JPH11303688A - Ｅｇｒクーラ - Google Patents
ＥｇｒクーラInfo
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- JPH11303688A JPH11303688A JP10110503A JP11050398A JPH11303688A JP H11303688 A JPH11303688 A JP H11303688A JP 10110503 A JP10110503 A JP 10110503A JP 11050398 A JP11050398 A JP 11050398A JP H11303688 A JPH11303688 A JP H11303688A
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- Japan
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- gas
- chamber
- cooling
- gas chamber
- inlet
- Prior art date
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Classifications
-
- 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
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
- F28D7/0083—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium
- F28D7/0091—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium the supplementary medium flowing in series through the units
-
- 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)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＥＧＲガスの放熱性を向上する。
【解決手段】 本発明に係るＥＧＲクーラ１は、ケーシ
ング２内を仕切って入口側ガス室７、出口側ガス室１９
及び冷却液室８を区画し、冷却液室８を分割する中間ガ
ス室２０，２１を区画形成すると共に、入口側ガス室７
と中間ガス室２０，２１、中間ガス室２０，２１と出口
側ガス室１９をそれぞれ別々に冷却管２９，３０，３１
で連絡し、各冷却液室２６，２７，２８にそれぞれ冷却
水導入口１２と冷却水導出口１０とを設けたものであ
る。
ング２内を仕切って入口側ガス室７、出口側ガス室１９
及び冷却液室８を区画し、冷却液室８を分割する中間ガ
ス室２０，２１を区画形成すると共に、入口側ガス室７
と中間ガス室２０，２１、中間ガス室２０，２１と出口
側ガス室１９をそれぞれ別々に冷却管２９，３０，３１
で連絡し、各冷却液室２６，２７，２８にそれぞれ冷却
水導入口１２と冷却水導出口１０とを設けたものであ
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）を行う際、途中でＥＧ
Ｒガスを冷却するための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）を行う際、途中でＥＧ
Ｒガスを冷却するための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号公報等参照）。
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号公報等参照）。
【０００４】図７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（冷却液）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５
５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５
９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（冷却液）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５
５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５
９が設けられる。
【０００５】一般的なＥＧＲクーラの構成は図４、５、
６に示す通りである。ＥＧＲクーラ５１は、一方向に延
出して両端が絞られた筒状のケーシング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を区画して上述のＥＧＲ配
管５２にそれぞれ接続される。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６
５，６６は、ケーシング６０内部を、両端の入口側ガス
室６７、出口側ガス室６８及び中央の水室６９（冷却液
室）とに仕切るためのものである。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が設けられる。これらは径方向の対向側に設けられ
る。
６に示す通りである。ＥＧＲクーラ５１は、一方向に延
出して両端が絞られた筒状のケーシング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を区画して上述のＥＧＲ配
管５２にそれぞれ接続される。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６
５，６６は、ケーシング６０内部を、両端の入口側ガス
室６７、出口側ガス室６８及び中央の水室６９（冷却液
室）とに仕切るためのものである。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が設けられる。これらは径方向の対向側に設けられ
る。
【０００６】両エンドプレート６５，６６を掛け渡して
複数の直管状冷却管７２が設けられる。冷却管７２は両
エンドプレート６５，６６に挿通固定され、入口側及び
出口側ガス室６７，６８を連通すると共に、両エンドプ
レート６５，６６間で水室６９内を通過するようになっ
ている。
複数の直管状冷却管７２が設けられる。冷却管７２は両
エンドプレート６５，６６に挿通固定され、入口側及び
出口側ガス室６７，６８を連通すると共に、両エンドプ
レート６５，６６間で水室６９内を通過するようになっ
ている。
【０００７】こうして、ガス導入口６３から入口側ガス
室６７内に導入されたＥＧＲガスは、入口側ガス室６７
内で径方向に拡散し、各冷却管７２に分配される。そし
て各冷却管７２を通過した後、出口側ガス室６８内で再
度集合されてガス導出口６４から導出される。特に水室
６９内を通過する際、冷却水との間で熱交換されて冷却
される。
室６７内に導入されたＥＧＲガスは、入口側ガス室６７
内で径方向に拡散し、各冷却管７２に分配される。そし
て各冷却管７２を通過した後、出口側ガス室６８内で再
度集合されてガス導出口６４から導出される。特に水室
６９内を通過する際、冷却水との間で熱交換されて冷却
される。
【０００８】冷却管７２は、冷却効率を高めるべくでき
るだけ薄肉（ 0.5〜1mm 程度）とされる。また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の材料が採用される。本クーラは
複数の部品を接合して作るが、製造の簡便化のため全て
の部品が炉内ロー付けにて一度に組み付けられるように
なっている。このため、冷却管７２以外の部品も冷却管
７２と同種の材料で形成される。
るだけ薄肉（ 0.5〜1mm 程度）とされる。また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の材料が採用される。本クーラは
複数の部品を接合して作るが、製造の簡便化のため全て
の部品が炉内ロー付けにて一度に組み付けられるように
なっている。このため、冷却管７２以外の部品も冷却管
７２と同種の材料で形成される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＥＧＲガス
は、入口側ガス室６７から冷却管７２に流入した直後
は、急激な断面変化の影響を受けて速度・方向が一定で
ない乱流となる。この乱流領域ではガスから冷却管７２
へ活発な放熱が行われる。
は、入口側ガス室６７から冷却管７２に流入した直後
は、急激な断面変化の影響を受けて速度・方向が一定で
ない乱流となる。この乱流領域ではガスから冷却管７２
へ活発な放熱が行われる。
【００１０】一方、この乱流領域を過ぎると、ガスの流
れは冷却管７２の軸方向に流れる層流となる。このた
め、ガスの流速が軸心側ほど速く、冷却管７２内壁部近
傍では遅くなり、放熱が活発に行われなくなる。
れは冷却管７２の軸方向に流れる層流となる。このた
め、ガスの流速が軸心側ほど速く、冷却管７２内壁部近
傍では遅くなり、放熱が活発に行われなくなる。
【００１１】この対策として、冷却管７２内部に薄肉の
フィンを設けて放熱面積を増やしたり、冷却管７２内部
に凹凸を設けて層流部の境界層を乱す方法があるが、Ｅ
ＧＲガスに含まれたすすがフィン等に付着し、そこでＥ
ＧＲガス中に含まれる硫黄分と水分とで硫酸が形成され
るため、耐久性の面で問題が生じる。
フィンを設けて放熱面積を増やしたり、冷却管７２内部
に凹凸を設けて層流部の境界層を乱す方法があるが、Ｅ
ＧＲガスに含まれたすすがフィン等に付着し、そこでＥ
ＧＲガス中に含まれる硫黄分と水分とで硫酸が形成され
るため、耐久性の面で問題が生じる。
【００１２】なお、ＥＧＲガス流量（ＥＧＲ率）がエン
ジン回転数、エンジン負荷等のエンジン運転状態に応じ
て変化すること、及び各気筒の排気脈動によりＥＧＲガ
スも脈動を伴うことから、前述の乱流領域の範囲ないし
長さは一定でない。
ジン回転数、エンジン負荷等のエンジン運転状態に応じ
て変化すること、及び各気筒の排気脈動によりＥＧＲガ
スも脈動を伴うことから、前述の乱流領域の範囲ないし
長さは一定でない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係るＥＧＲクー
ラは、ケーシング内を仕切って入口側ガス室、出口側ガ
ス室及び冷却液室を区画し、冷却液室を分割する中間ガ
ス室を区画形成すると共に、入口側ガス室と中間ガス
室、中間ガス室と出口側ガス室をそれぞれ別々に冷却管
で連絡し、各冷却液室にそれぞれ冷却水導入口と冷却水
導出口とを設けたものである。
ラは、ケーシング内を仕切って入口側ガス室、出口側ガ
ス室及び冷却液室を区画し、冷却液室を分割する中間ガ
ス室を区画形成すると共に、入口側ガス室と中間ガス
室、中間ガス室と出口側ガス室をそれぞれ別々に冷却管
で連絡し、各冷却液室にそれぞれ冷却水導入口と冷却水
導出口とを設けたものである。
【００１４】これによれば、中間ガス室から冷却管にＥ
ＧＲガスを再導入でき、乱流領域を増大して放熱を活発
化できる。また各冷却液室に新規な冷却液を導入するの
で、ガス流れ方向の全域で比較的低温の冷却水によりガ
スの冷却が行え、放熱性を高められる。
ＧＲガスを再導入でき、乱流領域を増大して放熱を活発
化できる。また各冷却液室に新規な冷却液を導入するの
で、ガス流れ方向の全域で比較的低温の冷却水によりガ
スの冷却が行え、放熱性を高められる。
【００１５】ここで、上記中間ガス室が複数設けられ、
これら中間ガス室同士が別の冷却管で連絡されるのが好
ましい。
これら中間ガス室同士が別の冷却管で連絡されるのが好
ましい。
【００１６】また、上記冷却水導入口と冷却水導出口と
が冷却管と直交する方向上に且つ互いに反対側に設けら
れるのが好ましい。
が冷却管と直交する方向上に且つ互いに反対側に設けら
れるのが好ましい。
【００１７】また、ガス流れ方向上下流側の冷却管が互
いにオフセットされるのが好ましい。
いにオフセットされるのが好ましい。
【００１８】また、上記ケーシングのうち上記中間ガス
室を区画する部分が屈曲されるのが好ましい。
室を区画する部分が屈曲されるのが好ましい。
【００１９】また、上記ケーシングが入口側ガス室、出
口側ガス室、冷却液室及び中間ガス室を区画する部分毎
に分割されるのが好ましい。
口側ガス室、冷却液室及び中間ガス室を区画する部分毎
に分割されるのが好ましい。
【００２０】
【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。
【００２１】図１、２は本実施形態に係るＥＧＲクーラ
を示す。従来同様、ＥＧＲクーラ１は、一方向（図の左
右方向）に長い円筒状のケーシング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）及び出口側（図中
右側）に向けて半球状に絞られた入口側タンク部４及び
出口側タンク部１３とから一体的になる。入口側タンク
部４の入口端及び出口側タンク部１３の出口端には、前
述のＥＧＲ配管に接続するためのフランジ部５，１４が
設けられる。これらフランジ部５，１４には、それぞれ
ガス導入口１５及びガス導出口１６と一対のボルト穴
（雌ねじ穴）１７とが設けられる。これら外筒部３、タ
ンク部４，１３及びフランジ部５，１４は同軸に配置さ
れる。
を示す。従来同様、ＥＧＲクーラ１は、一方向（図の左
右方向）に長い円筒状のケーシング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）及び出口側（図中
右側）に向けて半球状に絞られた入口側タンク部４及び
出口側タンク部１３とから一体的になる。入口側タンク
部４の入口端及び出口側タンク部１３の出口端には、前
述のＥＧＲ配管に接続するためのフランジ部５，１４が
設けられる。これらフランジ部５，１４には、それぞれ
ガス導入口１５及びガス導出口１６と一対のボルト穴
（雌ねじ穴）１７とが設けられる。これら外筒部３、タ
ンク部４，１３及びフランジ部５，１４は同軸に配置さ
れる。
【００２２】外筒部３とタンク部４，１３との継ぎ目位
置には、ケーシング２内を入口側と出口側とで仕切る一
対のエンドプレート、即ち入口側エンドプレート９と出
口側エンドプレート１８とが設けられる。これによりケ
ーシング２内には、入口側エンドプレート９の左側に入
口側ガス室７が、両エンドプレート９，１８間に冷却水
（冷却液）を通過させるための水室８（冷却液室）が、
出口側エンドプレート１８の右側に出口側ガス室１９
が、それぞれ区画形成される。
置には、ケーシング２内を入口側と出口側とで仕切る一
対のエンドプレート、即ち入口側エンドプレート９と出
口側エンドプレート１８とが設けられる。これによりケ
ーシング２内には、入口側エンドプレート９の左側に入
口側ガス室７が、両エンドプレート９，１８間に冷却水
（冷却液）を通過させるための水室８（冷却液室）が、
出口側エンドプレート１８の右側に出口側ガス室１９
が、それぞれ区画形成される。
【００２３】ただし、この水室８内には２つの中間ガス
室２０，２１が区画形成され、これら中間ガス室２０，
２１により水室８は３つに分割されている。
室２０，２１が区画形成され、これら中間ガス室２０，
２１により水室８は３つに分割されている。
【００２４】即ち、両エンドプレート９，１８間に４枚
の中間プレート２２，２３，２４，２５が設けられ、こ
れら中間プレート２２…が外筒部３内を完全に仕切るこ
とにより、ガス流れ方向上流側から順に第１水室２６、
第２水室２７、第３水室２８が区画形成され、これら水
室２６…間に第１中間ガス室２０、第２中間ガス室２１
が区画形成される。
の中間プレート２２，２３，２４，２５が設けられ、こ
れら中間プレート２２…が外筒部３内を完全に仕切るこ
とにより、ガス流れ方向上流側から順に第１水室２６、
第２水室２７、第３水室２８が区画形成され、これら水
室２６…間に第１中間ガス室２０、第２中間ガス室２１
が区画形成される。
【００２５】このように、本クーラ１ではガス室と水室
とがガス流れ方向に沿って交互直列的に設けられる。
とがガス流れ方向に沿って交互直列的に設けられる。
【００２６】各エンドプレート９…及び中間プレート２
２…はケーシング長手方向に対し垂直に配置される。ま
た各水室２６…同士、或いは各中間ガス室２０…同士
は、ケーシング長手方向の長さがそれぞれ等しくされ
る。しかしながら各水室２６…の長さは、放熱面積を確
保するため各中間ガス室２０…の長さより長い。
２…はケーシング長手方向に対し垂直に配置される。ま
た各水室２６…同士、或いは各中間ガス室２０…同士
は、ケーシング長手方向の長さがそれぞれ等しくされ
る。しかしながら各水室２６…の長さは、放熱面積を確
保するため各中間ガス室２０…の長さより長い。
【００２７】入口側ガス室７と第１中間ガス室２０、第
１中間ガス室２０と第２中間ガス室２１、第２中間ガス
室２１と出口側ガス室１９は、それぞれ複数且つ同数ず
つの第１冷却管２９、第２冷却管３０、第３冷却管３１
で連絡されている。これら冷却管２９…は各プレート９
…に挿通固定され、水室２６…内をケーシング長手方向
に沿って通過するようになっている。
１中間ガス室２０と第２中間ガス室２１、第２中間ガス
室２１と出口側ガス室１９は、それぞれ複数且つ同数ず
つの第１冷却管２９、第２冷却管３０、第３冷却管３１
で連絡されている。これら冷却管２９…は各プレート９
…に挿通固定され、水室２６…内をケーシング長手方向
に沿って通過するようになっている。
【００２８】これら冷却管２９…は全て同一径とされ、
図２に示す如くケーシング２内全体に広がるよう千鳥配
列される。また第１から第３の冷却管２９…がケーシン
グ長手方向に沿って直線的に同軸配置される。
図２に示す如くケーシング２内全体に広がるよう千鳥配
列される。また第１から第３の冷却管２９…がケーシン
グ長手方向に沿って直線的に同軸配置される。
【００２９】一方、各水室２６…の下部に冷却水導入口
１２が、上部に冷却水導出口１０が設けられる。即ちこ
れら導入口１２及び導出口１０は、冷却管２９…と直交
する方向上に且つ互いに反対側に設けられている。これ
によって冷却水が、冷却水導入口１２から導入され、冷
却管２９…に直交ないし垂直方向から当たりつつ、冷却
水導出口１０から導出されるようになる。なお、これら
導入口１２及び導出口１０に接続される冷却水配管（図
７参照）は三つ又状に分岐されることとなる。
１２が、上部に冷却水導出口１０が設けられる。即ちこ
れら導入口１２及び導出口１０は、冷却管２９…と直交
する方向上に且つ互いに反対側に設けられている。これ
によって冷却水が、冷却水導入口１２から導入され、冷
却管２９…に直交ないし垂直方向から当たりつつ、冷却
水導出口１０から導出されるようになる。なお、これら
導入口１２及び導出口１０に接続される冷却水配管（図
７参照）は三つ又状に分岐されることとなる。
【００３０】さて、この構成においては、ガス導入口１
５から導入されたＥＧＲガスが、入口側ガス室７内で拡
散して各第１冷却管２９内に分配導入された後、各第１
冷却管２９内を流通する。そして第１水室２６内を通過
する際に最初の冷却がなされ、この後第１中間ガス室２
０内に放出、拡散される。そしてここで集合された後、
さらに次の各第２冷却管３０内に分配導入される。次も
同様に第２水室２７内での２回目の冷却、第２中間ガス
室２１内への放出、拡散、第３水室２８内への３回目の
導入そしてここでの冷却、出口側ガス室１９内への放
出、拡散という行程を経て、ガス導出口１６から導出さ
れる。
５から導入されたＥＧＲガスが、入口側ガス室７内で拡
散して各第１冷却管２９内に分配導入された後、各第１
冷却管２９内を流通する。そして第１水室２６内を通過
する際に最初の冷却がなされ、この後第１中間ガス室２
０内に放出、拡散される。そしてここで集合された後、
さらに次の各第２冷却管３０内に分配導入される。次も
同様に第２水室２７内での２回目の冷却、第２中間ガス
室２１内への放出、拡散、第３水室２８内への３回目の
導入そしてここでの冷却、出口側ガス室１９内への放
出、拡散という行程を経て、ガス導出口１６から導出さ
れる。
【００３１】このように、本クーラでは、中間ガス室を
設けて冷却管へのガス導入を再度行うようにしたので、
断面変化の場所を増やして乱流領域の増大を図り、ガス
からの放熱を活発化させ、クーラの冷却効率を向上する
ことができる。特に本実施形態では複数の中間ガス室を
設けたので、冷却管へのガス導入回数が増え、さらに乱
流領域を拡大できる。
設けて冷却管へのガス導入を再度行うようにしたので、
断面変化の場所を増やして乱流領域の増大を図り、ガス
からの放熱を活発化させ、クーラの冷却効率を向上する
ことができる。特に本実施形態では複数の中間ガス室を
設けたので、冷却管へのガス導入回数が増え、さらに乱
流領域を拡大できる。
【００３２】また、各中間プレート２２…も冷却水に接
触して冷却されるので、各中間ガス室２０…内において
もガスの冷却が行える。
触して冷却されるので、各中間ガス室２０…内において
もガスの冷却が行える。
【００３３】そして、各水室２６…に個々に冷却水導入
口１２及び冷却水導出口１０を設けたので、ガス流れ方
向の全域で新規な比較的低温の冷却水によりガスの冷却
が行え、放熱性を高められる。
口１２及び冷却水導出口１０を設けたので、ガス流れ方
向の全域で新規な比較的低温の冷却水によりガスの冷却
が行え、放熱性を高められる。
【００３４】即ち、一般にＥＧＲクーラでは、ガスが高
温、高流量のとき、入口側エンドプレート近傍で冷却水
が沸騰し易く、熱伝達も悪化し易い。このため従来（図
４参照）は、入口側エンドプレート６５近傍に冷却水導
入口７０を設け、ここから出てきた新規な冷却水で入口
近傍を積極的に冷却するようにしている。しかし、ここ
で既に熱交換に用いられ、温められてしまった冷却水で
下流側の冷却も行うので、ガス下流側の放熱性があまり
良くないという問題があった。
温、高流量のとき、入口側エンドプレート近傍で冷却水
が沸騰し易く、熱伝達も悪化し易い。このため従来（図
４参照）は、入口側エンドプレート６５近傍に冷却水導
入口７０を設け、ここから出てきた新規な冷却水で入口
近傍を積極的に冷却するようにしている。しかし、ここ
で既に熱交換に用いられ、温められてしまった冷却水で
下流側の冷却も行うので、ガス下流側の放熱性があまり
良くないという問題があった。
【００３５】本案では、ガス下流側でも新規な冷却水を
用いるので良好な放熱性を得ることができる。特に、導
入口１２及び導出口１０を上述の位置に設けたので、冷
却管２９…に直交方向から強力に冷却水を当てられ、冷
却性を向上できる。
用いるので良好な放熱性を得ることができる。特に、導
入口１２及び導出口１０を上述の位置に設けたので、冷
却管２９…に直交方向から強力に冷却水を当てられ、冷
却性を向上できる。
【００３６】ここで、本実施形態では第１から第３の冷
却管２９…が直線的に同軸配置されている。このため、
ガス流れ方向上流側の冷却管から下流側の冷却管にガス
が直接入り易くなり、断面変化による効果が減失するお
それがある。このため、冷却管の出口と入口を離す方
法、即ち中間プレート２２…同士の距離を離し、或いは
中間ガス室２０の長さを増し、ガスの直接導入を抑える
方法があるが、これだとクーラの全長が長くなってしま
う。
却管２９…が直線的に同軸配置されている。このため、
ガス流れ方向上流側の冷却管から下流側の冷却管にガス
が直接入り易くなり、断面変化による効果が減失するお
それがある。このため、冷却管の出口と入口を離す方
法、即ち中間プレート２２…同士の距離を離し、或いは
中間ガス室２０の長さを増し、ガスの直接導入を抑える
方法があるが、これだとクーラの全長が長くなってしま
う。
【００３７】そこで、図３に示すように、ガス流れ方向
上下流側の冷却管同士を互いにオフセットするとよい
（図示例は上流側が第１冷却管２９、下流側が第２冷却
管３０）。即ち、上下流側の冷却管を同軸とせず、互い
の軸をずらして配置するのである。こうすると冷却管の
出口と入口が接近しても、下流側の冷却管にガスが直接
入りづらくなり、その結果、上流側の冷却管から出たガ
スが確実に拡散され、再度導入され、乱流領域を形成す
るようになる。これによって断面変化による効果を失わ
ず、クーラ全長は短縮することが可能となる。
上下流側の冷却管同士を互いにオフセットするとよい
（図示例は上流側が第１冷却管２９、下流側が第２冷却
管３０）。即ち、上下流側の冷却管を同軸とせず、互い
の軸をずらして配置するのである。こうすると冷却管の
出口と入口が接近しても、下流側の冷却管にガスが直接
入りづらくなり、その結果、上流側の冷却管から出たガ
スが確実に拡散され、再度導入され、乱流領域を形成す
るようになる。これによって断面変化による効果を失わ
ず、クーラ全長は短縮することが可能となる。
【００３８】なお、図３は周方向にオフセットした例を
示すが、これに限らず径方向、さらにはランダムな方向
にオフセットしても構わない。
示すが、これに限らず径方向、さらにはランダムな方向
にオフセットしても構わない。
【００３９】以上の説明から分かるように、本発明によ
れば、ＥＧＲガスの乱流領域を増大して放熱量を増し、
クーラ冷却効率を向上できる。そしてＥＧＲガス温度を
低減して吸気温度低下によるＮＯｘ低減を達成できると
共に、ＥＧＲガスの体積減少分新気量を増し、スモーク
低減も図れる。
れば、ＥＧＲガスの乱流領域を増大して放熱量を増し、
クーラ冷却効率を向上できる。そしてＥＧＲガス温度を
低減して吸気温度低下によるＮＯｘ低減を達成できると
共に、ＥＧＲガスの体積減少分新気量を増し、スモーク
低減も図れる。
【００４０】また、本発明は冷却管を長手方向に分割し
た格好となるので、それぞれに対し好ましい特性を与
え、放熱性向上に大いに貢献できる。例えば、上述した
ように入口側エンドプレート９の近傍では冷却水の沸騰
が発生し易い。よってこの場合はガス入口側の冷却管
（第１冷却管２９）を厚肉化したりして、放熱を制限
し、沸騰の未然防止を図ることができる。逆にこれより
下流側の冷却管（第２冷却管３０、第３冷却管３１）
は、薄肉化により高い放熱性を確保できる。こうしてＥ
ＧＲガスの流量、温度制限が緩和され、良好なエンジン
性能を確保できるようになる。
た格好となるので、それぞれに対し好ましい特性を与
え、放熱性向上に大いに貢献できる。例えば、上述した
ように入口側エンドプレート９の近傍では冷却水の沸騰
が発生し易い。よってこの場合はガス入口側の冷却管
（第１冷却管２９）を厚肉化したりして、放熱を制限
し、沸騰の未然防止を図ることができる。逆にこれより
下流側の冷却管（第２冷却管３０、第３冷却管３１）
は、薄肉化により高い放熱性を確保できる。こうしてＥ
ＧＲガスの流量、温度制限が緩和され、良好なエンジン
性能を確保できるようになる。
【００４１】次に他の実施の形態について説明する。
【００４２】一般にＥＧＲクーラでは、冷却管長を長く
すれば、放熱量が増し、好ましい特性を得ることができ
る。しかし、レイアウトの上で、長い直線空間を確保す
るのが難しい場合もある。
すれば、放熱量が増し、好ましい特性を得ることができ
る。しかし、レイアウトの上で、長い直線空間を確保す
るのが難しい場合もある。
【００４３】そこで、従来は、図８に示すように複数の
ＥＧＲクーラ５１を屈曲されたＥＧＲ配管７４で直列す
るようにしている。なお図示例は２台のＥＧＲクーラ５
１を直交方向に連結した例である。
ＥＧＲクーラ５１を屈曲されたＥＧＲ配管７４で直列す
るようにしている。なお図示例は２台のＥＧＲクーラ５
１を直交方向に連結した例である。
【００４４】しかし、これだと途中でガスの流れが絞ら
れるため、圧力損失が増加し、また部品点数が増えコス
ト増となる。
れるため、圧力損失が増加し、また部品点数が増えコス
ト増となる。
【００４５】そこで、図９に示すように、本実施形態で
は、ケーシング３５のうち中間ガス室３６を区画する部
分３７を屈曲させるようにしている。こうするとガスの
流れを絞ることなく、また部品点数を増加させることな
く、ＥＧＲクーラを屈曲形状とすることができ、レイア
ウトの自由度を高められる。特に、従来と同じ外形寸法
を保ったまま、冷却管の長さ（放熱部分の長さ）を従来
のＬ1 より長いＬ2 とすることができ、放熱量の著しい
増加を図れる。なおこの実施形態では中間ガス室３６を
一つのみとし、その区画部分３７を直角に屈曲させてい
る。もっともこれら数や屈曲角度は任意である。
は、ケーシング３５のうち中間ガス室３６を区画する部
分３７を屈曲させるようにしている。こうするとガスの
流れを絞ることなく、また部品点数を増加させることな
く、ＥＧＲクーラを屈曲形状とすることができ、レイア
ウトの自由度を高められる。特に、従来と同じ外形寸法
を保ったまま、冷却管の長さ（放熱部分の長さ）を従来
のＬ1 より長いＬ2 とすることができ、放熱量の著しい
増加を図れる。なおこの実施形態では中間ガス室３６を
一つのみとし、その区画部分３７を直角に屈曲させてい
る。もっともこれら数や屈曲角度は任意である。
【００４６】次に、図１０、１１、１２、１３には別の
実施形態を示す。ただしこの実施形態は概略図１、２に
示したものと同様であるので、同一部分には同一符合を
用い、説明を行うこととする。
実施形態を示す。ただしこの実施形態は概略図１、２に
示したものと同様であるので、同一部分には同一符合を
用い、説明を行うこととする。
【００４７】ここではケーシング２が入口側ガス室７、
出口側ガス室１９、各水室２６，２７，２８及び各中間
ガス室２０，２１を区画する部分毎に分割されている。
即ち、前述の入口側タンク部４、出口側タンク部１３及
び外筒部３が一体ではなく分割され、さらに外筒部３が
各室２６…毎に分割され、これらが組み立てられるよう
になっている。
出口側ガス室１９、各水室２６，２７，２８及び各中間
ガス室２０，２１を区画する部分毎に分割されている。
即ち、前述の入口側タンク部４、出口側タンク部１３及
び外筒部３が一体ではなく分割され、さらに外筒部３が
各室２６…毎に分割され、これらが組み立てられるよう
になっている。
【００４８】図１１に示すように、入口側タンク部４に
は前述のフランジ部５のほか、各分割ケーシングを組み
立てるためのフランジ部３８が一体に設けられている。
フランジ部３８には長ボルト４７（図１０参照）を挿通
させるための複数のボルト挿通孔３９が設けられる。同
様の構成が出口側タンク部１３についてもなされてお
り、これによって入口側と出口側とで共通のタンクユニ
ット４０が形成される。
は前述のフランジ部５のほか、各分割ケーシングを組み
立てるためのフランジ部３８が一体に設けられている。
フランジ部３８には長ボルト４７（図１０参照）を挿通
させるための複数のボルト挿通孔３９が設けられる。同
様の構成が出口側タンク部１３についてもなされてお
り、これによって入口側と出口側とで共通のタンクユニ
ット４０が形成される。
【００４９】各水室２６…も図１２に示すような共通の
水室ユニット４１で形成される。例えば、第１水室２６
を区画する第１水室用外筒部４３の両端には、前記実施
形態の入口側エンドプレート９及び中間プレート２２に
代わり、比較的肉厚の仕切りプレート４２が設けられ
る。これら仕切りプレート４２に第１冷却管２９が挿通
固定されている。仕切りプレート４２は接合フランジの
役割も果たし、第１水室用外筒部４３の径方向外方に若
干突出されている。なお第１水室用外筒部４３の長手方
向中間位置に冷却水導入口１２及び冷却水導入口１０が
設けられる。
水室ユニット４１で形成される。例えば、第１水室２６
を区画する第１水室用外筒部４３の両端には、前記実施
形態の入口側エンドプレート９及び中間プレート２２に
代わり、比較的肉厚の仕切りプレート４２が設けられ
る。これら仕切りプレート４２に第１冷却管２９が挿通
固定されている。仕切りプレート４２は接合フランジの
役割も果たし、第１水室用外筒部４３の径方向外方に若
干突出されている。なお第１水室用外筒部４３の長手方
向中間位置に冷却水導入口１２及び冷却水導入口１０が
設けられる。
【００５０】同様に、各中間ガス室２０…が図１３に示
す共通の中間ガス室ユニット４４で形成される。例えば
第１中間ガス室２０を区画する第１中間ガス室用外筒部
４５の両端に、前記仕切りプレート４２に接合されるた
めのフランジプレート４６が一体に設けられる。
す共通の中間ガス室ユニット４４で形成される。例えば
第１中間ガス室２０を区画する第１中間ガス室用外筒部
４５の両端に、前記仕切りプレート４２に接合されるた
めのフランジプレート４６が一体に設けられる。
【００５１】図１０に示すように、各ユニット４０，４
１，４４を順次直列に並べ、入口側と出口側のフランジ
部３８同士を長ボルト４７及びナット４８で連結すれ
ば、フランジ部３８、仕切りプレート４２及びフランジ
プレート４６同士が強力に接合し、液漏れ、ガス漏れな
く、これらが一体に組み立てられる。なお各接合部にガ
スケットを挟んだり、各接合部を個々にボルト止めする
ことは任意である。
１，４４を順次直列に並べ、入口側と出口側のフランジ
部３８同士を長ボルト４７及びナット４８で連結すれ
ば、フランジ部３８、仕切りプレート４２及びフランジ
プレート４６同士が強力に接合し、液漏れ、ガス漏れな
く、これらが一体に組み立てられる。なお各接合部にガ
スケットを挟んだり、各接合部を個々にボルト止めする
ことは任意である。
【００５２】この構成によれば、ケーシング２を分割し
たことで上述のようなユニットを構成でき、特に次のよ
うな効果を得られる。即ち、この実施形態は図１、２の
実施形態に比べ部品点数が増え、単品としてはコスト高
となるが、この代わりに適用するエンジン毎にユニット
単位で交換が可能となり、量産品としてはコストを下げ
られる。つまりエンジンに応じて一部のユニットだけ変
えればよいので、数種のエンジンに対応して数種のクー
ラ全体を作るよりも、部品共通化によりコストを下げら
れる。なおこの実施形態では単品内でも各ガス室、水室
に対しユニットを共通化しているので、コストを最少に
できる。
たことで上述のようなユニットを構成でき、特に次のよ
うな効果を得られる。即ち、この実施形態は図１、２の
実施形態に比べ部品点数が増え、単品としてはコスト高
となるが、この代わりに適用するエンジン毎にユニット
単位で交換が可能となり、量産品としてはコストを下げ
られる。つまりエンジンに応じて一部のユニットだけ変
えればよいので、数種のエンジンに対応して数種のクー
ラ全体を作るよりも、部品共通化によりコストを下げら
れる。なおこの実施形態では単品内でも各ガス室、水室
に対しユニットを共通化しているので、コストを最少に
できる。
【００５３】以上、本発明は上記実施形態に限られず種
々の実施形態が可能である。例えば冷却管、中間ガス
室、水室等の数、形状、長さ、配置等を変更しても構わ
ない。また水室内にバッフルプレートを追加して冷却水
を蛇行させたり、エンジン冷却水以外の液体を冷却液に
用いることも可能である。
々の実施形態が可能である。例えば冷却管、中間ガス
室、水室等の数、形状、長さ、配置等を変更しても構わ
ない。また水室内にバッフルプレートを追加して冷却水
を蛇行させたり、エンジン冷却水以外の液体を冷却液に
用いることも可能である。
【００５４】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば以下の如き
優れた効果が発揮される。
優れた効果が発揮される。
【００５５】（１）ＥＧＲガスの乱流領域を増大して放
熱量を増し、クーラ冷却効率を向上できる。
熱量を増し、クーラ冷却効率を向上できる。
【００５６】（２）ガス流れ方向の全域で新規な冷却水
による冷却を行え、放熱性を向上できる。
による冷却を行え、放熱性を向上できる。
【００５７】（３）クーラ全長を短縮できる。
【図１】本発明の実施形態に係るＥＧＲクーラの縦断面
図である。
図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】他の実施形態に係る図１のＡ−Ａ断面図であ
る。
る。
【図４】従来のＥＧＲクーラを示す縦断面図である。
【図５】図４の右側面図である。
【図６】図４のＸ−Ｘ断面図である。
【図７】ＥＧＲクーラが適用されたエンジンの構成図で
ある。
ある。
【図８】従来のＥＧＲクーラを直列した例を示す図であ
る。
る。
【図９】他の実施形態を示す図である。
【図１０】他の実施形態を示す図である。
【図１１】タンクユニットを示す縦断面図である。
【図１２】水室ユニットを示す縦断面図である。
【図１３】中間ガス室ユニットを示す縦断面図である。
１ ＥＧＲクーラ ２，３５ ケーシング ３ 外筒部 ４ 入口側タンク部 ７ 入口側ガス室 ８ 水室 ９ 入口側エンドプレート １０ 冷却水導出口 １２ 冷却水導入口 １３ 出口側タンク部 １８ 出口側エンドプレート １９ 出口側ガス室 ２０ 第１中間ガス室 ２１ 第２中間ガス室 ２６ 第１水室 ２７ 第２水室 ２８ 第３水室 ２９ 第１冷却管 ３０ 第２冷却管 ３１ 第３冷却管 ３７ 部分 ４３ 第１水室用外筒部 ４５ 第１中間ガス室用外筒部
Claims (6)
- 【請求項１】 ケーシング内を仕切って入口側ガス室、
出口側ガス室及び冷却液室を区画し、該冷却液室を分割
する中間ガス室を区画形成すると共に、入口側ガス室と
中間ガス室、中間ガス室と出口側ガス室をそれぞれ別々
に冷却管で連絡し、各冷却液室にそれぞれ冷却水導入口
と冷却水導出口とを設けたことを特徴とするＥＧＲクー
ラ。 - 【請求項２】 上記中間ガス室が複数設けられ、これら
中間ガス室同士が別の冷却管で連絡された請求項１記載
のＥＧＲクーラ。 - 【請求項３】 上記冷却水導入口と冷却水導出口とが冷
却管と直交する方向上に且つ互いに反対側に設けられた
請求項１又は２記載のＥＧＲクーラ。 - 【請求項４】 ガス流れ方向上下流側の冷却管が互いに
オフセットされた請求項１乃至３いずれかに記載のＥＧ
Ｒクーラ。 - 【請求項５】 上記ケーシングのうち上記中間ガス室を
区画する部分が屈曲された請求項１乃至４いずれかに記
載のＥＧＲクーラ。 - 【請求項６】 上記ケーシングが入口側ガス室、出口側
ガス室、冷却液室及び中間ガス室を区画する部分毎に分
割された請求項１乃至５いずれかに記載のＥＧＲクー
ラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10110503A JPH11303688A (ja) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | Ｅｇｒクーラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10110503A JPH11303688A (ja) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | Ｅｇｒクーラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11303688A true JPH11303688A (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=14537428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10110503A Pending JPH11303688A (ja) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | Ｅｇｒクーラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11303688A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020085513A (ko) * | 2001-05-09 | 2002-11-16 | 현대자동차주식회사 | 이지알 쿨러 |
| KR20040003983A (ko) * | 2002-07-05 | 2004-01-13 | 주식회사 코렌스 | 자동차 배기가스 재순환장치 |
| US6976530B2 (en) * | 2002-06-28 | 2005-12-20 | Denso Corporation | Exhaust heat exchanger |
| KR100679002B1 (ko) | 2003-06-11 | 2007-02-07 | 우수이 고쿠사이 산교 가부시키가이샤 | 가스 냉각 기구 |
| JP2007092715A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Hino Motors Ltd | エンジンのｅｇｒシステム |
| KR100882643B1 (ko) | 2007-10-09 | 2009-02-06 | 현대자동차주식회사 | 브이형 엔진의 이지알 쿨러 |
| JP2010190064A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Denso Corp | Ｅｇｒガス冷却装置 |
| KR100994378B1 (ko) | 2008-05-02 | 2010-11-16 | 지엠대우오토앤테크놀로지주식회사 | 자동차 배기가스 재순환을 위한 ｅｇｒ용 쿨러 |
-
1998
- 1998-04-21 JP JP10110503A patent/JPH11303688A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020085513A (ko) * | 2001-05-09 | 2002-11-16 | 현대자동차주식회사 | 이지알 쿨러 |
| US6976530B2 (en) * | 2002-06-28 | 2005-12-20 | Denso Corporation | Exhaust heat exchanger |
| KR20040003983A (ko) * | 2002-07-05 | 2004-01-13 | 주식회사 코렌스 | 자동차 배기가스 재순환장치 |
| KR100679002B1 (ko) | 2003-06-11 | 2007-02-07 | 우수이 고쿠사이 산교 가부시키가이샤 | 가스 냉각 기구 |
| JP2007092715A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Hino Motors Ltd | エンジンのｅｇｒシステム |
| KR100882643B1 (ko) | 2007-10-09 | 2009-02-06 | 현대자동차주식회사 | 브이형 엔진의 이지알 쿨러 |
| KR100994378B1 (ko) | 2008-05-02 | 2010-11-16 | 지엠대우오토앤테크놀로지주식회사 | 자동차 배기가스 재순환을 위한 ｅｇｒ용 쿨러 |
| JP2010190064A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Denso Corp | Ｅｇｒガス冷却装置 |
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