JP2006009744A - Egr cooler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はEGRクーラに関するものである。 The present invention relates to an EGR cooler.
従来、排気再循環(EGR:Exhaust Gas Recirculation)を適用した過給機付内燃機関では、エンジン排気経路から分流した排気を、EGRクーラ(水冷方式の管形熱交換器)が組み込んであるEGR管路によりエンジン吸気経路へ送給し、燃焼温度の低下を図ってNOxの発生を低減させている(例えば、特許文献1、非特許文献1参照)。
Conventionally, in an internal combustion engine with a supercharger to which exhaust gas recirculation (EGR) is applied, an EGR pipe in which an EGR cooler (water-cooled tubular heat exchanger) is incorporated into the exhaust gas diverted from the engine exhaust path. The fuel is fed to the engine intake path by the road, and the generation of NOx is reduced by reducing the combustion temperature (see, for example,
図6は従来のEGR装置の一例の冷却水流通系を示すもので、EGRクーラ1の冷却水入口を、ウォータポンプ2からエンジン3のウォータジャケットへ冷却水を送給する入口流路4に接続し、EGRクーラ1の冷却水出口を、エンジン3のウォータジャケットから冷却水を送出する出口流路5に接続している。
FIG. 6 shows a cooling water flow system as an example of a conventional EGR device, in which the cooling water inlet of the EGR
すなわち、排気流路から分流した排気は、EGRクーラ1を流れる冷却水によって冷却される。
That is, the exhaust gas diverted from the exhaust passage is cooled by the cooling water flowing through the EGR
また、出口流路5にはサーモスタット6とラジエータ7が付帯し、エンジン3から送出される冷却水は、その温度が高いと、ラジエータ7を経てウォータポンプ2に戻り、反対に温度が低いと、ラジエータ7を経ずにウォータポンプ2に戻る。
NOxの低減にはEGRシステムが有効だが、排気再循環の量を今まで以上に増やすとなると、ラジエータ7などのエンジン冷却系を大容量化する必要が生じ、車両への搭載が難しくなる。
Although the EGR system is effective for reducing NOx, if the amount of exhaust gas recirculation is increased more than before, it is necessary to increase the capacity of the engine cooling system such as the
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、エンジン冷却系を大容量化せずにNOxの低減を達成できるEGRクーラを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an EGR cooler that can achieve NOx reduction without increasing the capacity of an engine cooling system.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、冷却水が流通するチューブを、排気が流通するシェルの内部に組み込んだエレメントを備え、空気流がシェル外面に当たるようにエレメントを配置している。
In order to achieve the above object, the invention described in
請求項2に記載の発明は、冷却水が流通する扁平状のチューブを、当該チューブ外面湾曲部分に両縁部分が接してチューブ外面扁平部分との間に排気通路を形成する一対のトラフ状のシェルに組み込んだエレメントを備え、空気流がシェル外面に当たるようにエレメントを配置している。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、複数のエレメントを並べ、隣り合ったエレメントの間に外部放熱フィンをシェル外面に接するように設けている。 According to a third aspect of the present invention, a plurality of elements are arranged, and an external radiating fin is provided in contact with the outer surface of the shell between adjacent elements.
請求項1に記載の発明においては、シェル内部を流通する排気の熱を、チューブを流通している冷却水とシェル外部の空気流に授けて外気へ放出する。 In the first aspect of the present invention, the heat of the exhaust gas flowing through the inside of the shell is given to the cooling water flowing through the tube and the air flow outside the shell to be released to the outside air.
請求項2に記載の発明においては、排気通路へ導いた排気の熱を、チューブを流通している冷却水とシェル外部の空気流に授けて外気へ放出する。 According to the second aspect of the present invention, the heat of the exhaust led to the exhaust passage is given to the cooling water flowing through the tube and the air flow outside the shell to be released to the outside air.
請求項3に記載の発明においては、排気の熱を、外部放熱フィンを介してシェル外部の空気流に授けて外気へ放出する。
In the invention according to
本発明のEGRクーラによれば、冷却水による放熱とは別に、排気の熱の一部をシェル外部の空気流に授けて外気へ放出するので、エンジン冷却系の大容量化を図らずとも排気再循環の量を増やすことが可能になり、よって、車両搭載性を確保しつつNOxの低減を達成できる、という優れた効果を奏し得る。 According to the EGR cooler of the present invention, apart from heat radiation by the cooling water, a part of the heat of the exhaust is given to the air flow outside the shell and released to the outside air, so that the exhaust gas can be exhausted without increasing the capacity of the engine cooling system. It is possible to increase the amount of recirculation, and therefore, it is possible to achieve an excellent effect that NOx reduction can be achieved while ensuring vehicle mountability.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1乃至図5は本発明のEGRクーラの実施の形態の一例を示すものであり、冷却水Wが流通する扁平状のチューブ11を、当該チューブ11外面湾曲部分に両縁部分が接して外面平坦部分との間に排気通路12を形成する一対のトラフ状のシェル13に組み込んだエレメント14を備え、空気流Aがシェル13外面に当たるように複数のエレメント14を平行に並べ、隣り合ったエレメント14の間に外部放熱フィン15をシェル13外面に接するように設けている。
1 to 5 show an example of an embodiment of an EGR cooler according to the present invention. A
チューブ11は、ごく浅いトラフ状で、両縁部分に全長にわたって延びるフランジ16を有し且つ凹面から突き出るエンボス17を形成した一対の板金材18を構成要素とし、凹面が向き合うように配置した板金材18のフランジ16、及びエンボス17のそれぞれを相互にろう付で接合したものである。
The
エンボス17は板金材18の変形防止を主な目的として設けてあるが、これの他に伝熱部材としての役割も担っている。
The
シェル13は、チューブ11よりも短く、両縁部分から外方へ突出するフランジ19を全長にわたって有し、かしめ加工により当該フランジ19をチューブ11のフランジ16に締結したうえ、フランジ19、並びに両縁部分をチューブ11外面湾曲部分にろう付で接合してあり、冷却対象となる排気Gが導かれる排気通路12を形成している。
The
シェル13の両端部分は、排気Gの流通方向に見て一対のシェル13が矩形開口を形成するように拡がっている。
Both end portions of the
シェル13凹面とチューブ11外面平坦部分との間には、これらの双方に接するようにコルゲート状の内部放熱フィン20が介在させてあり、当該内部放熱フィン20はシェル13、並びにチューブ11にろう付で接合してある。
Between the concave surface of the
シェル13凹面とチューブ11外面平坦部分を接合する内部放熱フィン20の縦壁部分には、排気Gの流れを乱して熱交換効率の向上を図るための開口などを適宜に設けておくことが望ましい。
The vertical wall portion of the internal radiating
外部放熱フィン15もコルゲート状で、シェル13にろう付で接合してあり、当該外部放熱フィン15の形状(寸法)は、隣り合っているエレメント14のシェル13両端開口外縁が相互に接するように設定されている。
The
更に、エレメント14、及び外部放熱フィン15の素材には、アルミニウム合金などのような伝熱性に優れ、軽量で適度な機械的強度を具備した金属を用いる。
Further, as the material for the
チューブ11外面湾曲部分とシェル13両縁部分、シェル13と外部放熱フィン15、チューブ11外面平坦部分やシェル13凹面と内部放熱フィン20、及びフランジ16,19の締結部分に関して追記すると、実際の組み上がり状態ではこれらの間に空隙は形成されないが、明細書に添付の図面の一部では、部材の形状や位置関係を明確に把握できるようにするために、あえて空隙を介在させてある。
The
複数のエレメント14と外部放熱フィン15で構成される集合体の両端部分には、内側コアプレート21、排気チャンバ22、外側コアプレート23、及び冷却水チャンバ24が付帯している。
An
内側コアプレート21に穿設してある大きな開口には、シェル13端部が嵌まり込み、また、排気チャンバ22は、両端部分のそれぞれが全面的に開き且つこれとは別に排気Gの流通口25を設けた中空構造の直方体であり、その一端部分に内側コアプレート21が嵌まり込んでいる。
The end of the
外側コアプレート23に穿設してあるエレメント14と同じ数の開口には、シェル13よりも長いチューブ11端部が貫通し、外側コアプレート23自体は、排気チャンバ22の他端部分に嵌まり込んでいる。
The end of the
冷却水チャンバ24は、一端部分だけが全面的に開き且つ冷却水Wの流通管26を取り付けた中空構造の直方体であり、一端部分に排気チャンバ22の他端部分が嵌まり込んでいる。
The
図2では、排気Gの出側の排気チャンバ22と冷却水Wの入側の冷却水チャンバ24を示しているが、排気Gの入側や冷却水Wの出側も基本的に同じ構造となっている。
FIG. 2 shows the
内側コアプレート21や外側コアプレート23と排気チャンバ22、内側コアプレート21とシェル13、外側コアプレート23とチューブ11、並びに冷却水チャンバ24と排気チャンバ22は、ろう付で接合してある。
The
排気通路12とその両端の排気チャンバ22からなる流通経路は、EGR管路に直列に組み込まれ、チューブ11とその両端の冷却水チャンバ24から流通経路は、エンジン3の冷却水循環系(図6参照)に並列に組み込まれている。
A circulation path composed of the
図1乃至図5に示すEGRクーラでは、エンジン排気経路から排気通路12へ導かれる排気Gの熱を、内部放熱フィン20、板金材18、並びにエンボス17を介してチューブ11内を流通している冷却水Wに授けてラジエータ7(図6参照)から外気へ放出する。
In the EGR cooler shown in FIGS. 1 to 5, the heat of the exhaust G guided from the engine exhaust path to the
また、排気Gの熱を、内部放熱フィン20、シェル13、並びに外部放熱フィン15を介してエレメント14間を流通している空気流Aに授けて外気へ放出する。
Further, the heat of the exhaust G is imparted to the air flow A flowing between the
つまり、排気Gの熱を冷却水Wを介して外気へ放出することは別に、排気Gの熱の一部をシェル13外部の空気流Aに授けて外気へ放出するので、エンジン冷却系の大容量化を図らずとも排気再循環の量を増やすことが可能になり、車両搭載性を確保しつつNOxの低減を達成できる。
That is, apart from releasing the heat of the exhaust G to the outside air through the cooling water W, a part of the heat of the exhaust G is given to the air flow A outside the
更に、チューブ11、内部放熱フィン20、シェル13を積み重ねる構造のエレメント14で外部放熱フィン15を挟んだ集合体を内側コアプレート21に嵌め込み、当該内側コアプレート21に、排気チャンバ22、外側コアプレート23、冷却水チャンバ24を順に組み付けるのにあたって、ろう材及びフラックスを部材接合対象面に塗布しておいたうえ、熱処理炉で一体的に加熱すれば、各部材の接合が同時に行なえる。
Further, an assembly in which the external
なお、本発明のEGRクーラは上述の実施の形態だけに特に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において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 particularly limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明のEGRクーラは、様々な車種に適用できる。 The EGR cooler of the present invention can be applied to various vehicle types.
11 チューブ
12 排気通路
13 シェル
14 エレメント
15 放熱フィン
A 空気流
G 排気
W 冷却水
11
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004190899A JP2006009744A (en) | 2004-06-29 | 2004-06-29 | Egr cooler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006009744A true JP2006009744A (en) | 2006-01-12 |
Family
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Family Applications (1)
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JP2004190899A Pending JP2006009744A (en) | 2004-06-29 | 2004-06-29 | Egr cooler |
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JP (1) | JP2006009744A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010249426A (en) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | T Rad Co Ltd | Method of manufacturing aluminum heat exchanger for exhaust gas and heat exchanger |
-
2004
- 2004-06-29 JP JP2004190899A patent/JP2006009744A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010249426A (en) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | T Rad Co Ltd | Method of manufacturing aluminum heat exchanger for exhaust gas and heat exchanger |
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