KR102166999B1

KR102166999B1 - 배기가스 쿨러

Info

Publication number: KR102166999B1
Application number: KR1020150148814A
Authority: KR
Inventors: 정순안; 전태수
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2015-10-26
Filing date: 2015-10-26
Publication date: 2020-10-16
Also published as: WO2017073895A1; US10337468B2; US20180238276A1; CN107407233A; DE112016004891T5; KR20170047997A

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{EGR COOLER}

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.

대한민국 공개특허공보 10-2012-0121224호 미국 공개특허 2013-0213368호

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.

1: 엔진 2: 배기가스 쿨러
21: 열교환관 21A: 열교환관 제1 피스
21B: 열교환관 제2 피스 22: 플레이트
23: 하우징 121: 배기가스 공급구
122: 배기가스 회수구 211: 제1 관부
211A: 제1 관부 제1 피스 211a: 제1 관부의 일부
211B: 제1 관부 제2 피스 211b: 제1 관부의 타부
212: 제2 관부 212A: 제2 관부 제1 피스
212a: 제2 관부의 일부 212B: 제2 관부 제2 피스
212b: 제2 관부의 타부 213: 제3 관부
213A: 제3 관부 제1 피스 213a: 제3 관부의 일부
213B: 제3 관부 제2 피스 213b: 제3 관부의 타부
214: 방열핀 231: 냉각수 유입구
232: 냉각수 유출구 2111: 제1 직선부
2112: 제1 절곡부 2131: 제2 직선부
2132: 제2 절곡부 2151: 제1 추가 방열핀
2152: 제2 추가 방열핀 C11: 제1 관부의 유입구의 중심
C12: 제1 관부의 토출구의 중심 C31: 제3 관부의 유입구의 중심
C32: 제3 관부의 토출구의 중심 α: 제1 각도
β: 제2 각도 D1: 제1 거리
D2: 제2 거리 D3: 제3 거리
E: 요철 O: 곡률중심
P1: 제1 부위 P2: 제2 부위
R: 곡률반경 S: 냉각수 수용공간

Claims

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 형성되고,
상기 제1 관부(211)와 상기 제3 관부(213) 중 적어도 하나는 사전에 결정된 곡률반경(R)을 기준으로 만곡 형성되거나 상기 제2 관부(212)로부터 사전에 결정된 제1 각도(α)로 절곡 형성되고,
상기 제1 관부(211), 상기 제2 관부(212) 및 상기 제3 관부(213)는 냉각수에 수용되는 것을 특징으로 하는 배기가스 쿨러(2).
제1항에 있어서,
상기 방열핀(214)은 일 방향으로 연장 형성되는 배기가스 쿨러(2).
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).
삭제
제1항에 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).
제1항에 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).
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).
제1항에 있어서,
상기 곡률반경(R)은 6mm보다 길고 30mm보다 짧게 형성되는 배기가스 쿨러(2).
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 각도(α)는 직각으로 형성되는 배기가스 쿨러(2).
제1항에 있어서,
상기 제1 각도(α)는 둔각으로 형성되는 배기가스 쿨러(2).
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).
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).
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).
제1항에 있어서,
상기 열교환관(21)은 복수로 구비되고,
상기 복수의 열교환관(21)은 서로 이격되게 적층되어 다단으로 형성되는 배기가스 쿨러(2).
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).
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).
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).
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).