JP2002371921A - Egr cooler - Google Patents

Egr cooler

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JP2002371921A
JP2002371921A JP2001179733A JP2001179733A JP2002371921A JP 2002371921 A JP2002371921 A JP 2002371921A JP 2001179733 A JP2001179733 A JP 2001179733A JP 2001179733 A JP2001179733 A JP 2001179733A JP 2002371921 A JP2002371921 A JP 2002371921A
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JP
Japan
Prior art keywords
egr
passage
particulate matter
egr cooler
heat exchange
Prior art date
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Application number
JP2001179733A
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Japanese (ja)
Inventor
Takero Nakajima
健朗 中島
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an EGR cooler capable of preventing a clogging by avoiding the adhesion of particulate matter in EGR gas to an EGR gas passage irrespective of the temperature of the EGR cooler by charging the particulate matters in the EGR gas passing the EGR cooler and charging the surface of the EGR gas passage at the heat exchanging portion of the EGR cooler to the same polarity as that of the particulate matters to electrically repel the particulate matters each other. SOLUTION: In this EGR cooler 1 disposed in the EGR device of an engine to cool the EGR gas G, a particulate matter charging means 30 for charging particulate matters PM in the exhaust gas G is installed on the upstream side of the EGR gas passage 21 at the heat exchanging portion 20 of the EGR cooler 1, and a passage charging means 40 for charging the surface 21f of the EGR gas passage 21 at the heat exchanging portion 20 to the same polarity as that of the charged particulate matters PM is installed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気ガ
スの一部を再循環することにより窒素酸化物の発生を抑
制するEGR装置に設けられるEGRクーラに関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an EGR cooler provided in an EGR device for suppressing generation of nitrogen oxides by recirculating a part of exhaust gas of an engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジン等の排気ガス対策の
一つに、排気ガス中のNOxの排出量を低減するため
に、排気ガスの一部を吸気に還流することによって、燃
焼温度を低く抑えて、NOxの生成を抑制するEGR
(排気還流:排気再循環)装置があり、広く実用化され
ている。
2. Description of the Related Art One of the measures against exhaust gas from a diesel engine or the like is to reduce the combustion temperature by lowering the combustion temperature by recirculating a part of the exhaust gas to the intake air in order to reduce the emission of NOx in the exhaust gas. , EGR to suppress NOx generation
(Exhaust gas recirculation: Exhaust gas recirculation) is available and widely used.

【0003】このEGR装置では、エンジンの排気通路
と吸気通路との間に排気ガスからEGRガスを分流して
還流するEGR通路を設け、このEGR通路に配置した
EGR弁でEGRガスの流量を調整しながらEGRを行
っている。そして、ディーゼルエンジン等のエンジンに
おいては、新気に対して排気ガスの供給割合を示すEG
R率を高くすると、NOxの抑制効果が高くなる。
In this EGR device, an EGR passage is provided between an exhaust passage and an intake passage of an engine to divide and recirculate EGR gas from exhaust gas, and a flow rate of the EGR gas is adjusted by an EGR valve disposed in the EGR passage. While performing EGR. In an engine such as a diesel engine, EG indicating a supply ratio of exhaust gas to fresh air is used.
When the R rate is increased, the effect of suppressing NOx increases.

【0004】しかし、高温で膨張したEGRガスをその
まま吸気側に還流させると、シリンダに対するEGRガ
ス及び新気の充填率が下がってしまうので、そのため、
EGR量が減少してNOx抑制効果が少なくなり、ま
た、燃料に必要な新気の量も減少するので良好な燃焼が
得られなくなる。
[0004] However, if the EGR gas expanded at a high temperature is directly recirculated to the intake side, the filling rate of the EGR gas and fresh air into the cylinder decreases.
Since the amount of EGR decreases and the NOx suppressing effect decreases, and the amount of fresh air required for fuel also decreases, good combustion cannot be obtained.

【0005】これを回避するために、EGR通路の途中
に水冷式等のEGRクーラを設けて、EGRガスを冷却
して体積を減少してから、吸気通路に供給することが行
われている。このEGRクーラでEGRガスを冷却して
ガス体積を減少させることにより、シリンダ内に供給さ
れるEGRガス量を増加すると共に、低温のEGRガス
により燃焼温度を下げて排気ガス中のNOxを効率よく
低減する。また、シリンダへの空気の吸入効率を向上さ
せてエンジンの燃焼を良好に保っている。
To avoid this, a water-cooled type EGR cooler or the like is provided in the middle of the EGR passage to cool the EGR gas to reduce its volume before supplying it to the intake passage. By cooling the EGR gas with this EGR cooler to reduce the gas volume, the amount of EGR gas supplied into the cylinder is increased, and the combustion temperature is lowered by the low temperature EGR gas to efficiently reduce NOx in the exhaust gas. Reduce. Further, the efficiency of sucking air into the cylinder is improved to maintain good combustion of the engine.

【0006】このEGRクーラには高温でしかも腐蝕性
の高い排気ガスが流れるために、耐蝕性と耐熱性に優れ
ているステンレス材(SUS材)が使用されることが多
いが、このステンレス材は熱伝導率が悪いので、伝熱面
積を大きくして冷却効率を上げるために、EGRガスの
通路を細くしたり、EGRガス通路側にフィンを設けて
いる。
[0006] Since high temperature and highly corrosive exhaust gas flows through the EGR cooler, stainless steel (SUS) excellent in corrosion resistance and heat resistance is often used. Since the thermal conductivity is poor, the EGR gas passage is narrowed or fins are provided on the EGR gas passage side in order to increase the heat transfer area and increase the cooling efficiency.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ディー
ゼルエンジン等の排気ガス中には、NOxのみならず、
カーボンを主成分とする粒子状物質(パティキュレー
ト:PM)が含まれ、しかも熱交換部分のEGRガス通
路内で冷却されるために、この粒子状物質が熱交換部分
に付着し、EGRクーラを通過する排気ガスの累積通過
量が増すにつれて熱交換部分に目詰まりが進行し、EG
Rガスの冷却及びEGRガスの通過に支障が生じるよう
になる。その結果、EGRガスの冷却効率が低下し、ま
た、EGRガス量も減少するので、排出されるNOxの
量が増加するという問題が生じる。
However, not only NOx but also NOx is contained in exhaust gas from diesel engines and the like.
Since particulate matter (particulates: PM) containing carbon as a main component is contained and cooled in the EGR gas passage in the heat exchange part, the particulate matter adheres to the heat exchange part and causes the EGR cooler to be cooled. As the accumulated amount of passing exhaust gas increases, clogging progresses in the heat exchange portion, and EG
The cooling of the R gas and the passage of the EGR gas are hindered. As a result, the cooling efficiency of the EGR gas decreases, and the amount of the EGR gas also decreases, which causes a problem that the amount of exhausted NOx increases.

【0008】これを回避するために、特開平11−12
5153号公報の排気ガス還流装置では、EGRクーラ
の排気ガス入口部に、多数の細管に付着したカーボンを
燃焼する燃焼バーナ等の燃焼手段を設けて、カーボンの
付着が進行した時に、この燃焼手段によって付着カーボ
ンを燃焼して除去して、排気ガスの流れを適正にし、E
GRクーラの冷却性能の低下を防止している。
In order to avoid this, Japanese Patent Laid-Open No. 11-12 / 1999
In the exhaust gas recirculation apparatus disclosed in Japanese Patent No. 5153, a combustion means such as a combustion burner for burning carbon adhered to a large number of small tubes is provided at an exhaust gas inlet of an EGR cooler. By burning off the adhered carbon, the flow of exhaust gas is made appropriate,
This prevents a decrease in the cooling performance of the GR cooler.

【0009】しかしながら、この排気ガス還流装置で
は、一時的であっても、バーナを燃焼して付着カーボン
を燃焼させて、EGRクーラの温度を上昇させるので、
冷却効率が低下すると共に、燃料手段として燃焼バーナ
や燃料タンクや燃料配管、空気配管が必要となり、EG
Rクーラの構造及び制御が複雑になるという問題が生じ
る。
However, in this exhaust gas recirculation device, even if it is temporary, the burner is burned to burn the deposited carbon, and the temperature of the EGR cooler is increased.
As the cooling efficiency decreases, a combustion burner, a fuel tank, a fuel pipe, and an air pipe are required as fuel means.
There is a problem that the structure and control of the R cooler are complicated.

【0010】また、特開平2000−146465号公
報の排気ガス再循環燃焼システムにおける異物付着防止
方法では、EGRクーラの上流側の配管やEGRクーラ
内のEGRガスと接触する部分に酸化触媒を担持させ
て、カーボン粒子等の接着機能を果たすSOF成分を酸
化燃焼させることにより、接着機能を排除すると共に、
燃焼熱でカーボン粒子等を乾燥させて剥離及び吹き飛ば
して、煤やカーボンの付着堆積を防止している。
In the method for preventing foreign matter from adhering in an exhaust gas recirculation combustion system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-146465, an oxidation catalyst is carried on a pipe upstream of an EGR cooler or a portion of the EGR cooler that comes into contact with EGR gas. By oxidizing and burning the SOF component that performs the bonding function such as carbon particles, the bonding function is eliminated,
The carbon particles and the like are dried by the heat of combustion to be separated and blown off, thereby preventing soot and carbon from adhering and accumulating.

【0011】しかしながら、この酸化触媒を使用する方
法では、EGRガス量が少なく、また、EGRクーラ内
のガス通路は冷却されるので、酸化触媒の温度が低くな
り易く、触媒の活性化が難しいという問題がある。
However, in the method using the oxidation catalyst, the amount of the EGR gas is small, and the gas passage in the EGR cooler is cooled, so that the temperature of the oxidation catalyst is easily lowered, and it is difficult to activate the catalyst. There's a problem.

【0012】本発明は、上述の問題を解決するためにな
されたものであり、ディーゼルエンジンの排気通路から
排気ガスの一部を分岐してEGRクーラを通して冷却し
て吸気通路に導入するEGR装置において、EGRクー
ラの熱交換部分に入る前にEGRガス中の粒子状物質を
帯電させると共に、EGRクーラの熱交換部分のEGR
ガス通路表面を帯電した粒子状物質と同じ極性に帯電さ
せて、粒子状物質を反発させることにより、熱交換部分
の温度に関係なく目詰まりを防止することができるEG
Rクーラを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and there is provided an EGR apparatus for branching a part of exhaust gas from an exhaust passage of a diesel engine, cooling the exhaust gas through an EGR cooler, and introducing the cooled exhaust gas into an intake passage. Charge the particulate matter in the EGR gas before entering the heat exchange portion of the EGR cooler, and charge the EGR gas in the heat exchange portion of the EGR cooler.
By charging the gas passage surface to the same polarity as the charged particulate matter and repelling the particulate matter, it is possible to prevent clogging regardless of the temperature of the heat exchange part.
To provide an R cooler.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するためのEGRクーラは、次のように構成される。
An EGR cooler for achieving the above object is configured as follows.

【0014】1)エンジンのEGR装置に配設されるE
GRガスを冷却するEGRクーラにおいて、該EGRク
ーラの熱交換部分のEGRガス通路の上流に、排気ガス
中の粒子状物質を帯電させる粒子状物質帯電手段を設け
ると共に、前記熱交換部分の前記EGRガス通路の通路
表面を、前記帯電した粒子状物質と同じ極性に帯電させ
る通路帯電手段を設けて形成される。
1) E provided in the EGR device of the engine
In an EGR cooler for cooling GR gas, a particulate matter charging means for charging particulate matter in exhaust gas is provided upstream of an EGR gas passage in a heat exchange portion of the EGR cooler, and the EGR cooler in the heat exchange portion is provided. It is formed by providing a passage charging means for charging the passage surface of the gas passage to the same polarity as the charged particulate matter.

【0015】この構成により、排気ガス中の粒子状物質
を帯電させると共に、EGRクーラの熱交換部分の排気
ガス通路の通路表面を同じ極性に帯電させているので、
互いに反発するので、粒子状物質が排気ガス通路の通路
表面に付着するのを回避でき、EGRクーラの温度に関
係なく目詰まりを防止することができる。
With this configuration, the particulate matter in the exhaust gas is charged, and the surface of the exhaust gas passage in the heat exchange portion of the EGR cooler is charged to the same polarity.
Since they repel each other, particulate matter can be prevented from adhering to the surface of the exhaust gas passage, and clogging can be prevented regardless of the temperature of the EGR cooler.

【0016】また、上記のEGRクーラにおいて、前記
熱交換部分の前記EGRガス通路内又は下流側に前記帯
電した粒子状物質の電荷を放電させる粒子状物質放電手
段を設けて構成する。この構成により、帯電した粒子状
物質が帯電したままEGRクーラーを出て、EGR通路
や吸気通路に付着するのを防止できる。
In the above EGR cooler, a particulate matter discharging means for discharging the charged particulate matter is provided in or downstream of the EGR gas passage of the heat exchange portion. According to this configuration, it is possible to prevent the charged particulate matter from leaving the EGR cooler while being charged and adhering to the EGR passage or the intake passage.

【0017】2)そして、上記のEGRクーラにおい
て、前記粒子状物質帯電手段を、前記熱交換部分の前記
EGRガス通路の上流側の通路を挟んで対向する正極と
負極の組合せで形成し、前記通路帯電手段を、前記通路
表面を電気的に絶縁して直流電源の負電極に接続して形
成し、前記粒子状物質放電手段を、前記熱交換部分の前
記EGRガス通路に、直流電源の正電極に接続した電極
を挿通して形成して構成する。この構成により、比較的
簡単な構成で、EGRクーラの目詰まりを防止すること
ができる。
2) In the above-mentioned EGR cooler, the particulate matter charging means is formed by a combination of a positive electrode and a negative electrode opposed to each other across a passage on the upstream side of the EGR gas passage in the heat exchange portion. A passage charging means is formed by electrically connecting the surface of the passage to a negative electrode of a DC power supply and electrically connecting the particulate matter discharging means to the EGR gas passage of the heat exchange portion. It is formed by inserting an electrode connected to the electrode. With this configuration, it is possible to prevent clogging of the EGR cooler with a relatively simple configuration.

【0018】更に、上記のEGRクーラにおいて、前記
熱交換部分の前記EGRガス通路に挿通した前記電極
を、該電極を接続した前記直流電源の負電極にスイッチ
を介して接続し、該スイッチをONにすることにより該
電極に通電して加熱できるように形成して構成する。こ
の構成により、電極に付着した粒子状物資を簡単に燃焼
除去できる。
Further, in the above EGR cooler, the electrode inserted into the EGR gas passage of the heat exchange portion is connected to a negative electrode of the DC power supply to which the electrode is connected via a switch, and the switch is turned on. Thus, the electrode is formed so as to be energized and heated. With this configuration, the particulate matter attached to the electrode can be easily removed by burning.

【0019】また、この正電極に酸化触媒を担持させる
と、粒子状物質の燃焼除去を促進することができ、効率
よく粒子状物質を燃焼除去できる。
When an oxidation catalyst is supported on the positive electrode, the burning and removal of particulate matter can be promoted, and the burning and removal of particulate matter can be performed efficiently.

【0020】3)あるいは、前記のEGRクーラにおい
て、前記粒子状物質帯電手段を、前記熱交換部分の前記
EGRガス通路の上流側の通路に、直流電源の負極に接
続されたメッシュ状又は多孔質の通気可能な第1導電体
を設けて形成し、前記通路帯電手段を、前記通路表面を
電気的に絶縁して直流電源の負電極に接続して形成し、
前記粒子状物質放電手段を、前記熱交換部分の前記EG
Rガス通路の下流側の通路に、正極に接続されたメッシ
ュ状又は多孔質の通気可能な第2導電体を設けて形成し
て構成する。この構成によっても、比較的簡単な構成
で、EGRクーラの目詰まりを防止することができる。
3) Alternatively, in the EGR cooler, the particulate matter charging means may be provided in a mesh-like or porous state connected to a negative electrode of a DC power supply in a path on the upstream side of the EGR gas passage in the heat exchange portion. The passage charging means is formed by electrically insulating the passage surface and connecting to the negative electrode of the DC power supply,
The particulate matter discharging means is connected to the EG of the heat exchange portion.
A mesh-like or porous, gas-permeable second conductor connected to the positive electrode is provided and formed in a passage downstream of the R gas passage. Also with this configuration, it is possible to prevent clogging of the EGR cooler with a relatively simple configuration.

【0021】更に、上記のEGRクーラにおいて、前記
第2導電体を該第2導電体を接続した前記直流電源の負
電極にスイッチを介して接続し、該スイッチをONする
ことにより該第2導電体に通電して加熱できるように形
成して構成する。この構成により、電極に付着した粒子
状物資を簡単に燃焼除去できる。
Further, in the above-mentioned EGR cooler, the second conductor is connected to a negative electrode of the DC power source to which the second conductor is connected via a switch, and the switch is turned on to thereby switch the second conductor. It is formed and configured so that it can be heated by energizing the body. With this configuration, the particulate matter attached to the electrode can be easily removed by burning.

【0022】また、この第2導電体に酸化触媒を担持さ
せると、粒子状物質の燃焼除去を促進することができ、
効率よく粒子状物質を燃焼除去できる。
Further, when an oxidation catalyst is carried on the second conductor, burning and removal of particulate matter can be promoted,
The particulate matter can be burned and removed efficiently.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るEGRクーラ
について、図面を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an EGR cooler according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0024】図1は、本発明に係る第1の実施の形態の
EGRクーラの構造を示す模式的な断面図であり、図2
は、EGRクーラの熱交換部分の排気ガス通路の構成を
示す断面図である。また、図3は、本発明に係る第2の
実施の形態のEGRクーラの構造を示す模式的な断面図
である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of an EGR cooler according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an exhaust gas passage of a heat exchange portion of an EGR cooler. FIG. 3 is a schematic sectional view showing a structure of an EGR cooler according to a second embodiment of the present invention.

【0025】最初に、第1の実施の形態のEGRクーラ
について説明する。
First, the EGR cooler according to the first embodiment will be described.

【0026】図1に示すように、この第1の実施の形態
のEGRクーラ1は、本体(ケーシング)11の内部の
両端近傍に管板12,13を設けて、この管板12,1
3で本体11の内部を仕切って、入口側(上流側)にガ
ス供給室14、出口側に、ガス排出室15をそれぞれ設
けると共に、この両管板12,13の間にEGRガスG
が流通する熱交換部分20の排気ガス通路21を形成す
る複数本の冷却管(熱交換器チューブ)16を配設して
形成する。
As shown in FIG. 1, the EGR cooler 1 of the first embodiment is provided with tube sheets 12, 13 near both ends inside a main body (casing) 11, and the tube sheets 12, 1 are provided.
3, the interior of the main body 11 is partitioned, a gas supply chamber 14 is provided on the inlet side (upstream side), and a gas discharge chamber 15 is provided on the outlet side.
Are formed by disposing a plurality of cooling pipes (heat exchanger tubes) 16 that form the exhaust gas passage 21 of the heat exchange part 20 through which the air flows.

【0027】また、冷却水側として、ガス供給室14近
傍に冷却水供給管17を、また、ガス排出室15近傍に
冷却水排出管18を設けて、図示しないエンジンのウォ
ータージャケットと連通させて冷却水Wを循環させるよ
うに構成する。
On the cooling water side, a cooling water supply pipe 17 is provided near the gas supply chamber 14 and a cooling water discharge pipe 18 is provided near the gas discharge chamber 15 so as to communicate with a water jacket of an engine (not shown). The cooling water W is configured to circulate.

【0028】そして、このEGRクーラ1の熱交換部分
20のEGRガス通路21の上流側の通路であるガス供
給室14に、排気ガスG中の粒子状物質PMを帯電させ
る粒子状物質帯電手段30を設ける。この粒子状物質帯
電手段30は、ガス供給室14を挟んで、本体11から
電気的に絶縁した正極31と負極32を対向して設けて
第1直流電源33の正電極と負電極に第1スイッチ34
を介してそれぞれ接続し、この正極31と負極32に高
電圧を印加して形成する。
The particulate matter charging means 30 for charging the particulate matter PM in the exhaust gas G is supplied to the gas supply chamber 14 which is a passage on the upstream side of the EGR gas passage 21 of the heat exchange portion 20 of the EGR cooler 1. Is provided. The particulate matter charging means 30 includes a positive electrode 31 and a negative electrode 32 which are electrically insulated from the main body 11 with the gas supply chamber 14 interposed therebetween. Switch 34
And are formed by applying a high voltage to the positive electrode 31 and the negative electrode 32.

【0029】そして、熱交換部分20のEGRガス通路
21に、通路帯電手段40を設ける。この通路帯電手段
40は、冷却管16のEGRガス通路側の表面である通
路表面21fを、絶縁膜16s等で電気的に絶縁して第
2直流電源42の負電極に第2スイッチ44を介して接
続して形成する。この構成により通路表面21fを、帯
電した粒子状物質PMと同じ負の極性に帯電させる。
Then, a passage charging means 40 is provided in the EGR gas passage 21 of the heat exchange part 20. The passage charging means 40 electrically insulates the passage surface 21f, which is the surface of the cooling pipe 16 on the EGR gas passage side, with an insulating film 16s or the like, and connects to the negative electrode of the second DC power supply 42 via the second switch 44. To form a connection. With this configuration, the passage surface 21f is charged to the same negative polarity as the charged particulate matter PM.

【0030】更に、熱交換部分20の各EGRガス通路
21に、丸棒や板状の電極51をそれぞれ挿通して、下
流側を第2直流電源42の正電極に接続すると共に、上
流側を電源42の負電極に第3スイッチ52を介して接
続し、粒子状物質放電手段50を設ける。
Further, a round rod or a plate-like electrode 51 is inserted into each EGR gas passage 21 of the heat exchange section 20 to connect the downstream side to the positive electrode of the second DC power supply 42 and the upstream side to the second side. A negative electrode of the power supply 42 is connected via a third switch 52, and a particulate matter discharging means 50 is provided.

【0031】次に、このEGRクーラ1の作用効果につ
いて説明する。
Next, the operation and effect of the EGR cooler 1 will be described.

【0032】EGRを行ってEGRガスGがEGRクー
ラ1内を通過している時は、第1スイッチ34と第2ス
イッチ44はONにし、EGRを行わなずEGRガスG
がEGRクーラ1内を通過していない時にはOFFとす
る。これにより、EGR中においてのみ、正極31と負
極32に高電圧を印加し、また、通路表面21fの帯電
及び正電極51への電圧を印加する。
When the EGR gas G is passing through the EGR cooler 1 by performing the EGR, the first switch 34 and the second switch 44 are turned on, and the EGR gas G is not performed.
Is turned off when does not pass through the EGR cooler 1. As a result, only during the EGR, a high voltage is applied to the positive electrode 31 and the negative electrode 32, and the charging of the passage surface 21f and the voltage to the positive electrode 51 are applied.

【0033】このEGRクーラ1に入った排気ガスG
は、このEGRクーラ10の熱交換部分20のEGRガ
ス通路21の上流側のガス供給室14において、高電圧
を印加した正極31と負極32との間を通過し、コロナ
放電等により、排気ガスG中の粒子状物質PMは負(マ
イナス)に帯電することになる。
The exhaust gas G entering the EGR cooler 1
The gas passes between the positive electrode 31 and the negative electrode 32 to which a high voltage is applied in the gas supply chamber 14 on the upstream side of the EGR gas passage 21 of the heat exchange portion 20 of the EGR cooler 10, and the exhaust gas is discharged by corona discharge or the like. The particulate matter PM in G is negatively (negatively) charged.

【0034】そして、この負に帯電した粒子状物質PM
を含んだ排気ガスGは、熱交換部分20のEGRガス通
路21を通過するが、このEGRガス通路21の通路表
面21fを負に帯電してあるので、互いに反発し、帯電
した粒子状物質PMは、通路表面21fに付着すること
なく、EGRガス通路21の中央に配置された正電極5
1に吸引されて接触して電荷を失い、正電極51に付着
し、あるいは通過する。そして、EGRガス通路21を
通過した粒子状物質PMは、EGRクーラ1の外へ出て
新気と共にシリンダ内に入り再燃焼する。これにより、
EGRクーラ1の温度に関係なく、粒子状物質PMの通
路表面21fへの付着を回避できるので、目詰まりを防
止することができる。
The negatively charged particulate matter PM
Is passed through the EGR gas passage 21 of the heat exchange part 20, but since the passage surface 21f of the EGR gas passage 21 is negatively charged, the exhaust gas G repels each other and the charged particulate matter PM The positive electrode 5 disposed at the center of the EGR gas passage 21 without adhering to the passage surface 21f
1 attracts and loses charge by contact, and adheres to or passes through the positive electrode 51. Then, the particulate matter PM that has passed through the EGR gas passage 21 goes out of the EGR cooler 1 and enters the cylinder together with fresh air to be reburned. This allows
Regardless of the temperature of the EGR cooler 1, the particulate matter PM can be prevented from adhering to the passage surface 21f, so that clogging can be prevented.

【0035】そして、正電極51に付着する粒子状物質
PMの量が増えてきた時に、第3スイッチ52をONに
して回路を形成し、正電極51に電流を流して加熱す
る。この加熱により正電極51に付着した粒子状物質P
Mを燃焼除去する。この粒子状物質PMの燃焼除去は、
排気ガス通路21の中央で行われるため、冷却水の影響
が少なく、効率よく燃焼除去できる。
When the amount of the particulate matter PM attached to the positive electrode 51 increases, the third switch 52 is turned on to form a circuit, and a current is supplied to the positive electrode 51 for heating. The particulate matter P attached to the positive electrode 51 by this heating
M is burned off. The burning and removal of the particulate matter PM
Since it is performed in the center of the exhaust gas passage 21, the influence of the cooling water is small and the combustion can be efficiently removed.

【0036】また、この正電極51に酸化触媒を担持さ
せると、粒子状物質PMの燃焼除去を促進することがで
き、効率よく粒子状物質PMの燃焼除去できる。
When an oxidation catalyst is carried on the positive electrode 51, the burning and removal of the particulate matter PM can be promoted, and the burning and removal of the particulate matter PM can be efficiently performed.

【0037】次に、第2の実施の形態のEGRクーラに
ついて説明する。
Next, an EGR cooler according to a second embodiment will be described.

【0038】図3に示すように、この第2の実施の形態
のEGRクーラ1Aにおいては、第2の実施の形態のE
GRクーラ1と同様に形成されるが、排気ガスG中の粒
子状物質PMを帯電させる粒子状物質帯電手段30A
は、EGRクーラ10Aの熱交換部分20AのEGRガ
ス通路21Aの上流側の通路となるガス供給室14A
に、メッシュ状又は多孔状の通気可能な第1導電体35
Aを設けて、第1直流電源33Aの負極に第1スイッチ
34Aを介して接続して形成される。
As shown in FIG. 3, in the EGR cooler 1A of the second embodiment, the EGR cooler 1A of the second embodiment
The particulate matter charging means 30A is formed similarly to the GR cooler 1, but charges the particulate matter PM in the exhaust gas G.
Is a gas supply chamber 14A serving as a passage on the upstream side of the EGR gas passage 21A of the heat exchange portion 20A of the EGR cooler 10A.
The mesh-shaped or porous air-permeable first conductor 35
A is provided and connected to the negative electrode of the first DC power supply 33A via the first switch 34A.

【0039】また、熱交換部分20AのEGRガス通路
21Aの通路帯電手段40Aは、熱交換部分20AのE
GRガス通路21Aの通路表面21Afを、絶縁膜16
A等で電気的に絶縁して、第2直流電源42Aの負電極
に第2スイッチ44Aを介して接続して形成する。この
第4直流電源42Aの正電極側は、第1直流電源33A
の負電極側に接続され、導電体35Aより通路表面21
Afを電気的に負(マイナス)側にする。
Further, the passage charging means 40A of the EGR gas passage 21A of the heat exchange portion 20A is connected to the EGR gas passage 21A of the heat exchange portion 20A.
The passage surface 21Af of the GR gas passage 21A is
A is electrically insulated by A or the like, and is formed by connecting to the negative electrode of the second DC power supply 42A via the second switch 44A. The positive electrode side of the fourth DC power supply 42A is connected to the first DC power supply 33A.
Of the passage surface 21 from the conductor 35A.
Af is made electrically negative (negative).

【0040】そして、粒子状物質放電手段50Aを、熱
交換部分20AのEGRガス通路21Aの下流側のガス
排出室15Aに、第1直流電源33Aの正電極に第3ス
イッチ52Aを介して接続されたメッシュ状又は多孔状
の通気可能な第2導電体55Aを設けて形成する。
The particulate matter discharging means 50A is connected to the gas discharge chamber 15A on the downstream side of the EGR gas passage 21A of the heat exchange section 20A to the positive electrode of the first DC power supply 33A via the third switch 52A. It is formed by providing a mesh-shaped or porous air-permeable second conductor 55A.

【0041】そして、この構成により、EGRクーラ1
Aに入った排気ガスGは、このEGRクーラ1Aの熱交
換部分20AのEGRガス通路21Aの上流側のガス供
給室14Aに設けられた第1導電体35Aの間を通過
し、排気ガスG中の粒子状物質PMは負に帯電する。
With this configuration, the EGR cooler 1
The exhaust gas G entering A passes between the first conductors 35A provided in the gas supply chamber 14A on the upstream side of the EGR gas passage 21A of the heat exchange portion 20A of the EGR cooler 1A. Is negatively charged.

【0042】そして、この負に帯電した粒子状物質PM
を含んだ排気ガスGは、熱交換部分20AのEGRガス
通路21Aを通過するが、このEGRガス通路21Aの
通路表面21Afは粒子状物質PMと同じ極性の負に帯
電しているので、互いに反発し、粒子状物質PMは、通
路表面21Afに付着することなくEGRガス通路21
Aを通過し、下流側のガス排出室15Aに入る。
The negatively charged particulate matter PM
Is passed through the EGR gas passage 21A of the heat exchange portion 20A. Since the passage surface 21Af of the EGR gas passage 21A is negatively charged with the same polarity as the particulate matter PM, the exhaust gas G repels each other. However, the particulate matter PM does not adhere to the passage surface 21Af and the EGR gas passage 21
A, and enters the downstream gas discharge chamber 15A.

【0043】このガス排出室15Aで、負に帯電した粒
子状物質PMは、正に帯電した第2導電体55Aに引き
つけられて接触して電荷を失い電気的に中性となって、
第2導電体55Aに付着し、あるいは通過する。そし
て、通過した粒子状物質PMは、EGRクーラ1Aの外
へ出て新気と共にシリンダ内に入り再燃焼する。これに
より、EGRクーラ1Aの温度に関係なく、粒子状物質
PMによる目詰まりを防止することができる。
In the gas discharge chamber 15A, the negatively charged particulate matter PM is attracted to the positively charged second conductor 55A and comes into contact therewith, loses charge and becomes electrically neutral.
Attach to or pass through the second conductor 55A. Then, the passed particulate matter PM goes out of the EGR cooler 1A, enters the cylinder together with fresh air, and reburns. Thereby, regardless of the temperature of the EGR cooler 1A, clogging by the particulate matter PM can be prevented.

【0044】そして、第2導電体55Aに付着する粒子
状物質PMの量が増えてきた時に、第3スイッチ52A
をONにして回路を形成し、第2導電体55Aに電流を
流して加熱する。この加熱により第2導電体55Aに付
着した粒子状物質PMを燃焼除去する。この粒子状物質
PMの燃焼除去は、排気ガス通路21Aの下流のガス排
出室15Aで行われるため、冷却水の影響を受けること
が殆どなく、効率よく燃焼除去できる。
When the amount of the particulate matter PM attached to the second conductor 55A increases, the third switch 52A
Is turned on to form a circuit, and a current is passed through the second conductor 55A to heat it. This heating burns and removes the particulate matter PM attached to the second conductor 55A. Since the combustion removal of the particulate matter PM is performed in the gas discharge chamber 15A downstream of the exhaust gas passage 21A, it is hardly affected by the cooling water, and the combustion removal can be performed efficiently.

【0045】また、この第2導電体55Aに酸化触媒を
担持させると、粒子状物質PMの燃焼除去を促進するこ
とができ、効率よく粒子状物質PMを燃焼除去できる。
When an oxidation catalyst is carried on the second conductor 55A, the burning and removal of the particulate matter PM can be promoted, and the particulate matter PM can be efficiently burned and removed.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のEGR
クーラによれば、ディーゼルエンジンの排気通路から排
気ガスの一部を分岐してEGRクーラを通して冷却して
吸気通路に導入するEGR装置において、排気ガス中の
粒子状物質を帯電させると共に、EGRクーラの熱交換
部分の排気ガス通路の通路表面を帯電した粒子状物質と
同じ極性に帯電させて、電気的に反発させることによ
り、粒子状物質の排気ガス通路の通路表面への付着を防
止することができる。
As described above, the EGR of the present invention is
According to the cooler, in an EGR device that branches a part of the exhaust gas from an exhaust passage of a diesel engine, cools the exhaust gas through an EGR cooler, and introduces the exhaust gas into an intake passage, the particulate matter in the exhaust gas is charged and the EGR cooler is charged. The passage surface of the exhaust gas passage in the heat exchange portion is charged to the same polarity as the charged particulate matter and is electrically repelled, thereby preventing the adhesion of the particulate matter to the passage surface of the exhaust gas passage. it can.

【0047】従って、EGRクーラの温度に関係なく目
詰まりを防止することができ、継続して、効率良くEG
Rを行うことができる。
Therefore, clogging can be prevented irrespective of the temperature of the EGR cooler, and the EG can be continuously and efficiently used.
R can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る第1の実施の形態のEGRクーラ
の構造を示す模式的な断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a structure of an EGR cooler according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のEGRクーラの熱交換部分の排気ガス通
路の構成を示す模式的な断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a configuration of an exhaust gas passage of a heat exchange portion of the EGR cooler of FIG.

【図3】本発明に係る第2の実施の形態のEGRクーラ
の構造を示す模式的な断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a structure of an EGR cooler according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1A EGRクーラ 14,14A ガス供給室(上流側の通路) 15,15A ガス排出室(下流側の通路) 20,20A 熱交換部分 21,21A 熱交換部分のEGRガス通路 21f,21Af 通路表面 30,30A 粒子状物質帯電手段 31 正極 32 負極 33A,42A 直流電源 35A 第1導電体 40,40A 通路帯電手段 42 直流電源 50,50A 粒子状物質放電手段( 51 電極 52,52A スイッチ 55A 第2導電体 G EGRガス PM 粒子状物質 1, 1A EGR cooler 14, 14A Gas supply chamber (upstream passage) 15, 15A Gas exhaust chamber (downstream passage) 20, 20A Heat exchange portion 21, 21A EGR gas passage 21f, 21Af passage surface of heat exchange portion 30, 30A Particulate matter charging means 31 Positive electrode 32 Negative electrode 33A, 42A DC power supply 35A First conductor 40, 40A Passage charging means 42 DC power supply 50, 50A Particulate matter discharging means (51 Electrode 52, 52A Switch 55A Second conductive material Body G EGR gas PM Particulate matter

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンのEGR装置に配設されるEG
Rガスを冷却するEGRクーラにおいて、該EGRクー
ラの熱交換部分のEGRガス通路の上流に、排気ガス中
の粒子状物質を帯電させる粒子状物質帯電手段を設ける
と共に、前記熱交換部分の前記EGRガス通路の通路表
面を、前記帯電した粒子状物質と同じ極性に帯電させる
通路帯電手段を設けて形成したことを特徴とするEGR
クーラ。
1. An EG disposed in an EGR device of an engine.
In an EGR cooler for cooling R gas, a particulate matter charging means for charging particulate matter in exhaust gas is provided upstream of an EGR gas passage in a heat exchange part of the EGR cooler, and the EGR cooler in the heat exchange part is provided. EGR characterized in that a passage charging means for charging the surface of the gas passage to the same polarity as the charged particulate matter is provided.
Cooler.
【請求項2】 前記熱交換部分の前記EGRガス通路内
又は下流側に前記帯電した粒子状物質の電荷を放電させ
る粒子状物質放電手段を設けたことを特徴とする請求項
1記載のEGRクーラ。
2. An EGR cooler according to claim 1, further comprising a particulate matter discharging means for discharging the charged particulate matter in the EGR gas passage or downstream of the heat exchange portion. .
【請求項3】 前記粒子状物質帯電手段を、前記熱交換
部分の前記EGRガス通路の上流側の通路を挟んで対向
する正極と負極の組合せで形成し、前記通路帯電手段
を、前記通路表面を電気的に絶縁して直流電源の負電極
に接続して形成し、前記粒子状物質放電手段を、前記熱
交換部分の前記EGRガス通路に、直流電源の正電極に
接続した電極を挿通して形成したことを特徴とする請求
項1又は2に記載のEGRクーラ。
3. The particulate matter charging means is formed by a combination of a positive electrode and a negative electrode opposed to each other across a passage on the upstream side of the EGR gas passage of the heat exchange portion, and the passage charging means is provided on the surface of the passage. Is electrically insulated and connected to the negative electrode of the DC power supply, and the particulate matter discharging means is inserted through the EGR gas passage of the heat exchange portion through the electrode connected to the positive electrode of the DC power supply. The EGR cooler according to claim 1, wherein the EGR cooler is formed.
【請求項4】 前記熱交換部分の前記EGRガス通路に
挿通した前記電極を、該電極を接続した前記直流電源の
負電極にスイッチを介して接続し、該スイッチをONに
することにより該電極に通電して加熱できるように形成
したことを特徴とする請求項3記載のEGRクーラ。
4. The electrode inserted into the EGR gas passage of the heat exchange portion is connected to a negative electrode of the DC power supply to which the electrode is connected via a switch, and the switch is turned on to thereby switch the electrode. 4. The EGR cooler according to claim 3, wherein the EGR cooler is formed so as to be able to heat by energizing the EGR.
【請求項5】 前記粒子状物質帯電手段を、前記熱交換
部分の前記EGRガス通路の上流側の通路に、直流電源
の負極に接続されたメッシュ状又は多孔質の通気可能な
第1導電体を設けて形成し、前記通路帯電手段を、前記
通路表面を電気的に絶縁して直流電源の負電極に接続し
て形成し、前記粒子状物質放電手段を、前記熱交換部分
の前記EGRガス通路の下流側の通路に、正極に接続さ
れたメッシュ状又は多孔質の通気可能な第2導電体を設
けて形成したことを特徴とする請求項1又は2に記載の
EGRクーラ。
5. A mesh-shaped or porous gas-permeable first conductor connected to a negative electrode of a DC power supply, wherein the particulate matter charging means is provided in a passage on the upstream side of the EGR gas passage in the heat exchange portion. The passage charging means is formed by connecting the surface of the passage electrically insulated to the negative electrode of a DC power supply, and the particulate matter discharging means is formed of the EGR gas in the heat exchange portion. 3. The EGR cooler according to claim 1, wherein a mesh-shaped or porous second conductive body connected to the positive electrode is provided in a passage downstream of the passage.
【請求項6】 前記第2導電体を該第2導電体を接続し
た前記直流電源の負電極にスイッチを介して接続し、該
スイッチをONすることにより該第2導電体に通電して
加熱できるように形成したことを特徴とする請求項5記
載のEGRクーラ。
6. The second conductor is connected to a negative electrode of the DC power supply to which the second conductor is connected via a switch, and when the switch is turned on, the second conductor is energized and heated. The EGR cooler according to claim 5, wherein the EGR cooler is formed so as to be capable of being formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2375047A2 (en) * 2010-04-12 2011-10-12 Behr GmbH & Co. KG Device for reducing corrosive components in a waste gas condensate of a combustion engine

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