JP2000249003A - 排気ガス浄化機能付きｅｇｒクーラー - Google Patents

排気ガス浄化機能付きｅｇｒクーラー

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＥＧＲクーラーにすすのトラップ（捕集）能
力とその燃焼によって上昇した排気ガスの温度を低下さ
せるための冷却能力を併せ持たせることにより、高いＮ
Ｏｘ浄化性能とエンジンの耐久信頼性の向上を得る。 【解決手段】 ＥＧＲクーラーを、排気ガス中のすすを
捕集、燃焼しＮＯｘを浄化する触媒層と排気ガスを冷却
させるガス冷却層との２層から構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、エンジン、特に
ディーゼルエンジンにおける一部の排気ガスを吸気路側
に還流させる排気ガス還流通路（ＥＧＲ通路）に配設さ
れる排気浄化機能付きＥＧＲクーラーに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンにおいて、ＥＧＲ通
路を介して一部の排気ガスを吸気路側に還流させること
によって、ＮＯｘを低減させるとともに、ＥＧＲ通路中
にＥＧＲクーラーを配設することにより、還流される排
気ガスの温度を低下させ、さらなるＮＯｘ低減を図るこ
とが知られている（例えば特開平６−６６２０８号公報
参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のＥ
ＧＲ装置においては、ＥＧＲクーラーによって還流され
る排気ガスの温度を下げ、エンジンの筒内温度を下げた
上で排気還流率（ＥＧＲ率）を稼いでいたが、排気ガス
中のすすによってエンジン内部例えばピストンリング、
シリンダライナー、バルブシート面等の摩耗を促進し、
エンジンの耐久性を縮めてしまっていた。
【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消して、ＥＧＲクーラーにすすのトラップ（捕集）能
力と、その燃焼によって上昇した排気ガスの温度を低下
させるための冷却能力を併せ持たせることにより、高い
ＮＯｘ浄化性能とエンジンの耐久信頼性の向上を得るこ
とを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、排気ガスを吸気路側に還流させるＥ
ＧＲ通路に配設されるＥＧＲクーラーを、排気ガス中の
すすを捕集、燃焼しＮＯｘを浄化する触媒層と排気ガス
を冷却させるガス冷却層との２層から構成したことを特
徴とするものである。
【０００６】また、ＥＧＲクーラーを形成する触媒層と
冷却層の２層の間に断熱層を介在せせて各層を良好に作
動させるように構成している。更に、ＥＧＲクーラー本
体の外側部に冷却フィンを設けることによって冷却効率
を上昇させるように構成している。
【０００７】上記の構成によれば、還流される排気ガス
中の残留酸素と捕集されたすすとの燃焼により触媒層で
のＮＯｘ浄化が促進される。また、すすの捕集、燃焼に
より、還流される排気ガス中のすす量が低減された吸気
がエンジンに供給されることから、その内部機構の摩耗
を防止してエンジンの寿命を延長することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を説明する。
【０００９】図１において、ディーゼルエンジン１の吸
気マニホルドに、エアクリーナ３を設けた吸気路２を接
続すると共に排気マニホルドに排気路４を接続し、この
排気路４の途中に触媒コンバータ５を設けている。
【００１０】６は排気路４の途中から分岐され、前記エ
アクリーナ３より後方の吸気路２の途中に接続され、一
部の排気ガスＧを吸気路２側に還流させる排気還流通
路、即ちＥＧＲ通路である。このＥＧＲ通路６の途中に
は、ＥＧＲ弁７、ＥＧＲクーラー８が夫々設けられてい
る。
【００１１】ＥＧＲクーラー８は図２、図３、図４に示
すように、本体８１がすすを捕集するとともに、ＮＯｘ
を浄化させるための焼結合金またはセラミックフォーム
に、Ｐｔ，Ｐｄ等の酸化活性を有する触媒を金属薄膜と
してコーティングした触媒層８２と、排気ガスＧを冷却
させるガス冷却層８３の２層から構成されている。そし
てこの２層の間には耐熱性断熱材からなる断熱層８４が
設けられている。
【００１２】また、本体８１の一端には、排気ガスＧの
流入口８５と流出口８６が夫々設けられており、他端に
は、触媒層８２からの排気ガスＧを冷却層８３へ円滑に
導入するように外周部を湾曲状に形成された中間集合部
８７が設けられている。
【００１３】前記冷却層８３は、図３に示すように複数
の偏平に形成した管体を配置した排気ガス流路８３ａが
配設されており、それらの排気ガス流路８３ａの外周部
に冷却媒体としてのエンジン１の冷却水Ｗが導入される
冷却部８３ｂが形成されている。なお、排気ガス流路８
３ａは耐腐食性に富むＳＵＳ材で構成されるのが望まし
い。
【００１４】また、前記本体８１には冷却層８３へエン
ジン１からの冷却水Ｗを導入する流入口８３ｃと、この
冷却部８３から昇温した冷却水Ｗをエンジン１に戻す流
出口８３ｄが夫々設けられている。さらに、前記本体８
１の冷却層８３側の外側には冷却フィン８８を一体成形
により形成して空気冷却の効果が向上するように構成し
ている。
【００１５】上述のように構成された本発明のＥＧＲク
ーラー８においては、還流される排気ガスＧは先づ流入
口８５より触媒層８２内に流入し、これによって排気ガ
スＧ中のすすが捕集され、更にその酸化反応によって排
気ガスＧ中の残留酸素によりそのすすは燃焼され、ＮＯ
ｘ浄化が促進される。
【００１６】すすの燃焼により温度の上昇した触媒層８
２からの排気ガスＧは、中間集合部８７を経由して隣接
して配置した冷却層８３の排気ガス流路８３ａ内に導入
され、この排気ガス流路８３ａの外部の冷却水Ｗによっ
て冷却され、そしてＥＧＲ制御弁７を経由して吸気路２
へ還流される。このように、本発明のＥＧＲクーラー８
では、排気ガスＧ中の残留酸素と捕集されたすすとの燃
焼により、ＮＯｘ浄化が促進され、ＮＯｘ低減が図られ
る。
【００１７】また、すすの捕集、燃焼により、還流され
る排気ガスＧ中のすす量が低減されてエンジン内部のピ
ストンリング、シリンダライナー、バルブシート面等の
摩耗が防止される。
【００１８】また、ＣＯ2 濃度が増加するため、排気ガ
ス中の不活性成分が増えることで、実際の排気ガス還流
率（ＥＧＲ率）が増加し、テールパイプエミッションが
低下できる。さらに、必要還流排気ガス量が少なくなる
ことで、必要放熱容量が少なくなり、ＥＧＲクーラー自
体が小さくできる。
【００１９】また、ＥＧＲクーラー本体８１内を触媒層
８２と冷却層８３とに断熱層８４を介して２分割し、隣
合わせに配設したことにより、排気ガス浄化機能を備え
ながら、コンパクトな構造とすることができた。さら
に、本体８１の冷却層８３側にに冷却フィン８８を設け
たことで、ＥＧＲクーラーの冷却効率を向上できる。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明では、ＥＧＲクー
ラーを排気ガス中のすすを捕集、燃焼しＮＯｘを浄化す
る触媒層と排気ガスを冷却させるガス冷却層との２層か
ら構成したので、還流される排気ガス中の残留酸素と捕
集されたすすとの燃焼により触媒層でのＮＯｘ浄化が促
進され、ＮＯｘ低減が図られる。
【００２１】また、すすの捕集、燃焼により、還流され
る排気ガス中のすす量が低減され、エンジン内部のピス
トンリング、シリンダライナー、バルブシート面等の摩
耗が防止される。
【００２２】また、ＣＯ2 濃度が増加するため、排気ガ
ス中の不活性成分が増えることで、実際の排気ガス還流
率（ＥＧＲ率）が増加しテールパイプエミッションが低
下できる。さらに、必要還流排気ガス量が少なくなるこ
とで、必要放熱容量が少なくなり、ＥＧＲクーラー自体
が小さくできる。
【００２３】また、ＥＧＲクーラー本体内を触媒層と冷
却層とに断熱層を介して２分割して配設したことによ
り、排気ガス浄化機能を備えながら、コンパクトな構造
とすることができる。さらに、冷却フィンを設けたこと
で、ＥＧＲクーラーの冷却効率の向上を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すエンジンの全体系統
図である。
【図２】同実施の形態のＥＧＲクーラーの要部破断して
示す平面図である。
【図３】同ＥＧＲクーラーの横断面図である。
【図４】同ＥＧＲクーラーの外観斜視図である。
【符号の説明】
１ エンジン ６ ＥＧＲ通路 ８ ＥＧＲクーラー ８１ 本体 ８２ 触媒層 ８３ 冷却層 ８４ 断熱層 ８８ 冷却フィン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/02 ３２１ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３２１Ｈ 3/24 3/24 Ｓ Ｌ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排気ガスを吸気路側に還流させるＥＧＲ
    通路に配設されるＥＧＲクーラーを、排気ガス中のすす
    を捕集、燃焼しＮＯｘを浄化する触媒層と排気ガスを冷
    却させるガス冷却層との２層から構成したことを特徴と
    する排気ガス浄化機能付きＥＧＲクーラー。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記触媒層と前記冷
    却層との間に、断熱層を介設させたことを特徴とする排
    気ガス浄化機能付きＥＧＲクーラー。
  3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記冷却層
    を配設した側のＥＧＲクーラーの本体の外側部に冷却フ
    ィンを設けたことを特徴とする排気ガス浄化機能付きＥ
    ＧＲクーラー。
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