WO2016133229A1 - 냉각수 유로형 이지알 쿨러 - Google Patents

냉각수 유로형 이지알 쿨러 Download PDF

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WO2016133229A1
WO2016133229A1 PCT/KR2015/001565 KR2015001565W WO2016133229A1 WO 2016133229 A1 WO2016133229 A1 WO 2016133229A1 KR 2015001565 W KR2015001565 W KR 2015001565W WO 2016133229 A1 WO2016133229 A1 WO 2016133229A1
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WO
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housing
ladder plate
coupling
flow path
coolant
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/001565
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Inventor
박문걸
황제성
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주식회사 다우정밀
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    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/20—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for cooling
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • 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
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a coolant flow path type easy cooler, and more particularly, to a coolant flow path type easy cooler capable of improving the airtightness of a housing to prevent leakage of the coolant.
  • EGR EXHAUST-GAS RECIRCULATION
  • EZR cooler is a device to increase the EGR rate by reducing the temperature of exhaust gas.
  • the EZC cooler is coupled to a housing part such as an upper body and a lower body to form a housing into which a cooling device is inserted, and an adapter and a plug are provided to enable exhaust gas to be transferred to the cooling device.
  • An object of the present invention is to provide a cooling water flow path type easy cooler which improves the airtightness of a housing to prevent leakage of cooling water and improves rigidity.
  • a coolant flow path type easy cooler comprising: a housing including a first body and a second body facing each other, a coupling part coupling the first body and the second body, and a cooling device coupled to the housing. Characterized in that it comprises a ladder plate and spaced apart to seal the gap between the ladder plate and the housing.
  • the coupling portion is formed on the edge of the first body is characterized in that it comprises a coupling end in contact with the inner surface of the second body.
  • the coupling end is formed shorter than the edge length of the first body to secure the coupling space of the ladder plate, characterized in that the leakage preventing portion is formed on both ends of the edge of the first body and the second body.
  • the ladder plate is recessed and accommodated inside the housing, characterized in that the sealing space for forming a paste coating space is formed.
  • the leak prevention part may include an extension piece extending from the second body to the first body side and an accommodation part formed in the first body so that the extension piece is accommodated.
  • the sealing part is formed so as to correspond to the boundary of the first and second bodies, characterized in that it comprises a receiving groove filled with the paste when the paste is applied for the coupling of the housing and the ladder plate.
  • the paste is filled in the sealing portion formed on the ladder plate when the paste is applied to the housing and the ladder plate, the airtightness can be improved and the sealing space when the ladder plate and the housing are combined.
  • An addition is formed to form a wider coating area of the paste, thereby improving the airtight quality reliability of the product.
  • the rigidity is improved by the structure in which the coupling portion is formed stepped so that the shape of the housing can be continuously maintained, it is possible to prevent the sag caused by the jig during welding.
  • the present invention has the effect of improving the assembly by the coupling portion.
  • FIG. 1 is a perspective view of a coolant flow path type EZ cooler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a coolant flow path type EZ cooler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of the coolant flow path type EZ cooler according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a view showing a coupling portion of the coolant flow path type easy cooler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a sealing portion of the coolant flow path type easy cooler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a sealing space of the coolant flow path type easy cooler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing the flow of the exhaust gas and the coolant of the coolant flow path type EZ cooler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a velocity distribution diagram of the coolant by the double pool of the coolant flow path type easy cooler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a coolant flow path type easy cooler according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a coolant flow path type easy cooler according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a coolant flow path type EZ cooler according to an embodiment
  • FIG. 4 is a view illustrating a coupling portion of a coolant flow path type RIG cooler according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a coolant according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a sealing portion of the flow path-type easy cooler
  • Figure 6 is a view showing a sealing space of the cooling water flow path-type easy cooler according to an embodiment of the present invention
  • Figure 7 is a cooling water flow path according to an embodiment of the present invention
  • 8 is a view showing the flow of the exhaust gas and the coolant of the type EZR cooler
  • FIG. 8 is a velocity distribution diagram of the coolant by the double pool of the coolant channel type EZR cooler according to an embodiment of the present invention.
  • the coolant flow path type EZ cooler 100 includes a housing 110, a coupling part 120, a ladder plate 140, and a sealing part 150. Include.
  • the housing 110 is composed of a first body 112 and a second body 114 facing each other.
  • the first body 112 and the second body 114 are divided into upper and lower parts, each made of a 'c' cross-section facing each other, and a coupling part to be described later.
  • Coupled by the 120 is formed a housing 110 of a square tube shape.
  • the first body 112 is provided at an upper portion, and the second body 114 is provided at a lower portion.
  • the housing 110 is provided with a coolant inlet 115 and a coolant outlet 113 through which coolant for introducing heat to the cooler 160 to be described later is introduced to the outside. That is, the coolant inlet 113 is formed at the rear end of the first body 112, and the coolant inlet 115 is formed at the front end of the second body 114.
  • Coupling portion 120 is to combine the first body 112 and the second body 114, is formed on the edge of the first body 112, the coupling end 122 in contact with the inner surface of the second body (114) It includes. Since the first and second bodies 112 and 114 have a 'c' cross-sectional shape, the coupling end 122 extends downwardly from both side edges of the first body 112 to the inner side surfaces of both sides of the second body 114. You will come across. To this end, the coupling end 122 is formed to be terminal, and the joints of the first body 112 and the second body 114 may maintain a horizontal line.
  • the coupling end 122 is formed in the first body 112 in the present embodiment, the coupling end 122 may be formed in the second body 114, and the first and second bodies 112 and 114 may be formed. Various design changes are possible.
  • Coupling end 122 is formed shorter than the entire length of the first body (112). This is to secure the coupling space of the ladder plate 140 to be described later.
  • Ladder plate 140 is formed with a plurality of inlet 142 partitioned at predetermined intervals so that the object to be cooled is introduced into the cooling device 160, the front end of the housing 110 by the bundle processing of the cooling device 160 The rear end is provided, respectively, since the coupling end 122 is formed shorter than the edge length of the first body 112, the ladder plate 140 is accommodated into the housing 110 does not protrude out of the housing 110. . In addition, since the ladder plate 140 is supported by the coupling end 122, it may be prevented from being pushed into the housing 110.
  • the ladder plate 140 is coupled to the housing 110 to space the cooling device 160.
  • Ladder plate 140 includes a partition frame 146 to form a plurality of inlets 142 by partitioning the space of the outer frame 144 and the outer frame 144 to form an outer side by side. That is, since the cooling device 160 is fitted between the partition frames 146, the cooling devices 160 may be spaced apart by the thickness of the partition frame 146.
  • the ladder plate 140 is recessed and accommodated inside the housing 110 to form a sealing space 155 to secure the paste coating space. That is, the ladder plate 140 is accommodated inside the housing 110, the back surface of the ladder plate 140 is supported by the coupling end 122, the front of the ladder plate 140 is the end of the housing 110 More recessed to form the sealing space 155 as shown in Figures 2 and 6. For this reason, an end portion of the cooling device 160 provided in the inlet portion 142 protrudes to the front side of the ladder plate 140. Accordingly, since the paste is applied to the sealing space 155 when the paste is applied, a large amount of paste may be applied.
  • the paste is made of nickel paste.
  • the end of the cooling device 160 also protrudes 0.1 mm outside the ladder plate 140 to form a sealing space 155 and seal the sealing plate.
  • the paste is applied to the space 155 and welded in a vacuum furnace, whereby the welding efficiency can be improved.
  • the sealing part 150 seals the gap between the ladder plate 140 and the housing 110, and bonds the housing 110 and the ladder plate 140 to correspond to the boundaries of the first and second bodies 112 and 114.
  • the paste is applied, the paste is formed into a receiving groove filled with the paste.
  • the gap between the first and second bodies 112 and 114 may also be sealed, so that a large amount of leak occurs. Leakage can be suppressed.
  • the leak prevention parts 130 are formed at both ends of the edges of the first body 112 and the second body 114.
  • the leak prevention part 130 may include an accommodating part formed in the first body 112 so that the extension piece 132 and the extension piece 132 extending from the second body 114 to the first body 112 side are accommodated ( 134). This is because the coupling end 122 does not extend to both ends of the first body 112, both ends of the first body 112 and the second body 114 may have a gap, the leak prevention portion 130 This can be prevented.
  • the cooling device 160 is provided in the housing 110 to form a flow path of the exhaust gas.
  • the inner surface of the housing 110 is formed to be largely spaced apart from the cooling device 160, the cooling device 160 provided in the housing 110 to the ladder plate 140 and the cooling device 160 described above. It is supported by a plurality of embosses formed. This is for the smooth flow of the coolant introduced and discharged into the housing 110 through the coolant inlet 115 and the coolant outlet 113 of the housing 110.
  • the front of the ladder plate 140 is provided with a partition bar 148 for dividing the cooling device 160 into the first group (A) and the second group (B).
  • the first group (A) is the upper end of the six pin cover 162 through which the exhaust gas flows from the adapter 185
  • the second group (B) is the six pin cover 162 through which the exhaust gas is reflowed by the medium.
  • the partition bar 148 is horizontally provided in the center of the front of the ladder plate 140, and the concave-convex 149 is formed on the rear surface to correspond to the recessed structure of the ladder plate 140.
  • the unevenness 149 may be accommodated in the sealing space 155 to accurately partition the cooling device 160 and maintain airtightness.
  • Support emboss 163 is formed at the central portions of both sides of the cooling device 160 to support the joints of the first body 112 and the second body 114.
  • the support emboss 163 supports the coupling end 122 of the first body 112 to space the cooling device 160 and to prevent the joint portion of the housing 110 from sagging.
  • the cooling device 160 includes a plurality of fin covers 162 having a tubular shape so as to form a flow path of the exhaust gas, and are formed inside the fin cover 162 and have a regular square wave shape to form the fin cover 162. It includes a fin structure that partitions the space. The fin structure is formed with the same length as the length of the pin cover 162 in the longitudinal direction. In addition, a plurality of bent surfaces that are bent in the width direction to form a square wave shape, and an inner surface perpendicular to two inner surfaces of the bent surface facing the pin cover 162 is curved at predetermined intervals. .
  • a plurality of guide embosses 164 are formed on the upper and lower surfaces of each pin cover 162 to support the pin cover 162 spaced apart from each other and guide the flow of the coolant flowing into the housing 110.
  • the interval of the pin cover 162 may be changed in consideration of the smooth flow of the cooling water.
  • the guide emboss 164 is formed on the inner surface of the housing 110 to correspond to the guide emboss 164 of the pin cover 162. Accordingly, the guide emboss 164 of each pin cover 162 is supported and spaced apart from each other, and the outermost pin cover 162 is also spaced from the housing 110.
  • the guide emboss 164 includes a straight emboss 166 and a curvature emboss 167 to guide the coolant flowing into the coolant inlet 115 of the housing 110 to the coolant outlet 113 of the housing 110. do.
  • the straight emboss 166 and the curvature emboss 167 guide the flow of the coolant to be parallel to the direction of the exhaust gas flowing along the longitudinal direction of the fin cover 162.
  • a baffle 170 is provided between the housing 110 and the cooling device 160 to prevent the flow of cooling water from being biased. As shown in FIG. 2, the baffle 170 is provided in plurality at an upper end of the cooling device 160. The baffle 170 is provided in a direction crossing the pin cover 162, and a protrusion 172 is formed to be sandwiched between the pin covers 162. The baffle 170 prevents the coolant flowing through the coolant inlets 142 and 115 formed in the second body 114 from flowing to the coolant outlet 113 by the pressure at the shortest distance, and cooling By passing the entire surface of the device 160 evenly, the heat exchange efficiency of the cooling water and the exhaust gas is improved.
  • Adapter 185 for introducing or discharging the exhaust gas into the housing 110 and a stopper 190 provided in the housing 110 to reverse the flow of the exhaust gas.
  • the adapter 185 is connected with the EGR and connected by the housing 110 and the flange 180.
  • the stopper 190 may be introduced into the pin cover 162 1 group A through the adapter 185 to reflow the exhaust gas that is cooled and discharged into the pin cover 162 2 group B. It is formed in an arc shape at the end of the housing 110 which is symmetric to the 185.
  • the first group (A) is the upper end of the six pin cover 162 through which the exhaust gas flows in from the adapter 185 as shown in FIG. 2, and the second group (B) reintroduces the exhaust gas by the medium. It is the lower end of the six pin cover 162.
  • the assembly of the coolant flow path type RIG cooler 100 is arranged.
  • the fin covers 162 are arranged side by side, and the baffle 170 is connected to the fin cover 162. Secure to the top.
  • Guide embosses 164 are formed on both sides of each of the pin covers 162 so that the pin covers 162 may be spaced apart from each other.
  • the protrusion 172 of the baffle 170 is fitted between each of the pin cover 162 is coupled.
  • the ladder plate 140 is fitted to the front and rear ends of each pin cover 162.
  • Ladder plate 140 is formed in the inlet is formed so that each pin cover 162 may be fixed to bundle each pin cover 162.
  • the housing 110 is coupled to the circumference of the cooling device 160.
  • the housing 110 is composed of a first body 112 provided at the upper portion and a second body 114 provided at the lower portion, and is formed in a 'c'-shaped cross-section facing each other, thereby being fastened by the coupling part 120. It is formed in the shape of a square tube. That is, as shown in FIG. 4 or 5, the coupling end 122 provided at the edge of the first body 112 is in contact with the inner surface of the edge of the second body 114, the first by welding The body 112 and the second body 114 is coupled.
  • the coupling end 122 is formed by refraction from the first body 112 by the thickness of the second body 114, when the first body 112 and the second body 114 are coupled, the first body 112 and the first body 112 are formed. 2 body 114 can ensure the flatness.
  • the extension pieces 132 formed at both ends of the edge of the second body 114 are engaged with the receiving portion 134 of the first body 112.
  • the cooling device 160 is fixed inside the housing 110 coupled as described above.
  • the cooling device 160 is inserted into the housing 110, and the guide emboss 164 formed on the inner surface of the housing 110 contacts the guide emboss 164 on the outermost side of the pin cover 162 to be spaced apart from each other. do.
  • the support emboss 163 is formed in the center of both sides of the cooling device 160, the support emboss 163 is in contact with the coupling end 122 of the first body (112).
  • the ladder plate 140 coupled to the front end and the rear end of the cooling device 160 to bundle and fix the cooling device 160 is recessed and received in the front end and the rear end of the housing 110.
  • the ladder plate 140 is accommodated in the housing 110 and is brought into contact with and supported by the coupling end 122.
  • the ladder plate 140 is housed in the housing 110 is 0.1mm recessed. This may form the sealing space 155 on the front of the ladder plate 140, thereby ensuring a space for applying a large amount of paste can improve the airtightness.
  • the flange 180 is coupled to the front end of the housing 110, and the stopper 190 is coupled to the rear end of the housing 110 to complete the coupling.
  • nickel paste is applied to the joints of the respective parts, and is heated and welded at 1800 ° C. in a vacuum furnace. Since the central portion of the housing 110 coupled by the coupling portion 120 at the time of welding is supported by the support emboss 163, sag due to the jig can be prevented.
  • the front and rear edges of the housing 110, which the coupling end 122 does not cover, are firmly fixed to prevent leakage by the leak prevention part 130.
  • a portion of the joints of the first and second bodies 112 and 114 of the housing 110 that corresponds to the leak prevention part 130 is most generated, and the ladder plate corresponding thereto.
  • the sealing part 150 formed as a receiving groove is formed in the 140 so that the paste is filled in the sealing part 150 when the paste is applied, thereby improving the airtight performance.
  • the adapter 185 for introducing or discharging the exhaust gas into the housing 110 using the flange 180 coupled to the housing 110 is mounted. Accordingly, the exhaust gas flows into the first group A, which is the upper end of the cooling device 160, through the adapter 185 and is returned by the stopper 190 to flow into the second group B, which is the lower end, to the adapter 185. Is discharged through.
  • the flow of the exhaust gas is made through the fin cover 162, the fin cover 162 is provided with a fin structure, the fin structure is formed by the curved wave form curved in the longitudinal direction to optimize the vortex generated in the exhaust gas
  • the residence time is maximized while minimizing resistance to exhaust gas flow. Therefore, the cooling water and heat exchange efficiency supplied to the housing 110 may be maximized.
  • the coolant flowing through the coolant inlet 115 of the housing 110 is guided by the guide emboss 164 formed in the pin cover 162.
  • the guide emboss 164 includes a straight emboss 166 and a curvature emboss 167 to guide the coolant introduced through the coolant inlet 115 so that the coolant flows in parallel with the exhaust gas flowing through the pin cover 162.
  • a baffle 170 is provided between the housing 110 and the cooling device 160 to prevent the coolant from flowing from the coolant inlet 115 to the shortest distance of the coolant outlet 113.
  • the flatness of the outer surface of the housing can be secured by improving the coupling structure of the housing, and the assemblability is improved, as well as airtight assembly. Therefore, it is possible to prevent the leakage of the cooling water, and the rigidity is improved to maintain the shape of the housing continuously.

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Abstract

냉각수 유로형 이지알 쿨러에 관한 발명이 개시된다. 개시된 냉각수 유로형 이지알 쿨러는: 서로 마주보는 제1몸체와 제2몸체로 이루어지는 하우징과, 제1몸체와 제2몸체를 결합하는 결합부와, 하우징에 결합되어 냉각장치를 이격 배치하는 래더플레이트 및 래더플레이트와 하우징의 틈새를 밀봉하는 밀봉부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉각수 유로형 이지알 쿨러
본 발명은 냉각수 유로형 이지알 쿨러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하우징의 기밀성을 향상시켜 냉각수의 유출을 방지할 수 있는 냉각수 유로형 이지알 쿨러에 관한 것이다.
EGR(EXHAUST-GAS RECIRCULATION: 배출 가스 환원)장치는 차량에 장착되어 연소실에서 배기관을 통하여 배출되는 배기가스를 흡기관으로 재순환시킴으로써, 연소시 발생하는 NOx를 저감하는 장치이고, 이지알 쿨러는 재순환되는 배기가스의 온도를 감소시켜 EGR율을 높이기 위한 장치이다.
이지알 쿨러는 상부몸체, 하부몸체 등의 하우징파트가 결합되어 내부에 냉각장치가 삽입되는 하우징을 형성하고, 배기가스가 냉각장치로 열전달 가능하도록 아답터와 마개 등이 구비된다.
한편, 국내 공개특허공보 제2008-0003513호(공개일:2008.01.08.)에는 "EGR 쿨러"가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 하우징의 기밀성을 향상시켜 냉각수의 유출을 방지하고, 강성을 향상시킨 냉각수 유로형 이지알 쿨러를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러는: 서로 마주보는 제1몸체와 제2몸체로 이루어지는 하우징과, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체를 결합하는 결합부와, 상기 하우징에 결합되어 냉각장치를 이격 배치하는 래더플레이트 및 상기 래더플레이트와 상기 하우징의 틈새를 밀봉하는 밀봉부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합부는 상기 제1몸체의 가장가리에 형성되어 상기 제2몸체의 내면에 접하는 결합단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합단은 상기 제1몸체의 가장자리 길이보다 짧게 형성되어 상기 래더플레이트의 결합공간을 확보하고, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 가장자리 양단부에는 리크방지부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 래더플레이트는 상기 하우징의 내측으로 함몰 수용되어 페이스트 도포공간을 확보하는 밀봉공간부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리크방지부는 상기 제2몸체에서 상기 제1몸체측으로 연장되는 연장편 및 상기 연장편이 수용되도록 상기 제1몸체에 절개 형성되는 수용부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밀봉부는 상기 제1,2몸체의 경계와 대응되도록 형성되어 상기 하우징과 상기 래더플레이트의 결합을 위한 페이스트 도포시 페이스트가 충진되는 수용홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러는 하우징과 래더플레이트의 결합을 위해 페이스트 도포시 래더플레이트에 형성되는 밀봉부에 페이스트가 채워지므로 기밀성을 향상시킬 수 있으며, 래더플레이트와 하우징의 결합시 밀봉공간부가 형성되어 페이스트의 도포면적을 넓게 형성하여 제품의 기밀품질 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 하우징의 형상을 지속적으로 유지할 수 있도록 결합부가 단차지게 형성되는 구조에 의해 강성이 향상되고, 용접시 지그에 의한 처짐 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 결합부에 의한 조립성이 향상되는 효과를 지닌다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 결합부를 보인 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 밀봉부를 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 밀봉공간부를 보인 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 배기가스와 냉각수의 흐름을 보인 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 배풀에 의한 냉각수의 속도분포도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 결합부를 보인 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 밀봉부를 보인 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 밀봉공간부를 보인 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 배기가스와 냉각수의 흐름을 보인 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 배풀에 의한 냉각수의 속도분포도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러(100)는 하우징(110), 결합부(120), 래더플레이트(140) 및 밀봉부(150)를 포함한다.
하우징(110)은 서로 마주보는 제1몸체(112)와 제2몸체(114)로 구성된다. 이를 자세히 설명하면, 도 2에서 도시된 바와 같이 제1몸체(112)와 제2몸체(114)는 상하부로 나뉘어 구성되고, 각각 서로 마주보는 'ㄷ'자 단면형상으로 이루어지며, 후술되는 결합부(120)에 의해 결합되어 사각관 형태의 하우징(110)이 형성된다.
실질적으로 도 2에서 도시된 바와 같이 제1몸체(112)는 상부에 구비되고, 제2몸체(114)는 하부에 구비된다. 그리고, 하우징(110)에는 후술되는 냉각장치(160)가 외부로 열전달하기 위한 냉각수가 유입되는 냉각수유입부(115)와 냉각수유출부(113)가 구비된다. 즉, 제1몸체(112)의 후단부에는 냉각수유출부(113)가 형성되고, 제2몸체(114)의 선단부에는 냉각수유입부(115)가 형성된다.
결합부(120)는 제1몸체(112)와 제2몸체(114)를 결합하는 것으로서, 제1몸체(112)의 가장자리에 형성되어 제2몸체(114)의 내면에 접하는 결합단(122)을 포함한다. 제1,2몸체(112,114)는 'ㄷ'자 단면 형상으로 이루어지므로 결합단(122)은 제1몸체(112)의 양측 가장자리에서 하방으로 연장되어 제2몸체(114)의 양측 가장자리 내측면에 접하게 된다. 이를 위해 결합단(122)은 단자치게 형성되고, 제1몸체(112)와 제2몸체(114)의 이음부는 수평선상을 유지할 수 있다.
본 실시예에서는 제1몸체(112)에 결합단(122)이 형성되는 것으로 도시하였지만, 결합단(122)은 제2몸체(114)에 형성될 수도 있고, 제1,2몸체(112,114)를 결합하는 다양한 설계변경이 가능하다.
결합단(122)은 제1몸체(112)의 전체 길이보다 짧게 형성된다. 이는 후술되는 래더플레이트(140)의 결합공간을 확보하기 위함이다. 래더플레이트(140)는 냉각장치(160)로 피냉각물이 유입되도록 소정간격 구획된 다수개의 유입부(142)가 형성되고, 냉각장치(160)를 묶음 처리하는 것으로 하우징(110)의 전단과 후단에 각각 구비되는데, 결합단(122)이 제1몸체(112)의 가장자리 길이보다 짧게 형성되므로써, 래더플레이트(140)는 하우징(110) 내부로 수용되어 하우징(110)의 외부로 돌출 되지 않는다. 또한, 래더플레이트(140)에는 결합단(122)에 지지되므로 하우징(110) 내부로 밀려들어가는 것을 방지할 수 있다.
래더플레이트(140)는 하우징(110)에 결합되어 냉각장치(160)를 이격 배치한다. 래더플레이트(140)는 외곽을 형성하는 외곽프레임(144)과 외곽프레임(144)의 공간을 나란하게 구획하여 다수개의 유입부(142)를 형성하는 구획프레임(146)을 포함한다. 즉, 구획프레임(146) 사이사이에 냉각장치(160)가 끼움결합되므로써, 구획프레임(146)의 두께만큼 냉각장치(160)는 이격 배치될 수 있다.
이때, 래더플레이트(140)는 하우징(110)의 내측으로 함몰 수용되어 페이스트 도포 공간을 확보하는 밀봉공간부(155)가 형성된다. 즉, 래더플레이트(140)는 하우징(110)의 내측으로 수용되고, 래더플레이트(140)의 배면은 결합단(122)에 지지되게 되는데, 래더플레이트(140)의 전면은 하우징(110)의 단부보다 함몰되어 도 2와 도 6에서 도시된 바와 같이 밀봉공간부(155)를 형성하는 것이다. 이로 인해, 유입부(142)에 구비되는 냉각장치(160)의 단부는 래더플레이트(140)의 전측으로 돌출된다. 따라서, 페이스트의 도포시 페이스트가 밀봉공간부(155)에 도포되므로 많은 양의 페이스트를 도포할 수 있다.
이러한 구조에 의해 하우징(110)과 래더플레이트(140), 래더플레이트(140)와 냉각장치(160)의 틈새를 확실하게 밀봉할 수 있다. 여기서, 페이스트는 니켈 페이스트로 이루어진다.
보다 자세하게 래더플레이트(140)가 하우징(110)의 내부로 0.1mm 함몰되므로, 냉각장치(160)의 단부 또한 래더플레이트(140) 외측으로 0.1mm 돌출되어 밀봉공간부(155)를 형성하고, 밀봉공간부(155)에 페이스트가 도포되어 진공로에서 용접되므로써, 용접효율을 향상시킬 수 있다.
밀봉부(150)는 래더플레이트(140)와 하우징(110)의 틈새를 밀봉하는 하는 것으로서, 제1,2몸체(112,114)의 경계와 대응되도록 하우징(110)과 래더플레이트(140)의 결합을 위한 페이스트 도포시 페이스트가 충진되는 수용홈으로 형성된다. 하우징(110)과 래더플레이트(140)의 틈새에 페이스트를 도포하게 되면, 밀봉부(150)에 페이스트가 충진되므로 제1,2몸체(112,114)의 틈새 또한 밀봉될 수 있어 리크발생이 많은 부위의 리크발생을 억제할 수 있다.
그리고, 제1몸체(112)와 제2몸체(114)의 가장자리 양단부에는 리크방지부(130)가 형성된다. 리크방지부(130)는 제2몸체(114)에서 제1몸체(112)측으로 연장되는 연장편(132) 및 연장편(132)이 수용되도록 제1몸체(112)에 절개 형성되는 수용부(134)를 포함한다. 이는 결합단(122)이 제1몸체(112)의 양단 끝까지 연장되지 못하므로 제1몸체(112)와, 제2몸체(114)의 양단부는 틈새가 발생할 수 있는데, 리크방지부(130)에 의해 이를 방지할 수 있다.
냉각장치(160)는 하우징(110) 내부에 구비되어 배기가스의 유로를 형성한다. 이때, 하우징(110)의 내측면은 냉각장치(160)와 이격되도록 크게 형성되며, 하우징(110) 내부에 구비되는 냉각장치(160)는 상기한 래더플레이트(140) 및 냉각장치(160)에 형성되는 복수개의 엠보에 의해 지지된다. 이는 하우징(110)의 냉각수유입부(115)와 냉각수유출부(113)를 통하여 하우징(110) 내부에 투입 및 배출되는 냉각수의 흐름이 원활하게 이루어지기 위함이다.
이때, 래더플레이트(140)의 전면에는 냉각장치(160)를 1군(A)과 2군(B)으로 나누는 구획바(148)가 구비된다. 1군(A)은 어댑터(185)로부터 배기가스가 유입되는 6개 핀커버(162)의 상단부위이고, 2군(B)은 매개에 의해 배기가스가 재유입되는 6개 핀커버(162)의 하단부위이다. 이러한 구획바(148)는 래더플레이트(140) 전면 중앙에 수평으로 구비되고, 래더플레이트(140)의 함몰된 구조와 대응되도록 배면에 요철(149)이 형성된다. 요철(149)은 밀봉공간부(155)에 수용되어 냉각장치(160)를 정확하게 구획하며, 기밀을 유지할 수 있다.
냉각장치(160)의 양측면 중앙부에는 제1몸체(112)와 제2몸체(114)의 이음부를 지지하는 지지엠보(163)가 형성된다. 지지엠보(163)는 제1몸체(112)의 결합단(122)을 지지하여 냉각장치(160)를 이격시킴은 물론, 하우징(110)의 이음부위가 처지는 것을 방지한다.
이러한 냉각장치(160)는 배기가스의 유로가 형성되도록 관체형상으로 이루어지는 복수개의 핀커버(162)와, 핀커버(162)의 내부에 내장되며 규칙적인 사각 파장 형상으로 이루어져 핀커버(162) 내부공간을 구획하는 핀구조체를 포함한다. 핀구조체는 핀커버(162)의 길이방향의 길이와 동일한 길이로 형성된다. 또한, 폭방향으로 절곡되어 사각파장 형상을 이루는 다수개의 절곡면이 형성되고, 절곡면 중 핀커버(162)의 마주하는 두 내측면과 수직한 내부면이 소정간격으로 굴곡진 파형굴곡이 형성된다.
이를 통해, 배기가스의 흐름에 따라 발생하는 관성력에 의하여 내부면에 형성된 파형굴곡을 지날 때, 배기가스에 발생하는 와류를 최적화 하여 배기가스 흐름을 막는 저항을 최소화하면서도 잔류시간을 최대화하게 된다.
각각의 핀커버(162)의 상하면에는 핀커버(162)를 상호 이격지지하고, 하우징(110)으로 유입되는 냉각수의 흐름을 안내하는 복수개의 안내엠보(164)가 형성된다. 핀커버(162)의 간격은 냉각수의 원활한 흐름 등을 고려하여 변경될 수 있다. 이때, 하우징(110)의 내측면에는 핀커버(162)의 안내엠보(164)에 대응되도록 안내엠보(164)가 형성된다. 따라서, 각각의 핀커버(162)의 안내엠보(164)는 상호 지지되어 이격지지되고, 하우징(110)으로부터 최외측 핀커버(162) 또한 이격지지된다.
이러한 안내엠보(164)는 하우징(110)의 냉각수유입부(115)로 유입된 냉각수를 하우징(110)의 냉각수유출부(113)로 안내하도록 직선엠보(166)와 곡률엠보(167)를 포함한다. 직선엠보(166)와 곡률엠보(167)는 냉각수의 흐름을 핀커버(162)의 길이방향을 따라 흐르는 배기가스의 방향과 평행하도록 안내한다.
하우징(110)과 냉각장치(160) 사이에는 냉각수의 흐름이 편중되지 않도록 하는 배플(170)이 구비된다. 배플(170)은 도 2에서 도시된 바와 같이 냉각장치(160)의 상단부에 복수개 구비된다. 배플(170)은 핀커버(162)와 교차되는 방향으로 구비되고, 핀커버(162)의 사이사이에 끼워지도록 돌출부(172)가 형성된다. 이러한 배플(170)은 제2몸체(114)에 형성되는 냉각수유입부(142)(115)를 통해 유입된 냉각수가 압에 의해 냉각수유출부(113)까지의 최단거리로 흐르는 것을 방지하고, 냉각장치(160)의 전체면을 고루 지나게 함으로써, 냉각수와 배기가스의 열교환 효율을 향상시킨다.
하우징(110)에 배기가스를 유입 또는 배출하기 위한 어댑터(185)와 배기가스의 흐름을 역변환하기 위하여 하우징(110)에 구비되는 마개(190)를 포함한다. 어댑터(185)는 EGR과 연결되며, 하우징(110)과 플랜지(180)에 의해 연결된다. 그리고, 마개(190)는 어댑터(185)를 통해 핀커버(162) 1군(A)으로 유입되어 냉각되고 배출되는 배기가스를 핀커버(162) 2군(B)으로 재유입시키기 위해 어댑터(185)와 대칭되는 하우징(110)의 단부에 호형상으로 형성된다. 여기서 1군(A)은 도 2에서 도시된 바와 같이 어댑터(185)로부터 배기가스가 유입되는 6개 핀커버(162)의 상단부위이고, 2군(B)은 매개에 의해 배기가스가 재유입되는 6개 핀커버(162)의 하단부위이다.
이하, 상기한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
도 2에서 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러(100)의 조립을 살펴보면, 각각의 핀커버(162)를 나란하게 배열하고, 배플(170)을 핀커버(162)의 상단에 고정한다. 핀커버(162) 각각의 양측면에는 안내엠보(164)가 형성되어 상호 맞닿게 되므로 핀커버(162)은 일정간격 이격 배치될 수 있다. 그리고, 배플(170)의 돌출부(172)는 핀커버(162)의 각 사이사이에 끼워져 결합된다. 또한, 각각의 핀커버(162)의 선단과 후단에는 래더플레이트(140)가 끼워진다. 래더플레이트(140)는 각각의 핀커버(162)가 끼워지도록 유입구가 형성되어 각각의 핀커버(162)를 묶음 고정할 수 있다.
이처럼 냉각장치(160)가 결합되면, 냉각장치(160)의 둘레에 하우징(110)이 결합된다. 하우징(110)은 상부에 구비되는 제1몸체(112)와 하부에 구비되는 제2몸체(114)로 이루어지며 각각 마주하는 'ㄷ'자 단면형상으로 이루어져 결합부(120)에 의해 체결됨으로써, 사각관 형상으로 형성된다. 즉, 도 4 또는 도 5에서 도시된 바와 같이 바와 같이 제1몸체(112)의 가장자리에 구비되는 결합단(122)은 제2몸체(114)의 가장자리 내측면에 접하게 되고, 용접에 의해 제1몸체(112)와 제2몸체(114)를 결합한다. 결합단(122)은 제1몸체(112)로부터 제2몸체(114)의 두께만큼 굴절되어 형성되므로 제1몸체(112)와 제2몸체(114)의 결합시 제1몸체(112)와 제2몸체(114)는 평탄도를 확보할 수 있다. 그리고, 제2몸체(114)의 가장자리 양단부에 형성된 연장편(132)은 제1몸체(112)의 수용부(134)에 맞물린다.
상기와 같이 결합된 하우징(110)의 내부에 냉각장치(160)가 고정된다. 냉각장치(160)는 하우징(110) 내부로 삽입되며, 하우징(110)의 내측면에 형성되는 안내엠보(164)는 핀커버(162)의 최외측의 안내엠보(164)와 맞닿아 상호 이격된다. 이때, 냉각장치(160)의 양측면 중앙에는 지지엠보(163)가 형성되고, 지지엠보(163)는 제1몸체(112)의 결합단(122)에 접한다.
그리고, 냉각장치(160)의 선단부와 후단부에 결합되어 냉각장치(160)를 묶음 고정하는 래더플레이트(140)는 하우징(110)의 선단부와 후단부에 함몰 수용된다. 이는 도 2 또는 도 6에서 도시된 바와 같이 래더플레이트(140)는 하우징(110)의 내측에 수용에 수용되고, 결합단(122)에 접촉되어 지지된다. 이때, 래더플레이트(140)는 하우징(110)에 0.1mm 함몰되어 수용된다. 이는 래더플레이트(140)의 전면에 밀봉공간부(155)를 형성할 수 있고, 이로 인해 많은 양의 페이스트를 도포할 수 있는 공간을 확보할 수 있어 기밀성을 향상시킬 수 있다.
하우징(110)의 선단에는 플랜지(180)가 결합되고, 하우징(110)의 후단에는 마개(190)가 결합되어 결합이 완료된다. 이처럼 하우징(110)이 결합된 이후에는 각 부품의 이음새에 니켈 페이스트가 도포되고, 진공로에서 1800℃ 가열되어 용접된다. 용접 시 결합부(120)에 의해 결합되는 하우징(110)의 중앙부는 지지엠보(163)에 의해 지지되므로 지그에 의한 처짐을 방지할 수 있다.
그리고, 결합단(122)이 커버하지 못하는 하우징(110)의 가장자리 선후단은 리크방지부(130)에 의해 유출을 방지하도록 견고히 고정된다.
특히, 도 5에서 도시된 바와 같이 하우징(110)의 제1,2몸체(112,114)의 이음부 중 리크방지부(130)와 대응되는 부위가 가장많은 리크가 발생하게 되는데, 이에 대응되는 래더플레이트(140)에 수용홈으로 형성되는 밀봉부(150)가 형성되어 페이스트 도포시 페이스트가 밀봉부(150)에 채워짐으로써, 기밀성능을 향상시킬 수 있다.
이후, 본 실시예에 의한 배기가스 재순환 및 냉각을 살펴보면, 하우징(110)에 결합되는 플랜지(180)를 이용하여 하우징(110)에 배기가스를 유입 또는 배출하기 위한 어댑터(185)가 장착된다. 따라서, 어댑터(185)를 통해 냉각장치(160)의 상단부인 1군(A)으로 배기가스가 유입되고, 마개(190)에 의해 리턴되어 하단부인 제2군(B)으로 흘러 어댑터(185)를 통해 배출된다.
이러한 배기가스의 흐름은 핀커버(162)를 통해 이루어지고, 핀커버(162)에는 핀구조체가 구비되며, 핀구조체는 길이방향으로 굴곡진 파형굴곡이 형성되어 배기가스에 발생하는 와류를 최적화 하여 배기가스 흐름을 막는 저항을 최소화하면서도 잔류시간을 최대화된다. 따라서, 하우징(110)으로 공급되는 냉각수와 열교환 효율을 극대화될 수 있다.
하우징(110)의 냉각수유입부(115)를 통해 유입되는 냉각수는 핀커버(162)에 형성되는 안내엠보(164)에 의해 안내된다. 안내엠보(164)는 직선엠보(166)와 곡률엠보(167)로 이루어져 냉각수유입부(115)를 통해 유입된 냉각수를 핀커버(162)를 흐르는 배기가스와 평행하도록 안내하여 냉각수와 배기가스의 열교환효율을 향상시킨다.
이때, 도 7에서 도시된 바와 같이 하우징(110)과 냉각장치(160) 사이에는 배플(170)이 구비되어 냉각수가 냉각수유입부(115)에서 냉각수유출부(113)의 최단거리로 흐르는 것을 방지할 수 있어 열교환효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 냉각수유입부(115)로 유입된 냉각수는 배플(170)에 부딪히게 되어, 와류가 발생되며, 안내엠보(164)를 따라 배기가스와 평행하게 이동하게 된다. 도 8에서 나타난 바와 같이 연한색으로 나타난 냉각수의 이동흐름을 확인할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러에 의하면, 하우징의 결합구조를 개선하여 하우징의 외면의 평탄도를 확보할 수 있고, 조립성이 향상됨은 물론, 기밀하게 조립되어 냉각수의 유출을 방지할 수 있으며, 하우징의 형상을 지속적으로 유지할 수 있도록 강성이 향상된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 서로 마주보는 제1몸체와 제2몸체로 이루어지는 하우징;
    상기 제1몸체와 상기 제2몸체를 결합하는 결합부;
    상기 하우징에 결합되어 냉각장치를 이격 배치하는 래더플레이트; 및
    상기 래더플레이트와 상기 하우징의 틈새를 밀봉하는 밀봉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로형 이지알 쿨러.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 결합부는 상기 제1몸체의 가장가리에 형성되어 상기 제2몸체의 내면에 접하는 결합단을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로형 이지알 쿨러.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 결합단은 상기 제1몸체의 가장자리 길이보다 짧게 형성되어 상기 래더플레이트의 결합공간을 확보하고;
    상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 가장자리 양단부에는 리크방지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로형 이지알 쿨러.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 래더플레이트는 상기 하우징의 내측으로 함몰 수용되어 페이스트 도포공간을 확보하는 밀봉공간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로형 이지알 쿨러.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 리크방지부는 상기 제2몸체에서 상기 제1몸체측으로 연장되는 연장편; 및
    상기 연장편이 수용되도록 상기 제1몸체에 절개 형성되는 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로형 이지알 쿨러.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 밀봉부는 상기 제1,2몸체의 경계와 대응되도록 형성되어 상기 하우징과 상기 래더플레이트의 결합을 위한 페이스트 도포시 페이스트가 충진되는 수용홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로형 이지알 쿨러.
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