JP2010168932A

JP2010168932A - Ｅｇｒ装置における異物捕集装置

Info

Publication number: JP2010168932A
Application number: JP2009010359A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Kimura; 雄一郎木村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2010-08-05

Abstract

【課題】本発明は、ＥＧＲガス中の異物をより高い確率で捕集することが出来ると共に、ＥＧＲ通路での圧損の増加を抑制することを課題とする。
【解決手段】メッシュ部材で構成された球状の捕集手段２０がＥＧＲ通路に設けられている。さらに、捕集手段２０の内部に該捕集手段２０の内面をブラッシングするブラッシング手段２３が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のＥＧＲ装置においてＥＧＲガス中の異物を捕集する異物捕集装置に関する。

内燃機関のＥＧＲ装置は、排気系を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入する装置である。ＥＧＲガス中には、排気通路にＥＧＲ通路を溶接した際に生じたスパッタ等の内燃機関の排気系において生じる様々な異物が含まれている。

このような異物がＥＧＲガスと共に吸気系に流入すると、吸気系における各部品や内燃機関に悪影響を与える虞がある。例えば、吸気通路におけるターボチャージャのコンプレッサより上流側にＥＧＲガスが導入される場合、ＥＧＲガスと共に吸気通路に流入した異物がコンプレッサのインペラに衝突することで該インペラが破損する虞がある。また、ＥＧＲガス中の異物は、ＥＧＲガスの流量を制御するためにＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁にも悪影響を与える虞がある。

そこで、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲ弁よりも上流側に多孔構造体や複数の孔を有するガスケットを設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この場合、多孔構造体又はガスケットにより、ＥＧＲガス中の異物の下流への流れが阻止される。

特開２０００−１７０６０８号公報特開２００８−０７５５１７号公報特開２００８−００２４２４号公報実用新案登録第３１２６５５９号公報特開２００８−１８０１９１号公報

ＥＧＲガス中の異物を捕集するためにメッシュ部材により構成されるフィルタをＥＧＲ通路に設ける場合がある。ここで、ＥＧＲガスにはスパッタ等の異物の他に内燃機関から排出されるｓｏｏｔ（煤）が含まれている。上記フィルタに該ｓｏｏｔが付着するとフィルタの目詰まりが生じ、その結果、ＥＧＲ通路での圧損が増加する虞がある。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、ＥＧＲガス中の異物をより高い確率で捕集することが出来ると共に、ＥＧＲ通路での圧損の増加を抑制することが出来る技術を提供することを目的とする。

本発明では、メッシュ部材で構成された球状の捕集手段がＥＧＲ通路に設けられている。さらに、捕集手段の内部に該捕集手段の内面をブラッシングするブラッシング手段が設けられている。

より詳しくは、本発明に係るＥＧＲ装置における異物捕集装置は、
内燃機関のＥＧＲ装置においてＥＧＲガス中の異物を捕集する異物捕集装置であって、
前記ＥＧＲ装置のＥＧＲ通路に設けられ、メッシュ部材で構成された球状の捕集手段と
、
該捕集手段の内部に設けられ、該捕集手段の内面をブラッシングするブラッシング手段と、
を備えたことを特徴とする。

本発明においては、ＥＧＲガス中の異物が球状の捕集手段に捕集される。また、該捕集手段にＥＧＲガス中のｓｏｏｔが付着する。しかしながら、捕集手段に付着したｓｏｏｔは、該捕集手段の内面がブラッシング手段によってブラッシングされることにより除去される。従って、捕集手段の目詰まりを抑制することが出来る。

さらに、ブラッシング手段によってブラッシングされることによりｓｏｏｔと共に異物が捕集手段から掃き落とされたとしても、捕集手段が球状であるため、掃き落とされた異物は捕集手段における下流側に位置する面に再度捕集される。

よって、本発明によれば、ＥＧＲガス中の異物をより高い確率で捕集することが出来ると共に、ＥＧＲ通路での圧損の増加を抑制することが出来る。

本発明においては、ブラッシング手段が、ＥＧＲガスの流れによって捕集手段の内部で回転し、それによって捕集手段の内面をブラッシングするものであってもよい。

例えば、ブラッシング手段が、捕集手段の内面と接するブラシ部が外周に形成された回転板を有する構成としてもよい。この場合、該回転板が、捕集手段の内部において該捕集手段の中心軸を回転軸として回転可能に支持される。このような構成によれば、ＥＧＲガスの流れによってブラッシング手段が回転する。この回転に伴い、ブラシ部によって捕集手段の内面がブラッシングされる。

この場合、ブラッシング手段を駆動させる動力源を別途設けることなく捕集手段をブラッシングすることが出来る。

本発明によれば、ＥＧＲガス中の異物をより高い確率で捕集することが出来ると共に、ＥＧＲ通路での圧損の増加を抑制することが出来る。

実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。実施例に係る異物捕集装置の概略構成を示す図である。図２（ａ）は側面断面図であり、図２（ｂ）は斜視図である。実施例に係る捕集メッシュの概略構成を示す図である。図３（ａ）は側面断面図であり、図３（ｂ）は正面図である。実施例に係るブラッシング部材の概略構成を示す図である。

以下、本発明に係るＥＧＲ装置における異物捕集装置の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（内燃機関およびその吸排気系の概略構成）
図１は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は４つの気筒２を有する車両駆動用のディーゼルエンジンである。各気筒２には該
気筒２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁３が設けられている。

内燃機関１には、インテークマニホールド５およびエキゾーストマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド５には吸気通路４が接続されている。エキゾーストマニホールド７には排気通路６が接続されている。

吸気通路４にはターボチャージャ８のコンプレッサ８ａが設置されている。排気通路６にはターボチャージャ８のタービン８ｂが設置されている。

吸気通路に４におけるコンプレッサ８ａよりも上流側にはエアフローメータ９が設けられている。吸気通路４におけるコンプレッサ８ａよりも下流側にはスロットル弁１０が設けられている。

排気通路６には排気浄化装置１１が設けられている。該排気浄化装置１１としては、排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタや、酸化触媒、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒等を例示することが出来る。

また、本実施例に係る内燃機関１の吸排気系には、高圧ＥＧＲ装置３０及び低圧ＥＧＲ装置３１が設けられている。高圧ＥＧＲ装置３０は高圧ＥＧＲ通路１２を有しており、低圧ＥＧＲ装置３１は低圧ＥＧＲ通路１５を有している。

高圧ＥＧＲ通路１２は、その一端がエキゾーストマニホールド７に接続されており、その他端がインテークマニホールド５に接続されている。高圧ＥＧＲ通路１２には、ＥＧＲ弁１３及びＥＧＲクーラ１４が設けられている。ＥＧＲ弁１３によって、高圧ＥＧＲ通路１２を通ってエキゾーストマニホールド７からインテークマニホールド５に導入されるＥＧＲガス量が制御される。

低圧ＥＧＲ通路１５は、その一端が排気通路６における排気浄化装置１１よりも下流側に接続されており、その他端が吸気通路４におけるエアフローメータ９より下流側且つコンプレッサ８ａより上流側に接続されている。低圧ＥＧＲ通路１５には、ＥＧＲ弁１６及びＥＧＲクーラ１７が設けられている。ＥＧＲ弁１６によって、低圧ＥＧＲ通路１５を通って排気通路６から吸気通路４に導入されるＥＧＲガス量が制御される。

低圧ＥＧＲ通路１５に流入するＥＧＲガスには、排気通路６に低圧ＥＧＲ通路１５を溶接した際に発生したスパッタ等の内燃機関１の排気系において生じる様々な異物が含まれている。このような異物がＥＧＲガスと共に吸気通路４に流入すると、該異物の衝突によりコンプレッサ８ａのインペラが破損する虞がある。また、これ以外にも、吸気系における各部品や内燃機関１に悪影響を与える虞がある。さらに、このような異物はＥＧＲ弁１６にも悪影響を与える虞がある。

そこで、本実施例においては、ＥＧＲガス中の異物を除去するために、低圧ＥＧＲ通路１５におけるＥＧＲクーラ１７の下流側且つＥＧＲ弁１６の上流側に異物捕集装置１８が設けられている。

（異物捕集装置の概略構成）
以下、本実施例に係る異物捕集装置１８の概略構成について図２〜４に基づいて説明する。図２は、異物捕集装置１８の概略構成を示す図である。図２（ａ）は側面断面図であり、図２（ｂ）は斜視図である。図２（ａ）、（ｂ）において、白抜き矢印はＥＧＲガスの流れを表している。

異物捕集装置１８は、メッシュ部材で構成された球状の捕集メッシュ２０、及び、該捕集メッシュ２０の内部に設けられ該捕集メッシュ２０の内面をブラッシングするブラッシング部材２３を有している。

図３は、捕集メッシュ２０の概略構成を示す図である。図３（ａ）は側面断面図であり、図３（ｂ）は正面図である。図３（ａ）に示すように、捕集メッシュ２０は、上流側メッシュ部材２１ａと下流側メッシュ部材２１ｂとが接合されることにより形成される。上流側メッシュ部材２１ａ及び下流側メッシュ部材２１ｂは、それぞれ半球状のメッシュ部２０ａ、２０ｂと該メッシュ部２０ａ、２０ｂの円周上に形成された接合部２２ａ、２２ｂによって構成されている。上流側メッシュ部材２１ａと下流側メッシュ部材２１ｂの接合部２２ａ、２２ｂが背中合わせに接合されることで、それぞれのメッシュ部２０ａ、２０ｂによって球状の捕集メッシュ２０が形成される。

図４は、ブラッシング部材２３の概略構成を示す図である。ブラッシング部材２３は、回転軸２４と、該回転軸２４において交差するように形成された二枚の回転板２５とを有している（図４においては、一方の回転板の図示を省略している。）。そして、各回転板２５の外周には、捕集メッシュ２０の内面と接するブラシ部２６が形成されている。

上記のような構成のブラッシング部材２３が、捕集メッシュ２０の中心軸と回転軸２４とが略同軸となるように、捕集メッシュ２０の内部に回転可能に支持されている。これにより、ＥＧＲガスの流れによってブラッシング部材２３が回転軸２４を中心に回転する。この回転に伴い、ブラシ部２６によって捕集メッシュ２０の内面がブラッシングされる。

本実施例によれば、ＥＧＲガス中の異物が球状の捕集メッシュ２０に捕集される。これにより、ＥＧＲガス中の異物を除去することが出来る。

また、捕集メッシュ２０にはＥＧＲガス中のｓｏｏｔが付着するが、該ｓｏｏｔはブラッシング部材２３によってブラッシングされることにより除去される。従って、捕集メッシュ２０の目詰まりを抑制することが出来る。よって、ＥＧＲ通路１５での圧損の増加を抑制することが出来る。

さらに、ブラッシング部材２３によってブラッシングされることによりｓｏｏｔと共に異物が捕集メッシュ２０から掃き落とされたとしても、捕集メッシュ２０が球状であるため、掃き落とされた異物は捕集メッシュ２０における下流側に位置する面（即ち、下流側メッシュ部材２１ｂのメッシュ部２０ｂ）に再度捕集される。そのため、ＥＧＲガス中の異物をより高い確率で捕集することが出来る。

また、本実施例によれば、ブラッシング部材２３はＥＧＲガスの流れによって回転する。そのため、ブラッシング部材２３を駆動させる動力源を別途設けることなく捕集メッシュ２０をブラッシングすることが出来る。

尚、本実施例においては、低圧ＥＧＲ装置３１が本発明に係るＥＧＲ装置に相当し、低圧ＥＧＲ通路１５が本発明に係るＥＧＲ通路に相当し、異物捕集装置１８が本発明に係る異物捕集装置に相当する。また、本実施例においては、捕集メッシュ２０が本発明に係る捕集手段に相当し、ブラッシング部材２３が本発明に係るブラッシング手段に相当する。また、本実施例においては、回転板２５が本発明に係る回転板に相当する。

上記実施例に係る異物捕集装置１８を高圧ＥＧＲ通路１２に設けてもよい。

１・・・内燃機関
２・・・気筒
４・・・吸気通路
６・・・排気通路
８・・・ターボチャージャ
８ａ・・コンプレッサ
８ｂ・・タービン
１２・・高圧ＥＧＲ通路
１３・・ＥＧＲ弁
１５・・低圧ＥＧＲ通路
１６・・ＥＧＲ弁
１８・・異物捕集装置
２０・・捕集メッシュ
２０ａ、２０ｂ・・メッシュ部
２１ａ・・上流側メッシュ部材
２１ｂ・・下流側メッシュ部材
２２ａ、２２ｂ・・接合部
２３・・ブラッシング部材
２４・・回転軸
２４・・回転板
２５・・ブラシ部
３０・・高圧ＥＧＲ装置
３１・・低圧ＥＧＲ装置

Claims

内燃機関のＥＧＲ装置においてＥＧＲガス中の異物を捕集する異物捕集装置であって、
前記ＥＧＲ装置のＥＧＲ通路に設けられ、メッシュ部材で構成された球状の捕集手段と、
該捕集手段の内部に設けられ、該捕集手段の内面をブラッシングするブラッシング手段と、
を備えたことを特徴とするＥＧＲ装置における異物捕集装置。
前記ブラッシング手段が、ＥＧＲガスの流れによって前記捕集手段の内部で回転し、それによって前記捕集手段の内面をブラッシングすることを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ装置における異物捕集装置。
前記ブラッシング手段が、前記捕集手段の内面と接するブラシ部が外周に形成されており且つ前記捕集手段の中心軸を回転軸として回転可能に支持されている回転板を有していることを特徴とする請求項２に記載のＥＧＲ装置における異物捕集装置。