WO2012066979A1 - 低圧ループｅｇｒ装置 - Google Patents

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小林　祐二
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株式会社Ihi
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Definitions

  • the present invention is used for a supercharged engine equipped with a supercharger, and a part of exhaust gas from an exhaust pipe (exhaust passage) downstream from a turbocharger turbine is removed from EGR gas (exhaust recirculation).
  • the present invention relates to a low pressure loop EGR device (exhaust gas recirculation device) that is taken out as gas) and returned to the upstream side of the compressor of the supercharger in the air supply pipe (air supply passage).
  • the high pressure EGR device takes out EGR gas from the upstream side of the turbine in the exhaust passage and returns it to the downstream side of the compressor in the supply passage.
  • NOx nitrogen oxide
  • the low-pressure loop EGR device takes out EGR gas from the downstream side of the turbine in the exhaust passage and returns it to the upstream side of the compressor in the supply passage.
  • the low-pressure loop EGR device has an EGR passage (EGR pipe).
  • the EGR passage connects the downstream portion of the turbine in the exhaust passage and the upstream portion of the compressor in the supply passage so as to communicate with each other, and allows the EGR gas to flow (inflow) therebetween.
  • An EGR valve is disposed in the middle of the EGR passage. The EGR valve opens and closes the EGR passage.
  • An EGR cooler is disposed closer to the exhaust passage than the EGR valve in the middle of the EGR passage. This EGR cooler cools the EGR gas.
  • the EGR gas is cooled by the EGR cooler as described above, it is very hot compared to the air flowing into the air supply pipe. Accordingly, when the EGR gas flows out of the EGR pipe to the upstream side of the compressor in the air supply pipe and merges with the air in the air supply pipe, the EGR gas is directly downstream of the connection portion with the EGR pipe (the outlet of the EGR pipe). A region having a large temperature gradient is generated on the downstream side of the end. Therefore, there is a problem that the EGR gas condenses in the air supply pipe, and the condensed water is introduced into the compressor or the like, leading to erosion of the compressor or the like. Further, there is a problem that condensed water that has become acidic due to NOx, SOx, etc. in the EGR gas causes corrosion of the compressor and the like.
  • An object of the present invention is to provide a low-pressure loop EGR device that makes it difficult to condense EGR gas that causes erosion and corrosion of a compressor or the like.
  • One aspect of the present invention is to integrally connect a compressor disposed in the middle of an air supply pipe, a turbine disposed in the middle of an exhaust pipe, a compressor impeller in the compressor, and a turbine impeller in the turbine in a coaxial manner.
  • a supercharged engine including a supercharger including a turbine shaft that extracts a part of exhaust gas as EGR gas from the downstream side of the turbine in the exhaust pipe, and to the upstream side of the compressor in the intake pipe. This is a low pressure loop EGR device to be returned.
  • the low-pressure loop EGR device includes an inlet end connected to communicate with a downstream portion of the turbine in the exhaust pipe, an outlet end connected to communicate with an upstream portion of the compressor in the air supply pipe, An EGR throttle portion formed on the outlet end side and having a flow passage area gradually decreasing toward the air supply pipe, and disposed in the middle of the EGR pipe, an EGR pipe through which EGR gas flows, An EGR valve that opens and closes the inside of the EGR pipe, and an EGR cooler that is disposed in the middle of the EGR pipe and cools the EGR gas.
  • a swirling component in the same direction as the rotation direction of the compressor impeller is provided in the supply pipe.
  • the axial center of the opening on the outlet end side of the EGR pipe intersects with the axial center of the air supply pipe so as to generate a swirling flow of the EGR gas.
  • upstream side refers to the upstream side when viewed from the flow direction of the exhaust gas or air
  • downstream side refers to the downstream side as viewed from the flow direction of the exhaust gas or air
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a supercharged engine including a low-pressure loop EGR device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
  • a supercharged engine 1 is, for example, an in-line four-cylinder diesel engine.
  • the supercharged engine 1 has an intake manifold 5 that distributes air (compressed air) to each cylinder 3 and an exhaust manifold 7 that collects exhaust gas from each cylinder 3.
  • the supercharged engine 1 is equipped with a supercharger 9 that supercharges the air supplied to the intake manifold 5 using the heat and pressure energy of the exhaust gas from the exhaust manifold 7.
  • the configuration of the supercharger 9 will be briefly described as follows.
  • the supercharger 9 includes a base housing (bearing housing) 11.
  • a compressor 13 for compressing air is disposed on one side (left side in FIG. 1) of the base housing 11.
  • the compressor 13 includes a compressor housing 15 fixed to one side of the base housing 11 and a compressor impeller 17 that is rotatably provided in the compressor housing 15.
  • On the other side of the base housing 11 (on the right side in FIG. 1) a turbine 19 that generates a rotational force using heat and pressure energy of the exhaust gas is disposed.
  • the turbine 19 includes a turbine housing 21 that is fixed to the other side of the base housing 11, and a turbine impeller 23 that is rotatably provided in the turbine housing 21.
  • a turbine shaft (rotor shaft) 25 that integrally connects the compressor impeller 17 and the turbine impeller 23 in a coaxial manner is rotatably provided via a bearing 27.
  • the intake manifold 5 is connected so that one end of an air supply pipe (air supply passage) 29 for supplying air to the intake manifold 5 is communicated.
  • An air cleaner 31 that purifies the air introduced into the air supply pipe 29 is disposed on the other end side of the air supply pipe 29.
  • the compressor 13 is disposed on the downstream side of the air cleaner 31 in the middle of the air supply pipe 29 as viewed from the air supply system including the air supply pipe 29.
  • an intercooler 35 for cooling the compressed air (compressed air) is disposed downstream of the compressor 13 in the middle of the air supply pipe 29.
  • the exhaust manifold 7 is connected so that one end of an exhaust pipe (exhaust passage) 37 for exhausting exhaust gas communicates therewith. Further, a particulate filter 41 that captures particulate matter in the exhaust gas is disposed on the other end side of the exhaust pipe 37. The turbine 19 is disposed on the upstream side of the particulate filter 41 in the middle of the exhaust pipe 37 when viewed from the exhaust system including the exhaust pipe 37.
  • the low-pressure loop EGR device 43 As shown in FIGS. 1 to 3, it is assumed that the low-pressure loop EGR device 43 according to the present embodiment is used for the supercharged engine 1 described above.
  • the low-pressure loop EGR device 43 extracts a part of the exhaust gas from the downstream side of the turbine 19 in the exhaust pipe 37 as EGR gas (exhaust recirculation gas), and returns it to the upstream side of the compressor 13 in the air supply pipe 29.
  • EGR gas exhaust recirculation gas
  • the low-pressure loop EGR device 43 includes an EGR pipe (EGR passage) 45.
  • the EGR pipe 45 connects the downstream part of the turbine 19 in the exhaust pipe 37 and the upstream part of the compressor 13 in the air supply pipe 29 so as to communicate with each other, and distributes (flows in) the EGR gas between them. It is possible. Specifically, the inlet end (starting end) of the EGR pipe 45 is connected so as to communicate with the downstream side portion of the turbine 19 in the exhaust pipe 37. On the other hand, the outlet end (termination) of the EGR pipe 45 is connected to communicate with the upstream side portion of the compressor 13 in the air supply pipe 29.
  • the inner diameter of the EGR pipe 45 (that is, the diameter of the inner wall of the EGR pipe 45) is smaller than the inner radius of the air supply pipe 29 at the connection portion with the EGR pipe 45 (that is, the radius of the inner wall of the air supply pipe 29). Good.
  • An EGR valve 47 is disposed in the middle of the EGR pipe 45.
  • the EGR valve 47 opens and closes the EGR pipe 45, thereby adjusting the flow rate of the EGR gas in the EGR pipe 45.
  • an EGR cooler 49 that cools the EGR gas is disposed closer to the exhaust pipe 37 than the EGR valve 47 in the middle of the EGR pipe 45.
  • the EGR pipe 45 has an EGR throttle part 53 formed at the outlet end thereof.
  • the EGR throttle portion 53 has a flow passage area (flow passage cross-sectional area) that gradually decreases toward the air supply pipe 29 side. Accordingly, the cross-sectional area (opening area) of the opening (communication hole) 51 of the EGR pipe 45 connected to the inside of the air supply pipe 29 is smaller than the cross-sectional area of the EGR pipe 45 where the EGR throttle part 53 is not provided.
  • the axis 51 c of the opening 51 is eccentric with respect to the axis (center line) 29 c of the air supply pipe 29.
  • the edge 51e of the opening 51 may be smoothly connected to the inner peripheral surface of the air supply pipe 29.
  • FIG. 3 shows the opening 51 formed in a rectangular shape, but the shape of the opening 51 is not limited to this figure.
  • the opening 51 is connected to the air supply pipe 29 so as to generate a swirling flow of EGR gas having a swirling component in the same direction as the rotation direction of the compressor impeller 17 in the air supply pipe 29.
  • the axis 51c of the opening 51 three-dimensionally intersects with the axis 29c of the air supply pipe 29 so that the above-described swirl flow is obtained.
  • the shaft center 45c of the EGR pipe 45 also three-dimensionally intersects with the axis 29c of the air supply pipe 29. May be.
  • the extending direction of the opening 51 is directed to a position shifted from the axial center 29c of the air supply pipe 29, and the extending direction of the EGR pipe 45 on the outlet end side is also directed to a position shifted from the axial center 29c of the air supply pipe 29. Also good.
  • a downstream restricting portion 55 is formed on the downstream side of the connection portion of the air supply piping 29 with the EGR piping 45 (directly downstream of the opening portion 51 of the EGR piping 45 in the air supply piping 29).
  • the downstream throttle 55 has a channel area that gradually decreases toward the compressor 13 side.
  • the exhaust gas from the exhaust manifold 7 flows into the turbine housing 21 via the exhaust pipe 37.
  • the exhaust gas that has flowed into the turbine housing 21 generates a rotational force (rotational torque) using its heat and pressure energy.
  • This rotational force rotates the turbine impeller 23 and also rotates the compressor impeller 17 via the turbine shaft 25. That is, the turbine impeller 23 and the compressor impeller 17 are integrally rotated by the turbine shaft 25 that connects them.
  • the air taken into the compressor housing 15 via the air supply pipe 29 can be compressed, and the compressed air (air) supplied to the intake manifold 5 can be supercharged (compressed).
  • the compressed air is cooled by the intercooler 35 before being supplied to the intake manifold 5.
  • the EGR valve 47 opens the EGR pipe 45 and adjusts the flow rate of EGR gas in the EGR pipe 45.
  • a part of the exhaust gas in the exhaust pipe 37 becomes EGR gas, and is downstream of the turbine 19 in the exhaust pipe 37 (in other words, downstream of the particulate filter 41 in the exhaust pipe 37).
  • the EGR gas that has flowed into the EGR pipe 45 is once cooled by the EGR cooler 49, and is upstream from the EGR pipe 45 to the upstream side of the compressor 13 in the air supply pipe 29 (in other words, the compressor in the air supply pipe 29. 13 and the air cleaner 31).
  • EGR gas can be taken out from the downstream side of the turbine 19 in the exhaust pipe 37 and returned to the upstream side of the compressor 13 in the air supply pipe 29.
  • the combustion temperature of the supercharged engine 1 can be lowered, and the amount of NOx emission can be reduced.
  • the opening 51 is connected to the air supply pipe 29 so that the axis 51 c of the opening 51 is three-dimensionally intersected with the axis 29 c of the air supply pipe 29, and the EGR throttle part 53 is connected to the outlet end of the EGR pipe 45. Is formed. Therefore, when the EGR gas flows out of the EGR pipe 45 to the upstream side of the compressor 13 in the air supply pipe 29, the flow rate of the EGR gas is increased and the rotation direction of the compressor impeller 17 is set in the air supply pipe 29 in the same direction. A swirling flow of EGR gas having a swirling component of In addition, the formation of the downstream throttle portion 55 can sufficiently ensure the EGR gas swirl speed (the swirl speed of the swirl flow of the EGR gas).
  • the mixing action of the EGR gas and air is promoted without impairing the suction property of the compressor 13, and the temperature distribution state is reduced immediately downstream of the connection portion of the air supply pipe 29 with the EGR pipe 45.
  • the region with a large temperature gradient can be eliminated.
  • the EGR gas does not easily condense in the air supply pipe 29 while maintaining the performance of the compressor 13, and the erosion and corrosion of the compressor 13 and the intercooler 35 are sufficiently performed. Can be prevented.

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Abstract

給気配管（２９）内にコンプレッサインペラ（１７）の回転方向と同方向の旋回成分を持ったＥＧＲガスの旋回流を生成するように、ＥＧＲ配管（４５）の出口端側の軸心（４５ｃ）は、給気配管（２９）の軸心（２９ｃ）に対して立体交差する。ＥＧＲ配管（４５）は、その出口端側部分に給気配管（２９）側に向かって漸次小さくなる流路面積をもつＥＧＲ絞り部（５３）を有する。給気配管（２９）におけるＥＧＲ配管（４５）との接続部の直下流側に下流絞り部（５５が形成される。下流絞り部（５５）は、コンプレッサ（１３）側に向かって漸次小さくなる流路面積をもつ。

Description

低圧ループＥＧＲ装置
　本発明は、過給機を装備した過給エンジンに用いられるものであって、排気配管（排気通路）内における過給機のタービンの下流側から排気ガスの一部をＥＧＲガス（排気再循環ガス）として取り出して、給気配管（給気通路）内における過給機のコンプレッサの上流側に戻す低圧ループＥＧＲ装置（排気再循環装置）に関する。
　高圧ＥＧＲ装置は、排気通路内におけるタービンの上流側からＥＧＲガスを取り出して給気通路内におけるコンプレッサの下流側に戻す。近年、過給エンジンの排気ガス中に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を低減するために、ＥＧＲ量を十分に確保する観点等から、この高圧ＥＧＲ装置に代わって、低圧ループＥＧＲ装置の開発が進められている（特許文献１又は特許文献２参照）。低圧ループＥＧＲ装置は、排気通路内におけるタービンの下流側からＥＧＲガスを取り出して給気通路内におけるコンプレッサの上流側に戻す。
　低圧ループＥＧＲ装置はＥＧＲ通路（ＥＧＲ配管）を備える。ＥＧＲ通路は、排気通路におけるタービンの下流側部分と給気通路におけるコンプレッサの上流側部分との間を連通するように接続し、これらの間のＥＧＲガスを流通（流入）を可能にする。また、ＥＧＲ通路の途中にはＥＧＲ弁が配設されている。ＥＧＲ弁はＥＧＲ通路内を開閉する。ＥＧＲ通路の途中におけるＥＧＲ弁よりも排気通路側には、ＥＧＲクーラが配設されている。このＥＧＲクーラはＥＧＲガスを冷却する。
　従って、過給エンジンの運転中に、ＥＧＲ弁がＥＧＲ通路を開くと、排気通路内における排気ガスの一部がＥＧＲガスとして、排気通路内におけるタービンの下流側からＥＧＲ通路内へ流入する。そして、ＥＧＲ通路内に流入したＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラによって一旦冷却されて、ＥＧＲ通路内から給気通路内におけるコンプレッサの上流側に流出する。これにより、過給エンジンの燃焼温度が下がり、ＮＯｘ（窒素酸化物）の排出量が低減する。
特開２００４－１６２５５２号公報 特開２００５－２９９６１５号公報
　ＥＧＲガスは、前述のようにＥＧＲクーラによって冷却されるものの、給気配管内に流入される空気に比べて非常に高温になっている。従って、ＥＧＲガスが、ＥＧＲ配管内から給気配管内におけるコンプレッサの上流側に流出して給気配管内の空気と合流すると、給気配管内におけるＥＧＲ配管との接続部の直下流側（ＥＧＲ配管の出口端の直下流側）において、温度勾配の大きい領域が発生する。そのため、給気配管内においてＥＧＲガスの凝縮が起こり、凝縮水がコンプレッサ等に導入されて、コンプレッサ等の浸食を招くという問題がある。また、ＥＧＲガス中のＮＯｘ、ＳＯｘ等により酸性になった凝縮水がコンプレッサ等の腐食を招くという問題がある。
　本発明は、コンプレッサ等の浸食及び腐食を招くＥＧＲガスの凝縮を起こり難くする低圧ループＥＧＲ装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様は、給気配管の途中に配設されたコンプレッサ、排気配管の途中に配設されたタービン及び前記コンプレッサにおけるコンプレッサインペラと前記タービンにおけるタービンインペラとを同軸状に一体的に連結するタービン軸を備える過給機を備える過給エンジンに用いられ、前記排気配管内における前記タービンの下流側から排気ガスの一部をＥＧＲガスとして取り出し、前記吸気配管内における前記コンプレッサの上流側に戻す低圧ループＥＧＲ装置である。前記低圧ループＥＧＲ装置は、前記排気配管における前記タービンの下流側部分に連通するように接続される入口端、前記給気配管における前記コンプレッサの上流側部分に連通するように接続される出口端、前記出口端側に形成され且つ前記給気配管に向かって漸次小さくなる流路面積をもつＥＧＲ絞り部を有し、ＥＧＲガスを流通させるＥＧＲ配管と、前記ＥＧＲ配管の途中に配設され、前記ＥＧＲ配管内を開閉するＥＧＲ弁と、前記ＥＧＲ配管の途中に配設され、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラとを備え、前記給気配管内で、前記コンプレッサインペラの回転方向と同方向の旋回成分を持ったＥＧＲガスの旋回流を生成するように、前記ＥＧＲ配管の前記出口端側の開口部の軸心が前記給気配管の軸心に対して立体交差する。
　なお、「上流側」とは、排気ガス又は空気の流れ方向から見て上流側のことをいい、「下流側」とは、排気ガス又は空気の流れ方向から見て下流側のことをいう。
　本発明によれば、コンプレッサ等の浸食及び腐食を招くＥＧＲガスの凝縮を起こり難くする低圧ループＥＧＲ装置を提供することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る低圧ループＥＧＲ装置を備えた過給エンジンの構成を示す模式図である。 図２は、図１におけるII-II線に沿った断面図であって、本発明の実施形態に係る低圧ループＥＧＲ装置の要部を示す図である。 図３は、図２におけるIII-III線に沿った断面図であって、本発明の実施形態に係る低圧ループＥＧＲ装置の要部を示す図である。
　以下、図１から図３を参照して、本発明の一実施形態に係る過給エンジンの全体的な構成（給気系及び排気系を含む）、本実施形態に係る低圧ループＥＧＲ装置の構成等について順次説明する。なお、図中において、ハッチングを施した矢印は排気ガス及びＥＧＲガスの流れを示し、白抜き矢印は空気（圧縮空気）及びＥＧＲガスを含む空気の流れを示す。
　図１に示すように、本実施形態に係る過給エンジン１は、例えば直列４気筒ディーゼルエンジンである。過給エンジン１は、各気筒３に空気（圧縮空気）を分配する吸気マニホールド５、及び各気筒３からの排気ガスを集める排気マニホールド７を有する。また、過給エンジン１は、排気マニホールド７からの排気ガスの熱・圧力エネルギーを利用して、吸気マニホールド５に供給される空気を過給する過給機９を装備している。過給機９の構成について簡単に説明すると、次のようになる。
　過給機９は、ベースハウジング（ベアリングハウジング）１１を備える。ベースハウジング１１の一側（図１において左側）には、空気を圧縮するコンプレッサ１３が配設されている。コンプレッサ１３は、ベースハウジング１１の一側に固定されたコンプレッサハウジング１５、及びコンプレッサハウジング１５内に回転可能に設けられたコンプレッサインペラ１７を有する。ベースハウジング１１の他側（図１において右側）には、排気ガスの熱・圧力エネルギーを利用して回転力を発生させるタービン１９が配設されている。タービン１９は、ベースハウジング１１の他側に固定されたタービンハウジング２１、及びタービンハウジング２１内に回転可能に設けられたタービンインペラ２３を有する。ベースハウジング１１には、コンプレッサインペラ１７とタービンインペラ２３を同軸状に一体的に連結するタービン軸（ロータ軸）２５がベアリング２７を介して回転可能に設けられている。
　続いて、過給エンジン１の給気系及び排気系の構成について簡単に説明する。
　図１に示すように、吸気マニホールド５には、空気を吸気マニホールド５に給気するための給気配管（給気通路）２９の一端が連通するように接続されている。また、給気配管２９の他端側には、給気配管２９内に導入される空気を浄化するエアクリーナ３１が配設されている。そして、給気配管２９を含む給気系から見て、給気配管２９の途中におけるエアクリーナ３１の下流側には、前述のコンプレッサ１３が配設されている。更に、給気配管２９の途中におけるコンプレッサ１３の下流側には、圧縮された空気（圧縮空気）を冷却するインタークーラ３５が配設されている。
　排気マニホールド７には、排気ガスを排気するための排気配管（排気通路）３７の一端が連通するように接続されている。また、排気配管３７の他端側には、排気ガス中の粒子状物質を捕捉するパティキュレートフィルタ４１が配設されている。そして、排気配管３７を含む排気系から見て、排気配管３７の途中におけるパティキュレートフィルタ４１の上流側には、前述のタービン１９が配設されている。
　続いて、本発明の実施形態に係る低圧ループＥＧＲ装置（排気再循環装置）４３の構成について説明する。
　図１から図３に示すように、本実施形態に係る低圧ループＥＧＲ装置４３は、前述の過給エンジン１に用いられることを想定している。低圧ループＥＧＲ装置４３は、排気配管３７内におけるタービン１９の下流側から排気ガスの一部をＥＧＲガス（排気再循環ガス）として取り出し、給気配管２９内におけるコンプレッサ１３の上流側に戻す。
　低圧ループＥＧＲ装置４３はＥＧＲ配管（ＥＧＲ通路）４５を備える。ＥＧＲ配管４５は、排気配管３７におけるタービン１９の下流側部分と給気配管２９におけるコンプレッサ１３の上流側部分との間を連通するように接続し、これらの間のＥＧＲガスの流通（流入）を可能にしている。具体的には、ＥＧＲ配管４５の入口端（始端）が、排気配管３７におけるタービン１９の下流側部分に連通するように接続されている。一方、ＥＧＲ配管４５の出口端（終端）は、給気配管２９におけるコンプレッサ１３の上流側部分に連通するように接続されている。ＥＧＲ配管４５の内径（即ち、ＥＧＲ配管４５の内壁の直径）は、ＥＧＲ配管４５との接続部における給気配管２９の内半径（即ち、給気配管２９の内壁の半径）よりも小さくてもよい。
　ＥＧＲ配管４５の途中にはＥＧＲ弁４７が配設されている。ＥＧＲ弁４７は、ＥＧＲ配管４５を開閉し、これによりＥＧＲ配管４５内のＥＧＲガスの流量を調節する。また、ＥＧＲ配管４５の途中におけるＥＧＲ弁４７よりも排気配管３７側には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ４９が配設されている。
　ＥＧＲ配管４５は、その出口端に形成されたＥＧＲ絞り部５３を有する。ＥＧＲ絞り部５３は、給気配管２９側に向かって漸次小さくなる流路面積（流路断面積）をもつ。従って、給気配管２９の内部につながるＥＧＲ配管４５の開口部（連通孔）５１の断面積（開口面積）は、ＥＧＲ配管４５においてＥＧＲ絞り部５３が設けられていない部分の断面積よりも小さい。また図２に示すように、開口部５１の軸心５１ｃは、給気配管２９の軸心（中心線）２９ｃに対して偏心している。なお、開口部５１の縁部５１ｅは、給気配管２９の内周面に滑らかに繋がっていてもよい。また、図３は矩形状に形成された開口部５１を示しているが、開口部５１の形状はこの図に限定されない。
　開口部５１は、給気配管２９内にコンプレッサインペラ１７の回転方向と同方向の旋回成分を持ったＥＧＲガスの旋回流を生成するように、給気配管２９に接続する。換言すれば、上述の旋回流が得られるように、開口部５１の軸心５１ｃは、給気配管２９の軸心２９ｃと立体交差する。
また、ＥＧＲ配管４５の内径は、ＥＧＲ配管４５との接続部における給気配管２９の内半径よりも小さい場合、ＥＧＲ配管４５の軸心４５ｃも、給気配管２９の軸心２９ｃと立体交差してもよい。つまり、開口部５１の延伸方向は給気配管２９の軸心２９ｃからずれた位置に向き、出口端側のＥＧＲ配管４５の延伸方向も給気配管２９の軸心２９ｃからずれた位置に向いてもよい。
　給気配管２９におけるＥＧＲ配管４５との接続部の直下流側（給気配管２９におけるＥＧＲ配管４５の開口部５１の直下流側）には、下流絞り部５５が形成されている。下流絞り部５５は、コンプレッサ１３側に向かって漸次小さくなる流路面積をもつ。
　続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
　過給エンジン１の運転中の排気ガスは、排気配管３７を経由して排気マニホールド７からの排気ガスをタービンハウジング２１内に流通する。タービンハウジング２１内に流入した排気ガスは、その熱・圧力エネルギーを利用して回転力（回転トルク）を発生させる。この回転力が、タービンインペラ２３を回転させると共に、タービン軸２５を介してコンプレッサインペラ１７を回転させる。即ち、タービンインペラ２３とコンプレッサインペラ１７は、これらを連結するタービン軸２５によって一体的に回転する。これにより、給気配管２９を経由してコンプレッサハウジング１５内に取入れた空気を圧縮して、吸気マニホールド５に供給される圧縮空気（空気）を過給（圧縮）することができる。なお、吸気マニホールド５に供給される前に、圧縮空気はインタークーラ３５によって冷却される。
　また、過給エンジン１の運転中に、ＥＧＲ弁４７がＥＧＲ配管４５を開き、ＥＧＲ配管４５内のＥＧＲガスの流量を調節する。このＥＧＲ弁４７の動作によって、排気配管３７内の排気ガスの一部がＥＧＲガスとして、排気配管３７内におけるタービン１９の下流側（換言すれば、排気配管３７内におけるパティキュレートフィルタ４１の下流側）からＥＧＲ配管４５内へ流入する。そして、ＥＧＲ配管４５内に流入したＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ４９によって一旦冷却されて、ＥＧＲ配管４５内から給気配管２９内におけるコンプレッサ１３の上流側（換言すれば、給気配管２９内におけるコンプレッサ１３とエアクリーナ３１の中間側）に流出する。つまり、本実施形態では、過給エンジン１の運転中に、排気配管３７内におけるタービン１９の下流側からＥＧＲガスを取り出し、給気配管２９内におけるコンプレッサ１３の上流側に戻すことができる。これにより、過給エンジン１の燃焼温度を下げて、ＮＯｘの排出量を低減することができる。
　また、開口部５１の軸心５１ｃが給気配管２９の軸心２９ｃに対して立体交差するように、開口部５１が給気配管２９に接続し、ＥＧＲ配管４５の出口端にＥＧＲ絞り部５３が形成されている。そのため、ＥＧＲガスがＥＧＲ配管４５内から給気配管２９内におけるコンプレッサ１３の上流側に流出する際に、ＥＧＲガスの流速を高めつつ、給気配管２９内にコンプレッサインペラ１７の回転方向と同方向の旋回成分を持ったＥＧＲガスの旋回流を生成することができる。また、下流絞り部５５の形成によって、ＥＧＲガスの旋回速度（ＥＧＲガスの旋回流の旋回速度）を十分に確保することができる。これにより、コンプレッサ１３の吸込み性を損なうことなく、ＥＧＲガスと空気との混合作用の促進を図って、給気配管２９におけるＥＧＲ配管４５との接続部の直下流側において、温度分布状態を一様に近づけて、温度勾配の大きい領域をなくすことができる。
　従って、本発明の実施形態によれば、コンプレッサ１３の性能の維持を図りつつ、給気配管２９内においてＥＧＲガスの凝縮が起こり難くして、コンプレッサ１３及びインタークーラ３５等の浸食及び腐食を十分に防止することができる。
　なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

Claims (4)

  1. 給気配管の途中に配設されたコンプレッサ、排気配管の途中に配設されたタービン及び前記コンプレッサにおけるコンプレッサインペラと前記タービンにおけるタービンインペラとを同軸状に一体的に連結するタービン軸を備える過給機を備える過給エンジンに用いられ、前記排気配管内における前記タービンの下流側から排気ガスの一部をＥＧＲガスとして取り出し、前記吸気配管内における前記コンプレッサの上流側に戻す低圧ループＥＧＲ装置であって、
    　　　　前記排気配管における前記タービンの下流側部分に連通するように接続される入口端、前記給気配管における前記コンプレッサの上流側部分に連通するように接続される出口端、前記出口端側に形成され且つ前記給気配管に向かって漸次小さくなる流路面積をもつＥＧＲ絞り部を有し、ＥＧＲガスを流通させるＥＧＲ配管と、
    　　　　前記ＥＧＲ配管の途中に配設され、前記ＥＧＲ配管内を開閉するＥＧＲ弁と、
    　　　　前記ＥＧＲ配管の途中に配設され、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、
    を備え、
    　前記給気配管内で、前記コンプレッサインペラの回転方向と同方向の旋回成分を持ったＥＧＲガスの旋回流を生成するように、前記ＥＧＲ配管の前記出口端側の開口部の軸心が前記給気配管の軸心に対して立体交差する低圧ループＥＧＲ装置。
  2. 　前記給気配管における前記ＥＧＲ配管との接続部の直下流側に、前記コンプレッサ側に向かって漸次小さくなる流路面積をもつ下流絞り部が形成されている請求項１に記載の低圧ループＥＧＲ装置。
  3. 　前記ＥＧＲ配管の内径の寸法は、前記ＥＧＲ配管との接続部における前記給気配管の内半径よりも小さい請求項１に記載の低圧ループＥＧＲ装置。
  4. 　前記ＥＧＲ配管の内径の寸法は、前記ＥＧＲ配管との接続部における前記給気配管の内半径よりも小さい請求項２に記載の低圧ループＥＧＲ装置。
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