WO2015141884A1 - 냉각수 유로형 이지알 쿨러 - Google Patents

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WO2015141884A1
WO2015141884A1 PCT/KR2014/002420 KR2014002420W WO2015141884A1 WO 2015141884 A1 WO2015141884 A1 WO 2015141884A1 KR 2014002420 W KR2014002420 W KR 2014002420W WO 2015141884 A1 WO2015141884 A1 WO 2015141884A1
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housing
flow path
cooling device
cooling
cooler
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PCT/KR2014/002420
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박문걸
황제성
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주식회사 다우정밀
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    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F2009/0285—Other particular headers or end plates
    • F28F2009/029—Other particular headers or end plates with increasing or decreasing cross-section, e.g. having conical shape

Definitions

  • the present invention relates to a coolant flow path type easy cooler, and more particularly, to improve the coupling structure of the housing to prevent the outflow of the coolant, to improve the rigidity so that the shape of the housing can be continuously maintained, and the heat exchange efficiency It relates to a coolant flow path type easy cooler that can be improved.
  • EGR EXHAUST-GAS RECIRCULATION
  • EGR is a device that reduces the NOx generated during combustion by recycling exhaust gas discharged from the combustion chamber through the exhaust pipe from the combustion chamber to the intake pipe. It is a device to increase the EGR rate by reducing the temperature of exhaust gas.
  • the EZC cooler is coupled to a housing part such as an upper body and a lower body to form a housing into which a cooling device is inserted, and an adapter and a plug are provided to enable exhaust gas to be transferred to the cooling device.
  • An object of the present invention to improve the coupling structure of the housing to prevent the outflow of the coolant, to provide a coolant flow path type easy cooler to improve the rigidity to maintain the shape of the housing continuously.
  • another object of the present invention is to provide a coolant flow path type easy cooler provided with a baffle between the housing and the cooling device to improve the heat exchange efficiency by making the flow of cooling water parallel to the flow of exhaust gas flowing through the cooling device.
  • the coolant flow path type easy cooler includes: a housing including a first body and a second body facing each other, a coupling part for coupling the first body and the second body, and provided inside the housing. It is characterized in that it comprises a ladder plate coupled to the cooling device and the housing to limit the flow of the cooling device.
  • the coupling portion is formed on the edge of the first body is characterized in that it comprises a coupling end in contact with the inner surface of the second body.
  • the coupling end is formed shorter than the edge length of the first body to secure the coupling space of the ladder plate, characterized in that the leakage preventing portion is formed on both ends of the edge of the first body and the second body.
  • the ladder plate is characterized in that the paste coating space is secured to the inside of the housing.
  • the leak prevention part may include an extension piece extending from the first body to the second body side and an accommodation part formed in the second body so that the extension piece is accommodated.
  • both sides of the central portion of the cooling device is characterized in that the supporting emboss is formed to support the joints of the first body and the second body.
  • the apparatus may further include an adapter for introducing or discharging the exhaust gas into the housing, and a stopper provided in the housing for inverting the flow of the exhaust gas.
  • the cooling device includes a plurality of fin covers formed in a tubular shape to form a flow path of the exhaust gas and a fin structure for partitioning an internal space of the fin cover, which is formed inside the fin cover and has a regular square wave shape. It is characterized by.
  • the fin structure is characterized in that the curved wave shape is formed at a predetermined interval in the longitudinal direction.
  • the upper and lower surfaces of the pin cover is characterized in that a plurality of embossing to support the pin cover spaced apart from each other, to guide the flow of cooling water flowing into the housing.
  • the housing is characterized in that the baffle is provided so that the flow of the cooling water is not biased.
  • the baffle may be provided in plural in the longitudinal direction of the cooling device in a direction opposite to the cooling water inlet of the housing.
  • Cooling water flow path type easy cooler according to the present invention can ensure the flatness of the outer surface of the housing by improving the coupling structure of the housing, the assembly is improved, as well as airtightly coupled to prevent the leakage of cooling water Has
  • the present invention has an effect that the rigidity is improved to continuously maintain the shape of the housing to prevent the sag caused by the jig during welding.
  • the present invention is provided with a baffle between the housing and the cooling device to improve the heat exchange efficiency by making the flow of cooling water parallel to the flow of the exhaust gas flowing through the cooling device.
  • FIG. 1 is a perspective view of a coolant flow path type EZ cooler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a coolant flow path type EZ cooler according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a view showing the inside of the housing of the coolant flow path-type easy cooler according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a cross-sectional view of the coolant flow path-type easy cooler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a coupling portion of the coolant flow path-type easy cooler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing the flow of the exhaust gas and the cooling water of the coolant flow path type easy cooler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a velocity distribution diagram of the cooling water by the baffle of the cooling water flow path type EZ cooler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a coolant flow path type easy cooler according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a coolant flow path type easy cooler according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a coolant flow path type easy cooler according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the coolant flow path type easy cooler according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a view showing a coupling portion of the coolant flow path type EZ cooler
  • FIG. 6 is a view showing the flow of the exhaust gas and the coolant of the coolant flow path type EZR cooler according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is an embodiment of the present invention.
  • the coolant flow path type EZ cooler 100 may include a housing 110, a coupling part 120, a cooling device 150, and a ladder plate 130. Include.
  • the housing 110 is composed of a first body 112 and a second body 114 facing each other.
  • the first body 112 and the second body 114 are divided into upper and lower parts, each made of a 'c' cross-section facing each other, is coupled by the coupling portion 120 to be described later
  • a housing 110 having a square tube shape is formed.
  • the first body 112 is provided at an upper portion, and the second body 114 is provided at a lower portion.
  • the housing 110 is provided with a coolant inlet 115 and a coolant outlet 113 into which the coolant 150 to be described later is heat-transmitted to the outside. That is, the coolant inlet 113 is formed at the rear end of the first body 112, and the coolant inlet 115 is formed at the front end of the second body 114.
  • Coupling portion 120 is to be coupled to the first body 112 and the second body 114, is formed on the edge of the first body 112, the coupling end 122 in contact with the inner surface of the second body (114) ). Since the first and second bodies 112 and 114 have a 'c' cross-sectional shape, the coupling end 122 extends downwardly from both side edges of the first body 112 to the inner side surfaces of both sides of the second body 114. You will come across. To this end, the coupling end 122 is formed to be stepped, and the joints of the first body 112 and the second body 114 may maintain a horizontal line.
  • the coupling end 122 is formed in the first body 112 in the present embodiment, the coupling end 122 may be formed in the second body 114, and the first and second bodies 112 and 114 may be formed. Various design changes are possible.
  • Coupling end 122 is formed shorter than the edge length of the first body (112). This is to secure the coupling space of the ladder plate 130 to be described later.
  • Ladder plate 130 is formed with a plurality of inlet 132 spaced a predetermined interval so that the object to be cooled into the cooling device 150, and the front end of the housing 110 by the bundle process of the cooling device 150 It is provided at the rear end, respectively, since the coupling end 122 is formed to be shorter than the edge length of the first body 112, the ladder plate 130 is accommodated in the housing 110 does not protrude out of the housing 110. . In addition, the ladder plate 130 is supported by the coupling end 122 can be prevented from being pushed into the housing 110.
  • the ladder plate 130 is recessed and accommodated inside the housing 110 to secure the paste coating space (G).
  • the paste is made of nickel paste, and the paste is applied to a gap between the housing 110 and the ladder plate 130 to fix the ladder plate 130, which bundles the cooling device 150, to the inside of the housing 110.
  • the ladder plate 130 is accommodated 0.1mm recessed into the housing 110, so that a large amount of paste can be applied to improve the welding efficiency.
  • the leak prevention part 140 is formed at both ends of the edges of the first body 112 and the second body 114.
  • the leak prevention part 140 may include an extension part 142 extending from the second body 114 to the first body 112 and an accommodation part formed in the first body 112 so that the extension piece 142 is accommodated. 144). This is because the coupling end 122 does not extend to both ends of the first body 112, both ends of the first body 112 and the second body 114 may have a gap, by the leak prevention portion 140 This can be prevented.
  • the cooling device 150 is provided in the housing 110 to form a flow path of the exhaust gas. At this time, the inner surface of the housing 110 is formed to be largely spaced apart from the cooling device 150, the cooling device 150 provided in the housing 110 is to the ladder plate 130 and the cooling device 150 It is supported by a plurality of embosses formed. This is for the smooth flow of the coolant introduced and discharged into the housing 110 through the coolant inlet 115 and the coolant outlet 113 of the housing 110.
  • Support embossing 153 is formed at both central portions of the cooling device 150 to support the joints of the first body 112 and the second body 114.
  • the support emboss 153 supports the coupling end 122 of the first body 112 to space the cooling apparatus 150 and to prevent the joint portion of the housing 110 from sagging.
  • the cooling device 150 includes a plurality of fin covers 152 having a tubular shape so as to form a flow path of the exhaust gas, and are formed inside the fin cover 152 and have a regular rectangular wave shape to form the fin cover 152.
  • the fin structure 158 is formed to have the same length as the length of the pin cover 152 in the longitudinal direction.
  • a plurality of bent surfaces are bent in the width direction to form a square wave shape, the inner surface perpendicular to the two inner surfaces facing the pin cover 152 of the bent surface is curved at a predetermined interval 159 Is formed.
  • the residual time is minimized while minimizing the resistance to block the exhaust gas flow. do.
  • a plurality of guide embosses 154 are formed on the upper and lower surfaces of the pin covers 152 to support the pin covers 152 spaced apart from each other and guide the flow of the coolant flowing into the housing 110.
  • the guide emboss 154 is formed on the inner surface of the housing 110 to correspond to the guide emboss 154 of the pin cover 152.
  • the guide emboss 154 of each pin cover 152 is supported and spaced apart from each other, the outermost pin cover 152 from the housing 110 is also supported.
  • the guide emboss 154 includes a straight emboss 156 and a curvature emboss 157 to guide the coolant flowing into the coolant inlet 115 of the housing 110 to the coolant outlet 113 of the housing 110. do.
  • the straight emboss 156 and the curvature emboss 157 guide the flow of the coolant to be parallel to the direction of the exhaust gas flowing along the longitudinal direction of the fin cover 152.
  • a baffle 160 is provided between the housing 110 and the cooling device 150 to prevent the flow of cooling water from being biased. As shown in FIG. 2, the baffle 160 is provided in plurality at the upper end of the cooling device 150. The baffle 160 is provided in a direction crossing the pin cover 152, and a protrusion 162 is formed to be sandwiched between the pin covers 152. The baffle 160 prevents the coolant flowing through the coolant inlet 115 formed in the second body 114 from flowing at the shortest distance to the coolant outlet 115 by pressure, and the cooling device 150. By evenly passing through the entire surface of), the heat exchange efficiency of cooling water and exhaust gas is improved.
  • the adapter 180 is connected to the EGR and connected by the housing 110 and the flange 170.
  • the stopper 190 may be introduced into the pin cover 152 1 group A through the adapter 180 to reflow the exhaust gas cooled and discharged into the pin cover 152 2 group B. It is formed in an arc shape at the end of the housing 110 which is symmetrical with the 180.
  • the first group (A) is the upper end of the six pin cover 152 through which the exhaust gas flows from the adapter 180 as shown in FIG. 2, and the second group (B) reintroduces the exhaust gas by the medium. It is the lower end of the six pin cover 152.
  • the assembly of the coolant flow path type EZC cooler 100 is arranged.
  • Each of the fin covers 152 is arranged side by side, and the baffle 160 is disposed of the fin covers 152.
  • Guide embosses 154 are formed on both sides of each of the pin covers 152 so that the pin covers 152 may be spaced apart from each other. Then, the protrusion 162 of the baffle 160 is fitted between each of the pin cover 152 is coupled.
  • each pin cover 152 is fitted to the front and rear ends of each pin cover 152.
  • Ladder plate 130 is formed in the inlet is formed so that each pin cover 152 may be fixed to the bundle of each pin cover 152.
  • the housing 110 is coupled to the circumference of the cooling device 150.
  • the housing 110 is composed of a first body 112 provided at the upper portion and a second body 114 provided at the lower portion, and is formed in a 'c'-shaped cross-section facing each other, thereby being fastened by the coupling part 120. It is formed in the shape of a square tube. That is, as shown in FIG. 4 or 5, the coupling end 122 provided at the edge of the first body 112 is in contact with the inner surface of the edge of the second body 114, by welding the first body ( 112 and the second body 114 is coupled.
  • the coupling end 122 is formed by refraction from the first body 112 by the thickness of the second body 114, when the first body 112 and the second body 114 are coupled, the first body 112 and the first body 112 are formed. 2 body 114 can secure the flatness.
  • the extension pieces 142 formed at both ends of the edge of the second body 114 are engaged with the receiving portion 144 of the first body 112.
  • the cooling device 150 is fixed to the inside of the housing 110 coupled as described above.
  • the cooling device 150 is inserted into the housing 110, and the guide emboss 154 formed on the inner side of the housing 110 abuts against the guide emboss 154 on the outermost side of the pin cover 152. do.
  • the support emboss 153 is formed in the center of both sides of the cooling device 150, the support emboss 153 is in contact with the coupling end 122 of the first body (112).
  • the ladder plate 130 coupled to the front end and the rear end of the cooling device 150 to bundle and fix the cooling device 150 is recessed and received in the front end and the rear end of the housing 110. As shown in FIG. 3, the ladder plate 130 is received inside the housing 110 and is supported in contact with the coupling end 122. At this time, the ladder plate 130 is housed in the housing 110 0.1mm recessed. This makes it possible to secure a space for applying the paste.
  • the flange 170 is coupled to the front end of the housing 110, and the stopper 190 is coupled to the rear end of the housing 110 to complete the coupling.
  • nickel paste is applied to the joints of the respective parts, and is heated and welded at 1800 ° C. in a vacuum furnace. Since the central portion of the housing 110 coupled by the coupling portion 120 at the time of welding is supported by the support embossing 153, it is possible to prevent sagging due to the jig.
  • the front and rear edges of the housing 110, which the coupling end 122 does not cover, are firmly fixed to prevent leakage by the leak prevention part 140.
  • an adapter 180 for introducing or discharging the exhaust gas into the housing 110 using the flange 170 coupled to the housing 110 is mounted. Therefore, the exhaust gas flows into the first group A of the upper end of the cooling device 150 through the adapter 180, and is returned by the stopper 190 to flow into the second group B of the lower end of the adapter 180. Is discharged through.
  • the flow of the exhaust gas is made through the pin cover 152, the pin cover 152 is provided with a fin structure 158, the fin structure 158 is a wave shape bend 159 curved in the longitudinal direction is formed Vortex generated in the exhaust gas is optimized to maximize the residence time while minimizing the resistance to the exhaust flow. Therefore, the cooling water and heat exchange efficiency supplied to the housing 110 may be maximized.
  • the coolant flowing through the coolant inlet 115 of the housing 110 is guided by the guide emboss 154 formed in the pin cover 152.
  • the guide emboss 154 includes a straight emboss 156 and a curvature emboss 157 to guide the coolant introduced through the coolant inlet 115 so that the coolant flows in parallel with the exhaust gas flowing through the pin cover 152.
  • a baffle 160 is provided between the housing 110 and the cooling device 150 to prevent the coolant from flowing from the coolant inlet 115 to the shortest distance of the coolant outlet 113.
  • the flatness of the outer surface of the housing can be secured by improving the coupling structure of the housing, and the assemblability is improved, as well as airtight assembly. Therefore, it is possible to prevent the leakage of the cooling water, and the rigidity is improved to maintain the shape of the housing continuously.

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Abstract

냉각수 유로형 이지알 쿨러에 대한 발명이 개시된다. 개시된 냉각수 유로형 이지알 쿨러는: 서로 마주보는 제1몸체와 제2몸체로 이루어지는 하우징와, 제1몸체와 제2몸체를 결합하는 결합부와, 하우징의 내부에 구비되는 냉각장치 및 하우징에 결합되어 냉각장치의 유동을 제한하는 래더플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉각수 유로형 이지알 쿨러
본 발명은 냉각수 유로형 이지알 쿨러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하우징의 결합구조를 개선하여 냉각수의 유출을 방지할 수 있고, 하우징의 형상이 지속적으로 유지할 수 있도록 강성이 향상되며, 열교환효율을 향상시킬 수 있는 냉각수 유로형 이지알 쿨러에 관한 것이다.
EGR(EXHAUST-GAS RECIRCULATION: 배출 가스 환원)장치는 차량에 장착되어 연소실에서 배기관을 통하여 배출되는 배기가스를 흡기관으로 재순환시킴으로써, 연소시 발생하는 NOx를 저감하는 장치이고, 이지알쿨러는 재순환되는 배기가스의 온도를 감소시켜 EGR율을 높이기 위한 장치이다.
이지알 쿨러는 상부몸체, 하부몸체 등의 하우징파트가 결합되어 내부에 냉각장치가 삽입되는 하우징을 형성하고, 배기가스가 냉각장치로 열전달 가능하도록 아답터와 마개 등이 구비된다.
한편, 국내 공개특허공보 제2008-0003513호(공개일:2008.01.08.)에는 "EGR 쿨러"가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 하우징의 결합구조를 개선하여 냉각수의 유출을 방지할 수 있고, 하우징의 형상이 지속적으로 유지될 수 있도록 강성을 향상시킨 냉각수 유로형 이지알 쿨러를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 하우징과 냉각장치 사이에 배플이 구비되어 냉각수의 흐름을 냉각장치를 흐르는 배기가스의 흐름과 평행하게 하여 열교환효율을 향상시키는 냉각수 유로형 이지알 쿨러를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러는: 서로 마주보는 제1몸체와 제2몸체로 이루어지는 하우징과, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체를 결합하는 결합부와, 상기 하우징의 내부에 구비되는 냉각장치 및 상기 하우징에 결합되어 상기 냉각장치의 유동을 제한하는 래더플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합부는 상기 제1몸체의 가장가리에 형성되어 상기 제2몸체의 내면에 접하는 결합단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합단은 상기 제1몸체의 가장자리 길이보다 짧게 형성되어 상기 래더플레이트의 결합공간을 확보하고, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 가장자리 양단부에는 리크방지부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 래더플레이트는 상기 하우징의 내측으로 수용되어 페이스트 도포공간이 확보되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리크방지부는 상기 제1몸체에서 상기 제2몸체측으로 연장되는 연장편 및 상기 연장편이 수용되도록 상기 제2몸체에 절개 형성되는 수용부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각장치의 양측면 중앙부에는 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 이음부를 지지하는 지지엠보가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하우징에 배기가스를 유입 또는 배출하기 위한 어댑터와, 상기 배기가스의 흐름을 역변환하기 위하여 상기 하우징징에 구비되는 마개를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각장치는 배기가스의 유로가 형성되도록 관체형상으로 이루어지는 복수개의 핀커버 및 상기 핀커버의 내부에 내장되며 규칙적인 사각 파장 형상으로 이루어져 상기 핀커버 내부공간을 구획하는 핀구조체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 핀구조체는 길이방향으로 소정간격으로 굴곡진 파형굴곡이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 핀커버의 상하면에는 상기 핀커버를 상호 이격지지하고, 상기 하우징으로 유입되는 냉각수의 흐름을 안내하는 복수개 엠보가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하우징에는 상기 냉각수의 흐름이 편중되지 않도록 하는 상기 배플에 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배플은 상기 하우징의 냉각수유입부에 대향하는 방향에 상기 냉각장치의 길이방향으로 복수개 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러는 하우징의 결합구조를 개선하여 하우징의 외면의 평탄도를 확보할 수 있고, 조립성이 향상됨은 물론, 기밀하게 결합되어 냉각수의 유출을 방지할 수 있는 효과를 지닌다.
또한, 본 발명은 하우징의 형상을 지속적으로 유지할 수 있도록 강성이 향상되어 용접 시 지그에 의한 처짐 발생을 방지할 수 있는 효과를 지닌다.
또한, 본 발명은 하우징과 냉각장치 사이에 배플이 구비되어 냉각수의 흐름을 냉각장치를 흐르는 배기가스의 흐름과 평행하게 하여 열교환효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 하우징 내부를 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 결합부를 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 배기가스와 냉각수이 흐름을 보인 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 배플에 의한 냉각수의 속도분포도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 하우징 내부를 보인 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 결합부를 보인 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 배기가스와 냉각수이 흐름을 보인 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 배플에 의한 냉각수의 속도분포도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러(100)는 하우징(110), 결합부(120), 냉각장치(150) 및 래더플레이트(130)를 포함한다.
하우징(110)은 서로 마주보는 제1몸체(112)와 제2몸체(114)로 구성된다. 이를 자세히 설명하면, 제1몸체(112)와 제2몸체(114)는 상하부로 나뉘어 구성되고, 각각 서로 마주보는 'ㄷ'자 단면형상으로 이루어지며, 후술되는 결합부(120)에 의해 결합되어 사각관 형태의 하우징(110)이 형성된다.
실질적으로 도 2에서 도시된 바와 같이 제1몸체(112)는 상부에 구비되고, 제2몸체(114)는 하부에 구비된다. 그리고, 하우징(110)에는 후술되는 냉각장치(150)가 외부로 열전달 하기 위한 냉각수가 유입되는 냉각수유입부(115)와 냉각수유출부(113)가 구비된다. 즉, 제1몸체(112)에는 후단부에는 냉각수유출부(113)가 형성되고, 제2몸체(114)의 선단부에는 냉각수유입부(115)가 형성된다.
결합부(120)는 제1몸체(112)와 제2몸체(114)를 결합되게 하는 것으로서, 제1몸체(112)의 가장자리에 형성되어 제2몸체(114)의 내면에 접하는 결합단(122)을 포함한다. 제1,2몸체(112,114)는 'ㄷ'자 단면 형상으로 이루어지므로 결합단(122)은 제1몸체(112)의 양측 가장자리에서 하방으로 연장되어 제2몸체(114)의 양측 가장자리 내측면에 접하게 된다. 이를 위해 결합단(122)은 단차지게 형성되고, 제1몸체(112)와 제2몸체(114)의 이음부는 수평선상을 유지할 수 있다.
본 실시예에서는 제1몸체(112)에 결합단(122)이 형성되는 것으로 도시하였지만, 결합단(122)은 제2몸체(114)에 형성될 수도 있고, 제1,2몸체(112,114)를 결합하는 다양한 설계변경이 가능하다.
결합단(122)은 제1몸체(112)의 가장자리 길이보다 짧게 형성된다. 이는 후술되는 래더플레이트(130)의 결합공간을 확보하기 위함이다. 래더플레이트(130)는 냉각장치(150)로 피냉각물이 유입되도록 소정간격 구획된 다수개의 유입부(132)가 형성되고, 냉각장치(150)를 묶음 처리하는 것으로 하우징(110)의 전단과 후단에 각각 구비되는데, 결합단(122)이 제1몸체(112)의 가장자리 길이보다 짧게 형성되므로써, 래더플레이트(130)는 하우징(110) 내부로 수용되어 하우징(110)의 외부로 돌출되지 않는다. 또한, 래더플레이트(130)는 결합단(122)에 지지되므로 하우징(110) 내부로 밀려들어가는 것을 방지할 수 있다.
이때, 래더플레이트(130)는 하우징(110)의 내측으로 함몰 수용되어 페이스트 도포공간(G)이 확보된다. 페이스트는 니켈 페이스트로 이루어지며, 냉각장치(150)를 묶음 처리하는 래더플레이트(130)를 하우징(110) 내부에 고정하도록 하우징(110)과 래더플레이트(130)의 틈새에 페이스트를 도포하여 진공로에서 용접하게 되는데, 래더플레이트(130)가 하우징(110) 내부로 0.1mm 함몰 수용되므로 많은 양의 페이스트를 도포할 수 있어 용접효율이 향상된다.
또한, 제1몸체(112)와 제2몸체(114)의 가장자리 양단부에는 리크방지부(140)가 형성된다.
리크방지부(140)는 제2몸체(114)에서 제1몸체(112)측으로 연장되는 연장편(142) 및 연장편(142)이 수용되도록 제1몸체(112)에 절개 형성되는 수용부(144)를 포함한다. 이는 결합단(122)이 제1몸체(112)의 양단 끝까지 연장되지 않으므로, 제1몸체(112)와 제2몸체(114)의 양단부는 틈새가 발생할 수 있는데, 리크방지부(140)에 의해 이를 방지할 수 있다.
냉각장치(150)는 하우징(110) 내부에 구비되어 배기가스의 유로를 형성한다. 이때, 하우징(110)의 내측면은 냉각장치(150)와 이격되도록 크게 형성되며, 하우징(110) 내부에 구비되는 냉각장치(150)는 상기한 래더플레이트(130) 및 냉각장치(150)에 형성되는 복수개의 엠보에 의해 지지된다. 이는 하우징(110)의 냉각수유입부(115)와 냉각수유출부(113)를 통하여 하우징(110) 내부에 투입 및 배출되는 냉각수의 흐름이 원활하게 이루어지기 위함이다.
냉각장치(150)의 양측면 중앙부에는 제1몸체(112)와 제2몸체(114)의 이음부를 지지하는 지지엠보(153)가 형성된다. 지지엠보(153)는 제1몸체(112)의 결합단(122)을 지지하여 냉각장치(150)를 이격시킴은 물론, 하우징(110)의 이음부위가 처지는 것을 방지한다.
이러한 냉각장치(150)는 배기가스의 유로가 형성되도록 관체형상으로 이루어지는 복수개의 핀커버(152)와, 핀커버(152)의 내부에 내장되며 규칙적인 사각 파장 형상으로 이루어져 핀커버(152) 내부공간을 구획하는 핀구조체(158)를 포함한다. 핀구조체(158)는 핀커버(152)의 길이방향의 길이와 동일한 길이로 형성된다. 또한, 폭방향으로 절곡되어 사각파장 형상을 이루는 다수개의 절곡면이 형성되고, 절곡면 중 핀커버(152)의 마주하는 두 내측면과 수직한 내부면이 소정간격으로 굴곡진 파형굴곡(159)이 형성된다.
이를 통해, 배기가스의 흐름에 따라 발생하는 관성력에 의하여 내부면에 형성된 파형굴곡(159)을 지날 때, 배기가스에 발생하는 와류를 최적화 하여 배기가스 흐름을 막는 저항을 최소화하면서도 잔류시간을 최대화하게 된다.
각각의 핀커버(152)의 상하면에는 핀커버(152)를 상호 이격지지하고, 하우징(110)으로 유입되는 냉각수의 흐름을 안내하는 복수개의 안내엠보(154)가 형성된다. 이때, 하우징(110)의 내측면에는 핀커버(152)의 안내엠보(154)에 대응되도록 안내엠보(154)가 형성된다. 따라서, 각각의 핀커버(152)의 안내엠보(154)는 상호 지지되어 이격지지되고, 하우징(110)으로부터 최외측 핀커버(152) 또한 이격지지된다.
이러한 안내엠보(154)는 하우징(110)의 냉각수유입부(115)로 유입된 냉각수를 하우징(110)의 냉각수유출부(113)로 안내하도록 직선엠보(156)와 곡률엠보(157)를 포함한다. 직선엠보(156)와 곡률엠보(157)는 냉각수의 흐름을 핀커버(152)의 길이방향을 따라 흐르는 배기가스의 방향과 평행하도록 안내한다.
하우징(110)과 냉각장치(150) 사이에는 냉각수의 흐름이 편중되지 않도록 하는 배플(160)이 구비된다. 배플(160)은 도 2에서 도시된 바와 같이 냉각장치(150)의 상단부에 복수개 구비된다. 배플(160)은 핀커버(152)와 교차되는 방향으로 구비되고, 핀커버(152)의 사이사이에 끼워지도록 돌출부(162)가 형성된다. 이러한 배플(160)은 제2몸체(114)에 형성되는 냉각수유입부(115)를 통해 유입된 냉각수가 압에 의해 냉각수유출부(115)까지의 최단거리로 흐르는 것을 방지하고, 냉각장치(150)의 전체면을 고루 지나게 함으로써, 냉각수와 배기가스의 열교환 효율을 향상시킨다.
하우징(110)에 배기가스를 유입 또는 배출하기 위한 어댑터(180)와 배기가스의 흐름을 역변환하기 위하여 하우징(110)에 구비되는 마개(190)를 포함한다. 어댑터(180)는 EGR과 연결되며, 하우징(110)과 플랜지(170)에 의해 연결된다. 그리고, 마개(190)는 어댑터(180)를 통해 핀커버(152) 1군(A)으로 유입되어 냉각되고 배출되는 배기가스를 핀커버(152) 2군(B)으로 재유입시키기 위해 어댑터(180)와 대칭되는 하우징(110)의 단부에 호형상으로 형성된다. 여기서 1군(A)은 도 2에서 도시된 바와 같이 어댑터(180)로부터 배기가스가 유입되는 6개 핀커버(152)의 상단부위이고, 2군(B)은 매개에 의해 배기가스가 재유입되는 6개 핀커버(152)의 하단부위이다.
이하, 상기한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
도 2에서 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러(100)의 조립을 살펴보면, 각각의 핀커버(152)를 나란하게 배열하고, 배플(160)을 핀커버(152)의 상단에 고정한다. 핀커버(152) 각각의 양측면에는 안내엠보(154)가 형성되어 상호 맞닿게 되므로 핀커버(152)는 일정간격 이격 배치될 수 있다. 그리고, 배플(160)의 돌출부(162)는 핀커버(152)의 각 사이사이에 끼워져 결합된다.
또한, 각각의 핀커버(152)의 선단과 후단에는 래더플레이트(130)가 끼워진다. 래더플레이트(130)는 각각의 핀커버(152)가 끼워지도록 유입구가 형성되어 각각의 핀커버(152)를 묶음 고정할 수 있다.
이처럼 냉각장치(150)가 결합되면, 냉각장치(150)의 둘레에 하우징(110)이 결합된다. 하우징(110)은 상부에 구비되는 제1몸체(112)와 하부에 구비되는 제2몸체(114)로 이루어지며 각각 마주하는 'ㄷ'자 단면형상으로 이루어져 결합부(120)에 의해 체결됨으로써, 사각관 형상으로 형성된다. 즉, 도 4 또는 도 5에서 도시된 바와 같이 제1몸체(112)의 가장자리에 구비되는 결합단(122)은 제2몸체(114)의 가장자리 내측면에 접하게 되고, 용접에 의해 제1몸체(112)와 제2몸체(114)를 결합한다. 결합단(122)은 제1몸체(112)로부터 제2몸체(114)의 두께만큼 굴절되어 형성되므로 제1몸체(112)와 제2몸체(114)의 결합시 제1몸체(112)와 제2몸체(114)는 평단도를 확보할 수 있다. 그리고, 제2몸체(114)의 가장자리 양단부에 형성된 연장편(142)은 제1몸체(112)의 수용부(144)에 맞물린다.
상기와 같이 결합된 하우징(110)의 내부에 냉각장치(150)가 고정된다. 냉각장치(150)는 하우징(110) 내부로 삽입되며, 하우징(110)의 내측면에 형성되는 안내엠보(154)는 핀커버(152)의 최외측의 안내엠보(154)와 맞닿아 상호 이격된다. 이때, 냉각장치(150)의 양측면 중앙에는 지지엠보(153)가 형성되고, 지지엠보(153)는 제1몸체(112)의 결합단(122)에 접한다.
그리고, 냉각장치(150)의 선단부와 후단부에 결합되어 냉각장치(150)를 묶음 고정하는 래더플레이트(130)는 하우징(110)의 선단부와 후단부에 함몰 수용된다. 이는 도 3에서 도시된 바와 같이 래더플레이트(130)는 하우징(110)의 내측에 수용되고, 결합단(122)에 접촉되어 지지된다. 이때, 래더플레이트(130)는 하우징(110)에 0.1mm 함몰되어 수용된다. 이로 인해 페이스트를 도포할 수 있는 공간을 확보할 수 있다.
하우징(110)의 선단에는 플랜지(170)가 결합되고, 하우징(110)의 후단에는 마개(190)가 결합되어 결합이 완료된다. 이처럼 하우징(110)이 결합된 이후에는 각 부품의 이음새에 니켈 페이스트가 도포되고, 진공로에서 1800℃ 가열되어 용접된다. 용접 시 결합부(120)에 의해 결합되는 하우징(110)의 중앙부는 지지엠보(153)에 의해 지지되므로 지그에 의한 처짐을 방지할 수 있다.
그리고, 결합단(122)이 커버하지 못하는 하우징(110)의 가장자리 선후단은 리크방지부(140)에 의해 유출을 방지하도록 견고히 고정된다.
이후, 본 실시예에 의한 배기가스 재순환 및 냉각을 살펴보면, 하우징(110)에 결합되는 플랜지(170)를 이용하여 하우징(110)에 배기가스를 유입 또는 배출하기 위한 어댑터(180)가 장착된다. 따라서, 어댑터(180)를 통해 냉각장치(150)의 상단부인 1군(A)으로 배기가스가 유입되고, 마개(190)에 의해 리턴되어 하단부인 제2군(B)으로 흘러 어댑터(180)를 통해 배출된다.
이러한 배기가스의 흐름은 핀커버(152)를 통해 이루어지고, 핀커버(152)에는 핀구조체(158)가 구비되며, 핀구조체(158)는 길이방향으로 굴곡진 파형굴곡(159)이 형성되어 배기가스에 발생하는 와류를 최적화 하여 배기가스 흐름을 막는 저항을 최소화하면서도 잔류시간을 최대화된다. 따라서, 하우징(110)으로 공급되는 냉각수와 열교환 효율을 극대화될 수 있다.
하우징(110)의 냉각수유입부(115)를 통해 유입되는 냉각수는 핀커버(152)에 형성되는 안내엠보(154)에 의해 안내된다. 안내엠보(154)는 직선엠보(156)와 곡률엠보(157)로 이루어져 냉각수유입부(115)를 통해 유입된 냉각수를 핀커버(152)를 흐르는 배기가스와 평행하도록 안내하여 냉각수와 배기가스의 열교환효율을 향상시킨다.
이때, 도 6에서 도시된 바와 같이 하우징(110)과 냉각장치(150) 사이에는 배플(160)이 구비되어 냉각수가 냉각수유입부(115)에서 냉각수유출부(113)의 최단거리로 흐르는 것을 방지할 수 있어 열교환효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 냉각수유입부(115)로 유입된 냉각수는 배플(160)에 부딪히게 되어, 와류가 발생되며, 안내엠보(154)를 따라 배기가스와 평행하게 이동하게 된다. 도 7에서 나타난 바와 같이 밝은 부분으로 나타난 냉각수의 이동흐름을 확인할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유로형 이지알 쿨러에 의하면, 하우징의 결합구조를 개선하여 하우징의 외면의 평탄도를 확보할 수 있고, 조립성이 향상됨은 물론, 기밀하게 조립되어 냉각수의 유출을 방지할 수 있으며, 하우징의 형상을 지속적으로 유지할 수 있도록 강성이 향상된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 서로 마주보는 제1몸체와 제2몸체로 이루어지는 하우징;
    상기 제1몸체와 상기 제2몸체를 결합하는 결합부;
    상기 하우징의 내부에 구비되는 냉각장치; 및
    상기 하우징에 결합되어 상기 냉각장치의 유동을 제한하는 래더플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로형 이지알 쿨러.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 결합부는 상기 제1몸체의 가장가리에 형성되어 상기 제2몸체의 내면에 접하는 결합단을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로형 이지알 쿨러.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 결합단은 상기 제1몸체의 가장자리 길이보다 짧게 형성되어 상기 래더플레이트의 결합공간을 확보하고;
    상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 가장자리 양단부에는 리크방지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로형 이지알 쿨러.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 래더플레이트는 상기 하우징의 내측으로 수용되어 페이스트 도포공간이 확보되는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로형 이지알 쿨러.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 리크방지부는 상기 제1몸체에서 상기 제2몸체측으로 연장되는 연장편; 및
    상기 연장편이 수용되도록 상기 제2몸체에 절개 형성되는 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로형 이지알 쿨러.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각장치의 양측면 중앙부에는 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 이음부를 지지하는 지지엠보가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로형 이지알 쿨러.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징에 배기가스를 유입 또는 배출하기 위한 어댑터와, 상기 배기가스의 흐름을 역변환하기 위하여 상기 하우징징에 구비되는 마개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로형 이지알 쿨러.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각장치는 배기가스의 유로가 형성되도록 관체형상으로 이루어지는 복수개의 핀커버; 및
    상기 핀커버의 내부에 내장되며 규칙적인 사각 파장 형상으로 이루어져 상기 핀커버 내부공간을 구획하는 핀구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로형 이지알 쿨러.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 핀구조체는 길이방향으로 소정간격으로 굴곡진 파형굴곡이 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로 이지알 쿨러.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 핀커버의 상하면에는 상기 핀커버를 상호 이격지지하고, 상기 하우징으로 유입되는 냉각수의 흐름을 안내하는 복수개 엠보가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로 이지알 쿨러.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 하우징에는 상기 냉각수의 흐름이 편중되지 않도록 하는 상기 배플에 구비되는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로 이지알 쿨러.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 배플은 상기 하우징의 냉각수유입부에 대향하는 방향에 상기 냉각장치의 길이방향으로 복수개 구비되는 것을 특징으로 하는 냉각수 유로 이지알 쿨러.
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