JP3937635B2 - 排気ガス浄化機能付きｅｇｒクーラー - Google Patents
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Description
【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ＥＧＲ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、排気ガス中のすすを捕集し、燃焼させＮＯｘを浄化する触媒層と、該触媒層から排気される排気ガスを冷却させるガス冷却層とから構成され、該ガス冷却層から排気された排気ガスをエンジンの吸気路側に還流させるＥＧＲ通路に配設される排気ガス浄化作用付きＥＧＲクーラーにおいて、前記触媒層とガス冷却層とを断熱層を介して隣合わせで接触して配置し、前記触媒層の一端が湾曲状に形成された中間集合部によって前記ガス冷却層の一端に連結され、前記中間集合部で触媒層より排気された排気ガスをガス冷却層に案内したことを特徴とする。
【０００６】
また、前記ガス冷却層の外側に空気冷却フィンを設けたことを特徴とする。
【０００７】
上記の構成によれば、乾留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、乾留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。更には、触媒層とガス冷却層とを断熱層を介して隣合わせで接触して配置したので、触媒作用と冷却作用を別々に発揮することができる。更にまた、中間集合部で触媒層より排気された排気ガスをガス冷却層に折り返して案内したので、ＥＧＲクーラー本体がコンパクトとなる。
【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８３ａ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８１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、ＮＯｘ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８２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、排気ガス中のすすを捕集し燃焼しＮＯｘを浄化する触媒層と、この触媒層から排気された排気ガスを冷却させるガス冷却層とに区別して構成したので、触媒作用と冷却作用とを別々に発揮し、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。そして、前記触媒層とガス冷却層とを断熱層を介して隣合わせで接触して配置し、この触媒層と冷却層とを中間集合部で接続したので、ＥＧＲクーラー本体をコンパクトにすることができる。
【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
【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ＥＧＲ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、排気ガス中のすすを捕集し、燃焼させＮＯｘを浄化する触媒層と、該触媒層から排気される排気ガスを冷却させるガス冷却層とから構成され、該ガス冷却層から排気された排気ガスをエンジンの吸気路側に還流させるＥＧＲ通路に配設される排気ガス浄化作用付きＥＧＲクーラーにおいて、前記触媒層とガス冷却層とを断熱層を介して隣合わせで接触して配置し、前記触媒層の一端が湾曲状に形成された中間集合部によって前記ガス冷却層の一端に連結され、前記中間集合部で触媒層より排気された排気ガスをガス冷却層に案内したことを特徴とする。
【０００６】
また、前記ガス冷却層の外側に空気冷却フィンを設けたことを特徴とする。
【０００７】
上記の構成によれば、乾留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、乾留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。更には、触媒層とガス冷却層とを断熱層を介して隣合わせで接触して配置したので、触媒作用と冷却作用を別々に発揮することができる。更にまた、中間集合部で触媒層より排気された排気ガスをガス冷却層に折り返して案内したので、ＥＧＲクーラー本体がコンパクトとなる。
【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８３ａ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８１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、ＮＯｘ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８２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、排気ガス中のすすを捕集し燃焼しＮＯｘを浄化する触媒層と、この触媒層から排気された排気ガスを冷却させるガス冷却層とに区別して構成したので、触媒作用と冷却作用とを別々に発揮し、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。そして、前記触媒層とガス冷却層とを断熱層を介して隣合わせで接触して配置し、この触媒層と冷却層とを中間集合部で接続したので、ＥＧＲクーラー本体をコンパクトにすることができる。
【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
Claims (2)
- 排気ガス中のすすを捕集し、燃焼させＮＯｘを浄化する触媒層と、該触媒層から排気される排気ガスを冷却させるガス冷却層とから構成され、該ガス冷却層から排気された排気ガスをエンジンの吸気路側に還流させるＥＧＲ通路に配設される排気ガス浄化機能付きＥＧＲクーラーにおいて、
前記触媒層とガス冷却層とを断熱層を介して隣合わせで接触して配置し、前記触媒層の一端が湾曲状に形成された中間集合部によって前記ガス冷却層の一端に連結され、前記中間集合部で触媒層より排気された排気ガスをガス冷却層に案内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。 - 前記ガス冷却層の外側に空気冷却フィンを設けたことを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化機能付きＥＧＲクーラー。
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|---|---|---|---|
| JP05264599A JP3937635B2 (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 排気ガス浄化機能付きｅｇｒクーラー |
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| JP05264599A JP3937635B2 (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 排気ガス浄化機能付きｅｇｒクーラー |
Publications (2)
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| JP05264599A Expired - Fee Related JP3937635B2 (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 排気ガス浄化機能付きｅｇｒクーラー |
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|---|---|
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| DE102005014385A1 (de) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Abgaswärmeübertrager, insbesondere Abgaskühler für Abgasrückführung in Kraftfahrzeugen |
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-
1999
- 1999-03-01 JP JP05264599A patent/JP3937635B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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| JP2000249003A (ja) | 2000-09-12 |
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