KR20160131438A

KR20160131438A - Egr 쿨러

Info

Publication number: KR20160131438A
Application number: KR1020150063834A
Authority: KR
Inventors: 허완; 박영조; 최신일
Original assignee: 이래오토모티브시스템 주식회사
Priority date: 2015-05-07
Filing date: 2015-05-07
Publication date: 2016-11-16

Abstract

EGR 쿨러는, 배기가스 흐름 통로를 형성하며 상기 배기가스가 유입되고 배출되는 유입구와 배출구를 구비하는 하우징, 상기 배기가스 흐름 통로에 설치되는 열 교환 핀, 그리고 상기 하우징에 설치되는 하나 이상의 초음파 진동자를 포함한다.

Description

EGR 쿨러{EGR cooler}

본 발명은 자동차용 EGR 쿨러에 관한 것이다.

차량의 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)의 저감을 위해 배기가스 재순환(EGR; Exhaust Gas Recirculation) 시스템이 사용되고 있다.

EGR 시스템은 배기가스의 일부를 엔진으로 다시 공급하여 연소실의 온도를 낮추게 되며, 이 과정에서 엔진으로 공급되기 이전에 고온의 배기가스를 냉각시키기 위한 EGR 쿨러를 구비한다.

종래의 EGR 쿨러는 플레이트 타입의 가스 튜브에 핀(fin)이 삽입되는 구조로 이루어지는 열 교환기를 포함하며, 가스 튜브와 핀에 축적되는 배기가스 수트(soot)에 의해 파울링(fouling) 현상이 발생하여 배기가스 유동을 방해하는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 한국 공개특허 10-2007-0021440에서는 별도의 수트 수집 장치를 구비하여 수트를 제거하는 기술이 개시되어 있으나, 수트 수집 장치가 복잡하고 수트 제거 효율이 떨어지는 문제가 있었다.

한국 공개특허 10-2007-0021440 (공개일자: 2007.02.23.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 가스 튜브와 핀에 생길 수 있는 파울링 현상을 방지할 수 있는 EGR 쿨러를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 EGR 쿨러는, 배기가스 흐름 통로를 형성하며 상기 배기가스가 유입되고 배출되는 유입구와 배출구를 구비하는 하우징, 상기 배기가스 흐름 통로에 설치되는 열 교환 핀, 그리고 상기 하우징에 설치되는 하나 이상의 초음파 진동자를 포함한다.

상기 초음파 진동자는 복수로 구비될 수 있으며, 상기 초음파 진동자는 상기 유입구 및 배출구 근처에 각각 배치될 수 있다.

상기 초음파 진동자는 복수로 구비될 수 있으며, 상기 초음파 진동자는 상기 유입구 및 배출구 근처, 그리고 상기 배기가스의 흐름이 바뀌는 위치에 각각 배치될 수 있다.

상기 초음파 진동자의 공진 주파수는 50 내지 60 kHz일 수 있다.

본 발명에 의하면, 배기가스의 유입구 및 배출구 근처, 그리고 배기가스의 흐름이 바뀌는 위치에 초음파 진동자를 설치하기 때문에, 초음파 진동자의 진동이 수트가 축적되기 쉬운 곳에 잘 전달될 수 있고 그에 따라 수트가 효과적으로 제거될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 EGR 쿨러를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개한 단면도이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 EGR 쿨러는, 도 1 및 도 2를 참조하면, 배기가스 흐름 통로(11)를 형성하는 하우징(10)을 포함한다. 하우징(10)은 플레이트 타입(plate type)으로 형성될 수 있으며, 배기가스가 흐르는 배기가스 흐름 통로(11)를 형성한다.

하우징(10)은 배기가스가 유입되는 배기가스 유입구(13)와 배기가스가 배출되는 배기가스 배출구(15)를 구비할 수 있다. 배기가스는 유입구(13)를 통해 하우징(10) 내로 유입된 후 배기가스 흐름 통로(11)를 거쳐 배출구(15)로 배출된다.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 배기가스 흐름 통로(11)에는 열 교환 핀(20)이 설치된다. 열 교환 핀(20)은 내부 냉각수 통로를 구비하며, 외부의 냉각수가 냉각수 유입구(23)를 통해서 유입된 후 열 교환 핀(20)의 냉각수 통로를 지난 후 냉각수 배출구(21)를 통해서 배출된다. 배기가스가 열 교환 핀(20)의 주위를 지나는 과정에서 냉각이 이루어지게 된다.

열 교환 핀(20)에 축적될 수 있는 수트(soot)를 제거하기 위한 초음파 진동자(30)가 구비된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 초음파 진동자(30)는 하우징(10)의 외면에 부착될 수 있다.

초음파 진동자(30)의 초음파 진동이 하우징(10)및 그 내부에 설치되는 열 교환 핀(20)에 전달됨으로써, 열 교환 핀(20)에 축적되는 수트를 효과적으로 제거할 수 있다.

초음파 진동자(30)는 초음파 진동을 할 수 있는 통상의 초음파 진동자로 구현될 수 있다. 예를 들어, 초음파 진동자(30)는 압전 세라믹 층의 양측에 전극을 형성하고 이 전극에 펄스 전원을 인가하여 구성될 수 있다.

이때, 초음파 진동자(30)의 공진 주파수는 50 내지 60 kHz로 설정될 수 있다. 초음파 진동자(30)의 공진 주파수 범위는 캐비테이션(cavitation) 원리에 의해 세정을 할 수 있고 정밀 세정이 가능하도록 설정되었다.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 초음파 진동자(30)는 복수로 구비될 수 있으며, 초음파 진동자(30)는 배기가스 유입구(13) 근처(a1)와 배기가스 배출구(15) 근처(a2)에 각각 설치될 수 있다. 배기가스가 유입되고 배출되는 배기가스 유입구(13)와 배기가스 배출구(15) 근처의 열 교환 핀(20)에 특히 많은 수트가 축적될 수 있기 때문에, 초음파 진동자(30)를 배기가스 유입구(13) 근처와 배기가스 배출구(15) 근처에 각각 설치함으로써 수트를 효과적으로 제거할 수 있다.

또한, 하우징(10) 내로 유입된 배기가스의 흐름의 방향이 바뀌는 위치(a3, a4)에도 초음파 진동자(30)가 더 설치될 수 있다. 즉, 하우징(10)으로 유입된 배기가스는 도 2의 화살표로 도시된 방향을 따라 하우징(10)의 내부 공간을 지나게 되는데, 이때, 배기가스의 흐름의 방향이 바뀌는 위치(a3, a4)에도 초음파 진동자(30)가 설치되는 것이다. 배기가스의 흐름이 바뀌는 위치에서도 수트가 축적될 가능성이 크므로, 해당 위치에 초음파 진동자(30)를 설치하여 수트를 효과적으로 제거할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 하우징
20: 열 교환 핀
30: 초음파 진동자

Claims

배기가스 흐름 통로를 형성하며 상기 배기가스가 유입되고 배출되는 유입구와 배출구를 구비하는 하우징,
상기 배기가스 흐름 통로에 설치되는 열 교환 핀, 그리고
상기 하우징에 설치되는 하나 이상의 초음파 진동자를 포함하는 EGR 쿨러.
제1항에서,
상기 초음파 진동자는 복수로 구비되며,
상기 초음파 진동자는 상기 유입구 및 배출구 근처에 각각 배치되는 EGR 쿨러.
제1항에서,
상기 초음파 진동자는 복수로 구비되며,
상기 초음파 진동자는 상기 유입구 및 배출구 근처, 그리고 상기 배기가스의 흐름이 바뀌는 위치에 각각 배치되는 EGR 쿨러.
제1항에서,
상기 초음파 진동자의 공진 주파수는 50 내지 60 kHz인 EGR 쿨러.