KR20200136578A - Cooling pipe - Google Patents

Cooling pipe Download PDF

Info

Publication number
KR20200136578A
KR20200136578A KR1020190062274A KR20190062274A KR20200136578A KR 20200136578 A KR20200136578 A KR 20200136578A KR 1020190062274 A KR1020190062274 A KR 1020190062274A KR 20190062274 A KR20190062274 A KR 20190062274A KR 20200136578 A KR20200136578 A KR 20200136578A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling water
water pipe
micro
rib
ribs
Prior art date
Application number
KR1020190062274A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김종천
Original Assignee
현대자동차주식회사
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, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020190062274A priority Critical patent/KR20200136578A/en
Priority to US16/600,796 priority patent/US20200378693A1/en
Publication of KR20200136578A publication Critical patent/KR20200136578A/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40Tubular 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/06Tubular elements of cross-section which is non-circular crimped or corrugated in cross-section
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/082Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys
    • F28F21/083Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys from stainless steel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0246Arrangements for connecting header boxes with flow lines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2215/00Fins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/04Fastening; Joining by brazing

Abstract

A coolant pipe is disclosed. According to one embodiment of the present invention, the coolant pipe where a coolant of a vehicle flows has an inner circumferential surface coming in contact with the coolant, wherein a plurality of ribs and channels are continuously arranged on the inner circumferential surface to enable the pipe to be integrated with micro-pins forming a spiral flow path of the coolant. Moreover, the height of the protruding rib is set within a range of 30-200 μm.

Description

냉각수 파이프{COOLING PIPE}Cooling water pipe {COOLING PIPE}

본 발명은 냉각수 파이프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉각수의 나선형 유동 경로를 형성하여 냉각수의 표면 마찰 저항을 감소시켜 열교환 성능을 향상시키는 냉각수 파이프에 관한 것이다. The present invention relates to a cooling water pipe, and more particularly, to a cooling water pipe for improving heat exchange performance by reducing the surface frictional resistance of the cooling water by forming a spiral flow path of the cooling water.

일반적으로 차량의 열교환기는 온도가 높은 유체로부터 절연벽을 통해 온도가 낮은 유체로 열을 전달하는 것으로, 가열기, 냉각기, 증발기, 응축기 등에 사용된다. In general, a heat exchanger of a vehicle transfers heat from a high-temperature fluid to a low-temperature fluid through an insulating wall, and is used in a heater, a cooler, an evaporator, and a condenser.

상기 열교환기는 열에너지를 재사용하거나, 유입되는 작동유체의 온도를 용도에 맞게 조절하게 되며, 보통 엔진룸에 적용될 수 있다. The heat exchanger reuses thermal energy or adjusts the temperature of the incoming working fluid according to the purpose, and can be applied to an ordinary engine room.

한편, 자동차의 배기가스에는 일산화탄소, 질소산화물, 탄화수소 등과 같은 유해물질이 다량 포함되어 있다. On the other hand, exhaust gas of automobiles contains a large amount of harmful substances such as carbon monoxide, nitrogen oxides, and hydrocarbons.

특히, 질소산화물과 같은 유해물질은 차량의 엔진이 고온일수록 그 발생량이 증가하게 되는데, 이러한 유해물질을 줄이기 위한 방법으로는 배기가스를 흡기계로 재순환시키면서, 실린더 내 연소온도를 낮추어 유해물질의 발생을 저감하는 EGR 시스템(Exhaust Gas Recirculation system)이 있다. In particular, the amount of harmful substances such as nitrogen oxides increases as the engine of the vehicle is hotter. To reduce such harmful substances, the exhaust gas is recycled to the intake system and the combustion temperature in the cylinder is lowered to generate harmful substances. There is an EGR system (Exhaust Gas Recirculation system) that reduces energy consumption.

상기 EGR 시스템은 열교환기의 일종이며, 냉각수를 이용하여 고온의 배기가스를 냉각시키기 위한 EGR 쿨러를 포함한다. The EGR system is a type of heat exchanger, and includes an EGR cooler for cooling high-temperature exhaust gas using cooling water.

이때, 상기 EGR 쿨러는 배기가스와 냉각수를 상호 열교환시켜 배기가스의 지나친 온도 상승을 방지하도록 하는 일종의 열교환기 역할을 하는 것이다. At this time, the EGR cooler serves as a kind of heat exchanger to prevent excessive temperature rise of the exhaust gas by exchanging exhaust gas and cooling water with each other.

또한, 상기 EGR 쿨러는 냉각수 유로가 형성되는 쿨러 하우징의 내부에 복수개의 튜브가 마련되며, 상기 튜브 내부에는 배기가스 유로가 형성된다. In addition, in the EGR cooler, a plurality of tubes are provided inside a cooler housing in which a cooling water flow path is formed, and an exhaust gas flow path is formed inside the tube.

상기 냉각수는 냉각수 파이프를 통해 상기 쿨러 하우징에 공급된다. The cooling water is supplied to the cooler housing through a cooling water pipe.

상기 냉각수는 냉각수 파이프를 통과할 때, 상기 냉각수 파이프의 내주 접촉면에서 발생하는 점성거동에 의해 유동성저하가 발생한다. When the cooling water passes through the cooling water pipe, a decrease in fluidity occurs due to viscous behavior occurring on the inner peripheral contact surface of the cooling water pipe.

이러한 냉각수와 냉각수 파이프의 마찰 저항은 EGR 쿨러의 열효율을 떨어뜨리는 원인으로 작용하기도 한다. The frictional resistance between the cooling water and the cooling water pipe also acts as a cause of lowering the thermal efficiency of the EGR cooler.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in this background are prepared to enhance an understanding of the background of the invention, and may include matters not known in the prior art to those of ordinary skill in the field to which this technology belongs.

본 발명의 실시 예는 냉각수와 접촉되는 내주면에 마이크로 핀을 적용하여 상기 냉각수의 회전을 유도하고, 이를 통해, 상기 냉각수 파이프와 냉각수 사이에서 발생하는 전단응력을 최소화할 수 있는 냉각수 파이프를 제공하고자 한다. An embodiment of the present invention is to provide a cooling water pipe capable of minimizing shear stress generated between the cooling water pipe and the cooling water by inducing rotation of the cooling water by applying micro fins to the inner peripheral surface in contact with the cooling water. .

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 차량의 냉각수가 이동하는 냉각수 파이프에 있어서, 상기 냉각수와 접촉되는 내주면에 복수개의 리브와 채널이 연속적으로 배치되어 상기 냉각수의 나선형 유동 경로를 형성하는 마이크로 핀이 일체로 형성되며, 상기 리브는 돌출높이가 30마이크로미터(㎛) 이상 ~ 200마이크로미터(㎛) 이하의 범위로 설정되는 냉각수 파이프를 제공할 수 있다. In one or more embodiments of the present invention, in a cooling water pipe through which the cooling water of a vehicle moves, a plurality of ribs and channels are continuously arranged on an inner circumferential surface in contact with the cooling water to form a spiral flow path of the cooling water. It is formed integrally, and the rib may provide a cooling water pipe having a protrusion height set in a range of 30 micrometers (㎛) or more to 200 micrometers (㎛) or less.

또한, 상기 마이크로 핀은 일정형상으로 형성된 복수개의 리브와 채널이 상기 냉각수가 이동되는 직선방향을 기준으로 헬릭스 각을 이루며 배치될 수 있다. In addition, the micro fins may be arranged so that a plurality of ribs and channels formed in a predetermined shape form a helix angle based on a linear direction in which the coolant moves.

또한, 상기 마이크로 핀은 상기 냉각수가 이동되는 직선방향을 기준으로 35°~ 45°범위에서 경사지게 형성될 수 있다. In addition, the micro-fins may be formed to be inclined in a range of 35° to 45° based on a linear direction in which the coolant moves.

또한, 상기 마이크로 핀은 상기 리브가 삼각 형상의 단면으로 이루어질 수 있다. In addition, the micro pins may have the ribs in a triangular cross-section.

또한, 상기 마이크로 핀은 상기 리브가 타원 형상의 단면으로 이루어질 수 있다. In addition, the micro pins may have a cross section in which the rib has an oval shape.

또한, 상기 마이크로 핀은 상기 리브가 사각 형상의 단면으로 이루어져 각 모서리가 라운드로 형성될 수 있다. In addition, in the micro pins, the ribs may have a rectangular cross section, and each corner may be rounded.

또한, 상기 마이크로 핀은 상기 리브가 사각 형상의 단면으로 이루어져 각 모서리가 직각으로 형성될 수 있다. In addition, in the micro pins, the ribs may have a rectangular cross section, and each corner may be formed at a right angle.

또한, 상기 마이크로 핀은 스테인리스(Stainless) 소재로 이루어질 수 있다. In addition, the micro pins may be made of stainless steel.

또한, 차량의 EGR 쿨러의 쿨러 하우징과 브레이징 공정을 통해 접합되어 냉각수가 상기 쿨러 하우징으로 유입 및 유출되도록 구성될 수 있다. In addition, the cooler housing of the vehicle's EGR cooler may be joined through a brazing process to allow cooling water to flow into and out of the cooler housing.

본 발명의 실시 예에 따른 냉각수 파이프는 냉각수와 접촉되는 내주면에 적용된 마이크로 핀에 의해 상기 냉각수의 회전을 유도하고, 이를 통해, 상기 냉각수 파이프와 냉각수 사이에서 발생하는 전단응력을 최소화할 수 있으며, 결과적으로 냉각성능 및 연비를 향상시키는 효과가 있다. The cooling water pipe according to an embodiment of the present invention induces the rotation of the cooling water by micro fins applied to the inner circumferential surface in contact with the cooling water, thereby minimizing the shear stress generated between the cooling water pipe and the cooling water. It has the effect of improving cooling performance and fuel economy.

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.In addition, effects obtained or predicted by the embodiments of the present invention will be disclosed directly or implicitly in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects predicted according to an embodiment of the present invention will be disclosed within a detailed description to be described later.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수 파이프가 적용되는 EGR 쿨러를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수 파이프의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수 파이프에 적용되는 마이크로 핀의 설정각을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수 파이프에 적용되는 마이크로 핀의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수 파이프를 이동하는 냉각수 유로를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a diagram schematically showing an EGR cooler to which a cooling water pipe according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is an enlarged view of a cooling water pipe according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a setting angle of a micro fin applied to a cooling water pipe according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the shape of the micro fins applied to the cooling water pipe according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a cooling water flow path for moving a cooling water pipe according to an embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명할 수도 있다. In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description have been omitted, and the same or similar components may be described by applying the same reference numerals throughout the specification.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수 파이프가 적용되는 EGR 쿨러를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수 파이프의 확대도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수 파이프에 적용되는 마이크로 핀의 설정각을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수 파이프에 적용되는 마이크로 핀의 형상을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수 파이프를 이동하는 냉각수 유로를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view schematically showing an EGR cooler to which a cooling water pipe is applied according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a cooling water pipe according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention Is a view showing the setting angle of the micro-fins applied to the cooling water pipe according to the embodiment, Figure 4 is a view for explaining the shape of the micro-fins applied to the cooling water pipe according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is an implementation of the present invention It is a view for explaining a cooling water flow path for moving a cooling water pipe according to an example.

본 발명의 실시 예에 따른 냉각수 파이프의 구조는 차량의 다양한 열교환기에서 냉각수가 이동하는 부분에 적용될 수 있다. The structure of the cooling water pipe according to the exemplary embodiment of the present invention may be applied to a portion where cooling water moves in various heat exchangers of a vehicle.

예를 들어, 차량에 적용되는 상기 열교환기는 라디에이터, 히터코어, 컨덴서, 및 각종 쿨러 등이 있다. For example, the heat exchanger applied to a vehicle includes a radiator, a heater core, a condenser, and various coolers.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수 파이프는 배기 매니폴드와 흡기 매니폴드 사이에 구성되는 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 시스템에서 EGR 쿨러(1)에 적용되는 것을 예로 들어 설명한다. Referring to FIG. 1, a cooling water pipe according to an embodiment of the present invention is applied to an EGR cooler 1 in an exhaust gas recirculation (EGR) system configured between an exhaust manifold and an intake manifold.

하지만 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수 파이프는 EGR 쿨러에 적용되는 것으로 한정되지 아니하고, 상기한 바와 같이, 차량의 다양한 열교환기에 적용될 수 있다. However, the cooling water pipe according to the embodiment of the present invention is not limited to being applied to the EGR cooler, and as described above, may be applied to various heat exchangers of a vehicle.

상기 EGR 쿨러(1)는 엔진으로부터 발생하는 배기가스의 일부를 흡기 매니폴드로 재순환시켜 실린더 내의 연소온도를 낮춤으로써, 질소 산화물의 발생을 억제하는 역할을 한다. The EGR cooler 1 serves to suppress the generation of nitrogen oxides by reducing the combustion temperature in the cylinder by recirculating part of the exhaust gas generated from the engine to the intake manifold.

상기 EGR 쿨러(1)는 양단에 형성된 양측 커버(11) 상에 배기 매니폴드에 연결되는 가스 유입관(13)과 흡기 매니폴드에 연결되는 가스 배출관(15)이 각각 구비되는 쿨러 하우징(10)을 포함한다. The EGR cooler 1 is a cooler housing 10 provided with a gas inlet pipe 13 connected to an exhaust manifold and a gas discharge pipe 15 connected to an intake manifold on both covers 11 formed at both ends. Includes.

또한, 상기 쿨러 하우징(10)의 내부에는 배기가스가 이동되는 복수개의 튜브(20)가 일정간격으로 적층된다. In addition, a plurality of tubes 20 through which exhaust gas is moved are stacked at regular intervals inside the cooler housing 10.

상기 튜브(20)는 양단이 개방된 사각통 형상으로 이루어져 캡(21)을 통해 고정되며, 일측은 상기 가스 유입관(13)과 연결되고, 타측은 상기 가스 배출관(15)과 연결된다. The tube 20 has a square cylinder shape with open ends and is fixed through a cap 21, one side is connected to the gas inlet pipe 13, and the other side is connected to the gas discharge pipe 15.

이러한 EGR 쿨러(1)는 상기 가스 유입관(13)으로 배기가스가 유입되어 상기 튜브(20)를 거쳐 상기 가스 배출관(15)으로 배출되도록 구성된다. The EGR cooler 1 is configured such that exhaust gas flows into the gas inlet pipe 13 and is discharged to the gas discharge pipe 15 through the tube 20.

그리고 상기 쿨러 하우징(10)의 일측면 상에는 냉각수 파이프(30)와 연결되는 냉각수 유입구(17)와 냉각수 유출구(19)가 형성된다. Further, a cooling water inlet 17 and a cooling water outlet 19 connected to the cooling water pipe 30 are formed on one side of the cooler housing 10.

즉, 상기 냉각수 파이프(30)는 내부로 냉각수가 유입 및 유출되고, 상기 냉각수 유입구(17)와 냉각수 유출구(19)를 통해 상기 쿨러 하우징(10)의 내부로 냉각수가 이동되도록 안내한다. That is, the cooling water pipe 30 guides the cooling water to flow into and out of the inside, and to move the cooling water into the cooler housing 10 through the cooling water inlet 17 and the cooling water outlet 19.

도 2를 참조하면, 상기 냉각수 파이프(30)는 내부에 냉각수 유로가 형성되며, 상기 냉각수와 접촉되는 내주면에 마이크로 핀(40)이 일체로 성형된다. Referring to FIG. 2, the cooling water pipe 30 has a cooling water flow path formed therein, and micro fins 40 are integrally formed on an inner circumferential surface in contact with the cooling water.

이때, 상기 마이크로 핀(40)은 연속적으로 배치되는 복수개의 리브(41)와 채널(3)을 포함한다. At this time, the micro pins 40 include a plurality of ribs 41 and channels 3 which are continuously arranged.

이러한 리브(41)와 채널(43)은 설정된 설정각(A)을 가지며 배치될 수 있다. The rib 41 and the channel 43 may be disposed with a set angle A.

상기 설정각(A)은 헬릭스(Helix) 각을 포함할 수 있다(도 3 참조). The set angle A may include a helix angle (see FIG. 3).

여기서, 상기 설정각(A)은 상기 냉각수 파이프(30)의 일단에서 진행하는 리브(41)의 임의의 한 점과 상기 냉각수 파이프(30)의 길이방향의 직선, 즉, 냉각수가 이동되는 직선방향(l) 사이의 각도를 의미한다. Here, the set angle (A) is a straight line in the longitudinal direction of the cooling water pipe 30 and any one point of the rib 41 proceeding from one end of the cooling water pipe 30, that is, a linear direction in which the cooling water is moved (l) means the angle between.

다시 말해, 상기 설정각(A)은 냉각수 파이프(30)의 길이방향으로 형성된 직선(l)으로부터 기울어진 각을 말한다. In other words, the set angle (A) refers to an angle inclined from a straight line (l) formed in the longitudinal direction of the cooling water pipe (30).

이러한 설정각(A)은 상기 냉각수 파이프(30)의 길이방향으로 형성된 직선(l)을 기준으로 35° ~ 45° 범위에서 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. This setting angle (A) is preferably formed to be inclined in the range of 35 ° ~ 45 ° based on the straight line (l) formed in the longitudinal direction of the cooling water pipe (30).

즉, 상기 리브(41)는 상기 설정각(A)이 작아질수록 냉각수 파이프(30)의 길이방향의 직선(l)에 가깝도록 배치되는 것이다. That is, the rib 41 is disposed to be closer to the straight line 1 in the longitudinal direction of the cooling water pipe 30 as the setting angle A decreases.

상기 설정각(A)은 레이놀즈 수를 나타내는 [이론식 1]에 의해 냉각수와 냉각수 파이프(30) 사이의 전단응력을 최소화하는 45°를 기준으로, 이하에서 설명할 상기 냉각수 파이프(30)의 조관 성형성을 고려하여 설정될 수 있다. The setting angle (A) is based on 45° to minimize the shear stress between the cooling water and the cooling water pipe 30 by [Theoretical Equation 1] representing the Reynolds number, and forming a tube of the cooling water pipe 30 to be described below. It can be set in consideration of gender.

[이론식 1][Theoretical equation 1]

Re는 레이놀즈 수이며, P는 냉각수의 유압이고, A는 냉각수 파이프의 면적이며, θ는 헬릭스 각이다. Re is the Reynolds number, P is the hydraulic pressure of the cooling water, A is the area of the cooling water pipe, and θ is the helix angle.

상기 설정각(A)으로 이루어지는 리브(41)와 채널(43)을 포함하는 마이크로 핀(40)은 다음과 같은 형상으로 형성될 수 있다. The micro pins 40 including the rib 41 and the channel 43 formed of the set angle A may be formed in the following shape.

도 3(A)를 참조하면, 상기 마이크로 핀의 리브(41a)는 삼각 형상의 단면으로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 3A, the rib 41a of the micro pin may have a triangular cross-section.

상기 리브(41a)와 리브(41a) 사이에는 채널(43a)이 형성된다. A channel 43a is formed between the rib 41a and the rib 41a.

이때, 상기 삼각 형상의 리브(41a)는 돌출높이(ha)가 30㎛ 이상 ~ 200㎛ 이하의 범위에서 설정된다. At this time, the triangular rib 41a has a protrusion height ha of 30 μm or more and 200 μm or less.

도 3(B)를 참조하면, 상기 마이크로 핀의 리브(41b)는 타원 형상의 단면으로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 3B, the rib 41b of the micro pin may have an elliptical cross-section.

상기 리브(41b)와 리브(41b) 사이에는 채널(43b)이 형성된다.A channel 43b is formed between the rib 41b and the rib 41b.

또한, 상기 타원형상의 리브(41b)는 돌출높이(hb)가 30㎛ 이상 ~ 200㎛ 이하의 범위에서 설정된다. In addition, the elliptical rib 41b has a protrusion height hb of 30 μm or more and 200 μm or less.

도 3(C)를 참조하면, 상기 마이크로 핀의 리브(41c)는 각 모서리가 라운드로 이루어진 사각 형상의 단면으로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 3C, the ribs 41c of the micro pins may have a rectangular cross-section in which each corner is round.

상기 리브(41c)와 리브(41c) 사이에는 채널(43c)이 형성된다.A channel 43c is formed between the rib 41c and the rib 41c.

또한, 라운드 모서리로 이루어진 상기 사각 형상의 리브(41c)는 돌출높이(hc)가 30㎛ 이상 ~ 200㎛ 이하의 범위에서 설정된다. In addition, the square-shaped rib 41c made of round corners has a protrusion height hc of 30 μm or more and 200 μm or less.

도 3(D)를 참조하면, 상기 마이크로 핀의 리브(41d)는 각 모서리가 직각으로 이루어진 사각 형상의 단면으로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 3D, the ribs 41d of the micro pins may have a rectangular cross-section in which each corner is formed at a right angle.

상기 리브(41d)와 리브(41d) 사이에는 채널(43d)이 형성된다.A channel 43d is formed between the rib 41d and the rib 41d.

또한, 직각 모서리로 이루어진 상기 사각 형상의 리브(41d)는 돌출높이(hd)가 30㎛ 이상 ~ 200㎛ 이하의 범위에서 설정된다. In addition, the rectangular rib 41d formed of a right-angled corner has a protrusion height (hd) of 30 µm or more to 200 µm or less.

여기서 각 리브(41a~41d)의 최대 높이가 200㎛이하의 범위에서 설정되는 것은 상기 냉각수 파이프(30)의 조립 시 이루어지는 다른 부품과의 브레이징 공정에 있어서, 상기 냉각수 파이프(30)와 각 부품 사이의 접합부에서 석출물이 형성되는 현상과, 접합부가 갈라지는 균열현상 등의 이상현상을 방지하기 위함이다. Here, the maximum height of each of the ribs 41a to 41d is set in a range of 200 μm or less in the brazing process with other parts made during assembly of the cooling water pipe 30, between the cooling water pipe 30 and each component. This is to prevent abnormal phenomena such as the formation of precipitates at the junction of and cracks in the junction.

도 5를 참조하면, 상기한 바와 같이 형성되는 마이크로 핀(40)은 냉각수 파이프(30)의 내주면에 형성되어 상기 냉각수 파이프(30)를 지나가는 냉각수의 나선형 유동 경로를 형성한다. Referring to FIG. 5, micro fins 40 formed as described above are formed on the inner circumferential surface of the cooling water pipe 30 to form a spiral flow path of the cooling water passing through the cooling water pipe 30.

다시 말해, 상기 냉각수 파이프(30)는 상기 마이크로 핀(40)과 냉각수가 접촉되는 내주면에서 냉각수의 나선형 유동 경로가 형성되도록 하고, 중심부에서 냉각수의 직선형 유동 경로가 형성되도록 구성된다. In other words, the cooling water pipe 30 is configured such that a spiral flow path of the cooling water is formed on an inner circumferential surface where the micro fins 40 and the cooling water are in contact, and a linear flow path of the cooling water is formed in the center.

상기 냉각수 파이프(30)는 냉각수의 나선형 유동 경로를 형성함으로써, 상기 냉각수 파이프(30)의 내주면과 냉각수 사이의 마찰력을 감소시켜 냉각수의 유동성을 개선하고, 냉각성능을 향상시킬 수 있다. The cooling water pipe 30 forms a spiral flow path of the cooling water, thereby reducing the frictional force between the cooling water and the inner circumferential surface of the cooling water pipe 30 to improve the fluidity of the cooling water and improve cooling performance.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수 파이프는 냉각수와 접촉되는 내주면에 적용된 마이크로 핀(40)에 의해 상기 냉각수의 회전을 유도하고, 이를 통해, 상기 냉각수 파이프(30)와 냉각수 사이에서 발생하는 전단응력을 최소화할 수 있다. Therefore, the cooling water pipe according to an embodiment of the present invention induces the rotation of the cooling water by the micro fins 40 applied to the inner circumferential surface in contact with the cooling water, and through this, the shear stress generated between the cooling water pipe 30 and the cooling water Can be minimized.

더불어, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각수 파이프는 상기 마이크로 핀(40)을 적용함으로써, 상기 냉각수 파이프(30)와 냉각수 사이의 표면에 난류 흐름을 발생시켜 표면 마찰 감소를 통해 냉각수의 유동성을 개선할 수 있다. In addition, the cooling water pipe according to the embodiment of the present invention may improve the fluidity of the cooling water by reducing surface friction by generating turbulent flow on the surface between the cooling water pipe 30 and the cooling water by applying the micro fins 40. I can.

결과적으로, 상기 냉각수 파이프는 냉각성능이 향상되고, 부하 저감을 통해 연비가 향상되는 효과가 있다. As a result, the cooling water pipe has an effect of improving cooling performance and improving fuel economy through load reduction.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those of ordinary skill in the relevant technical field can use the present invention in various ways within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. It will be appreciated that it can be modified and changed.

1: EGR 쿨러
10: 쿨러 하우징
11: 커버
13: 가스 유입관
15: 가스 배출관
17: 냉각수 유입구
19: 냉각수 유출구
20: 튜브
21: 캡
30: 냉각수 파이프
40: 마이크로 핀
41: 리브
43: 채널
1: EGR cooler
10: cooler housing
11: cover
13: gas inlet pipe
15: gas discharge pipe
17: cooling water inlet
19: cooling water outlet
20: tube
21: cap
30: coolant pipe
40: micro pin
41: rib
43: channel

Claims (9)

차량의 냉각수가 이동하는 냉각수 파이프에 있어서,
상기 냉각수와 접촉되는 내주면에 복수개의 리브와 채널이 연속적으로 배치되어 상기 냉각수의 나선형 유동 경로를 형성하는 마이크로 핀이 일체로 형성되며,
상기 리브는 돌출높이가 30마이크로미터(㎛) 이상, 200마이크로미터(㎛) 이하의 범위로 설정되는 냉각수 파이프.
In the cooling water pipe through which the cooling water of the vehicle moves,
A plurality of ribs and channels are continuously disposed on an inner circumferential surface in contact with the cooling water to integrally form micro fins forming a spiral flow path of the cooling water,
The rib has a protrusion height of 30 micrometers (㎛) or more and a cooling water pipe set in a range of 200 micrometers (㎛) or less.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 핀은
일정형상으로 형성된 복수개의 리브와 채널이 상기 냉각수가 이동되는 직선방향을 기준으로 헬릭스 각을 이루며 배치되는 냉각수 파이프.
The method of claim 1,
The micro pins are
A cooling water pipe in which a plurality of ribs and channels formed in a predetermined shape form a helix angle based on a linear direction in which the cooling water moves.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 핀은
상기 냉각수가 이동되는 직선방향을 기준으로 35°~ 45°범위에서 경사지게 형성되는 냉각수 파이프.
The method of claim 1,
The micro pins are
A cooling water pipe formed to be inclined in a range of 35° to 45° based on a linear direction in which the cooling water is moved.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 핀은
상기 리브가 삼각 형상의 단면으로 이루어지는 냉각수 파이프.
The method of claim 1,
The micro pins are
A cooling water pipe in which the rib has a triangular cross section.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 핀은
상기 리브가 타원 형상의 단면으로 이루어지는 냉각수 파이프.
The method of claim 1,
The micro pins are
The cooling water pipe in which the rib has an elliptical cross section.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 핀은
상기 리브가 사각 형상의 단면으로 이루어져 각 모서리가 라운드로 형성되는 냉각수 파이프.
The method of claim 1,
The micro pins are
A cooling water pipe in which the ribs have a rectangular cross section and each corner is formed in a round shape.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 핀은
상기 리브가 사각 형상의 단면으로 이루어져 각 모서리가 직각으로 형성되는 냉각수 파이프.
The method of claim 1,
The micro pins are
A cooling water pipe in which the ribs have a rectangular cross section and each corner is formed at a right angle.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 핀은
스테인리스(Stainless) 소재로 이루어지는 냉각수 파이프.
The method of claim 1,
The micro pins are
Cooling water pipe made of stainless material.
제1항에 있어서,
차량의 EGR 쿨러의 쿨러 하우징과 브레이징 공정을 통해 접합되어 냉각수가 상기 쿨러 하우징으로 유입 및 유출되도록 구성되는 냉각수 파이프.
The method of claim 1,
A cooling water pipe that is joined to a cooler housing of an EGR cooler of a vehicle through a brazing process to allow cooling water to flow into and out of the cooler housing.
KR1020190062274A 2019-05-28 2019-05-28 Cooling pipe KR20200136578A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190062274A KR20200136578A (en) 2019-05-28 2019-05-28 Cooling pipe
US16/600,796 US20200378693A1 (en) 2019-05-28 2019-10-14 Cooling pipe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190062274A KR20200136578A (en) 2019-05-28 2019-05-28 Cooling pipe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200136578A true KR20200136578A (en) 2020-12-08

Family

ID=73549487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190062274A KR20200136578A (en) 2019-05-28 2019-05-28 Cooling pipe

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20200378693A1 (en)
KR (1) KR20200136578A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
US20200378693A1 (en) 2020-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8069905B2 (en) EGR gas cooling device
JP4756585B2 (en) Heat exchanger tube for heat exchanger
JP5112304B2 (en) Heat exchanger
EP1996891B1 (en) Heat exchanger for egr-gas
US20070017661A1 (en) Heat exchanger
KR20150043388A (en) Heat exchanger insert
CN104736959A (en) Heat exchanger
JPWO2019189924A1 (en) Header plateless heat exchanger
JP2008014566A (en) Flat heat transfer tube for heat exchanger, and multitubular heat exchanger and egr gas cooling apparatus incorporating the heat transfer tube
JP2006118436A (en) Bonnet for egr gas cooling device
US20190186431A1 (en) Tube, in particular a flat tube for an exhaust gas cooler and exhaust gas cooler
CN206709671U (en) A kind of heat exchanger tube and heat exchanger with inner fin
KR102173398B1 (en) Exhaust gas cooling device
CN110832178A (en) Intercooler
JP2006057473A (en) Egr gas cooling device
EP2764231B1 (en) Heat exchanger for gases, especially engine exhaust gases
US10837708B2 (en) Plate type heat exchanger for exhaust gas
JP2005180268A (en) Egr cooler for engine
KR20200136578A (en) Cooling pipe
CN106871689B (en) A kind of heat exchanger tube and heat exchanger with inner fin
JP2016023550A (en) Corrugated fin heat exchanger
KR100256515B1 (en) An egr gas cooling device
JP2004077024A (en) Exhaust heat exchanger device
KR20200142383A (en) Cooler for vehicle
CN211120777U (en) Novel aluminum plate fin type inner fin based on heat exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application