JPH1113550A - Ｅｇｒクーラ - Google Patents
ＥｇｒクーラInfo
- Publication number
- JPH1113550A JPH1113550A JP9166209A JP16620997A JPH1113550A JP H1113550 A JPH1113550 A JP H1113550A JP 9166209 A JP9166209 A JP 9166209A JP 16620997 A JP16620997 A JP 16620997A JP H1113550 A JPH1113550 A JP H1113550A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling water
- end plate
- inlet
- gas
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0246—Arrangements for connecting header boxes with flow lines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 入口側エンドプレート近傍における冷却水の
沸騰を防止する。 【解決手段】 本発明に係るＥＧＲクーラ１は、ＥＧＲ
ガス入口側のエンドプレート９の近傍に、水室８に開口
する冷却水導入口１１を設け、この冷却水導入口１１を
上記エンドプレート９の中央部９ｂに指向させたもので
ある。
沸騰を防止する。 【解決手段】 本発明に係るＥＧＲクーラ１は、ＥＧＲ
ガス入口側のエンドプレート９の近傍に、水室８に開口
する冷却水導入口１１を設け、この冷却水導入口１１を
上記エンドプレート９の中央部９ｂに指向させたもので
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＥＧＲクーラに係
り、特に、エンジンの排ガスの一部を排気経路から取り
出して再びエンジンの吸気経路に戻すＥＧＲ（Exhaust
Gas Recirculation:排気再循環）を行うに際し、エンジ
ンの冷却水を冷媒としてＥＧＲガスを冷却するＥＧＲク
ーラに関するものである。
り、特に、エンジンの排ガスの一部を排気経路から取り
出して再びエンジンの吸気経路に戻すＥＧＲ（Exhaust
Gas Recirculation:排気再循環）を行うに際し、エンジ
ンの冷却水を冷媒としてＥＧＲガスを冷却するＥＧＲク
ーラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジン等の排ガス中のNOx
を低減するためＥＧＲが有効であることは知られてい
る。即ち、ＥＧＲを行うと、吸気中の酸素濃度が低下し
て燃焼が緩慢となり、燃焼温度の低下によりNOx の生成
が抑制されると考えられるからである。
を低減するためＥＧＲが有効であることは知られてい
る。即ち、ＥＧＲを行うと、吸気中の酸素濃度が低下し
て燃焼が緩慢となり、燃焼温度の低下によりNOx の生成
が抑制されると考えられるからである。
【０００３】一方、吸気にＥＧＲガスを混入させること
でその分新気量が減り、スモークが悪化するという問題
がある。これを解決するために、ＥＧＲ通路中にＥＧＲ
クーラを設け、高温のＥＧＲガスを冷却して体積を減少
させることにより、新気量の増大を図り、スモークの発
生を防止しようという提案がなされている（特開平6-14
7028号公報参照）。
でその分新気量が減り、スモークが悪化するという問題
がある。これを解決するために、ＥＧＲ通路中にＥＧＲ
クーラを設け、高温のＥＧＲガスを冷却して体積を減少
させることにより、新気量の増大を図り、スモークの発
生を防止しようという提案がなされている（特開平6-14
7028号公報参照）。
【０００４】図５はＥＧＲクーラが適用されたエンジン
の構成図で、ＥＧＲクーラ５１はＥＧＲ通路をなすＥＧ
Ｒ配管５２の途中に設けられ、エンジン５３との間で冷
却水配管５４を介して冷却水を循環させ、その冷却水を
冷媒として内部でＥＧＲガスを冷却するようになってい
る。ＥＧＲ配管５２は、排気マニホールド５５及び排気
管５６からなる排気経路から排ガスの一部（ＥＧＲガ
ス）を取り出し、吸気マニホールド５７及び吸気管５８
からなる吸気経路にそれを戻す。ＥＧＲ配管５２の途中
にはＥＧＲ量を制御するための流量制御弁５９が設けら
れる。
の構成図で、ＥＧＲクーラ５１はＥＧＲ通路をなすＥＧ
Ｒ配管５２の途中に設けられ、エンジン５３との間で冷
却水配管５４を介して冷却水を循環させ、その冷却水を
冷媒として内部でＥＧＲガスを冷却するようになってい
る。ＥＧＲ配管５２は、排気マニホールド５５及び排気
管５６からなる排気経路から排ガスの一部（ＥＧＲガ
ス）を取り出し、吸気マニホールド５７及び吸気管５８
からなる吸気経路にそれを戻す。ＥＧＲ配管５２の途中
にはＥＧＲ量を制御するための流量制御弁５９が設けら
れる。
【０００５】一般的なＥＧＲクーラの構成は図６、７に
示す通りである。ＥＧＲクーラ５１は筒状のケーシング
６０を有し、ケーシング６０の長手方向両端には入口側
フランジ６１及び出口側フランジ６２が一体的に設けら
れる。入口側フランジ６１及び出口側フランジ６２は、
それぞれガス導入口６３及びガス導出口６４を区画して
上流側ＥＧＲ配管５２ａ及び下流側ＥＧＲ配管５２ｂに
接続される。ケーシング６０内部には長手方向（ガス流
れ方向）に離間する一対のエンドプレート、即ち入口側
エンドプレート６５及び出口側エンドプレート６６が設
けられる。これらエンドプレート６５，６６は、ケーシ
ング６０内部を、両端の入口側及び出口側ガス室６７，
６８と中央の水室６９とに仕切るものである。水室６９
には、その長手方向に離間して冷却水導入口７０及び冷
却水導出口７１がそれぞれ開口されている。冷却水導入
口７０及び冷却水導出口７１はそれぞれ冷却水導入管７
０ａ及び冷却水導出管７１ａで区画され、ここでは実線
で示すように、冷却水導入管７０ａが入口側エンドプレ
ート６５の近傍に、冷却水導出管７１ａが出口側エンド
プレート６６の近傍に設けられる。ただしこれらは仮想
線で示すように逆の場合もある。この場合も、冷却水導
入管７０ａは下側に、冷却水導出管７１ａは上側に設け
られる。一方、両エンドプレート６５，６６を掛け渡し
て複数の冷却管７２が設けられる。冷却管７２は入口側
及び出口側ガス室６７，６８を連通し、内部に高温のＥ
ＧＲガスを流通させて、そのＥＧＲガスと水室６９内の
冷却水との間で熱交換を行わせる。
示す通りである。ＥＧＲクーラ５１は筒状のケーシング
６０を有し、ケーシング６０の長手方向両端には入口側
フランジ６１及び出口側フランジ６２が一体的に設けら
れる。入口側フランジ６１及び出口側フランジ６２は、
それぞれガス導入口６３及びガス導出口６４を区画して
上流側ＥＧＲ配管５２ａ及び下流側ＥＧＲ配管５２ｂに
接続される。ケーシング６０内部には長手方向（ガス流
れ方向）に離間する一対のエンドプレート、即ち入口側
エンドプレート６５及び出口側エンドプレート６６が設
けられる。これらエンドプレート６５，６６は、ケーシ
ング６０内部を、両端の入口側及び出口側ガス室６７，
６８と中央の水室６９とに仕切るものである。水室６９
には、その長手方向に離間して冷却水導入口７０及び冷
却水導出口７１がそれぞれ開口されている。冷却水導入
口７０及び冷却水導出口７１はそれぞれ冷却水導入管７
０ａ及び冷却水導出管７１ａで区画され、ここでは実線
で示すように、冷却水導入管７０ａが入口側エンドプレ
ート６５の近傍に、冷却水導出管７１ａが出口側エンド
プレート６６の近傍に設けられる。ただしこれらは仮想
線で示すように逆の場合もある。この場合も、冷却水導
入管７０ａは下側に、冷却水導出管７１ａは上側に設け
られる。一方、両エンドプレート６５，６６を掛け渡し
て複数の冷却管７２が設けられる。冷却管７２は入口側
及び出口側ガス室６７，６８を連通し、内部に高温のＥ
ＧＲガスを流通させて、そのＥＧＲガスと水室６９内の
冷却水との間で熱交換を行わせる。
【０００６】ケーシング６０のうち、水室６９を区画す
る部分は外筒部７３、入口側及び出口側ガス室６７，６
８を区画する部分はタンク部７４，７５となる。外筒部
７３が一定径の筒状であるのに対し、タンク部７４，７
５は両端側が絞られている。これによりガス導入口６３
から導入されたＥＧＲガスは径方向に広がって各冷却管
７２に分配され、各冷却管７２から出てきたＥＧＲガス
は集合してガス導出口６４から導出されるようになる。
る部分は外筒部７３、入口側及び出口側ガス室６７，６
８を区画する部分はタンク部７４，７５となる。外筒部
７３が一定径の筒状であるのに対し、タンク部７４，７
５は両端側が絞られている。これによりガス導入口６３
から導入されたＥＧＲガスは径方向に広がって各冷却管
７２に分配され、各冷却管７２から出てきたＥＧＲガス
は集合してガス導出口６４から導出されるようになる。
【０００７】冷却管７２は、冷却効率を高めるべく比較
的薄い肉厚（ 0.5〜1mm 程度）とされ、その内径は 6〜
8mm 程度とされる。また材質としては、ＥＧＲガスが高
温で硫黄分を含むことから、高温強度と耐腐食性に優れ
たステンレス等が採用される。組立てコスト低減のた
め、全ての部品は炉内ロー付けにて組み付けられ、この
ため冷却管７２以外の他の部品も冷却管７２と同種の材
料で形成される。両エンドプレート６５，６６は、冷却
管７２やケーシング６０（外筒部７３）とのロー付けに
よる結合を確実にするため、比較的厚い肉厚（ 3mm程
度）を有する。ケーシング６０の外筒部７３とタンク部
７４，７５とは、その肉厚がクーラの効率と無関係であ
るため、十分な強度を得るために 1.5〜3mm 程度の肉厚
とされる。
的薄い肉厚（ 0.5〜1mm 程度）とされ、その内径は 6〜
8mm 程度とされる。また材質としては、ＥＧＲガスが高
温で硫黄分を含むことから、高温強度と耐腐食性に優れ
たステンレス等が採用される。組立てコスト低減のた
め、全ての部品は炉内ロー付けにて組み付けられ、この
ため冷却管７２以外の他の部品も冷却管７２と同種の材
料で形成される。両エンドプレート６５，６６は、冷却
管７２やケーシング６０（外筒部７３）とのロー付けに
よる結合を確実にするため、比較的厚い肉厚（ 3mm程
度）を有する。ケーシング６０の外筒部７３とタンク部
７４，７５とは、その肉厚がクーラの効率と無関係であ
るため、十分な強度を得るために 1.5〜3mm 程度の肉厚
とされる。
【０００８】このＥＧＲクーラ５１では、水室６９内の
冷却水の流れが、冷却水導入口７０から冷却水導出口７
１に向かう斜め上方向きの流れとなる。一方これとは別
に、冷却効率を高めるため、図８に示すように水室６９
内に複数のバッフルプレート７６を設け、冷却水を水室
６９内で蛇行させるようにするものもある。
冷却水の流れが、冷却水導入口７０から冷却水導出口７
１に向かう斜め上方向きの流れとなる。一方これとは別
に、冷却効率を高めるため、図８に示すように水室６９
内に複数のバッフルプレート７６を設け、冷却水を水室
６９内で蛇行させるようにするものもある。
【０００９】冷却管７２の本数、径、長さは、ＥＧＲガ
スの温度、流量や必要な放熱量等から決定される。ガス
流量に対する冷却管７２の壁面抵抗や入口側ガス室６７
から冷却管７２への断面変化による絞り損失等を考慮の
上、総通過面積を決定する必要がある。また放熱量を高
めるには冷却管７２の総表面積を大きくする必要があ
る。つまり同一径のクーラに対し、管径を小さくしてそ
の分本数を増せば、総通過面積を確保しつつクーラ単位
長さあたりの表面積を増せ、クーラ全長を短くすること
ができる。このような諸元はエンジンへの搭載性も考慮
して決定する必要がある。
スの温度、流量や必要な放熱量等から決定される。ガス
流量に対する冷却管７２の壁面抵抗や入口側ガス室６７
から冷却管７２への断面変化による絞り損失等を考慮の
上、総通過面積を決定する必要がある。また放熱量を高
めるには冷却管７２の総表面積を大きくする必要があ
る。つまり同一径のクーラに対し、管径を小さくしてそ
の分本数を増せば、総通過面積を確保しつつクーラ単位
長さあたりの表面積を増せ、クーラ全長を短くすること
ができる。このような諸元はエンジンへの搭載性も考慮
して決定する必要がある。
【００１０】水の比熱がＥＧＲガスに比べて大きく、Ｅ
ＧＲガスの出入口温度差に比べ冷却水の出入口温度差が
小さいことから、冷却水導入口７０及び導出口７１の位
置が上記いずれの場合でも放熱量には大差がない。例え
ば、1.0kg/min 、500 ℃のＥＧＲガスを10kg/minの冷却
水で200 ℃まで冷却しても、冷却水の出入口温度差は8
℃程度であり、ＥＧＲガスの温度差に比べれば十分小さ
い。
ＧＲガスの出入口温度差に比べ冷却水の出入口温度差が
小さいことから、冷却水導入口７０及び導出口７１の位
置が上記いずれの場合でも放熱量には大差がない。例え
ば、1.0kg/min 、500 ℃のＥＧＲガスを10kg/minの冷却
水で200 ℃まで冷却しても、冷却水の出入口温度差は8
℃程度であり、ＥＧＲガスの温度差に比べれば十分小さ
い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般にエン
ジン用冷却水は、加圧により沸点が120 ℃程度にまで高
められているものの、ＥＧＲクーラ５１に冷媒として用
いられるとＥＧＲガスの温度、流量の上昇により沸騰す
ることがある。沸騰が発生すると、冷却水中に溶解して
いる成分が冷却管７２の表面部に固着し、ＥＧＲガスか
ら冷却水への熱伝達（放熱）が妨げられ、初期性能が維
持できなくなってしまう。こうなればＥＧＲガスが高温
となり、NOx 、スモーク増大の問題が生じる。逆にいえ
ば、ＥＧＲガスの温度、流量はＥＧＲクーラ５１内での
沸騰が発生しない範囲に制限されることとなる。
ジン用冷却水は、加圧により沸点が120 ℃程度にまで高
められているものの、ＥＧＲクーラ５１に冷媒として用
いられるとＥＧＲガスの温度、流量の上昇により沸騰す
ることがある。沸騰が発生すると、冷却水中に溶解して
いる成分が冷却管７２の表面部に固着し、ＥＧＲガスか
ら冷却水への熱伝達（放熱）が妨げられ、初期性能が維
持できなくなってしまう。こうなればＥＧＲガスが高温
となり、NOx 、スモーク増大の問題が生じる。逆にいえ
ば、ＥＧＲガスの温度、流量はＥＧＲクーラ５１内での
沸騰が発生しない範囲に制限されることとなる。
【００１２】ＥＧＲガスの温度、流量の増加により最も
早期に沸騰が発生するのは、入口側エンドプレート６５
及びその近傍の冷却管７２の表面である。その理由はＥ
ＧＲガス温度が下流側ないし出口側に比べて高いからで
ある。特に図６に示すように、入口側ガス室６７内で
は、入口側エンドプレート６５の中央部Ｓが、ガス導入
口６３から導入された高温ガスが比較的高速で当たる部
分となるため、最も高温となり易い。
早期に沸騰が発生するのは、入口側エンドプレート６５
及びその近傍の冷却管７２の表面である。その理由はＥ
ＧＲガス温度が下流側ないし出口側に比べて高いからで
ある。特に図６に示すように、入口側ガス室６７内で
は、入口側エンドプレート６５の中央部Ｓが、ガス導入
口６３から導入された高温ガスが比較的高速で当たる部
分となるため、最も高温となり易い。
【００１３】また、冷却管７２内のＥＧＲガスの流れ
は、その入口側の管端から所定距離下流側までの区間Ｌ
では、急激な断面変化の影響を受けて向きが一定でない
乱流となり、その区間Ｌより下流側の区間Ｌ0 では向き
が冷却管７２に沿ったものとなる（以下、前者の区間Ｌ
を「乱流区間」、後者の区間Ｌ0 を「安定区間」とい
う）。安定区間Ｌ0 では、流れの温度分布及び速度分布
は、管中心側ほど大きく管壁側では小さい値をとる。一
方、乱流区間Ｌでは、このような管中心側から管壁側に
向かう温度勾配及び速度勾配が存在しない。このため、
乱流区間Ｌでは安定区間Ｌ0 に比べ冷却管７２への熱伝
達が活発となり、よって冷却管７２に接する入口側エン
ドプレート６５も高温となる。
は、その入口側の管端から所定距離下流側までの区間Ｌ
では、急激な断面変化の影響を受けて向きが一定でない
乱流となり、その区間Ｌより下流側の区間Ｌ0 では向き
が冷却管７２に沿ったものとなる（以下、前者の区間Ｌ
を「乱流区間」、後者の区間Ｌ0 を「安定区間」とい
う）。安定区間Ｌ0 では、流れの温度分布及び速度分布
は、管中心側ほど大きく管壁側では小さい値をとる。一
方、乱流区間Ｌでは、このような管中心側から管壁側に
向かう温度勾配及び速度勾配が存在しない。このため、
乱流区間Ｌでは安定区間Ｌ0 に比べ冷却管７２への熱伝
達が活発となり、よって冷却管７２に接する入口側エン
ドプレート６５も高温となる。
【００１４】乱流区間Ｌの長さは、上流側ＥＧＲ配管５
２ａの内径及び入口側ガス室６７の内径に対する冷却管
７２の内径及び本数により変化する。また、ＥＧＲガス
の流量、温度、圧力はエンジンの運転状態により変化
し、サイクル中も排気脈動により変化するため、乱流区
間Ｌの長さもそれに伴って変化する。通常、乱流区間Ｌ
の長さは冷却管７２の内径の１〜３倍程度である。
２ａの内径及び入口側ガス室６７の内径に対する冷却管
７２の内径及び本数により変化する。また、ＥＧＲガス
の流量、温度、圧力はエンジンの運転状態により変化
し、サイクル中も排気脈動により変化するため、乱流区
間Ｌの長さもそれに伴って変化する。通常、乱流区間Ｌ
の長さは冷却管７２の内径の１〜３倍程度である。
【００１５】さらに、水室６９内において、入口側エン
ドプレート６５の表面付近は冷却水が滞流し易いため高
温となり易い。
ドプレート６５の表面付近は冷却水が滞流し易いため高
温となり易い。
【００１６】これらの説明から分かるように、乱流区間
Ｌにおいては、冷却管７２の本数増加等によっても沸騰
防止が困難である。
Ｌにおいては、冷却管７２の本数増加等によっても沸騰
防止が困難である。
【００１７】ここで図９、１０に示すように、水室６９
内での溶解成分の付着は、沸騰が生じやすい入口側エン
ドプレート６５の近傍領域Ａのほか、冷却水導入口７０
及び導出口７１の位置関係に応じて、図９に示す蒸気の
通過経路Ｖ1 、又は図１０の如く冷却水の導出がスムー
ズになされない場合に蒸気滞流領域Ｖ2 で起こったりす
る。よってこれら経路Ｖ1 、領域Ｖ2 においても熱伝達
が妨げられ、クーラ性能が悪化されてしまう。
内での溶解成分の付着は、沸騰が生じやすい入口側エン
ドプレート６５の近傍領域Ａのほか、冷却水導入口７０
及び導出口７１の位置関係に応じて、図９に示す蒸気の
通過経路Ｖ1 、又は図１０の如く冷却水の導出がスムー
ズになされない場合に蒸気滞流領域Ｖ2 で起こったりす
る。よってこれら経路Ｖ1 、領域Ｖ2 においても熱伝達
が妨げられ、クーラ性能が悪化されてしまう。
【００１８】このように、ＥＧＲクーラについては、入
口側エンドプレート近傍での沸騰対策が急務とされてい
る。
口側エンドプレート近傍での沸騰対策が急務とされてい
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明に係るＥＧＲクー
ラは、ＥＧＲガス入口側のエンドプレートの近傍に、水
室に開口する冷却水導入口を設け、この冷却水導入口を
上記エンドプレートの中央部に指向させたものである。
ラは、ＥＧＲガス入口側のエンドプレートの近傍に、水
室に開口する冷却水導入口を設け、この冷却水導入口を
上記エンドプレートの中央部に指向させたものである。
【００２０】この構成においては、最も高温となり易い
エンドプレートの中央部に冷却水を導くため、当該部分
を効率的に冷却させられ、エンドプレート近傍での沸騰
を抑制できるようになる。
エンドプレートの中央部に冷却水を導くため、当該部分
を効率的に冷却させられ、エンドプレート近傍での沸騰
を抑制できるようになる。
【００２１】ここで、上記冷却水導入口から上記エンド
プレートの中央部に至る冷却水導入経路のうち、その最
短経路に差し掛かる冷却管が取り除かれるのが好まし
い。また上記冷却水導入口が、上記水室内に差し込まれ
る冷却水導入管からなるのが好ましい。
プレートの中央部に至る冷却水導入経路のうち、その最
短経路に差し掛かる冷却管が取り除かれるのが好まし
い。また上記冷却水導入口が、上記水室内に差し込まれ
る冷却水導入管からなるのが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
を添付図面に基づいて詳述する。
【００２３】図１は本実施形態に係るＥＧＲクーラのＥ
ＧＲガス入口側の部分を示している。従来同様、ＥＧＲ
クーラ１は略円筒状に形成されたケーシング２を有して
いる。ケーシング２は、所定の一定径を有する円筒状に
形成された外筒部３と、外筒部３からガス入口側（図中
左側）に向けて順次絞られる入口側タンク部４とからな
る。入口側タンク部４の入口端には、前述の上流側ＥＧ
Ｒ配管に接続するためのフランジ部５が設けられ（図６
参照）、フランジ部５には複数のボルト取付穴（図示せ
ず）が周方向に所定間隔で設けられている。
ＧＲガス入口側の部分を示している。従来同様、ＥＧＲ
クーラ１は略円筒状に形成されたケーシング２を有して
いる。ケーシング２は、所定の一定径を有する円筒状に
形成された外筒部３と、外筒部３からガス入口側（図中
左側）に向けて順次絞られる入口側タンク部４とからな
る。入口側タンク部４の入口端には、前述の上流側ＥＧ
Ｒ配管に接続するためのフランジ部５が設けられ（図６
参照）、フランジ部５には複数のボルト取付穴（図示せ
ず）が周方向に所定間隔で設けられている。
【００２４】フランジ部５、入口側タンク部４及び外筒
部３はそれぞれ同軸に配置され、径方向内方にガス導入
口６、入口側ガス室７及び水室８をそれぞれ区画してい
る。ガス導入口６と入口側ガス室７とは連続されるが、
入口側ガス室７と水室８とは入口側エンドプレート９で
仕切られる。つまり水室８は、入口側エンドプレート９
と図外右方の出口側エンドプレートとで軸方向に区画さ
れる。入口側エンドプレート９及び出口側エンドプレー
トは、ケーシング軸方向に垂直な円形平板であると共
に、軸方向に延びる複数の冷却管１０で掛け渡されてい
る。冷却管１０は千鳥状に配列され、それら入口側端部
が入口側エンドプレート９に挿通固着され、それら管端
が入口側ガス室７内において入口側エンドプレート９の
表面９ａと面一に合わせられている。こうして冷却管１
０は入口側ガス室７と図外右方の出口側ガス室とを連通
するようになる。
部３はそれぞれ同軸に配置され、径方向内方にガス導入
口６、入口側ガス室７及び水室８をそれぞれ区画してい
る。ガス導入口６と入口側ガス室７とは連続されるが、
入口側ガス室７と水室８とは入口側エンドプレート９で
仕切られる。つまり水室８は、入口側エンドプレート９
と図外右方の出口側エンドプレートとで軸方向に区画さ
れる。入口側エンドプレート９及び出口側エンドプレー
トは、ケーシング軸方向に垂直な円形平板であると共
に、軸方向に延びる複数の冷却管１０で掛け渡されてい
る。冷却管１０は千鳥状に配列され、それら入口側端部
が入口側エンドプレート９に挿通固着され、それら管端
が入口側ガス室７内において入口側エンドプレート９の
表面９ａと面一に合わせられている。こうして冷却管１
０は入口側ガス室７と図外右方の出口側ガス室とを連通
するようになる。
【００２５】ここで、水室８には、入口側エンドプレー
ト９の近傍に冷却水導入口１１が開口されている。冷却
水導入口１１は、外筒部３の下部に突出して設けられた
冷却水導入管１２によって形成される。特に、冷却水導
入管１２は、ケーシング軸方向と垂直な方向に対し斜め
に傾斜され、これにより冷却水導入口１１が入口側エン
ドプレート９の中央部９ｂに指向されている。詳しく
は、冷却水導入管１２及び冷却水導入口１１の中心が入
口側エンドプレート９の中心と交差されている。
ト９の近傍に冷却水導入口１１が開口されている。冷却
水導入口１１は、外筒部３の下部に突出して設けられた
冷却水導入管１２によって形成される。特に、冷却水導
入管１２は、ケーシング軸方向と垂直な方向に対し斜め
に傾斜され、これにより冷却水導入口１１が入口側エン
ドプレート９の中央部９ｂに指向されている。詳しく
は、冷却水導入管１２及び冷却水導入口１１の中心が入
口側エンドプレート９の中心と交差されている。
【００２６】図外右方の構成は図６に示した従来の構成
と同様である。よって水室８のガス出口側には冷却水導
出口が開口されている。冷却水導出口は冷却水導出管に
より形成され、冷却水導出管は外筒部３の上部に突出し
て設けられる。冷却水導入管１２と冷却水導出管とには
エンジンに至るホース等による冷却水配管が接続され
る。また出口側フランジには出口側ＥＧＲ配管が接続さ
れる。その他の製造方法、各部の寸法等についても従来
同様である。
と同様である。よって水室８のガス出口側には冷却水導
出口が開口されている。冷却水導出口は冷却水導出管に
より形成され、冷却水導出管は外筒部３の上部に突出し
て設けられる。冷却水導入管１２と冷却水導出管とには
エンジンに至るホース等による冷却水配管が接続され
る。また出口側フランジには出口側ＥＧＲ配管が接続さ
れる。その他の製造方法、各部の寸法等についても従来
同様である。
【００２７】この構成においては、ＥＧＲガスが、ガス
導入口６から導入されて入口側ガス室７内で各冷却管１
０に分配される。そして各冷却管１０内を通過した後、
出口側ガス室にて集合されてガス導出口から導出される
ようになる。
導入口６から導入されて入口側ガス室７内で各冷却管１
０に分配される。そして各冷却管１０内を通過した後、
出口側ガス室にて集合されてガス導出口から導出される
ようになる。
【００２８】一方、冷却水は、冷却水導入口１１から導
入された後、入口側エンドプレート９の中央部９ｂに衝
突されるようになる。前述したように中央部９ｂは入口
側エンドプレート９のうち最も高温となる部分である
が、このように導入直後の冷却水を中央部９ｂに衝突さ
せるようにすると、低温且つ高流速の冷却水で高温部を
効率的に冷却できるようになる。また同時に入口側エン
ドプレート９近傍の冷却水の滞流も防止できるようにな
る。衝突後は冷却水が入口側エンドプレート９に沿って
拡散するため、衝突部の周囲の部分も当然に高効率で冷
却されることになる。
入された後、入口側エンドプレート９の中央部９ｂに衝
突されるようになる。前述したように中央部９ｂは入口
側エンドプレート９のうち最も高温となる部分である
が、このように導入直後の冷却水を中央部９ｂに衝突さ
せるようにすると、低温且つ高流速の冷却水で高温部を
効率的に冷却できるようになる。また同時に入口側エン
ドプレート９近傍の冷却水の滞流も防止できるようにな
る。衝突後は冷却水が入口側エンドプレート９に沿って
拡散するため、衝突部の周囲の部分も当然に高効率で冷
却されることになる。
【００２９】こうして、入口側エンドプレート９とその
近傍の冷却管１０を確実に冷却し、これによって乱流区
間Ｌでの沸騰を防止し、溶解成分の付着による性能悪化
を防止できる。またクーラ性能自体も向上されるように
なる。延いては、ガス温やガス流量の沸騰防止からの制
限が抑制され、ＥＧＲ率及びＥＧＲ領域の拡大が図れ
る。
近傍の冷却管１０を確実に冷却し、これによって乱流区
間Ｌでの沸騰を防止し、溶解成分の付着による性能悪化
を防止できる。またクーラ性能自体も向上されるように
なる。延いては、ガス温やガス流量の沸騰防止からの制
限が抑制され、ＥＧＲ率及びＥＧＲ領域の拡大が図れ
る。
【００３０】次に変形例について説明する。図２、図３
に示すように、この例では、冷却水導入管１２が水室８
内に差し込まれている。そして冷却水導入口１１から入
口側エンドプレート９の中央部９ｂに至る冷却水導入経
路Ｒのうち、その最短経路Ｒ1 に差し掛かる冷却管１０
が取り除かれている。換言すれば、水室８内の下側にあ
る幾つかの冷却管１０（ここでは２本）が取り除かれ、
これによって空いた領域に冷却水導入管１２が差し込ま
れている。
に示すように、この例では、冷却水導入管１２が水室８
内に差し込まれている。そして冷却水導入口１１から入
口側エンドプレート９の中央部９ｂに至る冷却水導入経
路Ｒのうち、その最短経路Ｒ1 に差し掛かる冷却管１０
が取り除かれている。換言すれば、水室８内の下側にあ
る幾つかの冷却管１０（ここでは２本）が取り除かれ、
これによって空いた領域に冷却水導入管１２が差し込ま
れている。
【００３１】先ず、冷却水導入管１２を差し込むように
すると、冷却水導入口１１と中央部９ｂとの距離が近付
き、衝突時の流速を高められる。また、上記の如く冷却
管１０を取り除くようにすると、冷却水が中央部９ｂに
向かう過程で障害がなくなり、やはり衝突時の流速を高
められる。こうして冷却性能はより改善され、入口側エ
ンドプレート９近傍での沸騰を一層防止できるようにな
る。なおこれらのうち一方の構成を図１の例に適用して
も効果は当然に期待できる。
すると、冷却水導入口１１と中央部９ｂとの距離が近付
き、衝突時の流速を高められる。また、上記の如く冷却
管１０を取り除くようにすると、冷却水が中央部９ｂに
向かう過程で障害がなくなり、やはり衝突時の流速を高
められる。こうして冷却性能はより改善され、入口側エ
ンドプレート９近傍での沸騰を一層防止できるようにな
る。なおこれらのうち一方の構成を図１の例に適用して
も効果は当然に期待できる。
【００３２】ここで、図示する冷却水導入経路Ｒは単に
冷却水導入口１１をその中心方向に延長したものであ
る。実際の冷却水の流れは所定の広がり角をもつものと
なる。しかし、その広がり角をもつ流れの最短経路に差
し掛かる冷却管１０を取り除けば同様の効果が達成され
る。
冷却水導入口１１をその中心方向に延長したものであ
る。実際の冷却水の流れは所定の広がり角をもつものと
なる。しかし、その広がり角をもつ流れの最短経路に差
し掛かる冷却管１０を取り除けば同様の効果が達成され
る。
【００３３】図４に示す例は所謂２パス方式を採用する
ＥＧＲクーラへの適用例である。即ち、このＥＧＲクー
ラ１では長手方向の一端側にガス導入口６とガス導出口
１３とを有し、ＥＧＲガスを長手方向にＵターンさせる
ようにして、内部の冷却水との間で熱交換を行うもので
ある。ケーシング２内部は一対のエンドプレート１４，
１５で仕切られ、これにより入口側ガス室７、水室８、
反転ガス室１６及び出口側ガス室１７が区画形成され
る。エンドプレート１４，１５には複数の冷却管（図示
せず）が掛け渡され、冷却管は下側のものが反転ガス室
１５に向かうガス流路として、上側のものが出口側ガス
室１６に向かうガス流路として使用される。
ＥＧＲクーラへの適用例である。即ち、このＥＧＲクー
ラ１では長手方向の一端側にガス導入口６とガス導出口
１３とを有し、ＥＧＲガスを長手方向にＵターンさせる
ようにして、内部の冷却水との間で熱交換を行うもので
ある。ケーシング２内部は一対のエンドプレート１４，
１５で仕切られ、これにより入口側ガス室７、水室８、
反転ガス室１６及び出口側ガス室１７が区画形成され
る。エンドプレート１４，１５には複数の冷却管（図示
せず）が掛け渡され、冷却管は下側のものが反転ガス室
１５に向かうガス流路として、上側のものが出口側ガス
室１６に向かうガス流路として使用される。
【００３４】特にここでは、一端側のエンドプレート１
４のうち、入口側ガス室７を区画する下側部分が入口側
エンドプレート９をなす。そしてこの入口側エンドプレ
ート９の中央部９ｂに冷却水導入口１１が指向され、入
口側エンドプレート９近傍の沸騰を防止するようになっ
ている。
４のうち、入口側ガス室７を区画する下側部分が入口側
エンドプレート９をなす。そしてこの入口側エンドプレ
ート９の中央部９ｂに冷却水導入口１１が指向され、入
口側エンドプレート９近傍の沸騰を防止するようになっ
ている。
【００３５】このように本発明は、ＥＧＲクーラの形式
を問わずあらゆるＥＧＲクーラに適用し得る。また本発
明は他にも様々な実施の形態が考えられる。
を問わずあらゆるＥＧＲクーラに適用し得る。また本発
明は他にも様々な実施の形態が考えられる。
【００３６】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【００３７】（１） 入口側エンドプレート近傍におけ
る冷却水の沸騰を防止でき、冷却性能を高められる。
る冷却水の沸騰を防止でき、冷却性能を高められる。
【００３８】（２） ガス温、ガス流量増大に伴うクー
ラの使用制限が抑制される。
ラの使用制限が抑制される。
【図１】本発明に係るＥＧＲクーラの要部を示す縦断側
面図である。
面図である。
【図２】ＥＧＲクーラの変形例を示す縦断側面図であ
る。
る。
【図３】図２の背面図である。
【図４】２パス方式のＥＧＲクーラへの適用例を示す概
略側面図である。
略側面図である。
【図５】ＥＧＲクーラが適用されるエンジンの構成図で
ある。
ある。
【図６】従来のＥＧＲクーラを示す縦断側面図である。
【図７】図６のＸ−Ｘ線断面図である。
【図８】従来のＥＧＲクーラを示し、(a) は概略側面図
（冷却管省略）、(b) は(a) のＹ−Ｙ線断面図である。
（冷却管省略）、(b) は(a) のＹ−Ｙ線断面図である。
【図９】従来のＥＧＲクーラにおける蒸気の通過経路を
示す概略側面図である。
示す概略側面図である。
【図１０】従来のＥＧＲクーラにおける蒸気領域を示す
概略側面図である。
概略側面図である。
１ ＥＧＲクーラ ８ 水室 ９ 入口側エンドプレート ９ｂ 中央部 １０ 冷却管 １１ 冷却水導入口 １２ 冷却水導入管 Ｒ 冷却水導入経路 Ｒ1 最短経路
Claims (3)
- 【請求項１】 ＥＧＲガス入口側のエンドプレートの近
傍に、水室に開口する冷却水導入口を設け、該冷却水導
入口を上記エンドプレートの中央部に指向させたことを
特徴とするＥＧＲクーラ。 - 【請求項２】 上記冷却水導入口から上記エンドプレー
トの中央部に至る冷却水導入経路のうち、その最短経路
に差し掛かる冷却管が取り除かれた請求項１記載のＥＧ
Ｒクーラ。 - 【請求項３】 上記冷却水導入口が、上記水室内に差し
込まれる冷却水導入管からなる請求項１又は２記載のＥ
ＧＲクーラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9166209A JPH1113550A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | Ｅｇｒクーラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9166209A JPH1113550A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | Ｅｇｒクーラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1113550A true JPH1113550A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=15827129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9166209A Pending JPH1113550A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | Ｅｇｒクーラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1113550A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6367256B1 (en) * | 2001-03-26 | 2002-04-09 | Detroit Diesel Corporation | Exhaust gas recirculation with condensation control |
| JP2009091948A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Tokyo Radiator Mfg Co Ltd | Ｅｇｒクーラ |
| US7839737B2 (en) | 2002-12-20 | 2010-11-23 | Mitsubishi Kagaku Media Co., Ltd. | Optical recording medium with power calibration areas and a recording method therefor with optimum power control |
| JP2011085017A (ja) * | 2009-10-13 | 2011-04-28 | Honda Motor Co Ltd | 排気ガス再循環装置 |
| WO2013022072A1 (ja) * | 2011-08-10 | 2013-02-14 | 臼井国際産業株式会社 | 多管式熱交換器 |
| KR20130119653A (ko) * | 2012-04-24 | 2013-11-01 | 주식회사 두산 | 배기 가스의 온도 저감장치 |
| DE102014202447A1 (de) * | 2014-02-11 | 2015-08-13 | MAHLE Behr GmbH & Co. KG | Abgaswärmeübertrager |
| EP3037767A1 (de) * | 2014-12-22 | 2016-06-29 | MAHLE International GmbH | Wärmeübertrager |
-
1997
- 1997-06-23 JP JP9166209A patent/JPH1113550A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6367256B1 (en) * | 2001-03-26 | 2002-04-09 | Detroit Diesel Corporation | Exhaust gas recirculation with condensation control |
| US7839737B2 (en) | 2002-12-20 | 2010-11-23 | Mitsubishi Kagaku Media Co., Ltd. | Optical recording medium with power calibration areas and a recording method therefor with optimum power control |
| US7924677B2 (en) | 2002-12-20 | 2011-04-12 | Mitsubishi Kagaku Media Co., Ltd. | Optical recording medium with power calibration areas and a recording method therefor with optimum power control |
| JP2009091948A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Tokyo Radiator Mfg Co Ltd | Ｅｇｒクーラ |
| JP2011085017A (ja) * | 2009-10-13 | 2011-04-28 | Honda Motor Co Ltd | 排気ガス再循環装置 |
| WO2013022072A1 (ja) * | 2011-08-10 | 2013-02-14 | 臼井国際産業株式会社 | 多管式熱交換器 |
| JP2013053620A (ja) * | 2011-08-10 | 2013-03-21 | Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd | 多管式熱交換器 |
| KR20130119653A (ko) * | 2012-04-24 | 2013-11-01 | 주식회사 두산 | 배기 가스의 온도 저감장치 |
| DE102014202447A1 (de) * | 2014-02-11 | 2015-08-13 | MAHLE Behr GmbH & Co. KG | Abgaswärmeübertrager |
| EP3108194B1 (de) * | 2014-02-11 | 2018-05-02 | MAHLE Behr GmbH & Co. KG | Abgaswärmeübertrager |
| EP3037767A1 (de) * | 2014-12-22 | 2016-06-29 | MAHLE International GmbH | Wärmeübertrager |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2025913B1 (en) | Three-pass heat exchanger for an EGR system | |
| JP2011506896A (ja) | 内燃機関用再循環排気ガス冷却器 | |
| JPH1113551A (ja) | Ｅｇｒクーラ | |
| JP4009000B2 (ja) | 内燃機関のｅｇｒガスクーラ | |
| US20070295493A1 (en) | Heat Exchanger | |
| JP3783395B2 (ja) | Ｅｇｒクーラ | |
| JP4386215B2 (ja) | Ｅｇｒガス冷却装置 | |
| JPH09324707A (ja) | Ｅｇｒ装置 | |
| JPH1113550A (ja) | Ｅｇｒクーラ | |
| JP5321419B2 (ja) | Ｅｇｒガス冷却装置 | |
| JPH1113549A (ja) | Ｅｇｒクーラ | |
| JP2005273512A (ja) | エンジンのｅｇｒクーラー | |
| JPH10306987A (ja) | Ｅｇｒガス冷却装置 | |
| JP4324216B2 (ja) | エンジン排気ガス熱回収器ならびにそれを使用したエンジン駆動式ヒートポンプまたはコージェネレーション | |
| JP4248095B2 (ja) | Ｅｇｒクーラ | |
| JP2002310007A (ja) | Ｅｇｒガス冷却構造 | |
| JPH11303688A (ja) | Ｅｇｒクーラ | |
| JPH11280564A (ja) | Ｅｇｒクーラ | |
| JPH11193992A (ja) | 多管式ｅｇｒガス冷却装置 | |
| US20070209353A1 (en) | D-shaped tube for header | |
| JP2002180915A (ja) | Ｅｇｒクーラ | |
| JPH11287588A (ja) | Ｅｇｒクーラ | |
| JP2000265908A (ja) | Ｅｇｒガス冷却装置 | |
| JPH11193993A (ja) | 多管式ｅｇｒガス冷却装置 | |
| JPH1136995A (ja) | 排気ガス冷却装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040412 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040420 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040824 |