JP2005036765A - Egr cooler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの排気ガスを再循環して窒素酸化物の発生を低減させるEGR装置に付属されて再循環用排気ガスを冷却するEGRクーラに関するものである。 The present invention relates to an EGR cooler attached to an EGR device that recirculates engine exhaust gas to reduce generation of nitrogen oxides and cools the recirculation exhaust gas.
従来より自動車等のエンジンの排気ガスの一部をエンジンに再循環して窒素酸化物の発生を低減させるEGR装置が知られているが、このようなEGR装置では、エンジンに再循環する排気ガスを冷却すると、該排気ガスの温度が下がり且つその容積が小さくなることによって、エンジンの出力を余り低下させずに燃焼温度を低下して効果的に窒素酸化物の発生を低減させることができる為、エンジンに排気ガスを再循環するラインの途中に、排気ガスを冷却するEGRクーラを装備したものがある。 Conventionally, an EGR device that reduces the generation of nitrogen oxides by recirculating a part of exhaust gas of an engine such as an automobile to the engine is known. In such an EGR device, the exhaust gas recirculated to the engine is known. When the engine is cooled, the temperature of the exhaust gas is reduced and the volume of the exhaust gas is reduced, so that the combustion temperature can be lowered and the generation of nitrogen oxides can be effectively reduced without significantly reducing the output of the engine. Some engines are equipped with an EGR cooler for cooling the exhaust gas in the middle of the line for recirculating the exhaust gas to the engine.
図5は前記EGRクーラの一例を示す断面図であって、図中1は円筒状に形成されたシェルを示し、該シェル1の軸心方向両端には、シェル1の端面を閉塞するようプレート2,2が固着されていて、該各プレート2,2には、多数のチューブ3の両端が貫通状態で固着されており、これら多数のチューブ3はシェル1の内部を軸心方向に延びている。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the EGR cooler. In FIG. 5,
そして、シェル1の一方の端部近傍には冷却水入口管4が取り付けられ、シェル1の他方の端部近傍には冷却水出口管5が取り付けられており、冷却水9が冷却水入口管4からシェル1の内部に供給されてチューブ3の外側を流れ、冷却水出口管5からシェル1の外部に排出されるようになっている。
A cooling
更に、各プレート2,2の反シェル1側には、椀状に形成されたボンネット6,6が前記各プレート2,2の端面を被包するように固着され、一方のボンネット6の中央には排気ガス入口7が、他方のボンネット6の中央には排気ガス出口8が夫々設けられており、エンジンの排気ガス10が排気ガス入口7から一方のボンネット6の内部に入り、多数のチューブ3を通る間に該チューブ3の外側を流れる冷却水9との熱交換により冷却された後に、他方のボンネット6の内部に排出されて排気ガス出口8からエンジンに再循環するようになっている。
Further, bonnets 6, 6 formed in a bowl shape are fixed to the
斯かる従来のEGRクーラにおいては、冷却水入口管4からシェル1の内部に流入した後、冷却水出口管5に対し最短距離で斜めに向かう流れが形成され易く、単に冷却水入口管4と冷却水出口管5を設けるだけでは、シェル1内における冷却水入口管4に対峙する側の隅部近傍に冷却水9の澱みが形成されてしまうため、冷却水入口管4に対し直径方向に対峙する位置にバイパス出口管5aを設け、ここから冷却水9の一部を抜き出すことにより前記冷却水9の澱みの形成を防ぎ、この部分で熱交換効率が低下してチューブ3が局部的に熱変形を起こす虞れを未然に回避し得るようにしている。
In such a conventional EGR cooler, after flowing into the
尚、同様のEGRクーラに関連する先行技術文献情報としては、本発明と同じ出願人により下記の特許文献1,2が既に先行出願されている。
しかしながら、従来におけるバイパス出口管5aは、シェル1内に混入した空気を排出するための空気抜き口を兼ねていたため、冷却水入口管4が下でバイパス出口管5aが上になるように両者を鉛直方向に対向配置しなければならず、EGRクーラの車両への搭載姿勢が制約を受けるという問題があった。
However, the conventional bypass outlet pipe 5a also serves as an air vent for discharging the air mixed in the
本発明は、上述の実情に鑑みて成されたもので、EGRクーラの車両への搭載姿勢に制約を与えることなく冷却水の澱みの形成を防止することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent the formation of cooling water stagnation without restricting the mounting posture of the EGR cooler on the vehicle.
本発明は、チューブと、該チューブを包囲するシェルとを備え、該シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブ内に排気ガスを通して該排気ガスと前記冷却水とを熱交換するようにしたEGRクーラであって、前記シェルの軸心方向一端近傍に環状の冷却水供給チャンバを外嵌装着すると共に、該冷却水供給チャンバの円周方向の適宜位置に冷却水入口管を接続し、前記シェルの前記冷却水供給チャンバにより被包された部分の周方向複数箇所に、前記冷却水入口管の接続箇所から周方向に離れるにつれて段階的に口径が小さくなるように連通孔を穿設し、該各連通孔から略均等に冷却水がシェル内に導入されるように構成したことを特徴とするものである。 The present invention includes a tube and a shell that surrounds the tube, supplies and discharges cooling water into the shell, and exchanges heat between the exhaust gas and the cooling water through the exhaust gas in the tube. An annular cooling water supply chamber is externally fitted near one end in the axial direction of the shell, and a cooling water inlet pipe is connected to an appropriate position in the circumferential direction of the cooling water supply chamber. Communication holes are drilled in a plurality of locations in the circumferential direction of the shell encapsulated by the cooling water supply chamber so that the diameter gradually decreases as the distance from the connection location of the cooling water inlet pipe increases in the circumferential direction. The cooling water is introduced into the shell substantially uniformly from the communication holes.
而して、このようにすれば、冷却水入口管から冷却水供給チャンバに導入された冷却水が該冷却水供給チャンバ内の全周に行き亘り、各連通孔から略均等にシェル内に分散導入されることになるので、該シェルの軸心方向一端近傍にて冷却水の澱みが形成されなくなる。 Thus, in this way, the cooling water introduced from the cooling water inlet pipe to the cooling water supply chamber extends over the entire circumference of the cooling water supply chamber, and is distributed substantially uniformly in the shell from each communication hole. Since it is introduced, no stagnation of cooling water is formed near one end in the axial direction of the shell.
また、冷却水入口管が下向きになるような姿勢でEGRクーラを車両に搭載しなくても、シェルの周方向に連続する複数の連通孔のうちの最上位に配置されるものが、シェル内から空気を排出するための空気抜き口の役割を果たすことになるので、EGRクーラの姿勢をシェルの軸心回りに回転させて冷却水入口管の向きを自由に変更することが可能となる。 Further, even if the EGR cooler is not mounted on the vehicle in such a posture that the cooling water inlet pipe faces downward, the one arranged at the top of the plurality of communication holes continuous in the circumferential direction of the shell is Therefore, it becomes possible to freely change the direction of the cooling water inlet pipe by rotating the attitude of the EGR cooler about the axis of the shell.
また、本発明においては、シェルの冷却水供給チャンバにより被包された部分における冷却水入口管との対峙位置に、連通孔を穿設しない非開口部を周方向所要範囲に亘り確保することが好ましく、このようにすれば、冷却水入口管から導入された冷却水が最初に非開口部に突き当たることにより良好に二手に振り分けられ、冷却水供給チャンバ内の全周に効率良く行き亘ることになる。 Further, in the present invention, it is possible to secure a non-opening portion that does not have a communication hole at a position facing the cooling water inlet pipe in a portion encapsulated by the cooling water supply chamber of the shell over a required range in the circumferential direction. Preferably, in this way, the cooling water introduced from the cooling water inlet pipe is distributed to the second well when it first hits the non-opening, and efficiently spreads all around the cooling water supply chamber. Become.
上記した本発明のEGRクーラによれば、冷却水を各連通孔から略均等にシェル内に分散導入して澱みの形成を防止することができるので、排気ガスと冷却水との熱交換効率を大幅に向上し且つチューブの局所的な高温化による熱変形を確実に防止することができ、しかも、EGRクーラの姿勢をシェルの軸心回りに回転させて冷却水入口管の向きを自由に変更することができるので、EGRクーラの車両への搭載姿勢に関する制約を従来より大幅に緩和することができるという優れた効果を奏し得る。 According to the above-described EGR cooler of the present invention, the cooling water can be dispersed and introduced into the shell substantially uniformly from each communication hole to prevent the formation of starch, so that the heat exchange efficiency between the exhaust gas and the cooling water can be improved. Greatly improved and can reliably prevent thermal deformation due to local high temperature of the tube, and the orientation of the cooling water inlet pipe can be freely changed by rotating the EGR cooler around the axis of the shell Therefore, it is possible to achieve an excellent effect that the restriction on the mounting posture of the EGR cooler on the vehicle can be relieved more than before.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図4は本発明の実施する形態の一例を示すもので、図5と同一部分については同一符号を付してある。 1 to 4 show an example of an embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG.
図1及び図2に示す如く、本形態例のEGRクーラにおいては、シェル1の軸心方向一端近傍(図1における左端近傍)に環状の冷却水供給チャンバ11を外嵌装着すると共に、該冷却水供給チャンバ11の円周方向の適宜位置(図示では最下部)に冷却水入口管4を接続し、前記シェル1の前記冷却水供給チャンバ11により被包された部分の周方向複数箇所には、前記冷却水入口管4の接続箇所から周方向に離れるにつれて段階的に口径が小さくなるように連通孔12を穿設し、該各連通孔12から略均等に冷却水9がシェル1内に導入されるように構成している。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the EGR cooler of this embodiment, an annular cooling
また、前記シェル1の冷却水供給チャンバ11により被包された部分における冷却水入口管4との対峙位置には、連通孔12を穿設しない非開口部13を周方向所要範囲に亘り確保してある。
In addition, a
尚、ここに図示している例では、シェル1の軸心方向他端近傍(図1における右端近傍)にも環状の冷却水排出チャンバ14を外嵌装着すると共に、該冷却水排出チャンバ14の円周方向の適宜位置(図示では最上部)に冷却水出口管5を接続し、前記シェル1の前記冷却水排出チャンバ14により被包された部分の周方向複数箇所にも連通孔15を穿設しているが、従来通りに冷却水出口管5だけを配設しても良い。
In the example shown here, an annular cooling
即ち、冷却水9の排出側においては、既に主たる熱交換が終了して排気ガス10と冷却水9との温度差が小さくなっており、冷却水9の澱みに起因したチューブ3の局所的な高温化の心配がないため、冷却水9の澱みの形成がそれほど問題視されないからである。
That is, on the discharge side of the
而して、このようにすれば、冷却水入口管4から冷却水供給チャンバ11に導入された冷却水9が、最初に非開口部13に突き当たることにより良好に二手に振り分けられ、冷却水供給チャンバ11内の全周に効率良く行き亘り、各連通孔12から略均等にシェル1内に分散導入されることになるので、該シェル1の軸心方向一端近傍にて冷却水9の澱みが形成されなくなる。
Thus, in this way, the
また、冷却水入口管4が下向きになるような姿勢でEGRクーラを車両に搭載しなくても、シェル1の周方向に連続する複数の連通孔12のうちの最上位に配置されるものが、シェル1内から空気を排出するための空気抜き口の役割を果たすことになるので、例えば、図3や図4に示す如く、EGRクーラの姿勢をシェル1の軸心回りに回転させて冷却水入口管4の向きを自由に変更することが可能となる。
Further, even if the EGR cooler is not mounted on the vehicle in such a posture that the cooling
従って、上記形態例によれば、冷却水9を各連通孔12から略均等にシェル1内に分散導入して澱みの形成を防止することができるので、排気ガス10と冷却水9との熱交換効率を大幅に向上し且つチューブ3の局所的な高温化による熱変形を確実に防止することができ、しかも、EGRクーラの姿勢をシェル1の軸心回りに回転させて冷却水入口管4の向きを自由に変更することができるので、EGRクーラの車両への搭載姿勢に関する制約を従来より大幅に緩和することができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the
尚、本発明のEGRクーラは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Note that the EGR cooler of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
1 シェル
3 チューブ
4 冷却水入口管
5 冷却水出口管
9 冷却水
10 排気ガス
11 冷却水供給チャンバ
12 連通孔
13 非開口部
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