JP2010112355A

JP2010112355A - Egr cooler

Info

Publication number: JP2010112355A
Application number: JP2008288077A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yano; 正明矢野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-11-10
Filing date: 2008-11-10
Publication date: 2010-05-20

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an EGR cooler suppressing local boiling of cooling water. SOLUTION: This EGR cooler 70 includes a casing 50 with EGR gas flowing from a gas inflow opening 40A formed in one end to a gas outflow opening 40B formed in the other end. The EGR cooler 70 also includes a cooling structure provided in the casing 50 to cool the EGR gas. The cooling structure is provided with a cooling water passage 53 forming a water cooling portion 90 cooling the EGR gas by engine cooling water, and a refrigerant portion 54 filled with a refrigerant having higher boiling point than the cooling water. The refrigerant portion 54 is provided on the side of the gas inflow opening 40A in the cooling structure. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は吸気系に再循環させる排気を冷却するＥＧＲクーラに関する。 The present invention relates to an EGR cooler that cools exhaust gas recirculated to an intake system.

内燃機関の排気に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を低減させるべく、排気の一部をインテークマニホールド等の吸気系に再循環させる排気再循環装置が広く知られている。
こうした排気再循環装置には、高温の排気を冷却した状態で吸気系に再循環させるためにＥＧＲクーラが設けられる。例えば特許文献１に記載のＥＧＲクーラでは、ＥＧＲガスが流れるケーシング内に機関の冷却水が流れる冷却水通路が設けられており、その冷却水通路の壁面を介して冷却水とＥＧＲガスとの熱交換を行うようにしている。
特開２００８‐１２１６５８号公報 2. Description of the Related Art An exhaust gas recirculation device that recirculates a part of exhaust gas to an intake system such as an intake manifold in order to reduce NOx (nitrogen oxide) contained in exhaust gas of an internal combustion engine is widely known.
Such an exhaust gas recirculation device is provided with an EGR cooler for recirculating hot exhaust gas to the intake system in a cooled state. For example, in the EGR cooler described in Patent Document 1, a cooling water passage through which engine cooling water flows is provided in a casing through which EGR gas flows, and heat between the cooling water and the EGR gas passes through the wall surface of the cooling water passage. I try to exchange.
JP 2008-121658 A

ところで、上記ケーシングにおいてＥＧＲガスが流入する流入口では、冷却がなされる前の高温の排気が流れ込むため、上記流入口近傍に設けられた冷却水通路内の冷却水が高温になりやすい。このような高温部位では、冷却水の温度が沸点を超えやすくなるため、冷却水が局部沸騰してしまうおそれがあり、この場合には、例えば、以下のような不都合等が生じる。 By the way, in the inlet into which the EGR gas flows in the casing, high-temperature exhaust before being cooled flows in, so that the cooling water in the cooling water passage provided near the inlet tends to become high temperature. In such a high temperature part, since the temperature of the cooling water easily exceeds the boiling point, there is a possibility that the cooling water will boil locally. In this case, for example, the following disadvantages occur.

まず、冷却水通路内の冷却水が沸騰すると、冷却水通路の内壁に接触する液相状態の冷却水が減少するため、ＥＧＲガスと冷却水との熱交換率が低下してしまうようになる。
また、機関の冷却水を循環させるポンプにも気泡が混入するようになるため、ポンプの効率が低下してしまう。また、冷却水の沸騰時に発生する音がＥＧＲクーラから放射音として増幅されることにより、比較的大きな異音が発生してしまうおそれもある。 First, when the cooling water in the cooling water passage boils, the cooling water in the liquid phase that contacts the inner wall of the cooling water passage decreases, so the heat exchange rate between the EGR gas and the cooling water decreases. .
Moreover, since the air bubbles are mixed into the pump that circulates the cooling water of the engine, the efficiency of the pump is lowered. Further, a sound generated when the cooling water boils is amplified as a radiated sound from the EGR cooler, so that a relatively large noise may be generated.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は冷却水の局部沸騰を抑えることのできるＥＧＲクーラを提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide the EGR cooler which can suppress the local boiling of a cooling water.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、一端に設けられるガス流入口から他端に設けられるガス流出口へとＥＧＲガスが流れるケーシングと、同ケーシングに設けられてＥＧＲガスを冷却する冷却構造体とを備えるＥＧＲクーラにおいて、冷却構造体には、機関の冷却水によりＥＧＲガスを冷却する水冷部と、冷却水よりも沸点の高い冷媒で満たされた冷媒部とが備えられており、冷媒部は、冷却構造体のガス流入口側に設けられていることをその要旨とする。 In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The invention according to claim 1 includes a casing through which EGR gas flows from a gas inlet provided at one end to a gas outlet provided at the other end, and a cooling structure provided in the casing for cooling the EGR gas. In the EGR cooler provided, the cooling structure includes a water cooling portion that cools the EGR gas with engine cooling water, and a refrigerant portion that is filled with a refrigerant having a boiling point higher than that of the cooling water. The gist is that it is provided on the gas inlet side of the cooling structure.

上記構成によれば、ガス流入口から流入した高温のＥＧＲガスが、まず、冷媒部で冷却されることによりガス温が低下され、そのように冷却された状態のＥＧＲガスが水冷部を通過するようになる。このように、水冷部を通過する前のＥＧＲガスの温度を低下させることができるようになるため、ＥＧＲガスが流入するガス流入口近傍での冷却水の局部沸騰を抑えることが可能となる。 According to the above configuration, the high-temperature EGR gas flowing in from the gas inlet is first cooled in the refrigerant portion to lower the gas temperature, and the EGR gas in such a cooled state passes through the water cooling portion. It becomes like this. Thus, since the temperature of the EGR gas before passing through the water cooling part can be lowered, it is possible to suppress local boiling of the cooling water near the gas inlet into which the EGR gas flows.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＥＧＲクーラにおいて、水冷部は、ケーシングのガス流入口側に設けられた冷却水導入部と、ケーシングのガス流出口側に設けられて冷却水が排出される冷却水排出部とを有し、冷媒部は、冷却水導入部を基準にして冷却水排出部から離間する側に設けられていることをその要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the EGR cooler according to the first aspect, the water cooling part is provided with a cooling water introduction part provided on the gas inlet side of the casing and a gas outlet side of the casing for cooling. The gist of the present invention is that the coolant portion is provided on the side away from the coolant discharge portion with reference to the coolant introduction portion.

上記構成によれば、冷却水導入部から流入した冷却水は、冷却水排出部に向かって流れるため、冷却水導入部を基準にして冷却水排出部から離間する側の部位は、冷却水の流量が低下しやすく、同冷却水の温度が高温になりやすい。この点、同構成によれば、そうした冷却水流量の低下しやすい部位、いわゆる淀み部に上記冷媒部が設けられるため、冷却水の局部沸騰をより好適に抑えることができるようになる。 According to the above configuration, the cooling water that has flowed in from the cooling water introduction part flows toward the cooling water discharge part. The flow rate tends to decrease and the temperature of the cooling water tends to be high. In this respect, according to the same configuration, since the refrigerant portion is provided in a portion where the flow rate of the cooling water tends to decrease, that is, a so-called stagnation portion, local boiling of the cooling water can be more suitably suppressed.

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のＥＧＲクーラにおいて、冷媒は、加圧された状態で冷媒部に封入されていることをその要旨とする。
上記構成によれば、冷媒部の冷媒が加圧された状態で封入されているため、冷媒の沸点をより高くすることができ、これによりＥＧＲガスによる冷媒の沸騰をより確実に抑えることが可能になる。 The gist of the invention according to claim 3 is that, in the EGR cooler according to claim 1 or 2, the refrigerant is sealed in the refrigerant portion in a pressurized state.
According to the above configuration, since the refrigerant in the refrigerant section is sealed in a pressurized state, the boiling point of the refrigerant can be further increased, and thereby, the boiling of the refrigerant due to EGR gas can be more reliably suppressed. become.

請求項４に記載の発明は、一端に設けられるガス流入口から他端に設けられるガス流出口へとＥＧＲガスが流れるケーシングと、同ケーシングに設けられてＥＧＲガスを冷却する冷却構造体とを備えるＥＧＲクーラにおいて、冷却構造体には、機関の冷却水によりＥＧＲガスを冷却する水冷部と、冷却水よりも沸点の低い冷媒が気相及び液相の状態で封入された冷媒部とが備えられており、冷媒部は、冷却構造体のガス流入口側にあって水冷部と接触した状態で設けられていることをその要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a casing through which EGR gas flows from a gas inlet provided at one end to a gas outlet provided at the other end, and a cooling structure provided in the casing for cooling the EGR gas. In the EGR cooler provided, the cooling structure includes a water cooling unit that cools the EGR gas with engine cooling water, and a refrigerant unit in which a refrigerant having a boiling point lower than that of the cooling water is sealed in a gas phase and a liquid phase. The gist of the present invention is that the refrigerant part is provided on the gas inlet side of the cooling structure and in contact with the water cooling part.

上記構成によれば、ガス流入口から流入した高温のＥＧＲガスによって冷媒部の冷媒は容易に気化され、その気化熱により、同冷媒部に接触した状態で設けられる水冷部内の冷却水が冷却される。従って、同構成によっても、ＥＧＲガスが流入するガス流入口近傍での冷却水の局部沸騰を抑えることが可能となる。 According to the above configuration, the refrigerant in the refrigerant part is easily vaporized by the high-temperature EGR gas flowing in from the gas inlet, and the cooling water in the water cooling part provided in contact with the refrigerant part is cooled by the heat of vaporization. The Therefore, even with this configuration, it is possible to suppress local boiling of the cooling water near the gas inlet into which the EGR gas flows.

また、同構成においては、冷媒部内の冷媒が気相及び液相の状態で封入されている。そのため、高温のＥＧＲガスによって気化された冷媒は、冷媒部に接触した状態で設けられる水冷部内の冷却水によって冷却され、再び液相に戻るようになる。従って、冷媒の気化熱を利用した冷却水の冷却サイクルを繰り返し行うことも可能になる。 Moreover, in the same structure, the refrigerant | coolant in a refrigerant | coolant part is enclosed with the state of a gaseous phase and a liquid phase. Therefore, the refrigerant vaporized by the high-temperature EGR gas is cooled by the cooling water in the water cooling part provided in contact with the refrigerant part, and returns to the liquid phase again. Therefore, it is possible to repeatedly perform the cooling cycle of the cooling water using the heat of vaporization of the refrigerant.

また、ガス流入口から流入した高温のＥＧＲガスを冷媒の気化熱で冷却することも可能になる。
なお、同構成において冷媒を気相及び液相の状態で冷媒部に封入するには、冷媒部の内部容量よりも少ない量の液相状態の冷媒を同冷媒部に封入すればよい。このようにすることで、冷媒部の内圧が冷媒の飽和蒸気圧に達するまで液相状態の冷媒は気化するため、同冷媒部内に気相状態の冷媒と液相状態の冷媒とを混在させることができる。また、ガス流入口側に液相の冷媒が、ガス流出口側に気相の冷媒がそれぞれ集まるように、ＥＧＲクーラの取り付け方向を設定する（例えばガス流入口側が重力方向下方を向くように設定する）ことにより、上記冷却サイクルを好適に繰り返すことができる。また、冷媒が気化すると冷媒部内の圧力が高くなって同冷媒の沸点が上昇し、上述したような気化熱による冷却効果が低下してしまうため、冷媒部内の内圧は可能な範囲で低くしておくことが望ましい。 It is also possible to cool the high-temperature EGR gas flowing in from the gas inlet with the heat of vaporization of the refrigerant.
In order to enclose the refrigerant in the gas phase and the liquid phase in the refrigerant part in the same configuration, a liquid phase state refrigerant having a smaller amount than the internal capacity of the refrigerant part may be enclosed in the refrigerant part. By doing so, since the refrigerant in the liquid phase is vaporized until the internal pressure of the refrigerant reaches the saturated vapor pressure of the refrigerant, the refrigerant in the gas phase and the refrigerant in the liquid phase are mixed in the refrigerant. Can do. Also, set the mounting direction of the EGR cooler so that the liquid phase refrigerant gathers on the gas inlet side and the gas phase refrigerant gathers on the gas outlet side (for example, the gas inlet side faces downward in the direction of gravity) The cooling cycle can be suitably repeated. In addition, when the refrigerant is vaporized, the pressure in the refrigerant part increases and the boiling point of the refrigerant rises, and the cooling effect due to the heat of vaporization as described above is reduced. Therefore, the internal pressure in the refrigerant part is made as low as possible. It is desirable to keep it.

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のＥＧＲクーラにおいて、水冷部は、ケーシングのガス流入口側に設けられた冷却水導入部と、ケーシングのガス流出口側に設けられて冷却水が排出される冷却水排出部とを有し、冷媒部は、冷却水導入部及び前記冷却水排出部から離間した位置に設けられていることをその要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the EGR cooler according to the fourth aspect of the present invention, the water cooling part is provided with a cooling water introduction part provided on the gas inlet side of the casing and a gas outlet side of the casing for cooling. It has a cooling water discharge part from which water is discharged, and the refrigerant part is provided at a position spaced apart from the cooling water introduction part and the cooling water discharge part.

上記構成によれば、冷却水導入部から流入した冷却水は、冷却水排出部に向かって流れるため、冷却水導入部近傍や冷却水排出部近傍においては冷却水の流量が多くなるものの、それら冷却水導入部及び冷却水排出部から離間した位置では、冷却水の流量が低下しやすく、同冷却水の温度が高温になりやすい。この点、同構成によれば、そうした冷却水流量の低下しやすい部位、いわゆる淀み部に上記冷媒部が設けられるため、冷却水の局部沸騰をより好適に抑えることができるようになる。 According to the above configuration, since the cooling water flowing in from the cooling water introduction part flows toward the cooling water discharge part, the flow rate of the cooling water increases in the vicinity of the cooling water introduction part and the cooling water discharge part. At a position away from the cooling water introduction part and the cooling water discharge part, the flow rate of the cooling water tends to decrease, and the temperature of the cooling water tends to be high. In this respect, according to the same configuration, since the refrigerant portion is provided in a portion where the flow rate of the cooling water tends to decrease, that is, a so-called stagnation portion, local boiling of the cooling water can be more suitably suppressed.

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図１に、本実施形態における排気再循環装置が適用されたディーゼルエンジン（以下、単にエンジンと称する）の全体構成を示す。同図１に示すように、本実施形態におけるエンジンは、吸気通路１０、燃焼室２０、そして排気通路３０を備えている。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows an overall configuration of a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) to which the exhaust gas recirculation apparatus according to the present embodiment is applied. As shown in FIG. 1, the engine in the present embodiment includes an intake passage 10, a combustion chamber 20, and an exhaust passage 30.

吸気通路１０の一部を構成する吸気管１２には、エンジンの吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ１１が配設されている。さらに、吸気管１２にあってスロットルバルブ１１の下流側は、吸気脈動等を抑制するためのサージタンク１４が一体に形成された樹脂製の吸気マニホールド１３に接続されている。この吸気マニホールド１３は、サージタンク１４の上流側（吸気管１２との接続側）に１本の管を、サージタンク１４の下流側に複数の管をそれぞれ備えている。そして、吸気マニホールド１３にあってサージタンク１４の上流側に備えられた１本の管に吸気管１２が接続されており、サージタンク１４の下流側に備えられた複数の管はエンジンのシリンダヘッドに形成された複数の吸気ポート１５にそれぞれ接続されている。そして、各吸気ポート１５は各気筒の燃焼室２０に連通されている。こうして吸気上流側から各気筒の燃焼室２０へと順に接続される吸気管１２、吸気マニホールド１３、及び吸気ポート１５にて、エンジンの吸気系である吸気通路１０が構成されている。 A throttle valve 11 for adjusting the intake air amount of the engine is disposed in an intake pipe 12 constituting a part of the intake passage 10. Further, the downstream side of the throttle valve 11 in the intake pipe 12 is connected to a resin intake manifold 13 integrally formed with a surge tank 14 for suppressing intake pulsation and the like. The intake manifold 13 includes a single pipe on the upstream side of the surge tank 14 (on the connection side with the intake pipe 12), and a plurality of pipes on the downstream side of the surge tank 14. The intake pipe 12 is connected to one pipe provided on the upstream side of the surge tank 14 in the intake manifold 13, and a plurality of pipes provided on the downstream side of the surge tank 14 serve as cylinder heads of the engine. Are connected to a plurality of intake ports 15 formed respectively. Each intake port 15 communicates with the combustion chamber 20 of each cylinder. In this way, the intake pipe 12, the intake manifold 13, and the intake port 15 that are sequentially connected from the intake upstream side to the combustion chamber 20 of each cylinder constitute an intake passage 10 that is an intake system of the engine.

一方、同図１に示されるように、各気筒の燃焼室２０は、シリンダヘッドにあって各気筒に対応して複数形成された排気ポート３１にそれぞれ連通されており、同排気ポート３１の排気下流側には排気マニホールド３２が接続されている。この排気マニホールド３２は、その排気上流側（排気ポート３１との接続側）に複数の管を、その排気下流側に１本の集合管をそれぞれ備えている。そして、排気ポート３１は、排気マニホールド３２の上記複数の管及び上記集合管を介して排気管３３に連通されている。この排気管３３には、排気を浄化するための排気浄化触媒３４ａが設けられている。こうして各気筒の燃焼室２０から排気下流側へと順に接続される排気ポート３１、排気マニホールド３２、及び排気管３３にて、エンジンの排気系である排気通路３０が構成されている。 On the other hand, as shown in FIG. 1, the combustion chamber 20 of each cylinder communicates with an exhaust port 31 formed in the cylinder head and corresponding to each cylinder. An exhaust manifold 32 is connected to the downstream side. The exhaust manifold 32 includes a plurality of pipes on the exhaust upstream side (connection side to the exhaust port 31) and a collecting pipe on the exhaust downstream side. The exhaust port 31 communicates with the exhaust pipe 33 through the plurality of pipes of the exhaust manifold 32 and the collecting pipe. The exhaust pipe 33 is provided with an exhaust purification catalyst 34a for purifying exhaust. Thus, the exhaust port 31, the exhaust manifold 32, and the exhaust pipe 33 that are sequentially connected from the combustion chamber 20 to the exhaust downstream side of each cylinder constitute an exhaust passage 30 that is an exhaust system of the engine.

さらに、本実施形態のエンジンには、排気の一部を吸気系に再循環させる排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置と称する）が設けられている。ＥＧＲ装置について以下に詳しく説明する。 Further, the engine of the present embodiment is provided with an exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as an EGR device) that recirculates a part of the exhaust gas to the intake system. The EGR device will be described in detail below.

ＥＧＲ装置は、同図１に示されるように、上記排気通路３０内を流れる排気の一部（以下ＥＧＲガスと称する）を吸気通路１０に導入するべく設けられるＥＧＲ通路４０を備えている。詳しくは、このＥＧＲ通路４０は、排気管３３にあって排気浄化触媒３４ａの排気下流側と、サージタンク１４とが連通されるように配設されている。 As shown in FIG. 1, the EGR device includes an EGR passage 40 provided to introduce a part of the exhaust gas (hereinafter referred to as EGR gas) flowing through the exhaust passage 30 into the intake passage 10. Specifically, the EGR passage 40 is arranged in the exhaust pipe 33 so that the exhaust downstream side of the exhaust purification catalyst 34a and the surge tank 14 communicate with each other.

加えて、ＥＧＲ通路４０の途中には、同ＥＧＲ通路４０内を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ７０（同図１の右方）が備えられている。このＥＧＲクーラ７０は、外筒を構成するとともにその内部に冷却水通路が設けられたケーシング５０、同ケーシング５０に接続された冷却水導入路８１及び冷却水排出路８２等で構成されている。そして、ケーシング５０内の冷却水通路には、冷却水導入路８１を介して機関の冷却水が導入されるとともに、冷却水排出路８２を介して機関の冷却水が排出される。こうした冷却水の循環はウォータポンプにより行われる。 In addition, an EGR cooler 70 (on the right side of FIG. 1) for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 40 is provided in the middle of the EGR passage 40. The EGR cooler 70 includes an outer cylinder and a casing 50 in which a cooling water passage is provided, a cooling water introduction passage 81 connected to the casing 50, a cooling water discharge passage 82, and the like. Engine cooling water is introduced into the cooling water passage in the casing 50 via the cooling water introduction passage 81, and engine cooling water is discharged via the cooling water discharge passage 82. Such circulation of the cooling water is performed by a water pump.

上述のように冷却水通路内を循環する冷却水とＥＧＲガスとの熱交換を行わせることにより、ＥＧＲクーラ７０によるＥＧＲガスの冷却が行われる。こうしたＥＧＲクーラ７０の構造については、後に詳しく説明することとする。 As described above, the EGR gas is cooled by the EGR cooler 70 by performing heat exchange between the cooling water circulating in the cooling water passage and the EGR gas. The structure of the EGR cooler 70 will be described in detail later.

また、ＥＧＲ通路４０にあってＥＧＲクーラ７０の排気下流側には、吸気通路１０内に導入されるＥＧＲガスの量を調整するためのＥＧＲバルブ７５が備えられている。
このＥＧＲバルブ７５は、電子制御装置６０によってその駆動が制御されている。この電子制御装置６０は、各種の演算処理を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）、制御用のプログラムやデータの記憶されたリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等が一時的に記憶されるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び外部との信号の送受にかかる入出力ポート（Ｉ／Ｏ）とを備えて構成されている。 Further, an EGR valve 75 for adjusting the amount of EGR gas introduced into the intake passage 10 is provided in the EGR passage 40 on the exhaust downstream side of the EGR cooler 70.
The driving of the EGR valve 75 is controlled by the electronic control unit 60. The electronic control unit 60 temporarily stores a central processing unit (CPU) that performs various types of arithmetic processing, a read-only memory (ROM) that stores control programs and data, and CPU arithmetic results. A random access memory (RAM) and an input / output port (I / O) for transmitting / receiving signals to / from the outside are provided.

そして、電子制御装置６０には、機関冷却水温ＴＨＷを検出する水温センサ６１、機関回転速度ＮＥを検出する回転速度センサ６２、エンジンの吸入空気量ＧＡ及びその吸気温ＴＨＡを検出するエアフロメータ６３等が接続されている。 The electronic control unit 60 includes a water temperature sensor 61 that detects the engine cooling water temperature THW, a rotation speed sensor 62 that detects the engine rotation speed NE, an intake air amount GA of the engine, an air flow meter 63 that detects the intake air temperature THA, and the like. Is connected.

電子制御装置６０は、こうした機関冷却水温ＴＨＷ、機関回転速度ＮＥ、吸入空気量ＧＡ及び吸気温ＴＨＡ等の機関運転状態に基づいてＥＧＲバルブ７５の開度制御を行うことにより、吸気通路１０に導入されるＥＧＲガスの量が制御される。こうしたＥＧＲ制御を実行されることにより、機関運転状態に応じた最適な量の排気が再循環される。 The electronic control unit 60 is introduced into the intake passage 10 by controlling the opening degree of the EGR valve 75 based on the engine operating state such as the engine cooling water temperature THW, the engine rotational speed NE, the intake air amount GA, and the intake air temperature THA. The amount of EGR gas to be controlled is controlled. By executing such EGR control, the optimum amount of exhaust gas according to the engine operating state is recirculated.

ところで、上記ケーシング５０においてＥＧＲガスが流入する流入口（図１における下方側）では、冷却がなされる前の高温の排気が流れ込むため、流入口近傍に設けられた冷却水通路内の冷却水が高温になりやすい。このような高温部位では、冷却水の温度が沸点を超えやすくなるため、冷却水が局部沸騰してしまうおそれがあり、この場合には、例えば、以下のような不都合等が生じる。 By the way, in the inflow port (lower side in FIG. 1) into which the EGR gas flows in the casing 50, high-temperature exhaust before cooling flows in, so that the cooling water in the cooling water passage provided near the inflow port It tends to be hot. In such a high temperature part, since the temperature of the cooling water easily exceeds the boiling point, there is a possibility that the cooling water will boil locally. In this case, for example, the following disadvantages occur.

まず、冷却水通路内の冷却水が沸騰すると、冷却水通路の内壁に接触する液相状態の冷却水が減少するため、ＥＧＲガスと冷却水との熱交換率が低下してしまうようになる。
また、機関の冷却水を循環させるポンプにも気泡が混入するようになるため、ポンプの効率が低下してしまう。また、冷却水の沸騰時に発生する音がＥＧＲクーラ７０から放射音として増幅されることにより、比較的大きな異音が発生してしまうおそれもある。 First, when the cooling water in the cooling water passage boils, the cooling water in the liquid phase that contacts the inner wall of the cooling water passage decreases, so the heat exchange rate between the EGR gas and the cooling water decreases. .
Moreover, since the air bubbles are mixed into the pump that circulates the cooling water of the engine, the efficiency of the pump is lowered. In addition, a noise generated when the cooling water is boiled is amplified as a radiated sound from the EGR cooler 70, so that a relatively large noise may be generated.

そこで、本実施形態においては、ＥＧＲクーラ７０内に後述する冷媒部を設けることにより、上述したような冷却水の局部沸騰を抑えるようにしている。以下、上記冷媒部を備えたＥＧＲクーラ７０の構造について、図２〜図４を参照して詳しく説明する。 Therefore, in the present embodiment, the refrigerant portion described later is provided in the EGR cooler 70 to suppress the local boiling of the cooling water as described above. Hereinafter, the structure of the EGR cooler 70 including the refrigerant part will be described in detail with reference to FIGS.

図２に、ＥＧＲクーラ７０の断面図（排気の流れ方向における断面図）を示す。そして、図３（ａ）、図３（ｂ）、及び図３（ｃ）に、図２に示したＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、及びＣ−Ｃ線における断面図をそれぞれ示す。 FIG. 2 shows a cross-sectional view (cross-sectional view in the exhaust flow direction) of the EGR cooler 70. FIGS. 3A, 3B, and 3C are cross-sectional views taken along lines AA, BB, and CC shown in FIG. 2, respectively.

図２に示すように、ＥＧＲクーラ７０のケーシング５０は、同図２の上下方向における両端部が開口する中空状の直方体をなす胴体部５１を有している。また、胴体部５１における上記両端部には、直方体の部位から遠ざかるほど、断面が縮小するように形成されたテーパ部５１ａがそれぞれ設けられている。これらテーパ部５１ａにあって断面が縮小された側の各端部は、上記ＥＧＲ通路４０にそれぞれ接続されている。より詳細には、図２において胴体部５１の下方に位置するテーパ部５１ａの端部は、排気通路３０側に接続されたＥＧＲ通路４０が接続されており、この端部はガス流入口４０Ａとなっている。また、図２において胴体部５１の上方に位置するテーパ部５１ａの端部は、サージタンク１４側に接続されたＥＧＲ通路４０が接続されており、この端部はガス流出口４０Ｂとなっている。 As shown in FIG. 2, the casing 50 of the EGR cooler 70 has a body 51 that forms a hollow rectangular parallelepiped with both ends in the vertical direction in FIG. 2 opening. Moreover, the both ends of the body part 51 are respectively provided with tapered parts 51a formed so that the cross-section is reduced as the distance from the rectangular parallelepiped part increases. Each end portion of the tapered portion 51a on the side whose cross section is reduced is connected to the EGR passage 40, respectively. More specifically, in FIG. 2, an end portion of the tapered portion 51a located below the body portion 51 is connected to an EGR passage 40 connected to the exhaust passage 30 side, and this end portion is connected to the gas inlet 40A. It has become. In addition, an EGR passage 40 connected to the surge tank 14 side is connected to an end portion of the tapered portion 51a located above the body portion 51 in FIG. 2, and this end portion serves as a gas outlet 40B. .

また、ケーシング５０には、胴体部５１の外周に沿って冷却水が流れる冷却水路８０が設けられている。詳しくは、図３（ａ）、図３（ｂ）、及び図３（ｃ）等に示すように、冷却水路８０は、胴体部５１の外壁面と、同外壁面に対して略等間隔をなして胴体部５１の外周を包囲する側面８０ａと、同側面８０ａにあって先の図２の上下方向における両端部から、胴体部５１の外壁に対して略垂直方向に延伸されて形成される端面８０ｂとで区画形成されている。 The casing 50 is provided with a cooling water passage 80 through which cooling water flows along the outer periphery of the body portion 51. Specifically, as shown in FIGS. 3 (a), 3 (b), 3 (c), etc., the cooling water channel 80 is substantially equidistant from the outer wall surface of the body portion 51 and the outer wall surface. A side surface 80a that surrounds the outer periphery of the body part 51, and the side surface 80a that extends from both ends in the up-down direction of FIG. 2 in a direction substantially perpendicular to the outer wall of the body part 51. A partition is formed by the end face 80b.

こうした冷却水路８０には、上述したように、側面８０ａを貫通して同冷却水路８０内に開口するように、冷却水導入路８１（図２の右方）及び冷却水排出路８２（同図２の左方）が設けられている。より詳しくは、冷却水路８０において、冷却水導入路８１は、ケーシング５０のガス流入口４０Ａ側に設けられており、冷却水排出路８２は、ケーシング５０のガス流出口４０Ｂ側に設けられている。そして、冷却水導入路８１及び冷却水排出路８２は、同図２に示されるように、胴体部５１を介して互いに離間した位置に設けられている。こうした冷却水導入路８１及び冷却水排出路８２にあって、冷却水路８０内に開口する部位を、以下では、それぞれ冷却水導入部８１ａ及び冷却水排出部８２ａという。 In such a cooling water channel 80, as described above, the cooling water introduction channel 81 (right side in FIG. 2) and the cooling water discharge channel 82 (FIG. 2) pass through the side surface 80a and open into the cooling water channel 80. 2 on the left). More specifically, in the cooling water passage 80, the cooling water introduction passage 81 is provided on the gas inlet 40A side of the casing 50, and the cooling water discharge passage 82 is provided on the gas outlet 40B side of the casing 50. . The cooling water introduction path 81 and the cooling water discharge path 82 are provided at positions separated from each other via the body portion 51 as shown in FIG. In the cooling water introduction path 81 and the cooling water discharge path 82, the portions that open into the cooling water path 80 are hereinafter referred to as a cooling water introduction part 81a and a cooling water discharge part 82a, respectively.

そして、冷却水路８０内には、機関の冷却水の一部が冷却水導入路８１を介して供給される。そして、冷却水路８０内の冷却水は、冷却水排出路８２を介してＥＧＲクーラ７０の外部に排出される。 A part of the engine cooling water is supplied into the cooling water passage 80 via the cooling water introduction passage 81. Then, the cooling water in the cooling water passage 80 is discharged to the outside of the EGR cooler 70 through the cooling water discharge passage 82.

図２等に示すように、ＥＧＲクーラ７０の胴体部５１内には、冷却水で内部が満たされる冷却水通路５３が複数設けられている。冷却水通路５３は、互いに平行に設けられた２枚の平面板状の側面５３ａと、それら２枚の側面５３ａにあってガス流入口４０Ａ側の端部やガス流出口４０Ｂ側の端部をそれぞれ閉塞する端面５３ｂとで構成されている。そして、図２の紙面に対して垂直方向にあって、上記側面５３ａ及び端面５３ｂにて囲まれていない冷却水通路５３の両端は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）の上下方向に示すように、開口する端部５３ｃとされており、これにより冷却水通路５３は中空状の直方体をなしている。 As shown in FIG. 2 and the like, a plurality of cooling water passages 53 that are filled with cooling water are provided in the body portion 51 of the EGR cooler 70. The cooling water passage 53 includes two flat plate-like side surfaces 53a provided in parallel to each other, and an end on the gas inlet 40A side and an end on the gas outlet 40B side on the two side surfaces 53a. It is comprised by the end surface 53b which each obstruct | occludes. Then, both ends of the cooling water passage 53 that are perpendicular to the paper surface of FIG. 2 and are not surrounded by the side surface 53a and the end surface 53b are in the vertical direction of FIGS. 3 (b) and 3 (c). As shown, the end portion 53c is opened, and the cooling water passage 53 thus forms a hollow rectangular parallelepiped.

こうした冷却水通路５３は、図２に示すように、その側面５３ａがケーシング５０の胴体部５１の外壁と平行となるように、また、その端面５３ｂは側面５３ａに対して垂直になるように配設されている。また、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、冷却水通路５３の上記端部５３ｃは、冷却水路８０内に開口するように、ケーシング５０における胴体部５１の外周壁をそれぞれ貫通して固定されている。これにより冷却水通路５３は冷却水路８０と連通され、冷却水通路５３と冷却水路８０との間で冷却水が流通される。 As shown in FIG. 2, the cooling water passage 53 is arranged such that its side surface 53a is parallel to the outer wall of the body portion 51 of the casing 50, and its end surface 53b is perpendicular to the side surface 53a. It is installed. Further, as shown in FIGS. 3B and 3C, the end portion 53 c of the cooling water passage 53 is formed on the outer peripheral wall of the body portion 51 in the casing 50 so as to open into the cooling water passage 80. It is fixed through. Thereby, the cooling water passage 53 is communicated with the cooling water passage 80, and the cooling water is circulated between the cooling water passage 53 and the cooling water passage 80.

なお、図２等では、こうした冷却水通路５３が胴体部５１内にあって互いに平行かつ略等間隔をなすように３つ配設されている状態を示しているが、実際にはより多くの冷却水通路５３が配設されている。そして、同図２に示すように、本実施形態において、冷却水通路５３は、ケーシング５０のガス流入口４０Ａに対して距離Ｌｐだけ離間した位置からガス流出口４０Ｂの近傍にまでそれぞれ延設されている（図２に示す範囲Ｄ）。こうした冷却水通路５３、冷却水路８０、冷却水導入部８１ａ及び冷却水排出部８２ａとで水冷部９０が構成されている。なお、上記距離Ｌｐについては後述する。 2 and the like show a state in which three such cooling water passages 53 are arranged in the body portion 51 so as to be parallel to each other and at substantially equal intervals. A cooling water passage 53 is provided. As shown in FIG. 2, in this embodiment, the cooling water passage 53 extends from a position separated by a distance Lp from the gas inlet 40 A of the casing 50 to the vicinity of the gas outlet 40 B. (Range D shown in FIG. 2). The cooling water passage 53, the cooling water passage 80, the cooling water introduction part 81a, and the cooling water discharge part 82a constitute a water cooling part 90. The distance Lp will be described later.

上述した水冷部９０において冷却水が流れる態様は以下の通りである。
図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、まず、冷却水は冷却水導入路８１を介して冷却水路８０内に導入される。冷却水路８０内に導入された冷却水は、上記冷却水通路５３の各端部５３ｃを介して冷却水通路５３内に流入する。そして、冷却水通路５３内の冷却水は、上記各端部５３ｃを介して冷却水路８０内に流出した後、冷却水排出路８２を介してＥＧＲクーラ７０の外に排出される。 A mode in which the cooling water flows in the water cooling unit 90 described above is as follows.
As shown in FIGS. 3B and 3C, first, the cooling water is introduced into the cooling water passage 80 via the cooling water introduction passage 81. The cooling water introduced into the cooling water passage 80 flows into the cooling water passage 53 via the end portions 53 c of the cooling water passage 53. Then, the cooling water in the cooling water passage 53 flows out into the cooling water passage 80 through the end portions 53c, and is then discharged out of the EGR cooler 70 through the cooling water discharge passage 82.

また、本実施形態におけるＥＧＲクーラ７０の胴体部５１内には、機関冷却水よりも沸点の高い冷媒で満たされた冷媒部５４が設けられている。
先の図２等に示すように、冷媒部５４は、互いに平行に設けられた２枚の平面板状の側面５４ａと、それら２枚の側面５４ａにあってガス流入口４０Ａ側の端部やガス流出口４０Ｂ側の端部をそれぞれ閉塞する端面５４ｂとで構成されている。 Further, in the body part 51 of the EGR cooler 70 in the present embodiment, a refrigerant part 54 filled with a refrigerant having a boiling point higher than that of the engine cooling water is provided.
As shown in FIG. 2 and the like, the refrigerant portion 54 includes two flat plate-like side surfaces 54a provided in parallel to each other, and an end portion on the gas inlet 40A side on the two side surfaces 54a. It is comprised by the end surface 54b which each obstruct | occludes the edge part by the side of the gas outflow port 40B.

さらに、冷媒部５４は、その側面５４ａがＥＧＲクーラ７０の胴体部５１の外壁と平行となるように、また、その端面５４ｂは側面５４ａに対して垂直となるように配設されている。そして、図３（ａ）及び図３（ｂ）の上下方向に示すように、上記側面５４ａ及び端面５４ｂにて囲まれていない冷媒部５４の両端部は、ケーシング５０の胴体部５１の内周面に当接した状態で固定されており、これにより閉塞された端部５４ｃをなしている。こうした構成により、冷媒部５４は、側面５４ａ、端面５４ｂ、及び胴体部５１の内周面で密閉されており、冷却水路８０及び冷却水通路５３に対して隔絶して固定されている。 Further, the refrigerant portion 54 is disposed so that the side surface 54a thereof is parallel to the outer wall of the body portion 51 of the EGR cooler 70, and the end surface 54b thereof is perpendicular to the side surface 54a. 3A and 3B, both ends of the refrigerant part 54 not surrounded by the side face 54a and the end face 54b are the inner periphery of the body part 51 of the casing 50. It is fixed in a state of being in contact with the surface, thereby forming a closed end portion 54c. With such a configuration, the refrigerant portion 54 is hermetically sealed at the side surface 54 a, the end surface 54 b, and the inner peripheral surface of the body portion 51, and is isolated and fixed to the cooling water passage 80 and the cooling water passage 53.

そして冷媒部５４の内部には、冷却水よりも沸点の高い冷媒が大気圧よりも加圧された状態にて封入されている。ちなみに、そうした冷媒としては、ＥＧＲクーラ７０に導入された直後のＥＧＲガスの温度でも沸騰しない様な冷媒、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、シリコンオイル等を採用することができる。 And inside the refrigerant | coolant part 54, the refrigerant | coolant whose boiling point is higher than cooling water is enclosed in the state pressurized more than atmospheric pressure. Incidentally, as such a refrigerant, a refrigerant that does not boil even at the temperature of the EGR gas immediately after being introduced into the EGR cooler 70, such as ethylene glycol, diethylene glycol, silicon oil, or the like can be used.

また、図２等では、こうした冷媒部５４が胴体部５１内にあって互いに平行かつ略等間隔をなすように３つ配設されている状態を示しているが、実際にはより多くの冷媒部５４が配設されている。そして、同図２に示すように、本実施形態において、冷媒部５４は、ケーシング５０のガス流入口４０Ａの近傍から同ガス流入口４０Ａとガス流出口４０Ｂとの略中間位置まで延設されている（図２に示す範囲Ｅ）。なお、上述した冷却水通路５３を含む水冷部９０と、この冷媒部５４とでＥＧＲクーラ７０における上記冷却構造体が構成されている。 2 and the like show a state in which three such refrigerant portions 54 are arranged in the body portion 51 so as to be parallel to each other and at substantially equal intervals. A portion 54 is provided. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the refrigerant portion 54 extends from the vicinity of the gas inlet 40A of the casing 50 to a substantially intermediate position between the gas inlet 40A and the gas outlet 40B. (Range E shown in FIG. 2). The water cooling unit 90 including the cooling water passage 53 and the refrigerant unit 54 constitute the cooling structure in the EGR cooler 70.

そして、上記冷却水通路５３と冷媒部５４とは、互いに平行かつ略等間隔をなすように交互にそれぞれ配設されている。より詳細には、冷媒部５４にあってガス流入口４０Ａ側の端面５４ｂは、冷却水通路５３にあってガス流入口４０Ａ側の端面５３ｂよりも同ガス流入口４０Ａ側に近づくように延設して設けられている。また、冷却水通路５３にあってガス流出口４０Ｂ側の端面５３ｂは、冷媒部５４にあってガス流出口４０Ｂ側の端面５４ｂよりも同ガス流出口４０Ｂ側に近づくように延設して設けられている。これにより、冷媒部５４にあって排気上流側の部位は、冷却水通路５３等で構成される水冷部９０に対向しておらず、冷媒部５４にあって排気中流部から下流側にかけての部位が、冷却水通路５３等で構成される水冷部９０に対向している。このように冷媒部５４は、上記冷却構造体にあってガス流入口４０Ａ側に偏って設けられており、特に、冷却水導入路８１の上記冷却水導入部８１ａを基準にして上記冷却水排出部８２ａから離間する側に少なくとも冷媒部５４が形成されるように同冷媒部５４は設けられている。 The cooling water passages 53 and the refrigerant portions 54 are alternately arranged so as to be parallel to each other and at substantially equal intervals. More specifically, the end surface 54b on the gas inlet 40A side in the refrigerant portion 54 extends in the cooling water passage 53 so as to be closer to the gas inlet 40A side than the end surface 53b on the gas inlet 40A side. Is provided. Further, the end surface 53b on the gas outlet 40B side in the cooling water passage 53 is provided so as to extend closer to the gas outlet 40B side than the end surface 54b on the gas outlet 40B side in the refrigerant section 54. It has been. As a result, the site upstream of the exhaust in the refrigerant unit 54 does not face the water cooling unit 90 configured by the cooling water passage 53 or the like, but the site in the refrigerant 54 from the midstream of the exhaust to the downstream side. Is opposed to the water-cooling section 90 constituted by the cooling water passage 53 and the like. As described above, the refrigerant part 54 is provided in the cooling structure so as to be biased toward the gas inlet 40A. In particular, the cooling water discharge is performed with reference to the cooling water introduction part 81a of the cooling water introduction path 81. The refrigerant part 54 is provided so that at least the refrigerant part 54 is formed on the side away from the part 82a.

また、ケーシング５０の胴体部５１内にあって、上記冷却水通路５３及び冷媒部５４の間には、ＥＧＲガスが接触するフィン５２が設けられている。図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、このフィン５２は波板形状をなしている。そして、フィン５２は、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）、そして図３（ｃ）に示すように、隣り合う冷却水通路５３と冷媒部５４との間を始め、同図２の右方に示すような冷却水通路５３と胴体部５１の内周面との間や、同図２の左方に示すような冷媒部５４と胴体部５１の内周面との間にもそれぞれ配設される。また、これら各フィン５２は、図２に示すように、冷却水通路５３や冷媒部５４の外周壁に沿うようにして胴体部５１の直方体部全長に渡って延設されている。 In addition, fins 52 in contact with the EGR gas are provided in the body portion 51 of the casing 50 and between the cooling water passage 53 and the refrigerant portion 54. As shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C, the fin 52 has a corrugated shape. As shown in FIGS. 2, 3 (a), 3 (b), and 3 (c), the fin 52 starts between the adjacent cooling water passage 53 and the refrigerant portion 54. 2 between the coolant passage 53 as shown on the right side of 2 and the inner peripheral surface of the body part 51, or between the refrigerant part 54 and the inner peripheral surface of the body part 51 as shown on the left side of FIG. Are also arranged. Further, as shown in FIG. 2, each of these fins 52 extends over the entire length of the rectangular parallelepiped portion of the body portion 51 along the outer peripheral wall of the cooling water passage 53 and the refrigerant portion 54.

上記のように構成されたＥＧＲクーラ７０におけるＥＧＲガスの冷却態様について、図３（ａ）、図３（ｂ）、及び図３（ｃ）を参照して説明する。
ＥＧＲクーラ７０の胴体部５１内において、ガス流入口４０Ａの近傍、特に冷却水導入路８１よりも排気上流側においては、図３（ａ）に示すように、冷媒部５４のみが設けられているため、この冷媒部５４とＥＧＲガスとの熱交換が行われることにより、ＥＧＲガスが冷却される。 The cooling mode of the EGR gas in the EGR cooler 70 configured as described above will be described with reference to FIGS. 3 (a), 3 (b), and 3 (c).
In the body portion 51 of the EGR cooler 70, only the refrigerant portion 54 is provided in the vicinity of the gas inlet 40A, particularly on the exhaust upstream side of the cooling water introduction path 81, as shown in FIG. Therefore, the EGR gas is cooled by heat exchange between the refrigerant portion 54 and the EGR gas.

また、胴体部５１内にあって、ガス流入口４０Ａとガス流出口４０Ｂとの略中間位置においては、図３（ｂ）に示すように、冷媒部５４及び水冷部９０がともに設けられているため、冷媒部５４及び水冷部９０とＥＧＲガスとの熱交換により、ＥＧＲガスは冷却される。 Further, as shown in FIG. 3 (b), both the refrigerant part 54 and the water cooling part 90 are provided in the body part 51 at a substantially intermediate position between the gas inlet 40A and the gas outlet 40B. Therefore, the EGR gas is cooled by heat exchange between the refrigerant part 54 and the water cooling part 90 and the EGR gas.

そして、胴体部５１内にあって、ガス流出口４０Ｂの近傍においては、図３（ｃ）に示すように、水冷部９０のみが設けられているため、この水冷部９０とＥＧＲガスとの熱交換により、ＥＧＲガスは冷却される。 In the body portion 51, in the vicinity of the gas outlet 40B, as shown in FIG. 3C, only the water cooling portion 90 is provided, so the heat of the water cooling portion 90 and the EGR gas. By the exchange, the EGR gas is cooled.

そして、ＥＧＲクーラ７０にて冷却されたＥＧＲガスは、同ＥＧＲクーラ７０のガス流出口４０Ｂを介してＥＧＲクーラ７０からＥＧＲ通路４０内に排出された後、先の図１に示すように、吸気通路１０へ環流される。 Then, after the EGR gas cooled by the EGR cooler 70 is discharged from the EGR cooler 70 into the EGR passage 40 via the gas outlet 40B of the EGR cooler 70, as shown in FIG. It is circulated to the passage 10.

ここで、ＥＧＲクーラ７０において、冷却水導入路８１から同ＥＧＲクーラ７０内に流入した冷却水は、冷却水排出路８２に向かって流れる。そのため、冷却水導入路８１の上記冷却水導入部８１ａを基準にして上記冷却水排出部８２ａから離間する側の部位は、冷却水の流量が低下しやすく、いわゆる淀み部となりやすい（淀み部にあって特に流量が低下しやすい領域を図２に領域Ｐとして示す）。そして、上述したようにこうした淀み部にあって冷却水の温度が高温になりやすく、同冷却水は局部沸騰しやすくなる。しかしながら、本実施形態におけるＥＧＲクーラ７０では、上記冷媒部５４を備えることによりそうした不具合の発生が抑制される。以下、本実施形態による作用を説明する。 Here, in the EGR cooler 70, the cooling water that has flowed into the EGR cooler 70 from the cooling water introduction path 81 flows toward the cooling water discharge path 82. For this reason, the portion of the cooling water introduction path 81 on the side away from the cooling water discharge portion 82a with respect to the cooling water introduction portion 81a is likely to have a low flow rate of cooling water, so that it becomes a so-called stagnation portion (the stagnation portion). A region where the flow rate is particularly likely to decrease is shown as a region P in FIG. 2). And as mentioned above, it exists in such a stagnation part, the temperature of cooling water tends to become high temperature, and the cooling water becomes easy to boil locally. However, in the EGR cooler 70 according to the present embodiment, the occurrence of such inconvenience is suppressed by providing the refrigerant portion 54. Hereinafter, the operation according to the present embodiment will be described.

まず、図４を参照して、上記ＥＧＲクーラ７０内における冷却構造体の温度勾配を説明する。
図４に、図２におけるＥＧＲクーラ７０のガス流入口４０Ａ側からの距離Ｌと冷却水通路５３内の冷却水及び冷媒部５４内の冷媒の温度との関係についてその一例を示す。上記領域Ｐを含むガス流入口４０Ａ近傍における部位（図２に示した上記距離Ｌｐに相当する部位）については、図４にて距離Ｌｐ以下の領域において高温のＥＧＲガスにより、冷媒の温度が上昇する。こうした高温部位に冷却水が存在すると、同図４に示すように、その冷却水は沸点を超えて沸騰してしまうおそれがある。この点、本実施形態においては、そうした高温部位には、冷却水よりも沸点の高い上述したような冷媒のみが存在しているため、同冷媒は沸騰することがなく、同冷媒によってＥＧＲガスが冷却される。また、図４に示すように、ＥＧＲクーラ７０にあって距離Ｌｐ以上の部位においては、冷媒部５４によってＥＧＲガスが予め冷却されているため、冷却水とＥＧＲガスとの熱交換が行われた後も、同冷却水の温度はその沸点以下となる。 First, the temperature gradient of the cooling structure in the EGR cooler 70 will be described with reference to FIG.
FIG. 4 shows an example of the relationship between the distance L from the gas inlet 40 A side of the EGR cooler 70 in FIG. 2 and the temperature of the coolant in the coolant passage 53 and the coolant in the coolant section 54. With respect to the portion in the vicinity of the gas inlet 40A including the region P (the portion corresponding to the distance Lp shown in FIG. 2), the temperature of the refrigerant increases due to the high temperature EGR gas in the region of the distance Lp or less in FIG. To do. If cooling water exists in such a high temperature region, the cooling water may boil beyond the boiling point as shown in FIG. In this respect, in the present embodiment, since only the above-described refrigerant having a boiling point higher than that of the cooling water exists in such a high-temperature portion, the refrigerant does not boil, and the EGR gas is generated by the refrigerant. To be cooled. Further, as shown in FIG. 4, in the EGR cooler 70 where the distance is greater than or equal to the distance Lp, since the EGR gas is cooled in advance by the refrigerant portion 54, heat exchange between the cooling water and the EGR gas was performed. Later, the temperature of the cooling water will be below its boiling point.

図４に示したような温度勾配を考慮し、上記距離Ｌｐとしては、冷媒部５４によるＥＧＲガスの冷却により、同ＥＧＲガスの温度を冷却水の沸点以下にまで低下させることができる程度の距離が設定されている。 Considering the temperature gradient as shown in FIG. 4, the distance Lp is a distance that allows the temperature of the EGR gas to be lowered below the boiling point of the cooling water by cooling the EGR gas by the refrigerant portion 54. Is set.

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）ガス流入口４０Ａから流入した高温のＥＧＲガスが、まず、冷媒部５４で冷却されることによりガス温が低下され、そのように冷却された状態のＥＧＲガスが水冷部９０の一部を構成する冷却水通路５３を通過するようになる。このように、冷却水通路５３を通過する前のＥＧＲガスの温度を低下させることができるようになるため、ＥＧＲガスが流入するガス流入口４０Ａ近傍での冷却水の局部沸騰を抑えることが可能となる。 According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The high-temperature EGR gas that has flowed from the gas inlet 40A is first cooled by the refrigerant unit 54 to lower the gas temperature, and the EGR gas in such a cooled state is a part of the water cooling unit 90. It passes through the cooling water passage 53 constituting the. Thus, since the temperature of the EGR gas before passing through the cooling water passage 53 can be lowered, it is possible to suppress local boiling of the cooling water in the vicinity of the gas inlet 40A into which the EGR gas flows. It becomes.

（２）冷却水流量の低下しやすい部位、いわゆる淀み部に上記冷媒部５４が設けられるため、冷却水の局部沸騰をより好適に抑えることができるようになる。
（３）上記冷媒部５４の冷媒が加圧された状態で封入されているため、冷媒の沸点をより高くすることができ、これによりＥＧＲガスによる冷媒の沸騰をより確実に抑えることが可能になる。 (2) Since the refrigerant portion 54 is provided in a portion where the flow rate of the cooling water is likely to decrease, that is, a so-called stagnation portion, local boiling of the cooling water can be more suitably suppressed.
(3) Since the refrigerant of the refrigerant part 54 is sealed in a pressurized state, the boiling point of the refrigerant can be further increased, thereby making it possible to more reliably suppress the boiling of the refrigerant due to EGR gas. Become.

（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施形態について、図５及び図６を参照して説明する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS.

図５に、本実施形態におけるＥＧＲクーラ１７０の拡大図を示す。まず、本実施形態と上記第１の実施形態とは、上記冷媒部の配設箇所が異なっている。
冷却水導入路８１の冷却水導入部８１ａからケーシング１５０に流入した冷却水は、冷却水排出路８２の冷却水排出部８２ａに向かって流れる。そのため、上記冷却水導入部８１ａ近傍や冷却水排出部８２ａ近傍においては冷却水の流量が多くなるものの、それら冷却水導入部８１ａ及び冷却水排出部８２ａから離間した位置では、冷却水の流量が低下しやすく、同冷却水の温度が高温になりやすい。例えば図５に示すように、ＥＧＲクーラの中心軸に対して冷却水排出路８２側の領域であって、冷却水排出路８２の近傍を除く領域であり、斜線にて示す領域はそうした高温部位になりやすい。 FIG. 5 shows an enlarged view of the EGR cooler 170 in the present embodiment. First, the present embodiment and the first embodiment are different in the location of the refrigerant section.
The cooling water that has flowed into the casing 150 from the cooling water introduction portion 81 a of the cooling water introduction passage 81 flows toward the cooling water discharge portion 82 a of the cooling water discharge passage 82. Therefore, although the flow rate of the cooling water is increased in the vicinity of the cooling water introduction part 81a and the cooling water discharge part 82a, the flow rate of the cooling water is separated from the cooling water introduction part 81a and the cooling water discharge part 82a. It tends to decrease, and the temperature of the cooling water tends to be high. For example, as shown in FIG. 5, it is a region on the cooling water discharge path 82 side with respect to the central axis of the EGR cooler, and is an area excluding the vicinity of the cooling water discharge path 82. It is easy to become.

そこで、本実施形態においては、図５に斜線で示した領域、すなわち冷却水流量の低下しやすい部位であって、いわゆる淀み部となる領域に、冷媒部１５４を設けるようにしている。 Therefore, in the present embodiment, the refrigerant portion 154 is provided in a region indicated by hatching in FIG. 5, that is, a region where the flow rate of the cooling water is likely to decrease and a so-called stagnation region.

また、本実施形態では、冷媒部１５４内に、機関の冷却水よりも沸点の低い冷媒が、気相及び液相の状態にて封入されている。
以下では、そうした第１の実施形態との相違点を中心に、本実施形態におけるＥＧＲクーラの構造を説明する。 In the present embodiment, a refrigerant having a boiling point lower than that of engine cooling water is enclosed in the refrigerant unit 154 in a gas phase and a liquid phase.
Hereinafter, the structure of the EGR cooler in the present embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.

図６に、ＥＧＲクーラ１７０にあってその中心軸に沿った断面図を示す。
同図６に示すように、本実施形態においては、ＥＧＲクーラ１７０のケーシング１５０内において、同図６における左方、すなわち、上記冷却水導入部８１ａ及び上記冷却水排出部８２ａから離間した位置であってガス流入口４０Ａの近傍を起点として、ガス流出口４０Ｂの近傍から所定距離離間した位置にかけて冷媒部１５４が配設されている。なお、同図６においては、ＥＧＲクーラ１７０の胴体部５１内に冷媒部１５４が２つ設けられている状態を示しているが、実際にはより多くの冷媒部１５４が配設されている。そして、冷媒部１５４の側面１５４ａと冷却水通路１５５の側面１５５ａとが接触するようにそれらは配設されている。 FIG. 6 is a cross-sectional view along the central axis of the EGR cooler 170.
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, in the casing 150 of the EGR cooler 170, the left side in FIG. 6, that is, at a position away from the cooling water introduction portion 81 a and the cooling water discharge portion 82 a. Thus, the refrigerant portion 154 is disposed from the vicinity of the gas inlet 40A to a position separated from the vicinity of the gas outlet 40B by a predetermined distance. 6 shows a state in which two refrigerant portions 154 are provided in the body portion 51 of the EGR cooler 170, but more refrigerant portions 154 are actually provided. And the side surface 154a of the refrigerant | coolant part 154 and those are arrange | positioned so that the side surface 155a of the coolant passage 155 may contact.

冷媒部１５４内には、機関の冷却水よりも沸点の低い冷媒、たとえばアルコールなどが気相及び液相の状態で封入されている。より詳しくは、１つの冷媒部１５４にあってその内部容量よりも少ない量の液相状態の冷媒が封入されている。このようにすることで、上記冷媒部１５４の内圧が冷媒の飽和蒸気圧に達するまで液相状態の冷媒は気化するため、上記冷媒部１５４内に気相状態の冷媒と液相状態の冷媒とを混在させることができる。 A refrigerant having a boiling point lower than that of engine cooling water, such as alcohol, is enclosed in the refrigerant portion 154 in a gas phase and a liquid phase. More specifically, a refrigerant in a liquid phase in an amount smaller than the internal capacity in one refrigerant section 154 is enclosed. By doing in this way, since the refrigerant in the liquid phase is vaporized until the internal pressure of the refrigerant portion 154 reaches the saturated vapor pressure of the refrigerant, the refrigerant in the gas phase and the refrigerant in the liquid phase are contained in the refrigerant portion 154. Can be mixed.

また、本実施形態においては、ＥＧＲクーラ１７０のガス流入口４０Ａ側が重力方向下方に向くように、より厳密には鉛直方向に沿ってＥＧＲクーラ１７０が取り付けられるように同ＥＧＲクーラ１７０の取り付け方向は設定されている。さらに、ＥＧＲクーラ１７０内にあって、上記冷媒部１５４の配設部位よりも上記冷却水導入部８１ａに近接する側にも冷却水通路１５３が複数配設されている。なお、同図６においては、そうした冷却水通路１５３が３つ設けられている状態を示しているが、実際にはより多くの冷却水通路１５３が配設されている。こうした冷却水通路１５３は、互いに平行かつ等間隔をなすように配設されるとともに、ガス流入口４０Ａの近傍からガス流出口４０Ｂの近傍にかけて延設されている。 Further, in the present embodiment, the mounting direction of the EGR cooler 170 is such that the EGR cooler 170 is mounted along the vertical direction so that the gas inlet 40A side of the EGR cooler 170 is directed downward in the gravity direction. Is set. Further, a plurality of cooling water passages 153 are provided in the EGR cooler 170 on the side closer to the cooling water introduction part 81a than the arrangement part of the refrigerant part 154. FIG. 6 shows a state in which three such cooling water passages 153 are provided, but more cooling water passages 153 are actually provided. These cooling water passages 153 are arranged in parallel with each other at equal intervals, and extend from the vicinity of the gas inlet 40A to the vicinity of the gas outlet 40B.

本実施形態では、こうした複数の冷却水通路１５３、上記冷媒部１５４に挟まれて配設される冷却水通路１５５、上記冷却水路８０、上記冷却水導入部８１ａ及び冷却水排出部８２ａとで水冷部１９０が構成されている。また、同水冷部１９０と、冷媒部１５４とで、ＥＧＲクーラ１７０の冷却構造体が構成されている。 In the present embodiment, the plurality of cooling water passages 153, the cooling water passage 155 disposed between the refrigerant portions 154, the cooling water passage 80, the cooling water introduction portion 81a, and the cooling water discharge portion 82a are used for water cooling. The unit 190 is configured. Further, the water cooling unit 190 and the refrigerant unit 154 constitute a cooling structure of the EGR cooler 170.

そして、ＥＧＲクーラ１７０内にあって、上記冷却水排出部８２ａの近傍から上記冷却水導入部８１ａの近傍にかけては、冷媒部１５４及び冷却水通路１５３に加えてフィン１５２が配設されている。より詳しくは、図６に示すように、上記冷媒部１５４のうちで上記冷却水排出部８２ａに近接する側にある冷媒部１５４と胴体部５１の内壁との間、上記冷媒部１５４のうちで上記冷却水排出部８２ａから離間する側にある冷媒部１５４と上記複数の冷却水通路１５３のうちで上記冷却水排出部８２ａに近接する側にある１つの冷却水通路１５３との間にそれぞれフィン１５２が配設されている。また、上記複数の冷却水通路１５３の間、そして上記複数の冷却水通路１５３のうちで上記冷却水導入部８１ａに近接する側の冷却水通路１５３と胴体部５１の内壁との間にも、それぞれフィン１５２が配設されている。こうして配設されるフィン１５２は、冷却水通路１５３の側面１５３ａや冷媒部１５４の側面１５４ａに接触した状態で配設されている。 In addition, in the EGR cooler 170, fins 152 are disposed in addition to the refrigerant portion 154 and the cooling water passage 153 from the vicinity of the cooling water discharge portion 82a to the vicinity of the cooling water introduction portion 81a. More specifically, as shown in FIG. 6, between the refrigerant part 154 on the side close to the cooling water discharge part 82 a in the refrigerant part 154 and the inner wall of the body part 51, among the refrigerant part 154. Fins are respectively provided between the refrigerant portion 154 on the side away from the cooling water discharge portion 82a and one cooling water passage 153 on the side close to the cooling water discharge portion 82a among the plurality of cooling water passages 153. 152 is disposed. Further, between the plurality of cooling water passages 153 and between the cooling water passage 153 on the side of the plurality of cooling water passages 153 adjacent to the cooling water introduction portion 81a and the inner wall of the body portion 51, Fins 152 are respectively provided. The fins 152 thus disposed are disposed in contact with the side surface 153 a of the cooling water passage 153 and the side surface 154 a of the refrigerant portion 154.

ＥＧＲクーラ１７０内における、上述した冷却水通路１５３、冷却水通路１５５、冷媒部１５４、そしてフィン１５２の配設態様が、本実施形態と上記第１の実施形態との大きな相違点である。こうした相違点を除く冷却水通路１５３、冷却水通路１５５、冷媒部１５４、そしてフィン１５２の形状や構造そのものついては、上記第１の実施形態における冷却水通路５３、冷媒部５４、そしてフィン５２の形状や構造と同様である。 The arrangement of the cooling water passage 153, the cooling water passage 155, the refrigerant portion 154, and the fins 152 in the EGR cooler 170 is a major difference between the present embodiment and the first embodiment. Except for these differences, the shapes and structures of the cooling water passage 153, the cooling water passage 155, the refrigerant portion 154, and the fins 152 are the same as those of the cooling water passage 53, the refrigerant portion 54, and the fins 52 in the first embodiment. And the structure is the same.

次に、本実施形態のＥＧＲクーラ１７０内による作用を説明する。
まず、ガス流入口４０ＡからＥＧＲクーラ１７０内に高温のＥＧＲガスが流入すると、ＥＧＲクーラ１７０内における上記淀み部であって特に温度が高くなる部位、すなわち図６に領域Ｐとして図示した部位であって、ガス流入口４０Ａ近傍の部位では、冷媒部５４とＥＧＲガスとの熱交換が行われ、同ＥＧＲガスは冷却される。この領域Ｐにおいては、冷媒部１５４内の冷媒は温度上昇して気化する。そして、その気化熱により、同冷媒部１５４の側面１５４ａ及び冷却水通路１５５の側面１５５ａを介して、冷却水通路１５５内の冷却水が冷却される。これにより領域Ｐを含む近傍の冷却水についてその沸騰が抑制される。また、そうした気化熱により、ＥＧＲガスの冷却も行われる。 Next, the effect | action by the EGR cooler 170 of this embodiment is demonstrated.
First, when hot EGR gas flows into the EGR cooler 170 from the gas inlet 40A, the stagnation part in the EGR cooler 170 has a particularly high temperature, that is, a region illustrated as a region P in FIG. In the vicinity of the gas inlet 40A, heat exchange is performed between the refrigerant portion 54 and the EGR gas, and the EGR gas is cooled. In this region P, the refrigerant in the refrigerant part 154 rises in temperature and vaporizes. Then, the cooling water in the cooling water passage 155 is cooled by the heat of vaporization via the side surface 154 a of the refrigerant section 154 and the side surface 155 a of the cooling water passage 155. Thereby, the boiling of the cooling water in the vicinity including the region P is suppressed. In addition, the EGR gas is also cooled by such heat of vaporization.

ここで、冷媒部１５４内の冷媒が気化すると、冷媒部１５４内の圧力が高くなって同冷媒の沸点が上昇し、上述したような気化熱による冷却効果が低下してしまうおそれがある。従って、冷媒部１５４に冷媒を封入するときの同冷媒部１５４内の圧力は、冷媒の液相状態を保持できる範囲内において極力低くなるように設定しておくことが望ましい。 Here, when the refrigerant in the refrigerant part 154 is vaporized, the pressure in the refrigerant part 154 increases, the boiling point of the refrigerant rises, and the cooling effect by the vaporization heat as described above may be reduced. Therefore, it is desirable that the pressure in the refrigerant portion 154 when the refrigerant is sealed in the refrigerant portion 154 is set to be as low as possible within a range where the liquid phase state of the refrigerant can be maintained.

上記態様にて気化した冷媒部１５４内の冷媒は、図６に示すように、冷媒部１５４内にあって重力方向上方であるガス流出口４０Ｂ側に集まる。こうして、同冷媒部１５４内においては、ガス流入口４０Ａ側には液相の冷媒が、ガス流出口４０Ｂ側には気相の冷媒がそれぞれ集まることとなる。 As shown in FIG. 6, the refrigerant in the refrigerant part 154 vaporized in the above-described manner gathers on the gas outlet 40 B side in the refrigerant part 154 and above the gravity direction. Thus, in the refrigerant section 154, liquid-phase refrigerant is collected on the gas inlet 40A side, and gas-phase refrigerant is collected on the gas outlet 40B side.

そして、ガス流出口４０Ｂ側に集まった気相状態の冷媒は、同冷媒部１５４の側面１５４ａ及び冷却水通路１５５の側面１５５ａを介して、冷却水通路１５５内の冷却水によって冷却され、再び液相に戻る。従って、こうした冷媒の気化熱を利用した冷却水の冷却サイクルが繰り返し行われる。 Then, the refrigerant in the vapor phase collected on the gas outlet 40B side is cooled by the cooling water in the cooling water passage 155 via the side surface 154a of the refrigerant portion 154 and the side surface 155a of the cooling water passage 155, and is again liquid. Return to phase. Therefore, the cooling cycle of cooling water using the heat of vaporization of the refrigerant is repeatedly performed.

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（４）ガス流入口４０Ａから流入した高温のＥＧＲガスによって冷媒部１５４内の冷媒は容易に気化され、その気化熱により、冷媒部１５４の側面１５４ａと接触した状態で設けられる冷却水通路１５５内の冷却水が冷却される。従って、ＥＧＲガスが流入するガス流入口近傍での冷却水の局部沸騰を抑えることが可能となる。 According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(4) The refrigerant in the refrigerant portion 154 is easily vaporized by the high-temperature EGR gas flowing in from the gas inlet 40A, and the heat of vaporization in the cooling water passage 155 provided in contact with the side surface 154a of the refrigerant portion 154 The cooling water is cooled. Therefore, local boiling of the cooling water in the vicinity of the gas inlet into which the EGR gas flows can be suppressed.

また、冷媒部１５４内の冷媒が気相及び液相の状態で封入されているため、冷媒の気化熱を利用した冷却水の冷却サイクルを繰り返し行うことも可能になるとともに、ガス流入口４０Ａから流入した高温のＥＧＲガスを冷媒の気化熱で冷却することも可能になる。 Further, since the refrigerant in the refrigerant section 154 is sealed in a gas phase and a liquid phase, it is possible to repeatedly perform a cooling water cooling cycle using the heat of vaporization of the refrigerant, and from the gas inlet 40A. It becomes possible to cool the flowing high-temperature EGR gas with the heat of vaporization of the refrigerant.

また、ガス流入口４０Ａ側に液相の冷媒が、ガス流出口４０Ｂ側に気相の冷媒がそれぞれ集まるように、ＥＧＲクーラ１７０の取り付け方向をガス流入口４０Ａ側が重力方向下方を向くように設定することにより、上記冷却サイクルを好適に繰り返すことができる。 Further, the mounting direction of the EGR cooler 170 is set so that the gas inlet 40A side faces downward in the gravitational direction so that the liquid refrigerant gathers on the gas inlet 40A side and the gas-phase refrigerant gathers on the gas outlet 40B side. By doing so, the above cooling cycle can be suitably repeated.

（５）冷却水流量の低下しやすい部位、いわゆる淀み部に冷媒部１５４が設けられるため、冷却水の局部沸騰をより好適に抑えることができるようになる。
尚、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。 (5) Since the refrigerant | coolant part 154 is provided in the site | part which is easy to fall of a cooling water flow volume, what is called a stagnation part, local boiling of a cooling water can be suppressed more suitably.
In addition, each said embodiment can also be implemented with the following forms which changed this suitably.

・上記第１の実施形態においては、先の図３（ｂ）等に示したように、ＥＧＲクーラ７０内にあって、ＥＧＲガスの流れ方向に対して垂直方向に冷却水通路５３と冷媒部５４とが交互に配設されていた。しかしながら、冷却水通路５３及び冷媒部５４の配設態様はこれに限らない。例えば、図７に示すように、冷却水通路５３の一方の側面５３ａと冷媒部５４の一方の側面５４ａとが接触するようにそれらを設けるようにしてもよい。 In the first embodiment, as shown in FIG. 3B and the like, the cooling water passage 53 and the refrigerant portion are in the EGR cooler 70 and are perpendicular to the EGR gas flow direction. 54 are alternately arranged. However, the arrangement | positioning aspect of the cooling water channel | path 53 and the refrigerant | coolant part 54 is not restricted to this. For example, as shown in FIG. 7, they may be provided so that one side surface 53 a of the coolant passage 53 and one side surface 54 a of the refrigerant portion 54 are in contact with each other.

・上記第１の実施形態においては、先の図２に示したように、距離Ｌｐの部位には冷媒部５４のみを設けるべく、冷媒部５４と冷却水通路５３とをずらすようにして配設するようにした。この他、図８に示すように、１つの冷却水通路３５３内に隔壁３６０を設け、同通路３５３内において隔壁３６０とガス流入口４０Ａに近接する側との間の空間に冷媒を封入する。そして、同通路３５３内において隔壁３６０とガス流出口４０Ｂに近接する側との間の空間に冷却水を流通させるようにしてもよい。すなわち、共通の通路において、隔壁３６０を境にガス流入口４０Ａと近接する側には冷媒部３５４を、ガス流出口４０Ｂと近接する側は冷却水通路を形成するようにしてもよい。こうした冷却水及び冷媒で満たされる通路において、隔壁３６０を設ける位置としては、少なくとも冷媒部３５４が上記淀み部、特に上記領域Ｐを含む高温部位に形成されるような位置にする必要がある。なお、図８に示した変形例では、通路内に傾斜させて設けられた隔壁３６０を例示したが、必ずしも傾斜させる必要はなく、例えばＥＧＲクーラ３７０の中心軸方向、すなわちＥＧＲガスの流れ方向に対して直交する方向に設けるようにしてもよい。 In the first embodiment, as shown in FIG. 2 above, the refrigerant part 54 and the cooling water passage 53 are arranged so as to be shifted so that only the refrigerant part 54 is provided at the distance Lp. I tried to do it. In addition, as shown in FIG. 8, a partition wall 360 is provided in one cooling water passage 353, and a coolant is sealed in a space between the partition wall 360 and the side close to the gas inlet 40A in the passage 353. And you may make it distribute | circulate a cooling water to the space between the partition 360 and the side close | similar to the gas outflow port 40B in the channel | path 353. FIG. That is, in the common passage, the refrigerant portion 354 may be formed on the side close to the gas inlet 40A with the partition wall 360 as a boundary, and the cooling water passage may be formed on the side close to the gas outlet 40B. In such a passage filled with cooling water and refrigerant, the position where the partition wall 360 is provided needs to be a position where at least the refrigerant portion 354 is formed in the stagnation portion, particularly in the high temperature region including the region P. In the modified example shown in FIG. 8, the partition wall 360 is provided to be inclined in the passage. However, the partition wall 360 is not necessarily inclined, for example, in the central axis direction of the EGR cooler 370, that is, in the EGR gas flow direction. You may make it provide in the direction orthogonal to it.

・上記第２の実施形態において、先の図５に示した冷媒部１５４の配設領域の形状は一例であり、その他の形状にて冷媒部１５４の配設領域を設定してもよい。例えば、図９や図１０に示すように、先の図５に示した冷媒部１５４の配設領域と比較して、上記冷却水導入部８１ａに近接する方向に冷媒部１５４の配設領域を拡大するようにしてもよい。図９に示す変形例については、ＥＧＲクーラ１７０の中心軸に直交する方向（ＥＧＲガスの流れ方向に直交する方向）において、上記冷却水排出部８２ａ近傍から上記冷却水導入部８１ａ側へ近づくほど、冷媒部１５４のガス流れ方向における長さを段階的に短く設定することにより実施可能である。また、図１０に示す変形例については、ＥＧＲクーラ１７０の中心軸に直交する方向（ＥＧＲガスの流れ方向に直交する方向）において、上記冷却水排出部８２ａ近傍から上記冷却水導入部８１ａ側へ近づくほど、冷媒部１５４のガス流れ方向における長さを連続的に短く設定することにより実施可能である。 -In the said 2nd Embodiment, the shape of the arrangement | positioning area | region of the refrigerant | coolant part 154 shown in previous FIG. 5 is an example, and you may set the arrangement | positioning area | region of the refrigerant | coolant part 154 in another shape. For example, as shown in FIG. 9 and FIG. 10, compared with the arrangement area of the refrigerant part 154 shown in FIG. 5, the arrangement area of the refrigerant part 154 is closer to the cooling water introduction part 81a. You may make it expand. As for the modification shown in FIG. 9, in the direction orthogonal to the central axis of the EGR cooler 170 (the direction orthogonal to the flow direction of EGR gas), the closer to the cooling water introduction part 81a from the vicinity of the cooling water discharge part 82a. It can be implemented by setting the length of the refrigerant portion 154 in the gas flow direction to be shorter in steps. 10, in the direction orthogonal to the central axis of the EGR cooler 170 (the direction orthogonal to the flow direction of the EGR gas), from the vicinity of the cooling water discharge part 82a to the cooling water introduction part 81a side. This is possible by setting the length of the refrigerant portion 154 in the gas flow direction to be continuously shorter as it gets closer.

・上記第１及び第２の実施形態では、ＥＧＲクーラ７０，１７０の胴体部５１内に中空状の直方体をなす冷却水通路５３、１５３，１５５が配設され、冷却水路８０内に開口する端部５３ｃを介して冷却水通路５３，１５３，１５５は冷却水路８０から冷却水が供給されるようにしていた。こうして冷却水路をＥＧＲクーラの回りに設ける他、例えば、冷却水導入路及び冷却水排出路がＥＧＲクーラ内の冷却水通路に直接接続されており、冷却水導入路から冷却水通路へ冷却水が直接供給されるとともに同冷却水通路から冷却水排出路へ冷却水が直接排出されるようにしてもよい。 In the first and second embodiments, the cooling water passages 53, 153, and 155 that form a hollow rectangular parallelepiped are disposed in the body portion 51 of the EGR coolers 70 and 170, and the end that opens into the cooling water passage 80 The cooling water passages 53, 153, and 155 are supplied with cooling water from the cooling water passage 80 through the portion 53 c. In addition to providing the cooling water passage around the EGR cooler in this way, for example, the cooling water introduction passage and the cooling water discharge passage are directly connected to the cooling water passage in the EGR cooler, and the cooling water flows from the cooling water introduction passage to the cooling water passage. The cooling water may be directly supplied and discharged directly from the cooling water passage to the cooling water discharge passage.

・上記第１の実施形態では、冷媒部５４内に加圧された状態で冷媒が封入されているようにしていたが、必ずしも加圧した状態で封入しなくてよい。この場合でも、上記第１の実施形態における効果（１）及び（２）に準じた効果を得ることができる。 In the first embodiment, the refrigerant is sealed in the pressurized state in the refrigerant portion 54. However, the refrigerant is not necessarily sealed in the pressurized state. Even in this case, the effects according to the effects (1) and (2) in the first embodiment can be obtained.

・上記第１及び第２の実施形態においては、冷媒部５４，１５４は密閉されており、内部に冷媒を封入するようにしていた。この他、例えば、上記第１及び第２の実施形態における冷却水通路と同様に、それら冷媒部も一部が開放されており、その開放部分を介してＥＧＲクーラの外部から冷媒部内に冷媒が供給されるようにしてもよい。 In the first and second embodiments, the refrigerant portions 54 and 154 are sealed, and the refrigerant is sealed inside. In addition, for example, similar to the cooling water passages in the first and second embodiments, a part of the refrigerant part is also opened, and the refrigerant is introduced into the refrigerant part from the outside of the EGR cooler through the open part. It may be supplied.

・上記第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同様な部位に冷媒部１５４を設けるようにしてもよい。この場合でも、ガス流入口近傍の高温部位に冷媒部１５４が配設されるようになるため、上記第２の実施形態に準じた効果を得ることができる。 -In the said 2nd Embodiment, you may make it provide the refrigerant | coolant part 154 in the site | part similar to the said 1st Embodiment. Even in this case, since the refrigerant portion 154 is disposed at a high-temperature portion in the vicinity of the gas inlet, it is possible to obtain an effect according to the second embodiment.

・上記第１の実施形態においては、ＥＧＲクーラ７０内にあって、ＥＧＲガスの流れ方向における略中間部分は、冷却水通路５３及び冷媒部５４の両方の通路が配設されていた。この他、同略中間部分において、冷却水通路５３及び冷媒部５４のどちらか一方のみが配設されているようにしてもよい。 In the first embodiment, both the cooling water passage 53 and the refrigerant portion 54 are disposed in the substantially intermediate portion in the EGR gas flow direction in the EGR cooler 70. In addition, only one of the cooling water passage 53 and the refrigerant portion 54 may be disposed in the substantially intermediate portion.

・上記第２の実施形態においては、ＥＧＲクーラ１７０が鉛直方向に沿って取り付けられるようにしたが、こうした取り付け態様に限らず、要はＥＧＲクーラ１７０のガス流出口４０Ｂ側と比較してガス流入口４０Ａ側がより重力方向下方に向いているようにＥＧＲクーラ１７０を取り付けるようにすればよい。こうした変形例においても、冷媒部１５４内にあって、ガス流入口４０Ａ側に液相の冷媒を、ガス流出口４０Ｂ側に気相の冷媒をそれぞれ集めることが可能となるため、上記第２の実施形態に準じた効果を得ることが可能となる。 In the second embodiment, the EGR cooler 170 is attached along the vertical direction. However, the EGR cooler 170 is not limited to such an attachment mode, and the gas flow in comparison with the gas outlet 40B side of the EGR cooler 170 is important. What is necessary is just to attach the EGR cooler 170 so that the inlet 40A side may face the downward direction of gravity further. Also in such a modification, it is possible to collect the liquid phase refrigerant on the gas inlet 40A side and the gas phase refrigerant on the gas outlet 40B side in the refrigerant portion 154. The effect according to the embodiment can be obtained.

・上記第１及び第２の実施形態において、冷媒部５４，１５４は、ＥＧＲクーラ７０，１７０内におけるガス流入口４０Ａの近傍を起点としてガス流出口４０Ｂ近傍から所定距離離間した位置にかけて配設されていた。この他、例えば、ＥＧＲクーラ内におけるガス流入口４０Ａ近傍からガス流出口４０Ｂ近傍にかけてそうした冷媒部を設けるようにしてもよい。要するに、冷媒部の配設部位は、ＥＧＲクーラ内の上記淀み部を含む高温部位が含まれていればよく、同高温部位以外の部位における冷媒部の配設の有無については限定しない。 In the first and second embodiments, the refrigerant parts 54 and 154 are disposed from the vicinity of the gas inlet 40A in the EGR coolers 70 and 170 to a position separated from the vicinity of the gas outlet 40B by a predetermined distance. It was. In addition, for example, such a refrigerant portion may be provided from the vicinity of the gas inlet 40A to the vicinity of the gas outlet 40B in the EGR cooler. In short, the location where the refrigerant part is disposed only needs to include the high-temperature part including the stagnation part in the EGR cooler, and the presence or absence of the refrigerant part is not limited to a part other than the high-temperature part.

・上記第１及び第２の実施形態におけるＥＧＲクーラや冷却水通路、あるいは冷媒部やフィンの形状は適宜変更することができる。
・上記第１及び第２の実施形態では、ディーゼルエンジンを備える車両にこの発明を適用した例を示したが、この発明はディーゼルエンジンに限らず、ＥＧＲクーラを備える排気再循環装置を搭載した内燃機関であればガソリンエンジン等であっても適用することができる。 -The shape of the EGR cooler, the cooling water passage, the refrigerant part, or the fin in the first and second embodiments can be appropriately changed.
In the first and second embodiments, an example in which the present invention is applied to a vehicle equipped with a diesel engine has been shown. However, the present invention is not limited to a diesel engine, and an internal combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation device equipped with an EGR cooler. Even if it is an engine, a gasoline engine or the like can be applied.

この発明にかかるＥＧＲクーラを具体化した第１の実施形態にあって、これが適用されるディーゼルエンジンの概略構造を示す概略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is 1st Embodiment which actualized the EGR cooler concerning this invention, Comprising: The schematic which shows the schematic structure of the diesel engine to which this is applied. 同実施形態におけるＥＧＲクーラの断面図。Sectional drawing of the EGR cooler in the embodiment. （ａ）は図２のＡ−Ａ線における断面図，（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線における断面図，（ｃ）は図２のＣ−Ｃ線における断面図。(A) is sectional drawing in the AA line of FIG. 2, (b) is sectional drawing in the BB line of FIG. 2, (c) is sectional drawing in the CC line of FIG. 同実施形態におけるＥＧＲガス流入口側からの距離と冷却水又は冷媒の温度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the distance from the EGR gas inflow port side in the same embodiment, and the temperature of cooling water or a refrigerant | coolant. 第２の実施形態におけるＥＧＲクーラにおいて冷媒部の配設領域を示す模式図。The schematic diagram which shows the arrangement | positioning area | region of a refrigerant | coolant part in the EGR cooler in 2nd Embodiment. 同実施形態におけるＥＧＲクーラの断面図。Sectional drawing of the EGR cooler in the embodiment. 第１の実施形態の変形例におけるＥＧＲクーラの断面図。Sectional drawing of the EGR cooler in the modification of 1st Embodiment. 第１の実施形態の変形例におけるＥＧＲクーラの断面図。Sectional drawing of the EGR cooler in the modification of 1st Embodiment. 第２の実施形態の変形例における冷媒部の配設領域を示す模式図。The schematic diagram which shows the arrangement | positioning area | region of the refrigerant | coolant part in the modification of 2nd Embodiment. 第２の実施形態の変形例における冷媒部の配設領域を示す模式図。The schematic diagram which shows the arrangement | positioning area | region of the refrigerant | coolant part in the modification of 2nd Embodiment.

Explanation of symbols

１０…吸気通路、１１…スロットルバルブ、１２…吸気管、１３…吸気マニホールド、１４…サージタンク、１５…吸気ポート、２０…燃焼室、３０…排気通路、３１…排気ポート、３２…排気マニホールド、３３…排気管、３４ａ…排気浄化触媒、４０…ＥＧＲ通路、４０Ａ…ガス流入口、４０Ｂ…ガス流出口、５０，１５０…ケーシング、５１…胴体部、５１ａ…テーパ部、５２，１５２…フィン、５３，１５３，１５５，３５３…冷却水通路、５３ａ，１５３ａ，１５５ａ…（冷却水通路の）側面、５３ｂ…（冷却水通路の）端面、５３ｃ…（冷却水通路の）端部、５４，１５４，３５４…冷媒部、５４ａ，１５４ａ…（冷媒部の）側面、５４ｂ…（冷媒部の）端面、５４ｃ…（冷媒部の）端部、６０…電子制御装置、６１…水温センサ、６２…回転速度センサ、６３…エアフロメータ、７０，１７０，３７０…ＥＧＲクーラ、７５…ＥＧＲバルブ、８０…冷却水路、８０ａ…（冷却水路の）側面、８０ｂ…（冷却水路の）端面、８１…冷却水導入路、８１ａ…冷却水導入部、８２…冷却水排出路、８２ａ…冷却水排出部、９０，１９０…水冷部、３６０…隔壁。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Intake passage, 11 ... Throttle valve, 12 ... Intake pipe, 13 ... Intake manifold, 14 ... Surge tank, 15 ... Intake port, 20 ... Combustion chamber, 30 ... Exhaust passage, 31 ... Exhaust port, 32 ... Exhaust manifold, 33 ... exhaust pipe, 34a ... exhaust purification catalyst, 40 ... EGR passage, 40A ... gas inlet, 40B ... gas outlet, 50, 150 ... casing, 51 ... body part, 51a ... taper part, 52, 152 ... fin, 53, 153, 155, 353 ... Cooling water passage, 53a, 153a, 155a ... (side of cooling water passage), 53b ... (end of cooling water passage), 53c ... end of (cooling water passage), 54, 154 , 354 ... Refrigerant part, 54a, 154a ... (side of refrigerant part), 54b ... (end face of refrigerant part), 54c ... (end part of refrigerant part), 60 ... electronic control unit, 61 ... water temperature sensor , 62 ... Rotational speed sensor, 63 ... Air flow meter, 70, 170, 370 ... EGR cooler, 75 ... EGR valve, 80 ... Cooling water channel, 80a ... Side surface of (cooling water channel), 80b ... End surface of (cooling water channel), 81 ... cooling water introduction path, 81a ... cooling water introduction part, 82 ... cooling water discharge path, 82a ... cooling water discharge part, 90, 190 ... water cooling part, 360 ... partition.

Claims

In an EGR cooler comprising a casing in which EGR gas flows from a gas inlet provided at one end to a gas outlet provided at the other end, and a cooling structure provided in the casing for cooling the EGR gas.
The cooling structure includes a water cooling part that cools the EGR gas with engine cooling water, and a refrigerant part that is filled with a refrigerant having a boiling point higher than that of the cooling water.
The EGR cooler, wherein the refrigerant section is provided on the gas inlet side of the cooling structure.

The EGR cooler according to claim 1,
The water cooling part has a cooling water introduction part provided on the gas inlet side of the casing, and a cooling water discharge part provided on the gas outlet side of the casing to discharge the cooling water. ,
The EGR cooler, wherein the refrigerant portion is provided on a side away from the cooling water discharge portion with respect to the cooling water introduction portion.

In the EGR cooler according to claim 1 or 2,
The EGR cooler, wherein the refrigerant is sealed in the refrigerant portion in a pressurized state.

In an EGR cooler comprising a casing in which EGR gas flows from a gas inlet provided at one end to a gas outlet provided at the other end, and a cooling structure provided in the casing for cooling the EGR gas.
The cooling structure includes a water cooling unit that cools the EGR gas with engine cooling water, and a refrigerant unit in which a refrigerant having a boiling point lower than that of the cooling water is sealed in a gas phase and a liquid phase. And
The refrigerant section is provided on the gas inlet side of the cooling structure and in contact with the water cooling section. EGR cooler, wherein

The EGR cooler according to claim 4, wherein
The water cooling part has a cooling water introduction part provided on the gas inlet side of the casing, and a cooling water discharge part provided on the gas outlet side of the casing to discharge the cooling water. ,
The EGR cooler, wherein the refrigerant part is provided at a position separated from the cooling water introduction part and the cooling water discharge part.