KR20180114568A - Egr쿨러 - Google Patents

Egr쿨러 Download PDF

Info

Publication number
KR20180114568A
KR20180114568A KR1020170046247A KR20170046247A KR20180114568A KR 20180114568 A KR20180114568 A KR 20180114568A KR 1020170046247 A KR1020170046247 A KR 1020170046247A KR 20170046247 A KR20170046247 A KR 20170046247A KR 20180114568 A KR20180114568 A KR 20180114568A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling fins
cooling
along
exhaust gas
tubes
Prior art date
Application number
KR1020170046247A
Other languages
English (en)
Inventor
이준명
박전진
김성수
장경익
조형근
Original Assignee
현대자동차주식회사
주식회사 코렌스
기아자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 주식회사 코렌스, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020170046247A priority Critical patent/KR20180114568A/ko
Priority to US15/808,315 priority patent/US10458371B2/en
Priority to DE102017221243.8A priority patent/DE102017221243A1/de
Priority to CN201711224486.7A priority patent/CN108691698A/zh
Publication of KR20180114568A publication Critical patent/KR20180114568A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/32—Liquid-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/27—Layout, e.g. schematics with air-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1684—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D7/1692—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F2001/027—Tubular elements of cross-section which is non-circular with dimples

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 EGR쿨러는 내부로 냉각수가 유출입되도록 냉각수인렛과 냉각수아웃렛이 형성되고, 내부로 배기가스가 유출입되도록 가스인렛과 가스아웃렛이 형성된 하우징; 하우징 내부에 구비되어, 일단이 가스인렛과 연통되고, 타단이 연결통로의 일단과 연통된 다수의 제1튜브; 하우징 내부에 구비되어, 일단이 가스아웃렛과 연통되고, 타단이 연결통로의 타단과 연통된 다수의 제2튜브; 제1튜브와 제2튜브에 각각 삽입된 제1냉각핀과 제2냉각핀;을 포함하되,가스인렛은 가스아웃렛보다 단면적이 더 넓게 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

EGR쿨러 {EGR COOLER}
본 발명은 EGR가스 차압 및 냉각효율을 최적화하는 EGR쿨러에 관한 것이다.
일반적으로 EGR시스템(EGR: Exhaust Gas Recirculation)은 배기가스의 일부를 다시 흡기계로 재순환시켜 흡입공기 중의 CO2농도를 증대시켜 연소실의 온도를 저하시키고, 이에 의해 NOx를 저감시키는 시스템이다.
이러한 시스템에는 냉각수에 의해 배기가스를 냉각시키는 EGR쿨러가 이용되는데, EGR쿨러는 700℃ 정도의 배기가스 온도를 150 ~ 200℃까지 냉각시켜야 하므로 내열성 재질이어야 하고, 자동차에 설치되기 위해 콤팩트하게 설계되어야 하며, 적절한 EGR량을 공급하기 위해 압력강하가 최소화되어야 하고, 열교환 중 배기가스로부터 응축이 발생하면 연료의 황 성분 때문에 응축수에 황산이 포함되어 부식을 일으키기 쉬우므로 방식성 재료이어야 하며, 배기가스의 맥동영향으로 기계적 부하가 작용하므로 일정의 기계적 강도가 있어야 한다.
최근에는 승객의 편의성을 위해, 엔진을 보다 컴팩트하게 설계함으로써, 엔진룸의 공간은 최소화하고 운전자가 탑승하는 차량의 실내 공간은 충분히 확보하는 기술들이 개발되고 있다.
그러나 환경에 대한 관심도 증가하여 배기가스 규제가 강화되면서 NOx저감을 위한 EGR가스 사용의 수요도 점점 더 증가되고 있다.
따라서, EGR쿨러는 배기가스를 냉각하는 역할을 수행하면서도 컴팩트하게 제작되기 위해 내부의 배기가스 유로를 가변하여 제작될 수 있는데, 이 경우 EGR가스 차압이 증가하여 많은 EGR가스를 사용해야 하는 규제에 대응하기 어렵고, 냉각기의 특성상 차압과 성능이 반비례하기 때문에 차압과 성능을 최적화하는데 큰 어려움이 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-0925816 B1 KR 10-2013-0059784 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, EGR가스의 차압과 냉각효율을 최적화하도록 구조적으로 보완된 EGR쿨러를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 EGR쿨러는 내부로 냉각수가 유출입되도록 냉각수인렛과 냉각수아웃렛이 형성되고, 내부로 배기가스가 유출입되도록 가스인렛과 가스아웃렛이 형성된 하우징; 하우징 내부에 구비되어, 일단이 가스인렛과 연통되고, 타단이 연결통로의 일단과 연통된 다수의 제1튜브; 하우징 내부에 구비되어, 일단이 가스아웃렛과 연통되고, 타단이 연결통로의 타단과 연통된 다수의 제2튜브;
다수의 제1튜브에 각각 삽입되는 다수의 제1냉각핀; 및 다수의 제2튜브에 각각 삽입되는 다수의 제2냉각핀;을 포함하되, 가스인렛은 가스아웃렛보다 단면적이 더 넓게 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
하우징은 일측에 가스인렛과 가스아웃렛이 나란히 형성되고, 제1튜브들은 가스인렛으로부터 공급된 배기가스를 일측으로 유동시키며, 연결통로는 제1튜브들로부터 공급된 배기가스의 유동방향을 반전시키도록 U자 형상으로 형성되고, 제2튜브들은 연결통로로부터 공급된 배기가스를 타측으로 유동시켜 가스아웃렛으로 배출되도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
제1튜브는 제2튜브보다 다수 개로 구비되고, 그 단면적이 제2튜브의 단면적 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
가스인렛은 가스아웃렛보다 단면적이 1.3 ~ 2배 넓게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
제1냉각핀들과 제2냉각핀들은 폭 방향을 따라 그 단면이 구형파 형상으로 형성되고, 길이 방향을 따라 평평하게 이어지도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
제1냉각핀들과 제2냉각핀들은 폭 방향을 따라 그 단면이 구형파 형상으로 형성되되, 각각 길이 방향을 따라 일정 피치를 이루는 사인파 형상으로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
제1냉각핀은 제2냉각핀보다 길이 방향을 따라 형성된 사인파 형상의 곡률 반경이 더 작은 것을 특징으로 할 수 있다.
제1냉각핀들과 제2냉각핀들은 폭 방향을 따라 그 단면이 구형파 형상으로 형성되되, 제1냉각핀들은 길이 방향을 따라 일정 피치를 이루는 사인파 형상으로 형성되고, 제2냉각핀들은 길이 방향을 따라 평평하게 이어지도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
제1냉각핀들과 제2냉각핀들은 폭 방향을 따라 그 단면이 구형파 형상으로 형성되고, 길이 방향을 따라 서로 인접한 열의 산과 산의 중심이 서로 일정간격 이격되어 유체가 유동 가능한 슬릿이 형성되는 오프셋핀 형태로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
제1냉각핀들과 제2냉각핀들은 폭 방향을 따라 그 단면이 구형파 형상으로 형성되되, 제1냉각핀들은 길이 방향을 따라 서로 인접한 열의 산과 산의 중심이 서로 일정간격 이격되어 유체가 유동 가능한 슬릿이 형성되는 오프셋핀 형태로 형성되고, 제2냉각핀들은 길이 방향을 따라 평평하게 이어지도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 EGR쿨러에 따르면 EGR가스의 차압을 저감할 수 있어 배기가스 규제를 만족시키는 EGR가스량을 제공할 수 있다.
또한, EGR쿨러를 컴팩트화하면서도 냉각성능을 향상시킬 수 있어, 차량의 상품성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 EGR쿨러의 단면을 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 방향으로 평평한 형상인 제1냉각핀 또는 제2냉각핀을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 방향으로 사인파 형상인 제1냉각핀 또는 제2냉각핀을 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡률반경이 상이한 제1냉각핀과 제2냉각핀 형상을 도시한 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오프셋 핀 형상인 제1냉각핀 또는 제2냉각핀을 도시한 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 EGR쿨러에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 EGR쿨러의 단면을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 EGR쿨러(1)는 내부로 냉각수가 유출입되도록 냉각수인렛(17)과 냉각수아웃렛(19)이 형성되고, 내부로 배기가스가 유출입되도록 가스인렛(11)과 가스아웃렛(13)이 형성된 하우징(10); 하우징(10) 내부에 구비되어, 일단이 가스인렛(11)과 연통되고, 타단이 연결통로(20)의 일단과 연통된 다수의 제1튜브(30); 하우징(10) 내부에 구비되어, 일단이 가스아웃렛(13)과 연통되고, 타단이 연결통로(20)의 타단과 연통된 다수의 제2튜브(35); 다수의 제1튜브(30)에 각각 삽입되는 다수의 제1냉각핀(33); 및 다수의 제2튜브(35)에 각각 삽입되는 다수의 제2냉각핀(37);을 포함하되, 가스인렛(11)은 가스아웃렛(13)보다 단면적이 더 넓은 것을 특징으로 한다.
즉, EGR쿨러(1)는 하우징(10) 내부에 배기가스가 유동할 수 있는 제1튜브(30)와 제2튜브(35)가 삽입되어 설치되고, 그 주위를 냉각수가 흐르면서 열교환하도록 마련됨으로써, 배기가스를 냉각하는 기능을 수행할 수 있다.
여기서, 하우징(10)은 냉각수가 유동할 수 있는 챔버를 형성하고, 이러한 챔버를 관통하도록 제1튜브(30)와 제2튜브(35)가 마련됨으로써, 제1튜브(30)와 제2튜브(35) 내부를 흐르는 배기가스가 주위의 냉각수에 의해 냉각되고, 배기가스와 냉각수를 서로 혼입되지 않는다.
한편, 제1튜브(30)와 제2튜브(35) 내부에는 각각 제1냉각핀(33)과 제2냉각핀(37)이 배치되어, 배기가스가 냉각수와 열교환되는 면적을 확장시킴으로써 배기가스의 냉각성능을 향상시킨다.
특히, 본 발명에서 가스인렛(11)은 가스아웃렛(13)보다 단면적이 더 넓게 마련된 것을 특징으로 한다.
EGR쿨러(Exhaust Gas Recirculation Cooler)는 배기가스 규제를 만족시키기 위해 EGR쿨러를 통과하는 배기가스의 차압이 적게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 가스인렛(11) 측을 흐르는 배기가스는 고온 고압이고, 가스아웃렛(13) 측을 흐르는 배기가스는 저온 저압이기 때문에, EGR쿨러의 주로 냉각이 많이 요구되는 가스인렛(11)의 단면적을 넓게 형성함으로써 배기가스의 냉각 성능을 향상시키고, 배기가스가 흐를 수 있는 공간이 증대됨에 따라 배기가스 차압도 저감할 수 있다.
도 1에서는 냉각수인렛(17)과 냉각수아웃렛(19)이 상하방향으로 형성되도록 도시되어 있으나, 설계자 또는 차량의 종류에 따라 하우징(10)의 둘레를 따라 그 적용위치를 조정하여 설계할 수 있다.
더 구체적으로, 본 발명에서 하우징(10)은 일측에 가스인렛(11)과 가스아웃렛(13)이 나란히 형성되고, 제1튜브(30)는 가스인렛(11)으로부터 공급된 배기가스를 일측으로 유동시키며, 연결통로(20)는 제1튜브(30)로부터 공급된 배기가스의 유동방향을 반전시키도록 U자 형상으로 형성되고, 제2튜브(35)는 연결통로(20)로부터 공급된 배기가스를 타측으로 유동시켜 가스아웃렛(13)으로 배출되도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 본 발명의 EGR쿨러(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 가스인렛(11)과 연통된 제1튜브(30), 가스아웃렛(13)과 연통된 제2튜브(35)가 상하방향으로 나란히 마련되고, 이를 하우징(10)이 감싸도록 마련되며, 하우징(10) 타측에 제1튜브(30)와 제2튜브(35)를 연결하는 U자 형상의 연결통로(20)가 결합됨을 확인할 수 있다.
여기서, 연결통로(20)는 도 1과 같이 제1튜브(30), 제2튜브(35)와는 별개로 마련되어 하우징(10)의 타측에 결합됨으로써, 제1튜브(30)와 제2튜브(35)를 연통시켜 배기가스의 유동방향을 전환할 수 있다.
이때, 제1튜브(30)는 제2튜브(35)보다 다수 개로 구비되고, 그 단면적이 제2튜브(35)의 단면적 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 본 발명에서 가스인렛(11)이 가스아웃렛(13)보다 넓다 하더라도, 제1튜브(30)의 수가 제2튜브(35)의 수보다 적게 배치되거나, 제1튜브(30)가 제2튜브(35)보다 단면적이 작다면 설계자가 요구하는 EGR쿨러의 냉각성능과 배기가스 차압을 형성할 수 없다.
따라서, 제1튜브(30)의 단면적이 제2튜브(35)의 단면적 이상으로 마련되고, 제1튜브(30)가 제2튜브(35)보다 많은 수로 구비됨으로써, 제1튜브(30)에 흐르는 고온 고압의 배기가스를 효과적으로 냉각시키고 배기가스 차압을 저감할 수 있다.
구체적으로, 가스인렛(11)은 가스아웃렛(13)보다 단면적이 1.3 ~ 2배 넓게 형성될 수 있다.
한편, 일 실시예로써 본 발명의 제1냉각핀(33)들과 제2냉각핀(37)들은 폭 방향을 따라 그 단면이 구형파 형상으로 형성되고, 길이 방향을 따라 평평하게 이어지도록 형성될 수 있다.
즉, 제1냉각핀(33)들과 제2냉각핀(37)들은 기본적으로 폭 방향을 따라 형성된 그 단면이 구형파(square wave) 형상으로 형성됨으로써, 제1튜브(30)와 제2튜브(35)로 유입되는 배기가스가 제1냉각핀(33) 또는 제2냉각핀(37)과 접촉되어 열교환되는 면적을 증가시킬 수 있다.
하지만, 길이방향으로는 제1냉각핀(33)과 제2냉각핀(37)이 평평한 형상인 플랫핀(flat fin)으로 마련됨으로써, 배기가스가 제1튜브(30)와 제2튜브(35)를 흐를 때, 배기가스의 압력손실이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 방향으로 평평한 형상인 제1냉각핀(33) 또는 제2냉각핀(37)을 도시한 사시도이다. 즉, 튜브 내에 삽입된 냉각핀 형상이 폭방향으로는 구형파 형상이지만, 길이방향으로는 평평한 형상임을 확인할 수 있다.
또 다른 실시예로써, 본 발명의 제1냉각핀(33)들과 제2냉각핀(37)들은 폭 방향을 따라 그 단면이 구형파 형상으로 형성되되, 각각 길이 방향을 따라 일정 피치를 이루는 사인파(sine wave) 형상으로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 방향으로 사인파 형상인 제1냉각핀(33) 또는 제2냉각핀(35)을 도시한 사시도이다. 즉, 튜브 내에 삽입된 냉각핀 형상이 폭 방향으로는 구형파 형상이고, 길이방향으로도 사인파 형상으로 형성됨을 확인할 수 있다.
이와 같이 길이방향으로 제1냉각핀(33)과 제2냉각핀(37)이 사인파 형상으로 형성되면, 배기가스가 흐르면서 난류를 일으키게 되고 이로 인해 EGR쿨러(1)의 냉각성능이 향상된다. 하지만, 반대로 난류발생으로 인해 배기가스의 차압이 증가하여 배기가스 규제를 벗어날 수도 있다.
아울러, 본 발명의 제1냉각핀(33)은 제2냉각핀(37)보다 길이 방향을 따라 형성된 사인파 형상의 곡률 반경이 더 작게 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡률반경이 상이한 제1냉각핀과 제2냉각핀 형상을 도시한 사시도이다. 도 4a와 도 4b를 비교하면, 제1냉각핀(33)이 제2냉각핀(37)보다 곡률 반경이 더 작게 형성되고, 길이방향 사인파 형상의 피치 간격이 더 좁게 형성됨을 확인할 수 있다.
따라서, 배기가스가 제1냉각핀(33)을 따라 흐를 경우, 제2냉각핀(37)을 따라 흐르는 경우보다 난류가 많이 발생하여 냉각성능이 향상되고, 배기가스가 제2냉각핀(37)을 따라 흐를 경우에는 제1냉각핀(33)을 따라 흐를 경우보다 난류가 적게 발생하여 냉각성능은 낮아지나 배기가스 차압을 효과적으로 저감할 수 있기 때문에 EGR쿨러의 성능 및 배기가스 차압 저감을 동시에 도모할 수 있다.
또 다른 실시예로서, 제1냉각핀(33)들과 제2냉각핀(37)들은 폭 방향을 따라 그 단면이 구형파 형상으로 형성되되, 제1냉각핀(33)들은 길이 방향을 따라 일정 피치를 이루는 사인파 형상으로 형성되고, 제2냉각핀(37)들은 길이 방향을 따라 평평하게 이어지도록 형성될 수 있다.
즉, 제1튜브(30)를 따라 흐르는 고온 고압의 배기가스는 냉각되는 것이 중요하다. 따라서, 제1냉각핀(33)은 길이 방향을 따라 사인파 형상으로 형성된다.
반면, 제2튜브(35)를 따라 흐르는 저온 저압의 배기가스는 압력손실을 적게하여 배기가스 차압을 줄이는 것이 중요하다. 따라서, 제2냉각핀(37)은 길이 방향을 따라 평평한 형상으로 형성될 수 있다.
결론적으로, 본 발명의 EGR쿨러(1)는 냉각효율을 향상시키면서도 배기가스의 차압이 과도하게 상승하여 배기가스 법규에 제한되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오프셋 핀 형상인 제1냉각핀 또는 제2냉각핀을 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 제1냉각핀(33)들과 제2냉각핀(37)들은 폭 방향을 따라 그 단면이 구형파 형상으로 형성되고, 길이 방향을 따라 서로 인접한 열의 산(M)과 산(M)의 중심이 서로 일정간격 이격되어 유체가 유동 가능한 슬릿(S)이 형성되는 오프셋핀(OFFSET FIN) 형태로 형성될 수 있다.
즉, 다수의 제1냉각핀(33)들과 제2냉각핀(37)들을 모두 오프셋 핀(OFFSET FIN) 형상으로 마련함으로써, 제1튜브(30)와 제2튜브(35)를 통과하는 배기가스가 유동하면서 냉각핀들과 열교환하는 면적을 넓게 하여 EGR쿨러(1)의 냉각효율을 극대화할 수 있다.
또 다른 실시예로서, 제1냉각핀(33)들과 제2냉각핀(37)들은 폭 방향을 따라 그 단면이 구형파 형상으로 형성되되, 제1냉각핀(33)들은 길이 방향을 따라 서로 인접한 열의 산(M)과 산(M)의 중심이 서로 일정간격 이격되어 유체가 유동 가능한 슬릿(S)이 형성되는 오프셋 핀 형태로 형성되고, 제2냉각핀(37)들은 길이 방향을 따라 평평하게 이어지도록 형성될 수 있다.
즉, 제1튜브(30)를 따라 흐르는 고온 고압의 배기가스는 냉각되는 것이 중요하기 때문에, 제1냉각핀(33)은 오프셋 핀(OFFSET FIN)으로 형성되고, 제2튜브(35)를 따라 흐르는 저온 저압의 배기가스는 압력손실을 적게하여 배기가스 차압을 줄이는 것이 중요하기 때문에, 제2냉각핀(37)은 길이 방향을 따라 평평한 형상인 플랫핀(Flat fin)으로 마련된다.
결론적으로, 본 실시예에서 EGR쿨러(1)는 냉각효율을 향상시키면서도 배기가스의 차압이 과도하게 상승하여 배기가스 법규에 제한되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 EGR쿨러에 따르면 EGR가스의 차압을 저감할 수 있어 배기가스 규제를 만족시키는 EGR가스량을 제공할 수 있다.
또한, EGR쿨러를 컴팩트화하면서도 냉각성능을 향상시킬 수 있어, 차량의 상품성이 향상된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
1: EGR쿨러 10: 하우징
11: 가스인렛 13: 가스아웃렛
17: 냉각수인렛 19: 냉각수아웃렛
20: 연결통로 30: 제1튜브
33: 제1냉각핀 35: 제2튜브
37: 제2냉각핀

Claims (10)

  1. 내부로 냉각수가 유출입되도록 냉각수인렛과 냉각수아웃렛이 형성되고, 내부로 배기가스가 유출입되도록 가스인렛과 가스아웃렛이 형성된 하우징;
    하우징 내부에 구비되어, 일단이 가스인렛과 연통되고, 타단이 연결통로의 일단과 연통된 다수의 제1튜브;
    하우징 내부에 구비되어, 일단이 가스아웃렛과 연통되고, 타단이 연결통로의 타단과 연통된 다수의 제2튜브;
    다수의 제1튜브에 각각 삽입되는 다수의 제1냉각핀; 및
    다수의 제2튜브에 각각 삽입되는 다수의 제2냉각핀;을 포함하되,
    가스인렛은 가스아웃렛보다 단면적이 더 넓게 마련된 것을 특징으로 하는 EGR쿨러.
  2. 청구항 1에 있어서,
    하우징은 일측에 가스인렛과 가스아웃렛이 나란히 형성되고,
    제1튜브들은 가스인렛으로부터 공급된 배기가스를 일측으로 유동시키며,
    연결통로는 제1튜브들로부터 공급된 배기가스의 유동방향을 반전시키도록 U자 형상으로 형성되고,
    제2튜브들은 연결통로로부터 공급된 배기가스를 타측으로 유동시켜 가스아웃렛으로 배출되도록 마련된 것을 특징으로 하는 EGR쿨러.
  3. 청구항 1에 있어서,
    제1튜브는 제2튜브보다 다수 개로 구비되고, 그 단면적이 제2튜브의 단면적 이상인 것을 특징으로 하는 EGR쿨러.
  4. 청구항 1에 있어서,
    가스인렛은 가스아웃렛보다 단면적이 1.3 ~ 2배 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 EGR쿨러.
  5. 청구항 1에 있어서,
    제1냉각핀들과 제2냉각핀들은 폭 방향을 따라 그 단면이 구형파 형상으로 형성되고, 길이 방향을 따라 평평하게 이어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 EGR쿨러.
  6. 청구항 1에 있어서,
    제1냉각핀들과 제2냉각핀들은 폭 방향을 따라 그 단면이 구형파 형상으로 형성되되, 각각 길이 방향을 따라 일정 피치를 이루는 사인파 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 EGR쿨러.
  7. 청구항 6에 있어서,
    제1냉각핀은 제2냉각핀보다 길이 방향을 따라 형성된 사인파 형상의 곡률 반경이 더 작은 것을 특징으로 하는 EGR쿨러.
  8. 청구항 1에 있어서,
    제1냉각핀들과 제2냉각핀들은 폭 방향을 따라 그 단면이 구형파 형상으로 형성되되, 제1냉각핀들은 길이 방향을 따라 일정 피치를 이루는 사인파 형상으로 형성되고, 제2냉각핀들은 길이 방향을 따라 평평하게 이어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 EGR쿨러.
  9. 청구항 1에 있어서,
    제1냉각핀들과 제2냉각핀들은 폭 방향을 따라 그 단면이 구형파 형상으로 형성되고, 길이 방향을 따라 서로 인접한 열의 산과 산의 중심이 서로 일정간격 이격되어 유체가 유동 가능한 슬릿이 형성되는 오프셋핀 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 EGR쿨러.
  10. 청구항 1에 있어서,
    제1냉각핀들과 제2냉각핀들은 폭 방향을 따라 그 단면이 구형파 형상으로 형성되되, 제1냉각핀들은 길이 방향을 따라 서로 인접한 열의 산과 산의 중심이 서로 일정간격 이격되어 유체가 유동 가능한 슬릿이 형성되는 오프셋핀 형태로 형성되고, 제2냉각핀들은 길이 방향을 따라 평평하게 이어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 EGR쿨러.
KR1020170046247A 2017-04-10 2017-04-10 Egr쿨러 KR20180114568A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170046247A KR20180114568A (ko) 2017-04-10 2017-04-10 Egr쿨러
US15/808,315 US10458371B2 (en) 2017-04-10 2017-11-09 EGR cooler
DE102017221243.8A DE102017221243A1 (de) 2017-04-10 2017-11-28 AGR-Kühler
CN201711224486.7A CN108691698A (zh) 2017-04-10 2017-11-29 废气再循环冷却器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170046247A KR20180114568A (ko) 2017-04-10 2017-04-10 Egr쿨러

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180114568A true KR20180114568A (ko) 2018-10-19

Family

ID=63588147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170046247A KR20180114568A (ko) 2017-04-10 2017-04-10 Egr쿨러

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10458371B2 (ko)
KR (1) KR20180114568A (ko)
CN (1) CN108691698A (ko)
DE (1) DE102017221243A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT520072B1 (de) * 2017-07-28 2019-01-15 Zkw Group Gmbh Kühlkörper und Fahrzeugscheinwerfer
KR102522108B1 (ko) * 2018-08-27 2023-04-17 한온시스템 주식회사 배기열 회수장치의 열교환기
CN110848048A (zh) * 2019-12-30 2020-02-28 无锡隆盛科技股份有限公司 一种egr冷却器
CN114576048A (zh) * 2020-11-30 2022-06-03 长城汽车股份有限公司 一种egr冷却装置和车辆
JP7448501B2 (ja) * 2021-03-18 2024-03-12 ヤンマーホールディングス株式会社 エンジン装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006105577A (ja) * 2004-09-08 2006-04-20 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd フィン構造体および該フィン構造体を内装した伝熱管並びに該伝熱管を組込んだ熱交換器
DE102007031912A1 (de) * 2006-07-11 2008-02-07 Denso Corp., Kariya Abgaswärmetauscher
DE102007031824A1 (de) * 2006-09-09 2008-03-27 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmetauscher
KR100925816B1 (ko) 2009-04-06 2009-11-06 주식회사 코렌스 배기가스 열교환기
KR101299072B1 (ko) 2011-11-29 2013-08-27 주식회사 코렌스 웨이브 핀
US20140338643A1 (en) * 2013-05-15 2014-11-20 Caterpillar Inc. System and method for cooling of an exhaust gas recirculation unit
KR101534744B1 (ko) * 2013-12-16 2015-07-24 현대자동차 주식회사 터보차저를 갖는 디젤엔진의 냉각 시스템
DE102014008923A1 (de) * 2014-06-17 2015-12-17 Mtu Friedrichshafen Gmbh Abgasrückführungskühler
DE102015110974B4 (de) * 2015-07-07 2022-11-10 Halla Visteon Climate Control Corporation Abgaswärmeübertrager mit mehreren Wärmeübertragerkanälen

Also Published As

Publication number Publication date
US10458371B2 (en) 2019-10-29
DE102017221243A1 (de) 2018-10-11
US20180291844A1 (en) 2018-10-11
CN108691698A (zh) 2018-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180114568A (ko) Egr쿨러
US8069905B2 (en) EGR gas cooling device
US8511074B2 (en) Heat transfer unit for an internal combustion engine
US20140027099A1 (en) S-bent tube cooler
US9518536B2 (en) Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine
US10100787B2 (en) EGR cooler for vehicle
KR20070112017A (ko) 이중 냉각제 루프를 가지는 배기가스 재순환 쿨러
JP5395783B2 (ja) 管束を有する熱交換器
US10202880B2 (en) Exhaust heat exchanger
US10030616B2 (en) EGR cooler for vehicle
US7243711B2 (en) Efficient heat exchanger and engine using same
KR102173398B1 (ko) 배기가스 냉각장치
US11802527B2 (en) Gasoline EGR cooler with improved thermo-mechanical fatigue life
CN112368535B (zh) 热交换器
KR20170048022A (ko) 차량용 ｅｇｒ 쿨러
KR20140088124A (ko) 가스, 특히 엔진 배기 가스용 열 교환기
WO2014102227A1 (en) Conduit for a heat exchanger of an internal combustion engine egr system
CN103261599B (zh) 用于内燃机的气体冷却器本身或与之有关的改进
KR102173379B1 (ko) 차량용 ｅｇｒ 쿨러
BRPI1002462A2 (pt) refrigerador de gás de exaustão
JP2016023550A (ja) コルゲートフィン式熱交換器
US10746138B2 (en) Hollow fin tube structure at inlet of EGR cooler
JPH11303688A (ja) Ｅｇｒクーラ
KR102047390B1 (ko) 바디셀 보강돌부를 구비하는 이지알 쿨러
CN220979707U (zh) 一种集成egr阀和冷却器的内部水道结构

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application