JP2002004961A - 気体混合系 - Google Patents
気体混合系Info
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- JP2002004961A JP2002004961A JP2000193294A JP2000193294A JP2002004961A JP 2002004961 A JP2002004961 A JP 2002004961A JP 2000193294 A JP2000193294 A JP 2000193294A JP 2000193294 A JP2000193294 A JP 2000193294A JP 2002004961 A JP2002004961 A JP 2002004961A
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- gas
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- 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
- F02M26/17—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
- F02M26/19—Means for improving the mixing of air and recirculated exhaust gases, e.g. venturis or multiple openings to the intake system
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 主気体と副気体の混合を促進可能な気体混合
系を提供する。 【解決手段】 主気体通路Ｔ内に副気体を導入するた
め、スロットル弁ＳＲＶよりも下流側に連通した副気体
通路Ｃを備える気体混合系において、スロットル軸Ｚ及
びこの軸Ｚの位置における主気体通路Ｔの長手方向Ｙの
双方に垂直な直線Ｘと通路内壁との２つの交点Ｐ1，Ｐ2
から主気体通路（内側管ＩＰ）の長手方向（Ｙ方向）下
流側に沿って離隔した位置に、２つの開口部１，２が設
ける。開口部１，２を介して副気体通路Ｃは主気体通路
Ｔに連通している。θ１で規定される第１開口部１の周
方向長は、θ２で規定される第２開口部２の周方向長よ
りも短い。
系を提供する。 【解決手段】 主気体通路Ｔ内に副気体を導入するた
め、スロットル弁ＳＲＶよりも下流側に連通した副気体
通路Ｃを備える気体混合系において、スロットル軸Ｚ及
びこの軸Ｚの位置における主気体通路Ｔの長手方向Ｙの
双方に垂直な直線Ｘと通路内壁との２つの交点Ｐ1，Ｐ2
から主気体通路（内側管ＩＰ）の長手方向（Ｙ方向）下
流側に沿って離隔した位置に、２つの開口部１，２が設
ける。開口部１，２を介して副気体通路Ｃは主気体通路
Ｔに連通している。θ１で規定される第１開口部１の周
方向長は、θ２で規定される第２開口部２の周方向長よ
りも短い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スロットル弁等の
弁の下流側において新気等の主気体と排気ガス等の副気
体とを混合する気体混合系に関する。
弁の下流側において新気等の主気体と排気ガス等の副気
体とを混合する気体混合系に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガス還流装置としては、ポジティ
ブクランクベンチレーション（ＰＣＶ）弁を介してプロ
ーバイガスを還流するプローバイガス還流装置、エンジ
ンの排気ガスを還流する排気ガス再循環（ＥＧＲ）装
置、キャニスタからのパージガス還流装置等が知られて
いる。
ブクランクベンチレーション（ＰＣＶ）弁を介してプロ
ーバイガスを還流するプローバイガス還流装置、エンジ
ンの排気ガスを還流する排気ガス再循環（ＥＧＲ）装
置、キャニスタからのパージガス還流装置等が知られて
いる。
【０００３】エンジンへのガス還流装置は、例えば、特
開平１１−２１０５６０号公報に記載されている。新気
を主気体とし、排気ガスを副気体とすると、同公報にお
いては、主気体が通過する主気体通路の内壁を横断する
軸を中心に回転可能なスロットル弁と、主気体通路内に
副気体を導入するためスロットル弁よりも下流側に連通
した副気体通路とを備える気体混合系を開示している。
開平１１−２１０５６０号公報に記載されている。新気
を主気体とし、排気ガスを副気体とすると、同公報にお
いては、主気体が通過する主気体通路の内壁を横断する
軸を中心に回転可能なスロットル弁と、主気体通路内に
副気体を導入するためスロットル弁よりも下流側に連通
した副気体通路とを備える気体混合系を開示している。
【０００４】これらの混合気体はインテイクマニホール
ド（分岐管）上方のサージタンク内に導入され、しかる
後、分岐管を介してエンジンの各気筒内に導入される。
スロットル弁の下流側には気流の渦が形成される逆流領
域が存在するが、油等を含む副気体が逆流領域に導入さ
れた場合にはスロットル弁に油が付着することとなる。
したがって、同公報においては、逆流領域を避けて副気
体を主気体通路内に導入している。
ド（分岐管）上方のサージタンク内に導入され、しかる
後、分岐管を介してエンジンの各気筒内に導入される。
スロットル弁の下流側には気流の渦が形成される逆流領
域が存在するが、油等を含む副気体が逆流領域に導入さ
れた場合にはスロットル弁に油が付着することとなる。
したがって、同公報においては、逆流領域を避けて副気
体を主気体通路内に導入している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
気体混合系においては、単に主気体通路の周方向接線方
向に副気体を導入していただけなので、主気体と副気体
の混合が促進されない。本発明は、このような課題に鑑
みてなされたものであり、主気体と副気体の混合を促進
可能な気体混合系を提供することを目的とする。
気体混合系においては、単に主気体通路の周方向接線方
向に副気体を導入していただけなので、主気体と副気体
の混合が促進されない。本発明は、このような課題に鑑
みてなされたものであり、主気体と副気体の混合を促進
可能な気体混合系を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、第１の発明は、主気体が通過する主気体通路の内壁
を横断する軸を中心に回転可能な弁と、主気体通路内に
副気体を導入するため前記弁よりも下流側に連通した副
気体通路とを備える気体混合系において、前記軸及びこ
の軸の位置における主気体通路の長手方向の双方に垂直
な直線と内壁との２つの交点から主気体通路の長手方向
下流側に沿って離隔した位置に第１及び第２の開口部が
設けられ、該第１及び第２開口部を介して副気体通路は
主気体通路に連通していることを特徴とする。本発明で
は、弁の回転軸に対して特定の位置に開口部が２つ設け
られているので、主気体と副気体の混合を促進すること
ができる。
め、第１の発明は、主気体が通過する主気体通路の内壁
を横断する軸を中心に回転可能な弁と、主気体通路内に
副気体を導入するため前記弁よりも下流側に連通した副
気体通路とを備える気体混合系において、前記軸及びこ
の軸の位置における主気体通路の長手方向の双方に垂直
な直線と内壁との２つの交点から主気体通路の長手方向
下流側に沿って離隔した位置に第１及び第２の開口部が
設けられ、該第１及び第２開口部を介して副気体通路は
主気体通路に連通していることを特徴とする。本発明で
は、弁の回転軸に対して特定の位置に開口部が２つ設け
られているので、主気体と副気体の混合を促進すること
ができる。
【０００７】また、第２の発明は、上記第１の発明にお
いて、上記第１及び第２開口部のうち、第１及び第２開
口部の前記軸から最も離れた距離に存するそれぞれの箇
所から前記弁までの最短距離が遠い方を前記第１開口部
とし、前記第１開口部の前記主気体通路の周方向に沿っ
た長さは、前記第２開口部の前記主気体通路の周方向に
沿った長さよりも短いことを特徴とする。本発明におい
ては、弁が回転することによって傾く状態に併せて、そ
れぞれの開口部の周方向に長さを上記の如く設定するこ
とで、主気体と副気体の混合を促進することができる。
いて、上記第１及び第２開口部のうち、第１及び第２開
口部の前記軸から最も離れた距離に存するそれぞれの箇
所から前記弁までの最短距離が遠い方を前記第１開口部
とし、前記第１開口部の前記主気体通路の周方向に沿っ
た長さは、前記第２開口部の前記主気体通路の周方向に
沿った長さよりも短いことを特徴とする。本発明におい
ては、弁が回転することによって傾く状態に併せて、そ
れぞれの開口部の周方向に長さを上記の如く設定するこ
とで、主気体と副気体の混合を促進することができる。
【０００８】第３の発明は、上記第２の発明において、
主気体通路の周方向に沿った形状は円であり、前記第１
開口部の前記主気体通路の周方向に沿った長さは第１の
円弧で規定され、前記第２開口部の前記主気体通路の周
方向に沿った長さは第２の円弧で規定され、前記第１の
円弧を規定する２つの半径の成す角度は１０度以上６０
度以下であり、前記第２の円弧を規定する２つの半径の
成す角度は３０度以上１６０度以下であることを特徴と
する。本発明においては、主気体と副気体の混合を促進
し、弁の下流側に形成される逆流領域への副気体の導入
を抑制することができる。
主気体通路の周方向に沿った形状は円であり、前記第１
開口部の前記主気体通路の周方向に沿った長さは第１の
円弧で規定され、前記第２開口部の前記主気体通路の周
方向に沿った長さは第２の円弧で規定され、前記第１の
円弧を規定する２つの半径の成す角度は１０度以上６０
度以下であり、前記第２の円弧を規定する２つの半径の
成す角度は３０度以上１６０度以下であることを特徴と
する。本発明においては、主気体と副気体の混合を促進
し、弁の下流側に形成される逆流領域への副気体の導入
を抑制することができる。
【０００９】第４の発明は、上記第３の発明において、
前記第１の円弧を規定する２つの半径の成す角度は２０
度以上４０度以下であり、前記第２の円弧を規定する２
つの半径の成す角度は４５度以上９０度以下であること
を特徴とする。本発明においては、主気体と副気体の混
合を更に促進することができる。
前記第１の円弧を規定する２つの半径の成す角度は２０
度以上４０度以下であり、前記第２の円弧を規定する２
つの半径の成す角度は４５度以上９０度以下であること
を特徴とする。本発明においては、主気体と副気体の混
合を更に促進することができる。
【００１０】第５の発明は、前記第１開口部の前記主気
体通路の長手方向に沿った長さは、前記第２開口部の前
記主気体通路の長手方向に沿った長さよりも長いことを
特徴とする。本発明においては、主気体と副気体の混合
を更に促進し、弁の下流側に形成される逆流領域への副
気体の導入を抑制することができる。
体通路の長手方向に沿った長さは、前記第２開口部の前
記主気体通路の長手方向に沿った長さよりも長いことを
特徴とする。本発明においては、主気体と副気体の混合
を更に促進し、弁の下流側に形成される逆流領域への副
気体の導入を抑制することができる。
【００１１】第６の発明は、前記第１開口部の前記主気
体通路の長手方向に沿った長さは、前記第２開口部の前
記主気体通路の長手方向に沿った長さの３倍以上である
ことを特徴とする。本発明においては、上記の如く範囲
が設定されているので、上述の混合及び抑制を確実に行
うことが可能となる。
体通路の長手方向に沿った長さは、前記第２開口部の前
記主気体通路の長手方向に沿った長さの３倍以上である
ことを特徴とする。本発明においては、上記の如く範囲
が設定されているので、上述の混合及び抑制を確実に行
うことが可能となる。
【００１２】第７の発明は、第１乃至第６の発明のいず
れか１つにおいて、前記主気体通路は、前記第１及び第
２開口部の下流側に隣接する内径が、この上流側に隣接
する内径よりも小さく設定された細径部と、該細径部と
前記第１及び第２開口部との間を接続し下流側に向かっ
て内径が徐々に細くなっている転移部とを有することを
特徴とする。本発明においては、主気体通路の内面から
気体が離れやすくなるため、主気体通路内の温度変化、
副気体が高熱を有する場合には、その温度上昇を抑制す
ることが可能となる。
れか１つにおいて、前記主気体通路は、前記第１及び第
２開口部の下流側に隣接する内径が、この上流側に隣接
する内径よりも小さく設定された細径部と、該細径部と
前記第１及び第２開口部との間を接続し下流側に向かっ
て内径が徐々に細くなっている転移部とを有することを
特徴とする。本発明においては、主気体通路の内面から
気体が離れやすくなるため、主気体通路内の温度変化、
副気体が高熱を有する場合には、その温度上昇を抑制す
ることが可能となる。
【００１３】第８の発明は、上記第７の発明において、
前記主気体通路の長手方向に垂直な平面と、前記転移部
の内面とが、上流から下流側に成す角度は３０度以上６
０度以下であることを特徴とする。本発明においては、
上記の如く範囲が設定されているので、上述の気体混合
促進及び逆流領域への導入抑制に加えて温度変化抑制を
更に確実に行うことが可能となる。
前記主気体通路の長手方向に垂直な平面と、前記転移部
の内面とが、上流から下流側に成す角度は３０度以上６
０度以下であることを特徴とする。本発明においては、
上記の如く範囲が設定されているので、上述の気体混合
促進及び逆流領域への導入抑制に加えて温度変化抑制を
更に確実に行うことが可能となる。
【００１４】第９の発明は、上記第１乃至第８の発明の
いずれか１つにおいて、前記第１及び第２開口部の下流
側において、前記主気体通路の径を拡大するように前記
主気体通路の周方向に沿って形成された段差を有するこ
とを特徴とする。本発明においては、段差において渦流
が発生するので、上記気体の混合を更に促進させ、且
つ、主気体通路の温度変化を抑制することができる。
いずれか１つにおいて、前記第１及び第２開口部の下流
側において、前記主気体通路の径を拡大するように前記
主気体通路の周方向に沿って形成された段差を有するこ
とを特徴とする。本発明においては、段差において渦流
が発生するので、上記気体の混合を更に促進させ、且
つ、主気体通路の温度変化を抑制することができる。
【００１５】第１０の発明は、上記第９の発明におい
て、前記段差は、前記主気体通路の径を拡大するように
当該通路に管又はリング状の部材を繋ぐとこで形成され
ることを特徴とする。本発明によれば、上記段差を容易
且つ確実に形成することができる。
て、前記段差は、前記主気体通路の径を拡大するように
当該通路に管又はリング状の部材を繋ぐとこで形成され
ることを特徴とする。本発明によれば、上記段差を容易
且つ確実に形成することができる。
【００１６】第１１の発明は、上記第１乃至第１０の発
明において、前記第２開口部は、局所的塞がされること
によって複数の開口に分割されていることを特徴とす
る。本発明においては、上記第２開口部の塞いだ部分に
は主気体が直接流れるので、副気体よりも主気体の温度
の影響が増長され、副気体が高温である場合には、その
温度上昇を抑制することができる。
明において、前記第２開口部は、局所的塞がされること
によって複数の開口に分割されていることを特徴とす
る。本発明においては、上記第２開口部の塞いだ部分に
は主気体が直接流れるので、副気体よりも主気体の温度
の影響が増長され、副気体が高温である場合には、その
温度上昇を抑制することができる。
【００１７】第１２の発明は、上記第１乃至第１１の発
明のいずれか１つにおいて、前記第１及び／又は第２開
口部から前記主気体通路内に内に導入された前記副気体
の、前記第１及び／又は第２開口部よりも下流側に位置
する前記主気体通路の内面への直接接触を抑制可能な位
置に設けられた遮蔽部材を備えることを特徴とする。本
発明においては、遮蔽部材が副気体の主気体通路の内面
への直接接触を抑制可能な位置に設けられているので、
副気体による主気体通路の温度変化を抑制することがで
きる。
明のいずれか１つにおいて、前記第１及び／又は第２開
口部から前記主気体通路内に内に導入された前記副気体
の、前記第１及び／又は第２開口部よりも下流側に位置
する前記主気体通路の内面への直接接触を抑制可能な位
置に設けられた遮蔽部材を備えることを特徴とする。本
発明においては、遮蔽部材が副気体の主気体通路の内面
への直接接触を抑制可能な位置に設けられているので、
副気体による主気体通路の温度変化を抑制することがで
きる。
【００１８】第１３の発明は、上記第１２の発明におい
て、前記遮蔽部材は金属からなる放熱板であることを特
徴とする。本発明においては、副気体が遮蔽部材に当た
ることにより、その熱が遮蔽部材に伝達され、したがっ
て、副気体の熱の影響を低減することができる。
て、前記遮蔽部材は金属からなる放熱板であることを特
徴とする。本発明においては、副気体が遮蔽部材に当た
ることにより、その熱が遮蔽部材に伝達され、したがっ
て、副気体の熱の影響を低減することができる。
【００１９】第１４の発明は、上記第１３の発明におい
て、前記放熱板は前記主気体通路の内面の対向する部分
を横断しており、前記放熱板の表面は前記弁の軸に平行
であることを特徴とする。この場合、第１及び第２開口
部間を分割するように放熱板が配置されることになるの
で、いずれかの開口を介して導入された副気体が主気体
通路内の対向する内面へ当たるのを抑制することがで
き、これに伴う温度上昇を抑制することができる。
て、前記放熱板は前記主気体通路の内面の対向する部分
を横断しており、前記放熱板の表面は前記弁の軸に平行
であることを特徴とする。この場合、第１及び第２開口
部間を分割するように放熱板が配置されることになるの
で、いずれかの開口を介して導入された副気体が主気体
通路内の対向する内面へ当たるのを抑制することがで
き、これに伴う温度上昇を抑制することができる。
【００２０】第１５の発明は、第１乃至第１１の発明の
いずれか１つにおいて、前記第１及び第２開口部の下流
側の前記主気体通路の内面に金属からなる放熱フィンが
固定され、前記放熱フィンは、前記主気体通路の管軸を
含み前記第１又は第２開口の中心を通る平面と交差しな
い位置に設けられていることを特徴とする。前記中心を
含む上記平面内においては、副気体の温度の影響が強
く、これが高熱である場合は放熱フィンの温度が上昇す
るが、本発明においては、この平面とは交差しない位置
に放熱フィンが設けられているので、放熱フィンが副気
体温度の直接の影響を受け難く、主気体及びこれと副気
体との混合気体を効率的に冷却することができる。
いずれか１つにおいて、前記第１及び第２開口部の下流
側の前記主気体通路の内面に金属からなる放熱フィンが
固定され、前記放熱フィンは、前記主気体通路の管軸を
含み前記第１又は第２開口の中心を通る平面と交差しな
い位置に設けられていることを特徴とする。前記中心を
含む上記平面内においては、副気体の温度の影響が強
く、これが高熱である場合は放熱フィンの温度が上昇す
るが、本発明においては、この平面とは交差しない位置
に放熱フィンが設けられているので、放熱フィンが副気
体温度の直接の影響を受け難く、主気体及びこれと副気
体との混合気体を効率的に冷却することができる。
【００２１】第１６の発明は、第１の発明において、前
記第１及び第２開口部は、同軸配置された内側管及び外
側管のうち、前記内側管に開口を形成し、前記内側管の
長手方向両端部と前記外側管の内面との間を閉塞するこ
とによって形成され、前記第１及び第２開口を介して前
記副気体通路から前記副気体が導入可能なように前記外
側管と前記副気体通路とは連通させられ、前記主気体通
路は前記内側管の内面及びこれより下流側の前記外側管
の内面を含むことを特徴とする。本発明によれば、第１
及び第２開口を容易に形成することができる。
記第１及び第２開口部は、同軸配置された内側管及び外
側管のうち、前記内側管に開口を形成し、前記内側管の
長手方向両端部と前記外側管の内面との間を閉塞するこ
とによって形成され、前記第１及び第２開口を介して前
記副気体通路から前記副気体が導入可能なように前記外
側管と前記副気体通路とは連通させられ、前記主気体通
路は前記内側管の内面及びこれより下流側の前記外側管
の内面を含むことを特徴とする。本発明によれば、第１
及び第２開口を容易に形成することができる。
【００２２】第１７の発明は、主気体が通過する主気体
通路の内壁を横断する軸を中心に回転可能な弁と、前記
主気体通路内に副気体を導入するため前記弁よりも下流
側に連通した副気体通路とを備える気体混合系におい
て、前記軸及びこの軸の位置における前記主気体通路の
長手方向の双方に垂直な直線と前記内壁との２つの交点
のうちの１つから前記主気体通路の長手方向下流側に沿
って離隔した位置に第１の開口部が設けられ、該第１開
口部を介して前記副気体通路は主気体通路に連通してお
り、前記主気体通路の周方向に沿った形状は円であり、
前記第１開口部の前記主気体通路の周方向に沿った長さ
は第１の円弧で規定され、前記第１の円弧を規定する２
つの半径の成す角度は１０度以上６０度以下である。本
発明においては、第１開口部のみが規定されるが、この
場合においても、第１開口が上記位置に設けられ、その
周方向の長さが上記角度で規定される場合には、上述の
気体の混合を促進することができる。
通路の内壁を横断する軸を中心に回転可能な弁と、前記
主気体通路内に副気体を導入するため前記弁よりも下流
側に連通した副気体通路とを備える気体混合系におい
て、前記軸及びこの軸の位置における前記主気体通路の
長手方向の双方に垂直な直線と前記内壁との２つの交点
のうちの１つから前記主気体通路の長手方向下流側に沿
って離隔した位置に第１の開口部が設けられ、該第１開
口部を介して前記副気体通路は主気体通路に連通してお
り、前記主気体通路の周方向に沿った形状は円であり、
前記第１開口部の前記主気体通路の周方向に沿った長さ
は第１の円弧で規定され、前記第１の円弧を規定する２
つの半径の成す角度は１０度以上６０度以下である。本
発明においては、第１開口部のみが規定されるが、この
場合においても、第１開口が上記位置に設けられ、その
周方向の長さが上記角度で規定される場合には、上述の
気体の混合を促進することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に係る気体混合
系について、内燃機関の排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置
を例に説明する。なお、説明において、同一要素には同
一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
系について、内燃機関の排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置
を例に説明する。なお、説明において、同一要素には同
一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２４】図１は、エンジンＥの周辺に位置するＥＧ
Ｒ装置の斜視図である。エンジンＥから排出された排気
ガス（副気体とする）はＥＧＲパイプＰ及びＥＧＲバル
ブＶを介して気体混合装置ＧＭに導入される。気体混合
装置ＧＭ内には、吸気管ＡＩＴも接続されており、気体
混合装置ＧＭには吸気管ＡＩＴを介して新気（主気体と
する）が導入される。
Ｒ装置の斜視図である。エンジンＥから排出された排気
ガス（副気体とする）はＥＧＲパイプＰ及びＥＧＲバル
ブＶを介して気体混合装置ＧＭに導入される。気体混合
装置ＧＭ内には、吸気管ＡＩＴも接続されており、気体
混合装置ＧＭには吸気管ＡＩＴを介して新気（主気体と
する）が導入される。
【００２５】気体混合装置ＧＭにおいては主気体と副気
体とが混合され、この混合気体はサージタンクＳ内に流
れ、しかる後、分岐管（インテイクマニホールド）Ｍを
介してエンジンＥの各気筒内に吸気される。そして、こ
れら一連の気体の流れを形成するシステム又は手法は気
体混合系を構成している。なお、サージタンクＳは設計
に応じて省略することができる。
体とが混合され、この混合気体はサージタンクＳ内に流
れ、しかる後、分岐管（インテイクマニホールド）Ｍを
介してエンジンＥの各気筒内に吸気される。そして、こ
れら一連の気体の流れを形成するシステム又は手法は気
体混合系を構成している。なお、サージタンクＳは設計
に応じて省略することができる。
【００２６】吸気管ＡＩＴのスロットルボディ部ＢＤＹ
内にはスロットル弁ＳＲＶが設けられており、スロット
ル弁ＳＲＶは新気の分岐管Ｍへの供給量を調整してい
る。なお、説明において、吸気管ＡＩＴから気体混合装
置ＧＭを介して分岐管Ｍに至る気体の経路を「主気体通
路」とする。また、ＥＧＲパイプＰから気体混合装置Ｇ
Ｍに至るまでの気体の経路を「副気体通路」とする。
内にはスロットル弁ＳＲＶが設けられており、スロット
ル弁ＳＲＶは新気の分岐管Ｍへの供給量を調整してい
る。なお、説明において、吸気管ＡＩＴから気体混合装
置ＧＭを介して分岐管Ｍに至る気体の経路を「主気体通
路」とする。また、ＥＧＲパイプＰから気体混合装置Ｇ
Ｍに至るまでの気体の経路を「副気体通路」とする。
【００２７】図２は気体混合装置ＧＭの斜視図である。
スロットル弁ＳＲＶの下流側には概略円筒形のＥＧＲア
ダプタ装置ＡＤが設けられており、アダプタ装置ＡＤは
樹脂製のスペーサＲＳを介してサージタンクＳ又はイン
テイクマニホールドＭに連通している。アダプタ装置Ａ
Ｄ内には、その軸方向Ｙに沿って吸気管ＡＩＴから主気
体が導入され、その２箇所の開口部１，２からアダプタ
装置ＡＤの径方向に沿って副気体が導入される。なお、
図１に示したＥＧＲパイプＰから流れてきた副気体は、
ＥＧＲバルブＶ及び接続管Ｃを介してアダプタ装置ＡＤ
の開口部１，２に流れ込む。
スロットル弁ＳＲＶの下流側には概略円筒形のＥＧＲア
ダプタ装置ＡＤが設けられており、アダプタ装置ＡＤは
樹脂製のスペーサＲＳを介してサージタンクＳ又はイン
テイクマニホールドＭに連通している。アダプタ装置Ａ
Ｄ内には、その軸方向Ｙに沿って吸気管ＡＩＴから主気
体が導入され、その２箇所の開口部１，２からアダプタ
装置ＡＤの径方向に沿って副気体が導入される。なお、
図１に示したＥＧＲパイプＰから流れてきた副気体は、
ＥＧＲバルブＶ及び接続管Ｃを介してアダプタ装置ＡＤ
の開口部１，２に流れ込む。
【００２８】スロットル弁ＳＲＶはスロットル軸Ｚを中
心に回転することができ、この回転によって主気体のア
ダプタ装置ＡＤへの供給量が変化する。スロットル軸Ｚ
は略鉛直に延びている。
心に回転することができ、この回転によって主気体のア
ダプタ装置ＡＤへの供給量が変化する。スロットル軸Ｚ
は略鉛直に延びている。
【００２９】図３は図２に示した気体混合装置ＧＭのア
ダプタ装置ＡＤをＹ軸に垂直な平面で切った当該装置の
ＩＩＩ−ＩＩＩ矢印線断面図である。また、図４は図２
に示した気体混合装置ＧＭを、アダプタ装置ＡＤの中心
軸で折れ曲がるＹ軸に平行な２つの平面で開口部１、２
及び接続管Ｃの中心を含むように切った当該装置のＩＶ
−ＩＶ矢印線断面図である。
ダプタ装置ＡＤをＹ軸に垂直な平面で切った当該装置の
ＩＩＩ−ＩＩＩ矢印線断面図である。また、図４は図２
に示した気体混合装置ＧＭを、アダプタ装置ＡＤの中心
軸で折れ曲がるＹ軸に平行な２つの平面で開口部１、２
及び接続管Ｃの中心を含むように切った当該装置のＩＶ
−ＩＶ矢印線断面図である。
【００３０】同軸配置された内側管ＩＰ及び外側管ＯＰ
のうち、内側管ＩＰに開口（スリット）１，２を形成
し、内側管ＩＰの長手方向（Ｙ軸方向）両端部と外側管
ＯＰの内面との間を閉塞することによって第１及び第２
開口部１，２は形成される。第１及び第２開口部１，２
を介して副気体通路（接続管Ｃ）から副気体が導入可能
なように外側管ＯＰと副気体通路とは連通させられ、主
気体通路は内側管ＩＰの内面及びこれより下流側の外側
管ＯＰの内面を含む。なお、この方法によれば、第１及
び第２開口部１，２は容易に形成することができる。
のうち、内側管ＩＰに開口（スリット）１，２を形成
し、内側管ＩＰの長手方向（Ｙ軸方向）両端部と外側管
ＯＰの内面との間を閉塞することによって第１及び第２
開口部１，２は形成される。第１及び第２開口部１，２
を介して副気体通路（接続管Ｃ）から副気体が導入可能
なように外側管ＯＰと副気体通路とは連通させられ、主
気体通路は内側管ＩＰの内面及びこれより下流側の外側
管ＯＰの内面を含む。なお、この方法によれば、第１及
び第２開口部１，２は容易に形成することができる。
【００３１】本装置は、主気体が通過する主気体通路の
内壁を横断する軸Ｚを中心に回転可能な弁（スロットル
弁）ＳＲＶと、主気体通路内に副気体を導入するためス
ロットル弁ＳＲＶよりも下流側に連通した副気体通路と
を備える気体混合系において、軸Ｚ及びこの軸Ｚの位置
における主気体通路の長手方向Ｙの双方に垂直な直線Ｘ
と内壁との２つの交点Ｐ1，Ｐ2から主気体通路（内側管
ＩＰ）の長手方向（Ｙ方向）下流側に沿って離隔した位
置に第１及び第２の開口部１，２が設けられており、第
１及び第２開口部１，２を介して副気体通路は主気体通
路に連通している。
内壁を横断する軸Ｚを中心に回転可能な弁（スロットル
弁）ＳＲＶと、主気体通路内に副気体を導入するためス
ロットル弁ＳＲＶよりも下流側に連通した副気体通路と
を備える気体混合系において、軸Ｚ及びこの軸Ｚの位置
における主気体通路の長手方向Ｙの双方に垂直な直線Ｘ
と内壁との２つの交点Ｐ1，Ｐ2から主気体通路（内側管
ＩＰ）の長手方向（Ｙ方向）下流側に沿って離隔した位
置に第１及び第２の開口部１，２が設けられており、第
１及び第２開口部１，２を介して副気体通路は主気体通
路に連通している。
【００３２】本装置においては、スロットル弁ＳＲＶの
回転軸Ｚに対して特定の位置に開口部１，２が２つ設け
られているので、主気体と副気体の混合を促進すること
ができる。なお、これらの混合の原理等については後述
する。
回転軸Ｚに対して特定の位置に開口部１，２が２つ設け
られているので、主気体と副気体の混合を促進すること
ができる。なお、これらの混合の原理等については後述
する。
【００３３】第１及び第２開口部１，２のうち、第１及
び第２開口部１，２の軸Ｚから最も離れた距離に存する
それぞれの箇所からスロットル弁ＳＲＶまでの最短距離
が遠い方（図４における左側の開口）を第１開口部１と
する。図３のθ１で規定される第１開口部１の主気体通
路の周方向に沿った長さ（Ｌ１とする）は、θ２で規定
される第２開口部２の主気体通路の周方向に沿った長さ
（Ｌ２とする）よりも短い。
び第２開口部１，２の軸Ｚから最も離れた距離に存する
それぞれの箇所からスロットル弁ＳＲＶまでの最短距離
が遠い方（図４における左側の開口）を第１開口部１と
する。図３のθ１で規定される第１開口部１の主気体通
路の周方向に沿った長さ（Ｌ１とする）は、θ２で規定
される第２開口部２の主気体通路の周方向に沿った長さ
（Ｌ２とする）よりも短い。
【００３４】本装置においては、スロットル弁ＳＲＶが
回転することによって傾く状態に併せて、それぞれの開
口部１，２の周方向に長さを上記の如く設定すること
で、主気体と副気体の混合を促進することができる。
回転することによって傾く状態に併せて、それぞれの開
口部１，２の周方向に長さを上記の如く設定すること
で、主気体と副気体の混合を促進することができる。
【００３５】詳説すれば、主気体通路（内側管ＩＰ）の
周方向に沿った形状は円であり、第１開口部１の主気体
通路の周方向に沿った長さＬ１は第１の円弧で規定さ
れ、第２開口部２の主気体通路の周方向に沿った長さＬ
２は第２の円弧で規定され、第１の円弧を規定する２つ
の半径ｒ１１、ｒ１２の成す角度θ１は１０度以上６０
度以下であり、第２の円弧を規定する２つの半径ｒ２
１、ｒ２２の成す角度θ２は３０度以上１６０度以下で
ある。
周方向に沿った形状は円であり、第１開口部１の主気体
通路の周方向に沿った長さＬ１は第１の円弧で規定さ
れ、第２開口部２の主気体通路の周方向に沿った長さＬ
２は第２の円弧で規定され、第１の円弧を規定する２つ
の半径ｒ１１、ｒ１２の成す角度θ１は１０度以上６０
度以下であり、第２の円弧を規定する２つの半径ｒ２
１、ｒ２２の成す角度θ２は３０度以上１６０度以下で
ある。
【００３６】本装置においては、主気体と副気体の混合
を促進し、スロットル弁ＳＲＶの下流側に形成される逆
流領域への副気体の導入を抑制することができる。
を促進し、スロットル弁ＳＲＶの下流側に形成される逆
流領域への副気体の導入を抑制することができる。
【００３７】また、上記第１の円弧を規定する２つの半
径ｒ１１、ｒ１２の成す角度θ１は２０度以上４０度以
下であり、第２の円弧を規定する２つの半径ｒ２１、ｒ
２２の成す角度θ２は４５度以上９０度以下であること
が更に好ましい。本範囲であれば、主気体と副気体の混
合を更に促進することができる。
径ｒ１１、ｒ１２の成す角度θ１は２０度以上４０度以
下であり、第２の円弧を規定する２つの半径ｒ２１、ｒ
２２の成す角度θ２は４５度以上９０度以下であること
が更に好ましい。本範囲であれば、主気体と副気体の混
合を更に促進することができる。
【００３８】ここで、上記形状、位置及び範囲設定によ
る気体混合促進、逆流領域への副気体進行抑制の原理に
ついて説明する。
る気体混合促進、逆流領域への副気体進行抑制の原理に
ついて説明する。
【００３９】図５は、上記内側管ＩＰを含む主気体通路
Ｔ近傍の気体通路の説明図である。図６は図３と同一形
式で主気体通路の管軸Ｙに垂直な面内におけるＹ方向に
流れる気体の分布を示す説明図である。図７は図４と同
一形式で主気体通路の管軸Ｙに平行な面内におけるＹ方
向に流れる気体の分布を示す説明図である。図８は図３
と同一形式で主気体通路の管軸Ｙに垂直な面内における
ＸＺ平面内を流れる気体の分布を示す説明図である。な
お、気体の順方向流速については図示の通りであるが、
図７におけるスロットル弁ＳＲＶのＹ軸負方向に開いた
側が大きい。
Ｔ近傍の気体通路の説明図である。図６は図３と同一形
式で主気体通路の管軸Ｙに垂直な面内におけるＹ方向に
流れる気体の分布を示す説明図である。図７は図４と同
一形式で主気体通路の管軸Ｙに平行な面内におけるＹ方
向に流れる気体の分布を示す説明図である。図８は図３
と同一形式で主気体通路の管軸Ｙに垂直な面内における
ＸＺ平面内を流れる気体の分布を示す説明図である。な
お、気体の順方向流速については図示の通りであるが、
図７におけるスロットル弁ＳＲＶのＹ軸負方向に開いた
側が大きい。
【００４０】図５に示すスロットル弁ＳＲＶの下流にお
いては、図６、図７の逆流領域で示される部分におい
て、気体は下流側からスロットル弁ＳＲＶ側に流れてい
る。この逆流領域を除く順流領域は、Ｙ軸周り（周方
向）について考えると、第１開口部１側においては、そ
の長さが短く、第２開口部２側においては、その長さが
長い。また、Ｙ軸に平行な面内において考えると、第１
開口部１側においては、その長さが長く、第２開口部２
側においては、その長さが短い。スロットル軸Ｚに垂直
な方向から、この順流領域内に副気体を流せば、副気体
のスロットル弁ＳＲＶ方向への逆流を抑制しつつ、主気
体との混合を促進させることができる。また、気流の成
分について考えると、図８に示すように、新気（主気
体）は開口部を避けて内側管ＩＰの内壁沿いを第２開口
部２から第１開口部１方向に流れる。
いては、図６、図７の逆流領域で示される部分におい
て、気体は下流側からスロットル弁ＳＲＶ側に流れてい
る。この逆流領域を除く順流領域は、Ｙ軸周り（周方
向）について考えると、第１開口部１側においては、そ
の長さが短く、第２開口部２側においては、その長さが
長い。また、Ｙ軸に平行な面内において考えると、第１
開口部１側においては、その長さが長く、第２開口部２
側においては、その長さが短い。スロットル軸Ｚに垂直
な方向から、この順流領域内に副気体を流せば、副気体
のスロットル弁ＳＲＶ方向への逆流を抑制しつつ、主気
体との混合を促進させることができる。また、気流の成
分について考えると、図８に示すように、新気（主気
体）は開口部を避けて内側管ＩＰの内壁沿いを第２開口
部２から第１開口部１方向に流れる。
【００４１】したがって、上述の位置に第１及び第２開
口部１，２を設けることにより、副気体が逆流領域へ進
行し難くなり、順流領域に副気体が速い流れで引き込ま
れるので、主気体との混合が促進される。なお、副気体
が逆流を避けることにより、副気体に含まれる油等のス
ロットル弁ＳＲＶへの付着が抑制される。
口部１，２を設けることにより、副気体が逆流領域へ進
行し難くなり、順流領域に副気体が速い流れで引き込ま
れるので、主気体との混合が促進される。なお、副気体
が逆流を避けることにより、副気体に含まれる油等のス
ロットル弁ＳＲＶへの付着が抑制される。
【００４２】また、図６を参照すると、第１開口部１で
規定される副気体のガス流入部Ａは、副気体を順流に乗
せるように、その角度θ１（図３参照）を約６０度以下
に設定し、第２開口部２で規定される副気体のガス流入
部Ｂは、副気体を順流に乗せるように、その角度θ２
（図３参照）を約１６０度以下に設定し、これらの確率
誤差及び最適値を考慮してその範囲は上述のように規定
した。、角度θ１、θ２の最適値は、それぞれ３０度及
び７０度である。
規定される副気体のガス流入部Ａは、副気体を順流に乗
せるように、その角度θ１（図３参照）を約６０度以下
に設定し、第２開口部２で規定される副気体のガス流入
部Ｂは、副気体を順流に乗せるように、その角度θ２
（図３参照）を約１６０度以下に設定し、これらの確率
誤差及び最適値を考慮してその範囲は上述のように規定
した。、角度θ１、θ２の最適値は、それぞれ３０度及
び７０度である。
【００４３】更に、副気体は主気体に比べて高熱であ
る。主気体通路の径方向に副気体は導入されるが、第１
及び第２開口部１，２以外の内側管ＩＰ両端部は閉塞し
ているので、副気体による主気体通路壁面の温度上昇は
抑制され、この閉塞領域に比較的低温の主気体が流れる
ので（図８）、壁面全体としては温度上昇を抑制するこ
とができる。
る。主気体通路の径方向に副気体は導入されるが、第１
及び第２開口部１，２以外の内側管ＩＰ両端部は閉塞し
ているので、副気体による主気体通路壁面の温度上昇は
抑制され、この閉塞領域に比較的低温の主気体が流れる
ので（図８）、壁面全体としては温度上昇を抑制するこ
とができる。
【００４４】なお、一様に副気体を導入した場合に壁面
に伝達される熱量をＱ、その面積をＳ、流速をＵとし
て、閉塞領域が全体のａ×１００％であったとすると、
一般に、伝熱量は面積と流速に略比例するので、上記閉
塞領域を設けない場合においては、ｃを定数として、Ｑ
＝ｃ×Ｓ×Ｕとなる。一方、上記閉塞領域を設けた場合
には、伝熱量Ｑ’は、Ｑ’＝ｃ×（１―ａ）Ｓ×Ｕ／
（１−ａ）＝ｃ×Ｓ×Ｕ＝Ｑとなり、ガスからの伝熱量
は閉塞によっても変化しない。しかしながら、閉塞領域
を設けることにより、比較的低温の主気体（新気）が壁
面に当たるので、その分だけ、壁面が冷却されることと
なる。このような冷却を行うと、耐熱温度の低い部品、
例えば、上述の樹脂スペーサＲＳ（図２参照）を用いる
ことができる。
に伝達される熱量をＱ、その面積をＳ、流速をＵとし
て、閉塞領域が全体のａ×１００％であったとすると、
一般に、伝熱量は面積と流速に略比例するので、上記閉
塞領域を設けない場合においては、ｃを定数として、Ｑ
＝ｃ×Ｓ×Ｕとなる。一方、上記閉塞領域を設けた場合
には、伝熱量Ｑ’は、Ｑ’＝ｃ×（１―ａ）Ｓ×Ｕ／
（１−ａ）＝ｃ×Ｓ×Ｕ＝Ｑとなり、ガスからの伝熱量
は閉塞によっても変化しない。しかしながら、閉塞領域
を設けることにより、比較的低温の主気体（新気）が壁
面に当たるので、その分だけ、壁面が冷却されることと
なる。このような冷却を行うと、耐熱温度の低い部品、
例えば、上述の樹脂スペーサＲＳ（図２参照）を用いる
ことができる。
【００４５】上述のように、Ｙ軸に平行な面内において
考えると、順流領域は、第１開口部１側においては、そ
の長さが長く、第２開口部２側においては、その長さが
短いものであった。
考えると、順流領域は、第１開口部１側においては、そ
の長さが長く、第２開口部２側においては、その長さが
短いものであった。
【００４６】しかしながら、本例においては、第１開口
部１の主気体通路の長手方向Ｙに沿った長さＨ１は、第
２開口部２の主気体通路の長手方向Ｙに沿った長さＨ２
に等しい（図４参照）。このような場合おいても、上述
の如く一定の効果は見込まれるが、これらは異ならせた
方が好ましい。
部１の主気体通路の長手方向Ｙに沿った長さＨ１は、第
２開口部２の主気体通路の長手方向Ｙに沿った長さＨ２
に等しい（図４参照）。このような場合おいても、上述
の如く一定の効果は見込まれるが、これらは異ならせた
方が好ましい。
【００４７】次に、長さＨ１，Ｈ２を改良したものを最
適実施形態として、上記例においても適用されている装
置の細部構成ついて説明する。なお、以下において特段
の説明のない構成は、上述の例と同一である。また、以
下に説明される装置の細部構成及び改良点は、特段の説
明のない限り、上述及び後述のいずれの例にも適用可能
である。また、各改良点同士も組み合せることができ
る。以下、詳説する。
適実施形態として、上記例においても適用されている装
置の細部構成ついて説明する。なお、以下において特段
の説明のない構成は、上述の例と同一である。また、以
下に説明される装置の細部構成及び改良点は、特段の説
明のない限り、上述及び後述のいずれの例にも適用可能
である。また、各改良点同士も組み合せることができ
る。以下、詳説する。
【００４８】図９は図４と同一形式で示す気体混合装置
ＧＭの断面図である。図１０は内側管ＩＰを含む主気体
通路Ｔ近傍の気体通路の説明図である。本例において
は、第１開口部１の主気体通路Ｔの長手方向Ｙに沿った
長さＨ１は、第２開口部２の主気体通路Ｔの長手方向Ｙ
に沿った長さＨ２よりも長い。この場合、順流領域に効
率的に副気体が乗るので、主気体と副気体の混合を更に
促進し、スロットル弁ＳＲＶの下流側に形成される逆流
領域への副気体の導入を抑制することができる。
ＧＭの断面図である。図１０は内側管ＩＰを含む主気体
通路Ｔ近傍の気体通路の説明図である。本例において
は、第１開口部１の主気体通路Ｔの長手方向Ｙに沿った
長さＨ１は、第２開口部２の主気体通路Ｔの長手方向Ｙ
に沿った長さＨ２よりも長い。この場合、順流領域に効
率的に副気体が乗るので、主気体と副気体の混合を更に
促進し、スロットル弁ＳＲＶの下流側に形成される逆流
領域への副気体の導入を抑制することができる。
【００４９】ここで、第１開口部１の主気体通路Ｔの長
手方向Ｙに沿った長さＨ１は、第２開口部２の主気体通
路Ｔの長手方向Ｙに沿った長さＨ２の３倍以上である。
ＣＦＤ（数値流体力学）に基づくシミュレーションの結
果から、このように範囲を設定することにより、上述の
混合及び抑制を確実に行うことが可能となることが判明
した。
手方向Ｙに沿った長さＨ１は、第２開口部２の主気体通
路Ｔの長手方向Ｙに沿った長さＨ２の３倍以上である。
ＣＦＤ（数値流体力学）に基づくシミュレーションの結
果から、このように範囲を設定することにより、上述の
混合及び抑制を確実に行うことが可能となることが判明
した。
【００５０】なお、開口部の下流側には、これに隣接し
て内径が徐々に小さくなる転移部ＴＦ、内径が小さい細
径部ＮＤが順に位置し、これは放冷部（受熱部）を構成
する。
て内径が徐々に小さくなる転移部ＴＦ、内径が小さい細
径部ＮＤが順に位置し、これは放冷部（受熱部）を構成
する。
【００５１】図１１は図４と同一形式で気体混合装置Ｇ
Ｍの断面構成を示す当該装置の説明図である。図１２
は、アダプタ装置ＡＤのみを図１１から抜き出して転移
部ＴＦの角度θについて説明するための説明図である。
図１３は、角度θと主気体通路Ｔの温度及び転移部ＴＦ
近傍の副気体濃度を示すグラフである。
Ｍの断面構成を示す当該装置の説明図である。図１２
は、アダプタ装置ＡＤのみを図１１から抜き出して転移
部ＴＦの角度θについて説明するための説明図である。
図１３は、角度θと主気体通路Ｔの温度及び転移部ＴＦ
近傍の副気体濃度を示すグラフである。
【００５２】主気体通路はＴ、第１及び第２開口部１，
２の下流側に隣接する内径が、この上流側に隣接する内
径よりも小さく設定された細径部ＮＤと、細径部ＮＤと
第１及び第２開口部１，２との間を接続し下流側に向か
って内径が徐々に細くなっている転移部ＴＦとを有して
いる。
２の下流側に隣接する内径が、この上流側に隣接する内
径よりも小さく設定された細径部ＮＤと、細径部ＮＤと
第１及び第２開口部１，２との間を接続し下流側に向か
って内径が徐々に細くなっている転移部ＴＦとを有して
いる。
【００５３】この場合、主気体通路Ｔの内面から気体が
離れやすくなるため、主気体通路Ｔ内の温度変化、すな
わち、副気体は高熱を有するので、その温度上昇を抑制
することが可能となる。また、油付着防止の観点から、
副気体の濃度も低い方が好ましい。そこで、主気体通路
Ｔの長手方向Ｙに垂直な平面と、転移部ＴＦの内面と
が、上流から下流側に成す角度θは３０度以上６０度以
下であることが好ましい。本発明においては、上記の如
く範囲が設定されているので、上述の気体混合促進及び
逆流領域への導入抑制に加えて温度変化及び高濃度化抑
制を更に確実に行うことが可能となる。なお、θの最適
値は４５度である。
離れやすくなるため、主気体通路Ｔ内の温度変化、すな
わち、副気体は高熱を有するので、その温度上昇を抑制
することが可能となる。また、油付着防止の観点から、
副気体の濃度も低い方が好ましい。そこで、主気体通路
Ｔの長手方向Ｙに垂直な平面と、転移部ＴＦの内面と
が、上流から下流側に成す角度θは３０度以上６０度以
下であることが好ましい。本発明においては、上記の如
く範囲が設定されているので、上述の気体混合促進及び
逆流領域への導入抑制に加えて温度変化及び高濃度化抑
制を更に確実に行うことが可能となる。なお、θの最適
値は４５度である。
【００５４】なお、細径部ＮＤの下流側には、段差ＳＴ
Ｐが設けられている。
Ｐが設けられている。
【００５５】図１４は、図４と同一形式で気体混合装置
ＧＭの断面構成を示す当該装置の説明図である。図１５
は、円ＣＩＲ内で示される段差ＳＴＰのみを図１４から
抜き出して転移部ＴＦの角度θについて説明するための
説明図である。
ＧＭの断面構成を示す当該装置の説明図である。図１５
は、円ＣＩＲ内で示される段差ＳＴＰのみを図１４から
抜き出して転移部ＴＦの角度θについて説明するための
説明図である。
【００５６】本装置においては、第１及び第２開口部
１，２の下流側において、主気体通路Ｔの径を拡大する
ように主気体通路Ｔの周方向に沿って形成された段差Ｓ
ＴＰを有する。段差ＳＴＰにおいて渦流が発生するの
で、上記気体の混合を更に促進させ、且つ、主気体通路
Ｔの温度上昇を抑制することができる。副気体は高温ガ
スとして段差ＳＴＰの上流側から流れてくるが、上記転
移部ＴＦ、細径部ＮＤを通過するに従って徐々に温度が
低下し、段差ＳＴＰで渦を巻く。
１，２の下流側において、主気体通路Ｔの径を拡大する
ように主気体通路Ｔの周方向に沿って形成された段差Ｓ
ＴＰを有する。段差ＳＴＰにおいて渦流が発生するの
で、上記気体の混合を更に促進させ、且つ、主気体通路
Ｔの温度上昇を抑制することができる。副気体は高温ガ
スとして段差ＳＴＰの上流側から流れてくるが、上記転
移部ＴＦ、細径部ＮＤを通過するに従って徐々に温度が
低下し、段差ＳＴＰで渦を巻く。
【００５７】比較的温度の低い主気体（新気）は、この
位置において周方向から混入するので、段差ＳＴＰ部に
空気の層が形成され、高熱ガスが高温のままで接触する
のは段差ＳＴＰよりも下流側となり、樹脂スペーサＲＳ
が段差ＳＴＰに位置する場合には、これの温度上昇を抑
制することもできる。なお、樹脂スペーサＲＳは、金属
スペーサや金属製ガスケットリングに置換してもよい。
位置において周方向から混入するので、段差ＳＴＰ部に
空気の層が形成され、高熱ガスが高温のままで接触する
のは段差ＳＴＰよりも下流側となり、樹脂スペーサＲＳ
が段差ＳＴＰに位置する場合には、これの温度上昇を抑
制することもできる。なお、樹脂スペーサＲＳは、金属
スペーサや金属製ガスケットリングに置換してもよい。
【００５８】この段差ＳＴＰは、主気体通路Ｔの径を拡
大するように当該通路Ｔに管又はリング状の部材ＲＳ又
はＳを繋ぐとこで形成される。したがって、本例によれ
ば、段差ＳＴＰは容易且つ確実に形成することができ
る。
大するように当該通路Ｔに管又はリング状の部材ＲＳ又
はＳを繋ぐとこで形成される。したがって、本例によれ
ば、段差ＳＴＰは容易且つ確実に形成することができ
る。
【００５９】また、第２開口部２は、局所的塞がされる
ことによって複数の開口に分割されているように改良し
てもよい。
ことによって複数の開口に分割されているように改良し
てもよい。
【００６０】図１６は、このような改良を加えた装置を
図３と同一形式で示す当該装置の断面図である。本装置
においては、第２開口部２の塞いだ部分には主気体が直
接流れるので、副気体よりも主気体の温度の影響が増長
される。副気体は高温であり、主気体は低温であるの
で、塞いだ部分の温度上昇を抑制することができる。
図３と同一形式で示す当該装置の断面図である。本装置
においては、第２開口部２の塞いだ部分には主気体が直
接流れるので、副気体よりも主気体の温度の影響が増長
される。副気体は高温であり、主気体は低温であるの
で、塞いだ部分の温度上昇を抑制することができる。
【００６１】また、第１及び第２開口部１，２の下流側
に副気体の径方向の流れを抑制する遮蔽部材を配置して
もよい。
に副気体の径方向の流れを抑制する遮蔽部材を配置して
もよい。
【００６２】図１７は、このような改良を加えた装置を
図３と同一形式で示す当該装置の断面図である。なお、
断面の位置は、開口部１，２よりも下流側である。ま
た、図１８は、図１７に示した装置の断面構成を図４と
同一形式で示す説明図である。
図３と同一形式で示す当該装置の断面図である。なお、
断面の位置は、開口部１，２よりも下流側である。ま
た、図１８は、図１７に示した装置の断面構成を図４と
同一形式で示す説明図である。
【００６３】遮蔽部材ＳＬＤは、第１及び／又は第２開
口部１，２から主気体通路ＩＰ（Ｔ）内に内に導入され
た副気体の、第１及び／又は第２開口部１，２よりも下
流側に位置する主気体通路ＯＰ（Ｔ）の内面への直接接
触を抑制可能な位置に設けられている。
口部１，２から主気体通路ＩＰ（Ｔ）内に内に導入され
た副気体の、第１及び／又は第２開口部１，２よりも下
流側に位置する主気体通路ＯＰ（Ｔ）の内面への直接接
触を抑制可能な位置に設けられている。
【００６４】本装置においては、遮蔽部材ＳＬＤが副気
体の主気体通路ＯＰ（Ｔ）の内面への直接接触を抑制可
能な位置に設けられているので、副気体による主気体通
路の温度変化、すなわち、温度上昇を抑制することがで
きる。
体の主気体通路ＯＰ（Ｔ）の内面への直接接触を抑制可
能な位置に設けられているので、副気体による主気体通
路の温度変化、すなわち、温度上昇を抑制することがで
きる。
【００６５】得に、遮蔽部材ＳＬＤは金属からなる放熱
板であり、副気体が遮蔽部材ＳＬＤに当たることによ
り、その熱が遮蔽部材ＳＬＤに伝達され、したがって、
副気体の熱の影響を更に低減することができる。
板であり、副気体が遮蔽部材ＳＬＤに当たることによ
り、その熱が遮蔽部材ＳＬＤに伝達され、したがって、
副気体の熱の影響を更に低減することができる。
【００６６】放熱板ＳＬＤは主気体通路ＯＰ（Ｔ）の内
面の対向する部分を横断しており、放熱板ＳＬＤの表面
はスロットル軸Ｚに平行である。この場合、第１及び第
２開口部１，２間を分割するように放熱板ＳＬＤが配置
されることになるので、いずれかの開口部１，２を介し
て導入された副気体が主気体通路Ｔ内の対向する内面へ
当たるのを抑制することができ、これに伴う温度上昇を
抑制することができる。
面の対向する部分を横断しており、放熱板ＳＬＤの表面
はスロットル軸Ｚに平行である。この場合、第１及び第
２開口部１，２間を分割するように放熱板ＳＬＤが配置
されることになるので、いずれかの開口部１，２を介し
て導入された副気体が主気体通路Ｔ内の対向する内面へ
当たるのを抑制することができ、これに伴う温度上昇を
抑制することができる。
【００６７】また、主気体通路Ｔ内に放熱フィンを配置
することとしてもよい。
することとしてもよい。
【００６８】図１９は、このような改良を加えた装置を
図１７と同一形式で示す当該装置の断面図である。図２
０は図１９に示した装置の断面構成を図１８と同一形式
で示す説明図である。
図１７と同一形式で示す当該装置の断面図である。図２
０は図１９に示した装置の断面構成を図１８と同一形式
で示す説明図である。
【００６９】本装置においては、第１及び第２開口部
１，２の下流側の主気体通路ＯＰ（Ｔ）の内面に金属か
らなる放熱フィンＦが固定され、放熱フィンＦは、主気
体通路ＯＰ（Ｔ）の管軸Ｙを含み第１又は第２開口部
１，２の中心を通る平面と交差しない位置に設けられて
いる。
１，２の下流側の主気体通路ＯＰ（Ｔ）の内面に金属か
らなる放熱フィンＦが固定され、放熱フィンＦは、主気
体通路ＯＰ（Ｔ）の管軸Ｙを含み第１又は第２開口部
１，２の中心を通る平面と交差しない位置に設けられて
いる。
【００７０】前記中心を含む平面内においては、副気体
の温度の影響が強く、これは高熱であるので、放熱フィ
ンＦの温度が上昇するが、本例においては、この平面と
は交差しない位置に放熱フィンＦが設けられているの
で、放熱フィンＦが副気体温度の直接の影響を受け難
く、主気体及びこれと副気体との混合気体を効率的に冷
却することができる。
の温度の影響が強く、これは高熱であるので、放熱フィ
ンＦの温度が上昇するが、本例においては、この平面と
は交差しない位置に放熱フィンＦが設けられているの
で、放熱フィンＦが副気体温度の直接の影響を受け難
く、主気体及びこれと副気体との混合気体を効率的に冷
却することができる。
【００７１】なお、第１開口部１のみを有する気体混合
装置ＧＭも提案される。
装置ＧＭも提案される。
【００７２】図２１は、このような気体混合装置ＧＭの
断面構成を図３と同一形式で示す当該装置の説明図であ
る。図２２は図２１に示した装置の断面構成を図４と同
一形式で示す説明図である。
断面構成を図３と同一形式で示す当該装置の説明図であ
る。図２２は図２１に示した装置の断面構成を図４と同
一形式で示す説明図である。
【００７３】本装置においては、主気体が通過する主気
体通路Ｔの内壁を横断する軸を中心に回転可能なスロッ
トル弁ＳＲＶと、主気体通路Ｔ内に副気体を導入するた
めスロットル弁ＳＲＶよりも下流側に連通した副気体通
路とを備える気体混合系において、スロットル軸Ｚ及び
このスロットル軸Ｚの位置における主気体通路Ｔの長手
方向Ｙの双方に垂直な直線Ｘと前記内壁との２つの交点
Ｐ１，Ｐ２のうちの１つから主気体通路Ｔの長手方向下
流側に沿って離隔した位置に第１の開口部１が設けら
れ、第１開口部１を介して副気体通路は主気体通路に連
通しており、主気体通路Ｔの周方向に沿った形状は円で
あり、第１開口部１の主気体通路Ｔの周方向に沿った長
さは第１の円弧で規定され、前記第１の円弧を規定する
２つの半径の成す角度θ１は、上述のものと同様に、１
０度以上６０度以下である。また、上述の例で説明され
た第２開口部２は閉塞している。
体通路Ｔの内壁を横断する軸を中心に回転可能なスロッ
トル弁ＳＲＶと、主気体通路Ｔ内に副気体を導入するた
めスロットル弁ＳＲＶよりも下流側に連通した副気体通
路とを備える気体混合系において、スロットル軸Ｚ及び
このスロットル軸Ｚの位置における主気体通路Ｔの長手
方向Ｙの双方に垂直な直線Ｘと前記内壁との２つの交点
Ｐ１，Ｐ２のうちの１つから主気体通路Ｔの長手方向下
流側に沿って離隔した位置に第１の開口部１が設けら
れ、第１開口部１を介して副気体通路は主気体通路に連
通しており、主気体通路Ｔの周方向に沿った形状は円で
あり、第１開口部１の主気体通路Ｔの周方向に沿った長
さは第１の円弧で規定され、前記第１の円弧を規定する
２つの半径の成す角度θ１は、上述のものと同様に、１
０度以上６０度以下である。また、上述の例で説明され
た第２開口部２は閉塞している。
【００７４】本装置においては、第１開口部１のみが規
定されるが、この場合においても、第１開口部１が上記
位置に設けられ、その周方向の長さが角度θ１で規定さ
れる場合には、上述の気体の混合を促進することができ
る。
定されるが、この場合においても、第１開口部１が上記
位置に設けられ、その周方向の長さが角度θ１で規定さ
れる場合には、上述の気体の混合を促進することができ
る。
【００７５】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の気体混
合系においては、主気体と副気体の混合を促進すること
が可能となる。
合系においては、主気体と副気体の混合を促進すること
が可能となる。
【図１】エンジンＥの周辺に位置するＥＧＲ装置の斜視
図である。
図である。
【図２】気体混合装置ＧＭの斜視図である。
【図３】図２に示した気体混合装置ＧＭのアダプタ装置
ＡＤをＹ軸に垂直な平面で切った当該装置のＩＩＩ−Ｉ
ＩＩ矢印線断面図である。
ＡＤをＹ軸に垂直な平面で切った当該装置のＩＩＩ−Ｉ
ＩＩ矢印線断面図である。
【図４】図２に示した気体混合装置ＧＭを、アダプタ装
置ＡＤの中心軸で折れ曲がるＹ軸に平行な２つの平面で
開口部１、２及び接続管Ｃの中心を含むように切った当
該装置のＩＶ−ＩＶ矢印線断面図である。
置ＡＤの中心軸で折れ曲がるＹ軸に平行な２つの平面で
開口部１、２及び接続管Ｃの中心を含むように切った当
該装置のＩＶ−ＩＶ矢印線断面図である。
【図５】内側管ＩＰを含む主気体通路Ｔ近傍の気体通路
の説明図である。
の説明図である。
【図６】図３と同一形式で主気体通路の管軸Ｙに垂直な
面内におけるＹ方向に流れる気体の分布を示す説明図で
ある。
面内におけるＹ方向に流れる気体の分布を示す説明図で
ある。
【図７】図４と同一形式で主気体通路の管軸Ｙに平行な
面内におけるＹ方向に流れる気体の分布を示す説明図で
ある。
面内におけるＹ方向に流れる気体の分布を示す説明図で
ある。
【図８】図３と同一形式で主気体通路の管軸Ｙに垂直な
面内におけるＸＺ平面内を流れる気体の分布を示す説明
図である。
面内におけるＸＺ平面内を流れる気体の分布を示す説明
図である。
【図９】図４と同一形式で示す気体混合装置ＧＭの断面
図である。
図である。
【図１０】内側管ＩＰを含む主気体通路Ｔ近傍の気体通
路の説明図である。
路の説明図である。
【図１１】図４と同一形式で気体混合装置ＧＭの断面構
成を示す当該装置の説明図である。
成を示す当該装置の説明図である。
【図１２】アダプタ装置ＡＤのみを図１１から抜き出し
て転移部ＴＦの角度θについて説明するための説明図で
ある。
て転移部ＴＦの角度θについて説明するための説明図で
ある。
【図１３】角度θと主気体通路Ｔの温度及び転移部ＴＦ
近傍の副気体濃度を示すグラフである。
近傍の副気体濃度を示すグラフである。
【図１４】図４と同一形式で気体混合装置ＧＭの断面構
成を示す当該装置の説明図である。
成を示す当該装置の説明図である。
【図１５】円ＣＩＲ内で示される段差ＳＴＰのみを図１
４から抜き出して転移部ＴＦの角度θについて説明する
ための説明図である。
４から抜き出して転移部ＴＦの角度θについて説明する
ための説明図である。
【図１６】改良を加えた装置を図３と同一形式で示す当
該装置の断面図である。
該装置の断面図である。
【図１７】改良を加えた装置を図３と同一形式で示す当
該装置の断面図である。
該装置の断面図である。
【図１８】図１７に示した装置の断面構成を図４と同一
形式で示す説明図である。
形式で示す説明図である。
【図１９】改良を加えた装置を図１７と同一形式で示す
当該装置の断面図である。
当該装置の断面図である。
【図２０】図１９に示した装置の断面構成を図１８と同
一形式で示す説明図である。
一形式で示す説明図である。
【図２１】気体混合装置ＧＭの断面構成を図４と同一形
式で示す当該装置の説明図である。
式で示す当該装置の説明図である。
【図２２】図２１に示した装置の断面構成を図３と同一
形式で示す説明図である。
形式で示す説明図である。
１，２…開口部、Ａ…ガス流入部、ＡＤ…アダプタ装
置、ＡＩＴ…吸気管、Ｂ…ガス流入部、ＢＤＹ…スロッ
トルボディ部、Ｃ…接続管（副気体通路）、ＣＩＲ…
円、Ｅ…エンジン、Ｆ…放熱フィン、ＧＭ…気体混合装
置、ＩＰ…内側管（主気体通路）、Ｍ…インテイクマニ
ホールド、ＮＤ…細径部、ＯＰ…外側管、Ｐ…パイプ、
Ｐ1，Ｐ2…交点、ＲＳ…樹脂スペーサ、Ｓ…サージタン
ク、ＳＬＤ…遮蔽部材（放熱板）、ＳＲＶ…スロットル
弁、ＳＴＰ…段差、Ｔ…主気体通路、ＴＦ…転移部、Ｖ
…バルブ、Ｚ…スロットル軸。
置、ＡＩＴ…吸気管、Ｂ…ガス流入部、ＢＤＹ…スロッ
トルボディ部、Ｃ…接続管（副気体通路）、ＣＩＲ…
円、Ｅ…エンジン、Ｆ…放熱フィン、ＧＭ…気体混合装
置、ＩＰ…内側管（主気体通路）、Ｍ…インテイクマニ
ホールド、ＮＤ…細径部、ＯＰ…外側管、Ｐ…パイプ、
Ｐ1，Ｐ2…交点、ＲＳ…樹脂スペーサ、Ｓ…サージタン
ク、ＳＬＤ…遮蔽部材（放熱板）、ＳＲＶ…スロットル
弁、ＳＴＰ…段差、Ｔ…主気体通路、ＴＦ…転移部、Ｖ
…バルブ、Ｚ…スロットル軸。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｍ 25/08 Ｆ０２Ｍ 25/08 Ｎ (72)発明者 村松 完昭 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G044 AA04 BA11 GA21 3G062 ED04 ED15
Claims (17)
- 【請求項１】 主気体が通過する主気体通路の内壁を横
断する軸を中心に回転可能な弁と、前記主気体通路内に
副気体を導入するため前記弁よりも下流側に連通した副
気体通路とを備える気体混合系において、前記軸及びこ
の軸の位置における前記主気体通路の長手方向の双方に
垂直な直線と前記内壁との２つの交点から前記主気体通
路の長手方向下流側に沿って離隔した位置に第１及び第
２の開口部が設けられ、該第１及び第２開口部を介して
前記副気体通路は主気体通路に連通していることを特徴
とする気体混合系。 - 【請求項２】 前記第１及び第２開口部のうち、第１及
び第２開口部の前記軸から最も離れた距離に存するそれ
ぞれの箇所から前記弁までの最短距離が遠い方を前記第
１開口部とし、前記第１開口部の前記主気体通路の周方
向に沿った長さは、前記第２開口部の前記主気体通路の
周方向に沿った長さよりも短いことを特徴とする請求項
１に記載の気体混合系。 - 【請求項３】 前記主気体通路の周方向に沿った形状は
円であり、前記第１開口部の前記主気体通路の周方向に
沿った長さは第１の円弧で規定され、前記第２開口部の
前記主気体通路の周方向に沿った長さは第２の円弧で規
定され、前記第１の円弧を規定する２つの半径の成す角
度は１０度以上６０度以下であり、前記第２の円弧を規
定する２つの半径の成す角度は３０度以上１６０度以下
であることを特徴とする請求項２に記載の気体混合系。 - 【請求項４】 前記第１の円弧を規定する２つの半径の
成す角度は２０度以上４０度以下であり、前記第２の円
弧を規定する２つの半径の成す角度は４５度以上９０度
以下であることを特徴とする請求項３に記載の気体混合
系。 - 【請求項５】 前記第１開口部の前記主気体通路の長手
方向に沿った長さは、前記第２開口部の前記主気体通路
の長手方向に沿った長さよりも長いことを特徴とする請
求項２に記載の気体混合系。 - 【請求項６】 前記第１開口部の前記主気体通路の長手
方向に沿った長さは、前記第２開口部の前記主気体通路
の長手方向に沿った長さの３倍以上であることを特徴と
する請求項５に記載の気体混合系。 - 【請求項７】 前記主気体通路は、前記第１及び第２開
口部の下流側に隣接する内径が、この上流側に隣接する
内径よりも小さく設定された細径部と、該細径部と前記
第１及び第２開口部との間を接続し下流側に向かって内
径が徐々に細くなっている転移部とを有することを特徴
とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の気体混合
系。 - 【請求項８】 前記主気体通路の長手方向に垂直な平面
と、前記転移部の内面とが、上流から下流側に成す角度
は３０度以上６０度以下であることを特徴とする請求項
７に記載の気体混合系。 - 【請求項９】 前記第１及び第２開口部の下流側におい
て、前記主気体通路の径を拡大するように前記主気体通
路の周方向に沿って形成された段差を有することを特徴
とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の気体混合
系。 - 【請求項１０】 前記段差は、前記主気体通路の径を拡
大するように当該通路に管又はリング状の部材を繋ぐと
こで形成されることを特徴とする請求項９に記載の気体
混合系。 - 【請求項１１】 前記第２開口部は、局所的塞がされる
ことによって複数の開口に分割されていることを特徴と
する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の気体混合
系。 - 【請求項１２】 前記第１及び／又は第２開口部から前
記主気体通路内に内に導入された前記副気体の、前記第
１及び／又は第２開口部よりも下流側に位置する前記主
気体通路の内面への直接接触を抑制可能な位置に設けら
れた遮蔽部材を備えることを特徴とする請求項１乃至１
１のいずれか１項に記載の気体混合系。 - 【請求項１３】 前記遮蔽部材は金属からなる放熱板で
あることを特徴とする請求項１２に記載の気体混合系。 - 【請求項１４】 前記放熱板は前記主気体通路の内面の
対向する部分を横断しており、前記放熱板の表面は前記
弁の軸に平行であることを特徴とする請求項１３に記載
の気体混合系。 - 【請求項１５】 前記第１及び第２開口部の下流側の前
記主気体通路の内面に金属からなる放熱フィンが固定さ
れ、前記放熱フィンは、前記主気体通路の管軸を含み前
記第１又は第２開口の中心を通る平面と交差しない位置
に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１の
いずれか１項に記載の気体混合系。 - 【請求項１６】 前記第１及び第２開口部は、同軸配置
された内側管及び外側管のうち、前記内側管に開口を形
成し、前記内側管の長手方向両端部と前記外側管の内面
との間を閉塞することによって形成され、前記第１及び
第２開口を介して前記副気体通路から前記副気体が導入
可能なように前記外側管と前記副気体通路とは連通させ
られ、前記主気体通路は前記内側管の内面及びこれより
下流側の前記外側管の内面を含むことを特徴とする請求
項１に記載の気体混合系。 - 【請求項１７】 主気体が通過する主気体通路の内壁を
横断する軸を中心に回転可能な弁と、前記主気体通路内
に副気体を導入するため前記弁よりも下流側に連通した
副気体通路とを備える気体混合系において、前記軸及び
この軸の位置における前記主気体通路の長手方向の双方
に垂直な直線と前記内壁との２つの交点のうちの１つか
ら前記主気体通路の長手方向下流側に沿って離隔した位
置に第１の開口部が設けられ、該第１開口部を介して前
記副気体通路は主気体通路に連通しており、前記主気体
通路の周方向に沿った形状は円であり、前記第１開口部
の前記主気体通路の周方向に沿った長さは第１の円弧で
規定され、前記第１の円弧を規定する２つの半径の成す
角度は１０度以上６０度以下であることを特徴とする気
体混合系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000193294A JP2002004961A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 気体混合系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000193294A JP2002004961A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 気体混合系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002004961A true JP2002004961A (ja) | 2002-01-09 |
Family
ID=18692311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000193294A Withdrawn JP2002004961A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 気体混合系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002004961A (ja) |
Cited By (14)
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-
2000
- 2000-06-27 JP JP2000193294A patent/JP2002004961A/ja not_active Withdrawn
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