JP2009167933A - Egr gas cooler - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の排気通路から給気通路へ至るEGRガスを冷却水と熱交換するEGRガスクーラ装置に関する。 The present invention relates to an EGR gas cooler device that exchanges heat between EGR gas from an exhaust passage of an internal combustion engine to an air supply passage with cooling water.
従来のEGRガスクーラ装置としては、例えば、特許文献1に開示されたEGRクーラが知られている。
このEGRクーラは、複数並設された扁平チューブと、扁平チューブの外周を囲繞するように角筒状に形成されたケースと、ケースの両端部に設けられ、各扁平チューブ の両端部が貫設されたヘッダプレートとを備えて構成されている。
EGRクーラにおけるケースの周壁部の一端部には冷却水供給チャンバが接続され、この冷却水供給チャンバ に冷却水入口管が接続されており、また、ケースの周壁部の他端部には冷却水出口管が接続されている。
As a conventional EGR gas cooler device, for example, an EGR cooler disclosed in Patent Document 1 is known.
The EGR cooler is provided in parallel with a plurality of flat tubes, a case formed in a square tube shape so as to surround the outer periphery of the flat tubes, and both ends of each case, and both ends of each flat tube are provided through And a header plate formed.
A cooling water supply chamber is connected to one end portion of the peripheral wall portion of the case in the EGR cooler, a cooling water inlet pipe is connected to the cooling water supply chamber, and cooling water is connected to the other end portion of the peripheral wall portion of the case. The outlet pipe is connected.
ケースの一方の開口端部には排気ガス入口管が接続され、ケースの他方の開口端部には排気ガス出口管が接続されており、ケース内において冷却水と排気ガスとが互いに並行に流通するようになっている。
冷却水供給チャンバは、先端部から基端部に向かって漸次幅広となる形状を成しており、基端部の幅がケースの幅に略等しくなるように形成されている。
冷却水入口管は、先端部から基端部に向う冷却水の流通方向に対してほぼ直交するように、先端部に接続されている。
また、冷却水入口管は、その接続中心がケースの幅方向の中心線の延長線上に来るように設けられており、さらに、冷却水供給チャンバは延長線に対して線対称となるように形成されている。
An exhaust gas inlet pipe is connected to one open end of the case, and an exhaust gas outlet pipe is connected to the other open end of the case, so that cooling water and exhaust gas flow in parallel with each other in the case. It is supposed to be.
The cooling water supply chamber has a shape that gradually becomes wider from the distal end portion toward the proximal end portion, and is formed so that the width of the proximal end portion is substantially equal to the width of the case.
The cooling water inlet pipe is connected to the distal end portion so as to be substantially orthogonal to the flow direction of the cooling water from the distal end portion toward the proximal end portion.
Further, the cooling water inlet pipe is provided so that the connection center thereof is on the extension of the center line in the width direction of the case, and the cooling water supply chamber is formed so as to be symmetrical with respect to the extension line. Has been.
また、EGRクーラの構造は、前記構造以外にも複数提案されており、例えば、扁平チューブの構造を工夫し部品点数を減らしたものとして特許文献2のEGRクーラが、円筒状の胴管内に細管よりなる伝熱管群を収め、冷却媒体流入口を複数設けたものとして特許文献3のEGRクーラが知られている。
In addition to the structure described above, a plurality of EGR cooler structures have been proposed. For example, the EGR cooler disclosed in
特許文献1のEGRクーラによると、冷却水は、冷却水供給チャンバから各扁平チューブの間に均等且つ円滑に所定の流速を保持した状態で流入するため、最も高温となる扁平チューブの排気ガスの入口部分を効果的に冷却することができ、ケース内での冷却水の局部的な沸騰を抑制し、EGRクーラの耐久性を向上させることができるとしている。
また、特許文献3では、冷却媒体流入口を複数設けることで、同様に冷却水の局所的な沸騰を抑制している。
Moreover, in
しかしながら、特許文献1又は特許文献3に開示されたEGRガスクーラ装置では、冷却水としての冷却水の淀みをなくしてケース内での冷却水の局部的な沸騰を抑制するとしているものの、EGRガスを通すコア体の上流側端部については、構造上、最も熱交換が活発に行われる部位であることに変わりはない。
つまり、コア体の上流側端部は、最も高温のEGRガスと接触する部位であり、且つ流路の断面積の変化によりEGRガスに乱流が生じることにより、最も活発に熱交換される部位である為、上流側端部付近での冷却水が沸騰し易いという問題は残る。
However, in the EGR gas cooler device disclosed in Patent Document 1 or
That is, the upstream end portion of the core body is a portion that is in contact with the hottest EGR gas, and the portion that is most actively heat-exchanged by turbulent flow in the EGR gas due to a change in the cross-sectional area of the flow path. Therefore, there remains a problem that the cooling water near the upstream end tends to boil.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、EGRガスを通すコア体の上流側端部での局所的な冷却水の沸騰を確実に抑制することができるEGRガスクーラ装置の提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reliably suppress local boiling of cooling water at the upstream end portion of the core body through which EGR gas passes. An EGR gas cooler is provided.
上記課題を達成するため、本発明は、内燃機関のEGRガスを通す複数のコアチューブを具備するコア体と、該コア体を収容するケースと、前記EGRガスを前記ケースの上流側へ導入するEGRガス導入通路と、前記ケース内に設けられ、前記コア体を冷却する冷却水が流れる前記冷却水充填空間と、を有するEGRガスクーラ装置であって、複数の前記コア体が前記ケース内に直列状に配置され、前記コア体間にコア体間空間部が形成され、前記EGRガス導入通路における熱交換前の前記EGRガスの一部を通し、前記コア体間空間部へ導入するEGRガス分岐管が備えられたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention introduces a core body having a plurality of core tubes through which EGR gas of an internal combustion engine passes, a case housing the core body, and introducing the EGR gas upstream of the case. An EGR gas cooler device having an EGR gas introduction passage and the cooling water filling space provided in the case and through which cooling water for cooling the core body flows, wherein a plurality of the core bodies are arranged in series in the case An EGR gas branch that is arranged in a shape and that forms an inter-core space between the core bodies and introduces the EGR gas before heat exchange in the EGR gas introduction passage into the inter-core space. A tube is provided.
本発明によれば、EGRガスクーラ装置へ導入されるEGRガスは、EGRガス導入通路を通じてケース内の複数のコア体を通るEGRガスのほか、EGRガス分岐管を通ってケース内のコア体間空間部へ導入されるEGRガスが存在する。
EGRガス分岐管を通るEGRガスは上流側のコア体を通過せず、下流側のコア体のみを通過する。
このため、全てのEGRガスが上流側のコア体を通過することがなく、上流側のコア体における上流側端部付近での冷却水の沸騰を防止することができる。
According to the present invention, the EGR gas introduced into the EGR gas cooler device is not only EGR gas that passes through the plurality of core bodies in the case through the EGR gas introduction passage, but also the space between the core bodies in the case through the EGR gas branch pipe. There is EGR gas introduced into the part.
The EGR gas passing through the EGR gas branch pipe does not pass through the upstream core body, but passes through only the downstream core body.
Therefore, all the EGR gas does not pass through the upstream core body, and boiling of the cooling water in the vicinity of the upstream end portion in the upstream core body can be prevented.
また、本発明では、上記のEGRガスクーラ装置において、折り曲げにより形成され、前記ケース内の空間部を区画するチューブプレートが設けられ、前記チューブプレートは、前記コアチューブを収容するコア体収容空間と前記冷却水充填空間とに区画してもよい。 Further, in the present invention, in the above EGR gas cooler device, a tube plate that is formed by bending and divides a space portion in the case is provided, and the tube plate includes a core body housing space that houses the core tube and the tube body housing space. You may partition into a cooling water filling space.
この場合、折り曲げにより形成されたチューブプレートはケース内の空間部をコア体収容空間と冷却水充填空間とに区画する。
複数のコア体が有するコアチューブをコア体収容空間にそれぞれ収容することができ、チューブプレートは折り曲げにより形成されるから製作しやすい。
また、折り曲げ箇所を多数設けると、コア体収容空間と冷却水充填空間を交互に多層状に配置させることが可能であり、熱交換に有利な構造を実現することができる。
In this case, the tube plate formed by bending partitions the space in the case into a core body housing space and a cooling water filling space.
The core tubes of the plurality of core bodies can be accommodated in the core body accommodating spaces, respectively, and the tube plate is formed by bending so that it is easy to manufacture.
In addition, when a large number of bent portions are provided, the core body accommodating spaces and the cooling water filling spaces can be alternately arranged in multiple layers, and a structure advantageous for heat exchange can be realized.
また、本発明では、上記のEGRガスクーラ装置において、前記チューブプレートは、前記コア体間空間部を幅方向に拡張するように形成された凹部空間を有してもよい。 Moreover, in this invention, in said EGR gas cooler apparatus, the said tube plate may have the recessed part space formed so that the said space part between core bodies might be expanded in the width direction.
この場合、チューブプレートが凹部空間を有することにより、コア体間空間部が幅方向に拡張されている。
コア体間空間部が幅方向に拡張されていることにより、EGRガス分岐管からコア体間空間部へ導入されるEGRガスは、コア体間空間部が幅方向に拡張されていない場合と比較して、コア体間空間部内に入り込み易くなる。
In this case, since the tube plate has the recess space, the inter-core space portion is expanded in the width direction.
The EGR gas introduced from the EGR gas branch pipe to the inter-core space portion is expanded compared to the case where the inter-core space portion is not expanded in the width direction because the inter-core space portion is expanded in the width direction. And it becomes easy to enter in the space part between core bodies.
また、本発明では、上記のEGRガスクーラ装置において、前記コアチューブは積層可能な扁平形状であって、前記コア体は前記コアチューブの積層により形成され、前記コアチューブの表面及び裏面の少なくとも一方には、積層された前記コアチューブの間に前記冷却水充填空間を形成する凹部が形成されてもよい。 Further, in the present invention, in the above EGR gas cooler apparatus, the core tube has a flat shape that can be stacked, and the core body is formed by stacking the core tubes, and is provided on at least one of the front surface and the back surface of the core tubes. A recess for forming the cooling water filling space may be formed between the stacked core tubes.
この場合、コア体が扁平形状のコアチューブの積層により形成される。
積層されたコアチューブの間には、コアチューブに形成されている凹部により冷却水充填空間が形成される。
各コア体におけるコアチューブはEGRガスを通し、コアチューブの間の冷却水充填空間には冷却水が通り、EGRガスと冷却水との間で熱交換が行われる。
積層タイプのコア体であっても、上流側のコア体における上流側端部付近での冷却水の沸騰を防止することができる。
In this case, the core body is formed by stacking flat core tubes.
Between the laminated core tubes, a cooling water filling space is formed by the concave portions formed in the core tubes.
The core tube in each core body passes the EGR gas, the cooling water passes through the cooling water filling space between the core tubes, and heat exchange is performed between the EGR gas and the cooling water.
Even in the laminated type core body, it is possible to prevent boiling of the cooling water in the vicinity of the upstream end portion in the upstream core body.
本発明によれば、EGRガスを通すコア体の上流側端部での局所的な冷却水の沸騰を確実に抑制することができるEGRガスクーラ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the EGR gas cooler apparatus which can suppress locally the boiling of the cooling water in the upstream edge part of the core body which lets EGR gas pass can be provided.
(第1の実施形態)
以下、第1の実施形態に係るEGRガスクーラ装置について図1〜図4に基づき説明する。
この実施形態では、内燃機関としてのディーゼルエンジンにおけるEGR(排気再循環)装置が備えるEGRガスクーラ装置について説明する。
図1は、第1の実施形態に係るEGRガスクーラ装置の断面側面図であり、図2はEGRガスクーラ装置の平面図であり、図3は図1におけるA−A線矢視図であり、図4はEGRガスクーラ装置の分解斜視図である。
(First embodiment)
Hereinafter, the EGR gas cooler apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
In this embodiment, an EGR gas cooler device provided in an EGR (exhaust gas recirculation) device in a diesel engine as an internal combustion engine will be described.
1 is a cross-sectional side view of an EGR gas cooler apparatus according to a first embodiment, FIG. 2 is a plan view of the EGR gas cooler apparatus, and FIG. 3 is an AA line view in FIG. 4 is an exploded perspective view of the EGR gas cooler device.
図1に示すように、この実施形態のEGRガスクーラ装置10は、角筒状の形態を呈するケース11と、ケース11内の空間部を区画するチューブプレート21と、ケース11内に収容され、EGRガスを分岐して通す上流側のコア体22及び下流側のコア体23と、両コア体22、23との間に形成されたコア体間空間部25と、ケース11の上流側へEGRガスを導入するEGRガス管19と、EGRガス管19においてEGRガスの一部を分岐させ、両コア体22、23との間にEGRガスの一部を導入するEGRガス分岐管30と、を有する。
As shown in FIG. 1, the EGR
ケース11は、図2〜図4に示すように、断面コ字状の第1ケース部材12と、第1ケース部材12の側部を覆う第2ケース部材13とを有する。
ケース11は、図1、図2、図4に示すように、第1ケース部材12と第2ケース部材13の上流側端を覆う上流側カバー14と、下流側端を覆う下流側カバー15を有する。
ケース11は2個の取付金具34、35によりエンジン本体に固定される。
上流側カバー14はEGRガス導入用の通孔14aを備え、通孔14aは上流側プレート部材16及びチャンバカバー17により形成される上流側チャンバ18と連通する。
チャンバカバー17はEGRガス管19と接続されている。
EGRガス管19はディーゼルエンジンの排気通路(図示せず)と連通され、ディーゼルエンジンの排気ガスの一部をEGRガスとして通す配管である。
この実施形態では、EGRガス管19と、上流側チャンバ18と、上流側カバー14はEGRガス導入通路を構成する。
下流側カバー15はEGRガス導出用の通孔15aを備え、通孔15aの周囲は下流側プレート部材20に保持されている。
この通孔15aはディーゼルエンジンの給気通路(図示せず)と連通されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the
The
The
The
The EGR
In this embodiment, the EGR
The
The through
この実施形態のEGRガスクーラ装置10では、ケース11の下方には上流側チャンバ18に接続されるバイパス管33が備えられている。
このバイパス管33は、EGRガスの温度が低いときに使用される低温時用のEGRガス通路である。
エンジンの始動直後等のようにEGRガスの温度が所定の温度に達していない場合には、ケース11側にEGRガスを通さずバイパス管33にのみEGRガスを通すようにする。
ケース11側へのEGRガスの導入と、バイパス管33へのEGRガスの導入を切り換えるための切換弁等の切換手段(図示せず)が、ケース11及びバイパス管33の下流側に設置される。
切換手段は、EGRガスが所定温度未満のときには、作動せずEGRガスをバイパス管33へ通し、EGRガスが所定温度以上に温度上昇したときに作動して、ケース11側へEGRガスを通す機能を備えればよい。
因みに、EGRガスの温度は、例えば、エンジン運転状態(負荷及び回転数等)により間接的に検出できる。
In the EGR
The
When the temperature of the EGR gas does not reach a predetermined temperature, such as immediately after the engine is started, the EGR gas is passed only through the
Switching means (not shown) such as a switching valve for switching between introduction of EGR gas into the
The switching means does not operate when the EGR gas is lower than the predetermined temperature, passes the EGR gas to the
Incidentally, the temperature of the EGR gas can be indirectly detected based on, for example, the engine operating state (load, rotation speed, etc.).
ケース11内には 折り曲げにより形成されたチューブプレート21が収容されている。
チューブプレート21は、ケース11内の空間部を2つの領域に区画する。
一つは、コアチューブを収容するコア体収容空間GAであり、もう一つは冷却水が流れる冷却水充填空間WAである。
チューブプレート21は、繰り返して折り曲げられていることから、複数個の折り曲げ箇所を有する。
チューブプレート21は、複数個の折り曲げ箇所を有することにより、コア収容空間GAと冷却水充填空間WAが上下方向において交互に多層状に配置される形で、コア体収容空間GAと冷却水充填空間WAを区画する。
A
The
One is a core body housing space GA for housing a core tube, and the other is a cooling water filling space WA through which cooling water flows.
Since the
Since the
コア体収容空間GAは、各コア体22、23が有するコアチューブ24が収容される空間であり、EGRガスの通過が許容される空間である。
チューブプレート21により多層状に形成されるコア体収容空間GAの各層には、上流側のコア体22及び下流側のコア体23が有するコアチューブ24が夫々収容される。
コアチューブ24はEGRガスを通す熱交換用の管体であり、熱交換の効率を高めるための表面積を確保するために、図4に示すように波形状に形成されている。
さらに、コアチューブ24の内部にはEGRガスの熱交換を高めるためのインナーフィン(図示せず)が設けられている。
なお、説明の便宜上、図1、図3ではコアチューブ24を波形状に図示していない。
図1〜図3における白抜矢印はEGRガスの流れを示し、図3における網がけ領域はコアチューブ24においてEGRガスが通る領域(通路)を示している。
The core body accommodating space GA is a space in which the
The
The
Furthermore, an inner fin (not shown) for enhancing heat exchange of EGR gas is provided inside the
For convenience of explanation, the
1-3 indicate the flow of EGR gas, and the shaded region in FIG. 3 indicates a region (passage) through which EGR gas passes in the
複数のコアチューブ24の集合体がコア体を形成し、この実施形態では上流側のコア体22と下流側のコア体23がケース11内において直列状に配置されている。
上流側のコア体22と下流側のコア体23との間には、コア体収容空間GAの各層毎に空間部が形成されており、これらの空間部の集合体をコア体間空間部25とする。
コア体収容空間GAには、上流側のコア体22及び下流側のコア体23と、コア体間空間部25を含むEGRガス通路が形成される。
An assembly of a plurality of
Between the
An EGR gas passage including an
一方、冷却水充填空間WAは、冷却水が充填されて流れる空間でありEGRガスの通過は許容されない。
チューブプレート21の上流側端部及び下流側端部における冷却水充填空間WAは、図4に示すシール部材36、37に封止されている。
このため、チューブプレート21の上流側端部及び下流側端部において、コア収容空間GAと冷却水充填空間WAが互いに干渉することはない。
On the other hand, the cooling water filling space WA is a space in which cooling water is filled and flows, and passage of EGR gas is not allowed.
The cooling water filling space WA at the upstream end and the downstream end of the
For this reason, the core housing space GA and the cooling water filling space WA do not interfere with each other at the upstream end and the downstream end of the
この実施形態では、第2ケース部材13の上流端寄りに、冷却水である冷却水の冷却水入口26が設けられ、図2及び図3に示すように、冷却水入口26には冷却水供給管27が接続されている。
第2ケース部材13の下流端寄りには冷却水の冷却水出口28が設けられ、冷却水出口28には冷却水排出管29が接続されている。
冷却水供給管27を通じて冷却水入口26から導入される冷却水は、多層状に形成されている冷却水充填空間WAに通され、コアチューブ24内のEGRガスと熱交換を行った後に冷却水出口28から導出される。
In this embodiment, a cooling
A cooling
The cooling water introduced from the cooling
この実施形態のEGRガスクーラ装置10では、ケース11の上流側においてEGRガスの一部を分岐させ、コア体間空間部25に導入するEGRガス分岐管30を有する。
EGRガス分岐管30の上流端は、EGRガス管19に形成されている分岐口19aと接続され、EGRガス分岐管30の下流端は、第1ケース部材12の側方に形成された開口部32に接続されている。
開口部32は、第1ケース部材12の側面においてコア体間空間部25に対応する位置に形成されている。
EGRガス分岐管30の下流端は、開口部32に形状に合わせて略扇状の接続部31が形成されている。
したがって、EGRガス管19とコア体間空間部25とを連通するEGRガス分岐管30は、ケース11の上流側における熱交換前のEGRガスの一部を通し、そのEGRガスをコア体間空間部25へ導入する。
The EGR gas
The upstream end of the EGR
The
At the downstream end of the EGR
Therefore, the EGR
この実施形態では、EGRガス分岐管30の流路断面積を、EGRガスクーラ装置10に導入される全EGRガスの半分以下の量をEGRガス分岐管30に通し、残りのEGRガスをケース11の上流側から通す設定としている。
これは、下流側のコア体23における上流側端部の局所的な沸騰を抑制するためである。
例えば、両コア体22、23を通るEGRガスと、上流側のコア体22を通らないEGRガスを夫々50%の量とすると、両EGRガスが合流したとき、下流側のコア体23における上流側端部の温度が、上流側のコア体22における上流側端部の温度よりも高くなる場合がある。
両方のコア体22、23を通るEGRガスと比較してEGRガス分岐管30を通過するEGRガスの割合を低くすることにより、下流側のコア体23における上流側端部の熱負荷を軽減することができる。
In this embodiment, the flow path cross-sectional area of the EGR
This is to suppress local boiling at the upstream end of the
For example, if the amount of EGR gas that passes through both
By reducing the ratio of the EGR gas that passes through the EGR
次に、この実施形態のEGRガスクーラ装置10の作用について説明する。
ディーゼルエンジンが所定の運転状態にあるとき、エンジンの排気ガスの一部は給気通路に再循環され、このとき、排気ガスが高温であると、EGRガスとしてEGRガスクーラ装置10へ導入される。
EGRガスはEGRガスクーラ装置10において冷却水と熱交換される。
EGRガスクーラ装置10により熱交換されたEGRガスは、ディーゼルエンジンの給気通路に還流される。
冷却水入口26から導入される冷却水は、チューブプレート21により多層状に形成されている冷却水充填空間WAに通され、チューブプレート21の長手方向に沿って冷却水充填空間WAを通る。
冷却水は、冷却水充填空間WAを通るときにコアチューブ24内のEGRガスと熱交換を行ない、その後に冷却水出口28から導出される。
Next, the operation of the EGR gas
When the diesel engine is in a predetermined operation state, a part of the exhaust gas of the engine is recirculated to the air supply passage. At this time, if the exhaust gas is at a high temperature, it is introduced into the EGR gas
The EGR gas is heat-exchanged with the cooling water in the EGR gas
The EGR gas heat-exchanged by the EGR gas
The cooling water introduced from the cooling
The cooling water exchanges heat with the EGR gas in the
この実施形態では、EGRガスクーラ装置10へ導入されるEGRガスは2種類存在する。
すなわち、EGRガス管19から上流側チャンバ18、上流側のコア体22、コア体間空間部25、下流側のコア体23を通り、ケース11から導出されるEGRガスと、EGRガス管19からEGRガス分岐管30、開口部32を通じて、コア体間空間部25、下流側のコア体23を通り、ケース11から排出されるEGRガスである。
In this embodiment, there are two types of EGR gas introduced into the EGR gas
That is, from the
コア体22、23を通るEGRガスおいて予定される熱交換は、EGRガスが上流側のコア体22の上流側端部にて最も活発に行われ、EGRガスは下流側へ向かう。
一方、ケース11の上流側のEGRガス管19において分岐されたEGRガスは、コア体間空間部25に導入される。
EGRガス分岐管30からのEGRガスは、上流側のコア体22を通ることなく、コア体間空間部25において、上流側のコア体22により熱交換がされたEGRガスと混合されて、下流側のコア体23を通る。
混合された両EGRガスにおいて予定される熱交換の殆どは、混合後のEGRガスが下流側のコア体23における上流側端部を通る際に済む。
熱交換を終えたEGRガスは給気通路へ還流される。
The heat exchange scheduled for the EGR gas passing through the
On the other hand, the EGR gas branched in the
The EGR gas from the EGR
Most of the heat exchange planned for both mixed EGR gases is performed when the mixed EGR gas passes through the upstream end of the
The EGR gas after the heat exchange is returned to the supply passage.
この実施形態では、ケース内の両コア体22、23を通過するEGRガスと、EGRガス分岐管30に分岐されて下流側のコア体23を通るEGRガスが存在することで、EGRガスと冷却水との間で活発に熱交換される場所が、上流側のコア体及び下流側のコア体に生じる。
つまり、従来のように、EGRガスと冷却水との間で熱交換が活発に行われる場所が上流側のコア体22の上流側端部のみに存在するのではなく、複数の箇所に分散される。
In this embodiment, the EGR gas that passes through the
That is, as in the prior art, a place where heat exchange is actively performed between the EGR gas and the cooling water does not exist only at the upstream end portion of the
なお、冷間時のアイドリング運転中の如く、EGRガスの温度が所定の温度に達していない場合には、切換手段が作動されず、ケース11側にEGRガスを通されない。
このとき、EGRガスはバイパス管33を通り、冷却水との熱交換は行われずにディーゼルエンジンの給気通路へ還流される。
EGRガスが一定温度以上に温度上昇されると、切換手段が作動されてケース11側へEGRガスが通される。
When the temperature of the EGR gas does not reach a predetermined temperature as in the cold idling operation, the switching means is not operated and the EGR gas is not passed through the
At this time, the EGR gas passes through the
When the temperature of the EGR gas rises above a certain temperature, the switching means is activated and the EGR gas is passed to the
この実施形態では以下の効果を奏する。
(1)本発明に係るEGRガスクーラ装置10によれば、EGRガスクーラ装置10へ導入されるEGRガスは、ケース11内の複数のコア体22、23を通るEGRガスのほか、EGRガス分岐管30を通りケース11内における下流側のコア体23のみを通るEGRガスが存在する。EGRガスクーラ装置10を通るEGRガスの一部は上流側のコア体22を通過せず、下流側のコア体23のみを通過するから、全てのEGRガスが上流側のコア体22を通過することがなく、上流側のコア体22における上流側端部付近での冷却水の沸騰を抑制することができる。
This embodiment has the following effects.
(1) According to the EGR gas
(2)折り曲げにより形成されたチューブプレート21を用いることで、側部を覆う第1ケース部材12の側方に開口部32を設けるのみで、コア体収容空間GAの各空間に連通するEGRガスの流路を形成することができる。これにより、コア体を2つ(コア体22、23)に分けるのみで、2個のEGRクーラを用いる必要もなく、分岐したEGRガスの導入を可能としている。
(2) By using the
(3)EGRガスと冷却水との間で熱交換が活発に行われる場所が上流側のコア体22の上流側端部のみに存在するのではなく、複数の箇所に分散されるから、例えば、EGRガスクーラ装置10に供給するEGRガスの総量を従来よりも増大させることが可能となる。なお、EGRガスの総量を増大させない場合にはEGRガスクーラ装置10の小型化が可能となる。
(3) The place where heat exchange is actively performed between the EGR gas and the cooling water does not exist only at the upstream end portion of the
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係るEGRガスクーラ装置について図5に基づき説明する。
図5は第2の実施形態に係るEGRガスクーラ装置におけるチューブプレートとコア体の要部を示す斜視図である。
第2の実施形態のEGRガスクーラ装置は、チューブプレートの構成が異なるほかは第1の実施形態と共通するから、第1の実施形態と共通する要素については符号を共通して用いるほか、第1の実施形態における説明を援用して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, an EGR gas cooler apparatus according to a second embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing the main parts of the tube plate and the core body in the EGR gas cooler apparatus according to the second embodiment.
The EGR gas cooler apparatus of the second embodiment is common to the first embodiment except that the configuration of the tube plate is different. Therefore, the elements common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the first The description in the embodiment is incorporated and the description is omitted.
図5ではケースが図示されず省略されているが、折り曲げにより形成されているチューブプレート41はケース11内の空間部を、コア体収容空間GAと冷却水充填空間WAに区画する。
チューブプレート41の上流側端部及び下流側端部における冷却水充填空間WAはシール部材36、37に封止されている(図5では、下流側端部におけるシール部材37のみが図示される。)
このため、チューブプレート41の上流側端部及び下流側端部において、コア収容空間GAと冷却水充填空間WAが互いに干渉することはない。
Although the case is not shown in FIG. 5 and is omitted, the
The cooling water filling space WA at the upstream end and the downstream end of the
For this reason, the core housing space GA and the cooling water filling space WA do not interfere with each other at the upstream end and the downstream end of the
コア体収容空間GAには、上流側及び下流側のコア体22、23を形成する多数のコアチューブ24が配設されている。
上流側の複数のコアチューブ24が上流側のコア体22を形成し、下流側の複数のコアチューブ24が下流側のコア体23が形成している。
上流側のコア体22と下流側のコア体23の間には、コア体間空間部42が形成されている。
この実施形態では、コア体間空間部42に対応するチューブプレート41の部位に、コア体間空間部42を幅方向に拡張するように形成された凹部空間43が形成されている。
A large number of
A plurality of
Between the
In this embodiment, a recessed
凹部空間43は、チューブプレート41において、第1ケース部材12の開口部32を臨む側方から第2ケース部材13側へ向けて凹むように形成されている。
凹部空間43に面するチューブプレート41の各端面は閉塞されており、冷却水が凹部空間43を通じてコア体間空間部42に流入することはない。
この実施形態におけるチューブプレート41の凹部空間43は、コア体間空間部42を幅方向に拡張するほか、上下方向に障壁のないコア体間空間部42を形成する。
なお、図5における白抜矢印はEGRガスの流れを示し、網がけ領域はコアチューブ24においてEGRガスが通る領域(通路)を示している。
The recessed
Each end surface of the
In this embodiment, the recessed
The white arrow in FIG. 5 indicates the flow of EGR gas, and the shaded area indicates the area (passage) through which EGR gas passes in the
この実施形態によれば、コア体間空間部42に対応するチューブプレート41の部位に、コア体間空間部42を幅方向に拡張するように形成された凹部空間43が形成されているから、EGRガス分岐管30から導入されるEGRガスは、凹部空間43がない場合と比べて受ける抵抗が少なくなり、コア体間空間部42の奥(第2ケース部材13側)へ入りやすくなる。
According to this embodiment, the
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態に係るEGRガスクーラ装置について図6に基づき説明する。
この実施形態もディーゼルエンジンにおけるEGRが備えるEGRガスクーラ装置としている。
図6は第3の実施形態に係るEGRガスクーラ装置の分解斜視図である。
図6に示すEGRガスクーラ装置50は、断面略コ字状の第1ケース部材52と、平板状の第2ケース部材53により形成されるケースを有する。
ケース内には上流側のコア体57と、下流側のコア体58を収容するコア体収容空間が形成されている。
ケースの上流側端部にEGRガス管56と接続される上流側カバー54が装着されている。
この実施形態では、EGRガス管56と上流側カバー54はEGRガス導入通路を構成する。
また、ケースの下流側端部に下流側カバー55が取り付けられている。
上流側カバー54の分岐口54aには、EGRガス分岐管60の上流端が接続され、EGRガス分岐管60の下流端が第1ケース部材52に形成した開口部62に接続されている。
(Third embodiment)
Next, an EGR gas cooler apparatus according to a third embodiment will be described with reference to FIG.
This embodiment is also an EGR gas cooler device provided in EGR in a diesel engine.
FIG. 6 is an exploded perspective view of the EGR gas cooler apparatus according to the third embodiment.
The EGR gas
In the case, a core body accommodating space for accommodating the
An
In this embodiment, the
A
The upstream end of the EGR
ケース内に配置されるコア体57、58について説明すると、コア体57、58は扁平状のコアチューブ59を多数積層させることにより形成されている。
コアチューブ59は内部にEGRガスを通す通路が形成されているほか、コアチューブ59の表面及び裏面の周縁に沿うリブ59aが形成されている。
つまり、リブ59aの表面高さを基準とすると、コアチューブ59の表面及び裏面には、凹部59bが形成されていると言える。
コアチューブ59を積層させるとリブ59a同士が当接し、互いに積層されるコアチューブ59の間には、相対する上下の凹部59bによる空間部が形成される。
The
The
That is, when the surface height of the
When the
この空間部は冷却水を通す冷却水充填空間であり、コアチューブ59の一側面における表面寄り及び裏面寄りにはリブ59aの切欠きがそれぞれ2箇所形成されている。
複数のコアチューブ59が重なることにより、下側のコアチューブ59における表面寄りの切欠きと、上側のコアチューブ59における裏面寄りの切欠きが開口を形成し、この開口は冷却水充填空間の導入口63及び導出口64を形成する。
この実施形態では、上流側端部寄りの開口が導入口63であり、下流側端部寄りの開口が導出口64である。
各コアチューブ59の間毎に、冷却水充填空間と導入口63と導出口64とが形成されている。
なお、図6における白抜矢印はEGRガスの流れを示し、網がけ領域はコアチューブ59においてEGRガスが通る領域(通路)を示している。
This space portion is a cooling water filling space through which cooling water is passed, and two cutouts of
By overlapping the plurality of
In this embodiment, the opening near the upstream end is the
A cooling water filling space, an
6 indicate the flow of EGR gas, and the shaded region indicates a region (passage) through which EGR gas passes in the
上流側のコア体57及び下流側のコア体58が冷却水充填空間を有することから、第1ケース部材52は、上流側のコア体57における冷却水充填空間に対応する冷却水入口66及び冷却水出口67を有する。
同様に、第1ケース部材52は、下流側のコア体58における冷却水充填空間に対応する冷却水入口68及び冷却水出口69を有する。
つまり、この実施形態では、コア体57、58毎に冷却水を供給する冷却水用の配管が備えられることになる。
Since the
Similarly, the
That is, in this embodiment, piping for cooling water that supplies cooling water to each of the
ところで、上流側とコア体57と、下流側のコア体58の間には、コア体間空間部61が形成されている。
コア体間空間部61は、上流側のコア体57により熱交換されたEGRガスが導入されるほか、EGRガス分岐管60により導入されるEGRガスが導入される。
EGRガス分岐管60は、ケースの上流側における熱交換前のEGRガスの一部を通し、このEGRガスをコア体間空間部61へ導入する。
EGRガス分岐管60により導入されるEGRガスは、ケースの上流側である上流側カバー54においてEGRガス分岐管60に導入されているので熱交換が行われていないEGRガスである。
Meanwhile, an
In the inter-core
The EGR
The EGR gas introduced by the EGR
この実施形態によれば、コアチューブ59の積層により冷却水充填空間が形成されるEGRガスクーラ装置50であっても、上流側のコア体57における上流側端部付近での冷却水の沸騰を抑制することができるなど、第1の実施形態とほぼ同等の作用効果を奏する。
According to this embodiment, even in the EGR gas
なお、上記の第1〜第3の実施形態に係るEGRガスクーラ装置は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記した第1〜第3の実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。 The EGR gas cooler device according to the first to third embodiments described above shows an embodiment of the present invention, and the present invention is limited to the above-described first to third embodiments. Instead, various modifications are possible within the scope of the gist of the invention as described below.
○ 第1〜第3の実施形態では、内燃機関がディーゼルエンジンである場合について説明したが、内燃機関は、例えば、ガソリンエンジンでもあってもよく、内燃機関の種類は特に限定されない。
○ 第1〜第3の実施形態では、上流側のコア体と下流側のコア体が同きさに設定されたが、両コア体の大きさは自由に設定してもよい。また、上流側のコア体と下流側のコア体との間に形成されるコア体間空間部の容積や位置は、EGRガスクーラ装置の条件に応じて適宜設定してもよい。
○ 第1の実施形態では、EGRガス分岐管がEGRガス管の分岐口と接続されたが、分岐口をチャンバカバーや上流側カバーに設けてもよく、EGRガス分岐管を接続する分岐口は、少なくとも、上流側のコア体の上流側であって熱交換前のEGRガスを取り込むことができる領域、すなわち、EGRガス導入通路であれば自由に設けることができる。
○ 第3の実施形態では、コアチューブの一側面に冷却水充填空間と連通する導入口及び導出口を設けたが、例えば、一側面に導入口を設け、他側面に導出口を設けるようにしてもよい。また、コア体毎に導入口及び導出口の位置を異ならせてもよい。なお、導入口及び導出口の位置に対応させてケースに冷却水入口及び出口を設ける必要がある。
○ 第3の実施形態では、コアチューブにリブを設けることにより、コアチューブの表面及び裏面に凹部を形成したが、凹部は表面及び裏面のいずれか一方だけに形成するようにしてもよい。
In the first to third embodiments, the case where the internal combustion engine is a diesel engine has been described. However, the internal combustion engine may be, for example, a gasoline engine, and the type of the internal combustion engine is not particularly limited.
In the first to third embodiments, the upstream core body and the downstream core body are set to be the same, but the sizes of both core bodies may be set freely. In addition, the volume and position of the inter-core space formed between the upstream core body and the downstream core body may be set as appropriate according to the conditions of the EGR gas cooler device.
In the first embodiment, the EGR gas branch pipe is connected to the branch port of the EGR gas pipe, but the branch port may be provided in the chamber cover or the upstream cover, and the branch port connecting the EGR gas branch pipe is At least the region upstream of the upstream core body and capable of taking in the EGR gas before heat exchange, that is, the EGR gas introduction passage can be freely provided.
In the third embodiment, the inlet and outlet for communicating with the cooling water filling space are provided on one side of the core tube. For example, the inlet is provided on one side and the outlet is provided on the other side. May be. Moreover, you may vary the position of an inlet and an outlet for every core body. In addition, it is necessary to provide a cooling water inlet and outlet in the case corresponding to the positions of the inlet and outlet.
In the third embodiment, the recesses are formed on the front surface and the back surface of the core tube by providing ribs on the core tube. However, the recesses may be formed only on either the front surface or the back surface.
10、50 EGRガスクーラ装置
11 ケース
12、52 第1ケース部材
13、53 第2ケース部材
19、56 EGR管
21、41 チューブプレート
22、57 上流側のコア体
23、58 下流側のコア体
24、59 コアチューブ
25、42、61 コア体間空間部
26、66、68 冷却水入口
27 冷却水供給管
28、67、69 冷却水出口
29 冷却水排出管
30、60 EGRガス分岐管
32、62 開口部
33 バイパス管
43 凹部空間
GA コア体収容空間
WA 冷却水充填空間
10, 50 EGR gas
Claims (4)
複数の前記コア体が前記ケース内に直列状に配置され、
前記コア体間にコア体間空間部が形成され、
前記EGRガス導入通路における熱交換前の前記EGRガスの一部を通し、前記コア体間空間部へ導入するEGRガス分岐管が備えられたことを特徴とするEGRガスクーラ装置。 A core body having a plurality of core tubes for passing EGR gas of an internal combustion engine, a case for housing the core body, an EGR gas introduction passage for introducing the EGR gas to the upstream side of the case, and a casing provided in the case And an EGR gas cooler device having the cooling water filling space through which cooling water for cooling the core body flows,
A plurality of the core bodies are arranged in series in the case,
A space between the core bodies is formed between the core bodies,
An EGR gas cooler apparatus comprising an EGR gas branch pipe that passes through a part of the EGR gas before heat exchange in the EGR gas introduction passage and introduces the EGR gas into a space between the core bodies.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008007880A JP2009167933A (en) | 2008-01-17 | 2008-01-17 | Egr gas cooler |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012184681A (en) * | 2011-03-03 | 2012-09-27 | Yutaka Giken Co Ltd | Exhaust heat recovery device |
JP2013024109A (en) * | 2011-07-20 | 2013-02-04 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas cooling device |
-
2008
- 2008-01-17 JP JP2008007880A patent/JP2009167933A/en active Pending
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