JP2003214262A - Ｅｇｒガス冷却装置 - Google Patents
Ｅｇｒガス冷却装置Info
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/14—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally
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- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0266—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷却水を使用しない空冷タイプとすることに
よって、ラジエーターの熱負荷を軽減し、また内部熱応
力による疲労破壊がなく、比較的簡易な手段で効率よく
冷却できるＥＧＲガス冷却装置を提供する。 【解決手段】 高温のＥＧＲガス流入口および低温のＥ
ＧＲガス流出口を有するＥＧＲガス冷却器本体の内外に
それぞれＥＧＲガスを冷却する内部熱交換器と外部熱交
換器を備え、前記内部熱交換器と外部熱交換器はそれぞ
れ熱媒体流体が流通し得るよう配管した少なくとも１組
の熱交換器群で構成されていることを特徴とする。
よって、ラジエーターの熱負荷を軽減し、また内部熱応
力による疲労破壊がなく、比較的簡易な手段で効率よく
冷却できるＥＧＲガス冷却装置を提供する。 【解決手段】 高温のＥＧＲガス流入口および低温のＥ
ＧＲガス流出口を有するＥＧＲガス冷却器本体の内外に
それぞれＥＧＲガスを冷却する内部熱交換器と外部熱交
換器を備え、前記内部熱交換器と外部熱交換器はそれぞ
れ熱媒体流体が流通し得るよう配管した少なくとも１組
の熱交換器群で構成されていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱媒体流体に冷却
水を使用しない空冷タイプのＥＧＲガス冷却装置に関す
る。
水を使用しない空冷タイプのＥＧＲガス冷却装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】排気ガスの一部を排気系から取出して、
再びエンジンの吸気系に戻し、混合気に加える方法は、
ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａ
ｔｉｏｎ：排気再循環）と称される。ＥＧＲはＮＯｘ
（窒素酸化物）の発生抑制、ポンプ損失の低減、燃焼ガ
スの温度低下に伴う冷却液への放熱損失の低減、作動ガ
ス量・組成の変化による比熱比の増大と、これに伴うサ
イクル効率の向上など、多くの効果が得られることか
ら、エンジンの排気ガス浄化、熱効率を改善するには有
効な方法とされている。
再びエンジンの吸気系に戻し、混合気に加える方法は、
ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａ
ｔｉｏｎ：排気再循環）と称される。ＥＧＲはＮＯｘ
（窒素酸化物）の発生抑制、ポンプ損失の低減、燃焼ガ
スの温度低下に伴う冷却液への放熱損失の低減、作動ガ
ス量・組成の変化による比熱比の増大と、これに伴うサ
イクル効率の向上など、多くの効果が得られることか
ら、エンジンの排気ガス浄化、熱効率を改善するには有
効な方法とされている。
【０００３】しかるに、ＥＧＲガスの温度が高くなりか
つＥＧＲガス量が増大すると、その熱作用によりＥＧＲ
バルブの耐久性が劣化し、早期破損を招く場合があった
り、その防止のために水冷構造とする必要があることや
吸気温度の上昇に伴い充填効率の低下による燃費の低下
などが認識されている。このような事態を避けるため、
エンジンの冷却液などによってＥＧＲガスを冷却する装
置が用いられている。この装置としては、一般に多管式
の熱交換器が利用される。
つＥＧＲガス量が増大すると、その熱作用によりＥＧＲ
バルブの耐久性が劣化し、早期破損を招く場合があった
り、その防止のために水冷構造とする必要があることや
吸気温度の上昇に伴い充填効率の低下による燃費の低下
などが認識されている。このような事態を避けるため、
エンジンの冷却液などによってＥＧＲガスを冷却する装
置が用いられている。この装置としては、一般に多管式
の熱交換器が利用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、多管式熱交
換器の場合は、エンジンの冷却液などの冷却水を冷媒と
して使用するためラジエーターの熱負荷が増大するとい
う欠点があり、またエンジンの冷却液などの冷却水を冷
媒として用いてＥＧＲガスを冷却する場合、エンジンの
冷却水量が何等かの原因により減少して熱交換器内の水
位が低下し、伝熱面を構成する部材が水面より露出する
と、高い熱応力を生じて疲労破壊の原因となったり、熱
交換性能も低下するという問題を生じる。
換器の場合は、エンジンの冷却液などの冷却水を冷媒と
して使用するためラジエーターの熱負荷が増大するとい
う欠点があり、またエンジンの冷却液などの冷却水を冷
媒として用いてＥＧＲガスを冷却する場合、エンジンの
冷却水量が何等かの原因により減少して熱交換器内の水
位が低下し、伝熱面を構成する部材が水面より露出する
と、高い熱応力を生じて疲労破壊の原因となったり、熱
交換性能も低下するという問題を生じる。
【０００５】本発明は、上記した多管式熱交換器の問題
を解決するためになされたもので、冷却水を使用しない
空冷タイプとすることによって、ラジエーターの熱負荷
を軽減し、また内部熱応力による疲労破壊がなく、比較
的簡易な手段で効率よく冷却できるＥＧＲガス冷却装置
を提供しようとするものである。
を解決するためになされたもので、冷却水を使用しない
空冷タイプとすることによって、ラジエーターの熱負荷
を軽減し、また内部熱応力による疲労破壊がなく、比較
的簡易な手段で効率よく冷却できるＥＧＲガス冷却装置
を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るＥＧＲガス
冷却装置は、熱媒体流体に冷却水を用いない空冷タイプ
のＥＧＲガス冷却装置であって、高温のＥＧＲガス流入
口および低温のＥＧＲガス流出口を有するＥＧＲガス冷
却器本体の内外にそれぞれＥＧＲガスを冷却する内部熱
交換器と外部熱交換器を備え、前記内部熱交換器と外部
熱交換器はそれぞれ熱媒体流体が流通し得るよう配管し
た少なくとも１組の熱交換器群で構成されていることを
特徴とし、また、前記内部熱交換器は熱媒体流体が流通
し得る配管の外周に軸方向フィンを放射状に配設して構
成され、前記外部熱交換器は熱媒体流体が流通し得る配
管の外周にスパイラル状にフィンを付けたスパイラルフ
ィンチューブあるいはディスク状フィンを設けたディス
クフィンチューブ等のフィンチューブを配設して構成さ
れていることを特徴とし、さらに、前記内部熱交換器と
外部熱交換器のいずれか一方または両方の伝熱面に毛細
管構造を有するウィック材を設けたことを特徴とし、さ
らにまた、前記内部熱交換器と外部熱交換器のいずれか
一方または両方の配管の略全長にわたりウィック材を設
けたことを特徴とするものである。
冷却装置は、熱媒体流体に冷却水を用いない空冷タイプ
のＥＧＲガス冷却装置であって、高温のＥＧＲガス流入
口および低温のＥＧＲガス流出口を有するＥＧＲガス冷
却器本体の内外にそれぞれＥＧＲガスを冷却する内部熱
交換器と外部熱交換器を備え、前記内部熱交換器と外部
熱交換器はそれぞれ熱媒体流体が流通し得るよう配管し
た少なくとも１組の熱交換器群で構成されていることを
特徴とし、また、前記内部熱交換器は熱媒体流体が流通
し得る配管の外周に軸方向フィンを放射状に配設して構
成され、前記外部熱交換器は熱媒体流体が流通し得る配
管の外周にスパイラル状にフィンを付けたスパイラルフ
ィンチューブあるいはディスク状フィンを設けたディス
クフィンチューブ等のフィンチューブを配設して構成さ
れていることを特徴とし、さらに、前記内部熱交換器と
外部熱交換器のいずれか一方または両方の伝熱面に毛細
管構造を有するウィック材を設けたことを特徴とし、さ
らにまた、前記内部熱交換器と外部熱交換器のいずれか
一方または両方の配管の略全長にわたりウィック材を設
けたことを特徴とするものである。
【０００７】すなわち、本発明のＥＧＲガス冷却装置
は、配管内を流通する熱媒体流体をそのまま循環させる
方式、あるいは熱媒体流体がＥＧＲガス冷却器本体の内
部に配置した内部熱交換器内で気化して燃料冷却器本体
の外部に配置した外部熱交換器までガス体で移動し、外
部熱交換器で冷却されて液化して再び内部熱交換器へ達
するという熱媒体流体の作用によって冷却器本体内のＥ
ＧＲガスを熱障害を生じない温度まで冷却する方式であ
る。また、熱交換器の配管内にウィック材を設けること
により、ウィック材の毛細管内を表面張力によって上昇
する間に高温のＥＧＲガスの熱エネルギーにより加熱さ
れて蒸発し、内部熱交換器内での気化が促進され、前記
熱媒体流体の蒸発流は圧力の低い外部熱交換器へと流れ
てウィック材の作用により効果的に冷却されて凝縮し、
元の液体に戻る。なお、本発明における熱媒体流体とし
ては、フロリナート（米国スリーエム社の商品）のＦＣ
−７５、ＦＣ−３２８３、ＦＣ−４０、ＦＣ−４３、Ｆ
Ｃ−７０、ＦＣ−５３１２や、ガルデン（イタリア国ス
ジモント社の商品）のＬＳ２００、ＬＳ２１０、ＬＳ２
１５、ＨＳ２４０、ＨＳ２６０の他、ナフタリン、水
銀、ダウサムＡ、硫黄等が使用できる。
は、配管内を流通する熱媒体流体をそのまま循環させる
方式、あるいは熱媒体流体がＥＧＲガス冷却器本体の内
部に配置した内部熱交換器内で気化して燃料冷却器本体
の外部に配置した外部熱交換器までガス体で移動し、外
部熱交換器で冷却されて液化して再び内部熱交換器へ達
するという熱媒体流体の作用によって冷却器本体内のＥ
ＧＲガスを熱障害を生じない温度まで冷却する方式であ
る。また、熱交換器の配管内にウィック材を設けること
により、ウィック材の毛細管内を表面張力によって上昇
する間に高温のＥＧＲガスの熱エネルギーにより加熱さ
れて蒸発し、内部熱交換器内での気化が促進され、前記
熱媒体流体の蒸発流は圧力の低い外部熱交換器へと流れ
てウィック材の作用により効果的に冷却されて凝縮し、
元の液体に戻る。なお、本発明における熱媒体流体とし
ては、フロリナート（米国スリーエム社の商品）のＦＣ
−７５、ＦＣ−３２８３、ＦＣ−４０、ＦＣ−４３、Ｆ
Ｃ−７０、ＦＣ−５３１２や、ガルデン（イタリア国ス
ジモント社の商品）のＬＳ２００、ＬＳ２１０、ＬＳ２
１５、ＨＳ２４０、ＨＳ２６０の他、ナフタリン、水
銀、ダウサムＡ、硫黄等が使用できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例装置を示
す概略縦断面図、図２は図１ＡーＡ線上の断面図であ
り、１はＥＧＲガス冷却器本体、２は内部熱交換器、３
は外部熱交換器、４は高温のＥＧＲガス入口、５は低温
のＥＧＲガス出口、６はウィック材である。
す概略縦断面図、図２は図１ＡーＡ線上の断面図であ
り、１はＥＧＲガス冷却器本体、２は内部熱交換器、３
は外部熱交換器、４は高温のＥＧＲガス入口、５は低温
のＥＧＲガス出口、６はウィック材である。
【０００９】図１において、ＥＧＲガス冷却器本体１は
密閉構造の円筒体で構成され、上部側に高温のＥＧＲガ
ス入口４、下部側に低温のＥＧＲガス出口５がそれぞれ
設けられている。内部熱交換器２と外部熱交換器３はそ
れぞれＥＧＲガス冷却器本体１の内部と外部間にループ
状に配管した熱媒体流体が流通し得る一本のエンドレス
パイプＰに配設され、この一本のエンドレスパイプＰに
配設された１組の熱交換器がここではＥＧＲガス冷却器
本体１の同一円周上に４組配設されている。内部熱交換
器２はエンドレスパイプＰの外周に軸方向フィン２−１
を放射状に配設して構成され、外部熱交換器３はエンド
レスパイプＰの外周にスパイラルフィン３−１を配設し
て構成されている。また、内部熱交換器２と外部熱交換
器３が配設されているエンドレスパイプＰの内部には、
毛細管構造を有するウィック材６が管表面に張付けられ
ている。４−１、５−１は締結用フランジである。
密閉構造の円筒体で構成され、上部側に高温のＥＧＲガ
ス入口４、下部側に低温のＥＧＲガス出口５がそれぞれ
設けられている。内部熱交換器２と外部熱交換器３はそ
れぞれＥＧＲガス冷却器本体１の内部と外部間にループ
状に配管した熱媒体流体が流通し得る一本のエンドレス
パイプＰに配設され、この一本のエンドレスパイプＰに
配設された１組の熱交換器がここではＥＧＲガス冷却器
本体１の同一円周上に４組配設されている。内部熱交換
器２はエンドレスパイプＰの外周に軸方向フィン２−１
を放射状に配設して構成され、外部熱交換器３はエンド
レスパイプＰの外周にスパイラルフィン３−１を配設し
て構成されている。また、内部熱交換器２と外部熱交換
器３が配設されているエンドレスパイプＰの内部には、
毛細管構造を有するウィック材６が管表面に張付けられ
ている。４−１、５−１は締結用フランジである。
【００１０】上記の装置構成において、高温のＥＧＲガ
スは、当該ＥＧＲガス入口４よりＥＧＲガス冷却器本体
１内に供給される。一方、ＥＧＲガス冷却器本体１内の
４組の内部熱交換器２および外部熱交換器３には、それ
ぞれのエンドレスパイプＰ内に熱媒体流体を通流させて
いる。この時、各エンドレスパイプＰ内を流れる熱媒体
流体が前記ウィック材６の毛細管内を当該熱媒体流体の
表面張力によって上昇し、ＥＧＲガス冷却器本体１内の
高温のＥＧＲガスの熱エネルギーによって温められて蒸
発するとともに、その蒸発流は当該エンドレスパイプＰ
内を通り、外部熱交換器３で凝縮されて元の液体流に戻
り、再び内部熱交換器２へ循環流入する。一方、ＥＧＲ
ガス冷却器本体１内のＥＧＲガスは、前記内部熱交換器
２内の熱媒体流体の蒸発により熱を奪われて低温のＥＧ
Ｒガス出口５より外部に流出する。なお、ウィック材６
等を設けずに熱媒体流体を循環させてもよい。
スは、当該ＥＧＲガス入口４よりＥＧＲガス冷却器本体
１内に供給される。一方、ＥＧＲガス冷却器本体１内の
４組の内部熱交換器２および外部熱交換器３には、それ
ぞれのエンドレスパイプＰ内に熱媒体流体を通流させて
いる。この時、各エンドレスパイプＰ内を流れる熱媒体
流体が前記ウィック材６の毛細管内を当該熱媒体流体の
表面張力によって上昇し、ＥＧＲガス冷却器本体１内の
高温のＥＧＲガスの熱エネルギーによって温められて蒸
発するとともに、その蒸発流は当該エンドレスパイプＰ
内を通り、外部熱交換器３で凝縮されて元の液体流に戻
り、再び内部熱交換器２へ循環流入する。一方、ＥＧＲ
ガス冷却器本体１内のＥＧＲガスは、前記内部熱交換器
２内の熱媒体流体の蒸発により熱を奪われて低温のＥＧ
Ｒガス出口５より外部に流出する。なお、ウィック材６
等を設けずに熱媒体流体を循環させてもよい。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明によれば、
高温のＥＧＲガスを冷却水を用いることなく冷却するこ
とができるので、ラジエーターの熱負荷を軽減でき、ま
た内部熱応力による疲労破壊がなく、比較的簡易な手段
で効率よく冷却することができるという優れた効果を奏
する。
高温のＥＧＲガスを冷却水を用いることなく冷却するこ
とができるので、ラジエーターの熱負荷を軽減でき、ま
た内部熱応力による疲労破壊がなく、比較的簡易な手段
で効率よく冷却することができるという優れた効果を奏
する。
【図１】本発明の一実施例装置を示す概略縦断面図であ
る。
る。
【図２】図１ＡーＡ線上の断面図である。
１ ＥＧＲガス冷却器本体
２ 内部熱交換器
２−１ 軸方向フィン
３ 外部熱交換器
３−１ スパイラルフィン
４ 高温のＥＧＲガス入口
４−１、５−１ 締結用フランジ
５ 低温のＥＧＲガス出口
Claims (4)
- 【請求項１】 熱媒体流体に冷却水を用いない空冷タイ
プのＥＧＲガス冷却装置であって、高温のＥＧＲガス流
入口および低温のＥＧＲガス流出口を有するＥＧＲガス
冷却器本体の内外にそれぞれＥＧＲガスを冷却する内部
熱交換器と外部熱交換器を備え、前記内部熱交換器と外
部熱交換器はそれぞれ熱媒体流体が流通し得るよう配管
した少なくとも１組の熱交換器群で構成されていること
を特徴とするＥＧＲガス冷却装置。 - 【請求項２】 前記内部熱交換器は熱媒体流体が流通し
得る配管の外周に軸方向フィンを放射状に配設して構成
され、前記外部熱交換器は熱媒体流体が流通し得る配管
の外周にフィンチューブを配設して構成されていること
を特徴とする請求項１記載のＥＧＲガス冷却装置。 - 【請求項３】 前記内部熱交換器と外部熱交換器のいず
れか一方または両方の伝熱面に毛細管構造を有するウィ
ック材を設けたことを特徴とする請求項１または２記載
のＥＧＲガス冷却装置。 - 【請求項４】 前記内部熱交換器と外部熱交換器のいず
れか一方または両方の配管の略全長にわたりウィック材
を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のうちいず
れか１項記載のＥＧＲガス冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002015583A JP2003214262A (ja) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | Ｅｇｒガス冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002015583A JP2003214262A (ja) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | Ｅｇｒガス冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003214262A true JP2003214262A (ja) | 2003-07-30 |
Family
ID=27651939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002015583A Withdrawn JP2003214262A (ja) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | Ｅｇｒガス冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003214262A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009216262A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Toyota Industries Corp | 沸騰冷却装置及び冷却方法 |
| WO2010053429A1 (en) * | 2008-11-05 | 2010-05-14 | Scania Cv Ab | Arrangement for cooling of recirculated exhaust gases in a combustion engine |
| KR101787237B1 (ko) | 2016-02-16 | 2017-10-19 | 부경대학교 산학협력단 | 빙판 디스플레이 장치 |
| KR101809818B1 (ko) | 2016-02-16 | 2017-12-18 | 부경대학교 산학협력단 | 빙판 디스플레이 장치 |
| KR20180000937U (ko) * | 2018-02-20 | 2018-04-04 | (주)알앤알스포츠 | 빙면광원장치 및 이를 포함하는 빙상 스포츠설비 |
| JP2021076049A (ja) * | 2019-11-07 | 2021-05-20 | 日野自動車株式会社 | 排気再循環装置 |
-
2002
- 2002-01-24 JP JP2002015583A patent/JP2003214262A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009216262A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Toyota Industries Corp | 沸騰冷却装置及び冷却方法 |
| WO2010053429A1 (en) * | 2008-11-05 | 2010-05-14 | Scania Cv Ab | Arrangement for cooling of recirculated exhaust gases in a combustion engine |
| CN102203402A (zh) * | 2008-11-05 | 2011-09-28 | 斯堪尼亚商用车有限公司 | 用于燃烧发动机中再循环废气的冷却的装置 |
| US8627807B2 (en) | 2008-11-05 | 2014-01-14 | Scania Cv Ab | Arrangement for cooling of recirculated exhaust gases in a combustion engine |
| KR101787237B1 (ko) | 2016-02-16 | 2017-10-19 | 부경대학교 산학협력단 | 빙판 디스플레이 장치 |
| KR101809818B1 (ko) | 2016-02-16 | 2017-12-18 | 부경대학교 산학협력단 | 빙판 디스플레이 장치 |
| KR20180000937U (ko) * | 2018-02-20 | 2018-04-04 | (주)알앤알스포츠 | 빙면광원장치 및 이를 포함하는 빙상 스포츠설비 |
| KR200487196Y1 (ko) | 2018-02-20 | 2018-08-21 | (주)알앤알스포츠 | 빙면광원장치 및 이를 포함하는 빙상 스포츠설비 |
| JP2021076049A (ja) * | 2019-11-07 | 2021-05-20 | 日野自動車株式会社 | 排気再循環装置 |
| JP7290548B2 (ja) | 2019-11-07 | 2023-06-13 | 日野自動車株式会社 | 排気再循環装置 |
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