JP2010505064A - 冷却器装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、車両の冷却器装置に関する。冷却器装置は、冷却中圧縮空気を案内する少なくとも１本の管路１ａと第１の管路１ａから冷却済み圧縮空気を受けるようになされたタンク１ｃとをそれ自体が備える給気冷却器１と、冷却中排気を案内する少なくとも１本の第２の管路２ａと第２の管路２ａから冷却済み排気を受けるようになされたタンク２ｃとを備えるＥＧＲ冷却器２とを備える。冷却器装置は、前記タンク１ｃ、２ｃが車両内に取り付けられた状態で複合タンク・ユニットを構成するように、給気冷却器のタンク１ｃの端部をＥＧＲ冷却器のタンク２ｃの端部に連結するようになされた機械的連結３を備える。

Description

本発明は、請求項１の前書きによる冷却器装置に関する。

過給気燃焼機関に供給可能な空気量は、空気圧力だけでなく空気温度にも依存する。燃焼機関にできる限り多くの空気を供給するには、圧縮空気が燃焼機関に導かれる前に給気冷却器内で冷却される必要がある。給気冷却器は、多くの場合、車両の通常のラジエータ前方に取り付けられ、そこで周囲空気によって冷却される。したがって、圧縮空気は、給気冷却器内で周囲温度に実質的に対応する温度まで冷却されることができる。給気冷却器は、有利には、アルミニウムのような優れた熱伝導性を有する材料で作製される。

ＥＧＲ（排気再循環）と呼ばれる技術は、燃焼機関における燃焼プロセスからの排気の一部を、帰還ラインを経て、燃焼機関に空気を供給する入口ラインに戻して導く既知の方法である。空気に対する排気の添加によって、燃焼温度がより低くなり、結果的にとりわけ排気中の窒素酸化物ＮＯ_ｘの含有量の低減になる。帰還排気はまた、燃焼機関に導かれる空気を熱しないようによく冷却されることが重要である。したがって、排気は、入口ラインの空気と混合される前にＥＧＲ冷却器内で冷却される。排気は腐食性物質を含むので、ＥＧＲ冷却器は、有利には、ステンレス鋼のような耐食性材料で作製される。

スエーデン特許ＳＥ５２７８６９には、車両前方部分にある車両の通常のラジエータ前方に取り付けられるようになされた空冷式冷却装置が示されている。冷却装置は、複合タンク・ユニットを構成するように共通の出口タンクを有する給気冷却器及びＥＧＲ冷却器を備える。そのような冷却装置は、小型化されることができ、ほんのわずかな空間しか占有しない一方、圧縮空気及び排気がそれぞれの冷却器で冷却されたほぼ直後に互いに混合される恐れがある。

本発明の目的は、車両内で比較的小さい空間しか占有せず車両内に簡単に取り付けられる冷却装置であると同時に、異なる材料製のＥＧＲ冷却器及び給気冷却器を備えることができる冷却装置を提供することである。

本目的は、前記種類の冷却装置であって、請求項１の特徴部分に示される特徴によって特徴付けられる冷却装置によって達成される。給気冷却器のタンクの端部をＥＧＲ冷却器のタンクの端部に連結すると、結果的に前記両タンクが車両内に取り付けられた状態で複合タンク・ユニットを構成するようになる。その結果、車両内でほんのわずかな空間しか占有しない小型の冷却装置になる。ＥＧＲ冷却器及び給気冷却器は、ここでは、実質的に従来の構造のものでよく任意の所望材料で作製されることができるが、給気冷却器のタンクとＥＧＲ冷却器のタンクの間の連結は、漏れを引き起こすことなくタンク内で発生する超過圧力に十分に耐え得るほど強くなければならない。給気冷却器のタンク及びＥＧＲ冷却器のタンクが異なる金属材料製である場合、そうした連結の組み付けは困難なことがある。一般に、溶接及びろう付けなどの連結方法は使用できない。それと同時に、異なる金属材料は、連結の金属材料の間でガルバニ電流が発生し得るように配置されてはならない。連結の金属材料の間でガルバニ電流が発生すると、卑金属材料が腐食する。本発明によれば、タンクは、機械的連結によって連結される。適当に配置される機械的連結によって、タンク間に非常に強い連結をもたらすことが可能になり、したがって圧縮空気及び排気の漏れが防止される。さらに、機械的連結は、異なる金属材料のタンクを互いに直接接触しないように配置することができる。連結における電解腐食の危険はこうして実質的になくなる。そのような機械的連結は、ねじ連結、ボルト連結、リベット連結などであってよい。そのような適当に配置される機械的連結によって、給気冷却器及びＥＧＲ冷却器が簡単かつ効果的に組み付けられるようになる。

本発明の好ましい実施例によれば、この機械的連結は、給気冷却器のタンクとＥＧＲ冷却器のタンクをクランプ力で連結するようになされたクランプ連結である。クランプ連結は、多くの場合、施しやすいと同時に、給気冷却器のタンク及びＥＧＲ冷却器のタンクを一緒に保持する強いクランプ力を加えることができる。クランプ連結は、好ましくは、連結域において給気冷却器のタンクの外面及びＥＧＲ冷却器のタンクの外面にそのクランプ力で当接するようになされた内面を有するバンド状要素を有する。したがって、そのようなバンド状要素は、連結域において給気冷却器のタンク及びＥＧＲ冷却器のタンクまわりに施される。バンド状要素は、クランプ状態で、連結域においてある互いに対して共通の位置でタンク同士を一緒に保持するクランプ力を加える。有利には、バンド状要素は、連結域において給気冷却器のタンクの外面及びＥＧＲ冷却器のタンクの外面に対応する形状の内面を有する。給気冷却器のタンク及びＥＧＲ冷却器のタンクの外面並びにバンド状要素の内面は、有利には、バンド状要素のクランプが連結域において給気冷却器のタンクの端面及びＥＧＲ冷却器のタンクの端面を互いに近付けさせるクランプ力にも変わるように傾斜している。そのような面によって、給気冷却器のタンクとＥＧＲ冷却器のタンクの間に強い連結がより簡単にもたらされるようになる。クランプ連結は、好ましくは、バンド状要素の張力を調節することができるねじ手段を有する。バンド状要素の張力は、連結域において給気冷却器のタンク及びＥＧＲ冷却器のタンクを確実に一緒に保持する所望のクランプ力を加えるまで、このようにして簡単に調節されることができる。そのようなクランプ連結は、いわゆるＶ字形クランプを有することができる。

本発明の好ましい実施例によれば、機械的連結は、前記タンクの端面の間に位置決めされる連結要素を有する。結果として、異なる材料の各タンクの間に直接的な接触がなくなり、それによって、連結域におけるガルバニ電流発生の危険が実質的になくなる。そのような連結要素は、環状であってよく、タンクの端面の間に位置決めされるようになされることができる。連結要素は、異なる材料間で発生するガルバニ電流の危険をさらになくすために、電気的絶縁材料製であってよい。連結要素は、タンクの端面間を確実に封じることができるように、ある程度の弾性を有さなければならない。

本発明の好ましい実施例によれば、複合タンクは、車両内に取り付けられた状態で実質的に垂直の広がりを有し、ＥＧＲ冷却器のタンクが給気冷却器のタンクの上又は下に取り付けられる。給気冷却器及びＥＧＲ冷却器は、ここで、車両内で通常のラジエータ前方に複合タンク・ユニットとして取り付けられることができ、そこで周囲温度の冷却用空気がそれらを通って流れる。こうして給気冷却器内の圧縮空気及びＥＧＲ冷却器内の排気はともに周囲温度に実質的に対応する温度まで冷却される。有利には、冷却装置は、前記タンクのうちの一方の端部を、冷却装置から出る空気と排気の冷却済み混合気を導くようにされた管路の端部に連結するようにされた第２の機械的連結を備える。そのような管路は、金属材料製又はいくらか可撓性のあるプラスチック材料製であってよい。有利には、ここで使用される第２の機械的連結は、給気冷却器のタンクとＥＧＲ冷却器のタンクを連結するのに使用される機械的連結と同様の構造のものである。

本発明の好ましい実施例によれば、ＥＧＲ冷却器のタンクはステンレス鋼製である。有利には、ＥＧＲ冷却器全体がステンレス鋼製である。排気がＥＧＲ冷却器で冷却されるとき、腐食性物質がＥＧＲ冷却器内部で凝縮する危険がある。したがって、ＥＧＲ冷却器は、耐食性材料製でなければならない。ステンレス鋼は、まさに耐食性材料であると同時に、比較的優れた伝熱性を有する。有利には、給気冷却器のタンクはアルミニウム製である。圧縮空気は、排気と同程度の腐食性物質は含まない。したがって、給気冷却器は、有利には、優れた伝熱性を有すると同時にステンレス鋼より安価な材料であるアルミニウムで作製されてよい。

本発明の好ましい実施例を、添付の図面を参照して例として以下に説明する。

本発明による冷却装置の図である。 図１の面Ａ−Ａを上から見たときの機械的連結の図である。

図１には、給気冷却器１及びＥＧＲ冷却器２を備える冷却装置の一部が示されている。給気冷却器１は、圧縮空気を案内することを目的とする複数の平行な管路１ａを備える。管路１ａの間の空隙には冷却用フランジ１ｂが配置される。好ましくは周囲温度である空気は、管路１ａの間の空隙を通って流れるようにされ、それによって管路１ａを通って導かれる圧縮空気が周囲空気によって冷却される。管路１ａは、冷却用フランジ１ｂとあいまって給気冷却器１の実質上板状の冷却部を構成する。管路１ａは、様々な位置から出て給気冷却器のタンク１ｃに入るように導く出口開口を有する。タンク１ｃは、板状冷却部の端部に固定される。タンク１ｃは、管路１ａからの冷却済み圧縮空気を受ける機能を有する。給気冷却器１は、従来のやり方で、板状冷却部の反対側端部に図示されない入口タンクも備える。給気冷却器の管路１ａ、冷却用フランジ１ｂ及びタンク１ｃは、有利には、例えばアルミニウムである非常に優れた熱伝導性を有する材料で作製される。

ＥＧＲ冷却器２は、給気冷却器１のほぼ垂直方向において上に取り付けられる。ＥＧＲ冷却器２は、帰還排気を案内することを目的とする複数の平行な管路２ａを備える。管路２ａの間の空隙には冷却用フランジ２ｂが配置される。周囲温度の空気は、管路２ａの間の空隙を通って流れるようにされ、それによって管路２ａ内の排気が冷却される。管路２ａは、冷却用フランジ２ｂとあいまってＥＧＲ冷却器２の実質上板状の冷却部を形成する。管路２ａは、様々な位置から出て板状冷却部の端部に固定されるタンク２ｃに入るように導く出口開口を有する。タンク２ｃは、管路２ａからの冷却済み排気を受ける機能を有する。ＥＧＲ冷却器２は、従来のやり方で、板状冷却部の反対側端部に図示されない入口タンクも備える。管路２ａ及びタンク２ｃは、有利には、まさに耐食性材料であると同時に優れた熱伝導性を有する材料で作製される。したがって、ＥＧＲ冷却器２は、有利には、ステンレス鋼製である。しかし、冷却用フランジ２ｂは、腐食性排気と直接接触しないので、なんらかの他の材料で作製されることができる。

給気冷却器のタンク１ｃの上側端部は、外側に向くフランジ状部分１ｃ’を有する。ＥＧＲ冷却器のタンク２ｃの下側端部は、同様に外側に向く対応する形状のフランジ状部分２ｃ’を有する。第１の連結域において、Ｖ字形クランプ３の形の第１のクランプ連結によって、給気冷却器のタンク１ｃの上側端部はＥＧＲ冷却器のタンク２ｃの下側端部に連結される。したがって、給気冷却器のタンク１ｃ及びＥＧＲ冷却器のタンク２ｃは、車両内に取り付けられた状態で複合タンク・ユニットを構成する。図２はＶ字形クランプ３の断面図である。Ｖ字形クランプ３は、バンド状要素３ａを有する。バンド状要素３ａは、取り付け状態において、実質的に、給気冷却器のタンク１ｃのフランジ状部分１ｃ’及びＥＧＲ冷却器のタンク２ｃのフランジ状部分２ｃ’まわりに延びるようにされている。Ｖ字形クランプ３は、フランジ状部分１ｃ’、２ｃ’の外面に実質的に対応する形状の内面を有する。Ｖ字形クランプ３は、ねじ手段３ｂを有する。ねじ手段３ｂは、頭部及びねじ付き部を有し、バンド状要素３ａの第１の部分３ｃのねじなし穴を通りバンド状要素３ａの第２の部分３ｄのねじ穴に入るように延在している。第１の連結域において、環状要素４はタンク１ｃ、２ｃの端面の間に位置決めされ、それによって端面が互いに直接接触しないようになる。環状要素４は、有利には、電気的絶縁材料製である。したがって、異なる金属材料製であるにもかかわらず、第１の連結域において、ガルバニ電流がタンク１ｃ、２ｃの間で発生する危険がなくなる。

壁要素５は、ＥＧＲ冷却器のタンク２ｃ内に配置される。排気がＥＧＲ冷却器内で冷却されるとき、腐食性物質がＥＧＲ冷却器２内で凝縮する排気中にある危険性がある。壁要素５の目的は、主に凝縮物の形をとる排気の中の腐食性物質が、給気冷却器のタンク１ｃ内に流れ落ちて溜まらないようにすることであり、したがって給気冷却器のタンク１ｃはアルミニウム製であってよい。アルミニウムは、そうした物質に対して完全に耐性があるわけではない材料である。冷却装置は、第２の連結域に、ＥＧＲ冷却器のタンク２ｃの上側端部を、冷却装置から出る冷却済みの空気と排気の混合気を導くようになされた管路６の端部に連結するようにされた第２のクランプ連結も備える。ＥＧＲ冷却器のタンク２ｃの上側端部は、外側に向くフランジ状部分２ｃ”を有する。管路６の端部は、同様に外側に向く対応する形状のフランジ状部分６’を有する。第２のクランプ連結は、第１の連結域に使用されるものと同様のＶ字形クランプ３を有する。ここでもまた、Ｖ字形クランプ３は、第２の連結域において、外側に向くフランジ状部分２ｃ”、６’の外面に対応する形状の内面を有するバンド状要素３ａを有する。ここでもまた、環状要素４が、ＥＧＲ冷却器のタンク２ｃの端面と管路６の間に位置決めされ、それによって端面が互いに直接接触しないようになる。

したがって、第１のＶ字形クランプ３は、第１の連結域において、給気冷却器のタンク１ｃとＥＧＲ冷却器のタンク２ｃの連結に使用される。Ｖ字形クランプ３が施されるとき、バンド状要素３ａは、給気冷却器のタンク１ｃのフランジ状部分１ｃ’及びＥＧＲ冷却器のタンク２ｃのフランジ状部分２ｃ’まわりに延びるような位置に配置される。その後、第１の部分３ｃと第２の部分３ｄの間の距離が縮むように、ねじ手段３ｂが第２の部分３ｄのねじ穴にねじ込まれる。バンド状要素３ａをしっかり締めることによって、それにはフランジ状部分１ｃ’、２ｃ’の外面まわりに徐々に張力がかけられる。バンド状要素３ａは、十分な張力を受けると、大きなクランプ力とあいまってフランジ状部分１ｃ’、２ｃ’を保持する。前記クランプ力の一部が、タンクの端面１ｃ、２ｃがそれぞれの側から中間にある環状要素４の方へそれぞれ押されるような方向に働くように、フランジ状部分１ｃ’、２ｃ’の外面及びバンド状要素３ａの内面には角度が付けられている。給気冷却器のタンク１ｃとＥＧＲ冷却器のタンク２ｃの間に非常に強く安定した連結をもたらすのはこのように比較的簡単である。組み付け状態では、給気冷却器のタンク１ｃ及びＥＧＲ冷却器のタンク２ｃは、複合タンク・ユニットを構成する。その結果、車両内でわずかな空間しか占有しない小型の冷却装置になる。その後、第２のＶ字形クランプ３が、第２の連結域において、同様のやり方で、ＥＧＲ冷却器のタンク２ｃを管路６に連結するのに使用される。したがって、冷却装置は、車両内に非常に簡単かつ迅速に取り付けられることができる。

本発明は、決して参照した図の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内で自由に変更可能である。例えば、給気冷却器は、別法として、ＥＧＲ冷却器の下ではなく上に取り付けられることができる。機械的連結は、上記ではＶ字形クランプであるとして例示されているが、例えばねじ連結、ボルト連結、リベット連結などの他のタイプの機械的連結が使用されることもできる。

Claims (10)

1. 車両の冷却器装置であって、冷却中圧縮空気を案内する少なくとも１本の管路（１ａ）と第１の管路（１ａ）から前記冷却済み圧縮空気を受けるようになされたタンク（１ｃ）とをそれ自体が備える給気冷却器（１）と、冷却中排気を案内する少なくとも１本の第２の管路（２ａ）と前記第２の管路（２ａ）から前記冷却済み排気を受けるようになされたタンク（２ｃ）とを備えるＥＧＲ冷却器（２）とを備えた冷却器装置において、
   前記タンク（１ｃ、２ｃ）が前記車両内に取り付けられた状態で複合タンク・ユニットを構成するように、前記給気冷却器の前記タンク（１ｃ）の端部を前記ＥＧＲ冷却器の前記タンク（２ｃ）の端部に連結するようになされた機械的連結（３）を備えることを特徴とする、冷却器装置。
2. 請求項１に記載の冷却器装置において、前記機械的連結が、前記給気冷却器の前記タンク（１ｃ）と前記ＥＧＲ冷却器の前記タンク（２ｃ）をクランプ力で連結するようにされたクランプ連結（３）であることを特徴とする、冷却器装置。
3. 請求項２に記載の冷却器装置において、前記クランプ連結（３）が、連結域において前記給気冷却器の前記タンク（１ｃ）の外面及び前記ＥＧＲ冷却器の前記タンク（２ｃ）の外面に前記クランプ力で当接するようにされた内面を有するバンド状要素（３ａ）を備えることを特徴とする、冷却器装置。
4. 請求項３に記載の冷却器装置において、前記バンド状要素（３ａ）が、前記連結域において前記給気冷却器の前記タンク（１ｃ）の前記外面及び前記ＥＧＲ冷却器の前記タンク（２ｃ）の前記外面にほぼ対応する形状の内面を有することを特徴とする、冷却器装置。
5. 請求項３又は４に記載の冷却器装置において、前記クランプ連結（３）が、ねじ手段（３ｂ）を備え、それによって前記バンド状要素（３ａ）の前記クランプ力を調節することが可能になることを特徴とする、冷却器装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の冷却器装置において、前記機械的連結が、前記タンク（１ｃ、２ｃ）の前記端面の間に位置決めされる連結要素（４）を備えることを特徴とする、冷却器装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の冷却器装置において、前記複合タンクが、前記車両内に取り付けられた状態でほぼ垂直の広がりを有するようになされ、前記ＥＧＲ冷却器の前記タンク（２ｃ）が前記給気冷却器の前記タンク（１ｃ）の上又は下に取り付けられることを特徴とする、冷却器装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の冷却器装置において、前記タンク（１ｃ、２ｃ）のうちの一方の端部を、前記冷却装置から出る空気と排気の冷却済み混合気を導くようになされた管路（６）の端部に連結するようになされた機械的連結（３）を備えることを特徴とする、冷却器装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の冷却器装置において、前記ＥＧＲ冷却器の前記タンク（２ｃ）がステンレス鋼製であることを特徴とする、冷却器装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の冷却器装置において、前記給気冷却器の前記タンク（１ｃ）がアルミニウム製であることを特徴とする、冷却器装置。

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