JP2005036765A - Ｅｇｒクーラ - Google Patents

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Abstract

【課題】ＥＧＲクーラの車両への搭載姿勢に制約を与えることなく冷却水の澱みの形成を防止する。
【解決手段】チューブ３と、該チューブ３を包囲するシェル１とを備え、該シェル１の内部に冷却水９を給排し且つ前記チューブ３内に排気ガスを通して該排気ガスと前記冷却水９とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラに関し、シェル１の軸心方向一端近傍に環状の冷却水供給チャンバ１１を外嵌装着すると共に、該冷却水供給チャンバ１１の円周方向の適宜位置に冷却水入口管４を接続し、前記シェル１の前記冷却水供給チャンバ１１により被包された部分の周方向複数箇所には、前記冷却水入口管４の接続箇所から周方向に離れるにつれて段階的に口径が小さくなるように連通孔１２を穿設し、該各連通孔１２から略均等に冷却水９がシェル１内に導入されるように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの排気ガスを再循環して窒素酸化物の発生を低減させるＥＧＲ装置に付属されて再循環用排気ガスを冷却するＥＧＲクーラに関するものである。
従来より自動車等のエンジンの排気ガスの一部をエンジンに再循環して窒素酸化物の発生を低減させるＥＧＲ装置が知られているが、このようなＥＧＲ装置では、エンジンに再循環する排気ガスを冷却すると、該排気ガスの温度が下がり且つその容積が小さくなることによって、エンジンの出力を余り低下させずに燃焼温度を低下して効果的に窒素酸化物の発生を低減させることができる為、エンジンに排気ガスを再循環するラインの途中に、排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを装備したものがある。
図５は前記ＥＧＲクーラの一例を示す断面図であって、図中１は円筒状に形成されたシェルを示し、該シェル１の軸心方向両端には、シェル１の端面を閉塞するようプレート２，２が固着されていて、該各プレート２，２には、多数のチューブ３の両端が貫通状態で固着されており、これら多数のチューブ３はシェル１の内部を軸心方向に延びている。
そして、シェル１の一方の端部近傍には冷却水入口管４が取り付けられ、シェル１の他方の端部近傍には冷却水出口管５が取り付けられており、冷却水９が冷却水入口管４からシェル１の内部に供給されてチューブ３の外側を流れ、冷却水出口管５からシェル１の外部に排出されるようになっている。
更に、各プレート２，２の反シェル１側には、椀状に形成されたボンネット６，６が前記各プレート２，２の端面を被包するように固着され、一方のボンネット６の中央には排気ガス入口７が、他方のボンネット６の中央には排気ガス出口８が夫々設けられており、エンジンの排気ガス１０が排気ガス入口７から一方のボンネット６の内部に入り、多数のチューブ３を通る間に該チューブ３の外側を流れる冷却水９との熱交換により冷却された後に、他方のボンネット６の内部に排出されて排気ガス出口８からエンジンに再循環するようになっている。
斯かる従来のＥＧＲクーラにおいては、冷却水入口管４からシェル１の内部に流入した後、冷却水出口管５に対し最短距離で斜めに向かう流れが形成され易く、単に冷却水入口管４と冷却水出口管５を設けるだけでは、シェル１内における冷却水入口管４に対峙する側の隅部近傍に冷却水９の澱みが形成されてしまうため、冷却水入口管４に対し直径方向に対峙する位置にバイパス出口管５ａを設け、ここから冷却水９の一部を抜き出すことにより前記冷却水９の澱みの形成を防ぎ、この部分で熱交換効率が低下してチューブ３が局部的に熱変形を起こす虞れを未然に回避し得るようにしている。
尚、同様のＥＧＲクーラに関連する先行技術文献情報としては、本発明と同じ出願人により下記の特許文献１，２が既に先行出願されている。
特開２００２−３２７６５４号公報 特開２０００−４５８８４号公報
しかしながら、従来におけるバイパス出口管５ａは、シェル１内に混入した空気を排出するための空気抜き口を兼ねていたため、冷却水入口管４が下でバイパス出口管５ａが上になるように両者を鉛直方向に対向配置しなければならず、ＥＧＲクーラの車両への搭載姿勢が制約を受けるという問題があった。
本発明は、上述の実情に鑑みて成されたもので、ＥＧＲクーラの車両への搭載姿勢に制約を与えることなく冷却水の澱みの形成を防止することを目的としている。
本発明は、チューブと、該チューブを包囲するシェルとを備え、該シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブ内に排気ガスを通して該排気ガスと前記冷却水とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラであって、前記シェルの軸心方向一端近傍に環状の冷却水供給チャンバを外嵌装着すると共に、該冷却水供給チャンバの円周方向の適宜位置に冷却水入口管を接続し、前記シェルの前記冷却水供給チャンバにより被包された部分の周方向複数箇所に、前記冷却水入口管の接続箇所から周方向に離れるにつれて段階的に口径が小さくなるように連通孔を穿設し、該各連通孔から略均等に冷却水がシェル内に導入されるように構成したことを特徴とするものである。
而して、このようにすれば、冷却水入口管から冷却水供給チャンバに導入された冷却水が該冷却水供給チャンバ内の全周に行き亘り、各連通孔から略均等にシェル内に分散導入されることになるので、該シェルの軸心方向一端近傍にて冷却水の澱みが形成されなくなる。
また、冷却水入口管が下向きになるような姿勢でＥＧＲクーラを車両に搭載しなくても、シェルの周方向に連続する複数の連通孔のうちの最上位に配置されるものが、シェル内から空気を排出するための空気抜き口の役割を果たすことになるので、ＥＧＲクーラの姿勢をシェルの軸心回りに回転させて冷却水入口管の向きを自由に変更することが可能となる。
また、本発明においては、シェルの冷却水供給チャンバにより被包された部分における冷却水入口管との対峙位置に、連通孔を穿設しない非開口部を周方向所要範囲に亘り確保することが好ましく、このようにすれば、冷却水入口管から導入された冷却水が最初に非開口部に突き当たることにより良好に二手に振り分けられ、冷却水供給チャンバ内の全周に効率良く行き亘ることになる。
上記した本発明のＥＧＲクーラによれば、冷却水を各連通孔から略均等にシェル内に分散導入して澱みの形成を防止することができるので、排気ガスと冷却水との熱交換効率を大幅に向上し且つチューブの局所的な高温化による熱変形を確実に防止することができ、しかも、ＥＧＲクーラの姿勢をシェルの軸心回りに回転させて冷却水入口管の向きを自由に変更することができるので、ＥＧＲクーラの車両への搭載姿勢に関する制約を従来より大幅に緩和することができるという優れた効果を奏し得る。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１〜図４は本発明の実施する形態の一例を示すもので、図５と同一部分については同一符号を付してある。
図１及び図２に示す如く、本形態例のＥＧＲクーラにおいては、シェル１の軸心方向一端近傍（図１における左端近傍）に環状の冷却水供給チャンバ１１を外嵌装着すると共に、該冷却水供給チャンバ１１の円周方向の適宜位置（図示では最下部）に冷却水入口管４を接続し、前記シェル１の前記冷却水供給チャンバ１１により被包された部分の周方向複数箇所には、前記冷却水入口管４の接続箇所から周方向に離れるにつれて段階的に口径が小さくなるように連通孔１２を穿設し、該各連通孔１２から略均等に冷却水９がシェル１内に導入されるように構成している。
また、前記シェル１の冷却水供給チャンバ１１により被包された部分における冷却水入口管４との対峙位置には、連通孔１２を穿設しない非開口部１３を周方向所要範囲に亘り確保してある。
尚、ここに図示している例では、シェル１の軸心方向他端近傍（図１における右端近傍）にも環状の冷却水排出チャンバ１４を外嵌装着すると共に、該冷却水排出チャンバ１４の円周方向の適宜位置（図示では最上部）に冷却水出口管５を接続し、前記シェル１の前記冷却水排出チャンバ１４により被包された部分の周方向複数箇所にも連通孔１５を穿設しているが、従来通りに冷却水出口管５だけを配設しても良い。
即ち、冷却水９の排出側においては、既に主たる熱交換が終了して排気ガス１０と冷却水９との温度差が小さくなっており、冷却水９の澱みに起因したチューブ３の局所的な高温化の心配がないため、冷却水９の澱みの形成がそれほど問題視されないからである。
而して、このようにすれば、冷却水入口管４から冷却水供給チャンバ１１に導入された冷却水９が、最初に非開口部１３に突き当たることにより良好に二手に振り分けられ、冷却水供給チャンバ１１内の全周に効率良く行き亘り、各連通孔１２から略均等にシェル１内に分散導入されることになるので、該シェル１の軸心方向一端近傍にて冷却水９の澱みが形成されなくなる。
また、冷却水入口管４が下向きになるような姿勢でＥＧＲクーラを車両に搭載しなくても、シェル１の周方向に連続する複数の連通孔１２のうちの最上位に配置されるものが、シェル１内から空気を排出するための空気抜き口の役割を果たすことになるので、例えば、図３や図４に示す如く、ＥＧＲクーラの姿勢をシェル１の軸心回りに回転させて冷却水入口管４の向きを自由に変更することが可能となる。
従って、上記形態例によれば、冷却水９を各連通孔１２から略均等にシェル１内に分散導入して澱みの形成を防止することができるので、排気ガス１０と冷却水９との熱交換効率を大幅に向上し且つチューブ３の局所的な高温化による熱変形を確実に防止することができ、しかも、ＥＧＲクーラの姿勢をシェル１の軸心回りに回転させて冷却水入口管４の向きを自由に変更することができるので、ＥＧＲクーラの車両への搭載姿勢に関する制約を従来より大幅に緩和することができる。
尚、本発明のＥＧＲクーラは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ矢視の断面図である。 ＥＧＲクーラの図２とは異なる搭載姿勢を示す断面図である。 ＥＧＲクーラの図２とは異なる別の搭載姿勢を示す断面図である。 従来のＥＧＲクーラの一例を示す断面図である。
符号の説明
１ シェル
３ チューブ
４ 冷却水入口管
５ 冷却水出口管
９ 冷却水
１０ 排気ガス
１１ 冷却水供給チャンバ
１２ 連通孔
１３ 非開口部

Claims (2)

  1. チューブと、該チューブを包囲するシェルとを備え、該シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブ内に排気ガスを通して該排気ガスと前記冷却水とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラであって、前記シェルの軸心方向一端近傍に環状の冷却水供給チャンバを外嵌装着すると共に、該冷却水供給チャンバの円周方向の適宜位置に冷却水入口管を接続し、前記シェルの前記冷却水供給チャンバにより被包された部分の周方向複数箇所に、前記冷却水入口管の接続箇所から周方向に離れるにつれて段階的に口径が小さくなるように連通孔を穿設し、該各連通孔から略均等に冷却水がシェル内に導入されるように構成したことを特徴とするＥＧＲクーラ。
  2. シェルの冷却水供給チャンバにより被包された部分における冷却水入口管との対峙位置に、連通孔を穿設しない非開口部を周方向所要範囲に亘り確保したことを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲクーラ。
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