JP2006125356A - Ｅｇｒクーラ - Google Patents

Abstract

【課題】伝熱管内部を流通する排気ガスと熱交換した後の冷却水の温度を正確に検出し得、異常の有無の判定を確実に行い得るＥＧＲクーラを提供する。
【解決手段】シェル１６の一端部外周に、冷却水２０をシェル１６内部に導入するための入口チャンバ２４を設けると共に、シェル１６の他端部外周に、伝熱管１９内部を流通する排気ガス９と熱交換した後の冷却水２０を排出するための出口チャンバ２５を設けてＥＧＲクーラ１４のクーラユニット２６を構成し、前記出口チャンバ２５近傍に、伝熱管１９内部を流通する排気ガス９と熱交換した後の冷却水２０の温度を検出するための温度センサ２３を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＥＧＲクーラに関するものである。

従来より、自動車のディーゼルエンジンでは、排気側から排気ガスの一部を抜き出して吸気側へ戻し、その吸気側に戻された排気ガスによってエンジン内での燃料の燃焼を抑制して燃焼温度を下げることにより、ＮＯxの発生を低減するようにした、いわゆる排気ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）が行われている。

一般に、この種の排気ガス再循環を行う場合には、排気マニホールドから排気管に亘る排気通路の適宜位置と、吸気管から吸気マニホールドに亘る吸気通路の適宜位置との間をＥＧＲパイプにより接続し、該ＥＧＲパイプを通して排気ガスを再循環させるようにしている。

尚、エンジンに再循環させる排気ガスをＥＧＲパイプの途中で冷却すると、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り、エンジンの出力をあまり低下させずに燃焼温度を低下させ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ため、エンジンに排気ガスを再循環させるＥＧＲパイプの途中には、水冷式のＥＧＲクーラが装備されている。

図３は一般的なエンジンの一例を示す全体概略図であって、図３中、１はエンジンを示し、該エンジン１は、ターボチャージャ２を備えており、エアクリーナ３から導かれた吸気４を吸気管５を介して前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへ送り、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４をインタクーラ６へ送って冷却し、該インタクーラ６から更に吸気マニホールド７へ吸気４を導いてエンジン１の各気筒８（図３では直列６気筒の場合を例示している）に分配するようになっている。

又、前記エンジン１の各気筒８から排出された排気ガス９を排気マニホールド１０を介して前記ターボチャージャ２のタービン２ｂへ送り、該タービン２ｂを駆動した排気ガス９を排気管１１を介し車外へ排出するようになっている。

そして、前記排気マニホールド１０と、吸気マニホールド７に接続されている吸気管５との間をＥＧＲパイプ１３で接続し、排気マニホールド１０から抜き出した排気ガス９を、水冷式のＥＧＲクーラ１４とＥＧＲバルブ１５を介して吸気管５に再循環させ、該再循環させた排気ガス９によって各気筒８内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりＮＯxの発生を低減するようになっている。

一方、前記ＥＧＲクーラ１４は、図４に示される如く、円筒状に形成されたシェル１６内における両端部を管板１７，１８で塞ぎ、該各管板１７，１８に両端を貫通固定した多数の伝熱管１９を前記シェル１６内に収容し、該シェル１６の両端に、前記各伝熱管１９内部と連通するようにＥＧＲパイプ１３を接続した構造を有し、該ＥＧＲパイプ１３を流れる排気ガス９が前記各伝熱管１９に分配されて通過するようにしてあり、又、前記シェル１６の一方の端部近傍には、冷却水２０を導入するための冷却水導入管２１が接続されると共に、前記シェル１６の他方の端部近傍には、その内部から冷却水２０を排出するための冷却水排出管２２が接続されており、前記冷却水２０が冷却水導入管２１からシェル１６の内部に供給されて伝熱管１９の周囲を流れ、冷却水排出管２２からシェル１６の外部に排出されるようになっており、これにより、前記ＥＧＲクーラ１４内において、再循環される排気ガス９が冷却水２０との間で熱交換され、冷却されるようになっている。

尚、前述の如く、排気ガス９の一部を水冷式のＥＧＲクーラ１４とＥＧＲバルブ１５を介して吸気側へ再循環させるＥＧＲ装置を備えたエンジンを示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
特開平１１−２８０５６５号公報

ところで、従来の水冷式のＥＧＲクーラ１４の場合、図４に示される如く、冷却水排出管２２途中に温度センサ２３を設け、該温度センサ２３により、伝熱管１９内部を流通する排気ガス９と熱交換した後の冷却水２０の温度を検出し、該冷却水２０の温度が高すぎるような場合には、警報を発し、運転者に異常が発生していることを認識させるようにしていた。

しかしながら、前記温度センサ２３は、シェル１６から比較的離れた位置に設けられていたため、冷却水２０の温度を正確に検出することが難しくなっていた。

本発明は、斯かる実情に鑑み、伝熱管内部を流通する排気ガスと熱交換した後の冷却水の温度を正確に検出し得、異常の有無の判定を確実に行い得るＥＧＲクーラを提供しようとするものである。

本発明は、シェル内に、排気ガスが流通する多数の伝熱管を配設し、シェルの一端部外周に、冷却水をシェル内部に導入するための入口チャンバを設けると共に、シェルの他端部外周に、伝熱管内部を流通する排気ガスと熱交換した後の冷却水を排出するための出口チャンバを設けてなるクーラユニットを備えたＥＧＲクーラであって、
出口チャンバ近傍に、伝熱管内部を流通する排気ガスと熱交換した後の冷却水の温度を検出するための温度センサを設けたことを特徴とするＥＧＲクーラにかかるものである。

上記手段によれば、以下のような作用が得られる。

温度センサは、従来のようにシェルから離れた位置ではなく、シェルの他端部外周に設けられた出口チャンバ近傍に配置されるため、冷却水の温度を正確に検出することが可能となり、異常が発生しているか否かを確実に判定することが可能となる。

前記ＥＧＲクーラにおいては、クーラユニットを複数並設し、各クーラユニットの出口チャンバから排出される冷却水を集めて送り出すための集合部を所望のクーラユニットの出口チャンバ近傍に形成し、該所望のクーラユニットの出口チャンバ近傍に形成した集合部に温度センサを設けるようにすることができ、このようにすると、温度センサを各クーラユニット毎に個別に設けなくて済み、コスト面においても有利となる。

本発明のＥＧＲクーラによれば、伝熱管内部を流通する排気ガスと熱交換した後の冷却水の温度を正確に検出し得、異常の有無の判定を確実に行い得るという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図３及び図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図３及び図４に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１に示す如く、シェル１６の一端部外周に、冷却水２０をシェル１６内部に導入するための入口チャンバ２４を設けると共に、シェル１６の他端部外周に、伝熱管１９内部を流通する排気ガス９と熱交換した後の冷却水２０を排出するための出口チャンバ２５を設けてＥＧＲクーラ１４のクーラユニット２６を構成し、前記出口チャンバ２５近傍に、伝熱管１９内部を流通する排気ガス９と熱交換した後の冷却水２０の温度を検出するための温度センサ２３を設けた点にある。

前記入口チャンバ２４が設けられたシェル１６の一端部には、その周方向複数所要箇所に導入孔２７を穿設し、又、前記出口チャンバ２５が設けられたシェル１６の他端部には、その周方向複数所要箇所に導出孔２８を穿設してあり、これにより、冷却水導入管２１から入口チャンバ２４内へ供給される冷却水２０を複数の導入孔２７を介してシェル１６の内部へ均等に導入して流通させると共に、伝熱管１９内部を流通する排気ガス９と熱交換した後の冷却水２０を複数の導出孔２８から均等に出口チャンバ２５内へ流出させ、冷却水排出管２２へ導くことができるようにしてある。

尚、本図示例の場合、前記出口チャンバ２５の周方向所要箇所から半径方向へ突出させた抜出座２５ａに、冷却水排出管２２を接続すると共に、温度センサ２３を設けるようにしてある。

次に、上記図示例の作用を説明する。

温度センサ２３は、従来のようにシェル１６から離れた位置ではなく、シェル１６の他端部外周に設けられた出口チャンバ２５近傍に配置されるため、冷却水２０の温度を正確に検出することが可能となり、異常が発生しているか否かを確実に判定することが可能となる。

こうして、伝熱管１９内部を流通する排気ガス９と熱交換した後の冷却水２０の温度を正確に検出し得、異常の有無の判定を確実に行い得る。

一方、図２に示す如く、クーラユニット２６を複数（図２の例では二基）並設することによってＥＧＲクーラ１４を形成する場合には、各クーラユニット２６の出口チャンバ２５の抜出座２５ａ間を連結管２９でつなぎ、所望のクーラユニット２６の出口チャンバ２５の抜出座２５ａに冷却水排出管２２を接続することにより、該所望のクーラユニット２６の出口チャンバ２５の抜出座２５ａを、各クーラユニット２６の出口チャンバ２５から排出される冷却水２０を集めて送り出すための集合部とし、該集合部とした抜出座２５ａに温度センサ２３を設けるようにすることができる。

このようにすれば、温度センサ２３を各クーラユニット２６毎に個別に設けなくて済み、コスト面においても有利となる。

尚、本発明のＥＧＲクーラは、上述の図示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。

本発明を実施する形態の一例を示す側断面図である。 本発明を実施する形態の一例においてＥＧＲクーラが複数配設される場合を示す斜視図である。 一般的なエンジンの一例を示す全体概略図である。 従来の一例を示す側断面図である。

符号の説明

９ 排気ガス
１３ ＥＧＲパイプ
１４ ＥＧＲクーラ
１５ ＥＧＲバルブ
１６ シェル
１９ 伝熱管
２０ 冷却水
２１ 冷却水導入管
２２ 冷却水排出管
２３ 温度センサ
２４ 入口チャンバ
２５ 出口チャンバ
２５ａ 抜出座（集合部）
２６ クーラユニット
２９ 連結管

Claims (2)

1. シェル内に、排気ガスが流通する多数の伝熱管を配設し、シェルの一端部外周に、冷却水をシェル内部に導入するための入口チャンバを設けると共に、シェルの他端部外周に、伝熱管内部を流通する排気ガスと熱交換した後の冷却水を排出するための出口チャンバを設けてなるクーラユニットを備えたＥＧＲクーラであって、
   出口チャンバ近傍に、伝熱管内部を流通する排気ガスと熱交換した後の冷却水の温度を検出するための温度センサを設けたことを特徴とするＥＧＲクーラ。
2. クーラユニットを複数並設し、各クーラユニットの出口チャンバから排出される冷却水を集めて送り出すための集合部を所望のクーラユニットの出口チャンバ近傍に形成し、該所望のクーラユニットの出口チャンバ近傍に形成した集合部に温度センサを設けるようにした請求項１記載のＥＧＲクーラ。

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