JP4035480B2 - Egrクーラー - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンのEGR装置に用いるEGRクーラーに関する。
【0002】
【従来の技術】
ディーゼルエンジン(以下、「エンジン」という)の燃焼時に発生する窒素酸化物(NOX )を低減するため、従来、排ガスの一部をエンジンの吸気系に排気還流(以下、「EGR」という)させるEGR装置が知られている。
窒素酸化物は、高温の排ガスのもとで空気中の酸素と窒素が反応して生成されるため、EGR装置は、EGRによって燃焼温度を下げることでO2+N2→2NOの反応を抑制して窒素酸化物の排出を低減させるものである。
【0003】
そして、吸気系にEGRさせるEGRガスの温度を下げるほど、燃焼時のスモークの悪化を抑え、窒素酸化物の発生が減少することが知られている。
そこで、昨今では、エンジンの吸気系と排気系との間に接続したEGRパイプに、エンジン冷却水等を冷媒とするEGRクーラーを装着し、EGRパイプを流下するEGRガスをこのEGRクーラーで熱交換させて、EGRガス温度を下げる方法が広く採用されている(例えば、下記の特許文献1,2参照。)。
【0004】
図3乃至図5は特許文献2に開示されたEGRクーラーを示し、このEGRクーラー1は、円筒状に成形されたシェル3内に、その長手方向に沿って複数の均一内径のチューブ5を収容し、シェル3のEGRガス上流側端部とEGRガス下流側端部に取り付くディフューザ7,9に、EGRガス導入パイプ(EGRパイプ)11とEGRガス導出パイプ(EGRパイプ)13を接続すると共に、EGRガス導入パイプ11側のシェル3の側部周壁に冷却水導入パイプ15を接続し、EGRガス導出パイプ13側のシェル3の側部周壁に冷却水導出パイプ17を接続したもので、各チューブ5は、シェル3の両端部を閉塞するエンドプレート19に挿着されて両ディフューザ7,9内に開口している。
【0005】
そして、シェル3の中央には、断面円形形状の冷却水誘導部材21がシェル3の長手方向に沿ってエンドプレート19間に装着されており、図5に示すようにシェル3内に導入された冷却水Wが、この冷却水誘導部材21により渦流や旋回流となってシェル3の中心部から外周方向へ誘導されるようになっている。
【0006】
而して、斯かる構造によって、シェル3内には、冷却水導入パイプ15から冷却水導出パイプ17に至る冷却水流路が形成されると共に、EGRガス導入パイプ11からチューブ5を経てEGRガス導出パイプ13に至るEGRガス流路が形成されており、EGRクーラー1内に導入されたEGRガスGがチューブ5内を流下する際に、シェル3内に流入した冷却水Wで熱交換されてEGRガス温度が下がるようになっている。
【0007】
【特許文献1】
特開2003−74417号公報(段落番号「0010」〜「0030」、図1)
【特許文献2】
特開2003−83174号公報(段落番号「0018」〜「0022」、図3)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、EGRクーラーのチューブを流下するEGRガス中にはススが混入しているため、長期に亘る使用でチューブがススで目詰まりを起こしてしまう虞がある。
【0009】
そして、前記EGRクーラー1はシェル3とディフューザ7,9が溶接一体構造のため、これを分解してチューブ5内の清掃ができず、長期に亘る使用でチューブ5がススで目詰まりした場合、使用不能となってEGRクーラー全体を新品に交換しているのが実情であった。
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、溶接一体構造のEGRクーラーに改良を加え、これを分解可能な構造とすることにより、長期に亘る使用で目詰まりを起こした場合に、分解清掃によって再使用可能としたEGRクーラーを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するため、請求項1に係る発明は、周壁に冷却水導入パイプと冷却水導出パイプが接続された筒状のシェルの両端部に、ディフューザを介してEGRガス導入パイプとEGRガス導出パイプを接続し、シェルの両端部を閉塞するエンドプレート間に、ディフューザ内に開口する複数のチューブを挿着したEGR装置のEGRクーラーに於て、前記シェルとディフューザの接続端外周にフランジを取り付け、当該両フランジを介してシェルとディフューザを分離可能にボルト締めすると共に、前記チューブ内に、一端にI型のプレートを取り付けたスパイラルフィンを挿入し、当該プレートを介して、スパイラルフィンをチューブ端部から脱着自在にエンドプレートにボルト締めしたことを特徴とする。
【0011】
(作用)
請求項1に係るEGRクーラーによれば、長期に亘る使用でチューブに目詰まりが発生した場合、シェルとディフューザを分離すれば、エンドプレートに開口するチューブ内をワイヤブラシ等で清掃することが可能となる。
そして、チューブ内を清掃するに当たり、エンドプレートとI型のプレートのボルト締めを外し、当該プレートでスパイラルフィンをチューブ内から引き出せばよい。そして、清掃終了後、スパイラルフィンをチューブ内に挿入し、エンドプレートとプレートをボルト締めして、シェルとディフューザをフランジを介してボルト締めすればよい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は請求項1の一実施形態に係るEGRクーラーを示し、図中、43は円筒状に成形されたシェルで、そのEGRガス上流側端部とEGRガス下流側端部に取り付くディフューザ49,51に、EGRガス導入パイプ53とEGRガス導出パイプ55が接続されている。
そして、シェル43内にはその長手方向に沿って均一な内径を有する複数の円筒状のチューブ57が等間隔に収容されており、各チューブ57はシェル43の両端部を閉塞するエンドプレート59,61間に挿着されて、両ディフューザ49,51内に開口している。
【0013】
また、EGRガス導出パイプ55側のシェル43の底部周壁に、冷却水導入パイプ45がシェル43の中心方向に向かって接続されると共に、EGRガス導入パイプ53側のシェル43の上部周壁に、冷却水導出パイプ47がシェル43の中心方向に向かって接続されており、冷却水導入パイプ45と冷却水導出パイプ47は180°の間隔を以って配置されている。
【0014】
而して、上述の如き構成によって、本実施形態に係るEGRクーラー41も、シェル43内に冷却水導入パイプ45から冷却水導出パイプ47に至る冷却水流路が形成されると共に、EGRガス導入パイプ53からチューブ57を経てEGRガス導出パイプ55に至るEGRガス流路が形成されているが、既述したように、従来、この種のEGRクーラーはシェルとディフューザが溶接一体構造のため、長期に亘る使用でチューブがススで目詰まりした場合に、これらを分解してチューブ内を清掃することができないのが実情であった。
【0015】
そこで、本実施形態は、シェル43とディフューザ49,51の接続端外周に、夫々、複数のボルト孔63,65が形成されたフランジ67,69を溶接し、両フランジ67,69を介してシェル43とディフューザ49,51を分離可能にボルト締めしたことを特徴とする。
尚、図示しないが両フランジ67,69間にはガスケットが挟持され、また、ディフューザ49,51とEGRガス導出入パイプ53,55の接続は、夫々の接続端外周に溶接したフランジ71,73を介してのボルト締め構造であり、更にまた、シェル43内に収納されたチューブ57はエンドプレート59,61を挿通して、夫々の外周がエンドプレート59,61に溶接され、エンドプレート59,61もシェル43の両端部に溶接されている。
【0016】
また、従来、この種のEGRクーラーの多くは、熱伝導効率の向上を図る目的で、帯状の薄肉な金属材料を捻って成形したスパイラルフィンがチューブ内に挿入,固着されているが、EGRクーラーの分解清掃に当たり、チューブ内にスパイラルフィンが装着されたままだと、チューブ内の清掃に支障を来してしまう。
そこで、本実施形態は、チューブ57の全長に亘ってその内部にスパイラルフィン85を装着するに当たり、スパイラルフィン85のエンドプレート59側端部にI型のプレート87を固着して、当該プレート87の上下をエンドプレート59に着脱自在にボルト締めしたもので、図2中、89,91はプレート87とエンドプレート59に穿設したボルト孔を示す。
【0017】
本実施形態に係るEGRクーラー41はこのように構成されているから、EGRクーラー41内に導入されたEGRガスは、チューブ57内を流下する際に、シェル43内に導入された冷却水で熱交換されてEGRガス温度が下げられることとなる。
そして、チューブ57内にはスパイラルフィン85が装着されているため、EGRガスが旋回流となって、チューブ57の内周にススが付着し難く、熱交換効率の低下が防止される。
【0018】
しかし、長期に亘ってEGRクーラー41を使用すると、EGRクーラー41内のチューブ57は次第にススで目詰まりして来るため、フランジ67,69のボルトを外してシェル43を取り出し、プレート87をエンドプレート59にボルト締めするボルトを外して、図2の如くプレート87を矢印方向に移動させれば、スパイラルフィン85をチューブ57内から抜き取ることができ、この後、エンドプレート59,61に開口するチューブ57内をワイヤブラシ等で清掃すればよい。
また、スパイラルフィン85をチューブ57から抜き取る際に、スパイラルフィン85 がチューブ57の内周に接触して、ススが掻き出される。
そして、清掃終了後、スパイラルフィン85をチューブ57内に戻してプレート87をエンドプレート59にボルト締めし、フランジ67,69を介してディフューザ49をシェル43にボルト締めすればよい。
【0019】
このように本実施形態は、EGRクーラー41を分解清掃可能な構造とすると共に、チューブ57内にスパイラルフィン85を脱着自在に装着したので、EGRクーラー41の分解清掃時にスパイラルフィン85が邪魔にならずに、チューブ57内を清掃することが可能となる。
この結果、本実施形態によれば、目詰まりしたEGRクーラー41を廃棄,交換せずに分解清掃することで再使用ができ、省資源対策上、好ましいものとなった。
【0020】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1に係る発明は、EGRクーラーを分解清掃可能な構造としたため、目詰まりが発生したEGRクーラーを廃棄,交換せずに分解清掃することで再使用ができ、省資源対策上、好ましいものとなった。
また、チューブ内にI型のプレートを介してスパイラルフィンを着脱自在に装着したため、EGRクーラーの分解清掃時にスパイラルフィンが邪魔になることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 請求項1の一実施形態に係るEGRクーラーの断面図である。
【図2】 請求項1の一実施形態に係るEGRクーラーの要部拡大断面図である。
【図3】 従来のEGRクーラーの全体斜視図である。
【図4】 図3の IV − IV 線断面図である。
【図5】 図3の V − V 線断面図である。
【符号の説明】
41 EGRクーラー
43 シェル
45 冷却水導入パイプ
47 冷却水導出パイプ
49,51 ディフューザ
53 EGRガス導入パイプ
55 EGRガス導出パイプ
57 チューブ
59,61 エンドプレート
67,69,71,73 フランジ
85 スパイラルフィン
87 プレート
Claims (1)
- 周壁に冷却水導入パイプと冷却水導出パイプが接続された筒状のシェルの両端部に、ディフューザを介してEGRガス導入パイプとEGRガス導出パイプを接続し、
シェルの両端部を閉塞するエンドプレート間に、ディフューザ内に開口する複数のチューブを挿着したEGR装置のEGRクーラーに於て、
前記シェルとディフューザの接続端外周にフランジを取り付け、
当該両フランジを介してシェルとディフューザを分離可能にボルト締めすると共に、
前記チューブ内に、一端にI型のプレートを取り付けたスパイラルフィンを挿入し、
当該プレートを介して、スパイラルフィンをチューブ端部から脱着自在にエンドプレートにボルト締めしたことを特徴とするEGR装置のEGRクーラー。
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