KR20140111295A - 가스, 특히 엔진의 배기 가스를 위한 열교환기 - Google Patents

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KR20140111295A
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프란시스코 모레노 후안 카를로스 드
마르코 카를로스 로드리고
로드리게즈 욜란다 브라보
산체즈 페르난도 푸에르톨라스
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발레오 테르미코 에스.에이.
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Abstract

가스, 특히 엔진의 배기 가스를 위한 열교환기(1)는 가스 유입구(4) 및 가스 유출구(5)를 규정하는 케이싱(3)의 내측에 배열된 튜브(2)의 다발로서, 상기 튜브(2)는 냉매와 열을 교환하기 위해서 가스를 순환시키도록 구성되고, 상기 튜브(2)는 복수의 열을 갖는 적어도 하나의 칼럼으로 분포되고, 열 사이에 복수의 공간(8)이 규정되는, 상기 튜브(2)의 다발과, 케이싱(3)에 연결된 냉매 유입 파이프(9) 및 냉매 유출 파이프(10)를 포함한다. 상기 교환기(1)는 케이싱(3) 내로 통합되는 바이패스 채널(11)을 포함하고, 이러한 바이패스 채널(11)은 냉매의 분배를 향상시키는 방식으로, 채널(11)의 정면에 위치된 튜브(2)의 열 사이에 규정된 공간(8)과 냉매 파이프(10) 중 하나를 연결시킬 수 있다.

Description

가스, 특히 엔진의 배기 가스를 위한 열교환기{HEAT EXCHANGER FOR GASES, IN PARTICULAR FOR THE EXHAUST GASES OF AN ENGINE}
본 발명은 가스, 특히 엔진의 배기 가스를 위한 열교환기에 관한 것이다.
본 발명은 특히, 엔진의 배기 가스를 재순환(EGRC)하기 위한 교환기에 관한 것이다.
EGR 교환기의 주 기능은 가스를 냉각하기 위해 배기 가스와 냉매(coolant) 사이에 열을 교환하는 것이다.
현재, EGR 열교환기는 디젤 응용에 광범위하게 사용되어 배기물을 감소시키고, 휘발유 응용에도 사용되어 연료의 소비량을 감소시킨다.
현재 시장 트렌드는 고압(HP) 응용뿐만 아니라 저압(LP) 응용에서도, 엔진의 크기를 감소시키고 EGR 열교환기를 설치하는 것이다. 그러나, 이러한 2개의 응용은 EGR 열교환기의 설계에 영향을 준다. 차량 제조업자는 향상된 출력을 갖는 EGR 열교환기를 요구하지만, 동시에 교환기 및 그 구성요소를 설치할 수 있는 공간이 축소되고 있고 점차 통합하기 어려워진다.
게다가, 다양한 응용에서, 교환기의 출력의 증가에도 불구하고 배기 가스를 냉각시키기 위한 냉매의 유동은 감소되는 경향을 갖는다.
시장의 EGR 교환기의 현재 설계는 일반적으로 스테인리스 강 또는 알루미늄으로 제작된 금속 열교환기에 대응한다.
기본적으로 2개의 유형의 EGR 열교환기가 있는데, 제 1 유형은 가스의 통과(passage)를 위한 병렬 튜브의 다발을 포함하는 케이싱으로 구성되어, 냉매가 튜브 주위의 케이싱 내에서 순환하고, 제 2 유형은 열교환기 표면을 형성하는 연속의 병렬 플레이트를 포함하여, 배기 가스 및 냉매가 교대 층 내의 2개의 플레이트 사이에서 순환하고, 핀(fin)을 포함하여 열의 교환을 증대시킬 수 있다.
튜브의 다발을 포함하는 열교환기의 경우에 있어서, 튜브 및 케이싱 사이의 교차점은 상이할 수 있다. 일반적으로, 튜브는 그들 단부가 케이싱의 각 단부에 연결된 2개의 지지 플레이트 사이에 고정되고, 2개의 지지 플레이트는 각각의 튜브의 삽입을 위한 복수의 개구부를 구비한다.
상기 지지 플레이트는 교환기가 조립되는 재순환 라인의 설계에 따라 V자형 커넥터, 또는 심지어 주변 연결 림 또는 플랜지로 구성할 수 있는 재순환 라인에 연결하기 위한 수단에 고정된다. 주변 림은 가스 저장부(gas reservoir)가 케이싱과 림 사이의 중간 부분이 되도록 가스 저장부와 함께 장착될 수 있거나, 케이싱 상에 직접적으로 장착될 수도 있다.
EGR 교환기의 양자의 유형에 있어서, 구성요소의 대부분은 금속으로 제작되고, 따라서 기계적 수단에 의해 조립되고, 그 다음에 이러한 응용을 위해 필요한 정도의 실링을 보장하도록 오븐 납땜(oven solder) 또는 아크 용접(arc weld)된다.
알려진 유형의 교환기는 복수의 열 및 2개의 인접한 칼럼(column)에 걸쳐서 분배된 기본적으로 직사각형 단면을 갖는 튜브의 다발을 포함하고, 튜브의 높이는 그들의 폭보다 작게 되어 있다. 상기 튜브의 다발은 케이싱의 대향 단부에 위치된 가스 유입구 및 가스 유출구를 갖는 기본적으로 직사각형 케이싱 내에 수용된다.
또한, 이러한 유형의 교환기는 냉매의 유입 및 유출을 위해, 케이싱에 각각 연결된 2개의 파이프를 포함한다. 냉매는 튜브 주위를 순환하고, 특히, 지지 플레이트의 상승된 온도 때문에 가스 유입구에 위치된 지지 플레이트를 효율적으로 냉각해야 한다. 이 경우에서, 고온의 유입 가스와의 교환에 의해 냉매의 온도의 국부적인 상승을 나타내는 저유량 영역의 형성을 회피하기 위해, 가스 유입 영역 내에서 냉매의 양호한 순환을 보장하는 것이 필요하다.
가스 튜브 사이에서의 케이싱 내의 냉매의 분배는 케이싱의 크기 및 냉매 파이프의 위치에 따라 달라진다. 특정한 구성에 있어서, 가스 유입구의 지지 플레이트에 근접한 냉매의 불충분한 분배에 관련되는 비등(boiling)이 발생할 수도 있다는 문제점이 있다. 따라서, 가스 유입구의 지지 플레이트에 인접한 영역 내에서 냉매를 보다 효율적으로 분배할수록, 상기 영역 내의 튜브의 상승된 온도에 의해 야기된 비등의 문제를 제어하는 것이 용이해진다.
알려진 구성에 있어서, 냉매 유입 파이프는 하부측 및 가스 유출구에 근접하여 케이싱의 측부에 연결되는 한편, 냉매 유출 파이프는 중앙부에서 가스 유출구에 근접하여 케이싱의 상측에 연결된다. 따라서, 이러한 구성은 냉매의 역류 순환(counter-current circulation)을 가능하게 한다. 이러한 경우에, 냉매 유출 파이프는 튜브의 2개의 칼럼을 분리시키는 공간 위에 위치되고, 상기 튜브 사이의 공간은 비교적 작아져서, 냉매의 유출을 보다 어렵게 한다.
교환기가 병류 순환에 사용될 경우, 즉 냉매 유입 파이프가 가스 유입구에 근접하게 배열될 경우에, 상기 비등 문제가 또한 발생된다는 점에 유의해야 한다.
역류 순환을 갖는 다른 알려진 구성에 있어서, 냉매 유입 파이프는 가스 유출구에 근접하여 케이싱 아래에 연결되는 한편, 냉매 유출 파이프는 가스 유입구에 근접하여 케이싱의 측부에 연결된다. 이러한 경우에, 냉매 유출 파이프는 튜브의 높이가 그들의 폭보다 작기 때문에 튜브의 열 사이의 많은 공간을 차지한다. 따라서, 냉매가 통과하는 표면이 유출구쪽의 튜브 사이에서 보다 넓어진다.
그 결과, 이러한 마지막 구성에 있어서, 한편으로는 냉매의 유동이 유출 영역에서 증대하기 때문에, 다른 한편으로는 튜브 사이에서 그들 분배가 보다 균일해지기 때문에, 비등의 문제가 개선된다. 그러나, 이러한 구성은 냉매 유출 파이프로의 연결 슬리브(connecting sleeve)의 배향이 만족스럽지 않은 엔진 공간의 일부 배열 및 크기에서 달성될 수 없다.
본 발명의 가스, 특히 엔진의 배기 가스를 위한 열교환기의 목적은, 특히 온도가 높아지는 가스 유입 영역에서, 비등의 문제를 감소시키는 냉매의 보다 균일하고 효율적인 분배를 획득하고, 또한 차량 제조업자의 연결 슬리브와 냉매 유출 또는 유입 파이프 사이에서 양호한 조정을 가능하게 하기 위해서, 종래 기술의 알려진 교환기의 단점을 극복하는 것이다.
본 발명의 가스, 특히 엔진의 배기 가스를 위한 열교환기는, 가스 유입구 및 가스 유출구를 규정하는 케이싱의 내측에 배열된 튜브의 다발로서, 상기 튜브는 냉매와 열을 교환하기 위해서 가스를 순환시키도록 구성되고, 상기 튜브는 복수의 열을 갖는 적어도 하나의 칼럼으로 분포되고, 열 사이에는 복수의 공간이 규정되는, 상기 튜브의 다발과, 케이싱에 연결된 냉매 유입 파이프 및 유출 파이프를 포함하는 유형이며, 본 발명의 상기 열교환기는, 케이싱 내로 통합되는 바이패스 채널을 포함하며, 이 바이패스 채널은 냉매의 분배를 향상시키는 방식으로, 상기 채널에 대면하여 위치된 튜브의 열 사이에 규정된 공간과 냉매 파이프 중 하나를 연결시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 튜브의 높이는 그 폭보다 작고, 상기 냉매 파이프 중 하나는 튜브의 폭이 가장 넓은 측에 대면하여 위치된다.
유리한 방식으로, 상기 냉매 파이프 중 하나는 가스 유입구에 근접하게 배열되어, 가스 유입구에 근접한 영역에서의 냉매 분배를 향상시킨다.
이러한 방식으로, 바이패스 채널은 유출 유동이 종래 기술에서의 경우와 같이, 튜브의 폭이 가장 넓은 측에 대면하는 공간이 아니라, 튜브의 열 사이에 규정된 공간을 가로지르는 케이싱의 측부 상에, 순환이 역류인지 병류인지에 따라서 냉매 유출구 또는 유입구 각각을 획득할 수 있게 한다.
따라서, 가스 유입구에 근접하게 위치된 냉매 파이프는 차량 제조업자의 슬리브가 상기 냉매 파이프의 연결을 위해 위치되는 것과 상관없이, 케이싱의 임의 측부 상에 배열될 수 있다.
결과적으로, 냉매의 통과를 위한 채널이 얻어지고, 채널의 경로는 엔진 공간의 요구 및 구성에 순응할 수 있다.
게다가, 가스 유입구에 근접하게 배열된 상기 냉매 파이프는 통상의 방식으로 케이싱 및 채널의 일단부에 장착될 수 있다.
바람직하게는, 바이패스 채널은 스탬핑 공정(stamping process)을 이용하여 제조되고, 케이싱의 외측 부분을 향해 돌출되도록 구성된다.
유리한 방식으로, 바이패스 채널은 상기 채널에 대면하여 위치된 내부 공간 내의 케이싱에 결합된 폐쇄 플레이트와 연관되고, 상기 폐쇄 플레이트는 케이싱의 내측과 바이패스 채널 사이에 냉매의 제어된 통과를 가능하게 하도록 제공된 적어도 하나의 관통 개구부를 포함한다.
그 결과, 냉매는 폐쇄 플레이트 내에 형성된 하나 이상의 개구부를 통해 채널 내로 순환하고, 개구부의 개수 또는 크기는 차량 제조업자의 필요에 따라 냉매의 최적의 분배를 획득하기 위해 조정할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 내부 폐쇄 플레이트는 2개의 측방향 개구부를 포함한다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 내부 폐쇄 플레이트는 튜브의 2개의 열마다 위치된 공간과 각각 연관된 측방향 개구부의 세트(set), 및 냉매 유출 파이프에 대면하여 위치된 적어도 하나의 상부 개구부를 포함한다.
게다가, 바이패스 채널은 냉매의 유동 및 엔진 환경의 특징에 따라 다양한 구성을 가질 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 바이패스 채널은 제 2 냉매 유출 파이프를 연결하도록 제공된 측방향 개구부를 포함한다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 2개의 바이패스 채널은 케이싱의 대향 측부 상에 각각 배열된다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 바이패스 채널은 그 전체 길이에 걸쳐서 가변 단면을 갖는다.
상기 설명을 명확하게 하기 위해서, 본 발명의 가스, 특히 엔진의 배기 가스를 위한 열교환기의 실제적인 실시예를 단지 비한정적인 예시로서 그리고 개략적인 형태로 도시하는 도면이 첨부되어 있다.
도 1은 유입 및 유출 냉매 파이프의 가능한 구성을 도시하는 종래 기술로부터 알려진 열교환기의 개략도,
도 2는 냉매의 분배 라인을 개략적으로 도시하는 도 1의 열교환기의 종단면도,
도 3은 냉매 유출 파이프 및 가스 튜브에 대한 위치를 도시하는 도 1의 교환기의 부분 정면도,
도 4는 튜브의 2개의 칼럼 사이의 공간 위의 위치를 나타내는 도 1의 교환기의 냉매 유출 파이프의 개략적인 단면도,
도 5는 케이싱의 측벽 내에 스탬핑 가공된 채널을 도시하는 본 발명에 따른 열교환기의 부분 사시도,
도 6은 제 1 실시예에 따른 본 발명의 내부 폐쇄 플레이트의 사시도,
도 7은 내부 폐쇄 플레이트가 스탬핑 가공된 채널 상에 장착된 상태의 본 발명에 따른 열교환기의 부분 사시도,
도 8은 폐쇄 플레이트 및 채널을 통해 대응하는 유출 파이프를 향한 냉매의 분배를 도시하는 도 7의 본 발명의 열교환기의 단면도,
도 9는 내부 폐쇄 플레이트의 제 2 실시예를 도시하는 본 발명에 따른 열교환기의 부분 사시도,
도 10은 폐쇄 플레이트 및 채널을 통해 대응하는 유출 파이프를 향한 냉매의 분배를 도시하는 도 9의 본 발명의 열교환기의 단면도,
도 11 내지 도 13은 바이패스 채널의 각각의 실시예를 도시하는 본 발명의 열 교환기의 단면도.
도 1 내지 도 4는 종래 기술로부터 알려진 열교환기(1')의 유형을 도시하고, 이러한 유형의 열교환기는 가스 유입구(4) 및 가스 유출구(5)를 규정하는 케이싱(3) 내측에 배열된 튜브(2)의 다발을 포함하며, 상기 튜브(2)는 냉매와 열을 교환하기 위해서 가스를 순환시키도록 설계되어 있다. 가스의 유입 유동(4) 및 유출 유동(5)이 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 화살표에 의해 도시된다. 게다가, 튜브(2)는 그들의 단부가 케이싱(3)의 각 단부에 연결된 2개의 지지 플레이트(6, 6') 사이에 고정된다.
이러한 경우에 있어서, 튜브(2)는 실질적으로 직사각형 단면을 갖고, 2개의 인접한 칼럼 및 복수의 열에 걸쳐서 분포된다. 따라서, 상기 튜브(2)는 칼럼 사이의 공간(7) 및 열 사이의 복수의 공간(8)을 규정하고, 상기 튜브(2)의 높이는 그들의 폭보다 작게 되어 있다. 케이싱(3)은 사각형 단면을 갖는다.
또한, 교환기(1')는 케이싱(3)에 연결된 냉매 유입 파이프(9) 및 냉매 유출 파이프(10)를 포함한다. 냉매의 유입 유동 및 유출 유동은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 화살표에 의해 지시된다. 이러한 경우에 있어서, 냉매의 순환은 역류로 흐른다. 냉매 유입 파이프(9)는 하측(3c) 및 가스 유출구(5)에 근접하여 케이싱(3)의 일측(3b)에 연결되는 한편, 냉매 유출 파이프(10)는 중앙부에서 가스 유입구(4)에 근접하여 케이싱(3)의 상측(3a)에 연결된다.
도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 냉매 유출 파이프(10)는 튜브(2)의 2개의 칼럼을 분리시키는 공간(7) 위에 위치된다. 그러나, 2개의 튜브(2) 사이의 상기 공간(7)은 비교적 작고, 냉매의 유출을 어렵게 한다. 이러한 경우에 있어서, 도 2에서 곡선에 의해 도시된 바와 같이, 가스의 온도가 상승하기 때문에 강한 유동으로 가스 유입 영역(4)을 향해 냉매를 지향시키는 것이 필요하다. 가스 유입구의 지지 플레이트(6)에 인접한 상기 영역(4) 내의 냉매를 보다 양호하게 분배할수록, 상기 영역(4) 내의 튜브(2)의 상승된 온도에 의해 야기된 비등의 문제를 제어하는 것이 용이해진다.
도 5 내지 도 13은 본 발명의 열교환기(1)에 관한 것이고, 도면 부호 2 내지 10은 상술된 알려진 교환기(1')의 도면 부호와 일치한다.
또한, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 열교환기(1)는 가스 유입구(4)에 근접한 케이싱(3)의 일측(3b) 내에 포함된 바이패스 채널(11)을 포함하고, 상기 바이패스 채널(11)은 상기 채널(11)을 대면하여 위치된 튜브(2)의 열 사이에 규정된 측방향 공간(8)을 케이싱(3)의 상측(3a) 상에 배열된 냉매 유출 파이프(10)와 연결시킬 수 있다. 이러한 구조적 배치는 특히 가스 유입구(4)에 근접한 영역 내의 냉매의 분배를 향상시킨다.
바이패스 채널(11)은 케이싱(3)의 일측(3b)에 냉매 유출구를 획득할 수 있게 하고, 이러한 냉매 유출구에서 상기 유출 유동은, 차량 제조업자의 슬리브가 상기 냉매 유출 파이프(10)를 연결시키기 위해 위치되는 것과 상관없이, 종래 기술에서와 같이, 칼럼 사이에 규정된 공간(7)이 아닌 튜브(2)의 열 사이에 규정된 공간(8)을 가로지른다.
이러한 방식으로, 냉매의 통과를 위한 채널(11)이 얻어지고, 채널의 경로는 엔진 공간의 요구 및 구성에 순응할 수 있다.
이러한 경우에 있어서, 바이패스 채널(11)은 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 스탬핑 공정에 의해 생성되고 케이싱(3)의 외측 부분을 향해 돌출되도록 설계된다.
게다가, 냉매 유출 파이프(10)는 통상의 방식으로 케이싱(3) 상 및 채널(11)의 일단부 상에 장착된다(도 8 참조).
유사하게는, 바이패스 채널(11)은 상기 채널(11)에 대면하여 위치된 내부 공간 내의 케이싱(3)에 연결된 폐쇄 플레이트(12)와 연관되고, 상기 폐쇄 플레이트(12)는 케이싱(3) 내측으로부터 바이패스 채널(11)로의 냉매의 제어된 통과를 허용하도록 제공된 적어도 하나의 관통 개구부(13)를 포함한다.
그 결과, 냉매는 폐쇄 플레이트(12) 내에 형성된 하나 이상의 개구부(13)를 통해 채널(11) 내로 유입하고, 개구부의 개수 또는 크기는 차량 제조업자의 필요에 따라 냉매의 최적의 분배를 획득하기 위해 변경할 수 있다.
도 6 내지 도 8에 도시된 폐쇄 플레이트(12)의 제 1 실시예에 따르면, 상기 폐쇄 플레이트(12)는 2개의 측방향 관통 개구부(13)를 포함한다. 도 8은, 개구부(13)를 통해 바이패스 채널(11)을 향하고 그 다음에 유출 파이프(10)를 각각 향하는 냉매의 유출을 2개의 화살표에 의해 도시한다.
도 9 및 도 10에 도시된 폐쇄 플레이트(12)의 제 2 실시예에 따르면, 상기 폐쇄 플레이트(12)는 튜브(2)의 2개의 열마다 위치된 공간(8)과 각각 관련된 작은 직경의 측방향 개구부(13)의 세트, 및 냉매 유출 파이프(10)에 대면하여 위치된 복수의 상부 개구부(13a)를 포함한다. 유사하게는, 도 10에서, 냉매 유출구는 개구부(13, 13a)를 통해 바이패스 채널(11)을 향하고 그 다음에 유출 파이프(10)를 각각 향하는 2개의 화살표에 의해 도시된다.
이제까지 열교환기는 냉매의 역류 순환에 대해 설명되었지만, 명확하게, 순환은 또한 병류일 수 있으며, 즉 냉매 유입구가 가스 유입구와 근접한 측부 상에 있을 수 있다.
게다가, 튜브의 다발이 2개의 칼럼 및 복수의 열로 도시되었지만, 다른 실시예는 예를 들면, 단일 칼럼 및 복수의 열을 구비하는 것이 또한 가능하다.
마찬가지로, 다른 종류의 구조가 냉매의 유동 및 엔진 환경의 특징에 따라 바이패스 채널(11)에 사용될 수도 있다. 3개의 실시예가 이하에 설명된다.
도 11에 도시된 제 1 실시예에 따르면, 바이패스 채널(11)은 제 2 냉매 유출 파이프(10a)의 연결을 위한 측면 개구부를 포함한다.
도 12에 도시된 제 2 실시예에 따르면, 2개의 바이패스 채널(11, 11a)이 케이싱(3)의 대향 측부(3b) 상에 각각 배열된 각각의 폐쇄 플레이트(12, 12a)에 사용된다.
도 13에 도시된 제 3 실시예에 따르면, 바이패스 채널(11)은 그 전체 길이에 걸쳐서 가변 단면을 갖는다.

Claims (10)

  1. 가스, 특히 엔진의 배기 가스를 위한 열교환기(1)로서,
    가스 유입구(4) 및 가스 유출구(5)를 규정하는 케이싱(3)의 내측에 배열된 튜브(2)의 다발로서, 상기 튜브(2)는 냉매와 열을 교환하기 위해서 가스를 순환시키도록 구성
    되고, 상기 튜브(2)는 복수의 열을 갖는 적어도 하나의 칼럼으로 분포되고, 열 사이에는 복수의 공간(8)이 규정되는, 상기 튜브(2)의 다발과,
    상기 케이싱(3)에 연결된 냉매 유입 파이프(9) 및 냉매 유출 파이프(10)를 포함하는, 상기 열교환기(1)에 있어서,
    상기 케이싱(3) 내로 통합되는 바이패스 채널(11)을 포함하며, 상기 바이패스 채널(11)은, 상기 냉매의 분배를 향상시키는 방식으로, 상기 채널(11)에 대면하여 위치된 상기 튜브(2)의 열 사이에 규정된 상기 공간(8)과 냉매 파이프(10) 중 하나를 연결시킬 수 있는 것을 특징으로 하는
    열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브(2)의 높이는 그 폭보다 작고, 상기 냉매 파이프(10) 중 하나는 상기 튜브(2)의 폭이 가장 넓은 측에 대면하여 위치되는
    열교환기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 냉매 파이프(10) 중 하나는 상기 가스 유입구(4)에 근접하게 배열되어, 상기 가스 유입구(4)에 근접한 영역에서의 상기 냉매 분배를 향상시키는
    열교환기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이패스 채널(11)은 스탬핑 공정을 이용하여 제조되고, 상기 케이싱(3)의 외측 부분을 향해 돌출되도록 구성되는
    열교환기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이패스 채널(11)은 상기 채널(11)에 대면하여 위치된 내부 공간에서 상기 케이싱(3)에 결합된 폐쇄 플레이트(12)와 연관되고, 상기 폐쇄 플레이트(12)는 상기 케이싱(3)의 내측과 상기 바이패스 채널(11) 사이에서 냉매의 제어된 통과를 허용하도록 제공된 적어도 하나의 관통 개구부(13)를 포함하는
    열교환기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 내부 폐쇄 플레이트(12)는 2개의 측방향 관통 개구부(13)를 포함하는
    열교환기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 내부 폐쇄 플레이트는, 튜브(2)의 2개의 열마다 위치된 공간(8)과 각각 연관된 측면 개구부(13)의 세트, 및 상기 가스 유입구(4)에 근접하게 위치된 상기 냉매 파이프(10)에 대면하여 위치된 적어도 하나의 상부 개구부(13a)를 포함하는
    열교환기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이패스 채널(11)은 제 2 냉매 유출 파이프(10a)를 연결하도록 제공된 측방향 개구부를 포함하는
    열교환기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이싱(3)의 대향 측부(3b) 상에 각각 배열된 2개의 바이패스 채널(11, 11a)을 포함하는
    열교환기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이패스 채널(11)은 그 전체 길이에 걸쳐서 가변 단면을 갖는
    열교환기.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013100885B4 (de) * 2013-01-29 2020-02-27 Benteler Automobiltechnik Gmbh Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug
KR101610099B1 (ko) * 2014-04-30 2016-04-08 현대자동차 주식회사 캔형 열교환기
US10767605B2 (en) 2016-12-20 2020-09-08 Tokyo Roki Co., Ltd. Heat exchanger
ES2676708B1 (es) * 2017-01-23 2019-05-14 Valeo Termico Sa Intercambiador de calor para gases
KR102173398B1 (ko) * 2017-06-14 2020-11-03 한온시스템 주식회사 배기가스 냉각장치
DE102017130153B4 (de) 2017-12-15 2022-12-29 Hanon Systems Vorrichtung zur Wärmeübertragung und Verfahren zum Herstellen der Vorrichtung
WO2020104836A1 (es) * 2018-11-21 2020-05-28 Valeo North America, Inc. Enfriador de aire de carga

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005036765A (ja) * 2003-07-18 2005-02-10 Hino Motors Ltd Ｅｇｒクーラ
WO2006035987A1 (ja) * 2004-09-28 2006-04-06 T.Rad Co., Ltd. 熱交換器
DE102005037156A1 (de) * 2005-08-06 2007-02-08 Daimlerchrysler Ag Wärmetauscher
US7380544B2 (en) * 2006-05-19 2008-06-03 Modine Manufacturing Company EGR cooler with dual coolant loop
JP4775287B2 (ja) * 2006-10-18 2011-09-21 株式会社デンソー 熱交換器
JP2008231451A (ja) * 2007-03-16 2008-10-02 Nsk Ltd 環状体の熱処理方法および環状体矯正治具
JP2008231929A (ja) * 2007-03-16 2008-10-02 Tokyo Radiator Mfg Co Ltd Ｅｇｒクーラ用熱交換器の冷却水入口構造
JP2008232451A (ja) 2007-03-16 2008-10-02 Tokyo Radiator Mfg Co Ltd 熱交換器の冷却水入口構造
JP2009114923A (ja) 2007-11-05 2009-05-28 Tokyo Radiator Mfg Co Ltd Ｅｇｒクーラ
JP5806448B2 (ja) * 2009-05-13 2015-11-10 株式会社東芝 核医学イメージング装置、画像処理装置および画像処理方法
JP5533715B2 (ja) * 2010-04-09 2014-06-25 株式会社デンソー 排気熱交換装置

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