KR20090060815A - 차량의 배기가스 재순환장치의 쿨러구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 배기가스 재순환장치의 쿨러구조에 관한 것으로, 배기가스 유입통로의 가스 유동 단면적과 유출통로의 가스 유동 단면적의 크기를 각각 달리 형성하여 배기가스 유출통로에서 배기가스의 속도와 압력이 유입통로의 속도 및 압력과 거의 동일하게 되도록 함으로써, 배기가스의 유동이 반전되는 반전부와 유출통로에서의 슈트의 퇴적을 적절히 방지해서 쿨러의 냉각 효율을 저하 및 가스 유동통로의 막힘을 효과적으로 예방할 수 있도록 서로 분리된 배기가스 유입통로와 유출통로 및 상기 통로를 반전시켜 연결하는 반전부를 구비하되, 상기 유출통로의 가스 유동 단면적이 상기 유입통로의 가스 유동 단면적보다 작게 형성된 것을 특징으로 한다.

유입통로, 유출통로, 반전부

Description

차량의 배기가스 재순환장치의 쿨러구조{Cooler structure of exhaust gas recirculation in vehicle}

본 발명은 차량의 배기가스 재순환장치의 쿨러에 관한 것으로, 특히 배기가스가 유입되는 유입통로의 단면적이 배기가스가 유출되는 유출통로의 단면적보다 크게 형성되어 쿨러를 통한 배기가스의 유동 압력과 속도를 일정하게 유지해서 쿨러 내에서의 슈트의 퇴적을 효과적으로 방지하도록 한 차량의 배기가스 재순환장치의 쿨러구조에 관한 것이다.

종래 차량에는 배기가스 중의 일부를 흡기계통으로 되돌려 배기가스에 포함된 유해 성분을 저감시키는 장치로서 배기가스 재순환장치(Exhaust Gas Recirculation; EGR)가 사용되고 있다.

그리고 배기가스 재순환장치를 통해 연소실로 되돌아가는 가스를 냉각시키기 위해 별도의 냉각장치(쿨러)가 사용되고 있고, 이 냉각장치(이하 EGR 쿨러라고 함)는 별도의 마운팅브라켓을 사용해서 차체에 고정되게 장착된다.

상기 EGR 쿨러에는 배기가스와의 열교환 효율을 향상시키기 위해 통상적으로 냉각핀이 구비되어, 상기 EGR 쿨러를 통해 배기가스가 유입되어 EGR 쿨러의 내부에 형성된 유동 통로를 따라 유동하면서 상기 냉각핀과 열교환하여 냉각되게 된다.

도 1에는 상기와 같은 종래의 EGR 쿨러의 사시도가 도시되어 있는 바, 즉 대체로 직사각 박스 형상을 한 평평한 쿨러 하우징(1)의 일측면의 하부에 배기가스가 상기 쿨러 하우징의 내부로 유입되게 하는 유입통로(2)가 구비됨과 더불어 상기 유입통로를 통해 유입된 배기가스가 쿨러 하우징의 내부에 형성된 유동 통로를 따라서 유동한 다음에 다시 쿨러 하우징의 외부로 유출되게 하는 유출통로(3)가 상기 일측면의 상부에 형성되어 있다.

상기 유입통로(2)와 유출통로(3)는 쿨러 하우징(1)의 내부에서 서로 분리되게 형성되고, 상기 유입통로의 가스 유동 단면적과 유출통로의 가스 유동 단면적은 동일하게 형성된다. 즉, 상기 유입통로 및 유출통로의 가스 유동 단면적을 형성하는 폭과 높이(a)가 동일하게 형성되어 있다.

도 2는 상기 쿨러 하우징(1)의 내부에 형성된 가스의 유동 통로를 따라서 배기가스가 유동하는 상태를 도시한 것인 바, 즉 쿨러 하우징(1)의 길이방향을 따라 상기 유입통로(2)와 유출통로(3)가 상하로 배치된 상태에서 서로 평행하게 형성되어, 상기 쿨러 하우징(1)의 내부 깊숙이 형성된 반전부(4)에서 배기가스의 유동이 180도로 반전되게 되어 있다.

즉 상기 유입통로(2)를 통해 쿨러 하우징의 내부로 유입된 배기가스가 상기 반전부(4)에서 그 유동 방향이 180도 반전된 다음에 상기 유출통로(3)를 통해 유동해서 쿨러 하우징의 외부로 유출되게 되며, 상기 유입통로 및 유출통로를 통해 배기가스가 유동하면서 냉각핀과의 열교환을 통해 적절히 냉각되게 된다.

그런데 상기와 같이 동일 가스 유동 단면적으로 가진 배기가스 유입통로와 유출통로가 서로 평행하게 배치되면서 반전부에서 가스의 유동 방향이 반전되는 종래의 배기가스 유동구조를 갖춘 쿨러에서는 배기가스의 유동 과정에 그 압력 손실이 크게 발생하여 배기가스의 유동 압력이 급격히 저하되는 상기 반전부(4)와 유출통로의 유출구 부근에서 슈트가 퇴적되어 쿨러의 냉각 효율이 저하되거나 혹은 배기가스 통로가 막히게 되는 결점이 있었다.

즉 상기 유입통로(2)의 배기가스 유입구의 온도와 압력 및 속도는 높은 반면에 밀도는 낮게 되지만, 상기 유출통로 및 반전부에서의 배기가스의 온도와 압력 및 속도는 상대적으로 저하되는 반면에 그 밀도는 높아져서 슈트의 퇴적화가 가속되는 결점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 배기가스 유입통로의 가스 유동 단면적과 유출통로의 가스 유동 단면적의 크기를 각각 달리 형성하여 배기가스 유출통로에서 배기가스의 속도와 압력이 유입통로의 속도 및 압력과 거의 동일하게 되도록 함으로써, 배기가스의 유동이 반전되는 반전부와 유출통로에서의 슈트의 퇴적을 적절히 방지해서 쿨러의 냉각 효율을 저하 및 가스 유동통로의 막힘을 효과적으로 예방할 수 있도록 한 차량의 배기가스 재순환장치의 쿨러구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 서로 분리된 배기가스 유입통로와 유출통로 및 상기 통로를 반전시켜 연결하는 반전부를 구비하되, 상기 유출통로의 가스 유동 단면적이 상기 유입통로의 가스 유동 단면적보다 작게 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 유입통로와 유출통로는 직사각 박스 형상을 한 쿨러 하우징의 내부에 상하로 서로 평행되게 형성되고, 상기 유입통로의 유입구와 유출통로의 유출구는 상기 쿨러 하우징의 일측면에 상하로 각각 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 유출통로의 폭은 상기 유입통로의 폭과 동일하게 형성되지만 상기 유출통로의 높이는 상기 유입통로의 높이보다 작게 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 차량의 배기가스 재순환장치의 쿨러구조에 따른 의하면, 쿨러의 내부로 배기가스가 유입되게 하는 배기가스 유입통로의 가스 유동 단면적보다 유출통로의 가스 유동 단면적이 상대적으로 작게 형성되어, 배기가스가 유입통로를 통해 유입된 다음에 유출통로를 거쳐서 유동하는 과정에 유출통로에서의 배기가스 압력 및 속도가 유입통로에서의 압력 및 속도와 거의 동일하게 유지됨으로써, 쿨러 내부에서 배기가스가 유동하는 과정에 그 유동 압력이나 속도의 저하로 인해 슈트가 퇴적될 염려가 없으므로, 슈트의 퇴적으로 인한 쿨러의 냉각 효율의 저하 및 쿨러의 가스 유동통로의 막힘 현상을 확실하게 방지하게 되는 등의 효과가 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 3에는 본 발명에 따른 배기가스 재순환장치의 쿨러의 사시도가 도시되어 있는 바, 즉 대체로 직사각 박스 형상을 한 평평한 쿨러 하우징(11)의 일측면의 하부에 배기가스가 상기 쿨러 하우징(11)의 내부로 유입되게 하는 유입통로(12)가 형성됨과 더불어 상기 유입통로(12)를 통해 유입된 배기가스가 상기 쿨러 하우징(11)의 내부에 형성된 유동 통로를 따라서 유동한 다음에 다시 쿨러 하우징(11)의 외부로 유출되게 하는 유출통로(13)가 상기 일측면의 상부에 형성되어 있다.

상기 유입통로(12)와 유출통로(13)는 상기 쿨러 하우징(11)의 길이방향을 따라서 상하로 배치된 상태에서 서로 분리되어 평행하게 형성되고, 상기 쿨러 하우징(1)의 내부에는 도시되지 않은 반전부가 형성되어, 이 반전부에서 배기가스의 유동이 180도로 반전되게 되어 있다.

상기 유출통로(13)의 가스 유동 단면적은 상기 유입통로(12)의 가스 유동 단면적보다 작게 형성되는 데, 상기 유출통로(13)의 가스 유동 단면적의 폭은 상기 유입통로(12)의 가스 유동 단면적의 폭과 동일하게 형성되는 반면에 상기 유출통로(13)의 가스 유동 단면적의 높이(b)는 상기 유입통로(12)의 가스 유동 단면적의 높이(a)보다 작게 형성되어, 상기 유출통로의 가스 유동 단면적의 전체 크기가 상기 높이 차이만큼(a-b) 유입통로(12)의 가스 유동 단면적보다 작게 되는 것이다.

상기와 같이 유출통로의 가스 유동 단면적을 작게 형성하면 배기가스가 유입통로를 따라 유입된 다음에 다시 유출통로를 유출되는 과정에 유출통로에서의 단면적 축소로 인해 배기가스의 가스 유동 압력 및 속도가 유입통로에서의 가스 유동 압력 및 속도와 거의 동일하게 형성되어, 배기가스의 유동 과정에 유동 압력 및 속도의 저하가 발생되지 않으므로, 상기 유출통로와 반전부에서 가스 압력 및 속도 저하로 인한 슈트의 퇴적을 효과적으로 방지하게 되고, 이에 따란 쿨러의 냉각 효율의 저하와 가스 유동 통로의 막힘을 확실하게 방지해서 쿨러의 내구성과 수명을 향상시키게 되는 것이다.

상기 단면적의 비율(a/b)은 엔진의 사양에 따라 적절히 튜닝하여 선정될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 배기가스 재순환장치의 쿨러의 사시도,

도 2는 종래 기술에 따른 배기가스 재순환장치의 쿨러의 내부 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 배기가스 재순환장치의 쿨러의 사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

11-쿨러 하우징 12-유입통로

13-유출통로

Claims (3)

1. 서로 분리된 배기가스 유입통로(12)와 유출통로(13) 및 상기 통로(12,13)를 반전시켜 연결하는 반전부를 구비한 차량의 배기가스 재순환장치의 쿨러에 있어서,

   상기 유출통로(13)의 가스 유동 단면적이 상기 유입통로(12)의 가스 유동 단면적보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 배기가스 재순환장치의 쿨러구조.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 유입통로(12)와 유출통로(13)는 직사각 박스 형상을 한 쿨러 하우징(11)의 내부에 상하로 서로 평행되게 형성되고, 상기 유입통로의 유입구와 유출통로의 유출구는 상기 쿨러 하우징의 일측면에 상하로 각각 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 배기가스 재순환장치의 쿨러구조.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 유출통로의 폭은 상기 유입통로의 폭과 동일하게 형성되지만 상기 유출통로의 높이(b)는 상기 유입통로의 높이(a)보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 배기가스 재순환장치의 쿨러구조.

Images