WO2017073895A1 - 배기가스 쿨러 - Google Patents

배기가스 쿨러 Download PDF

Info

Publication number
WO2017073895A1
WO2017073895A1 PCT/KR2016/009242 KR2016009242W WO2017073895A1 WO 2017073895 A1 WO2017073895 A1 WO 2017073895A1 KR 2016009242 W KR2016009242 W KR 2016009242W WO 2017073895 A1 WO2017073895 A1 WO 2017073895A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
exhaust gas
pipe
pipe part
heat exchange
gas cooler
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/009242
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정순안
전태수
Original Assignee
한온시스템 주식회사
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 한온시스템 주식회사 filed Critical 한온시스템 주식회사
Priority to DE112016004891.2T priority Critical patent/DE112016004891T5/de
Priority to CN201680013982.5A priority patent/CN107407233A/zh
Priority to US15/548,509 priority patent/US10337468B2/en
Publication of WO2017073895A1 publication Critical patent/WO2017073895A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/32—Liquid-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/08—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1684—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/04—Tubular elements of cross-section which is non-circular polygonal, e.g. rectangular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F28F9/002—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core with fastening means for other structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0234—Header boxes; End plates having a second heat exchanger disposed there within, e.g. oil cooler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0026—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for combustion engines, e.g. for gas turbines or for Stirling engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/163—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
    • F28D7/1653—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing the conduit assemblies having a square or rectangular shape
    • F28D7/1661—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing the conduit assemblies having a square or rectangular shape with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F2009/0285—Other particular headers or end plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2280/00—Mounting arrangements; Arrangements for facilitating assembling or disassembling of heat exchanger parts
    • F28F2280/06—Adapter frames, e.g. for mounting heat exchanger cores on other structure and for allowing fluidic connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas cooler, and more particularly, to an exhaust gas cooler mounted on an engine in which a part of the exhaust gas is recycled to a combustion chamber to cool the recycle exhaust gas of the engine.
  • exhaust gas of automobiles contains a large amount of harmful substances such as carbon monoxide, nitrogen oxides, hydrocarbons, and the like.
  • harmful substances such as carbon monoxide, nitrogen oxides, hydrocarbons, and the like.
  • the generation of harmful substances increases as the engine is hot.
  • EGR exhaust gas recirculation device
  • the exhaust gas recirculation apparatus sucks a part of the exhaust gas of the vehicle together with the mixer into the combustion chamber of the engine to lower the temperature of the combustion chamber to reduce the emission of harmful substances such as nitrogen oxides and sulfur oxides.
  • the exhaust gas recirculation apparatus includes an exhaust gas cooler for lowering the temperature of the exhaust gas flowing into the combustion chamber so that the exhaust gas discharged from the combustion chamber is lowered to a predetermined temperature and introduced into the combustion chamber. ).
  • the conventional exhaust gas cooler is formed as in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0121224, or is formed as in US Patent Publication No. 2013-0213368.
  • an exhaust gas cooler includes a heat exchange tube for cooling exhaust gas with cooling water of an engine, and the heat exchange tube passes exhaust gas in one direction. It is formed so as to, and the heat radiation fin is provided in the heat exchange tube to increase the heat exchange area of the exhaust gas.
  • the exhaust gas cooler according to another conventional embodiment includes a heat exchange tube for cooling the exhaust gas with the cooling water of the engine, the heat exchange tube is one way to increase the length of the exhaust gas flow path Exhaust gas introduced into the gas is discharged in a reverse direction.
  • the exhaust gas cooler according to the conventional embodiment is provided with a heat dissipation fin to improve heat exchange performance, the heat dissipation fins can not be formed bent so that the heat exchange tube is formed extending in one direction. That is, the inlet and the outlet of the heat exchanger tube are opened on the opposite side on the coaxial side, and the flow path for communicating the inlet and the outlet of the heat exchanger tube is formed in one linear direction. As a result, the length of the exhaust gas flow path inside the heat exchange tube is relatively short, and the heat exchange performance is deteriorated.
  • the exhaust gas cooler according to another embodiment of the present invention is formed so that the heat exchange pipe is discharged in the opposite direction is discharged in the opposite direction in order to improve the heat exchange performance by increasing the length of the exhaust gas flow path inside the heat exchange tube. That is, the inlet and the outlet of the heat exchanger tube are opened to the same side on the same plane, and the flow path communicating the inlet and the outlet of the heat exchanger tube extends in one linear direction from the inlet of the heat exchanger tube and is curved along the semicircular trajectory and then in one linear direction. It extends to form a communication with the discharge port of the heat exchange tube.
  • an object of the present invention is to provide an exhaust gas cooler capable of improving heat exchange performance in a limited space.
  • the heat exchanger tube which is received in the cooling water of the engine and the exhaust gas of the engine that is heat exchanged with the cooling water passes through the inside; And a plate for mounting the heat exchange tube to the engine, wherein the heat exchange tube comprises: a first tube portion communicating with a supply port of exhaust gas and redirecting exhaust gas flowing from the supply port; A second pipe part communicating with the first pipe part and guiding exhaust gas flowing from the first pipe part in one direction; And a third pipe part communicating with the recovery port of the exhaust gas and the second pipe part and redirecting the exhaust gas flowing from the second pipe part to guide the recovery port, wherein a heat dissipation fin is formed in an inner flow path of the second pipe part.
  • the heat exchange tube comprises: a first tube portion communicating with a supply port of exhaust gas and redirecting exhaust gas flowing from the supply port; A second pipe part communicating with the first pipe part and guiding exhaust gas flowing from the first pipe part in one direction; And a third pipe part communicating with the recovery port of the exhaust gas and the second pipe part and redirecting the exhaust gas
  • the heat dissipation fins may be formed extending in one direction.
  • At least one of the first pipe part and the third pipe part may be detachably formed on the second pipe part.
  • the first pipe part, the second pipe part, and the third pipe part may be accommodated in cooling water.
  • At least one of the first pipe part and the third pipe part may include: a straight part in which a flow path extends in one direction; And a bent part extending from the straight part and the flow path is bent, and an additional heat dissipation fin may be formed in the inner flow path of the straight part.
  • Unevenness may be formed in at least one wall portion of the first pipe portion, the second pipe portion, and the third pipe portion.
  • the second distance between the center of the inlet of the first pipe and the center of the outlet of the third pipe is longer than the first distance between the center of the inlet of the first pipe and the center of the outlet of the first pipe and is equal to 20 of the first distance. It may be formed shorter than twice, and may be formed longer than the third distance between the center of the inlet of the third pipe portion and the center of the outlet of the third pipe portion and shorter than 20 times the third distance.
  • At least one of the first pipe part and the third pipe part may be curved based on a predetermined radius of curvature, and the radius of curvature may be formed longer than 6 mm and shorter than 30 mm.
  • At least one of the first pipe portion and the third pipe portion may be bent from the second pipe portion at a predetermined first angle.
  • the first angle may be formed at a right angle.
  • the first angle may be formed at an obtuse angle.
  • a pipe part bent from the second pipe part among the first pipe part and the third pipe part includes: a first portion bent from the second pipe part at the first angle; And a second portion that is bent at a predetermined second angle from the first portion, wherein the second angle may be formed at an obtuse angle.
  • the first pipe part is formed as one, and the flow path of the first pipe part is formed as one, the plurality of second pipe parts are formed, and the plurality of flow paths of the second pipe part are formed, and the third pipe part is formed as the first
  • the flow path of the three pipe part may be formed as one, the one first pipe part flow path may communicate with the plurality of second pipe part flow paths, and the one third pipe part flow path may communicate with the plurality of second pipe part flow paths.
  • the first pipe part is formed such that the flow path cross sectional area of the first pipe part is greater than or equal to the sum of the flow path cross sectional area of the second pipe part, and the third pipe part is equal to the flow path cross sectional area of the third pipe part than the sum of the flow path cross sectional area of the second pipe part. It may be formed equal or larger.
  • the heat exchange tube may be provided in plurality, and the plurality of heat exchange tubes may be stacked to be spaced apart from each other and formed in multiple stages.
  • the heat exchange tube of at least one stage of the plurality of heat exchange tubes may be formed to extend in a direction inclined to the stacking direction of the multi-stage heat exchange tube to be insulated.
  • the heat exchange tubes of at least one stage of the plurality of heat exchange tubes may be stacked in a plurality of rows by being spaced apart from each other in a direction inclined to the stacking direction of the multi-stage heat exchange tubes.
  • the exhaust gas cooler may form an appearance of the heat exchange tube and the plate, and may be inserted into a cooling water flow path inside the engine.
  • the exhaust gas cooler has a cooling water inlet through which the coolant discharged from the engine flows in, a cooling water accommodating space accommodating the cooling water introduced into the cooling water inlet, and a cooling water outlet for returning the cooling water from the cooling water accommodating space into the engine. It may further include, wherein the housing is provided on the outside of the engine, the heat exchange tube and the plate may be provided in the cooling water receiving space of the housing.
  • the exhaust gas cooler includes a first pipe portion for redirecting exhaust gas flowing into the heat exchange tube, a second pipe portion for guiding exhaust gas flowing from the first pipe portion in one direction, and the second pipe portion. And a third pipe part which redirects the exhaust gas flowing from the pipe part to guide the outside of the heat exchange tube, and the heat dissipation fin is provided in the inner flow path of the second pipe part, thereby passing the inside of the heat exchange tube in a limited space.
  • the pressure drop of the exhaust gas decreases as the flow path is gently turned, and the heat exchange area of the exhaust gas may increase. Accordingly, heat exchange performance can be improved within a limited space.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an exhaust gas cooler according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line ⁇ - ⁇ of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the exhaust gas cooler of FIG. 1 is mounted on an engine;
  • FIG. 5 to 7 are cross-sectional views showing another embodiment of the heat exchanger tube of FIG. 1, respectively;
  • FIG. 8 is an exploded perspective view illustrating an exhaust gas cooler according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 8.
  • 16 is an exploded perspective view illustrating an exhaust gas cooler according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an exhaust gas cooler according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG. 1
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line ⁇ - ⁇ of FIG. 1
  • FIG. 4 is an exhaust gas of FIG. 1. Sectional drawing showing the gas cooler mounted on the engine.
  • the exhaust gas cooler 2 includes the exhaust gas of the engine 1 accommodated in the cooling water of the engine 1 and heat-exchanged with the cooling water. It may include a heat exchange tube 21 passing through the inside and a plate 22 for mounting the heat exchange tube 21 to the engine (1).
  • the heat exchange tube 21 may include a first pipe part 211 communicating with the exhaust gas supply port 121, a third pipe part 213 communicating with the exhaust gas recovery port 122, and the first pipe part 211.
  • the second pipe part 212 communicating with the third pipe part 213 may include a heat dissipation fin 214 provided in the inner passage of the second pipe part 212.
  • the exhaust gas supply port 121 and the exhaust gas recovery port 122 are formed on the engine 1 side, and may be formed to be spaced apart from each other on the same plane and open in the same direction.
  • the separation direction from the exhaust gas supply port 121 to the exhaust gas recovery port 122 side is referred to as the + x axis direction (left side in FIG. 4), and the opposite direction to the + x axis direction is referred to as the -x axis direction.
  • the + y-axis direction upper direction in FIG. 4
  • the + y-axis direction The opposite direction is called the -y axis direction (up and down direction in Fig. 4), and one direction perpendicular to the x axis and the y axis is called the + z axis direction (direction to enter the ground in Fig. 4), and the opposite of the + z axis direction
  • the direction will be referred to as the -z axis direction (direction coming out of the ground in Fig. 4).
  • the first pipe part 211 may be formed to redirect the exhaust gas flowing in the + y-axis direction from the exhaust gas supply port 121 in the + x-axis direction to guide the second pipe part 212.
  • the first pipe portion 211 has a smooth and smooth flow of the exhaust gas passing through the first pipe portion 211, thereby reducing the pressure drop of the exhaust gas and increasing the flow rate, thereby improving heat exchange performance.
  • the curvature may be curved based on a predetermined radius of curvature R.
  • the radius of curvature R of the first pipe part 211 is a distance from the center of curvature O of the first pipe part 211 to the center of the flow path (hereinafter, referred to as a first flow path) of the first pipe part 211. It is measured, it may be preferable that the length of the heat exchanger tube 21 is shorter than 6 mm so as to allow the manufacture of the first pipe part 211, and the overall size of the heat exchanger tube 21 is increased so as not to be inserted into the limited space. .
  • the first pipe part 211 may be formed as one, unlike the second pipe part 212 provided in plural as described below. That is, the cross-sectional area of the first flow path is formed so that the first flow path is formed in one, and one first flow path can communicate with all the flow paths (hereinafter, the second flow path) of the plurality of second pipe parts 212.
  • the plurality of second flow path cross-sectional areas may be greater than or equal to the sum.
  • the sum of the cross-sectional areas of the first flow paths is equal to that of the exhaust gas supply port 121.
  • the resistance may increase to increase the pressure drop of the exhaust gas.
  • the first pipe portion 211 of the present embodiment may be formed as one so that the exhaust gas pressure drop at the inlet of the first pipe portion 211 is suppressed.
  • the first pipe part 211 is configured such that the exhaust gas is redirected at both ends of the second pipe part 212 while the heat exchange tube 21 has a heat dissipation fin 214 inside the second pipe part 212. In order to be configured, it may be detachably formed on the second pipe part 212.
  • first pipe part 211 is located on one side of the first virtual surface including a stream of exhaust gas passing through the first flow path so that manufacturing is easy and manufacturing cost is reduced.
  • the pipe first piece 211A may be coupled to the first pipe second piece 211B positioned on the other side with respect to the first virtual surface.
  • the second pipe part 212 may be formed to extend in one direction so that the exhaust gas passing through the second pipe part 212 flows in one direction (x-axis direction). That is, the second pipe part 212 is discharged in the + x axis direction while maintaining the flow direction of the exhaust gas flowing from the first pipe part 211 in the + x axis direction is guided to the third pipe part 213. It may be formed to.
  • the second pipe part 212 is provided in plural to increase the heat exchange area, and the plurality of second pipe parts 212 may be formed in multiple stages by being spaced apart from each other in the y-axis direction or spaced apart from each other in the z-axis direction. It may be stacked so as to be formed in multiple rows. In the present embodiment, the plurality of second pipe parts 212 may be stacked in the y-axis direction.
  • the second pipe part 212 is located at one side of the second pipe 212 based on a second virtual surface including a stream of exhaust gas passing through the second flow path so that manufacturing is easy and manufacturing cost is reduced.
  • the pipe first piece 212A may be coupled to the second pipe second piece 212B positioned on the other side with respect to the second virtual surface.
  • the third pipe part 213 may be formed to be symmetrical with the first pipe part 211 based on a third virtual surface perpendicular to the x-axis and including the center of the second pipe part 212.
  • the third pipe part 213 may be formed to redirect the exhaust gas flowing in the + x axis direction from the second pipe part 212 in the -y axis direction to guide the exhaust gas recovery port 122.
  • the third pipe portion 213 has a smooth and smooth flow of the exhaust gas passing through the third pipe portion 213, thereby reducing the pressure drop of the exhaust gas and increasing the flow rate, thereby improving heat exchange performance.
  • the curvature may be curved based on a predetermined radius of curvature R.
  • the radius of curvature R of the third pipe part 213 is a distance from the center of curvature O of the third pipe part 213 to the center of the flow path (hereinafter, the third flow path) of the third pipe part 213. It is measured, it may be longer than 6mm to allow the manufacture of the third pipe portion 213, and the overall size of the heat exchange tube 21 may be formed shorter than 30mm to prevent the problem that is not inserted into the limited space. .
  • the third pipe part 213 may be formed as one such that the exhaust gas pressure drop at the discharge port of the third pipe part 213 is suppressed like the first pipe part 211. That is, the third flow path is formed as one, and the cross-sectional area of the third flow path is formed to be greater than or equal to the sum of the cross-sectional areas of the plurality of second flow paths so that one third flow path can communicate with all of the plurality of second flow paths. Can be.
  • the third pipe part 213 is configured such that the exhaust gas is redirected at both ends of the second pipe part 212 while the heat exchange tube 21 has a heat dissipation fin 214 inside the second pipe part 212. In order to be configured, it may be detachably formed on the second pipe part 212.
  • the heat dissipation fin 214 may be provided inside the second pipe part 212 in a state in which the first pipe part 211 and the third pipe part 213 are separated from the second pipe part 212. .
  • the third pipe part 213 is located at one side with respect to a fourth virtual surface including a stream of exhaust gas passing through the third flow path so that manufacturing is easy and manufacturing cost is reduced.
  • the pipe first piece 213A may be coupled to the third pipe second piece 213B positioned on the other side with respect to the fourth virtual surface.
  • the first distance D1 in the y-axis direction between the center C11 of the inlet port of the first pipe part 211 and the center C12 of the discharge port of the first pipe part 211 is provided. It is formed to be equal to the third distance D3 in the y-axis direction between the center C31 of the inlet of the third pipe 213 and the center C32 of the outlet of the third pipe 213, and the first pipe 211.
  • X distance in the x-axis direction between the center (C11) of the inlet of the inlet port and the center (C32) of the discharge port of the third pipe portion 213 than the first distance (D1) and the third distance (D3) Can be formed remotely.
  • the second distance D2 is longer than one time of the first distance D1 and one time of the third distance D3 so that the pressure drop of the exhaust gas is reduced and is easy to manufacture. It may be preferable that the overall size of 21) be shorter than 20 times the first distance D1 and 20 times the third distance D3 to prevent the problem of not being inserted into the limited space.
  • the heat dissipation fin 214 is provided with a plurality of heat dissipation plate members 214A which are formed in a wave shape shown in FIG. 2 or an offset type shown in FIG. 8 and extend in one direction, and the plurality of heat dissipation plate members 214A. Are arranged in parallel to be spaced apart from each other, it can be formed in a rectangular shape as a whole. That is, the heat dissipation fins 214 may extend in one direction as a whole.
  • the heat dissipation fin 214 is configured to include the heat dissipation plate member 214A of wave type or offset type, and thus cannot be bent as a whole.
  • the heat radiation fins 214 are bent after extending in one direction, at least some of the flow paths inside the heat radiation fins 214 are blocked, and heat exchange performance may be reduced, or cracks may be generated in the heat radiation plate member 214A. have.
  • the heat dissipation fin 214 of the present embodiment is not formed to be bent, is not provided in the bending section of the heat exchange tube 21, is formed extending in one direction is a straight section of the heat exchange tube 21 (the 2 inside the pipe portion 212).
  • the plate 22 is formed in a plate shape to form a body portion 221 to form an appearance of the plate 22, and penetratingly formed on one side of the body portion 221, the inlet and the exhaust of the first pipe portion 211
  • the first communication hole 222 communicating with the gas supply port 121, is formed through the other side of the body portion 221 to communicate the discharge port of the third pipe portion 213 and the exhaust gas recovery port 122.
  • the fastening hole 224 is formed through the second communication hole 223 and the outer peripheral portion of the body portion 221 is inserted into a fastening member (not shown) for fastening the plate 22 to the engine 1 side. It may include.
  • the heat exchange tube 21 and the plate 22 form an exterior of the exhaust gas cooler 2 as shown in FIG. It can be inserted into the cooling water flow path. That is, the exhaust gas cooler 2 may be modularized into the heat exchange tube 21 and the plate 22 so as to be detachable from the cooling water flow path inside the engine 1.
  • reference numeral 11 denotes a portion of the engine 1 serving as the housing 23 of the exhaust gas cooler 2 containing the coolant
  • reference numeral 12 denotes a portion of the engine 1.
  • Another part of the engine 1 is shown. Thereby, the number, size, weight, manufacturing cost and replacement cost of the exhaust gas cooler 2 can be reduced. In addition, the overall number of parts, size, weight, manufacturing cost and maintenance cost of the engine 1 on which the exhaust gas cooler 2 is mounted can be reduced.
  • some of the exhaust gas discharged from the combustion chamber (not shown) of the engine 1 may be guided to the exhaust gas supply port 121 formed in the engine 1 and discharged from the exhaust gas supply port 121. have.
  • the exhaust gas discharged from the exhaust gas supply port 121 may be cooled while passing through the exhaust gas cooler 2. More specifically, the exhaust gas discharged from the exhaust gas supply port 121 may be cooled by the cooling water passing through the internal flow path of the heat exchange tube 21 and accommodated in the heat exchange tube 21.
  • heat exchange between the exhaust gas and the coolant may be generated in the first pipe part 211 and the third pipe part 213 as well as the second pipe part 212 of the heat exchange tube 21.
  • the exhaust gas cooled by the cooling water may be discharged from the heat exchange tube 21 and introduced into the exhaust gas recovery port 122 formed in the engine 1.
  • the exhaust gas introduced into the exhaust gas recovery port 122 flows into a combustion chamber (not shown) of the engine 1 together with a mixer, and lowers the temperature of the combustion chamber (not shown) to generate nitrogen oxides or sulfur oxides. Can be suppressed.
  • the exhaust gas cooler 2 of the present embodiment the first pipe portion 211, the first pipe portion 211 for redirecting the exhaust gas flowing in the + y-axis direction to the heat exchange tube 21 in the + x-axis direction.
  • the second pipe portion 212 for guiding and discharging the exhaust gas flowing in the + x axis direction from the + x axis direction, and the exhaust gas flowing in the + x axis direction from the second pipe portion 212 in the -y axis direction.
  • a heat dissipation fin 214 is provided in the inner flow path of the third pipe part 213 and the second pipe part 212 to be redirected to the exhaust pipe flow path passing through the inside of the heat exchange pipe 21 in a limited space. As the length is increased and the flow path is gently turned, the pressure drop of the exhaust gas is reduced, and the heat exchange area of the exhaust gas can be increased. Accordingly, the heat exchange performance between the exhaust gas and the cooling water can be improved within the limited space.
  • the exhaust gas cooler 2 is modularized into the heat exchange tube 21 and the plate 22, and is formed to be inserted (removable) into the cooling water flow path inside the engine 1.
  • the number of parts, size, weight, manufacturing cost and replacement cost of (2) can be reduced.
  • the overall number of parts, size, weight, manufacturing cost and maintenance cost of the engine 1 on which the exhaust gas cooler 2 is mounted can be reduced.
  • the first pipe part 211 and the third pipe part 213 are each bent on the second pipe part 212 based on a predetermined radius of curvature R, and the heat dissipation fins 214 are formed. Is provided in the inner passage of the second pipe portion 212, there may be another embodiment as shown in Figs.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the heat exchanger tube of FIG. 1.
  • At least one of the first pipe part 211 and the third pipe part 213 is bent from the second pipe part 212 at a predetermined first angle ⁇ based on a z axis.
  • the first angle ⁇ may be formed at a right angle.
  • the first angle ⁇ is measured at a smaller angle among angles formed by the streamline of one of the first pipe part 211 and the third pipe part 213 and the streamline of the second pipe part 212.
  • both the first pipe part 211 and the third pipe part 213 may be bent from the second pipe part 212 at the first angle ⁇ .
  • the configuration and effect of the embodiment shown in FIG. 5 may be similar to the above-described embodiment.
  • first pipe part 211 and the third pipe part 213 may be inserted into and fastened to the first communication hole 222 and the second communication hole 223 of the plate 22, respectively, as shown in FIG. 5.
  • an extension direction (y-axis direction) of the first pipe part 211 and the third pipe part 213 is an extension direction (y) of the first communication hole 222 and the second communication hole 223. Axial direction) so that the first pipe part 211 and the third pipe part 213 are more easily inserted into the first communication hole 222 and the second communication hole 223 than in the above-described embodiment. Can be fastened.
  • first pipe portion 211 and the third pipe portion 213 is a straight portion (2111, 2131) and the straight portion (2111, 2131) and the flow path is formed extending in one direction
  • Additional heat dissipation fins 2151 and 2152 may be provided to include bent parts 2112 and 2132 to be bent and extend in one direction in the inner flow paths of the straight parts 2111 and 2131.
  • the first pipe portion 211 includes a first straight portion 2111 and a first bent portion 2112
  • the third pipe portion 213 is a second straight portion 2131.
  • a second bent portion 2132, a first additional heat dissipation fin 2215 is provided on the first straight portion 2111, and a second additional heat dissipation fin 2152 is provided on the second straight portion 2131. It may be provided. In this case, compared with the above-described embodiment, the heat exchange area of the exhaust gas passing through the heat exchange is increased to further improve heat exchange performance.
  • the heat dissipation fins 2151 and 2152 provided on the straight parts 2111 and 2131 and the straight parts 2111 and 2131 may be formed in other embodiments.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing another embodiment of the heat exchanger tube of FIG. 1.
  • At least one of the first pipe part 211 and the third pipe part 213 is bent at a predetermined first angle ⁇ from the second pipe part 212 based on a z-axis.
  • the first angle ⁇ may be formed at an obtuse angle.
  • both the first pipe part 211 and the third pipe part 213 may be formed to be bent at the first angle ⁇ from the second pipe part 212.
  • the configuration and effect of the embodiment shown in FIG. 6 may be similar to the above-described embodiment. However, in this case, the exhaust gas passing through the first pipe part 211 and the third pipe part 213 may be more gently converted than in the embodiment shown in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the heat exchanger tube of FIG. 1.
  • At least one of the first pipe part 211 and the third pipe part 213 is bent from the second pipe part 212 at a predetermined first angle ⁇ based on a z-axis.
  • the first angle ⁇ may be formed at an obtuse angle.
  • a second portion P2 bent at a predetermined second angle ⁇ from the first portion P1 based on the z-axis and the second portion P2 bent to the second portion. ( ⁇ ) can be formed at an obtuse angle.
  • the second angle ⁇ is measured at a smaller angle among angles formed by the streamline of the first portion P1 and the streamline of the second portion P2.
  • a second portion P2 that is bent from the first portion P1 at the second angle ⁇ may be substantially the same as the above-described embodiment.
  • the first pipe part 211 and the third pipe part 213 are inserted into and fastened to the first communication hole 222 and the second communication hole 223 of the plate 22, respectively, as shown in FIG. 7.
  • an extension direction (y-axis direction) of the first pipe part 211 and the third pipe part 213 is an extension direction (y-axis) of the first communication hole 222 and the second communication hole 223.
  • Direction so that the first pipe part 211 and the third pipe part 213 are inserted into the first communication hole 222 and the second communication hole 223 more easily than in the above-described embodiment. Can be.
  • the second pipe part 212 is formed by fastening the second pipe part 212A and the second pipe part 212B, and the first pipe part 211 and the second pipe part 212B.
  • the third pipe part 213 is detachably formed on the second pipe part 212, but there may be another embodiment as shown in FIGS. 8 to 13.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view illustrating an exhaust gas cooler according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 8.
  • the second pipe part 212 is integrally formed, and the first pipe part 211 and the third pipe part 213 are detachable from the second pipe part 212. Can be formed.
  • the heat dissipation fin 214 extends the second flow path to the second flow path with at least one of the first pipe part 211 and the third pipe part 213 separated from the second pipe part 212. It can be inserted in the direction. 8 and 9 may be similar to the above-described embodiment. However, in this case, the fastening surface between the second pipe part first piece 212A and the second pipe part second piece 212B is eliminated, and the first pipe part 211 and the second pipe part are removed as compared with the above-described embodiment.
  • a fastening surface between the pipe parts 212 may be reduced, and a fastening surface between the third pipe part 213 and the second pipe part 212 may be reduced. Accordingly, leakage of the exhaust gas to the cooling water side or leakage of the cooling water to the exhaust gas side through each coupling surface can be suppressed.
  • the heat exchange area may be reduced as the second pipe part 212 is formed as one. In consideration of this, unevenness E may be formed in at least one wall portion of the first pipe portion 211, the second pipe portion 212, and the third pipe portion 213. As shown in FIG.
  • the unevenness E may be convex and concave on the inner wall surface of the wall portion where the unevenness E is formed, and may also be convexly and concave on the outer wall surface of the wall portion.
  • the unevenness E may increase the heat exchange area between the heat exchange tube 21 and the exhaust gas and increase the heat exchange area between the heat exchange tube 21 and the coolant to improve heat exchange performance.
  • the unevenness (E) may further improve heat exchange performance by inducing turbulence in exhaust gas and cooling water.
  • the unevenness E of such a configuration may be formed in other embodiments.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view illustrating an exhaust gas cooler according to another embodiment of the present invention.
  • the second pipe part 212 is integrally formed, and any one of the first pipe part 211 and the third pipe part 213 is integrally formed with the second pipe part 212.
  • the other one of the first pipe part 211 and the third pipe part 213 may be detachably formed on the second pipe part 212.
  • the heat dissipation fin 214 extends the second flow path to the second flow path in a state in which the other one of the first pipe part 211 and the third pipe part 213 is separated from the second pipe part 212. It can be inserted in the direction.
  • the configuration and effect of the embodiment shown in FIG. 10 may be similar to the above-described embodiment.
  • the fastening surfaces of the first pipe part 211, the second pipe part 212, and the third pipe part 213 may be further reduced in comparison with the above-described embodiment. Accordingly, leakage of the exhaust gas to the cooling water side or leakage of the cooling water to the exhaust gas side through each coupling surface can be further suppressed.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view illustrating an exhaust gas cooler according to another embodiment of the present invention.
  • the second pipe portion 212 may include a second pipe first piece 212A positioned at one side with respect to the fifth virtual surface inclined in an extension direction of the second pipe portion 212 and A second pipe part 212B positioned on the other side with respect to the fifth virtual surface and fastened to the second pipe first piece 212A, wherein the first pipe part 211 includes the second pipe part 211B. It may be integrally formed with the first piece 212A, and the third pipe part 213 may be integrally formed with the second pipe part 212B.
  • the heat dissipation fin 214 one end of the heat dissipation fin 214 is formed in the second pipe portion in a state in which the second pipe portion first piece 212A and the second pipe portion second piece 212B are separated from each other.
  • the other end of the heat dissipation fin 214 may be inserted into the second piece 212B of the second pipe part 212B, and may be provided in the internal flow path of the second pipe part 212. have.
  • the configuration and effect of the embodiment shown in FIG. 11 may be substantially the same as the embodiment shown in FIG. 10.
  • FIGS. 12 and 13 are exploded perspective views illustrating an exhaust gas cooler according to another embodiment of the present invention, respectively.
  • the heat exchange tube 21 is a heat exchange tube first positioned on one side of the sixth virtual surface including a streamline of exhaust gas passing through the heat exchange tube 21. It may include a piece 21A and a heat exchange tube second piece 21B positioned on the other side with respect to the sixth virtual surface and fastened to the heat exchange tube first piece 21A.
  • the heat exchange tube first piece 21A is integrally formed, and a part 211a of the first pipe part 211, a part 212a of the second pipe part 212 and a part of the third pipe part 213 are formed. 213a.
  • the heat exchange tube second piece 21B is integrally formed, and the other portion 211b of the first tube portion 211, the other portion 212b of the second tube portion 212, and the other portion of the third tube portion 213. 213b.
  • the heat dissipation fin 214 is the heat exchange tube first piece 21A and the heat exchange tube second piece 21B when the heat exchange tube first piece 21A is engaged with the heat exchange tube second piece 21B. Interposed therebetween may be provided in the second flow path of the second pipe portion 212.
  • the configuration and effect of the embodiment shown in FIG. 12 and the embodiment shown in FIG. 13 may be substantially the same as the embodiment shown in FIG. 10.
  • the heat exchange tube 21 is formed as one, but there may be other embodiments as shown in FIGS. 14 and 15.
  • FIG. 14 is a perspective view illustrating the exhaust gas cooler cut out according to another embodiment of the present invention.
  • the heat exchange tubes 21 are provided in plural, the plurality of heat exchange tubes 21 are stacked to be spaced apart from each other in the y-axis direction, and are formed in multiple stages. At least one end of the heat exchange tube 21 is extended in the z-axis direction may be formed as a heat insulation.
  • the configuration and effect of the embodiment shown in FIG. 14 may be similar to the above-described embodiment. In this case, however, the heat exchange area between the exhaust gas and the cooling water may be increased, thereby improving heat exchange performance.
  • 15 is a perspective view illustrating the exhaust gas cooler cut out according to another embodiment of the present invention.
  • the heat exchange tubes 21 are provided in plural, the plurality of heat exchange tubes 21 are stacked in a plurality of stages spaced apart from each other in the y-axis direction, and the plurality of heat exchange tubes 21 are provided.
  • the heat exchange tubes 21 of at least one stage may be stacked in a plurality of rows and spaced apart from each other in the z-axis direction.
  • the configuration and effect of the embodiment shown in FIG. 15 may be substantially the same as the above-described embodiment. In this case, however, the heat exchange area between the exhaust gas and the cooling water may be further increased, thereby further improving heat exchange performance.
  • the heat exchange tube 21 may be provided in plurality, and the plurality of heat exchange tubes 21 may be formed in a single stage and a plurality of rows.
  • the exhaust gas cooler 2 is modularized into the heat exchange tube 21 and the plate 22 and inserted into the cooling water flow path inside the engine 1, but as shown in FIG. 16. There may be an embodiment.
  • FIG. 16 is an exploded perspective view showing another exhaust gas cooler according to another embodiment of the present invention.
  • the exhaust gas cooler 2 is provided outside the heat exchange tube 21, the plate 22, and the engine 1, and the heat exchange tube 21 and the plate 22.
  • the housing 23 has a coolant inlet 231 through which the coolant discharged from the engine 1 flows in, a coolant accommodating space S for receiving the coolant introduced into the coolant inlet 231, and the coolant accommodating space S It may include a cooling water outlet 232 for returning the cooling water from the inside of the engine (1).
  • the heat exchange tube 21 and the plate 22 may be provided in the cooling water receiving space S of the housing 23.
  • the exhaust gas cooler 2 is modularized into the heat exchange tube 21, the plate 22, and the housing 23 so that the exhaust gas cooler 2 can be detached from the outside of the engine 1.
  • the design freedom of itself can be improved, and the maintenance of the exhaust gas cooler 2 can be facilitated.
  • the exhaust gas cooler 2 includes a cover 24 covering the cooling water receiving space S of the housing 23, and a first interposed between the housing 23 and the plate 22. It may further include a sealing member 25 and a second sealing member 26 interposed between the plate 22 and the cover 24.
  • the heat exchange tube 21 is applied to the exhaust gas cooler 2, the coolant flows to the outside of the heat exchange tube 21, the exhaust gas passes through the heat exchange tube 21.
  • the exhaust gas may be cooled by the coolant.
  • the heat exchange tube 21 is applied to another heat exchanger (not shown) so that the first fluid flows out of the heat exchange tube 21, and the second fluid passes through the heat exchange tube 21.
  • One of the first fluid and the second fluid may be cooled by the other of the first fluid and the second fluid.
  • the present invention can provide an exhaust gas cooler capable of improving heat exchange performance in a limited space.

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 배기가스 쿨러에 관한 것으로서, 엔진의 냉각수에 수용되고, 그 냉각수와 열교환되는 엔진의 배기가스가 내부를 통과하는 열교환관; 및 상기 열교환관을 상기 엔진에 장착시키는 플레이트;를 포함하고, 상기 열교환관은배기가스의 공급구와 연통되는 제1 관부; 상기 제1 관부와 연통되고 상기 제1 관부로부터 유입되는 배기가스를 일 방향으로 안내하는 제2 관부; 및 배기가스의 회수구 및 상기 제2 관부와 연통되고 상기 제2 관부로부터 유입되는 배기가스를 전향시켜 상기 회수구로 안내하는 제3 관부;를 포함하고, 상기 제2 관부의 내부 유로에는 방열핀이 형성될 수 있다. 이에 의하여, 제한된 공간 내에서 열교환관의 내부를 통과하는 배기가스의 유로 길이가 증가되고, 유로가 완만하게 전향됨에 따라 배기가스의 압력강하가 감소되며, 배기가스의 열교환 면적이 증가될 수 있다. 이에 따라, 제한된 공간 내에서 열교환 성능이 향상될 수 있다.

Description

배기가스 쿨러
본 발명은, 배기가스 쿨러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 배기가스의 일부가 연소실로 재순환되는 엔진에 장착되어 그 엔진의 재순환배기가스를 냉각시키는 배기가스 쿨러에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 배기가스(Exhaust Gas)에는 일산화탄소, 질소산화물, 탄화수소 등과 같은 유해물질이 다량 포함되어 있다. 특히, 질소산화물과 같은 유해물질은 엔진이 고온일수록 발생량이 증가하게 된다.
오늘날에는 각국별로 배기가스 규제가 강화되고 있는 실정이다. 이러한 각국별로 강화된 배기가스 규정을 만족시키기 위해 차량에는 배기가스 중에서 질소산화물과 같은 유해물질을 저감시키기 위한 하나의 수단으로서 배기가스 재순환 장치(EGR, Exhaust Gas Rrcirculation)가 구비된다.
배기가스 재순환 장치는 차량의 배기가스 중의 일부를 혼합기와 함께 엔진의 연소실로 흡입시킴으로써 그 연소실의 온도를 낮추어 질소산화물이나 황산화물 등의 유해물질의 배출을 저감시킨다.
상기한 목적 달성을 위해 상기 배기가스 재순환 장치는, 연소실로부터 배출되는 배기가스가 사전에 결정된 온도로 낮추어져 연소실로 유입될 수 있도록, 연소실로 유입되는 배기가스의 온도를 낮추는 배기가스 쿨러(EGR Cooler)를 포함한다.
종래의 배기가스 쿨러는 대한민국 공개특허공보 10-2012-0121224호와 같이 형성되거나, 미국 공개특허 2013-0213368호와 같이 형성된다.
대한민국 공개특허공부 10-2012-0121224호를 참조하면, 종래의 일 실시예에 따른 배기가스 쿨러는 엔진의 냉각수로 배기가스를 냉각시키는 열교환관을 포함하고, 그 열교환관은 배기가스가 일방향으로 통과되도록 형성되고, 그 열교환관의 내부에 배기가스의 열교환면적을 증대시키도록 방열핀이 구비된다.
미국 공개특허 2013-0213368호를 참조하면, 종래의 다른 실시예에 따른 배기가스 쿨러는 엔진의 냉각수로 배기가스를 냉각시키는 열교환관을 포함하고, 그 열교환관은 배기가스 유로의 길이 증대를 위해 일방향으로 유입된 배기가스가 반대방향으로 전향되어 토출되도록 형성된다.
그러나, 이러한 종래의 배기가스 쿨러에 있어서는, 제한된 공간 내에서 열교환 성능(배기가스를 냉각시키는 냉각성능)이 저하되는 문제점이 있었다. 더욱 구체적으로, 종래의 일 실시예에 따른 배기가스 쿨러는 열교환 성능 향상을 위해 방열핀이 구비되나, 그 방열핀은 휘어져 형성될 수 없으므로 열교환관이 일 방향으로 연장 형성된다. 즉, 열교환관의 유입구와 토출구는 동축 상에서 서로 반대측으로 개구되고, 그 열교환관의 유입구와 토출구를 연통시키는 유로는 일 직선 방향으로 형성된다. 이에 따라, 열교환관 내부의 배기가스 유로 길이가 상대적으로 짧게 형성되고, 열교환 성능이 저하된다. 반면, 종래의 다른 실시예에 따른 배기가스 쿨러는 열교환관이 그 열교환관 내부의 배기가스 유로 길이 증대를 통한 열교환 성능 향상을 위해 일방향으로 유입된 배기가스가 반대방향으로 전향되어 토출되도록 형성된다. 즉, 열교환관의 유입구와 토출구는 동일 평면상에서 같은 측으로 개구되고, 그 열교환관의 유입구와 토출구를 연통시키는 유로는 열교환관의 유입구로부터 일 직선 방향으로 연장되다가 반원궤적을 따라 만곡된 후 일 직선 방향으로 연장되어 열교환관의 토출구와 연통되게 형성된다. 하지만, 유로가 급격하게 전향됨에 따라 배기가스의 압력강하가 커져(열교환관의 유입구에서의 배기가스 압력과 열교환관의 토출구에서의 배기가스 압력 사이 압력차이가 증가되어) 열교환 성능이 저하된다. 또한, 열교환관이 절곡 형성되기 때문에 그 열교환관의 내부에 방열핀이 구비될 수 없어 열교환 성능 향상에 제약이 있다.
따라서, 본 발명은, 제한된 공간 내에서 열교환 성능을 향상시킬 수 있는 배기가스 쿨러를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 엔진의 냉각수에 수용되고 그 냉각수와 열교환되는 엔진의 배기가스가 내부를 통과하는 열교환관; 및 상기 열교환관을 상기 엔진에 장착시키는 플레이트;를 포함하고, 상기 열교환관은, 배기가스의 공급구와 연통되고 그 공급구로부터 유입되는 배기가스를 전향시키는 제1 관부; 상기 제1 관부와 연통되고 상기 제1 관부로부터 유입되는 배기가스를 일 방향으로 안내하는 제2 관부; 및 배기가스의 회수구 및 상기 제2 관부와 연통되고 상기 제2 관부로부터 유입되는 배기가스를 전향시켜 상기 회수구로 안내하는 제3 관부를 포함하고, 상기 제2 관부의 내부 유로에는 방열핀이 형성되는 배기가스 쿨러를 제공한다.
상기 방열핀은 일 방향으로 연장 형성될 수 있다.
상기 제1 관부와 상기 제3 관부 중 적어도 하나는 상기 제2 관부에 탈착 가능하게 형성될 수 있다.
상기 제1 관부, 상기 제2 관부 및 상기 제3 관부는 냉각수에 수용될 수 있다.
상기 제1 관부와 상기 제3 관부 중 적어도 하나는, 유로가 일 방향으로 연장 형성되는 직선부; 및 상기 직선부로부터 연장되고, 유로가 절곡 형성되는 절곡부;를 포함하고, 상기 직선부의 내부 유로에는 일 방향으로 연장 형성된 추가 방열핀이 형성될 수 있다.
상기 제1 관부, 상기 제2 관부 및 상기 제3 관부 중 적어도 하나의 벽부에는 요철이 형성될 수 있다.
상기 제1 관부의 유입구의 중심과 상기 제3 관부의 토출구의 중심 사이 제2 거리는 상기 제1 관부의 유입구의 중심과 상기 제1 관부의 토출구의 중심 사이 제1 거리보다 길고 그 제1 거리의 20배보다 짧게 형성되고, 상기 제3 관부의 유입구의 중심과 상기 제3 관부의 토출구의 중심 사이 제3 거리보다 길고 그 제3 거리의 20배보다 짧게 형성될 수 있다.
상기 제1 관부와 상기 제3 관부 중 적어도 하나는 사전에 결정된 곡률반경을 기준으로 만곡 형성되고, 상기 곡률반경은 6mm보다 길고 30mm보다 짧게 형성될 수 있다.
상기 제1 관부와 상기 제3 관부 중 적어도 하나는 상기 제2 관부로부터 사전에 결정된 제1 각도로 절곡 형성될 수 있다.
상기 제1 각도는 직각으로 형성될 수 있다.
상기 제1 각도는 둔각으로 형성될 수 있다.
상기 제1 관부와 상기 제3 관부 중 상기 제2 관부로부터 절곡 형성되는 관부는, 상기 제2 관부로부터 상기 제1 각도로 절곡 형성되는 제1 부위; 및 상기 제1 부위로부터 사전에 결정된 제2 각도로 절곡 형성되는 제2 부위;를 포함하고, 상기 제2 각도는 둔각으로 형성될 수 있다.
상기 제1 관부는 하나로 형성되어 상기 제1 관부의 유로가 하나로 형성되고, 상기 제2 관부는 복수로 형성되어 상기 제2 관부의 유로가 복수로 형성되고, 상기 제3 관부는 하나로 형성되어 상기 제3 관부의 유로가 하나로 형성되고, 상기 하나의 제1 관부 유로는 상기 복수의 제2 관부 유로와 연통되고, 상기 하나의 제3 관부 유로는 상기 복수의 제2 관부 유로와 연통될 수 있다.
상기 제1 관부는 그 제1 관부의 유로 단면적이 상기 제2 관부의 유로 단면적 합보다 크거나 같게 형성되고, 상기 제3 관부는 그 제3 관부의 유로 단면적이 상기 제2 관부의 유로 단면적 합보다 크거나 같게 형성될 수 있다.
상기 열교환관은 복수로 구비되고, 상기 복수의 열교환관은 서로 이격되게 적층되어 다단으로 형성될 수 있다.
상기 복수의 열교환관 중 적어도 한 단의 열교환관은 상기 다단의 열교환관의 적층 방향에 경사진 방향으로 연장 형성되어 단열로 형성될 수 있다.
상기 복수의 열교환관 중 적어도 한 단의 열교환관은 상기 다단의 열교환관의 적층 방향에 경사진 방향으로 서로 이격되게 적층되어 다열로 형성될 수 있다.
상기 배기가스 쿨러는 상기 열교환관과 상기 플레이트가 외관을 형성하고, 상기 엔진 내부의 냉각수 유로에 삽입될 수 있다.
상기 배기가스 쿨러는 상기 엔진으로부터 토출되는 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구, 상기 냉각수 유입구로 유입된 냉각수를 수용하는 냉각수 수용공간 및 상기 냉각수 수용공간으로부터 상기 엔진의 내부로 냉각수를 복귀시키는 냉각수 유출구를 갖는 하우징;을 더 포함하고, 상기 하우징은 상기 엔진의 외부에 구비되고, 상기 열교환관과 상기 플레이트는 상기 하우징의 냉각수 수용공간에 구비될 수 있다.
본 발명에 의한 배기가스 쿨러는, 열교환관이, 그 열교환관으로 유입되는 배기가스를 전향시키는 제1 관부, 상기 제1 관부로부터 유입되는 배기가스를 일 방향으로 안내하는 제2 관부 및 상기 제2 관부로부터 유입되는 배기가스를 전향시켜 상기 열교환관의 외부로 안내하는 제3 관부를 포함하고, 상기 제2 관부의 내부 유로에 방열핀이 구비됨으로써, 제한된 공간 내에서 열교환관의 내부를 통과하는 배기가스의 유로 길이가 증가되고, 유로가 완만하게 전향됨에 따라 배기가스의 압력강하가 감소되며, 배기가스의 열교환 면적이 증가될 수 있다. 이에 따라, 제한된 공간 내에서 열교환 성능이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 쿨러를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 분해 사시도,
도 3은 도 1의 Ι-Ι선 단면도,
도 4는 도 1의 배기가스 쿨러가 엔진에 장착된 모습을 도시한 단면도,
도 5 내지 도 7은 각각 도 1의 열교환관의 다른 실시예를 도시한 단면도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 쿨러를 도시한 분해 사시도,
도 9는 도 8의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,
도 10 내지 도 13은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 쿨러를 도시한 분해 사시도,
도 14 및 도 15는 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 쿨러를 절개하여 도시한 사시도,
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 쿨러를 도시한 분해 사시도이다.
이하, 본 발명에 의한 배기가스 쿨러를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 쿨러를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 Ι-Ι선 단면도이며, 도 4는 도 1의 배기가스 쿨러가 엔진에 장착된 모습을 도시한 단면도이다.
첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 쿨러(2)는, 엔진(1)의 냉각수에 수용되고, 냉각수와 열교환되는 상기 엔진(1)의 배기가스가 내부를 통과하는 열교환관(21) 및 상기 열교환관(21)을 상기 엔진(1)에 장착시키는 플레이트(22)를 포함할 수 있다.
상기 열교환관(21)은, 배기가스 공급구(121)와 연통되는 제1 관부(211), 배기가스 회수구(122)와 연통되는 제3 관부(213), 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213)를 연통시키는 제2 관부(212) 및 상기 제2 관부(212)의 내부 유로에 구비되는 방열핀(214)을 포함할 수 있다.
상기 배기가스 공급구(121)와 상기 배기가스 회수구(122)는 상기 엔진(1) 측에 형성되는 것으로서, 동일 평면 상에서 서로 이격되고, 동일 방향으로 개구되게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 배기가스 공급구(121)로부터 상기 배기가스 회수구(122) 측으로의 이격방향을 +x축 방향(도 4 상 좌측 방향)이라 하고, +x축 방향의 반대방향을 -x축 방향(도 4 상 우측 방향)이라 하고, 상기 배기가스 공급구(121)와 상기 배기가스 회수구(122)의 개구방향을 +y축 방향(도 4 상 상측 방향)이라 하고, +y축 방향의 반대방향을 -y축 방향(도 4 상 하측 방향)이라 하고, x축과 y축에 수직한 일 방향을 +z축 방향(도 4 상 지면에 들어가는 방향)이라 하며, +z축 방향의 반대방향을 -z축 방향(도 4 상 지면에서 나오는 방향)이라 하겠다.
상기 제1 관부(211)는 상기 배기가스 공급구(121)로부터 +y축 방향으로 유입되는 배기가스를 +x축 방향으로 전향시켜 상기 제2 관부(212)로 안내하도록 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 제1 관부(211)는, 그 제1 관부(211)를 통과하는 배기가스가 완만하고 원활하게 유동되어 배기가스의 압력강하가 감소되고 유동속도가 증가되어 열교환 성능이 향상되도록, 사전에 결정된 곡률반경(R)을 기준으로 만곡 형성될 수 있다.
상기 제1 관부(211)의 곡률반경(R)은 그 제1 관부(211)의 곡률중심(O)으로부터 그 제1 관부(211)의 유로(이하, 제1 유로)의 중심까지의 거리로 측정되는데, 상기 제1 관부(211)의 제조가 가능하도록 6mm보다 길고, 상기 열교환관(21)의 전체적인 크기가 커져 제한된 공간 내에 삽입되지 않는 문제점을 방지하도록 30mm보다 짧게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
그리고, 상기 제1 관부(211)는 후술할 바와 같이 복수로 구비되는 상기 제2 관부(212)와 달리 하나로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 유로가 하나로 형성되고, 하나의 상기 제1 유로가 복수의 상기 제2 관부(212)의 유로(이하, 제2 유로)와 모두 연통될 수 있도록 그 제1 유로의 단면적이 상기 복수의 제2 유로 단면적 합보다 크거나 같게 형성될 수 있다. 여기서, 본 실시예와 달리, 상기 제1 관부(211)가 복수로 구비될 경우(제1 유로가 복수로 구비될 경우), 상기 제1 유로의 단면적 합이 상기 배기가스 공급구(121)의 단면적보다 작게 되고, 배기가스가 상기 배기가스 공급구(121)로부터 상기 제1 관부(211)로 유입될 때 저항이 커져 배기가스의 압력강하가 증가될 수 있다. 이를 고려하여, 본 실시예의 상기 제1 관부(211)는 그 제1 관부(211)의 유입구에서의 배기가스 압력강하가 억제되도록 하나로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 관부(211)는, 상기 열교환관(21)이 상기 제2 관부(212)의 내부에 방열핀(214)을 구비하면서 상기 제2 관부(212)의 양단부에서 배기가스가 전향되게 구성될 수 있도록, 상기 제2 관부(212)에 탈착 가능하게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 관부(211)는, 제조가 용이하여 제조원가가 감소되도록, 상기 제1 유로를 통과하는 배기가스의 유선(Stream)을 포함하는 제1 가상면을 기준으로 일측에 위치되는 제1 관부 제1 피스(211A)가 상기 제1 가상면을 기준으로 타측에 위치되는 제1 관부 제2 피스(211B)와 체결되어 형성될 수 있다.
상기 제2 관부(212)는 일 방향으로 연장 형성되어, 그 제2 관부(212)를 통과하는 배기가스를 일 방향(x축 방향)으로 흐르도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 관부(212)는 상기 제1 관부(211)로부터 +x축 방향으로 유입되는 배기가스가 그 유동방향이 유지되면서 +x축 방향으로 토출되어 상기 제3 관부(213)로 안내되도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제2 관부(212)는 열교환 면적이 증가되도록 복수로 구비되고, 상기 복수의 제2 관부(212)는 y축 방향으로 서로 이격되게 적층되어 다단으로 형성되거나, z축 방향으로 서로 이격되게 적층되어 다열로 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우 상기 복수의 제2 관부(212)는 y축 방향으로 적층될 수 있다.
그리고, 상기 제2 관부(212)는, 제조가 용이하여 제조원가가 감소되도록, 상기 제2 유로를 통과하는 배기가스의 유선(Stream)을 포함하는 제2 가상면을 기준으로 일측에 위치되는 제2 관부 제1 피스(212A)가 상기 제2 가상면을 기준으로 타측에 위치되는 제2 관부 제2 피스(212B)와 체결되어 형성될 수 있다.
상기 제3 관부(213)는 x축에 수직되고 상기 제2 관부(212)의 중심을 포함하는 제3 가상면을 기준으로 상기 제1 관부(211)와 대칭되게 형성될 수 있다.
즉, 상기 제3 관부(213)는 상기 제2 관부(212)로부터 +x축 방향으로 유입되는 배기가스를 -y축 방향으로 전향시켜 상기 배기가스 회수구(122)로 안내하도록 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 제3 관부(213)는, 그 제3 관부(213)를 통과하는 배기가스가 완만하고 원활하게 유동되어 배기가스의 압력강하가 감소되고 유동속도가 증가되어 열교환 성능이 향상되도록, 사전에 결정된 곡률반경(R)을 기준으로 만곡 형성될 수 있다.
상기 제3 관부(213)의 곡률반경(R)은 그 제3 관부(213)의 곡률중심(O)으로부터 그 제3 관부(213)의 유로(이하, 제3 유로)의 중심까지의 거리로 측정되는데, 상기 제3 관부(213)의 제조가 가능하도록 6mm보다 길고, 상기 열교환관(21)의 전체적인 크기가 커져 제한된 공간 내에 삽입되지 않는 문제점을 방지하도록 30mm보다 짧게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
그리고, 상기 제3 관부(213)는 상기 제1 관부(211)와 같이 그 제3 관부(213)의 토출구에서의 배기가스 압력강하가 억제되도록 하나로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제3 유로가 하나로 형성되고, 하나의 상기 제3 유로가 복수의 상기 제2 유로와 모두 연통될 수 있도록 그 제3 유로의 단면적이 상기 복수의 제2 유로 단면적 합보다 크거나 같게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제3 관부(213)는, 상기 열교환관(21)이 상기 제2 관부(212)의 내부에 방열핀(214)을 구비하면서 상기 제2 관부(212)의 양단부에서 배기가스가 전향되게 구성될 수 있도록, 상기 제2 관부(212)에 탈착 가능하게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 방열핀(214)은 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213)가 상기 제2 관부(212)로부터 분리된 상태에서 상기 제2 관부(212)의 내부에 구비될 수 있다.
그리고, 상기 제3 관부(213)는, 제조가 용이하여 제조원가가 감소되도록, 상기 제3 유로를 통과하는 배기가스의 유선(Stream)을 포함하는 제4 가상면을 기준으로 일측에 위치되는 제3 관부 제1 피스(213A)가 상기 제4 가상면을 기준으로 타측에 위치되는 제3 관부 제2 피스(213B)와 체결되어 형성될 수 있다.
여기서, 상기 열교환관(21)은, 제한된 공간 내에서 배기가스 유로의 길이가 증가되되 배기가스의 압력강하가 감소되도록, 상기 제1 관부(211), 상기 제2 관부(212) 및 상기 제3 관부(213)를 구비하여 구성되고, 상기 제1 관부(211)의 유입구의 중심(C11)과 상기 제1 관부(211)의 토출구의 중심(C12) 사이 y축 방향 제1 거리(D1)가 상기 제3 관부(213)의 유입구의 중심(C31)과 상기 제3 관부(213)의 토출구의 중심(C32) 사이 y축 방향 제3 거리(D3)와 같게 형성되고, 상기 제1 관부(211)의 유입구의 중심(C11)과 상기 제3 관부(213)의 토출구의 중심(C32) 사이 x축 방향 제2 거리(D2)가 상기 제1 거리(D1) 및 상기 제3 거리(D3)보다 멀게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 거리(D2)는 배기가스의 압력강하가 감소되고 제조가 용이하도록 상기 제1 거리(D1)의 1배 및 상기 제3 거리(D3)의 1배보다 길고, 상기 열교환관(21)의 전체적인 크기가 커져 제한된 공간 내에 삽입되지 않는 문제점을 방지하도록 상기 제1 거리(D1)의 20배 및 상기 제3 거리(D3)의 20배보다 짧게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
상기 방열핀(214)은, 도 2에 도시된 웨이브형 또는 도 8에 도시된 오프셋형으로 형성되되 일 방향으로 연장 형성되는 방열판재(214A)가 복수로 구비되고, 상기 복수의 방열판재(214A)가 서로 이격되면서 평행하게 배열됨으로써, 전체적으로 장방형으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 방열핀(214)은 전체적으로 일 방향으로 연장 형성될 수 있다.
여기서, 상기 방열핀(214)은 웨이브형 또는 오프셋형의 상기 방열판재(214A)를 구비하여 구성됨으로써, 전체적으로 휘어져 형성될 수 없다. 그리고, 상기 방열핀(214)이 일 방향을 따라 연장 형성된 후 휘어질 경우, 상기 방열핀(214) 내부의 유로 중 적어도 일부가 막혀 열교환 성능이 저하되거나, 상기 방열판재(214A)에 크랙이 발생될 수 있다. 이를 고려하여, 본 실시예의 상기 방열핀(214)은 휘어지게 형성되지 않고, 상기 열교환관(21)의 절곡 구간에 구비되지 않으며, 일 방향으로 연장 형성되어 상기 열교환관(21)의 직선 구간(제2 관부(212)의 내부)에 구비될 수 있다.
상기 플레이트(22)는 판상으로 형성되어 그 플레이트(22)의 외관을 형성하는 바디부(221), 상기 바디부(221)의 일측에 관통 형성되어 상기 제1 관부(211)의 유입구와 상기 배기가스 공급구(121)를 연통시키는 제1 연통공(222), 상기 바디부(221)의 타측에 관통 형성되어 상기 제3 관부(213)의 토출구와 상기 배기가스 회수구(122)를 연통시키는 제2 연통공(223) 및 상기 바디부(221)의 외주부에 관통 형성되어 상기 플레이트(22)를 상기 엔진(1) 측에 체결시키는 체결부재(미도시)가 삽입되는 체결공(224)을 포함할 수 있다.
이러한 구성의 배기가스 쿨러(2)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 열교환관(21)과 상기 플레이트(22)가 그 배기가스 쿨러(2)의 외관을 형성하고, 상기 엔진(1) 내부의 냉각수 유로에 삽입될 수 있다. 즉, 상기 배기가스 쿨러(2)는 상기 엔진(1) 내부의 냉각수 유로에 탈착 가능하도록 상기 열교환관(21)과 상기 플레이트(22)로 모듈화될 수 있다. 도 4에서 미설명부호인 11은 냉각수를 수용하는 배기가스 쿨러(2)의 하우징(23) 역할을 수행하는 엔진(1)의 일 부위이고, 미설명부호인 12는 상기 엔진(1)의 일 부위(11)와 함께 냉각수 수용공간(S)을 형성하면서 상기 배기가스 공급구(121)와 상기 배기가스 회수구(122)를 구비하는 배기가스 쿨러(2)의 커버(24) 역할을 수행하는 엔진(1)의 타 부위이다. 이에 의하여, 상기 배기가스 쿨러(2)의 부품수, 크기, 중량, 제조원가 및 교체비용이 감소될 수 있다. 그리고, 상기 배기가스 쿨러(2)가 장착된 엔진(1)의 전체적인 부품수, 크기, 중량, 제조원가 및 보수비용이 감소될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 배기가스 쿨러(2)의 작용효과에 대해 설명한다.
즉, 엔진(1)의 연소실(미도시)로부터 배출되는 배기가스 중 일부는 그 엔진(1)에 형성된 상기 배기가스 공급구(121)로 안내되어 그 배기가스 공급구(121)로부터 토출될 수 있다.
상기 배기가스 공급구(121)로부터 토출되는 배기가스는 상기 배기가스 쿨러(2)를 통과하며 냉각될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 배기가스 공급구(121)로부터 토출되는 배기가스는 상기 열교환관(21)의 내부 유로를 통과하며 상기 열교환관(21)이 수용되는 냉각수에 의해 냉각될 수 있다. 여기서, 배기가스와 냉각수 사이 열교환은 상기 열교환관(21)의 제2 관부(212) 뿐만 아니라 상기 제1 관부(211) 및 제3 관부(213)에서도 발생될 수 있다.
상기 냉각수에 의해 냉각된 배기가스는 상기 열교환관(21)으로부터 토출되어 상기 엔진(1)에 형성된 상기 배기가스 회수구(122)로 유입될 수 있다.
상기 배기가스 회수구(122)로 유입된 배기가스는 혼합기와 함께 상기 엔진(1)의 연소실(미도시)로 유입되고, 그 연소실(미도시)의 온도를 낮추어 질소산화물이나 황산화물 등의 발생을 억제할 수 있다.
여기서, 본 실시예의 배기가스 쿨러(2)는, 상기 열교환관(21)에 +y축 방향으로 유입되는 배기가스를 +x축 방향으로 전향시키는 제1 관부(211), 상기 제1 관부(211)로부터 +x축 방향으로 유입되는 배기가스를 +x축 방향으로 안내 및 토출하는 제2 관부(212), 상기 제2 관부(212)로부터 +x축 방향으로 유입되는 배기가스를 -y축 방향으로 전향시키는 제3 관부(213) 및 상기 제2 관부(212)의 내부 유로에 구비되는 방열핀(214)이 포함됨으로써, 제한된 공간 내에서 상기 열교환관(21)의 내부를 통과하는 배기가스의 유로 길이가 증가되고, 유로가 완만하게 전향됨에 따라 배기가스의 압력강하가 감소되며, 배기가스의 열교환 면적이 증가될 수 있다. 이에 따라, 제한된 공간 내에서 배기가스와 냉각수 사이 열교환 성능이 향상될 수 있다.
그리고, 상기 배기가스 쿨러(2)가 상기 열교환관(21)과 상기 플레이트(22)로 모듈화되고, 상기 엔진(1) 내부의 냉각수 유로에 삽입(탈착) 가능하도록 형성됨에 따라, 상기 배기가스 쿨러(2)의 부품수, 크기, 중량, 제조원가 및 교체비용이 감소될 수 있다. 그리고, 상기 배기가스 쿨러(2)가 장착된 엔진(1)의 전체적인 부품수, 크기, 중량, 제조원가 및 보수비용이 감소될 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213)는 각각 상기 제2 관부(212)에 사전에 결정된 곡률반경(R)을 기준으로 만곡 형성되고 상기 방열핀(214)은 상기 제2 관부(212)의 내부 유로에 구비되나, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 다른 실시예가 있을 수 있다.
도 5는 도 1의 열교환관의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
첨부된 도 5를 참조하면, 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213) 중 적어도 하나는 z축을 기준으로 상기 제2 관부(212)로부터 사전에 결정된 제1 각도(α)로 절곡 형성되고, 상기 제1 각도(α)는 직각으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 각도(α)는 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213) 중 하나의 유선과 상기 제2 관부(212)의 유선이 이루는 각도 중 작은 각도로 측정된다. 도 5에 도시된 실시예의 경우, 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213)가 모두 상기 제2 관부(212)로부터 상기 제1 각도(α)로 절곡 형성될 수 있다. 도 5에 도시된 실시예의 구성 및 작용효과는 전술한 실시예와 대동소이할 수 있다. 다만, 상기 제1 관부(211)와 제3 관부(213)가 각각 상기 플레이트(22)의 제1 연통공(222) 및 제2 연통공(223)에 삽입 체결될 수 있는데, 도 5에 도시된 실시예의 경우 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213)의 연장방향(y축 방향)이 상기 제1 연통공(222)과 상기 제2 연통공(223)의 연장방향(y축 방향)과 평행함으로써 전술한 실시예에 비하여 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213)가 더욱 용이하게 상기 제1 연통공(222)과 상기 제2 연통공(223)에 삽입 체결될 수 있다. 한편, 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213) 중 적어도 하나는 유로가 일 방향으로 연장 형성되는 직선부(2111, 2131) 및 그 직선부(2111, 2131)로부터 연장되고 유로가 절곡 형성되는 절곡부(2112, 2132)를 포함하고, 상기 직선부(2111, 2131)의 내부 유로에 일 방향으로 연장 형성된 추가 방열핀(2151, 2152)이 구비될 수 있다. 도 5에 도시된 실시예의 경우, 상기 제1 관부(211)는 제1 직선부(2111) 및 제1 절곡부(2112)를 포함하고, 상기 제3 관부(213)는 제2 직선부(2131) 및 제2 절곡부(2132)를 포함하고, 상기 제1 직선부(2111)에는 제1 추가 방열핀(2151)이 구비되며, 상기 제2 직선부(2131)에는 제2 추가 방열핀(2152)이 구비될 수 있다. 이 경우, 전술한 실시예에 비하여 상기 열교환을 통과하는 배기가스의 열교환 면적이 증가되어 열교환 성능이 더욱 향상될 수 있다. 상기 직선부(2111, 2131)와 그 직선부(2111, 2131)에 구비되는 추가 방열핀(2151, 2152)은 다른 실시예에도 형성될 수 있다.
도 6은 도 1의 열교환관의 또 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
첨부된 도 6을 참조하면, 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213) 중 적어도 하나는 z축을 기준으로 상기 제2 관부(212)로부터 사전에 결정된 제1 각도(α)로 절곡 형성되고, 상기 제1 각도(α)는 둔각으로 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213)가 모두 상기 제2 관부(212)로부터 상기 제1 각도(α)로 절곡 형성될 수 있다. 도 6에 도시된 실시예의 구성 및 작용효과는 전술한 실시예와 대동소이할 수 있다. 다만, 이 경우 도 5에 도시된 실시예에 비하여 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213)를 통과하는 배기가스가 더욱 완만하게 전향될 수 있다.
도 7은 도 1의 열교환관의 또 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
첨부된 도 7을 참조하면, 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213) 중 적어도 하나는 z축을 기준으로 상기 제2 관부(212)로부터 사전에 결정된 제1 각도(α)로 절곡 형성되고, 상기 제1 각도(α)는 둔각으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213) 중 상기 제2 관부(212)로부터 절곡 형성되는 관부는 z축을 기준으로 상기 제2 관부(212)로부터 상기 제1 각도(α)로 절곡 형성되는 제1 부위(P1) 및 z축을 기준으로 상기 제1 부위(P1)로부터 사전에 결정된 제2 각도(β)로 절곡 형성되는 제2 부위(P2)를 포함하고, 상기 제2 각도(β)는 둔각으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제2 각도(β)는 상기 제1 부위(P1)의 유선과 상기 제2 부위(P2)의 유선이 이루는 각도 중 작은 각도로 측정된다. 도 7에 도시된 실시예의 경우, 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213)가 모두 상기 제2 관부(212)로부터 상기 제1 각도(α)로 절곡 형성되는 제1 부위(P1) 및 상기 제1 부위(P1)로부터 상기 제2 각도(β)로 절곡 형성되는 제2 부위(P2)를 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 실시예의 구성 및 작용효과는 전술한 실시예와 대동소이할 수 있다. 다만, 상기 제1 관부(211)와 제3 관부(213)가 각각 상기 플레이트(22)의 제1 연통공(222) 및 제2 연통공(223)에 삽입 체결될 때, 도 7에 도시된 실시예의 경우 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213)의 연장방향(y축 방향)이 상기 제1 연통공(222)과 상기 제2 연통공(223)의 연장방향(y축 방향)과 평행함으로써 전술한 실시예에 비하여 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213)가 더욱 용이하게 상기 제1 연통공(222)과 상기 제2 연통공(223)에 삽입 체결될 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우 상기 제2 관부(212)는 상기 제2 관부 제1 피스(212A)와 상기 제2 관부 제2 피스(212B)가 체결되어 형성되고, 상기 제1 관부(211) 및 상기 제3 관부(213)는 상기 제2 관부(212)에 탈착 가능하게 형성되나, 도 8 내지 도 13에 도시된 바와 같이 다른 실시예가 있을 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 쿨러를 도시한 분해 사시도이고, 도 9는 도 8의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.
첨부된 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 제2 관부(212)는 일체로 형성되고, 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213)는 상기 제2 관부(212)에 탈착 가능하게 형성될 수 있다. 이때, 상기 방열핀(214)은 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213) 중 적어도 하나가 상기 제2 관부(212)로부터 분리된 상태에서 상기 제2 유로에 그 제2 유로의 연장 방향으로 삽입될 수 있다. 도 8 및 도 9에 도시된 실시예의 구성 및 작용효과는 전술한 실시예와 대동소이할 수 있다. 다만, 이 경우, 전술한 실시예에 비하여 상기 제2 관부 제1 피스(212A)와 상기 제2 관부 제2 피스(212B) 사이 체결면이 삭제되고, 상기 제1 관부(211)와 상기 제2 관부(212) 사이 체결면이 감소되며, 상기 제3 관부(213)와 상기 제2 관부(212) 사이 체결면이 감소될 수 있다. 이에 따라, 각 체결면을 통해 배기가스가 냉각수 측으로 누설되거나 냉각수가 배기가스 측으로 누설되는 것이 억제될 수 있다. 한편, 도 8 및 도 9에 도시된 실시예의 경우, 상기 제2 관부(212)는 하나로 형성됨에 따라 열교환 면적이 감소될 수 있다. 이를 고려하여, 상기 제1 관부(211), 상기 제2 관부(212) 및 상기 제3 관부(213) 중 적어도 하나의 벽부에 요철(E)이 형성될 수 있다. 상기 요철(E)은 도 9에 도시된 바와 같이 그 요철(E)이 형성되는 벽부의 내벽면에 볼록하고 오목하며, 그 벽부의 외벽면에도 볼록하고 오목하게 형성될 수 있다. 상기 요철(E)은 상기 열교환관(21)과 배기가스 사이 열교환 면적을 증가시키고, 상기 열교환관(21)과 냉각수 사이 열교환 면적을 증가시켜 열교환 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 요철(E)은 배기가스와 냉각수에 난류 발생을 유도하여 열교환 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 구성의 요철(E)은 다른 실시예에도 형성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 쿨러를 도시한 분해 사시도이다.
첨부된 도 10을 참조하면, 상기 제2 관부(212)는 일체로 형성되고, 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213) 중 어느 하나는 제2 관부(212)와 일체로 형성되며, 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213) 중 다른 하나는 상기 제2 관부(212)에 탈착 가능하게 형성될 수 있다. 이때, 상기 방열핀(214)은 상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213) 중 다른 하나가 상기 제2 관부(212)로부터 분리된 상태에서 상기 제2 유로에 그 제2 유로의 연장 방향으로 삽입될 수 있다. 도 10에 도시된 실시예의 구성 및 작용효과는 전술한 실시예와 대동소이할 수 있다. 다만, 이 경우, 전술한 실시예에 비하여 상기 제1 관부(211), 상기 제2 관부(212) 및 상기 제3 관부(213)의 체결면이 더욱 감소될 수 있다. 이에 따라, 각 체결면을 통해 배기가스가 냉각수 측으로 누설되거나 냉각수가 배기가스 측으로 누설되는 것이 더욱 억제될 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 쿨러를 도시한 분해 사시도이다.
첨부된 도 11을 참조하면, 상기 제2 관부(212)는 그 제2 관부(212)의 연장방향에 경사진 제5 가상면을 기준으로 일측에 위치되는 제2 관부 제1 피스(212A) 및 상기 제5 가상면을 기준으로 타측에 위치되고 상기 제2 관부 제1 피스(212A)에 체결되는 제2 관부 제2 피스(212B)를 포함하고, 상기 제1 관부(211)는 상기 제2 관부 제1 피스(212A)와 일체로 형성되며, 상기 제3 관부(213)는 상기 제2 관부 제2 피스(212B)와 일체로 형성될 수 있다. 이때, 상기 방열핀(214)은, 상기 제2 관부 제1 피스(212A)와 상기 제2 관부 제2 피스(212B)가 서로 분리된 상태에서, 그 방열핀(214)의 일단부가 상기 제2 관부 제1 피스(212A)의 내부로 삽입되고, 그 방열핀(214)의 타단부가 상기 제2 관부 제2 피스(212B)의 내부로 삽입되어, 상기 제2 관부(212)의 내부 유로에 구비될 수 있다. 도 11에 도시된 실시예의 구성 및 작용효과는 도 10에 도시된 실시예와 대동소이할 수 있다.
도 12 및 도 13은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 쿨러를 도시한 분해 사시도이다.
첨부된 도 12 또는 도 13을 참조하면, 상기 열교환관(21)은, 그 열교환관(21)을 통과하는 배기가스의 유선을 포함하는 제6 가상면을 기준으로 일측에 위치되는 열교환관 제1 피스(21A) 및 상기 제6 가상면을 기준으로 타측에 위치되고 상기 열교환관 제1 피스(21A)에 체결되는 열교환관 제2 피스(21B)를 포함할 수 있다. 상기 열교환관 제1 피스(21A)는 일체로 형성되고, 상기 제1 관부(211)의 일부(211a), 상기 제2 관부(212)의 일부(212a) 및 상기 제3 관부(213)의 일부(213a)를 포함할 수 있다. 상기 열교환관 제2 피스(21B)는 일체로 형성되고, 상기 제1 관부(211)의 타부(211b), 상기 제2 관부(212)의 타부(212b) 및 상기 제3 관부(213)의 타부(213b)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 방열핀(214)은 상기 열교환관 제1 피스(21A)가 상기 열교환관 제2 피스(21B)와 체결될 때 상기 열교환관 제1 피스(21A)와 상기 열교환관 제2 피스(21B) 사이에 개재되어 상기 제2 관부(212)의 제2 유로에 구비될 수 있다. 도 12에 도시된 실시예 및 도 13에 도시된 실시예의 구성 및 작용효과는 도 10에 도시된 실시예와 대동소이할 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우 상기 열교환관(21)은 하나로 형성되나, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이 다른 실시예가 있을 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 쿨러를 절개하여 도시한 사시도이다.
첨부된 도 14를 참조하면, 상기 열교환관(21)은 복수로 구비되고, 상기 복수의 열교환관(21)은 y축 방향으로 서로 이격되게 적층되어 다단으로 형성되고, 상기 복수의 열교환관(21) 중 적어도 한 단의 열교환관(21)은 z축 방향으로 연장 형성되어 단열로 형성될 수 있다. 도 14에 도시된 실시예의 구성 및 작용효과는 전술한 실시예와 대동소이할 수 있다. 다만, 이 경우, 배기가스와 냉각수 사이 열교환 면적이 증가되어 열교환 성능이 향상될 수 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 쿨러를 절개하여 도시한 사시도이다.
첨부된 도 15를 참조하면, 상기 열교환관(21)은 복수로 구비되고, 상기 복수의 열교환관(21)은 y축 방향으로 서로 이격되게 적층되어 다단으로 형성되고, 상기 복수의 열교환관(21) 중 적어도 한 단의 열교환관(21)은 z축 방향으로 서로 이격되게 적층되어 다열로 형성될 수 있다. 도 15에 도시된 실시예의 구성 및 작용효과는 전술한 실시예와 대동소이할 수 있다. 다만, 이 경우, 배기가스와 냉각수 사이 열교환 면적이 더욱 증가되어 열교환 성능이 더욱 향상될 수 있다.
그리고, 별도로 도시하지 않았으나, 상기 열교환관(21)은 복수로 구비되고, 상기 복수의 열교환관(21)은 단일단 및 다열로 형성될 수도 있다.
한편, 본 실시예의 경우 상기 배기가스 쿨러(2)는 상기 열교환관(21)과 상기 플레이트(22)로 모듈화되어 상기 엔진(1) 내부의 냉각수 유로에 삽입되나, 도 16에 도시된 바와 같이 다른 실시예가 있을 수 있다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 배기가스 쿨러를 도시한 분해 사시도이다.
첨부된 도 16을 참조하면, 상기 배기가스 쿨러(2)는 상기 열교환관(21), 상기 플레이트(22) 및 상기 엔진(1)의 외부에 구비되고 상기 열교환관(21)과 상기 플레이트(22)를 수용하는 하우징(23)을 포함할 수 있다. 상기 하우징(23)은 상기 엔진(1)으로부터 토출되는 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(231), 상기 냉각수 유입구(231)로 유입된 냉각수를 수용하는 냉각수 수용공간(S) 및 상기 냉각수 수용공간(S)으로부터 상기 엔진(1)의 내부로 냉각수를 복귀시키는 냉각수 유출구(232)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 열교환관(21)과 상기 플레이트(22)는 상기 하우징(23)의 냉각수 수용공간(S)에 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 배기가스 쿨러(2)는 상기 열교환관(21), 상기 플레이트(22) 및 상기 하우징(23)으로 모듈화되어 상기 엔진(1)의 외부에 탈착 가능함에 따라 배기가스 쿨러(2) 자체의 설계 자유도가 향상되고, 배기가스 쿨러(2)의 유지 보수가 용이할 수 있다. 한편, 이 경우, 상기 배기가스 쿨러(2)는 상기 하우징(23)의 냉각수 수용공간(S)을 복개하는 커버(24), 상기 하우징(23)과 상기 플레이트(22) 사이에 개재되는 제1 실링부재(25) 및 상기 플레이트(22)와 상기 커버(24) 사이에 개재되는 제2 실링부재(26)를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우, 상기 열교환관(21)은 배기가스 쿨러(2)에 적용되어, 그 열교환관(21)의 외부로 냉각수가 흐르고, 그 열교환관(21)의 내부로 배기가스가 통과하며, 배기가스가 냉각수에 의해 냉각될 수 있다. 그러나, 상기 열교환관(21)은 다른 열교환장치(미도시)에 적용되어, 그 열교환관(21)의 외부로 제1 유체가 흐르고, 그 열교환관(21)의 내부로 제2 유체가 통과하며, 제1 유체와 제2 유체 중 어느 하나가 제1 유체와 제2 유체 중 다른 하나에 의해 냉각될 수 있다.
본 발명은, 제한된 공간 내에서 열교환 성능을 향상시킬 수 있는 배기가스 쿨러를 제공할 수 있다.

Claims (19)

  1. 엔진(1)의 냉각수에 수용되고, 그 냉각수와 열교환되는 엔진(1)의 배기가스가 내부를 통과하는 열교환관(21); 및
    상기 열교환관(21)을 상기 엔진(1)에 장착시키는 플레이트(22);를 포함하고,
    상기 열교환관(21)은,
    배기가스의 공급구(121)와 연통되고 그 공급구(121)로부터 유입되는 배기가스를 전향시키는 제1 관부(211);
    상기 제1 관부(211)와 연통되고 상기 제1 관부(211)로부터 유입되는 배기가스를 일 방향으로 안내하는 제2 관부(212); 및
    배기가스의 회수구(122) 및 상기 제2 관부(212)와 연통되고 상기 제2 관부(212)로부터 유입되는 배기가스를 전향시켜 상기 회수구(122)로 안내하는 제3 관부(213);를 포함하고,
    상기 제2 관부(212)의 내부 유로에는 방열핀(214)이 형성되는 배기가스 쿨러(2).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열핀(214)은 일 방향으로 연장 형성되는 배기가스 쿨러(2).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213) 중 적어도 하나는 상기 제2 관부(212)에 탈착 가능하게 형성되는 배기가스 쿨러(2).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 관부(211), 상기 제2 관부(212) 및 상기 제3 관부(213)는 냉각수에 수용되는 것을 특징으로 하는 배기가스 쿨러(2).
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213) 중 적어도 하나는,
    유로가 일 방향으로 연장 형성되는 직선부(2111, 2131); 및
    상기 직선부(2111, 2131)로부터 연장되고, 유로가 절곡 형성되는 절곡부(2112, 2132);를 포함하고,
    상기 직선부(2111, 2131)의 내부 유로에는 일 방향으로 연장 형성된 추가 방열핀(2151, 2152)이 형성되는 배기가스 쿨러(2).
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 관부(211), 상기 제2 관부(212) 및 상기 제3 관부(213) 중 적어도 하나의 벽부에는 요철(E)이 형성되는 배기가스 쿨러(2).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 관부(211)의 유입구의 중심(C11)과 상기 제3 관부(213)의 토출구의 중심(C32) 사이 제2 거리(D2)는,
    상기 제1 관부(211)의 유입구의 중심(C11)과 상기 제1 관부(211)의 토출구의 중심(C12) 사이 제1 거리(D1)보다 길고 그 제1 거리(D1)의 20배보다 짧게 형성되고,
    상기 제3 관부(213)의 유입구의 중심(C31)과 상기 제3 관부(213)의 토출구의 중심(C32) 사이 제3 거리(D3)보다 길고 그 제3 거리(D3)의 20배보다 짧게 형성되는 배기가스 쿨러(2).
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213) 중 적어도 하나는 사전에 결정된 곡률반경(R)을 기준으로 만곡 형성되고,
    상기 곡률반경(R)은 6mm보다 길고 30mm보다 짧게 형성되는 배기가스 쿨러(2).
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213) 중 적어도 하나는 상기 제2 관부(212)로부터 사전에 결정된 제1 각도(α)로 절곡 형성되는 배기가스 쿨러(2).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 각도(α)는 직각으로 형성되는 배기가스 쿨러(2).
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 각도(α)는 둔각으로 형성되는 배기가스 쿨러(2).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213) 중 상기 제2 관부(212)로부터 절곡 형성되는 관부는,
    상기 제2 관부(212)로부터 상기 제1 각도(α)로 절곡 형성되는 제1 부위(P1); 및
    상기 제1 부위(P1)로부터 사전에 결정된 제2 각도(β)로 절곡 형성되는 제2 부위(P2);를 포함하고,
    상기 제2 각도(β)는 둔각으로 형성되는 배기가스 쿨러(2).
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 관부(211)는 하나로 형성되어 상기 제1 관부(211)의 유로가 하나로 형성되고,
    상기 제2 관부(212)는 복수로 형성되어 상기 제2 관부(212)의 유로가 복수로 형성되고,
    상기 제3 관부(213)는 하나로 형성되어 상기 제3 관부(213)의 유로가 하나로 형성되고,
    상기 하나의 제1 관부(211) 유로는 상기 복수의 제2 관부(212) 유로와 연통되고,
    상기 하나의 제3 관부(213) 유로는 상기 복수의 제2 관부(212) 유로와 연통되는 배기가스 쿨러(2).
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 관부(211)는 그 제1 관부(211)의 유로 단면적이 상기 제2 관부(212)의 유로 단면적 합보다 크거나 같게 형성되고,
    상기 제3 관부(213)는 그 제3 관부(213)의 유로 단면적이 상기 제2 관부(212)의 유로 단면적 합보다 크거나 같게 형성되는 배기가스 쿨러(2).
  15. 제1항에 있어서,
    상기 열교환관(21)은 복수로 구비되고,
    상기 복수의 열교환관(21)은 서로 이격되게 적층되어 다단으로 형성되는 배기가스 쿨러(2).
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 열교환관(21) 중 적어도 한 단의 열교환관(21)은 상기 다단의 열교환관(21)의 적층 방향에 경사진 방향으로 연장 형성되어 단열로 형성되는 배기가스 쿨러(2).
  17. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 열교환관(21) 중 적어도 한 단의 열교환관(21)은 상기 다단의 열교환관(21)의 적층 방향에 경사진 방향으로 서로 이격되게 적층되어 다열로 형성되는 배기가스 쿨러(2).
  18. 제1항에 있어서,
    상기 열교환관(21)과 상기 플레이트(22)가 외관을 형성하고, 상기 엔진(1) 내부의 냉각수 유로에 삽입되는 것을 특징으로 하는 배기가스 쿨러(2).
  19. 제1항에 있어서,
    상기 엔진(1)으로부터 토출되는 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(231), 상기 냉각수 유입구(231)로 유입된 냉각수를 수용하는 냉각수 수용공간(S) 및 상기 냉각수 수용공간(S)으로부터 상기 엔진(1)의 내부로 냉각수를 복귀시키는 냉각수 유출구(232)를 갖는 하우징(23);을 더 포함하고,
    상기 하우징(23)은 상기 엔진(1)의 외부에 구비되고,
    상기 열교환관(21)과 상기 플레이트(22)는 상기 하우징(23)의 냉각수 수용공간(S)에 구비되는 것을 특징으로 하는 배기가스 쿨러(2).
PCT/KR2016/009242 2015-10-26 2016-08-22 배기가스 쿨러 WO2017073895A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112016004891.2T DE112016004891T5 (de) 2015-10-26 2016-08-22 Abgaskühler
CN201680013982.5A CN107407233A (zh) 2015-10-26 2016-08-22 排气冷却器
US15/548,509 US10337468B2 (en) 2015-10-26 2016-08-22 Exhaust gas cooler

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150148814A KR102166999B1 (ko) 2015-10-26 2015-10-26 배기가스 쿨러
KR10-2015-0148814 2015-10-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017073895A1 true WO2017073895A1 (ko) 2017-05-04

Family

ID=58630769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/009242 WO2017073895A1 (ko) 2015-10-26 2016-08-22 배기가스 쿨러

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10337468B2 (ko)
KR (1) KR102166999B1 (ko)
CN (1) CN107407233A (ko)
DE (1) DE112016004891T5 (ko)
WO (1) WO2017073895A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210215072A1 (en) * 2018-08-27 2021-07-15 Hanon Systems Heat exchanger of exhaust heat recovery apparatus

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101846660B1 (ko) * 2016-04-20 2018-04-09 현대자동차주식회사 차량용 egr 쿨러
KR102173398B1 (ko) * 2017-06-14 2020-11-03 한온시스템 주식회사 배기가스 냉각장치
US10443959B2 (en) * 2018-03-16 2019-10-15 Hamilton Sundstrand Corporation Integral heat exchanger manifold guide vanes and supports
JP7097746B2 (ja) * 2018-05-23 2022-07-08 リンナイ株式会社 熱源機
KR20200101645A (ko) * 2019-02-20 2020-08-28 현대자동차주식회사 이지알 쿨러 및 이를 포함하는 엔진 시스템

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010102981A (ko) * 1999-01-20 2001-11-17 산쿄 레디에이터 가부시키 가이샤 Ｅｇｒ 쿨러
JP2010060196A (ja) * 2008-09-03 2010-03-18 Toyota Motor Corp ガス冷却装置
JP2012002481A (ja) * 2010-06-21 2012-01-05 Denso Corp 排気熱交換装置
JP2013213424A (ja) * 2012-04-02 2013-10-17 Toyota Motor Corp 排気ガス熱交換器
KR101389921B1 (ko) * 2013-04-19 2014-04-29 합자회사 소백산업 차량 배기가스 재순환장치 쿨러용 각형 하우징의 성형방법

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6684938B2 (en) * 1999-01-20 2004-02-03 Hino Motors, Ltd. EGR cooler
US6820682B2 (en) * 2000-12-19 2004-11-23 Denso Corporation Heat exchanger
JP2006118436A (ja) * 2004-10-21 2006-05-11 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd Ｅｇｒガス冷却装置用ボンネット
EP1941224A1 (de) * 2005-10-20 2008-07-09 Behr GmbH & Co. KG Wärmetauscher
JP5145718B2 (ja) 2006-02-03 2013-02-20 株式会社デンソー 熱交換器
US20090250201A1 (en) * 2008-04-02 2009-10-08 Grippe Frank M Heat exchanger having a contoured insert and method of assembling the same
KR100827329B1 (ko) * 2007-02-28 2008-05-06 주식회사 코렌스 스택형 이지알 쿨러
DE102008002430C5 (de) 2007-07-11 2018-03-22 Hanon Systems Abgaswärmetauscher mit schwingungsgedämpftem Tauscher-Rohrbündel
DE102008002746A1 (de) * 2007-07-11 2009-02-12 Visteon Global Technologies Inc., Van Buren Wärmetauscher für den Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs, Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers sowie Montagewerkzeug hierzu
AU2011201083B2 (en) * 2010-03-18 2013-12-05 Modine Manufacturing Company Heat exchanger and method of manufacturing the same
JP5505097B2 (ja) * 2010-06-02 2014-05-28 トヨタ自動車株式会社 Ｅｇｒガス冷却構造を備えたシリンダヘッドおよびその製造方法
KR101304473B1 (ko) 2011-04-26 2013-09-05 캄텍주식회사 차량용 이지알 쿨러의 방열핀 유닛 고정 방법 및 이를 이용한 차량용 이지알 쿨러
DE102011122442A1 (de) * 2011-12-24 2013-06-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
WO2013132577A1 (ja) * 2012-03-05 2013-09-12 トヨタ自動車 株式会社 内燃機関
US9217610B2 (en) * 2012-07-16 2015-12-22 Caterpillar Inc. Heat exchanger for exhaust gas recirculation
BR112015005719A2 (pt) * 2012-09-17 2017-07-04 Mahle Int Gmbh permutador de calor
US20140311466A1 (en) * 2013-04-17 2014-10-23 Caterpillar Inc. Coolant Inlet Structures for Heat Exchangers for Exhaust Gas Recirculation Systems
US9109547B2 (en) * 2013-04-25 2015-08-18 GM Global Technology Operations LLC Exhaust gas recirculation cooler, system, and method thereof
US20140338643A1 (en) * 2013-05-15 2014-11-20 Caterpillar Inc. System and method for cooling of an exhaust gas recirculation unit
FR3008485B1 (fr) * 2013-07-12 2015-08-21 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur
DE102014219056A1 (de) * 2014-09-22 2016-05-04 Mahle International Gmbh Wärmeübertrager
KR101887750B1 (ko) * 2016-07-22 2018-08-13 현대자동차주식회사 차량의 egr쿨러

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010102981A (ko) * 1999-01-20 2001-11-17 산쿄 레디에이터 가부시키 가이샤 Ｅｇｒ 쿨러
JP2010060196A (ja) * 2008-09-03 2010-03-18 Toyota Motor Corp ガス冷却装置
JP2012002481A (ja) * 2010-06-21 2012-01-05 Denso Corp 排気熱交換装置
JP2013213424A (ja) * 2012-04-02 2013-10-17 Toyota Motor Corp 排気ガス熱交換器
KR101389921B1 (ko) * 2013-04-19 2014-04-29 합자회사 소백산업 차량 배기가스 재순환장치 쿨러용 각형 하우징의 성형방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210215072A1 (en) * 2018-08-27 2021-07-15 Hanon Systems Heat exchanger of exhaust heat recovery apparatus
US11603782B2 (en) * 2018-08-27 2023-03-14 Hanon Systems Heat exchanger of exhaust heat recovery apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US20180238276A1 (en) 2018-08-23
KR20170047997A (ko) 2017-05-08
US10337468B2 (en) 2019-07-02
CN107407233A (zh) 2017-11-28
KR102166999B1 (ko) 2020-10-16
DE112016004891T5 (de) 2018-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017073895A1 (ko) 배기가스 쿨러
WO2017052071A1 (ko) 차량용 ｅｇｒ 쿨러
WO2010140833A2 (ko) 열교환장치 및 이를 적용한 자동차용 수냉식 인터쿨러
WO2011025135A1 (en) Bypass valve having egr valve
WO2014104576A1 (ko) 핀-튜브 방식의 열교환기
WO2016010238A1 (ko) 통합형 열교환기
WO2014058181A1 (en) Heat exchanger
WO2017217622A1 (ko) 공기유도 캡 및 이를 구비하는 연소 덕트
WO2011087203A2 (ko) 열교환기, 상기 열교환기를 포함하는 음식물 처리기 및 상기 열교환기의 제조 방법
US20060201661A1 (en) Egr cooler
WO2017014499A1 (ko) 열교환기
WO2013085156A1 (ko) 연소장치
WO2013025022A2 (ko) 열교환기의 분리가 가능한 연소장치
WO2016167477A1 (ko) 이지알 쿨러
WO2018230826A1 (ko) 배기가스 냉각장치
WO2019098711A1 (ko) 열 교환기
WO2015141884A1 (ko) 냉각수 유로형 이지알 쿨러
WO2017039172A1 (ko) 열교환기
WO2022145758A1 (ko) 물 가열기 및 물 가열기용 버플 조립체
WO2017014495A1 (ko) 열교환기
WO2017039173A1 (ko) 열교환기
WO2021177603A1 (ko) 난류유동을 이용한 방열장치
WO2024219932A1 (ko) 열교환기의 헤더 탱크
WO2018155914A1 (ko) 차량용 egr 쿨러
WO2022131523A1 (ko) 열교환기 및 이를 포함하는 공기조화기

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16860079

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15548509

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112016004891

Country of ref document: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 10.09.2018)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16860079

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1