KR20190012257A - EGR gas cooler and engine system - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 EGR 가스 쿨러는, 마주하는 한 쌍의 단면과 마주하는 한 쌍의 측면을 구비하고, 한 쌍의 단면 및 한 쌍의 측면에 의해 EGR 가스가 연직 방향 하방을 향해 흐르는 유로를 구획하는 케이스와, 유로 내에 위치하고 한 쌍의 단면에 평행하게 늘어선 복수의 핀으로 구성된 핀 그룹과, 핀 그룹의 핀을 관통하고 내부에 냉매가 흐르는 튜브와, 측면을 따라 배치되어 수평 방향으로 연장되는 장벽을 구비한다. An EGR gas cooler according to an embodiment of the present invention has a pair of side faces facing a pair of opposite end faces, and the EGR gas flows downward in the vertical direction by the pair of end faces and the pair of side faces A case having a case for partitioning the flow path, a pin group which is located in the flow path and which is composed of a plurality of fins arranged in parallel to a pair of end faces, a tube through which the fins of the pin group pass and in which the refrigerant flows, And has an extended barrier.
Description
본 발명은 EGR 가스 쿨러 및 엔진 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an EGR gas cooler and an engine system.
배기 가스를 엔진에 재순환시키는 배기 재순환(Exhaust Gas Recirculation; EGR) 기술은 NOx 배출 저감 효과가 크고, 저 환경 부하 엔진에 널리 적용되고 있다. 이러한 EGR은 선박용 대형 디젤 엔진에서도 효과적이다. 그러나 재순환시키는 배기 가스(EGR 가스)의 온도가 높으면 소기(掃氣) 가스의 급기(給氣)의 비율이 낮아져 연비가 악화하기 때문에 EGR 가스를 냉각하는 EGR 가스 쿨러가 필요하다. Exhaust gas recirculation (EGR) technology that recirculates the exhaust gas to the engine has a large effect of reducing NOx emissions and is widely applied to low environmental load engines. These EGRs are also effective in large marine diesel engines. However, if the temperature of the exhaust gas (EGR gas) to be recirculated is high, the ratio of supply of the scavenging gas is lowered and the fuel efficiency is deteriorated. Therefore, an EGR gas cooler for cooling the EGR gas is required.
또한, 선박용 대형 디젤 엔진은 중유를 연료로 하기 때문에 배기 가스에 유황 산화물(SOx)과 입자상 물질(PM)이 많이 포함된다. 따라서 EGR 가스를 세정액으로 세정하는 습식 세정 장치(스크러버(scrubber))도 필요하다(특허문헌 1 참조). 여기서, EGR 가스에 포함된 SOx 및 PM이 적은 경우에는 스크러버가 EGR 가스 쿨러와 일체로 구성되는 경우도 있다(특허문헌 2 참조). 이에 따르면, EGR 가스 쿨러 내부에서는 EGR 가스의 냉각에 의해 발생한 응축수 또는 EGR 가스를 세정하기 위한 세정액(이하, 이들을 「내부 유동액」이라고 한다)이 흐른다. In addition, heavy-duty marine diesel engines contain heavy sulfur oxides (SOx) and particulate matter (PM) in the exhaust gas because they use heavy oil as fuel. Therefore, a wet scrubber (scrubber) for scrubbing EGR gas with a scrubbing liquid is also required (see Patent Document 1). Here, when the SOx and PM contained in the EGR gas are small, the scrubber may be integrally formed with the EGR gas cooler (see Patent Document 2). According to this, in the EGR gas cooler, a cleaning liquid (hereinafter referred to as " internal fluid ") for cleaning the condensed water or EGR gas generated by the cooling of the EGR gas flows.
여기에서, EGR 가스 쿨러가 핀 튜브(fin tube)식인 경우, EGR 가스 쿨러 내에서 내부 유동액의 흐름에 편향이 생기는 것이 판명되었다. 내부 유동액의 흐름에 편향이 발생하면 EGR 가스 쿨러 출구에서 내부 유동액의 온도가 높아지는 것에 의해, 이 내부 유동액과 접촉하는 EGR 가스의 온도도 상승하여, EGR 가스가 충분히 냉각되지 않을 우려가 있다. It has been found that when the EGR gas cooler is of the fin tube type, there is a bias in the flow of the internal fluid in the EGR gas cooler. When a deflection occurs in the flow of the internal fluid, the temperature of the internal fluid at the outlet of the EGR gas cooler increases, and the temperature of the EGR gas in contact with the internal fluid also rises, possibly preventing the EGR gas from cooling sufficiently .
본 발명은 이상과 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 핀 튜브식의 EGR 가스 쿨러에서 내부 유동액의 흐름의 편향를 억제하는 것을 목적으로 하고 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to suppress the deflection of the flow of the internal fluid in the fin tube type EGR gas cooler.
본 발명의 일 실시예에 따른 EGR 가스 쿨러는, 마주하는 한 쌍의 단면과 마주하는 한 쌍의 측면을 구비하고, 상기 한 쌍의 단면 및 상기 한 쌍의 측면에 의해 EGR 가스가 연직(鉛直) 방향 하방을 향해 흐르는 유로를 구획하는 케이스와, 상기 유로 내에 위치하고 상기 한 쌍의 단면에 평행하게 늘어선 복수의 핀으로 구성된 핀 그룹과, 상기 핀 그룹의 핀을 관통하고 내부에 냉매가 흐르는 튜브와, 상기 측면을 따라 배치되어 수평 방향으로 연장되는 장벽을 구비한다. An EGR gas cooler according to an embodiment of the present invention includes a pair of side surfaces opposed to a pair of end surfaces facing each other, and the EGR gas is supplied vertically by the pair of end surfaces and the pair of side surfaces. A pin group formed in the flow path and composed of a plurality of fins arranged in parallel to the pair of end faces; a tube through which the fins of the pin group pass and in which the coolant flows; And a barrier disposed along the side surface and extending in the horizontal direction.
핀 튜브식의 EGR 가스 쿨러를 흐르는 내부 유동액은 핀 사이를 통과할 때 표면 장력이 작용하여 천천히 떨어진다. 또한, 튜브에 접촉할 때마다 흐름 방향이 변화한다. 따라서, 내부 유동액은 핀 튜브가 없는 측면에 집중되고, 그대로 측면을 따라 연직 방향 하방을 향해 적극적으로 흐른다. 그 결과, 내부 유동액의 흐름에 편향이 생긴다. The internal fluid flowing through the fin-tube EGR gas cooler drops slowly due to surface tension when passing between the pins. Further, the flow direction changes every time the tube is brought into contact with the tube. Therefore, the internal fluid is concentrated on the side where the fin tube is not present, and flows positively toward the downward direction in the vertical direction. As a result, there is a bias in the flow of the internal fluid.
이에 대해서, 상기의 EGR 가스 쿨러는 측면을 따라 흐르는 내부 유동액을 장벽에 의해 막을 수 있기 때문에, 내부 유동액이 측면을 따라 흐르는 것을 억제할 수 있고, 나아가서는 내부 유동액의 흐름의 편향을 억제할 수 있다. On the other hand, since the EGR gas cooler can block the inner fluid flowing along the side by the barrier, it is possible to suppress the inner fluid from flowing along the side surface, thereby suppressing the deflection of the flow of the inner fluid can do.
상기 EGR 가스 쿨러에서, 상기 장벽은 적어도 상기 핀 그룹의 연직 방향 상단과 연직 방향 하단의 사이에 배치되어 있어도 좋다. In the EGR gas cooler, the barrier may be disposed at least between an upper end in the vertical direction and a lower end in the vertical direction of the pin group.
이러한 구성에 의하면, 핀에 안내되어 측면에 도달한 내부 유동액의 흐름 방향을 장벽에 의해 다시 변화시키고, 내부 유동액을 유로의 중앙 지점으로 되돌릴 수 있다. 따라서, 내부 유동액의 흐름의 편향을 효과적으로 억제할 수 있다. According to this configuration, the flow direction of the internal fluid that has been guided by the fins and reaches the side surface can be changed again by the barrier, and the internal fluid can be returned to the central point of the flow path. Therefore, the deflection of the flow of the internal fluid can be effectively suppressed.
상기 EGR 가스 쿨러에서, 상기 핀 그룹은, 서로 동일한 연직 방향 위치에 배치된 복수의 핀으로 구성된 제1단 핀 그룹과, 서로 동일한 연직 방향 위치에 배치된 복수의 핀으로 구성되어 상기 제1단 핀 그룹에 대해 연직 방향으로 이격된 제2단 핀 그룹을 포함하고, 상기 장벽은 상기 제1단 핀 그룹과 상기 제2단 핀 그룹 사이에 배치되어 있어도 좋다. In the EGR gas cooler, the pin group includes a first short pin group composed of a plurality of pins arranged at the same vertical position, and a plurality of pins arranged at the same vertical position, Group, and the barrier may be disposed between the first-stage pin group and the second-stage pin group.
이러한 구성에 의하면, 핀을 복잡한 형상으로 가공하지 않고 핀 그룹의 연직 방향 상단과 연직 방향 하단 사이에 장벽을 배치할 수 있다. According to this configuration, it is possible to arrange the barrier between the upper end in the vertical direction and the lower end in the vertical direction of the pin group without processing the pin into a complicated shape.
상기 EGR 가스 쿨러에서, 상기 장벽은 상기 핀 그룹의 연직 방향 상단보다 연직 방향 상방에 위치하고 있다. In the EGR gas cooler, the barrier is located vertically above the vertically upper end of the pin group.
이러한 구성에 의하면, 내부 유동액의 측면을 따르는 흐름을 핀 그룹의 상류에서 억제할 수 있다. 따라서, 내부 유동액의 흐름의 편향을 효과적으로 억제할 수 있다. With this configuration, the flow along the side surface of the internal fluid can be suppressed upstream of the pin group. Therefore, the deflection of the flow of the internal fluid can be effectively suppressed.
상기 EGR 가스 쿨러에서, 상기 장벽은 상기 측면에서 상기 유로의 중앙을 향해 연직 방향 하방으로 경사지는 경사면을 구비하여도 좋다. In the EGR gas cooler, the barrier may include an inclined surface inclined downward in the vertical direction toward the center of the flow path from the side surface.
이러한 구성에 의하면, 경사면이 측면을 따라 흐르는 내부 유동액을 유로의 중앙으로 안내할 수있다. 따라서, 내부 유동액의 흐름의 방향을 크게 바꿀 수 있고, 내부 유동액의 흐름의 편향을 억제할 수 있다. According to this configuration, the inner fluid flowing along the side surface of the inclined surface can be guided to the center of the flow path. Therefore, the direction of the flow of the internal fluid can be largely changed, and the deflection of the flow of the internal fluid can be suppressed.
상기 EGR 가스 쿨러에서, 상기 한 쌍의 측면의 대향 방향에서, 상기 측면을 따라 배치된 상기 장벽의 유로 중앙 측 단부의 위치는 해당 측면에 근접하는 튜브의 중심축의 위치와 동일하거나, 해당 중심축의 위치보다 유로 중앙에 가까워도 좋다. In the EGR gas cooler, the position of the center side end portion of the barrier disposed along the side surface in the opposite direction of the pair of side surfaces is the same as the position of the center axis of the tube close to the side surface, It may be closer to the center of the flow path.
이러한 구성에 의하면, 장벽에 의해 안내된 내부 유동액은 측면에 근접하는 튜브를 넘어 유로의 중앙을 향하게 된다. 따라서 내부 유동액의 흐름의 편향을 더욱 억제할 수 있다. With this arrangement, the inner fluid guided by the barrier is directed to the center of the flow path beyond the tube near the side. Therefore, the deflection of the flow of the internal fluid can be further suppressed.
상기 EGR 가스 쿨러에서, 상기 핀 그룹보다 연직 방향 상방에 위치하여 연직 방향 하방을 향해 세정액을 분사하는 세정 노즐을 더 포함하여도 좋다. The EGR gas cooler may further include a cleaning nozzle located above the pin group in the vertical direction and injecting the cleaning liquid downward in the vertical direction.
이에 따라서, EGR 가스 쿨러가 세정액을 분사하는 세정 노즐을 구비하는 경우에도 상기와 같은 장벽을 구비함으로써 세정액(내부 유동액)이 측면을 따라 흐르는 것을 억제할 수 있다. Accordingly, even when the EGR gas cooler is provided with the cleaning nozzle for jetting the cleaning liquid, it is possible to prevent the cleaning liquid (the inner fluid) from flowing along the side surface by providing such a barrier.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 시스템은 상기 EGR 가스 쿨러를 구비한다. The engine system according to an embodiment of the present invention includes the EGR gas cooler.
본 발명의 다른 실시예에 따른 엔진 시스템은 상기 EGR 가스 쿨러 및 해당 EGR 가스 쿨러보다 상류에 위치하고 세정액을 이용하여 상기 EGR 가스를 세정하는 스크러버를 구비하고 있다. An engine system according to another embodiment of the present invention includes a scrubber positioned upstream of the EGR gas cooler and the corresponding EGR gas cooler and cleaning the EGR gas using a cleaning liquid.
따라서, 엔진 시스템이 EGR 가스 쿨러의 상류에 위치한 스크러버를 구비한 경우에도 상기와 같은 장벽을 구비함으로써 EGR 가스를 냉각하여 생기는 응축수(내부 유동액)가 측면을 따라 흐르는 것을 억제할 수 있다. Therefore, even when the engine system is provided with a scrubber positioned upstream of the EGR gas cooler, it is possible to prevent the condensed water (the internal fluid) generated by cooling the EGR gas from flowing along the side surface by providing such a barrier.
상기 EGR 가스 쿨러에 따르면 내부 유동액의 편향을 억제할 수 있다. According to the EGR gas cooler, the deflection of the internal fluid can be suppressed.
도 1은 제1 실시예에 따른 엔진 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 EGR 가스 쿨러의 단면도이다.
도 3은 도 2의 III-III 선에서 본 단면도이다.
도 4는 비교예에서 세정액의 흐름을 도시한 도면이다.
도 5는 제1 실시예에서 세정액의 흐름을 도시한 도면이다.
도 6은 제1 실시예의 변형예를 도시한 도면이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 엔진 시스템의 개략적인 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system according to the first embodiment.
2 is a sectional view of the EGR gas cooler shown in Fig.
3 is a sectional view taken along the line III-III in Fig.
4 is a view showing the flow of the cleaning liquid in the comparative example.
5 is a view showing the flow of the cleaning liquid in the first embodiment.
6 is a view showing a modification of the first embodiment.
7 is a schematic configuration diagram of an engine system according to the second embodiment.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 이하에서는 모든 도면을 통해 동일 또는 대응하는 요소에는 동일한 부호를 부여하고 중복 설명은 생략한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals throughout the drawings, and redundant description will be omitted.
(제1 실시예)(Embodiment 1)
<엔진 시스템><Engine system>
먼저, 제1 실시예에 따른 엔진 시스템(100)의 개략적인 구성에 대해 설명한다. 도 1은 제1 실시예에 따른 엔진 시스템(100)의 개략적인 구성도이다. 도 1에서 굵은 점선은 배기 가스 및 EGR 가스의 흐름을 나타내고 있고, 굵은 실선은 신기(新氣) 및 소기 가스의 흐름을 나타내고 있다. First, a schematic configuration of the
본 실시예에 따른 엔진 시스템(100)은 선박용 엔진 시스템이고, 2 스트로크 디젤 엔진인 엔진 본체(10)와, 엔진 본체(10)에 소기 가스를 공급하는 소기 유로(20)와, 엔진 본체(10)로부터 배출된 배기 가스를 외부로 방출하는 배기 유로(30)와, 배기 가스의 에너지에 의해 구동하여 신기를 승압하는 과급기(40)와, 배기 유로(30)에서 배기 가스를 추출하여 소기 유로(20)에 공급하는 EGR 유닛(50)을 구비한다. The
소기 유로(20)에는 신기를 냉각하는 에어 쿨러(21)가 설치되어 있다. 에어 쿨러(21)에서 냉각된 신기는 합류점(22)에서 EGR 유닛(50)으로부터 공급된 EGR 가스와 합류한다. 신기와 EGR 가스가 합류함으로써 소기 가스가 생성되고, 생성된 소기 가스는 워터 미스트 캐처(water mist catcher)(23)를 통해 엔진 본체(10)에 공급된다. 여기서, 워터 미스트 캐처(23)에서는 신기를 에어 쿨러(21)에서 냉각할 때 발생하는 응축수 등이 포집된다. The
EGR 유닛(50)은 소기 유로(20)와 배기 유로(30)를 연결하는 EGR 유로(51)와, EGR 유로(51)에 설치되어 EGR 가스를 냉각하는 EGR 가스 쿨러(53)와, EGR 유로(51)에 설치되어 EGR 가스 쿨러(53)에서 배출되는 응축수 및 세정수를 포집하는 EGR 워터 미스트 캐처(54)와, EGR 유로(51)에 설치되어 배기 가스를 승압하는 동시에 EGR 가스의 유량을 조절하는 EGR 송풍기(55)를 구비한다. The EGR
<EGR 가스 쿨러><EGR gas cooler>
다음으로, EGR 가스 쿨러(53)의 세부 구성에 대해 설명한다. 도 2는 EGR 가스 쿨러(53)의 단면도이고, 도 3은 도 2의 III-III 선에서 본 단면도이다. 도 2에서, 지면(紙面) 상방이 연직 방향 상방이고, 지면 하방이 연직 방향 하방이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 EGR 가스 쿨러(53)는 소위 핀 튜브식의 쿨러이고, 케이스(61)와, 핀 그룹(62)과, 튜브(63)와, 장벽(64)과, 세정 노즐(65)을 구비하고 있다. Next, the detailed configuration of the
케이스(61)는 도 3에 도시된 바와 같이, 수평 단면에서 볼 때 직사각형인 테두리 부재(70)와, 테두리 부재(70)의 내부 공간을 분할하는 제1 칸막이 부재(71)와, 마찬가지로 테두리 부재(70)의 내부 공간을 분할하는 제2 칸막이 부재(72)를 구비한다. 또한, 케이스(61)는 마주하는 한 쌍의 단면(73)과, 마주하는 한 쌍의 측면(74)을 구비한다. 단면(73)의 한 쪽은 제1 칸막이 부재(71)의 내면이고, 다른 쪽은 제2 칸막이 부재(72)의 내면이다. 또한, 측면(74)은 테두리 부재(70)의 내면 중 제1 칸막이 부재(71)와 제2 칸막이 부재(72) 사이에 위치하는 부분이다. 3, the
이러한 한 쌍의 단면(73)과 한 쌍의 측면(74)에 의해 수평 단면에서 볼 때 직사각형의 유로(75)가 구획되어 있다. EGR 가스는 이 유로(75)를 연직 방향의 하방(도 2의 지면 하방)을 향해 흐른다. 또한, 제1 칸막이 부재(71)의 외면과 테두리 부재(70)의 내면에 의해 냉매 공급 챔버(76)가 구획되어 있고, 제2 칸막이 부재(72)의 외면과 테두리 부재(70)의 내면에 의해 냉매 배출 챔버(77)가 구획되어 있다. The
핀 그룹(62)은 유로(75)에 위치하고 있고, 단면(73)에 평행하게 늘어선 복수의 핀(80)에 의해 구성되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 핀 그룹(62)은 연직 방향의 상방 측에서 순서대로 제1단 핀 그룹(81)과, 제2단 핀 그룹(82)과, 제3단 핀 그룹(83)을 가지고 있다. 제1단 핀 그룹(81)과, 제2단 핀 그룹(82)은 연직 방향으로 이격되어 있고, 제2단 핀 그룹(82)과 제3단 핀 그룹(83)은 연직 방향으로 이격되어 있다. The
제1단 핀 그룹(81)은 서로 동일한 연직 방향 위치에 배치된 복수의 핀(80)으로 구성되어 있다. 마찬가지로, 제2단 핀 그룹(82)은 서로 동일한 연직 방향 위치에 배치된 복수의 핀(80)으로 구성되어 있고, 제3단 핀 그룹(83)은 서로 동일한 연직 방향 위치에 배치된 복수의 핀(80)으로 구성되어 있다. The first
튜브(63)는 도 3에 도시된 바와 같이, 핀 그룹(62)을 구성하는 복수의 핀(80)을 관통하고, 한쪽의 단면(73)에서 다른 쪽의 단면(73)까지 연장되어 있다. 튜브(63)는 한쪽의 단부가 냉매 공급 챔버(76)에 개구되어 있고, 다른쪽 단부가 냉매 배출 챔버(77)에 개구되어 있다. 냉매 공급 챔버(76) 및 냉매 배출 챔버(77)에는 EGR 가스를 냉각하기 위한 냉매가 채워져 있다. 그리고, 냉매 공급 챔버(76)의 압력은 냉매 배출 챔버(77)의 압력보다 높다. 따라서, 냉매는 냉매 공급 챔버(76)로부터 튜브(63)의 내부를 통과하여 냉매 배출 챔버(77) 쪽으로 흐른다. The
장벽(64)은 한 쪽의 단면(73)에서 다른 쪽의 단면(73)까지 수평 방향으로 연장되고, 양쪽의 측면(74)을 따라 배치되어 있다. 또한, 장벽(64)은 핀 그룹(62)의 연직 방향 상단보다도 상방과, 핀 그룹(62)의 연직 방향 하단보다도 하방에 위치하고 있다. 나아가, 장벽(64)은 핀 그룹(62)의 연직 방향 상단과 연직 방향 하단의 사이에도 위치하고 있다. 구체적으로는, 장벽(64)은 제1단 핀 그룹(81)과 제2단 핀 그룹(82)의 사이에 배치되고, 제2단 핀 그룹(82)과 제3단 핀 그룹(83) 사이에 배치되어 있다. The
본 실시예에서 장벽(64)은 단면이 사각형인 막대 모양의 부재이고, 측면(74)에 고정되어 있다. 그러나, 장벽(64)은 후술하는 변형예에서 설명하는 바와 같이 단면이 사각형 이외의 형상을 가지고 있어도 좋다. 또한, 장벽(64)은 직선형으로 형성되어 있어도 좋고, 파(波)형 등의 직선 형상 이외의 형상으로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 장벽(64)은 복수 개소에서 분단되어 있어도 좋다. 또한, 장벽(64)은 측면(74)에 고정되는 것이 아니라, 핀 그룹(62)에 고정되어 있어도 좋다. In this embodiment, the
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 양 측면(74)의 대향 방향(도 2의 지면의 좌우 방향)에서, 장벽(64)의 유로 중앙 측 단부의 위치는 그 장벽(64)이 고정된 측면(74)에 가장 근접하는 튜브(63)의 중심 축의 위치와 동일하다. 다만, 장벽(64)의 유로 중앙 측 단부는 그 장벽(64)이 고정된 측면(74)에 가장 근접하는 튜브(63)의 중심축보다 유로 중앙에 가까운 위치에 있어도 좋다. 2, the position of the flow path center side end portion of the
세정 노즐(65)은 핀 그룹(62)보다 연직 방향 상방에 위치하고, 연직 방향 하방을 향해 세정액(101)을 분사한다. 세정 노즐(65)은 한쪽 측면(74)에서 다른 쪽 측면(74)까지 연장되는 세정 파이프(66)에 설치되어 있다. 세정액(101)은 도면 바깥의 세정 탱크로부터 세정 파이프(66)로 공급되고, 세정 파이프(66)로부터 세정 노즐(65)을 통해 분사된다. 세정 파이프(66)는 양쪽의 단면(73) 사이에 복수로 배치되어 있다. The cleaning
<세정액의 흐름><Flow of Cleaning Solution>
다음으로, EGR 가스 쿨러(53) 내에서 세정액(101)의 흐름을 설명한다. 먼저, 비교예의 EGR 가스 쿨러(53) 내에서 세정액(101)의 흐름을 설명한다. 도 4는 비교예에서 세정액(101)의 흐름을 나타낸 도면이다. 비교예의 EGR 가스 쿨러(53는 장벽(64)을 구비하지 않는다. 또한, 비교예의 EGR 가스 쿨러(53)는 핀 그룹(62)이 연직 방향으로 분할되어 있지 않다. 즉, 비교예의 핀 그룹(62)은 제1단 핀 그룹(81), 제2단 핀 그룹(82) 및 제3단 핀 그룹(83)을 구비하지 않는다. 다만, 이상의 점 이외 내용에서는 비교예의 EGR 가스 쿨러(53)는 본 실시예의 EGR 가스 쿨러(53)와 동일한 구성을 가지고 있다. Next, the flow of the cleaning liquid 101 in the EGR gas cooler 53 will be described. First, the flow of the cleaning liquid 101 in the EGR gas cooler 53 of the comparative example will be described. 4 is a view showing the flow of the cleaning liquid 101 in the comparative example. The EGR gas cooler 53 of the comparative example does not have the
상술한 바와 같이, EGR 가스 쿨러(53)에 설치된 세정 노즐(65)은 연직 방향 하방을 향해 세정액(101)을 분사한다. 분사된 세정액(101)는 튜브(63)에 접촉함으로써 튜브(63)에 수직인 면 내에서의 흐름 방향이 변화한다. 여기서, 만일 EGR 가스 쿨러(53)가 핀(80)을 구비하지 않으면, 튜브(63)에 접촉한 세정액(101)은 튜브(63)의 외주면을 따라 흐른 후 중력에 의해 연직 방향 하방을 향해 낙하한다. As described above, the cleaning
그러나, 핀(80)을 가지는 EGR 가스 쿨러(53)의 경우 핀(80) 사이를 통과하는 세정액(101)은 표면 장력이 작용하여, 핀(80) 사이를 튜브(63)에 의해 흐름 방향이 변화하면서 천천히 흐른다. 한편, 측면(74)에 이끌려서 측면(74)을 따라 흐르는 세정액(101)은 대부분 핀(80)과 접촉하지 않고, 또한 튜브(63)와도 접촉하지 않기 때문에, 연직 방향 하방을 향해 흐르는 속도가 크다. 따라서, 측면(74) 부근의 세정액(101)이 측면 쪽으로 끌려가기 쉽게 되고, 측면(74)에 세정액(101)이 한층 모이기 쉬워진다. 그 결과, 도 4에 도시된 바와 같이, 측면(74)을 따라 대량의 세정액(101)이 흘러 세정액(101)의 흐름에 편향이 생긴다. However, in the case of the EGR gas cooler 53 having the
이어서, 본 실시예의 EGR 가스 쿨러(53) 내에서 세정액(101)의 흐름을 설명한다. 도 5는 본 실시예의 EGR 가스 쿨러(53) 내에서 세정액(101)의 흐름을 나타낸 도면이다. 본 실시예의 EGR 가스 쿨러(53)에서도 세정 노즐(65)에서 연직 방향 하방으로 향해 분사된 세정액(101)은 튜브(63)에 접촉하여 흐름 방향이 변화하고, 유체 저항이 작은 측면(74)에 모이기 쉽다. Next, the flow of the cleaning liquid 101 in the EGR gas cooler 53 of this embodiment will be described. 5 is a view showing the flow of the cleaning liquid 101 in the EGR gas cooler 53 of the present embodiment. In the EGR gas cooler 53 of the present embodiment as well, the cleaning liquid 101 injected toward the downward direction in the vertical direction from the cleaning
그러나, 본 실시예에 따른 EGR 가스 쿨러(53)는 측면(74)을 따라 설치된 장벽(64)을 구비하고 있다. 따라서, 측면(74)을 따라 연직 방향 하방을 향해 흐르는 세정액(101)은 장벽(64)에 의해 막히게 된다. 이에 따라서, 본 실시예에서는 세정액(101)이 측면(74)을 따라 흐르는 것을 억제할 수 있어, 세정액(101)의 흐름의 편향을 억제할 수 있다. 그 결과, EGR 가스 쿨러(53)의 출구 부근에서 EGR 가스가 세정액(101)에 의해 데워진 것이 억제되고, 나아가서는 EGR 가스를 충분히 냉각할 수 있다. However, the EGR gas cooler 53 according to the present embodiment has a
또한, 상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 양 측면(74)의 대향 방향에서 장벽(64)의 유로 중앙 측 단부의 위치는 그 장벽(64)이 고정된 측면(74)에 가장 근접하는 튜브(63)의 중심축의 위치와 동일하다. 따라서, 장벽(64)에 의해 막힌 세정액(101)은 측면(74)에 가장 근접하는 튜브(63)를 넘어 유로(75)의 중앙으로 안내된다. 그 결과, 세정액(101)의 흐름의 편향을 더욱 억제할 수 있다. As described above, in the present embodiment, the position of the flow path center side end portion of the
또한, 복수 개소에 설치된 장벽(64) 중, 핀 그룹(62)보다 연직 방향 상방에 위치하는 장벽(64)은 세정 노즐(65)에서 측면(74)에 직접 분사된 세정액(101)을 핀 그룹(62)에 이르기 전에 막을 수 있다. 나아가, 핀 그룹(62)보다 연직 방향 하방에 위치하는 장벽(64)은 연직 방향 하방을 향하는 세정액(101)의 흐름의 속도를 억제할 수 있다. 이에 따르면, 측면(74) 부근의 세정액(101)이 측면(74) 쪽으로 끌려 가는 것을 억제할 수 있다. The
여기서, 각각의 장벽(64)을 설치하기 위해, 핀(80)의 소정 개소에 노치를 형성하고, 그 노치에 장벽(64)을 삽입하는 등으로 하여도 좋다. 다만, 본 실시예와 같이, 핀 그룹(62)을 연직 방향으로 분리하고, 분리된 핀 그룹(제1단 핀 그룹(81), 제2단 핀 그룹(82), 제3단 핀 그룹(83))의 연직 방향 상하에 장벽(64)을 설치하면 핀(80)을 복잡한 형상으로 가공할 필요가 없다. Here, in order to provide each of the
또한, 이상에서는 장벽(64)의 단면 형상이 사각형인 경우에 대해 설명했지만, 장벽(64)의 단면 형상은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 장벽(64)의 단면 형상이 삼각형 모양이고, 측면(74)에서 유로(75)의 중앙을 향해 연직 방향 하방으로 경사진 경사면(67)를 가지고 있어도 좋다. 이러한 구성에 의하면, 측면(74)을 따라 흐르는 세정액(101)의 흐름 방향을 경사면(67)에 의해 유로(75)의 중앙을 향하는 방향으로 변경할 수 있다. 따라서, 세정액(101)의 흐름의 편향을 더욱 억제할 수 있다. In the above, the case where the cross-sectional shape of the
여기서, 상기 경사면(67)는 단면에서 볼 때 곡선 형상을 가지고 있어도 좋다. 이 경우에도, 세정액(101)의 흐름 방향을 유로(75)의 중앙을 향하는 방향으로 변경할 수 있다. 나아가, 장벽(64)은 판상으로 형성되고, 측면(74)에서 유로(75)의 중앙을 향해 연직 방향 하방으로 경사지게 설치되어 있어도 좋다. 이 경우에도 장벽(64)은 측면(74)에서 유로(75)의 중앙을 향해 연직 방향 하방으로 경사지는 경사면(67)를 가지게 된다. Here, the
또한, 이상에서는, 튜브(63)가 직선이며, 한쪽 단면(73)에서 다른 쪽 단면(73)까지 연장되는 경우에 대해 설명하였지만, 튜브(63)의 형상은 이에 한정한다. 예를 들어, 튜브(63)는 S자를 연결한 것 같은 형상이고 유로(75)에서 복수 회 되돌아 꺾이도록 형성된 하나의 튜브(63)가 핀 그룹(62)의 복수 개소를 관통하고 있어도 좋다. In the above description, the case where the
(제2 실시예)(Second Embodiment)
다음으로, 제2 실시예에 따른 엔진 시스템(200)에 대해 설명한다. 도 7은 제2 실시예에 따른 엔진 시스템(200)의 개략적인 구성도이다. 도 7과 같이, 본 실시예에 따른 엔진 시스템(200)에서는 EGR 가스 쿨러(53)의 상류에 스크러버(52)가 구비되어 있다. 스크러버(52)에서는, 세정액(101)를 이용하여 EGR 가스가 세정된다. 즉, 본 실시예의 EGR 가스 쿨러(53)에는 세정이 끝난 EGR 가스가 공급된다. Next, the
또한, 본 실시예에서는 EGR 가스 쿨러(53)는 세정액(101)을 분사하는 세정 노즐(65)을 구비하지 않고, EGR 가스의 세정은 하지 않는다. 다만, 이들 이외의 점에 대해서는, 본 실시예의 EGR 가스 쿨러(53)와 제1 실시예의 EGR 가스 쿨러(53)는 동일한 구성을 가지고 있다. 이와 같이, 본 실시예에서는 스크러버(52)의 세정에 의해 수분을 많이 함유한 EGR 가스가 EGR 가스 쿨러(53)로 냉각되기 때문에 EGR 가스 쿨러(53) 내에는 다량의 응축수가 발생한다. In the present embodiment, the
이러한 응축수는 제1 실시예의 세정액(101)과 마찬가지로 EGR 가스 쿨러(53) 내를 흐른다. 그리고,본 실시예의 EGR 가스 쿨러(53)도 상술한 장벽(64)을 구비하고 있기 때문에, 측면(74)을 따라 흐르는 응축수가 장벽(64)에 의해 막히고, 응축수의 흐름에 편향이 생기는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, EGR 가스 쿨러(53)의 출구 부근에서 EGR 가스가 응축수에 의해 데워지는 것이 억제되고, EGR 가스를 충분히 냉각할 수 있다. The condensed water flows in the EGR gas cooler 53 like the cleaning
52: 스크러버
53: EGR 가스 쿨러
61: 케이스
62: 핀 그룹
63: 튜브
64: 장벽
65: 세정 노즐
66: 세정 파이프
67: 경사면
73: 단면
74: 측면
75: 유로
80: 핀
81: 제1단 핀 그룹
82: 제2단 핀 그룹
83: 제3단 핀 그룹
100, 200: 엔진 시스템
101: 세정액(내부 유동액)52: scrubber 53: EGR gas cooler
61: Case 62: Pin group
63: tube 64: barrier
65: Cleaning nozzle 66: Cleaning pipe
67: slope 73: section
74: side 75:
80: pin 81: first stage pin group
82: second stage pin group 83: third stage pin group
100, 200: engine system 101: cleaning liquid (internal fluid)
Claims (9)
상기 유로 내에 위치하고 상기 한 쌍의 단면에 평행하게 늘어선 복수의 핀으로 구성된 핀 그룹과,
상기 핀 그룹의 핀을 관통하고 내부에 냉매가 흐르는 튜브와,
상기 측면을 따라 배치되어 수평 방향으로 연장되는 장벽을 구비한 것을 특징으로 하는 EGR 가스 쿨러.
A case having a pair of opposed side faces and a pair of side faces and a pair of side faces to define a flow path in which the EGR gas flows downward in the vertical direction,
A pin group formed of a plurality of pins located in the flow path and arranged parallel to the pair of end faces,
A tube through which the pin of the pin group passes and through which the refrigerant flows,
And a barrier disposed along the side surface and extending in the horizontal direction.
상기 장벽은, 상기 핀 그룹의 연직 방향 상단, 또는 상기 핀 그룹의 연직 방향 하단, 또는 상기 핀 그룹의 연직 방향 상단과 연직 방향 하단 사이 중 어느 하나 이상에 배치되는 것을 특징으로 하는 EGR 가스 쿨러.
The method according to claim 1,
Wherein the barrier is disposed in at least one of a vertically upper end of the pin group, a lower vertical direction of the pin group, or a vertically upper end and a vertically lower end of the pin group.
상기 핀 그룹은, 서로 동일한 연직 방향 위치에 배치된 복수의 핀으로 구성된 제1단 핀 그룹과, 서로 동일한 연직 방향 위치에 배치된 복수의 핀으로 구성되어 상기 제1단 핀 그룹에 연직 방향으로 이격되는 제2단 핀 그룹을 포함하고,
상기 장벽은 상기 제1단 핀 그룹과 상기 제2단 핀 그룹 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 EGR 가스 쿨러.
3. The method of claim 2,
Wherein the pin group includes a first short pin group composed of a plurality of pins arranged in the same vertical direction position and a plurality of pins arranged in the same vertical direction position to each other, Gt; pin group < / RTI >
And said barrier is disposed between said first stage pin group and said second stage pin group.
상기 장벽은 상기 핀 그룹의 연직 방향 상단보다 연직 방향 상방에 위치하는 것을 특징으로 하는 EGR 가스 쿨러.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the barrier is positioned above the vertically upper end of the pin group in the vertical direction.
상기 장벽은 상기 측면으로부터 상기 유로의 중앙을 향해 연직 방향 하방으로 경사지는 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 EGR 가스 쿨러.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the barrier has an inclined surface inclined downward in the vertical direction from the side surface toward the center of the flow path.
상기 한 쌍의 측면의 대향 방향에서, 상기 측면을 따라 배치된 상기 장벽의 유로 중앙 측 단부의 위치는 상기 측면에 근접하는 튜브의 중심축의 위치와 동일하거나 상기 중심축의 위치보다 유로 중앙에 가까운 것을 특징으로 하는 EGR 가스 쿨러.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The position of the center side end of the barrier disposed along the side face in the opposite direction of the pair of side faces is the same as the position of the center axis of the tube close to the side face or closer to the center of the channel than the position of the center axis EGR gas cooler.
상기 핀 그룹보다 연직 방향 상방에 위치하여, 연직 방향 하방을 향해 세정액을 분사하는 세정 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 EGR 가스 쿨러.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Further comprising a cleaning nozzle located above the pin group in the vertical direction and spraying the cleaning liquid downward in the vertical direction.
An engine system comprising an EGR gas cooler according to claim 7.
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