KR20160049836A - Ｅｇｒ 믹서 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 겨울철 또는 주변공기의 온도가 낮은 조건 등과 같이 EGR가스와 흡입공기 사이의 온도차이가 크더라도 결빙의 발생을 미연에 차단함으로써 스로틀밸브의 원활한 작동을 확보할 수 있는 EGR믹서에 관한 것이다.
본 발명에 의한 EGR믹서는, 흡입공기 및 EGR가스가 혼합되는 혼합통로를 가지는 믹싱 하우징; 및 상기 믹싱 하우징 내에 설치되어 혼합통로를 개폐하는 스로틀밸브;를 포함하고, 상기 믹싱 하우징은 상기 혼합통로를 포위하는 EGR가스 챔버를 가지고, EGR쿨러로부터 유입되는 EGR가스가 상기 EGR가스 챔버를 통과한 후에 상기 혼합통로에 유입되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 EGR믹서는, 흡입공기 및 EGR가스가 혼합되는 혼합통로를 가지는 믹싱 하우징; 및 상기 믹싱 하우징 내에 설치되어 혼합통로를 개폐하는 스로틀밸브;를 포함하고, 상기 믹싱 하우징은 상기 혼합통로를 포위하는 EGR가스 챔버를 가지고, EGR쿨러로부터 유입되는 EGR가스가 상기 EGR가스 챔버를 통과한 후에 상기 혼합통로에 유입되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 배기가스 재순환시스템에 이용되는 EGR 믹서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 겨울철 또는 주변공기의 온도가 낮은 조건 등과 같이 EGR가스와 흡입공기 사이의 온도차이가 크더라도 결빙의 발생을 미연에 차단함으로써 스로틀밸브의 원활한 작동을 확보할 수 있는 EGR믹서를 제공하는 데 그 목적이 있다.
일반적으로 배기가스 재순환시스템(EGR: Exhaust Gas Reciculation)은 배기가스의 일부 즉, EGR가스(배기재순환가스)를 다시 흡기계로 재순환시켜 흡입공기중의 CO2 농도를 증대시켜 연소실의 온도를 저하시키고, 이에 의해 NOx를 저감시키는 시스템이다.
이러한 배기가스 재순환시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(1)의 배기매니폴드에서 배출되는 배기가스의 일부 즉, EGR 가스를 흡기매니폴드(2)로 재순환시킬 때 개방작동하는 EGR밸브(3)와, 냉각수에 의해 EGR가스의 온도를 흡기온의 조건에 맞춰 냉각(대략 800℃의 배기가스를 120℃로 낮춤)시키는 EGR쿨러(4)와, EGR쿨러(4)를 통과한 EGR가스와 흡기라인을 통해 흡입되는 흡입공기를 혼합하는 EGR믹서(5)와, 배기맥동효과에 의해 낮은 배기압력에도 EGR가스를 EGR믹서(5)로 유입시키는 EGR니들밸브(6)와, EGR믹스(5)의 하류 측에 설치되어 엔진(1)으로 유입되는 흡기(또는 혼합기)의 양을 적절히 조절하도록 개폐작동하는 스로틀밸브를 가진 스로틀바디(7, throttle body) 등으로 구성된다.
하지만, 종래의 배기가스 재순환시스템에서, 겨울철 또는 주변공기의 온도가 낮은 조건에서는 EGR밸브(3)의 개방된 이후에 EGR믹서(5) 내에서 고온의 EGR가스와 저온의 흡입공기가 짧은 시간에 바로 접촉하게 되고, 이에 EGR가스와 흡입공기 사이의 높은 온도 차이로 인해 결빙(icing)이 발생하며, 이러한 결빙은 EGR믹서(5)의 하류에 위치한 스로틀바디(7)까지 확장됨으로 인해 스로틀밸브의 정상작동에 심각한 지장을 주는 단점이 있었다.
또한, 이러한 결빙으로 인해 흡기밸브의 개방 시에 얼음이 흡기밸브 내로 유입되어 흡기밸브의 휨이 발생하는 등 주변 부품에도 악영향을 끼치는 치명적인 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 단점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 겨울철 또는 주변공기의 온도가 낮은 조건 등과 같이 EGR가스와 흡입공기 사이의 온도차이가 크더라도 결빙의 발생을 미연에 차단함으로써 스로틀밸브의 원활한 작동을 확보할 수 있고, 또한 변경되는 부품수를 최소화하여 생산 현장에서의 대응을 용이하게 할 뿐만 아니라 기존 양산 엔진에도 추가적인 원가부담이 발생하지 않게 하는 EGR믹서를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1측면에 따른 EGR믹서는,
흡입공기 및 EGR가스가 혼합되는 혼합통로를 가지는 믹싱 하우징; 및
상기 믹싱 하우징 내에 설치되어 혼합통로를 개폐하는 스로틀밸브;를 포함하고,
상기 믹싱 하우징은 상기 혼합통로를 포위하는 EGR가스 챔버를 가지고, EGR쿨러로부터 유입되는 EGR가스가 상기 EGR가스 챔버를 통과한 후에 상기 혼합통로에 유입되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 EGR가스 챔버와 상기 혼합통로는 하나 이상의 소통공에 의해 소통함으로써 상기 EGR가스 챔버 내의 EGR가스가 혼합통로 내로 유입되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 소통공은 상기 스로틀밸브의 하류측에 이격되게 위치하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 소통공은 상기 스로틀밸브의 상류측에 이격되게 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2측면에 따른 EGR믹서는,
흡입공기가 유입되는 제1유입개구와, EGR가스가 유입되는 제2유입개구와, 상기 제1유입개구를 통해 유입되는 흡입공기 및 상기 제2유입개구를 통해 유입되는 EGR가스가 혼합되는 혼합통로와, 혼합된 흡입공기 및 EGR가스가 배출되는 배출개구를 가진 믹싱 하우징; 및
상기 믹싱 하우징의 혼합통로 내에 설치되어 상기 혼합통로를 개폐하도록 설치된 스로틀밸브;를 포함하고,
상기 믹싱 하우징의 내부에는 상기 혼합통로를 포위하도록 배치된 EGR가스 챔버가 형성되며, 상기 제2유입개구는 상기 EGR가스 챔버의 외벽에 형성되고,
상기 혼합통로 및 EGR가스 챔버는 구획벽에 의해 구획되고, 상기 구획벽에는 상기 혼합통로 및 EGR가스 챔버를 소통시키는 하나 이상의 소통공이 형성되며,
EGR가스는 상기 제2유입개구를 통해 상기 EGR가스 챔버 내로 유입된 이후에 소통공을 통과하여 상기 혼합통로로 유입되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1유입개구는 상기 혼합통로의 상류단에 형성되고, 상기 배출개구는 상기 혼합통로의 하류단에 형성됨으로써 흡입공기는 상기 혼합통로의 축선방향을 따라 흐르는 것을 특징으로 한다.
상기 소통공은 상기 제2유입개구에 대해 믹싱 하우징의 길이방향을 따라 서로 이격되게 배치된다.
일 실시예에 따르면, 상기 소통공은 상기 스로틀밸브의 상류측에 이격되게 위치하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 소통공은 상기 스로틀밸브의 하류측에 이격되게 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3측면에 따른 EGR믹서는,
흡입공기 및 EGR가스가 혼합되는 혼합통로를 가지는 믹싱 하우징;
상기 믹싱 하우징 내에 설치되어 혼합통로를 개폐하는 스로틀밸브; 및
상기 혼합통로 내로 연료를 공급하도록 상기 믹싱 하우징의 일측에 설치된 연료공급유닛;을 포함하고,
상기 믹싱 하우징은 상기 혼합통로를 포위하는 EGR가스 챔버를 가지고, EGR쿨러로부터 유입되는 EGR가스가 상기 EGR가스 챔버를 통과한 후에 상기 혼합통로에 유입되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 연료공급유닛은 상기 스로틀밸브의 하류 측에 이격되게 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 EGR가스 챔버와 상기 혼합통로는 하나 이상의 소통공에 의해 소통함으로써 상기 EGR가스 챔버 내의 EGR가스가 혼합통로 내로 유입되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 소통공은 상기 스로틀밸브의 상류측에 이격되게 위치하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 소통공은 상기 스로틀밸브의 하류측에 이격되게 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4측면에 따른 EGR믹서는,
흡입공기가 유입되는 제1유입개구와, EGR가스가 유입되는 제2유입개구와, 상기 제1유입개구를 통해 유입되는 흡입공기 및 상기 제2유입개구를 통해 유입되는 EGR가스가 혼합되는 혼합통로와, 혼합된 흡입공기 및 EGR가스가 배출되는 배출개구를 가진 믹싱 하우징;
상기 믹싱 하우징의 혼합통로 내에 설치되어 상기 혼합통로를 개폐하도록 설치된 스로틀밸브; 및
상기 혼합통로 내로 연료를 공급하도록 상기 믹싱 하우징의 일측에 설치된 연료공급유닛;을 포함하고,
상기 믹싱 하우징의 내부에는 상기 혼합통로를 포위하도록 배치된 EGR가스 챔버가 형성되며, 상기 제2유입개구는 상기 EGR가스 챔버의 외벽에 형성되고,
상기 혼합통로 및 EGR가스 챔버는 구획벽에 의해 구획되고, 상기 구획벽에는 상기 혼합통로 및 EGR가스 챔버를 소통시키는 하나 이상의 소통공이 형성되며,
EGR가스는 상기 제2유입개구를 통해 상기 EGR가스 챔버 내로 유입된 이후에 소통공을 통과하여 상기 혼합통로로 유입되는 것을 특징으로 한다.
상기 연료공급유닛은 상기 스로틀밸브의 하류 측에 이격되게 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 연료공급유닛과 제2유입개구는 상기 믹싱 하우징의 외면에서 길이방향을 따라 이격되게 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2유입개구가 상기 믹싱 하우징의 상류단에 형성되고, 상기 연료공급유닛은 상기 믹싱 하우징의 하류단에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1유입개구는 상기 혼합통로의 상류단에 형성되고, 상기 배출개구는 상기 혼합통로의 하류단에 형성됨으로써 흡입공기는 상기 혼합통로의 축선방향을 따라 흐르는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 소통공은 상기 스로틀밸브의 상류측에 이격되게 위치하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 소통공은 상기 스로틀밸브의 하류측에 이격되게 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 믹싱 하우징의 혼합통로가 EGR가스 챔버에 의해 포위되는 구조에 의해 EGR가스 챔버 내의 EGR가스가 흡입공기를 예열하는 히터의 역할을 함으로써 혼합통로 내에서 혼합되는 흡입공기 및 EGR가스의 온도차이가 크더라도 결빙의 발생을 미연에 차단할 수 있고, 이를 통해 스로틀밸브의 원활한 작동성을 안정적으로 확보할 수 있는 장점이 있다. 특히, 믹싱 하우징 내에 스로틀밸브가 일체형으로 조합된 구성을 통해 기존의 믹서와 스로틀밸브가 모듈화될 수 있으므로, 그 제조비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 생산현장에서의 조립성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 혼합통로 내의 흡입공기를 예열한 EGR가스가 소통공을 통해 혼합통로 내로 유입됨에 따라 흡입공기와 EGR가스 사이의 온도 차이가 더욱 줄어들 수 있으므로 그 혼합효율이 더욱 향상되는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, EGR가스 챔버에서 혼합통로으로 EGR가스를 공급하는 역할을 하는 소통공이 스로틀밸브의 상류 또는 하류에 이격되게 형성됨으로써 혼합통로 내에서의 흡입공기 및 EGR가스의 혼합작용이 스로틀밸브의 작동에 영향을 주지 않아 스로틀밸브의 작동성이 일정하게 유지되는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 혼합통로를 포위하는 EGR가스 챔버로부터 소통공을 통과하여 유입되는 EGR가스가 혼합통로의 축선방향을 따라 흐르는 흡입공기와 혼합됨으로써 혼합통로 내에서의 흡입공기 및 EGR가스와의 혼합이 보다 원활하게 이루어지는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 소통공이 제2유입개구에 대해 믹싱 하우징의 길이방향을 따라 서로 이격됨에 따라, EGR가스 챔버 내로 유입된 EGR가스는 그 이격된 간격에 대응하여 이동한 후에 소통공을 통해 혼합통로로 유입됨으로써 혼합통로로 유입되는 흡입공기의 예열에 필요한 충분한 시간을 가질 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 믹싱 하우징에 스로틀밸브 및 연료공급유닛을 일체형으로 조합함으로써 기존의 믹서, 스로틀밸브, 연료공급유닛을 모듈화할 수 있으므로 그 제조비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 생산현장에서의 조립성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 연료공급유닛이 스로틀밸브의 하류에 설치됨으로써 흡입공기와 EGR가스가 충분히 혼합된 이후에 연료가 혼합되게 할 수 있으므로, 혼합기 보다 보다 안정되게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 혼합기 내의 공기 대 연료의 비율을 보다 효율적으로 조절할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 제2유입개구 및 연료공급유닛이 믹싱 하우징의 외면에서 길이방향으로 이격됨에 따라 연료공급유닛에 접속되는 연료공급파이프가 제2유입개구에 접속되는 EGR가스라인에 대해 이격될 수 있고, 이를 통해 연료공급파이프를 통해 유입되는 연료의 온도 특성이 EGR가스의 고온에 의해 변화됨이 방지될 수 있다.
본 발명에 의하면, 제2유입개구 및 연료공급유닛이 믹싱 하우징의 상류단 및 하류단에 배치됨에 따라 그 이격간격이 확보됨에 따라 연료공급유닛에 접속되는 연료공급파이프가 제2유입개구에 접속되는 EGR가스라인과 충분히 이격될 수 있고, 이를 통해 연료공급파이프를 통해 유입되는 연료의 온도 특성이 EGR가스의 고온에 의해 변화됨이 방지될 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 배기가스재순환시스템의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 EGR믹서를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 EGR믹서를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 EGR믹서를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 EGR믹서를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 EGR믹서를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 EGR믹서를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 EGR믹서를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 EGR믹서를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하고자 한다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 EGR믹서를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 EGR믹서는 흡입공기 및 EGR가스가 혼합되는 혼합통로(15)를 가지는 믹싱 하우징(10)과, 믹싱 하우징(10) 내에 설치되어 혼합통로(15)를 개폐하는 스로틀밸브(20)을 포함한다.
믹싱 하우징(10)은 흡입공기가 유입되는 제1유입개구(11)와, EGR가스가 유입되는 제2유입개구(12)와, 흡입공기 및 EGR가스가 혼합되는 혼합통로(15)와, 혼합통로(15)에서 EGR가스가 혼합된 흡입공기를 배출하는 배출개구(13)를 가진다.
제1유입개구(11)에는 흡입공기가 흡입되는 흡입라인(31)이 접속되고, 제2유입개구(12)에는 EGR쿨러 등에서 연장되는 EGR가스라인(32)이 접속되며, 배출개구(13)에는 EGR가스가 혼합된 흡입공기를 엔진의 흡기매니폴드 측으로 배출하는 배출라인(33)이 접속된다.
이와 같이, 본 발명은 믹싱 하우징(10)에 제1 및 제2 유입개구(11, 12)를 개별적으로 마련함으로써 흡입공기 및 EGR가스가 제1 및 제2 유입개구(11, 12)를 통해 혼합통로(15) 내로 개별적으로 유입될 수 있으므로 흡입공기와 EGR가스의 혼합성능을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고, 믹싱 하우징(10)에는 혼합통로(15)를 포위하는 EGR가스 챔버(16)가 형성되고, EGR가스 챔버(16)의 외벽 일측에 제2유입개구(12)가 형성되어 있다. 이에, EGR가스는 제2유입개구(12)를 통해 EGR가스 챔버(16)를 통과한 후에 혼합통로(15) 내로 유입된다.
이와 같이, 본 발명은 믹싱 하우징(10)의 혼합통로(15)이 EGR가스 챔버(16)에 의해 포위되는 구조에 의해 EGR가스 챔버(16) 내의 EGR가스가 흡입공기를 예열하는 히터의 역할을 함으로써 혼합통로(15) 내에서 혼합되는 흡입공기 및 EGR가스의 온도차이가 크더라도 결빙의 발생을 미연에 차단할 수 있고, 이를 통해 스로틀밸브(20)의 원활한 작동성을 안정적으로 확보할 수 있는 장점이 있다.
특히, 믹싱 하우징(10)은 구획벽(17)이 혼합통로(15)의 주변을 감싸도록 구성됨에 따라 믹싱 하우징(10)의 내부에 혼합통로(15) 및 EGR가스 챔버(16)가 구획벽(17)에 의해 구획된 2중관 구조로 이루어진다.
그리고, 구획벽(17)에는 하나 이상의 소통공(14)이 형성되고, 이러한 소통공(14)을 통해 EGR가스 챔버(16)와 혼합통로(15)는 서로 소통함으로써 EGR가스 챔버(16) 내의 EGR가스가 혼합통로(15) 내로 유입될 수 있다.
이와 같이, 혼합통로(15) 내의 흡입공기를 예열한 EGR가스가 소통공(14)을 통해 혼합통로(15) 내로 유입됨에 따라 흡입공기와 EGR가스 사이의 온도 차이가 더욱 줄어들 수 있으므로 그 혼합효율이 더욱 향상되는 장점이 있다.
한편, 제1유입개구(11)는 혼합통로(15)의 상류단에 형성되고, 배출개구(13)는 혼합통로(15)의 하류단에 형성됨으로써 흡입공기는 혼합통로(15)의 축선방향을 따라 흐르도록 구성된다. 이에 의하면, 혼합통로(15)를 포위하는 EGR가스 챔버(16)로부터 소통공(14)을 통과하여 유입되는 EGR가스가 혼합통로(15)의 축선방향을 따라 흐르는 흡입공기와 혼합됨으로써 혼합통로(15) 내에서의 흡입공기 및 EGR가스와의 혼합이 보다 원활하게 이루어지는 장점이 있다.
또한, 소통공(14)은 제2유입개구(12)에 대해 믹싱 하우징(10)의 길이방향을 따라 서로 이격되게 배치되고, 이를 통해 EGR가스 챔버(16) 내로 유입된 EGR가스는 그 이격된 간격에 대응하여 이동한 후에 소통공(14)을 통해 혼합통로(15)로 유입됨으로써 혼합통로(15)로 유입되는 흡입공기의 예열에 필요한 충분한 시간을 가질 수 있다.
스로틀밸브(20)는 믹싱 하우징(10) 내에서 혼합통로(15)를 개폐하도록 설치되고, 스로틀밸브(20)에는 스로틀 위치센서(25)가 연결된다.
스로틀밸브(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 믹싱 하우징(10)의 상류 측에 설치되고, 이에 대해 소통공(14)은 스로틀밸브(20)의 하류 측에 이격되게 위치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 EGR믹서를 도시한 도면이다.
본 발명의 제2실시예에 따르면 스로틀밸브(20)는 믹싱 하우징(10)의 하류 측에 설치되고, 이에 대해 소통공(14)은 스로틀밸브(20)의 상류 측에 이격되게 위치된다.
그외 나머지 구성은 제1실시예와 유사 내지 동일하므로 그 자세한 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 EGR가스 챔버(16)에서 혼합통로(15)로 EGR가스를 공급하는 역할을 하는 소통공(14)이 스로틀밸브(20)의 상류 또는 하류에 이격되게 형성됨으로써 혼합통로(15) 내에서의 흡입공기 및 EGR가스의 혼합작용이 스로틀밸브(20)의 작동에 영향을 주지 않아 스로틀밸브의 작동성이 일정하게 유지되는 장점이 있다.
또한, 믹싱 하우징(10) 내에 스로틀밸브(10)가 일체형으로 조합된 구성을 통해 기존의 믹서와 스로틀밸브가 모듈화될 수 있으므로, 그 제조비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 생산현장에서의 조립성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 도 2 및 도 3에 따른 제1 및 제2 실시예의 EGR믹서는 MGI(Multi Point Injection)엔진, GDI(Gasoline Direct Injection)엔진 등에 매우 유용하게 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 EGR믹서를 도시한 도면이다.
본 발명의 제3실시예에 의한 EGR믹서는, 흡입공기 및 EGR가스가 혼합되는 혼합통로(15)를 가지는 믹싱 하우징(10)과, 믹싱 하우징(10) 내에 설치되어 혼합통로(15)를 개폐하는 스로틀밸브(20)와, 믹싱 하우징(10)의 일측에 혼합통로(15) 내로 연료를 공급하는 연료공급유닛(40)을 포함한다.
믹싱 하우징(10)은 흡입공기가 유입되는 제1유입개구(11)와, EGR가스가 유입되는 제2유입개구(12)와, 흡입공기 및 EGR가스가 혼합되는 혼합통로(15)와, 혼합통로(15)에서 EGR가스가 혼합된 흡입공기를 배출하는 배출개구(13)를 가진다.
제1유입개구(11)에는 흡입공기가 흡입되는 흡입라인(31)이 접속되고, 제2유입개구(12)에는 EGR쿨러 등에서 연장되는 EGR가스라인(32)이 접속되며, 배출개구(13)에는 EGR가스가 혼합된 흡입공기를 엔진의 흡기매니폴드 측으로 배출하는 배출라인(33)이 접속된다.
이와 같이, 본 발명은 믹싱 하우징(10)에 제1 및 제2 유입개구(11, 12)를 개별적으로 마련함으로써 흡입공기 및 EGR가스가 제1 및 제2 유입개구(11, 12)를 통해 혼합통로(15) 내로 개별적으로 유입될 수 있으므로 흡입공기와 EGR가스의 혼합성능을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고, 믹싱 하우징(10)에는 혼합통로(15)를 포위하는 EGR가스 챔버(16)가 형성되고, EGR가스 챔버(16)의 외벽 일측에 제2유입개구(12)가 형성되어 있다. 이에, EGR가스는 제2유입개구(12)를 통해 EGR가스 챔버(16)를 통과한 후에 혼합통로(15) 내로 유입된다.
이와 같이, 본 발명은 믹싱 하우징(10)의 혼합통로(15)이 EGR가스 챔버(16)에 의해 포위되는 구조에 의해 EGR가스 챔버(16) 내의 EGR가스가 흡입공기를 예열하는 히터의 역할을 함으로써 혼합통로(15) 내에서 혼합되는 흡입공기 및 EGR가스의 온도차이가 크더라도 결빙의 발생을 미연에 차단할 수 있고, 이를 통해 스로틀밸브(20)의 원활한 작동성을 안정적으로 확보할 수 있는 장점이 있다.
특히, 믹싱 하우징(10)은 구획벽(17)이 혼합통로(15)의 주변을 부분적으로 감싸도록 구성됨에 따라 믹싱 하우징(10)의 내부에 혼합통로(15) 및 EGR가스 챔버(16)가 구획벽(17)에 의해 구획된다.
그리고, 구획벽(17)에는 하나 이상의 소통공(14)이 형성되고, 이러한 소통공(14)을 통해 EGR가스 챔버(16)와 혼합통로(15)는 서로 소통함으로써 EGR가스 챔버(16) 내의 EGR가스가 혼합통로(15) 내로 유입될 수 있다.
이와 같이, 혼합통로(15) 내의 흡입공기를 예열한 EGR가스가 소통공(14)을 통해 혼합통로(15) 내로 유입됨에 따라 흡입공기와 EGR가스 사이의 온도 차이가 더욱 줄어들 수 있으므로 그 혼합효율이 더욱 향상되는 장점이 있다.
한편, 제1유입개구(11)는 혼합통로(15)의 상류단에 형성되고, 배출개구(13)는 혼합통로(15)의 하류단에 형성됨으로써 흡입공기는 혼합통로(15)의 축선방향을 따라 흐르도록 구성된다. 이에 의하면, 혼합통로(15)를 포위하는 EGR가스 챔버(16)로부터 소통공(14)을 통과하여 유입되는 EGR가스가 혼합통로(15)의 축선방향을 따라 흐르는 흡입공기와 혼합됨으로써 혼합통로(15) 내에서의 흡입공기 및 EGR가스와의 혼합이 보다 원활하게 이루어지는 장점이 있다.
또한, 소통공(14)은 제2유입개구(12)에 대해 믹싱 하우징(10)의 길이방향을 따라 서로 이격되게 배치되고, 이를 통해 EGR가스 챔버(16) 내로 유입된 EGR가스는 그 이격된 간격에 대응하여 이동한 후에 소통공(14)을 통해 혼합통로(15)로 유입됨으로써 혼합통로(15)로 유입되는 흡입공기의 예열에 필요한 충분한 시간을 가질 수 있다.
스로틀밸브(20)는 믹싱 하우징(10) 내에서 혼합통로(15)를 개폐하도록 설치되고, 스로틀밸브(20)에는 스로틀 위치센서(25)가 연결된다.
스로틀밸브(20)는 도 4에 도시된 바와 같이, 믹싱 하우징(10)의 상류 측에 설치되고, 이에 대해 소통공(14)은 스로틀밸브(20)의 하류 측에 이격되게 위치될 수 있다.
연료공급유닛(40)은 믹싱 하우징(10)의 하류 측에 설치되어 혼합통로(15) 내로 연료를 공급하도록 구성된다. 이와 같이, 본 발명은 믹싱 하우징(10)에 스로틀밸브(20) 및 연료공급유닛(40)을 일체형으로 조합함으로써 기존의 믹서, 스로틀밸브, 연료공급유닛을 모듈화할 수 있으므로 그 제조비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 생산현장에서의 조립성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
특히, 연료공급유닛(40)은 스로틀밸브(20)의 하류 측에 설치되고, 이를 통해 흡입공기와 EGR가스가 충분히 혼합된 이후에 연료가 혼합되게 할 수 있으므로, 혼합기를 보다 보다 안정되게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 혼합기 내의 공기 대 연료의 비율을 보다 효율적으로 조절할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 연료공급유닛(40)과 제2유입개구(12)는 믹싱 하우징(10)의 외면에서 길이방향을 따라 이격되게 배치됨이 바람직하다. 이에, 연료공급유닛(40)에 접속되는 연료공급라인(41)이 제2유입개구(12)에 접속되는 EGR가스라인(32)에 대해 적어도 5mm 이상으로 이격될 수 있고, 이를 통해 연료공급라인(41)를 통해 유입되는 연료의 온도 특성이 EGR가스의 고온에 의해 변화됨이 방지될 수 있다.
특히, 제2유입개구(12)는 도 4에 도시된 바와 같이, 믹싱 하우징(10)의 상류단에 형성되고, 연료공급유닛(40)은 믹싱 하우징(10)의 하류단에 설치될 수 있다. 이와 같이, 제2유입개구(12) 및 연료공급유닛(40)이 믹싱 하우징(10)의 상류단 및 하류단에 배치됨에 따라 그 이격간격이 확보됨에 따라 연료공급유닛(40)에 접속되는 연료공급라인(41)이 제2유입개구(12)에 접속되는 EGR가스라인(32)과 충분히 이격될 수 있고, 이를 통해 연료공급라인(41)을 통해 유입되는 연료의 온도 특성이 EGR가스의 고온에 의해 변화됨이 방지될 수 있다.
그외 나머지 구성은 본 발명의 제1 및 제2 실시예와 유사 내지 동일하므로 그 자세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 EGR믹서를 도시한다.
본 발명의 제4실시예에 따르면, 제2유입개구(12) 및 스로틀밸브(20)가 믹싱 하우징(10)의 중간부에 위치하고, 연료공급유닛(40)은 믹싱 하우징(10)의 하류 측에 설치된다.
그리고, 제2유입개구(12)와 연료공급유닛(40)은 믹싱 하우징(10)의 외면에서 길이방향을 따라 적어도 5mm 이상으로 충분히 이격되게 배치된다. 이와 같이, 연료공급유닛(40)에 접속되는 연료공급라인(41)이 제2유입개구(12)에 접속되는 EGR가스라인(32)에 대해 이격될 수 있고, 이를 통해 연료공급라인(41)를 통해 유입되는 연료의 온도 특성이 EGR가스의 고온에 의해 변화됨이 방지될 수 있다.
그외 나머지 구성은 선행하는 제1 내지 제3실시예와 유사 내지 동일하므로 그 자세한 설명은 생략한다.
한편, 도 4 및 도 5에 따른 제3 및 제4 실시예의 EGR믹서는 CNG(Compressed Natural Gas)엔진 등에 매우 유용하게 적용할 수 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
10: 믹싱 하우징
11: 제1유입개구
12: 제2유입개구 13:배출개구
14: 소통공 15: 혼합통로
16: EGR가스 챔버 17: 구획벽
20: 스로틀밸브 25: 스로틀 위치센서
31: 흡기라인 32: EGR가스라인
33: 배출라인 40: 연료공급유닛
41: 연료공급라인
12: 제2유입개구 13:배출개구
14: 소통공 15: 혼합통로
16: EGR가스 챔버 17: 구획벽
20: 스로틀밸브 25: 스로틀 위치센서
31: 흡기라인 32: EGR가스라인
33: 배출라인 40: 연료공급유닛
41: 연료공급라인
Claims (16)
- 흡입공기 및 EGR가스가 혼합되는 혼합통로를 가지는 믹싱 하우징; 및
상기 믹싱 하우징 내에 설치되어 혼합통로를 개폐하는 스로틀밸브;를 포함하고,
상기 믹싱 하우징은 상기 혼합통로를 포위하는 EGR가스 챔버를 가지고, EGR쿨러로부터 유입되는 EGR가스가 상기 EGR가스 챔버를 통과한 후에 상기 혼합통로에 유입되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 EGR믹서. - 청구항 1에 있어서,
상기 EGR가스 챔버와 상기 혼합통로는 하나 이상의 소통공에 의해 소통함으로써 상기 EGR가스 챔버 내의 EGR가스가 혼합통로 내로 유입되는 것을 특징으로 하는 EGR믹서. - 청구항 2에 있어서,
상기 소통공은 상기 스로틀밸브의 상류측에 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 EGR믹서. - 청구항 2에 있어서,
상기 소통공은 상기 스로틀밸브의 하류측에 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 EGR믹서. - 흡입공기가 유입되는 제1유입개구와, EGR가스가 유입되는 제2유입개구와, 상기 제1유입개구를 통해 유입되는 흡입공기 및 상기 제2유입개구를 통해 유입되는 EGR가스가 혼합되는 혼합통로와, 혼합된 흡입공기 및 EGR가스가 배출되는 배출개구를 가진 믹싱 하우징; 및
상기 믹싱 하우징의 혼합통로 내에 설치되어 상기 혼합통로를 개폐하도록 설치된 스로틀밸브;를 포함하고,
상기 믹싱 하우징의 내부에는 상기 혼합통로를 포위하도록 배치된 EGR가스 챔버가 형성되며, 상기 제2유입개구는 상기 EGR가스 챔버의 외벽에 형성되고,
상기 혼합통로 및 EGR가스 챔버는 구획벽에 의해 구획되고, 상기 구획벽에는 상기 혼합통로 및 EGR가스 챔버를 소통시키는 하나 이상의 소통공이 형성되며,
EGR가스는 상기 제2유입개구를 통해 상기 EGR가스 챔버 내로 유입된 이후에 소통공을 통과하여 상기 혼합통로로 유입되는 것을 특징으로 하는 EGR믹서. - 청구항 5에 있어서,
상기 제1유입개구는 상기 혼합통로의 상류단에 형성되고, 상기 배출개구는 상기 혼합통로의 하류단에 형성됨으로써 흡입공기는 상기 혼합통로의 축선방향을 따라 흐르는 것을 특징으로 하는 EGR믹서. - 청구항 5에 있어서,
상기 소통공은 상기 제2유입개구에 대해 믹싱 하우징의 길이방향을 따라 서로 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 EGR믹서. - 청구항 5에 있어서,
상기 소통공은 상기 스로틀밸브의 상류측에 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 EGR믹서. - 청구항 5에 있어서,
상기 소통공은 상기 스로틀밸브의 하류측에 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 EGR믹서. - 흡입공기 및 EGR가스가 혼합되는 혼합통로를 가지는 믹싱 하우징;
상기 믹싱 하우징 내에 설치되어 혼합통로를 개폐하는 스로틀밸브; 및
상기 혼합통로 내로 연료를 공급하도록 상기 믹싱 하우징의 일측에 설치된 연료공급유닛;을 포함하고,
상기 믹싱 하우징은 상기 혼합통로를 포위하는 EGR가스 챔버를 가지고, EGR쿨러로부터 유입되는 EGR가스가 상기 EGR가스 챔버를 통과한 후에 상기 혼합통로에 유입되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 EGR믹서. - 청구항 10에 있어서,
상기 연료공급유닛은 상기 스로틀밸브의 하류 측에 이격되게 설치되는 것을 특징으로 하는 EGR믹서. - 청구항 10에 있어서,
상기 EGR가스 챔버와 상기 혼합통로는 하나 이상의 소통공에 의해 소통함으로써 상기 EGR가스 챔버 내의 EGR가스가 혼합통로 내로 유입되는 것을 특징으로 하는 EGR믹서. - 청구항 12에 있어서,
상기 소통공은 상기 스로틀밸브의 상류측에 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 EGR믹서. - 청구항 12에 있어서,
상기 소통공은 상기 스로틀밸브의 하류측에 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 EGR믹서. - 흡입공기가 유입되는 제1유입개구와, EGR가스가 유입되는 제2유입개구와, 상기 제1유입개구를 통해 유입되는 흡입공기 및 상기 제2유입개구를 통해 유입되는 EGR가스가 혼합되는 혼합통로와, 혼합된 흡입공기 및 EGR가스가 배출되는 배출개구를 가진 믹싱 하우징;
상기 믹싱 하우징의 혼합통로 내에 설치되어 상기 혼합통로를 개폐하도록 설치된 스로틀밸브; 및
상기 혼합통로 내로 연료를 공급하도록 상기 믹싱 하우징의 일측에 설치된 연료공급유닛;을 포함하고,
상기 믹싱 하우징의 내부에는 상기 혼합통로를 포위하도록 배치된 EGR가스 챔버가 형성되며, 상기 제2유입개구는 상기 EGR가스 챔버의 외벽에 형성되고,
상기 혼합통로 및 EGR가스 챔버는 구획벽에 의해 구획되고, 상기 구획벽에는 상기 혼합통로 및 EGR가스 챔버를 소통시키는 하나 이상의 소통공이 형성되며,
EGR가스는 상기 제2유입개구를 통해 상기 EGR가스 챔버 내로 유입된 이후에 소통공을 통과하여 상기 혼합통로로 유입되는 것을 특징으로 하는 EGR믹서. - 청구항 15에 있어서,
상기 연료공급유닛은 상기 스로틀밸브의 하류 측에 이격되게 설치되는 것을 특징으로 하는 EGR믹서.
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|---|---|---|---|
| KR1020140147547A KR20160049836A (ko) | 2014-10-28 | 2014-10-28 | Ｅｇｒ 믹서 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140147547A KR20160049836A (ko) | 2014-10-28 | 2014-10-28 | Ｅｇｒ 믹서 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230102721A (ko) * | 2021-12-30 | 2023-07-07 | 주식회사 현대케피코 | 카본퇴적 방지링 |
-
2014
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