JP2003278609A - 排気熱交換装置 - Google Patents
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Abstract
化する。 【解決手段】 ガスクーラ10のケーシング11(コア
部も含む。)、EGRバルブ30のバルブハウジング3
1等をろう付けにて一体化するとともに、バルブハウジ
ング31のうちアクチュエータ部34近傍に、ケーシン
グ11内に導入された冷却水の一部を導くウォータジャ
ケット31aを形成してアクチュエータ部34を冷却す
る。これにより、車両への搭載性を向上させながら製造
原価上昇を抑制し、かつ、アクチュエータ部34の熱損
傷を未然に防止して排気熱交換装置20の耐熱信頼性及
び耐久性を向上させることができる。
Description
される排気と冷却流体との間で熱交換を行う排気熱交換
装置に関するもので、EGR(排気再循環装置)に適用
して有効である。
排気再循環装置のEGRバルブ30は、図1に示すよう
に、排気再循環管40の排気流れ途中に配設されて、エ
ンジン41の稼働状態に応じて排気量を調節し、ガスク
ーラ10は、EGRバルブ30の後方に配設されて排気
とエンジンの冷却水との間で熱交換を行い排気を冷却す
る。
な構造にて排気熱交換装置を構成することを目的とす
る。
成するために、請求項1に記載の発明では、燃焼により
発生した排気と冷却流体との間で熱交換を行う排気熱交
換器(10)と、排気熱交換器(10)内を流れる排気
量を調節する排気弁(30)とを有し、排気弁(30)
は、ろう接又は溶接にて排気熱交換器(10)に一体化
されているとともに、冷却流体により冷却されるように
構成されていることを特徴とする。
となるとともに、排気熱交換装置の組み付け工数を低減
することができるので、容易に排気再循環装置を、例え
ば車両に組み付けることができる。
(10)に一体化するに当たっては、ねじ等の機械的締
結手段により両者(10、30)を一体化するといった
手段が考えられるが、この手段では、排気弁(30)と
排気熱交換器(10)との合わせ面にねじを装着するた
めのフランジ部を形成する必要があるので、ねじによる
一体化では、排気熱交換装置の大型化による車両搭載性
の悪化、及び部品点数及び組み立て工数の増大による製
造原価上昇を招いてしまう。
接により排気弁(30)を排気熱交換器(10)に一体
化しているので、車両搭載性の悪化や部品点数及び組み
立て工数の増大による製造原価上昇等の問題は発生しな
い。
や製造原価上昇等を招くことなく、容易に排気再循環装
置を組み付けることができる。
却されるように構成されているので、排気弁(30)の
熱損傷を未然に防止でき、排気熱交換装置の耐熱信頼性
及び耐久性を向上させることができる。
(30)内に冷却流体を導く冷却通路(31a)が、排
気弁(30)の弁体(33)を変位させるアクチュエー
タ部(34)近傍に設けられていることを特徴とするも
のである。
ュエータ部(34)は、圧力に応じて可動する薄膜状の
ダイヤフラム(34a)を有して構成された機械式であ
ることを特徴とするもである。
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
熱交換装置をディーゼル式のエンジン用排気冷却装置に
適用したものであり、図1は本実施形態に係るEGR
(排気再循環装置)の模式図である。
から排出される排気の一部をエンジン41の吸気側に還
流させる配管であり、EGRバルブ30は排気再循環管
40の排気流れ途中に配設されて、エンジン41の稼働
状態に応じて排気量を調節する周知の排気弁である。
方に配設されて排気とエンジンの冷却水との間で熱交換
を行い排気を冷却する排気熱交換器であり、本実施形態
では、ガスクーラ10とEGRバルブ30とが一体化さ
れて排気熱交換装置20(図1の二点鎖線で囲まれたも
の)が構成されている。
り、ガスクーラ10は、角パイプ状のケーシング11内
に排気と冷却水とを熱交換するコア部を収納したもの
で、本実施形態では、冷却水と排気とが同一方向に流れ
るように構成されている。
のケーシングであり、このバルブハウジング31は、排
気通路を構成するとともに、ケーシング11の長手方向
一端部を閉塞してコア部に設けられた複数本の排気チュ
ーブに排気を分配するボンネットを兼ねるものである。
内に流入した排気をコア部に流す場合と、コア部を迂回
させてケーシング11を挟んでバルブハウジング31と
反対が側に位置するボンネット12に流す場合とを切り
換える弁体33、及び弁体33を変位させるアクチュエ
ータ部34等からなるものである。
バルブハウジング31とボンネット12とを繋ぐ配管で
あり、ボンネット12はケーシング11の長手方向他端
部を閉塞して熱交換を終えた排気を集合させて排気再循
環管40に導くものである。
む。)、バルブハウジング31、バイパス管35及びボ
ンネット12は、耐食性に優れた金属(本実施形態で
は、ステンレス)製であり、これらがろう付けにて一体
接合されて排気熱交換装置20を構成している。
すように、圧力に応じて可動する薄膜状のダイヤフラム
34aを有して構成された機械式のものである。具体的
には、このアクチュエータ部34は、ダイヤフラム34
aを挟んで弁体33と反対側に形成された背圧室34b
内の圧力を、バキュームポンプ及びバキュームポンプに
より生成された負圧を制御する負圧制御バルブにより制
御することにより、ダイヤフラム34aを変位させて弁
体33を可動させるものである。
向きに力をダイヤフラム34aに作用させ、背圧室34
b内の圧力が低下すると、弁口33aを開く向きにダイ
ヤフラム34aが変位する。
ヤフラム34aの耐熱温度は、バルブハウジング31、
バイパス管35及びボンネット12のろう付け温度(本
実施形態では、1000℃)以下であるので、本実施形
態では、バルブハウジング31、バイパス管35及びボ
ンネット12のろう付け終了後、アクチュエータ部34
をねじ34d等の機械的固定手段によりバルブハウジン
グ31に固定している。
ュエータ部34近傍には、図4に示すように、ケーシン
グ11内に導入された冷却水の一部を導くウォータジャ
ケット31aが形成されており、このウォータジャケッ
ト31aにより、主に、アクチュエータ部34を冷却す
る冷却通路が構成されている。
11aをバルブハウジング31側に設け、冷却水流出パ
イプ11b(図2参照)をボンネット12側に設けるこ
とにより、できるだけ温度の低い冷却水をウォータジャ
ケット31aに供給するように構成している。
バイパス管35に流通させる場合を示した図であり、図
2に示す状態と図5に示す状態とを切り換えることによ
りエンジン41に供給する排気の温度を調節するととも
に、エンジン始動後の排気ガス温度が低くHC濃度が高
い状態でのガスクーラの目詰まりを防止する。
クーラ10とが一体化されているので、排気再循環装置
の車両への組み付け工数を低減することができ、容易に
排気再循環装置を車両に組み付けることができる。
10に一体化するに当たっては、ねじ等の機械的締結手
段により両者10、30を一体化するといった手段が考
えられるが、この手段では、EGRバルブ30とガスク
ーラ10との合わせ面にねじを装着するためのフランジ
部を形成する必要があるので、ねじによる一体化では、
排気熱交換装置20の大型化による車両搭載性の悪化、
及び部品点数及び組み立て工数の増大による製造原価上
昇を招いてしまう。
によりEGRバルブ30をガスクーラ10に一体化して
いるので、車両搭載性の悪化や部品点数及び組み立て工
数の増大による製造原価上昇等の問題は発生しない。
上昇等を招くことなく、容易に排気再循環装置を車両に
組み付けることができる。
34aを含むアクチュエータ部34が冷却水により冷却
されるように構成されているので、アクチュエータ部3
4の熱損傷を未然に防止でき、排気熱交換装置20の耐
熱信頼性及び耐久性を向上させることができる。
は、ダイヤフラム34aを用いた負圧機械式のアクチュ
エータ部34であったが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、例えば、比例ソレノイドやモータ等の電磁
力を用いたアクチュエータやピエゾ素子等の電磁力を用
いない電気的なアクチュエータ等であってもよい。
りEGRバルブ30をガスクーラ10に一体化したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、ハンダ付けや
溶接にて一体化してもよい。なお、本明細書で言う「ろ
う接」とは、「接続・接合技術」(東京電機大学出版
局)に記載されているように、ろう付けとハンダ付けと
含む意味である。
30は、排気流れを完全に切り換えるものであったが、
本発明はこれに限定されるものではなく、EGRバルブ
30として、排気量を連続的に調節することができる流
量調整バルブを用いてもよい。
ラ10の上流側にEGRバルブ30を設けたが、本発明
はこれに限定されるものではなく、ガスクーラ10の下
流側にEGRバルブ30を設けてもよい。
置に本発明に係る排気熱交換装置を適用したが、本発明
の適用はこれに限定されるものではなく、例えばマフラ
ー内に配設されて排気の熱エネルギを回収する廃熱回収
器等に適用してもよい。
図である。
図である。
である。
置のEGRバルブ部分の拡大断面図であり、(b)は
(a)のA−A断面図である。
図である。
ルブ、31…バルブハウジング、31a…ウォータジャ
ケット、32…バルブ本体。
Claims (3)
- 【請求項1】 燃焼により発生した排気と冷却流体との
間で熱交換を行う排気熱交換器(10)と、 前記排気熱交換器(10)内を流れる排気量を調節する
排気弁(30)とを有し、 前記排気弁(30)は、ろう接又は溶接にて前記排気熱
交換器(10)に一体化されているとともに、前記冷却
流体により冷却されるように構成されていることを特徴
とする排気熱交換装置。 - 【請求項2】 前記排気弁(30)内に前記冷却流体を
導く冷却通路(31a)が、前記排気弁(30)の弁体
(33)を変位させるアクチュエータ部(34)近傍に
設けられていることを特徴とする請求項1に記載の排気
熱交換装置。 - 【請求項3】 前記アクチュエータ部(34)は、圧力
に応じて可動する薄膜状のダイヤフラム(34a)を有
して構成された機械式であることを特徴とする請求項1
又は2記載の排気熱交換装置。
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