KR20190047856A

KR20190047856A - 배기열 회수장치

Info

Publication number: KR20190047856A
Application number: KR1020170142178A
Authority: KR
Inventors: 한유리; 김홍재; 이주혁
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2019-05-09
Also published as: CN109723527A; US11060436B2; KR102406140B1; CN109723527B; US20190128169A1

Abstract

배기열 회수장치가 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 배기열 회수장치는 엔진과 연결되는 배기라인과, 배기라인에 설치되는 웜업 촉매 컨버터를 포함하는 차량의 배기 시스템에서, 엔진에 근접하며 웜업 촉매 컨버터의 전방 측에 설치되는 것으로, 배기라인을 통해 배출되는 배기가스와 냉각계통으로부터 엔진으로 순환되는 냉각수의 열 교환이 이루어지는 이중관 타입의 벨로우즈 유닛을 포함할 수 있다.

Description

배기열 회수장치 {EXHAUST HEAT RECOVERY APPARATUS}

본 발명의 예시적인 실시 예는 차량용 배기 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉 시동 초기에 배기가스와 냉각수의 열 교환을 통해 냉각수의 웜업 시간을 단축할 수 있는 배기열 회수장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 배기 시스템은 엔진에서 발생하는 배기가스를 배기 파이를 통해 차체 후방 측으로 배출하기 위한 것이다. 차량의 배기 시스템은 배기가스의 배출 경로를 따라 배기 파이프에 설치되는 벨로우즈, 웜업 촉매 컨버터 및 소음기 등을 포함하고 있다.

여기서, 벨로우즈는 엔진으로부터 전달되는 배기 진동을 흡수한다. 웜업 촉매 컨버터는 엔진 시동 초기에 배기가스에 포함된 NOx 등의 유해한 성분을 제거한다. 그리고 소음기(센터 머플러)는 배기가스의 배기 저항을 높여 배기 소음을 줄인다.

더 나아가, 차량의 배기 시스템은 냉 시동 초기에 연소과정에서 발생하는 높은 온도의 배기가스와 저온의 냉각수 사이의 열 교환을 통하여 냉각수의 온도를 높임으로써 배기열을 회수하는 배기열 회수장치를 구비하고 있다. 배기열 회수장치는 냉 시동 시 냉각수의 웜업 시간을 단축함으로써 배출가스의 저감과 연비향상에 기여할 수 있다.

배기열 회수장치는 통상 냉 시동 초기에는 배기 플랩으로 배기가스 메인유로를 차단하고, 배기가스를 냉각수가 흐르는 열 교환부로 바이패스시키며, 배기가스와 냉각수의 열 교환이 이루어진다.

그리고, 배기열 회수장치는 냉각수가 충분한 영역까지 웜업이 되면, 배기 플랩으로 배기가스 메인유로를 개방하여 배기가스를 냉각수와의 열 교환 없이 배기가스 메인유로를 통해 외부로 배출한다.

이와 같은 배기열 회수장치는 종래 기술에서 배기 시스템의 웜업 촉매 컨버와 소음기 사이에 장착된다. 따라서, 종래 기술에서는 엔진 냉각계통과 배기열 회수장치 간의 거리가 멀어짐으로 인해 냉각수 라인이 길어지게 되고, 이는 냉각수 라인과 주변 부품 간의 간섭 발생, 냉각수 라인의 설치 공간 부족 등 패키지 레이아웃 측면에서 불리하다.

또한, 종래 기술에서 배기열 회수장치는 엔진 냉각계통 측과 멀리 떨어진 위치에 장착되므로, 냉각수 라인의 길이 증대로 인해 원가 및 중량이 증가할 수 있고, 냉각수 라인을 통한 열 손실 및 배기가스와 냉각수의 열 교환 효율저하를 유발할 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시 예들은 엔진에 최대한 근접하게 위치하며, 열 교환 효율의 증대를 도모할 수 있도록 한 배기열 회수장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시 예들은 벨로우즈 구조를 적용하여 냉각수의 열 손실을 줄일 수 있고, 배기가스와 냉각수의 열 교환 효율 및 냉각수의 웜업 효율의 상승을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 배기가스의 배출에 따른 소음 및 진동을 효과적으로 흡수할 수 있도록 한 배기열 회수장치를 제공한다.

본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 배기열 회수장치는, 엔진과 연결되는 배기라인과, 상기 배기라인에 설치되는 웜업 촉매 컨버터를 포함하는 차량의 배기 시스템에서, 상기 엔진에 근접하며 상기 웜업 촉매 컨버터의 전방 측에 설치되는 것으로, 상기 배기라인을 통해 배출되는 배기가스와 냉각계통으로부터 엔진으로 순환되는 냉각수의 열 교환이 이루어지는 이중관 타입의 벨로우즈 유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치는, 상기 벨로우즈 유닛의 내측에서 상기 배기라인과 연결되는 인터록 튜브를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 벨로우즈 유닛은 상기 인터록 튜브의 외측을 둘러싸도록 설치되는 인너 벨로우즈와, 상기 인너 벨로우즈의 외측을 둘러싸도록 설치되는 아웃터 벨로우즈를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 벨로우즈 유닛은 상기 인터록 튜브와 상기 인너 벨로우즈 사이에 상기 인터록 튜브 내부의 배기가스 메인유로와 선택적으로 연결되는 배기가스 유동통로를 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 벨로우즈 유닛은 상기 인너 벨로우즈와 상기 아웃터 벨로우즈 사이에 냉각수를 유동시키는 냉각수 유동통로를 형성할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치는, ⅰ)양 단부 측에 다수 개의 바이패스 홀들을 형성하며, 배기라인과 연결되는 인터록 튜브와, ⅱ)상기 인터록 튜브의 외측을 둘러싸도록 설치되며, 상기 인터록 튜브와의 사이에 상기 바이패스 홀들과 선택적으로 연결되는 배기가스 유동통로를 형성하는 인너 벨로우즈와, ⅲ)상기 인너 벨로우즈의 외측을 둘러싸도록 설치되며, 상기 인너 벨로우즈와의 사이에 냉각수를 유동시키는 냉각수 유동통로를 형성하는 아웃터 벨로우즈와, ⅳ)상기 인터록 튜브의 배기가스 유입 단 측에 설치되며, 상기 바이패스 홀들을 통한 상기 배기가스 유동통로의 배기가스 흐름을 선택적으로 차단하는 밸브 조립체를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치는, 엔진과 연결되는 배기라인과, 상기 배기라인에 설치되는 웜업 촉매 컨버터를 포함하는 차량의 배기 시스템에서, 상기 엔진에 근접하며 상기 웜업 촉매 컨버터의 전방 측에서 상기 배기라인에 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치는, 상기 아웃터 벨로우즈의 외주 연을 감싸도록 설치되는 브레이드(braid)를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 인너 벨로우즈의 양단은 상기 아웃터 벨로우즈의 양 단부 측에 연결될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 인터록 튜브의 양 단부에는 상기 바이패스 홀들을 가진 다공관이 일체로 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 아웃터 벨로우즈의 양 단부에는 연장관이 일체로 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 연장관과 상기 다공관 사이에는 상기 배기가스 유동통로의 양단을 막는 마감 부시가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 연장관에는 상기 브레이드를 고정하는 플랜지가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치는, 상기 밸브 조립체와 연결되며, 상기 밸브 조립체에 회전 작동력을 인가하는 액추에이터를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 밸브 조립체는 상기 액추에이터와 연결되고, 상기 액추에이터에 의해 회전하며 상기 다공관의 내부에서 상기 인터록 튜브 내부의 배기가스 메인유로를 선택적으로 개폐하는 밸브 바디를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 밸브 조립체는 상기 배기가스 메인유로와 연결되는 다수 개의 연결 홀들을 가지며 상기 다공관의 내부에 이동 가능하게 설치되고, 상기 바이패스 홀들을 선택적으로 개폐하는 밸브 컵을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 밸브 조립체는 상기 다공관의 내주 면에 고정된 스프링 시트와 상기 밸브 컵 사이에 설치되며, 상기 밸브 컵을 상기 밸브 바디에 탄성력으로 밀착시키는 밸브 스프링을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 밸브 컵은 상기 다공관의 관로 단면적에 상응하는 면적을 지니며 상기 연결 홀들을 형성하는 제1 부분과, 상기 제1 부분과 일체로 연결되며, 상기 바이패스 홀들을 선택적으로 개폐하는 원통 형상의 제2 부분을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 냉각수 유동통로의 냉각수 유출 측 및 엔진 측과 연결되는 냉각수 유로 하우징과, 냉각수의 온도에 따라 수축 및 팽창 가능한 왁스를 수용하며, 상기 냉각수 유로 하우징의 내부에 설치되는 왁스 충진 하우징과, 상기 왁스 충진 하우징에 직선 왕복 이동 가능하게 설치되는 작동 로드와, 상기 왁스 충진 하우징과 상기 작동 로드 사이에 설치되는 로드 리턴 스프링과, 상기 밸브 바디에 고정되며, 상기 작동 로드에 의해 상기 밸브 바디와 함께 회전하는 회전 캠과, 상기 회전 캠과 상기 아웃터 벨로우즈 측에 연결되는 캠 리턴 스프링을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 작동 로드는 후크부재를 통해 상기 회전 캠과 연결되되, 상기 회전 캠에는 상기 후크부재와 후크 결합하는 후크 돌기가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 작동 로드는 상기 회전 캠과 접촉 가능하게 구비되되, 상기 회전 캠에는 상기 작동 로드와 접촉하는 레버 돌기가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 액추에이터는 엔진과 연결되는 실린더와, 상기 엔진의 부압에 의해 상기 실린더에 직선 왕복 이동 가능하게 설치되는 작동 로드와, 상기 실린더와 상기 작동 로드 사이에 설치되는 로드 리턴 스프링과, 상기 밸브 바디에 고정되며, 상기 작동 로드에 의해 상기 밸브 바디와 함께 회전하는 회전 캠과, 상기 회전 캠과 상기 밸브 바디에 연결되는 캠 리턴 스프링을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 밸브 조립체와 연결되는 구동 모터를 포함할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시 예는 기존 배기 시스템의 벨로우즈와 통합된 배기열 회수장치를 제공함에 따라 엔진과 배기열 회수장치 간의 거리를 축소할 수 있으므로, 배기가스와 냉각수의 열 교환 성능을 향상시킬 수 있고, 레이아웃 측면에서 유리하며, 제조원가 및 중량을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시 예는 기존 배기 시스템의 벨로우즈와 통합된 배기열 회수장치를 제공함에 따라, 배기가스의 유로를 극대화하여 배압 상승을 최소화 할 수 있고, 열 교환 표면적을 극대화하여 냉각수의 열 손실을 줄일 수 있으며, 배기가스와 냉각수의 열 교환 효율 및 냉각수의 웜업 효율의 상승을 도모할 수 있고, 배기가스의 배출에 따른 소음 및 진동을 효과적으로 흡수할 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치가 적용되는 차량의 배기 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치를 도시한 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치를 도시한 절개 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치에 적용되는 밸브 조립체를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치에 적용되는 액추에이터를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치에 적용되는 액추에이터의 변형 예를 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치에 적용되는 액추에이터의 다른 변형 예들을 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...부", " "...수단" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치가 적용되는 차량의 배기 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치(100)는 엔진(3)에서 발생하는 배기가스를 차체의 후방으로 배출하기 위한 차량의 배기 시스템(1)에 적용될 수 있다.

상기 차량의 배기 시스템(1)은 당 업계에 널리 알려진 바와 같이, 엔진(3)과 연결되는 배기 파이프로서의 배기라인(5)과, 배기라인(5)에 설치되는 웜업 촉매 컨버터(7)와, 웜업 촉매 컨버터(7)의 후방에 설치되는 센터 머플러로서의 소음기(9)를 포함하고 있다.

여기서, 상기 웜업 촉매 컨버터(7)는 엔진 시동 초기에 배기가스에 포함된 NOx 등의 유해한 성분을 제거할 수 있다. 그리고 소음기(9)는 배기가스의 배기 저항을 높여 배기 소음을 줄일 수 있다.

한편, 상기 엔진(3)은 냉각계통(2)을 통해 냉각수를 순환시키며 그 냉각수에 의해 냉각이 이루어진다. 상기 냉각계통(2)은 당 업계에 널리 알려진 바와 같이, 기본적으로 라디에이터(4)와 냉각라인(6)을 포함하고 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 배기열 회수장치(100)는 상기 배기 시스템(1)에서 배기라인(5)에 설치된다. 상기 배기열 회수장치(100)는 냉 시동 초기에 연소과정에서 발생하는 높은 온도의 배기가스와 저온의 냉각수 사이의 열 교환을 통하여 냉각수의 온도를 높임으로써 배기열을 회수하는 기능을 하게 된다.

즉, 상기 배기열 회수장치(100)는 배기라인(5)을 통해 배출되는 배기가스와 냉각계통(2)으로부터 엔진(3)으로 순환되는 냉각수의 열 교환이 이루어지며, 냉 시동 초기에 냉각수의 온도를 높일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치(100)는 배기 시스템(1)의 배기라인(5)에서 열 교환 효율의 증대를 위해 엔진(3)에 근접한 위치에 설치될 수 있는 구조로 이루어진다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 벨로우즈 구조를 적용하여 냉각수의 열 손실을 줄일 수 있고, 배기가스와 냉각수의 열 교환 효율 및 냉각수의 웜업 효율의 상승을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 배기가스의 배출에 따른 소음 및 진동을 효과적으로 흡수할 수 있는 배기열 회수장치(100)를 제공한다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치(100)는 차량의 배기 시스템(1)에서, 엔진(3)에 근접하게 위치하도록 웜업 촉매 컨버터(7) 전방 측의 배기라인(5)에 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 배기열 회수장치(100)는 배기라인(5)을 통해 배출되는 배기가스와 냉각계통(2)으로부터 엔진(3)으로 순환되는 냉각수의 열 교환이 이루어지는 이중관 타입의 벨로우즈 유닛(40)을 포함하고 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치를 도시한 결합 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치를 도시한 절개 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 배기열 회수장치(100)는 기본적으로, 인터록 튜브(10), 벨로우즈 유닛(40)으로서의 인너 벨로우즈(20) 및 아웃터 벨로우즈(30), 밸브 조립체(50), 그리고 액추에이터(70)를 포함하고 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 인터록 튜브(10)는 원통 형상으로 구비되며, 웜업 촉매 컨버터(7)의 전방 측에서 배기라인(5)과 연결된다. 상기 인터록 튜브(10)는 금속판 재료를 밴딩한 후에 밴딩 부분의 일부가 인터록킹(interlocking)되도록 나선으로 와인딩(winding) 처리된 것이다.

상기 인터록 튜브(10)의 내주 면에는 길이방향을 따라 일정간격으로 미세 홈을 형성하고 있다. 여기서, 상기 인터록 튜브(10)는 배기라인(5)과 연결되는 배기가스 메인유로(11)를 내부에 형성하고 있다.

이와 같은 상기 인터록 튜브(10)의 양 단부 측에는 다수 개의 바이패스 홀(13)들을 형성하고 있는 원통 형상의 다공관(15)이 일체로 구비된다.

이하에서는 도 1의 엔진(3) 측에 위치하는 다공관(15)을 일측(도면에서의 좌측) 다공관 이라고 하며, 웜업 촉매 컨버터(7) 측에 위치하는 다공관(15)을 다른 일측(도면에서의 우측) 다공관 이라고 한다.

여기서, 상기 일측의 다공관(15)은 인터록 튜브(10)의 배기가스 유입 단 측에 위치하며, 상기 다른 일측의 다공관(15)은 인터록 튜브(10)의 배기가스 유출 단 측에 위치한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 인너 벨로우즈(20)는 이중관 타입의 벨로우즈 유닛(40)에서 내측에 위치하는 벨로우즈로, 주름 관 형상을 가지며 인터록 튜브(10)의 외측을 둘러싸도록 설치된다.

상기 인너 벨로우즈(20)는 이의 내주 면이 인터록 튜브(10)의 외주 면과 상호 이격되게 설치된다. 이에 상기 인너 벨로우즈(20)의 내주 면과 인터록 튜브(10)의 외주 면 사이에는 다공관(15)의 바이패스 홀(13)들과 선택적으로 연결되는 배기가스 유동통로(17)를 형성하고 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 아웃터 벨로우즈(30)는 이중관 타입의 벨로우즈 유닛(40)에서 외측에 위치하는 벨로우즈로, 주름 관 형상을 가지며 인너 벨로우즈(20)의 외측을 둘러싸도록 설치된다.

상기 아웃터 벨로우즈(30)는 이의 내주 면이 인너 벨로우즈(20)의 외주 면과 상호 이격되게 설치된다. 여기서, 상기한 인너 벨로우즈(20)의 양단은 아웃터 벨로우즈(30)의 양 단부 측에 연결된다. 이에 상기 아웃터 벨로우즈(30)의 내주 면과 인너 벨로우즈(20)의 외주 면 사이에는 냉각수를 유동시키는 냉각수 유동통로(31)를 형성하고 있다.

여기서, 상기 아웃터 벨로우즈(30)의 양 단부에는 원통 형상의 연장관(33)이 일체로 구비된다. 상기 연장관(33)은 위에서 언급한 바 있는 다공관(15)의 외측에 일정 간격을 두고 배치된다. 그리고 상기 연장관(33)과 다공관(15) 사이에는 배기가스 유동통로(17)의 양단을 막는 마감 부시(35)가 설치된다.

이와 같은 아웃터 벨로우즈(30)는 냉각수를 냉각수 유동통로(31)로 유입하는 냉각수 유입부(32)와, 냉각수 유동통로(31)를 따라 유동하는 냉각수를 유출하는 냉각수 유출부(34)를 포함하고 있다.

상기 냉각수 유입부(32)는 냉각계통(2)으로부터 엔진(3)으로 순환되는 냉각수가 냉각수 유동통로(31)로 유입되는 부분이다. 상기 냉각수 유출부(34)는 뒤에서 더욱 설명될 액추에이터(70)와 연결되는 부분으로, 냉각수 유동통로(31)를 따라 유동하는 냉각수를 배출하며 그 냉각수를 엔진(3) 측으로 공급할 수 있다.

더 나아가, 상기 아웃터 벨로우즈(30)의 외주 연에는 브레이드(braid)(37)가 설치된다. 상기 브레이드(37)는 아웃터 벨로우즈(30)의 외주 연을 감싸도록 설치된다. 상기 브레이드(37)는 격자 모양을 갖는 철망으로 직조된 것으로서, 메쉬 타입으로 구비될 수도 있다. 이러한 브레이드(37)는 열에 의한 아웃터 벨로우즈(30)의 과대한 인장 변형을 방지하고, 아웃터 벨로우즈(30)를 보호하는 역할을 한다.

상기한 바와 같은 브레이드(37)의 양 단부는 아웃터 벨로우즈(30)에 고정되는데, 이를 위해 아웃터 벨로우즈(30)의 양측 연장관(33)에는 플랜지(39)가 설치된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 밸브 조립체(50)는 인터록 튜브(10)의 배기가스 메인유로(11)를 통한 배기가스의 흐름 및 다공관(15)의 바이패스 홀(13)들을 통한 배기가스 유동통로(17)의 배기가스 흐름을 선택적으로 차단하기 위한 것이다.

이러한 밸브 조립체(50)는 인터록 튜브(10)의 배기가스 메인유로(11)를 폐쇄하고, 일측 다공관(15)의 바이패스 홀(13)들을 개방하며, 배기가스를 바이패스 홀(13)들을 통해 배기가스 유동통로(17)로 유동시킬 수 있다.

그리고, 상기 밸브 조립체(50)는 인터록 튜브(10)의 배기가스 메인유로(11)를 개방하고, 일측 다공관(15)의 바이패스 홀(13)들을 폐쇄하며, 배기가스를 배기가스 메인유로(11)로 유동시킬 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치에 적용되는 밸브 조립체를 도시한 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 밸브 조립체(50)는 인터록 튜브(10)의 배기가스 유입 단 측에서 일측 다공관(15)에 설치된다. 이러한 밸브 조립체(50)는 밸브 바디(51), 밸브 컵(55) 및 밸브 스프링(58)을 포함한다.

상기 밸브 바디(51)는 뒤에서 더욱 설명될 액추에이터(70: 도 2 및 도 3 참조)와 연결되게 구비된다. 상기 밸브 바디(51)는 액추에이터(70)에 의해 회전하며, 일측 다공관(15)의 내부에서 인터록 튜브(10)의 배기가스 메인유로(11)를 선택적으로 개폐할 수 있다.

이러한 밸브 바디(51)는 일측 다공관(15)의 관로 단면적에 상응하는 면적을 가진 원판 형상의 바디를 포함하고 있다. 그리고, 상기 밸브 바디(51)는 원판 형상의 바디와 일체로 연결되고, 일측 다공관(15), 연장관(33) 및 플랜지(39)를 관통하며 외부로 돌출되는 밸브 스템(53)을 포함하고 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 밸브 컵(55)은 일측 다공관(15)의 바이패스 홀(13)들을 선택적으로 개폐하기 위한 것으로서, 인터록 튜브(10)의 배기가스 메인유로(11)와 연결되는 다수 개의 연결 홀(56)들을 형성하며 일측 다공관(15)의 내부에 이동 가능하게 설치된다.

이러한 밸브 컵(55)은 일측 다공관(15)의 관로 단면적에 상응하는 면적을 지니며 연결 홀(56)들을 형성하고 있는 제1 부분(57a)과, 제1 부분(57a)과 일체로 연결되며 일측 다공관(15)의 바이패스 홀(13)들을 선택적으로 개폐하는 원통 형상의 제2 부분(57b)을 포함한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 밸브 스프링(58)은 일측 다공관(15)의 내측에서 밸브 컵(55)을 밸브 바디(51)에 탄성력으로 밀착시키기 위한 것이다. 상기 밸브 스프링(58)은 일측 다공관(15)의 내주 면에 고정된 스프링 시트(59)와 밸브 컵(55)의 제1 부분(57a) 사이에 설치된다.

상기와 같이 구성되는 밸브 조립체(50)는 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브 바디(51)를 일측 방향으로 회전시키며 인터록 튜브(10)의 배기가스 메인유로(11)를 폐쇄하는 경우, 밸브 스프링(58)의 탄성력에 의해 밸브 컵(55)을 밸브 바디(51) 측으로 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 밸브 컵(55)의 제1 부분(57a)은 밸브 바디(51)와 면 접촉되며, 제1 부분(57a)의 연결 홀(56)들은 밸브 바디(51)에 의해 폐쇄된다.

따라서, 상기 밸브 바디(51)는 제1 부분(57a)의 연결 홀(56)들과, 인터록 튜브(10)의 배기가스 메인유로(11)를 폐쇄한다. 그리고 상기 밸브 컵(55)의 제2 부분(57b)은 일측 다공관(15)의 바이패스 홀(13)들을 개방한다. 이로써, 본 발명의 실시 예에서는 일측 다공관(15)으로 유입되는 배기가스를 바이패스 홀(13)들을 통하여 배기가스 유동통로(17)로 유동시킬 수 있다.

그리고, 상기와 같이 구성되는 밸브 조립체(50)는 도 5에 도시된 바와 같이, 밸브 바디(51)를 다른 일측 방향으로 회전시키며 인터록 튜브(10)의 배기가스 메인유로(11)를 개방하는 경우, 밸브 바디(51)에 의해 밸브 컵(55)을 그 밸브 바디(51)로부터 멀어지는 방향으로 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 밸브 컵(55)의 제1 부분(57a)은 밸브 바디(51)의 가장자리 면과 접촉되며, 제1 부분(57a)의 연결 홀(56)들은 밸브 바디(51)에 의해 개방된다. 그리고, 상기 밸브 컵(55)은 밸브 바디(51)에 의해 밸브 스프링(58)을 압축하며 그 밸브 바디(51)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.

따라서, 상기 밸브 바디(51)는 제1 부분(57a)의 연결 홀(56)들과, 인터록 튜브(10)의 배기가스 메인유로(11)를 개방한다. 그리고 상기 밸브 컵(55)의 제2 부분(57b)은 일측 다공관(15)의 바이패스 홀(13)들을 폐쇄한다. 이로써, 본 발명의 실시 예에서는 일측 다공관(15)으로 유입되는 배기가스를 인터록 튜브(10)의 배기가스 메인유로(11)로 유동시킬 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 액추에이터(70)는 밸브 조립체(50)의 밸브 바디(51)에 회전 작동력을 인가하기 위한 것이다. 본 발명의 실시 예에서 상기 액추에이터(70)는 밸브 조립체(50)와 연결되는 왁스 액추에이터로 구비된다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치에 적용되는 액추에이터를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 액추에이터(70)는 냉각수 유로 하우징(71), 왁스 충진 하우징(73), 작동 로드(75), 로드 리턴 스프링(77), 그리고 회전 캠(81)을 포함한다.

상기 냉각수 유로 하우징(71)은 도 3에 도시된 바와 같은 냉각수 유동통로(31)의 냉각수 유출부(34) 및 엔진(3) 측과 연결된다. 상기 냉각수 유로 하우징(71)은 냉각수 유동통로(31)로부터 냉각수 유출부(34)를 통해 배출되는 냉각수를 유동시킬 수 있다. 즉, 상기 냉각수 유동통로(31)로부터 냉각수 유출부(34)를 통해 배출되는 냉각수는 냉각수 유로 하우징(71)을 통하여 엔진(3) 측으로 공급될 수 있다.

상기 왁스 충진 하우징(73)은 냉각수 유로 하우징(71)으로 유입되는 냉각수의 온도에 따라 수축 및 팽창 가능한 왁스(74)를 수용하는 것으로, 그 냉각수 유로 하우징(71)의 내부에 설치된다.

상기 작동 로드(75)는 왁스 충진 하우징(73)에 직선 왕복 이동 가능하게 설치된다. 상기 작동 로드(75)는 냉각수의 온도에 따른 수축 및 팽창되는 왁스(74)에 의해 직선 왕복 이동될 수 있다. 즉, 상기 작동 로드(75)는 냉각수의 온도에 따른 수축 및 팽창되는 왁스(74)에 의해 일측 방향으로 전진하며, 다른 일측 방향으로 후진한다.

상기 로드 리턴 스프링(77)은 왁스 충진 하우징(73)과 작동 로드(75) 사이에 설치된다. 상기 로드 리턴 스프링(77)은 왁스(74)의 팽창에 의해 작동 로드(75)가 일측 방향으로 직선 운동할 때 압축된다. 그리고 상기 로드 리턴 스프링(77)은 왁스(74)의 수축에 의해 작동 로드(75)가 다른 일측 방향으로 직선 운동할 때 작동 로드(75)에 탄성 복원력을 인가하게 된다.

상기 회전 캠(81)은 밸브 바디(51)에 고정되며, 작동 로드(75)에 의해 밸브 바디(51)와 함께 회전 가능하게 구비된다. 상기 밸브 바디(51)는 회전 캠(81)에 편심되게 고정된다.

이러한 회전 캠(81)은, 냉각수의 온도에 따라 왁스(74)가 수축하는 경우, 작동 로드(75)에 의해 회전하며, 밸브 바디(51)를 도 4에 도시된 바와 같이 회전시킬 수 있다.

그리고, 상기 회전 캠(81)은, 냉각수의 온도에 따라 왁스(74)가 팽창하는 경우, 작동 로드(75)에 의해 회전하며, 밸브 바디(51)를 도 5에 도시된 바와 같이 회전시킬 수 있다.

여기서, 상기 회전 캠(81)은 작동 로드(75)와 후크 타입으로 연결되는 바, 이에 작동 로드(75)는 후크부재(85)를 통하여 회전 캠(81)과 연결된다. 그리고 상기 회전 캠(81)에는 후크부재(85)와 후크 결합하는 후크 돌기(87)가 형성된다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 액추에이터(70)는 도 3에 도시된 바와 같이, 회전 캠(81)과 아웃터 벨로우즈(30)의 연장관(33) 측에 연결되는 캠 리턴 스프링(83)을 더 포함한다.

상기 캠 리턴 스프링(83)은 일단이 회전 캠(81)에 연결되고, 타단이 연장관(33) 측의 플랜지(39)에 연결되는 토션 스프링으로 구비된다. 상기 캠 리턴 스프링(83)은 회전 캠(81)에 의한 밸브 바디(51)의 회전 시, 그 밸브 바디(51) 및 회전 캠(81)에 회전 반대방향으로 작용하는 비틀림력을 인가할 수 있다.

한편, 상기 회전 캠(81)은 도 7에 도시된 바와 같이, 작동 로드(75)에 의해 푸시 타입으로 회전될 수 있다. 이에 상기 작동 로드(75)는 회전 캠(81)과 접촉 가능하게 구비되는 바, 그 회전 캠(81)에는 작동 로드(75)와 캠 접촉하는 레버 돌기(89)가 형성된다.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치(100)의 작용을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 우선 냉 시동 초기에 냉각계통(2)으로부터 엔진(3)으로 순환되는 비교적 저온의 냉각수는 아웃터 벨로우즈(30)의 냉각수 유입부(32)를 통해 그 아웃터 벨로우즈(30)와 인너 벨로우즈(20) 사이의 냉각수 유동통로(31)로 유입된다.

그리고, 상기 냉각수는 냉각수 유동통로(31)를 따라 유동하면서 아웃터 벨로우즈(30)의 냉각수 유출부(34)를 통해 배출되고, 다시 엔진(3) 측으로 순환된다. 이때, 상기 냉각수 유출부(34)를 통해 배출되는 비교적 저온의 냉각수는 액추에이터(70)의 냉각수 유로 하우징(71)을 통하여 엔진(3) 측으로 공급된다.

이에 왁스 충진 하우징(73)의 내부에 충진된 왁스(74)는 냉각수의 온도에 의해 수축하게 되고, 이에 따라 작동 로드(75)는 후진하며 로드 리턴 스프링(77)의 탄성 복원력을 제공받게 된다.

따라서, 상기 액추에이터(70)의 회전 캠(81)은 작동 로드(75)의 후진 작동에 의해 일측 방향으로 회전하는데, 회전 반대방향으로 작용하는 캠 리턴 스프링(83)의 비틀림력을 제공받으며 일측 방향으로 회전한다.

상기와 같이 회전 캠(81)이 일측 방향으로 회전함에 따라, 밸브 조립체(50)의 밸브 바디(51)는 도 4에 도시된 바와 같이 일측 방향으로 회전하며, 인터록 튜브(10)의 배기가스 메인유로(11)를 폐쇄한다.

이 경우, 상기 밸브 조립체(50)의 밸브 컵(55)은 밸브 스프링(58)의 탄성력에 의해 일측 다공관(15)의 내측에서 밸브 바디(51) 측으로 이동되고, 밸브 컵(55)의 제1 부분(57a)은 밸브 바디(51)와 면 접촉되며, 제1 부분(57a)의 연결 홀(56)들은 밸브 바디(51)에 의해 폐쇄된다.

따라서, 상기 밸브 바디(51)는 제1 부분(57a)의 연결 홀(56)들과, 인터록 튜브(10)의 배기가스 메인유로(11)를 폐쇄한다. 그리고 상기 밸브 컵(55)의 제2 부분(57b)은 일측 다공관(15)의 바이패스 홀(13)들을 개방한다.

이와 같은 상태에서, 엔진(3)의 연소과정에서 발생하는 높은 온도의 배기가스는 배기 시스템(1)의 배기라인(5)을 통해 인터록 튜브(10)의 일측 다공관(15)으로 유입된다.

그러면, 상기와 같이 인터록 튜브(10)의 배기가스 메인유로(11)를 폐쇄하고, 일측 다공관(15)의 바이패스 홀(13)들을 개방함에 따라, 본 발명의 실시 예에서는 배기가스를 바이패스 홀(13)들을 통해 인너 벨로우즈(20) 및 인터록 튜브(10) 사이의 배기가스 유동통로(17)로 유동시킨다.

여기서, 상기 배기가스 유동통로(17)를 따라 유동하는 배기가스는 다른 일측 다공관(15)의 바이패스 홀(13)들을 통해 다공관(15)의 내측으로 유입되며, 그 다공관(15)을 통하여 배기라인(5)으로 유입되고, 그 배기라인(5)을 통하여 웜업 촉매 컨버터(7)로 유입된다.

이러는 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 배기가스 유동통로(17)를 따라 유동하는 비교적 고온의 배기가스와, 냉각수 유동통로(31)를 따라 유동하는 비교적 저온의 냉각수의 열 교환이 이루어지며, 배기가스의 배기열로서 냉각수의 온도를 높일 수 있게 된다.

한편, 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기한 바와 같은 비교적 고온의 냉각수는 냉각수 유출부(34)를 통해 배출되며, 냉각수 유로 하우징(71)을 통하여 엔진(3) 측으로 공급된다.

이러는 과정에, 왁스 충진 하우징(73) 내부의 왁스(74)는 냉각수의 온도에 의해 팽창하게 되고, 이에 따라 작동 로드(75)는 로드 리턴 스프링(77)을 압축하며 전진하게 된다.

따라서, 회전 캠(81)은 작동 로드(75)의 전진 작동에 의해 다른 일측 방향으로 회전하는데, 캠 리턴 스프링(83)에 회전 반대방향으로 작용하는 비틀림력을 인가하며 회전한다.

상기와 같이 회전 캠(81)이 다른 일측 방향으로 회전함에 따라, 밸브 바디(51)는 도 5에 도시된 바와 같이 다른 일측 방향으로 회전하며, 인터록 튜브(10)의 배기가스 메인유로(11)를 개방한다.

이 경우, 상기 밸브 조립체(50)의 밸브 컵(55)은 일측 다공관(15)의 내측에서 밸브 스프링(58)을 압축하며 밸브 바디(51)와 멀어지는 쪽으로 이동되고, 밸브 컵(55)의 제1 부분(57a)은 밸브 바디(51)의 가장자리 면과 접촉되며, 제1 부분(57a)의 연결 홀(56)들은 밸브 바디(51)에 의해 개방된다.

따라서, 상기 밸브 바디(51)는 제1 부분(57a)의 연결 홀(56)들과, 인터록 튜브(10)의 배기가스 메인유로(11)를 개방한다. 그리고 상기 밸브 컵(55)의 제2 부분(57b)은 일측 다공관(15)의 바이패스 홀(13)들을 폐쇄한다.

그러면, 배기가스는 배기가스 유동통로(17)로 유입되지 않고, 일측 다공관(15)을 통해 배기가스 메인유로(11)를 따라 유동되며, 다른 일측 다공관(15)을 통하여 배기라인(5)으로 유입되고, 그 배기라인(5)을 통하여 웜업 촉매 컨버터(7)로 유입된다.

즉, 본 발명의 실시 예에서는 배기라인(5)과 인터록 튜브(10)의 배기가스 메인유로(11)를 개방하며, 배기가스를 냉각수 유동통로(31)를 따라 유동하는 냉각수와의 열 교환 없이 웜업 촉매 컨버터(7)로 유입시킬 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치(100)에 의하면, 기존 배기 시스템의 벨로우즈와 통합된 구조로서, 웜업 촉매 컨버터(7)의 전방 측에서 엔진(3)에 근접한 위치에 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 엔진(3)과 배기열 회수장치(100) 간의 거리를 축소할 수 있으므로, 배기가스와 냉각수의 열 교환 성능을 향상시킬 수 있고, 냉각수 라인을 통한 열 손실을 최소화 할 수 있으며, 엔진의 웜업 시간을 단축하여 연비 개선에 기여할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 엔진(3)과 배기열 회수장치(100) 간의 거리를 축소하며, 냉각수 라인의 길이를 축소할 수 있으므로, 제조원가 및 중량을 절감할 수 있고, 냉각수 라인과 주변 부품 간의 간섭을 방지할 수 있으며, 냉각수 라인의 레이아웃 측면에서 유리하다.

나아가, 본 발명의 실시 예에서는 기존 배기 시스템의 벨로우즈와 통합된 배기열 회수장치(100)를 제공함에 따라, 제조원가 및 중량을 절감할 수 있고, 패키지의 레이아웃 측면에서 유리하다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치(100)는 이중관 타입의 벨로우즈 유닛(40)을 통해 배기가스의 냉각수와의 열 교환이 이루어지므로, 배기가스의 유로를 극대화 함으로써 배압 상승을 최소화 할 수 있으며, 열 교환 표면적을 극대화함으로써 냉각수의 열 손실을 줄일 수 있고, 배기가스와 냉각수의 열 교환 효율 및 냉각수의 웜업 효율의 상승을 도모할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치(100)는 이중관 타입의 벨로우즈 유닛(40)을 통해 배기가스의 냉각수와의 열 교환이 이루어지므로, 배기가스의 배출에 따른 소음 및 진동을 효과적으로 흡수할 수 있다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 배기열 회수장치에 적용되는 액추에이터의 다른 변형 예들을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 액추에이터(170)의 다른 변형 예는 액추에이터(170)를 엔진 부압 식의 액추에이터로 구성할 수 있다. 이러한 액추에이터(170)는 엔진(3)의 부압에 의해 밸브 조립체(150)에 회전 작동력을 인가할 수 있다.

여기서, 상기 액추에이터(170)는 엔진(3)과 연결되는 실린더(171)와, 엔진(3)의 부압에 의해 실린더(171)에 직선 왕복 이동 가능하게 설치되는 작동 로드(175)를 포함하고 있다.

그리고, 상기 액추에이터(170)는 전술한 바와 같은 도 6에서의 로드 리턴 스프링(77), 회전 캠(81) 및 도 3에서의 캠 리턴 스프링(83)을 더 포함하고 있다.

따라서, 본 변형 예에서는 엔진(3)의 부압에 의해 작동 로드(175)를 전진 및 후진 작동시키며, 상기한 바와 같은 로드 리턴 스프링(77), 회전 캠(81) 및 캠 리턴 스프링(83)을 통해 밸브 조립체(150)에 회전 작동력을 인가할 수 있다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 액추에이터(270)의 또 다른 변형 예는 액추에이터(270)를 모터 식의 액추에이터로 구성할 수 있다. 이러한 액추에이터(270)는 구동 모터(271)에 의해 밸브 조립체(250)에 회전 작동력을 인가할 수 있다.

상기 구동 모터(271)는 밸브 조립체(250)와 연결되는 바, 그 밸브 조립체(250)의 밸브 바디(251)와 연결된다.

따라서, 본 변형 예에서는 구동 모터(271)에 의해 밸브 조립체(250)의 밸브 바디(251)에 회전 작동력을 인가할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1: 배기 시스템 2: 냉각계통
3: 엔진 4: 라디에이터
5: 배기라인 6: 냉각라인
7: 웜업 촉매 컨버터 9: 소음기
10: 인터록 튜브 11: 배기가스 메인유로
13: 바이패스 홀 15: 다공관
17: 배기가스 유동통로 20: 인너 벨로우즈
30: 아웃터 벨로우즈 31: 냉각수 유동통로
32: 냉각수 유입부 33: 연장관
34: 냉각수 유출부 35: 마감 부시
37: 브레이드 39: 플랜지
40: 벨로우즈 유닛 50, 150, 250: 밸브 조립체
51, 251: 밸브 바디 53: 밸브 스템
55: 밸브 컵 56: 연결 홀
57a: 제1 부분 57b: 제2 부분
58: 밸브 스프링 59: 스프링 시트
70, 170, 270: 액추에이터 71: 냉각수 유로 하우징
73: 왁스 충진 하우징 74: 왁스
75, 175: 작동 로드 77: 로드 리턴 스프링
81: 회전 캠 83: 캠 리턴 스프링
85: 후크부재 87: 후크 돌기
89: 레버 돌기 171: 실린더
271: 구동 모터

Claims

엔진과 연결되는 배기라인과, 상기 배기라인에 설치되는 웜업 촉매 컨버터를 포함하는 차량의 배기 시스템에서, 상기 엔진에 근접하며 상기 웜업 촉매 컨버터의 전방 측에 설치되는 배기열 회수장치로서,
상기 배기라인을 통해 배출되는 배기가스와 냉각계통으로부터 엔진으로 순환되는 냉각수의 열 교환이 이루어지는 이중관 타입의 벨로우즈 유닛을 포함하는 배기열 회수장치.
제1 항에 있어서,
상기 벨로우즈 유닛의 내측에서 상기 배기라인과 연결되는 인터록 튜브를 더 포함하는 배기열 회수장치.
제2 항에 있어서,
상기 벨로우즈 유닛은,
상기 인터록 튜브의 외측을 둘러싸도록 설치되는 인너 벨로우즈와,
상기 인너 벨로우즈의 외측을 둘러싸도록 설치되는 아웃터 벨로우즈
를 포함하는 배기열 회수장치.
제3 항에 있어서,
상기 벨로우즈 유닛은,
상기 인터록 튜브와 상기 인너 벨로우즈 사이에 상기 인터록 튜브 내부의 배기가스 메인유로와 선택적으로 연결되는 배기가스 유동통로를 형성하고,
상기 인너 벨로우즈와 상기 아웃터 벨로우즈 사이에 냉각수를 유동시키는 냉각수 유동통로를 형성하는 배기열 회수장치.
양 단부 측에 다수 개의 바이패스 홀들을 형성하며, 배기라인과 연결되는 인터록 튜브;
상기 인터록 튜브의 외측을 둘러싸도록 설치되며, 상기 인터록 튜브와의 사이에 상기 바이패스 홀들과 선택적으로 연결되는 배기가스 유동통로를 형성하는 인너 벨로우즈;
상기 인너 벨로우즈의 외측을 둘러싸도록 설치되며, 상기 인너 벨로우즈와의 사이에 냉각수를 유동시키는 냉각수 유동통로를 형성하는 아웃터 벨로우즈; 및
상기 인터록 튜브의 배기가스 유입 단 측에 설치되며, 상기 바이패스 홀들을 통한 상기 배기가스 유동통로의 배기가스 흐름을 선택적으로 차단하는 밸브 조립체;
를 포함하는 배기열 회수장치.
제5 항에 있어서,
엔진과 연결되는 배기라인과, 상기 배기라인에 설치되는 웜업 촉매 컨버터를 포함하는 차량의 배기 시스템에서,
상기 배기열 회수장치는 상기 엔진에 근접하며 상기 웜업 촉매 컨버터의 전방 측에서 상기 배기라인에 설치되는 배기열 회수장치.
제5 항에 있어서,
상기 아웃터 벨로우즈의 외주 연을 감싸도록 설치되는 브레이드(braid)를 더 포함하는 배기열 회수장치.
제5 항에 있어서,
상기 인너 벨로우즈의 양단은 상기 아웃터 벨로우즈의 양 단부 측에 연결되며,
상기 인터록 튜브의 양 단부에는 상기 바이패스 홀들을 가진 다공관이 일체로 구비되는 배기열 회수장치.
제8 항에 있어서,
상기 아웃터 벨로우즈의 양 단부에는 연장관이 일체로 구비되고,
상기 연장관과 상기 다공관 사이에는 상기 배기가스 유동통로의 양단을 막는 마감 부시가 설치되는 배기열 회수장치.
제5 항에 있어서,
상기 아웃터 벨로우즈의 양 단부에는 연장관이 일체로 구비되고,
상기 아웃터 벨로우즈의 외주 연에는 브레이드(braid)가 설치되며,
상기 연장관에는 상기 브레이드를 고정하는 플랜지가 설치되는 배기열 회수장치.
제5 항에 있어서,
상기 바이패스 홀들을 형성하며, 상기 인터록 튜브의 양 단부에 일체로 구비되는 다공관과,
상기 밸브 조립체와 연결되며, 상기 밸브 조립체에 회전 작동력을 인가하는 액추에이터를 더 포함하는 배기열 회수장치.
제11 항에 있어서,
상기 밸브 조립체는,
상기 액추에이터와 연결되고, 상기 액추에이터에 의해 회전하며 상기 다공관의 내부에서 상기 인터록 튜브 내부의 배기가스 메인유로를 선택적으로 개폐하는 밸브 바디
를 포함하는 배기열 회수장치.
제12 항에 있어서,
상기 밸브 조립체는,
상기 배기가스 메인유로와 연결되는 다수 개의 연결 홀들을 가지며 상기 다공관의 내부에 이동 가능하게 설치되고, 상기 바이패스 홀들을 선택적으로 개폐하는 밸브 컵과,
상기 다공관의 내주 면에 고정된 스프링 시트와 상기 밸브 컵 사이에 설치되며, 상기 밸브 컵을 상기 밸브 바디에 탄성력으로 밀착시키는 밸브 스프링
을 포함하는 배기열 회수장치.
제13 항에 있어서,
상기 밸브 컵은,
상기 다공관의 관로 단면적에 상응하는 면적을 지니며 상기 연결 홀들을 형성하는 제1 부분과,
상기 제1 부분과 일체로 연결되며, 상기 바이패스 홀들을 선택적으로 개폐하는 원통 형상의 제2 부분
을 포함하는 배기열 회수장치.
제12 항에 있어서,
상기 액추에이터는,
상기 냉각수 유동통로의 냉각수 유출 측 및 엔진 측과 연결되는 냉각수 유로 하우징과,
냉각수의 온도에 따라 수축 및 팽창 가능한 왁스를 수용하며, 상기 냉각수 유로 하우징의 내부에 설치되는 왁스 충진 하우징과,
상기 왁스 충진 하우징에 직선 왕복 이동 가능하게 설치되는 작동 로드와,
상기 왁스 충진 하우징과 상기 작동 로드 사이에 설치되는 로드 리턴 스프링과,
상기 밸브 바디에 고정되며, 상기 작동 로드에 의해 상기 밸브 바디와 함께 회전하는 회전 캠과,
상기 회전 캠과 상기 아웃터 벨로우즈 측에 연결되는 캠 리턴 스프링
을 포함하는 배기열 회수장치.
제15 항에 있어서,
상기 작동 로드는 후크부재를 통해 상기 회전 캠과 연결되되, 상기 회전 캠에는 상기 후크부재와 후크 결합하는 후크 돌기가 형성되는 배기열 회수장치.
제15 항에 있어서,
상기 작동 로드는 상기 회전 캠과 접촉 가능하게 구비되되, 상기 회전 캠에는 상기 작동 로드와 접촉하는 레버 돌기가 형성되는 배기열 회수장치.
제12 항에 있어서,
상기 액추에이터는,
엔진과 연결되는 실린더와,
상기 엔진의 부압에 의해 상기 실린더에 직선 왕복 이동 가능하게 설치되는 작동 로드와,
상기 실린더와 상기 작동 로드 사이에 설치되는 로드 리턴 스프링과,
상기 밸브 바디에 고정되며, 상기 작동 로드에 의해 상기 밸브 바디와 함께 회전하는 회전 캠과,
상기 회전 캠과 상기 밸브 바디에 연결되는 캠 리턴 스프링
을 포함하는 배기열 회수장치.
제12 항에 있어서,
상기 액추에이터는,
상기 밸브 조립체와 연결되는 구동 모터를 포함하는 배기열 회수장치.