KR20180068482A - 차량용 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 차량용 열교환기는, EGR가스가 통과하는 내부공간을 가진 하우징; 상기 하우징의 내부공간에 배치된 제1열교환코어(first heat exchanger core); 상기 하우징의 내부공간에 배치되고, 상기 제1열교환코어의 하류에 배치되는 제2열교환코어(second heat exchanger core);상기 EGR가스가 상기 제2열교환코어를 우회함을 허용하는 바이패스밸브; 및 상기 바이패스도관에 설치되어 EGR가스의 흐름방향을 전환하는 바이패스밸브;를 가질 수 있다.

Description

차량용 열교환기{VEHICLE HEAT EXCHANGER}
본 발명은 차량용 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 EGR가스를 효율적으로 이용할 수 있는 차량용 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 배출가스에는 일산화탄소, 질소산화물, 탄화수소 등과 같은 유해물질이 다량 포함되어 있다. 특히 질소산화물과 같은 유해물질은 엔진이 고온일수록 발생량이 증가하게 되는데, 이러한 유해물질을 줄이기 위한 방법으로 배출가스 중 배기가스를 흡기계로 재순환시키며 실린더 내 연소온도를 낮추어 유해물질의 발생을 저감하는 EGR시스템(Exhaust Gas Recirculation system)이 이용된다. 이때, EGR시스템에는 고온의 배기가스를 냉각수로 냉각시키기 위한 EGR 쿨러가 설치될 수 있다.
한편, 차량의 엔진에서는 많은 열량이 폐열로 배출되는 것이 일반적이며, 이러한 폐열을 에너지로 회수하여 엔진의 효율을 증가시키는 폐열회수시스템이 개발된 바 있다. 폐열회수시스템은 엔진에서 배출되는 폐열을 에너지로 회수한 후에, 그 회수 에너지를 전기에너지 또는 기계에너지로 변환하여 차량의 엔진 또는 기타 보기류(accessory) 등에 활용하도록 구성된다.
특히, 상용차의 경우에 EGR시스템의 EGR가스는 폐열회수시스템의 중요한 열원으로 활용될 수 있으며, 폐열회수시스템의 랭킨사이클에는 EGR가스의 폐열에 의해 작동유체를 가열하는 EGR가스 보일러가 설치될 수도 있다.
이러한 EGR가스 보일러는 EGR가스를 냉각하기 위한 쿨러일 수 있고, EGR가스 보일러의 체적, 설치 위치 등을 설계함에 있어서 EGR쿨러를 함께 고려할 필요가 있다. 예컨대, EGR가스 보일러만으로는 EGR가스의 목표 냉각온도(대략 140℃ 이하)를 얻기 어려우므로 EGR가스 보일러에 인접하여 EGR쿨러를 배치할 필요가 있다.
그외에도, 차량의 운행초기 또는 폐열회수시스템의 고장 등과 같은 상황에 대처하기 위해서도 EGR쿨러는 유지할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 차량의 운행조건, 외기온 등에 따라 EGR가스의 흐름방향을 전환하도록 구성됨으로써 EGR가스를 효율적으로 이용할 수 있는 차량용 열교환기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 차량용 열교환기는,
EGR가스가 통과하는 내부공간을 가진 하우징;
상기 하우징의 내부공간에 배치된 제1열교환코어(first heat exchanger core);
상기 하우징의 내부공간에 배치되고, 상기 제1열교환코어의 하류에 배치되는 제2열교환코어(second heat exchanger core); 및
상기 EGR가스가 상기 제2열교환코어를 우회함을 선택적으로 허용하는 바이패스밸브;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, EGR가스의 흐름방향을 따라 제1열교환코어 및 제2열교환코어를 배열하고, 차량의 운행조건, 외기온 등에 따라 EGR가스가 제2열교환코어를 선택적으로 우회하도록 EGR가스의 흐름방향을 전환할 수 있고, 이를 통해 EGR가스를 효율적으로 이용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기에서 분리된 제1열교환코어를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 4의 A-A선을 따라 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6의 화살표 B부분을 확대한 도면이다.
도 8은 도 3의 C-C선을 따라 도시한 단면도이다.
도 9는 도 3의 D-D선을 따라 도시한 단면도이다.
도 10은 도 4의 E-E선을 따라 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기에서 분리된 제2열교환코어를 도시한 사시도이다.
도 12는 도 4의 F-F선을 따라 도시한 단면도이다.
도 13은 도 4의 G-G선을 따라 도시한 단면도이다.
도 14는 도 3의 H-H선을 따라 도시한 단면도이다.
도 15는 도 4의 I-I선을 따라 도시한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2 코어 엘리먼트를 도시한 사시도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2 코어 엘리먼트를 도시한 정단면도이다.
도 18은 도 15의 다른 실시예에 따른 제1 및 제2 코어 엘리먼트를 도시한 사시도이다.
도 19은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기의 제1작동상태를 도시한 도면이다.
도 20는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기의 제2작동상태를 도시한 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기의 제3작동상태를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 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 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 열교환기(10)는 EGR가스가 통과하는 내부공간(11a, 11b, 11c)을 가진 하우징(11)과, 하우징(11)의 내부에 이격되게 설치된 제1열교환코어(21, first heat exchanger core) 및 제2열교환코어(22, second heat exchanger core)를 포함할 수 있다.
하우징(11)은 EGR가스가 통과하는 내부공간(11a, 11b, 11c)을 가질 수 있고, 하우징(11)의 내부공간(11a, 11b, 11c)에는 제1열교환코어(21) 및 제2열교환코어(22)가 EGR가스의 흐름방향을 따라 일렬로 배치될 수 있다.
하우징(11)은 EGR가스가 유입되는 입구포트(12, inlet port)와, EGR가스 배출되는 출구포트(13, outlet port)와, 제2열교환코어(22)를 우회하는 EGR가스가 배출되는 바이패스포트(14, bypass port)를 가질 수 있다.
본 발명의 실시에에 따르면, 하우징(11)은 EGR시스템의 EGR도관(exhaust gas recirculation conduit) 상에 설치되어 EGR가스를 냉각시키도록 구성될 수 있다. 이에, 하우징(11)의 입구포트(12)에는 EGR도관의 상류측 파이프(upstream side pipe)가 연결될 수 있고, EGR도관의 상류측 파이프는 엔진의 배기매니폴드에 연결되어 엔진의 배기매니폴드에서 배출되는 EGR가스가 EGR도관의 상류측 파이프를 거쳐 입구포트(12)로 유입될 수 있다.
출구포트(13)에는 연결도관(16)이 연결될 수 있으며, 바이패스포트(14)에는 바이패스도관(15)이 연결될 수 있다. 연결도관(16)과 바이패스도관(15)이 합류하는 부분에는 합류부(17)가 형성될 수 있고, 합류부(17)의 내부에는 바이패스밸브(18)가 회전가능하게 설치될 수 있다. 합류부(17)에는 EGR도관의 하류측 파이프(19)가 연결될 수 있고, 하류측 파이프(19)에는 EGR도관의 하류부(downstream portion)가 연결되며, EGR도관의 하류부는 엔진의 흡기매니폴드에 연결되어 하우징(11)의 하류측 파이프(19)를 통해 배출되는 EGR가스는 엔진의 흡기매니폴드로 유입될 수 있다.
하우징(11)의 상류측 내부공간(11a)에는 제1열교환코어(21)가 배치되고, 하우징(11)의 하류측 내부공간(11b)에는 제2열교환코어(22)가 배치될 수 있다.
제1열교환코어(21) 및 제2열교환코어(22)는 서로 이격될 수 있고, 이에 제1열교환코어(21)와 제2열교환코어(22) 사이에는 이격공간(11c)이 형성될 수 있으며, 바이패스포트(14)는 이격공간(11c)과 면하는 위치에 형성됨으로써 바이패스포트(14)는 이격공간(11c)과 소통가능하게 형성될 수 있다. 하우징(11)의 바이패스포트(14)에는 바이패스도관(15, bypass conduit)이 연결될 수 있다.
바이패스도관(15)과 연결도관(16)은 합류부(17)에서 합류하고, 합류부(17)는 연결도관(16)과 소통하는 개구와, 바이패스도관(15)과 소통하는 개구와, EGR도관의 하류측 파이프(19)와 소통하는 개구 등을 가질 수 있다. 이에 의해 바이패스도관(15)은 연결도관(16) 및 합류부(17)를 통해 제2열교환코어(22)의 상류단과 제2열교환코어(22)의 하류단을 연결할 수 있다. 그리고, 합류부(17)에는 바이패스밸브(18)가 설치될 수 있고, 바이패스밸브(18)는 EGR가스가 제2열교환코어(22)를 우회함을 선택적으로 허용하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 바이패스밸브(18)는 EGR가스가 바이패스도관(15)을 통과하는 제1위치와, EGR가스가 제2열교환코어(22)를 통과하는 제2위치와, EGR가스가 엔진 측으로 공급됨을 차단하는 제3위치로 선택적으로 이동하도록 구성될 수 있다.
이러한 제1위치, 제2위치, 제3위치를 도 19, 도 20 및 도 21을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
제1위치는 도 19와 같이 제2열교환코어(22)의 하류단을 폐쇄하는 위치로서, 바이패스밸브(18)가 제1위치로 이동하면 제2열교환코어(22)의 하류단이 폐쇄됨으로써 제1열교환코어(21)를 통과한 EGR가스는 바이패스도관(15)을 거쳐 엔진의 흡기매니폴드로 공급될 수 있다.
제2위치는 도 20과 같이 바이패스도관(15)을 폐쇄하는 위치로서, 바이패스밸브(18)가 제2위치로 이동하면 바이패스도관(15)이 폐쇄됨으로써 제1열교환코어(21)를 통과한 EGR가스는 제2열교환코어(22)를 거쳐 엔진의 흡기매니폴드로 공급될 수 있다.
제3위치는 도 21과 같이 하류측 파이프(19)를 폐쇄하는 위치로서, 바이패스밸브(18)가 제3위치로 이동하면 엔진의 흡기매니폴드에 연결된 하류측 파이프(19)가 폐쇄됨으로써 EGR가스는 엔진의 흡기매니폴드로 공급될 수 없다.
본 발명의 실시예에 따른 제1열교환코어(21)는 폐열회수시스템의 랭킨사이클(1)의 작동유체가 통과하는 EGR가스 보일러일 수 있다.
도 1에 예시된 바와 같이, 랭킨사이클(1)은 작동유체가 순환하는 작동유체 도관(2, working fluid conduit)과, 엔진의 배기파이프 등에 설치되어 엔진에서 배출되는 배기가스의 열에 의해 작동유체를 가열 및 증발시키는 배기가스 보일러(3)와, 배기가스 보일러(3)로부터 공급받은 기체상태의 작동유체를 팽창시켜 회전에너지를 생성하는 팽창기(4, expander)와, 팽창기(4)에서 배출된 작동유체를 응축시키는 응축기(5)와, 작동유체 도관(2) 상에서 작동유체를 순환시키는 순환펌프(6) 등으로 이루어질 수 있다.
도 1의 실시예에 따르면, 제1열교환코어(21)는 배기가스 보일러(3)와 팽창기(4) 사이에 배치되는 EGR가스 보일러일 수 있다. 이에 따라, EGR가스는 제1열교환코어(21)를 통과하면서 작동유체를 가열하고, 이를 통해 EGR가스는 냉각될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제2열교환코어(22)에는 냉각수가 순환하는 냉각수 도관(7, coolant fluid conduit)이 연결되고, 냉각수 도관(7)에는 엔진을 냉각시키는 냉각수가 순환할 수도 있다.
도 1의 실시예에 따르면, 제2열교환코어(22)는 냉각수가 순환하는 냉각수 도관(7)이 연결되는 EGR쿨러일 수 있다. 제2열교환코어(22)를 통과하는 EGR가스는 냉각수통로(7)를 통과하는 냉각수에 의해 냉각될 수 있다. 냉각수 도관(7)를 통과한 냉각수는 엔진 냉각팬에 의해 냉각될 수 있다.
기본적으로, 제1열교환코어(21), 제2열교환코어(22) 등과 같은 열교환기는 EGR가스의 흐름에 대한 저항 요소로 작용할 수 있고, 특히 제2열교환코어(22)의 냉각수 도관(7)을 통과하는 냉각수를 냉각시키기 위해서는 엔진의 냉각팬의 전력이 과도하게 소모될 수 있다. 이에 따라, 제1열교환코어(21)만으로 EGR가스를 냉각시키는 것이 EGR가스의 흐름 저항 및 전력 낭비 등을 줄일 수 있다. 예컨대, 엔진의 저부하 조건이거나 외기온이 낮을 경우에는 바이패스밸브(18)가 제2열교환코어(22)의 하류단을 폐쇄하는 제2위치(도 19 참조)로 이동하면, EGR가스가 제1열교환코어(21)을 통과한 후에 바이패스도관(15)를 통과함으로써 EGR가스는 제2열교환코어(22)를 바이패스(우회)할 수 있다.
엔진의 고부하 조건이거나 외기온이 높은 경우에는 하우징(11)의 입구로 유입되는 EGR가스의 온도는 대략 400℃이므로 EGR가스를 적절히 냉각시키도록 바이패스밸브(18)가 바이패스도관(15)을 폐쇄하는 제2위치(도 20 참조)로 이동하면, EGR가스는 제1열교환코어(21) 및 제2열교환코어(22)를 순차적으로 통과할 수 있고, 이에 EGR가스의 냉각 목표온도가 대략 140℃이하로 낮아질 수 있다.
제1열교환코어(21)의 하류단 특히, 제1열교환코어(21)와 제2열교환코어(22) 사이의 이격공간(11c)에는 온도센서(37)가 설치될 수 있고, 온도센서(37)에는 제어부(미도시)가 접속될 수 있다.
온도센서(37) 및 제어부(미도시)에 의해 제1열교환코어(21)를 통과한 EGR가스의 온도를 실시간으로 모니터링할 수 있고, 제어부(미도시)는 온도센서(37)에 의해 측정된 EGR가스의 온도를 이용하여 바이패스밸브(18)의 작동을 적절히 제어할 수 있다.
EGR가스 보일러인 제1열교환코어(21)가 파손될 경우에는 작동유체가 누설될 수 있고, 이렇게 누설된 작동유체가 EGR가스와 함께 엔진의 연소실로 유입될 경우 엔진 부조를 유발하거나 심한 경우 엔진이 파손될 수도 있다. 이를 방지하기 위하여, 하우징(11)의 출구포트(13)에 인접한 위치(예컨대, 하류측 파이프(19))에는 누기검출센서(38)가 설치될 수 있고, 누기검출센서(38)에 제어부(미도시)가 접속될 수 있다.
누기검출센서(38)는 EGR가스 보일러인 제1열교환코어(21)의 손상 시에 작동유체(냉매, 에칸올 등)의 누설을 검출할 수 있고, 이에 제어부(미도시)는 누기검출센서(12)에 의해 누기가 검출되면 제어부(미도시)는 바이패스밸브(18)가 하류측 파이프(19)를 폐쇄하는 제3위치(도 21 참조)로 이동함으로써 작동유체가 엔진으로 유입됨을 방지할 수 있다.
도 2 내지 도 18을 참조하면, 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 차량용 열교환기(10)는 하우징(11)을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 하우징(11)은 EGR가스가 통과하는 내부공간(11a, 11b, 11c)을 가질 수 있다. 하우징(11)의 일단에는 제1개구(11d)가 형성될 수 있고, 하우징(11)의 일 측벽에는 제2개구(11e)가 형성될 수 있다. 이에, 제1개구(11d)와 제2개구(11e)이 서로 직교하는 위치에 형성될 수 있다.
하우징(11)의 제1개구(11d)에는 제1헤더(31, first header)가 밀봉적으로 설치될 수 있고, 제1헤더(31)에는 제1열교환코어(21)가 연결될 수 있으며, 하우징(11)의 제2개구(11e)에는 제2헤더(32, second header)가 밀봉적으로 설치될 수 있고, 제2헤더(32)에는 제2열교환코어(22)가 연결될 수 있다.
그리고, 하우징(11)의 제1개구(11d)와 제2개구(11e)가 서로 직교하는 위치에 형성됨에 따라, 도 4와 같이 제1열교환코어(21)의 축선(X1)과 제2열교환코어(22)의 축선(X2)은 서로 직교하도록 배치될 수 있다.
하우징(11)의 제1헤더(31)에 인접한 상류측 내부공간(11a)에는 제1열교환코어(21)가 설치될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1열교환코어(21)는 복수의 제1코어엘리먼트(40)를 포함할 수 있고, 복수의 제1코어엘리먼트(40)는 수평방향으로 적층되는 구조로 배열될 수 있다. 도 9와 같이 복수의 제1코어엘리먼트(40)가 이격됨으로써 인접한 제1코어엘리먼트(40)들 사이에는 EGR가스가 통과하는 제1EGR가스통로(61)가 형성될 수 있다.
도 5와 같이, 제1코어엘리먼트(40)들은 수직방향으로 직립하도록 설치될 수 있고, 이에 도 9와 같이 제1코어엘리먼트(40)들은 수평방향으로 이격될 수 있다.
하우징(11)의 제2헤더(32)에 인접한 하류측 내부공간(11b)에는 제2열교환코어(22)가 설치될 수 있다.
도 11을 참조하면, 제2열교환코어(22)는 복수의 제2코어엘리먼트(50)를 포함할 수 있고, 복수의 제2코어엘리먼트(50)는 수직방향으로 적층되는 구조로 배열될 수 있다. 도 12와 같이 복수의 제2코어엘리먼트(50)가 이격됨으로써 인접한 제2코어엘리먼트(50)들 사이에는 EGR가스가 통과하는 제2EGR가스통로(62)가 형성될 수 있다.
도 4와 같이, 하우징(11) 내에서 제1열교환코어(21) 및 제2열교환코어(22)는 서로 이격될 수 있고, 이에 제1열교환코어(21)와 제2열교환코어(22) 사이에는 이격공간(11c)이 형성될 수 있다.
도 2 내지 도 4와 같이, 하우징(11)의 바이패스포트(14)에는 바이패스접속구(14a)가 동일체로 형성되고, 바이패스접속구(14a)에는 바이패스도관(15)이 연결될 수 있다.
하우징(11)의 바이패스포트(14)에는 바이패스도관(15, bypass conduit)가 연결될 수 있다. 바이패스도관(15)의 일단은 이격공간(11c)과 소통하며, 바이패스도관(15)의 타단은 하우징(11)의 연결도관(16)과 합류하여 합류부(17)가 형성될 수 있다. 합류부(17)에는 바이패스밸브(18)가 설치될 수 있고, 바이패스밸브(18)의 작동에 의해 EGR가스의 흐름방향이 전환될 수 있다.
도 11과 같이, 제2코어엘리먼트(50)들은 수평방향으로 눕혀져 설치될 수 있고, 이에 제2코어엘리먼트(50)들은 수직방향으로 이격될 수 있다. 이에 따라, 도 3 및 도 4와 같이 제1코어엘리먼트(40)들과 제2코어엘리먼트(50)들은 서로 직교하는 방향으로 배열됨으로써 하우징(11)의 내부를 통과하는 EGR가스가 제1코어엘리먼트(40) 및 제2코어엘리먼트(50)와의 접촉면적(열교환면적)을 더욱 증가시킬 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1헤더(31)는 EGR가스 입구매니폴드(71, EGR gas inlet manifold)와, 작동유체 입구매니폴드(72, working fluid inlet manifold)와, 작동유체 출구매니폴드(73, working fluid outlet manifold)와, 제1열교환코어(21)가 결합되는 단부벽(75, back end wall)을 포함할 수 있다.
제1헤더(31)의 전면(front portion)에는 EGR가스 입구매니폴드(71), 작동유체 입구매니폴드(72) 및 작동유체 출구매니폴드(73)가 일체형으로 제공될 수 있다.
제1헤더(31)의 이면(back portion)에는 단부벽(75)이 형성되며, 단부벽(75)은 하우징(11)의 제1개구(11c)를 밀봉적으로 폐쇄할 수 있다.
EGR가스 입구매니폴드(71)의 단부에는 EGR가스가 유입되는 입구포트(12)가 형성되고, EGR가스 입구매니폴드(71)의 내부에는 입구포트(12)와 소통하는 EGR가스 분배챔버(71a, EGR gas distribution chamber)가 형성될 수 있다. 이와 같이, EGR가스 분배챔버(71a)가 작동유체 입구매니폴드(72) 및 작동유체 출구매니폴드(73)와 함께 제1헤더(31)에 일체형(unitary)으로 형성됨에 따라 EGR가스가 작동유체에 의해 예비적으로 냉각될 수 있으므로 EGR가스의 냉각효율이 향상될 수 있다.
도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 단부벽(75)은 제1헤더(31)의 이면(back portion)에 형성되고, 단부벽(75)은 하우징(11)의 개구(11c)를 폐쇄할 수 있다. 단부벽(75)에는 EGR가스 분배챔버(71a)와 소통하는 복수의 소통틈새(76, communication aperture)가 형성될 수 있고, 복수의 소통틈새(76)는 수평방향을 따라 일정간격으로 이격될 수 있다. 각 소통틈새(76)는 단부벽(75)에서 수직방향으로 길게 연장될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 각 소통틈새(76)는 제1코어엘리먼트(40)들 사이에 형성된 복수의 제1EGR가스통로(61)와 소통하도록 구성될 수 있다. 이에 의해, 입구포트(12)를 통해 유입된 EGR가스는 EGR가스 분배챔버(71a)를 통해 복수의 소통틈새(76)로 분배된 후에 복수의 제1EGR가스통로(61)를 통과할 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 단부벽(75)에는 복수의 소통틈새(76)가 일정간격으로 이격됨에 따라 복수의 소통틈새(76)들 사이에는 복수의 리브(77)가 형성될 수 있다. 복수의 리브(77)는 수직방향으로 연장될 수 있다. 복수의 리브(77)에는 복수의 끼움홈(78)이 개별적으로 형성될 수 있고, 이에 도 6 및 도 7과 같이 복수의 끼움홈(78)과 복수의 소통틈새(76)가 교대로 형성될 수 있다. 복수의 끼움홈(78)에는 복수의 제1코어엘리먼트(40)가 개별적으로 끼움결합될 수 있다. 각 끼움홈(78)은 수직방향으로 길게 연장될 수 있고, 복수의 끼움홈(78)은 수평방향을 따라 일정간격으로 이격될 수 있다.
도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 작동유체 입구매니폴드(72)의 단부에는 작동유체가 유입되는 작동유체 입구포트(72a)가 형성될 수 있다. 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 작동유체 입구매니폴드(72)의 내부에는 작동유체 입구포트(72a)와 소통하는 작동유체 입구챔버(72b)가 형성될 수 있다. 단부벽(75)에는 도 9에 도시된 바와 같이, 작동유체 입구챔버(72b)와 소통하는 복수의 소통유로(72c)가 형성될 수 있다. 이에, 작동유체 입구포트(72a)를 통해 유입되는 작동유체는 작동유체 입구챔버(72b)를 통해 복수의 소통유로(72c) 측으로 분배된 후에, 제1코어엘리먼트(40)의 입구(46)로 유입될 수 있다.
도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 작동유체 출구매니폴드(73)의 단부에는 작동유체가 배출되는 작동유체 출구포트(73a)가 형성될 수 있다. 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 작동유체 출구매니폴드(73)의 내부에는 작동유체 출구포트(73a)와 소통하는 작동유체 출구챔버(73b)가 형성될 수 있다. 단부벽(25)에는 도 9에 도시된 바와 같이, 작동유체 출구챔버(73b)와 소통하는 복수의 소통유로(73c)가 형성될 수 있다. 이에, 작동유체는 제1코어엘리먼트(40)의 출구(47)에서 복수의 소통유로(73c)를 거쳐 작동유체 출구챔버(73b)에서 합류된 후에 작동유체 출구포트(73a)를 통해 배출될 수 있다.
이와 같이, 제1열교환코어(21)의 제1코어엘리먼트(40)들은 제1헤더(31)의 작동유체 입구매니폴드(72) 및 작동유체 출구매니폴드(73)에 연결되고, 이에 작동유체는 제1열교환코어(21)의 제1코어엘리먼트(40)들의 내부를 순환할 수 있다.
제1열교환코어(21)는 제1헤더(31)에 연결되는 복수의 제1코어엘리먼트(40)를 포함할 수 있다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 복수의 제1코어엘리먼트(40)는 작동유체가 순환하는 통로(45)를 포함할 수 있다. 통로(45)는 구불러진 경로(serpentine or reversing path)를 형성할 수 있고, 이에 열교환접촉면적을 넓혀 열교환성능을 향상시킬 수 있다. 통로(45)는 작동유체가 유입되는 입구(46) 및 작동유체가 배출되는 출구(47)를 가질 수 있으며, 입구(46)는 작동유체 입구매니폴드(72)의 소통유로(72c)과 소통하고, 출구(47)는 작동유체 출구매니폴드(73)의 소통유로(73c)과 소통하도록 구성될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1코어엘리먼트(40)의 입구(46)는 연결구(46a, connection piece)를 통해 작동유체 입구챔버(72b)의 소통유로(72c)와 소통하도록 연결될 수 있다. 제1코어엘리먼트(40)의 출구(47)는 연결구(47a, connection piece)를 통해 작동유체 출구챔버(73b)의 소통유로(73c)과 소통하도록 연결될 수 있다.
복수의 제1코어엘리먼트(40)는 일정 간격으로 이격됨으로써 인접한 제1코어엘리먼트(40)들 사이에는 EGR가스가 통과하는 제1EGR가스통로(61)가 형성될 수 있고, 하우징(11)의 입구포트(12)를 통해 유입되는 EGR가스는 제1코어엘리먼트(40)들 사이의 제1EGR가스통로(61)를 통과할 때, 통로(45)를 통과하는 작동유체에 의해 냉각될 수 있고, 이를 통해 작동유체는 액상에서 기상으로 기화될 수 있다.
도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제1코어엘리먼트(40)들 사이의 제1EGR가스통로(61)에는 복수의 제1배플(25)이 개재될 수 있다. 이러한 배플(25)은 제1코어엘리먼트(40)들이 내압 및 열변형 등으로 인해 비틀리거나 변형됨을 방지할 수 있다. 도 6과 같이, 복수의 제1배플(25)은 측방향에서 바라볼 때 지그 재그 방식으로 배치될 수 있고, 이를 통해 작동유체가 지그재그 방향으로 흘러감으로써 EGR가스의 냉각효율이 더욱 향상될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제1코어엘리먼트(40)의 길이방향 일단에는 끼움돌기(48)가 형성될 수 있고, 제1코어엘리먼트(40)의 끼움돌기(48)는 제1헤더(21)의 끼움홈(78)에 끼움결합될 수 있다. 이를 통해 복수의 제1코어엘리먼트(40)는 수평방향을 따라 일정간격으로 이격될 수 있고, 이에 따라 제1코어엘리먼트(40)들 사이의 제1EGR가스통로(61)를 일정하게 유지할 수 있다.
도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제1코어엘리먼트(40)의 상단 가장자리(41a)가 하우징(11)의 천정에 결합될 수 있다. 하우징(11)의 천정에는 복수의 상부 홈(81)이 형성될 수 있고, 상부 홈(81)은 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 이에 의해, 제1코어엘리먼트(40)의 상단 가장자리(41a)가 상부 홈(81)에 끼움결합될 수 있다.
도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제1코어엘리먼트(40)의 하단 가장자리(41b)가 하우징(11)의 바닥에 분리가능하게 결합될 수 있다. 하우징(11)의 바닥에는 복수의 하부 홈(82)이 형성될 수 있고, 하부 홈(82)은 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 이에 의해, 제1코어엘리먼트(40)의 하단 가장자리(41b)가 하부 홈(82)에 끼움결합될 수 있다.
이와 같이, 제1코어엘리먼트(40)의 길이방향 일단이 제1헤더(21)에 결합되고, 제1코어엘리먼트(40)의 상단은 하우징(11)의 천정에 결합되며, 제1코어엘리먼트(40)의 하단이 하우징(11)의 바닥에 결합됨으로써 하우징(11)의 상류측 내부공간(11a) 내에 매우 견고하게 설치될 수 있다.
그리고, 제1코어엘리먼트(40)들의 길이방향 타단은 지지부재(83)에 의해 지지될 수 있다. 지지부재(83)는 하우징(11)의 폭방향으로 가로질러 연장되고, 지지부재(83)는 제1코어엘리먼트(40)들의 타단을 폭방향으로 연결하도록 구성될 수 있다.
지지부재(83)는 일정 간격으로 이격된 복수의 홈(83a)을 가질 수 있고, 지지부재(83)의 홈(83a)들의 간격은 제1코어엘리먼트(40)들의 간격과 동일하게 형성될 수 있다.
지지부재(83)의 홈(83a)에 각 코어 엘리먼트(31)의 타단 가장자리(31c)가 끼움결합됨으로써 제1코어엘리먼트(40)들의 타단 가장자리(41c)가 지지부재(83)에 의해 폭방향으로 서로 연결될 수 있다.
지지부재(83)의 양단은 하우징(11)의 양 내측면에 분리가능하게 결합될 수 있고, 이를 통해 제1코어엘리먼트(40)들의 타단이 지지부재(83)를 통해 하우징(11)에 안정되게 지지될 수 있다.
이를 구체적으로 살펴보면, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 하우징(11)의 양 내측면에는 측면 홈(84)이 형성될 수 있고, 측면 홈(84)은 길이방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 그리고, 지지부재(83)의 양단에는 돌기(83b)가 형성될 수 있으며, 지지부재(83)의 돌기(83b)가 하우징(11)의 측면 홈(84)에 결합될 수 있다.
제1코어엘리먼트(40)의 상단 및 하단이 하우징(11)의 천정 및 바닥에 결합되고, 제1코어엘리먼트(40)의 길이방향 일단은 제1헤더(31)에 결합되며, 제1코어엘리먼트(40)의 길이방향 타단은 지지부재(83)에 의해 지지됨으로써 제1코어엘리먼트(40)는 그 상단 및 하단, 길이방향 양단 등이 하우징(11)에 견고하게 지지될 수 있고, 이를 통해 제1코어엘리먼트(40)는 진동, 내압, 열변형 등에 대해 안정적으로 지지되어 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 제1코어엘리먼트(40)의 상단 가장자리(41a) 및 하단 가장자리(41b), 지지부재(83) 등이 하우징(11)에 분리가능하게 끼움결합되는 구조로 이루어짐으로써 제1열교환코어(21)의 제1코어엘리먼트(40)가 하우징(11)에 대해 분리 및 조립이 용이하고, 이를 통해 하우징(11)의 내부공간(11a, 11b, 11c) 및 제1열교환코어(21)의 제1코어엘리먼트(40)들에 대한 세척이 매우 용이한 장점이 있다.
그리고, 제1코어엘리먼트(40)들은 적어도 2이상의 탄성부재(85)에 의해 탄성적으로 지지될 수 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 하우징(11)의 내측면에는 적어도 2이상의 탄성부재(85)가 대칭적으로 설치될 수 있고, 각 탄성부재(85)는 길이방향으로 연장된 판스프링 구조로 이루어져 제1코어엘리먼트(40)들을 양측방향에서 탄성적으로 지지할 수 있다. 이러한 탄성부재(85)들에 의해 복수의 제1코어엘리먼트(40)는 내압, 진동, 열변형 등에 대해 보다 안정적으로 지지될 수 있다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 제2헤더(32)는 냉각수 입구매니폴드(92, coolant inlet manifold)와, 냉각수 출구매니폴드(93, coolant outlet manifold)와, 제2열교환코어(22)가 결합되는 단부벽(95, back end wall)을 포함할 수 있다.
제2헤더(32)의 전면(front portion)에는 냉각수 입구매니폴드(92) 및 냉각수 출구매니폴드(93)가 형성될 수 있고, 제2헤더(32)의 이면(back portion)에는 단부벽(95)이 형성되며, 단부벽(95)은 하우징(11)의 제2개구(11e)를 밀봉적으로 폐쇄할 수 있다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 단부벽(95)은 제2헤더(32)의 이면에 형성되고, 단부벽(95)은 하우징(11)의 제2개구(11e)를 폐쇄할 수 있다. 단부벽(95)에는 복수의 끼움홈(94)이 개별적으로 형성될 수 있고, 각 끼움홈(94)은 수평방향으로 길게 연장될 수 있고, 복수의 끼움홈(94)은 수직방향을 따라 일정간격으로 이격될 수 있다.
도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 냉각수 입구매니폴드(92)의 단부에는 냉각수가 유입되는 냉각수 입구포트(92a)가 형성될 수 있다. 냉각수 입구매니폴드(92)의 내부에는 냉각수 입구포트(92a)와 소통하는 냉각수 입구챔버(92b)가 형성될 수 있다. 단부벽(95)에는 도 14에 도시된 바와 같이, 냉각수 입구챔버(92b)와 소통하는 복수의 소통유로(92c)가 형성될 수 있다. 이에, 냉각수 입구포트(92a)를 통해 유입되는 냉각수는 냉각수 입구챔버(92b)를 통해 복수의 소통유로(92c) 측으로 분배된 후에, 제2코어엘리먼트(50)의 입구(56)로 유입될 수 있다.
도 12 및 도 14에 도시된 바와 같이, 냉각수 출구매니폴드(93)의 단부에는 냉각수가 배출되는 냉각수 출구포트(93a)가 형성될 수 있다. 냉각수 출구매니폴드(93)의 내부에는 냉각수 출구포트(93a)와 소통하는 냉각수 출구챔버(93b)가 형성될 수 있다. 단부벽(95)에는 도 14에 도시된 바와 같이, 냉각수 출구챔버(93b)와 소통하는 복수의 소통유로(93c)가 형성될 수 있다. 이에, 냉각수는 제2코어엘리먼트(50)의 출구(57)에서 복수의 소통유로(93c)를 거쳐 냉각수 출구챔버(93b)에서 합류된 후에 냉각수 출구포트(93a)를 통해 배출될 수 있다.
이와 같이, 제2열교환코어(22)의 제2코어엘리먼트(50)들은 제2헤더(32)의 냉각수 입구매니폴드(92) 및 냉각수 출구매니폴드(93)에 연결되고, 이에 냉각수는 제2열교환코어(22)의 제2코어엘리먼트(50)들의 내부를 순환할 수 있다.
제2열교환코어(22)는 제2헤더(32)에 연결되는 복수의 제2코어엘리먼트(50)를 포함할 수 있다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 복수의 제2코어엘리먼트(50)는 냉각수가 순환하는 통로(55)를 포함할 수 있다. 통로(55)는 구불러진 경로(serpentine or reversing path)를 형성할 수 있고, 이에 열교환접촉면적을 넓혀 열교환성능을 향상시킬 수 있다. 통로(55)는 냉각수가 유입되는 입구(56) 및 냉각수가 배출되는 출구(57)를 가질 수 있으며, 입구(56)는 냉각수 입구매니폴드(92)의 소통유로(92c)와 소통하고, 출구(57)는 냉각수 출구매니폴드(93)의 소통유로(93c)과 소통하도록 구성될 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 제2코어엘리먼트(50)의 입구(56)는 연결구(56a, connection piece)를 통해 냉각수 입구챔버(92b)의 소통유로(92c)와 소통하도록 연결될 수 있다. 제2코어엘리먼트(50)의 출구(57)는 연결구(57a, connection piece)를 통해 냉각수 출구챔버(93b)의 소통유로(93c)과 소통하도록 연결될 수 있다.
복수의 제2코어엘리먼트(50)는 일정 간격으로 이격됨으로써 인접한 제2코어엘리먼트(50)들 사이에는 EGR가스가 통과하는 제2EGR가스통로(62)가 형성될 수 있다. 하우징(11)의 입구포트(12)를 통해 유입되는 EGR가스는 제2코어엘리먼트(50)들 사이의 제2EGR가스통로(62)를 통과하고, 제2EGR가스통로(62)를 통과하는 EGR가스는 제2코어엘리먼트(50)의 통로(55)를 통과하는 냉각수에 의해 냉각될 수 있고, 이를 통해 냉각수는 승온될 수 있다.
도 4 및 도 12에 도시된 바와 같이, 제2코어엘리먼트(50)들 사이의 제2EGR가스통로(62)에는 복수의 제2배플(26)이 개재될 수 있다. 이러한 제2배플(26)은 제2코어엘리먼트(50)들이 내압 및 열변형 등으로 인해 비틀리거나 변형됨을 방지할 수 있다. 도 4와 같이, 복수의 제2배플(26)은 위에서 바라볼 때 지그 재그 방식으로 배치될 수 있고, 이를 통해 냉각수가 지그재그 방향으로 흘러감으로써 EGR가스의 냉각효율이 더욱 향상될 수 있다.
도 11 및 도 14에 도시된 바와 같이, 제2코어엘리먼트(50)의 길이방향 일단에는 끼움돌기(58)가 형성될 수 있고, 제2코어엘리먼트(50)의 끼움돌기(58)는 제2헤더(22)의 끼움홈(94)에 끼움결합될 수 있다. 이를 통해 복수의 제2코어엘리먼트(50)는 수직방향을 따라 일정간격으로 이격됨에 따라 제2코어엘리먼트(50)들 사이의 제2EGR가스통로(62)를 일정하게 유지할 수 있다.
도 11, 도 12 및 도 15에 도시된 바와 같이, 제2코어엘리먼트(50)들의 길이방향 타단은 지지부재(98)에 의해 지지될 수 있다. 지지부재(95)는 하우징(11)의 길이방향을 따라 연장되고, 지지부재(98)는 제2코어엘리먼트(50)들의 타단을 폭방향으로 연결하도록 구성될 수 있다.
지지부재(98)는 일정 간격으로 이격된 복수의 홈(98a)을 가질 수 있고, 지지부재(95)의 홈(98a)들의 간격은 제2코어엘리먼트(50)들의 간격과 동일하게 형성될 수 있다.
지지부재(95)의 홈(98a)에 제2코어엘리먼트(50)의 타단 가장자리(51c)가 결합됨으로써 제2코어엘리먼트(50)들의 타단 가장자리(51c)들이 지지부재(98)에 의해 연결될 수 있다.
지지부재(95)의 양단은 하우징(11)의 천정 및 바닥에 분리가능하게 결합될 수 있고, 이를 통해 제2코어엘리먼트(50)들의 타단이 지지부재(95)를 통해 하우징(11)에 안정되게 지지될 수 있다.
이를 구체적으로 살펴보면, 도 12 및 도 15에 도시된 바와 같이 하우징(11)의 천정 및 바닥에는 홈(96)이 형성될 수 있고, 홈(96)은 하우징(11)의 폭방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 그리고, 지지부재(98)의 양단에는 돌기(98b)가 형성될 수 있으며, 지지부재(98)의 돌기(98b)가 하우징(11)의 홈(96)에 끼움결합될 수 있다.
제2코어엘리먼트(50)의 길이방향 일단은 제2헤더(32)에 결합되며, 제2코어엘리먼트(50)의 길이방향 타단은 지지부재(98)에 의해 지지됨으로써 제2코어엘리먼트(50)는 그 길이방향 양단이 하우징(11)의 하류측 내측공간(11b)에 견고하게 지지될 수 있고, 이를 통해 제2코어엘리먼트(50)는 진동, 내압, 열변형 등에 대해 안정적으로 지지되어 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 제2코어엘리먼트(50)의 상단 가장자리(51a) 및 하단 가장자리(51b), 지지부재(98) 등이 하우징(11)에 분리가능하게 결합되는 구조로 이루어짐으로써 제2열교환코어(22)의 제1코어엘리먼트(50)가 하우징(11)에 대해 분리 및 조립이 용이하고, 이를 통해 하우징(11)의 내부공간(11a, 11b, 11c) 및 제2열교환코어(22)의 제2코어엘리먼트(50)들에 대한 세척이 매우 용이한 장점이 있다.
그리고, 제2코어엘리먼트(50)들은 적어도 2이상의 탄성부재(97)에 의해 탄성적으로 지지될 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 하우징(11)의 내측면에는 적어도 2이상의 탄성부재(97)가 대칭적으로 설치될 수 있고, 각 탄성부재(97)는 제2코어엘리먼트(50)의 길이방향을 따라 연장된 판스프링 구조로 이루어져 제2코어엘리먼트(50)들을 상하방향에서 탄성적으로 지지할 수 있다. 이러한 탄성부재(97)들에 의해 복수의 제2코어엘리먼트(50)는 내압, 진동, 열변형 등에 대해 보다 안정적으로 지지될 수 있다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 제1 및 제2 코어엘리먼트(40, 50)는 서로 대향하는(opposing) 한 쌍의 하프셀(42, 43, 52, 53)을 포함할 수 있고, 한 쌍의 하프셀(42, 43, 52, 53)은 용접 등을 통해 함께 결합(joint together)될 수 있다. 각 하프셀(42, 43, 52, 53)에는 통로(45, 55)를 형성하기 위한 홈부(44, 54)가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 통로(45, 55)는 원형 단면으로 이루어질 수 있고, 이에 통로(45, 55)의 내압성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 통로(45, 55) 중에서 일부의 냉각유체 통로(45a, 55a)는 납작한 직사각형 단면(flat rectanglur cross-section)으로 이루어질 수 있고, 직사각형 단면은 라운드진 모서리(corner rounded)를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 18과 같이 통로(45, 55)가 형성된 부분의 외면에는 일정 형상의 비드(49, 59)가 형성될 수 있고, 이에 열교환성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
엔진의 저부하 조건이거나 외기온이 낮을 경우에 도 19에 도시된 바와 같이, 바이패스밸브(18)가 제2열교환코어(22)의 하류단을 폐쇄하는 제1위치로 이동하면, EGR가스가 제1열교환코어(21)을 통과한 후에 바이패스도관(15)를 통과함으로써 EGR가스는 제2열교환코어(22)를 바이패스(우회)할 수 있다.
엔진의 고부하 조건이거나 외기온이 높은 경우에는 하우징(11)의 입구로 유입되는 EGR가스의 온도는 대략 400℃이므로 EGR가스를 적절히 냉각시켜야 하므로 EGR가스가 제1열교환코어(21) 뿐만 아니라 제2열교환코어(22)를 통과하여야 한다. 도 20에 도시된 바와 같이, 바이패스밸브(18)가 바이패스도관(15)을 폐쇄하는 제2위치로 이동하면, EGR가스는 제1열교환코어(21) 및 제2열교환코어(22)를 통과할 수 있고, 이에 EGR가스의 냉각 목표온도가 대략 140℃이하로 낮아질 수 있다.
EGR가스 보일러인 제1열교환코어(21)가 파손되어 EGR가스(냉매, 에탈올 등)가 누설됨을 누기감지센서(38)에 의해 감지되면, EGR가스가 누설되어 EGR가스와 함께 엔진의 연소실로 유입될 경우 엔진 부조를 유발하거나 심한 경우 엔진이 파손될 수도 있다. 도 21에 도시된 바와 같이, 바이패스밸브(18)가 하류측 파이프(19)를 폐쇄하는 제3위치로 이동하면, 누설된 작동유체가 엔진의 연소실로 유입됨을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 도 1에 예시된 바와 같이, 하우징(11)의 일측에는 세척수를 주입하기 위한 세척수 주입구(33)가 형성되고, 하우징(11)의 타측에는 세척수를 배출하기 위한 세척수 배출구(34)가 형성될 수 있으며, 세척수 주입구(33)에는 세척수 주입관(36a)이 연결되고, 세척수 배출구(34)에는 세척수 배출관(36b)가 연결되며, 세축수 주입관(36a) 및 세출수 배출관(36b)은 세척수 펌프(35)에 연결될 수 있다. 이러한 세척수 주입구조에 의해 하우징(11)의 내부공간(11a, 11b, 11c)에 세척수를 주입함으로써 열교환코어(21, 22)의 코어엘리먼트(40, 50)에 부착된 EGR가스의 탄매 등을 용이하게 세척할 수 있고, 이를 통해 열전달성능을 향상시킬 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: 차량용 열교환기 11: 하우징
11a: 상류측 내부공간 11b: 하류측 내부공간
11c: 이격공간 11d: 제1개구
11e: 제2개구 12: 입구포트
13: 출구포트 14: 바이패스포트
15: 바이패스도관 16: 연결도관
17: 합류부 18: 바이패스밸브
19: 아웃렛파이프
21: 제1열교환코어 22: 제2열교환코어
25: 제1배플 26: 제2배플
31: 제1헤더 32: 제2헤더
40: 제1코어엘리먼트 41a: 상단 가장자리
41b: 하단 가장자리 41c: 타단 가장자리
45: 통로 46: 입구
46a: 연결구 47: 출구
47a: 연결구 48: 끼움돌기
50: 제2코어엘리먼트 51a: 상단 가장자리
51b: 하단 가장자리 51c: 타단 가장자리
55: 통로 56: 입구
56a: 연결구 57: 출구
57a: 연결구 58: 끼움돌기
61: 제1EGR가스통로 62: 제2EGR가스통로
71: EGR가스 입구매니폴드 71a: EGR가스 분배챔버
72: 작동유체 입구매니폴드 72a: 작동유체 입구포트
72b: 작동유체 입구챔버 72c: 소통유로
73: 작동유체 출구매니폴드 73a: 작동유체 출구포트
73b: 작동유체 출구챔버 73c: 소통유로
75: 단부벽 76: 소통틈새
77: 리브 78: 끼움홈
81: 상부 홈 82: 하부 홈
83: 지지부재 83a: 홈
83b: 돌기 84: 측면 홈
85: 탄성부재
92: 냉각수 입구매니폴드 92a: 냉각수 입구포트
92b: 냉각수 입구챔버 92c: 소통유로
93: 냉각수 출구매니폴드 93a: 냉각수 출구포트
93b: 냉각수 출구챔버 93c: 소통유로
95: 단부벽 96: 홈
97: 탄성부재 98: 지지부재
98a: 홈 98b: 돌기

Claims (16)

  1. EGR가스가 통과하는 내부공간을 가진 하우징;
    상기 하우징의 내부공간에 배치된 제1열교환코어(first heat exchanger core);
    상기 하우징의 내부공간에 배치되고, 상기 제1열교환코어의 하류에 배치되는 제2열교환코어(second heat exchanger core); 및
    상기 EGR가스가 상기 제2열교환코어를 우회함을 선택적으로 허용하는 바이패스밸브;를 포함하는 차량용 열교환기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1열교환코어 및 상기 제2열교환코어는 상기 하우징 내에서 EGR가스의 흐름방향을 따라 배치되는 차량용 열교환기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1열교환코어의 하류단과 상기 제2열교환코어의 상류단이 이격되어 이격공간이 형성되는 차량용 열교환기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 이격공간에는 바이패스도관이 연결되고, 상기 바이패스도관에는 상기 바이패스밸브가 설치되는 차량용 열교환기.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 이격공간에는 온도센서가 설치되는 차량용 열교환기.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 바이패스밸브는 EGR가스가 상기 바이패스도관을 통과하는 제1위치와, EGR가스가 상기 제2열교환코어를 통과하는 제2위치와, EGR가스가 엔진으로 공급됨을 차단하는 제3위치로 선택적으로 이동하도록 구성되는 차량용 열교환기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1열교환코어는 폐열회수시스템의 랭킨사이클의 작동유체가 순환하는 EGR가스 보일러인 차량용 열교환기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1열교환코어는 제1헤더에 연결되고, 상기 제1헤더는 상기 하우징에 형성된 제1개구를 폐쇄하는 차량용 열교환기.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1헤더는 EGR가스가 유입되는 EGR가스 입구매니폴드(EGR gas inlet manifold)와, 작동유체가 유입되는 작동유체 입구매니폴드(working fluid inlet manifold)와, 작동유체가 배출되는 작동유체 출구매니폴드(working fluid outlet manifold)를 포함하는 차량용 열교환기.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1열교환코어는 작동유체가 순환하는 통로를 가진 복수의 제1코어엘리먼트를 포함하고,
    상기 복수의 제1코어엘리먼트가 이격됨에 따라 EGR가스가 통과하는 복수의 제1EGR가스통로가 형성되는 차량용 열교환기.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 하우징의 출구포트와 인접한 위치에는 작동유체의 누설을 검출하는 누기검출센서가 설치되는 차량용 열교환기.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2열교환코어는 냉각수가 순환하는 냉각수 도관이 연결되는 EGR쿨러인 차량용 열교환기.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2열교환코어는 제2헤더에 연결되고, 상기 제2헤더는 상기 하우징에 형성된 제2개구를 폐쇄하는 차량용 열교환기.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2헤더는 냉각수가 유입되는 냉각수 입구매니폴드(coolant inlet manifold)와, 냉각수가 배출되는 냉각수 출구매니폴드(coolant outlet manifold)를 포함하는 차량용 열교환기.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제2열교환코어는 냉각수가 순환하는 통로를 가진 복수의 제2코어엘리먼트를 포함하고,
    상기 복수의 제2코어엘리먼트가 이격됨에 따라 EGR가스가 통과하는 복수의 제2EGR가스통로가 형성되는 차량용 열교환기.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1열교환코어의 축선과 상기 제2열교환코어의 축선은 서로 직교하는 차량용 열교환기.
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