공부(88, 90)가 구비되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 플레이트의 일측면에는 냉각수 유동을 위한 한 쌍의 경로 형성을 위하여 돌출 형상의 장방형 비드가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 플레이트의 일측면에는 냉각수 배분을 향상시키도록 냉각수 유동 경로 내부로 연장된 돌출 형상의 딤플이 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 냉각수 유동 경로 중 어느 하나 또는 배기가스 유동 경로 중 어느 하나에는 복수의 핀이 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
  13. 제8항에 있어서,
    연소가스 유입구에 연결되는 터보차저가 포함되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
  14. 제8항에 있어서.
    재순환 배기가스 유동을 조절하기 위한 배기가스 재순환 루프에 연결된 배기가스 바이패스 밸브가 포함되는 것을 특징으로 하는 내연기관 엔진.
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