JP2012007510A

JP2012007510A - Ｅｇｒガス混合装置

Info

Publication number: JP2012007510A
Application number: JP2010142406A
Authority: JP
Inventors: Tomoji Kogo; 智史向後
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2030-06-23
Also published as: JP5530267B2

Abstract

【課題】排気ガスの凝縮水に起因するエンジンの損傷や腐食の発生を未然に防止することが可能なＥＧＲガス混合装置を提供する。
【解決手段】吸気管１の途中にベンチュリ部２を形成して該ベンチュリ部２の外周に環状チャンバ３を設けると共に、該環状チャンバ３に対し排気側から排気ガス４の一部を抜き出して導くＥＧＲパイプ５を接続し、前記ベンチュリ部２に環状チャンバ３内部と吸気管１内部とを連通する環状スリット６を形成して前記ベンチュリ部２を上流側の絞り部７と下流側の拡張部８とに分割したＥＧＲガス混合装置に関し、前記環状チャンバ３の最下部に凝縮水９を前記ベンチュリ部２内に流下させて抜き出し得るよう水抜き孔１０を穿設する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＥＧＲガス混合装置に関するものである。

従来より、自動車のエンジン等では、排気側から排気ガスの一部を抜き出して吸気側へと戻し、その吸気側に戻された排気ガスでエンジン内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりＮＯxの発生を低減するようにした、いわゆる排気ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）が行われており、一般的に、この種の排気ガス再循環を行う場合には、排気マニホールドから排気管に至る排気通路の適宜位置と、吸気マニホールドの入口付近の吸気管との間をＥＧＲパイプにより接続し、該ＥＧＲパイプを通して排気ガスを再循環するようにしている。

ただし、吸気管の側面に単純にＥＧＲパイプを接続するだけでは、吸気管内を流れる吸気に対して排気ガスを均一に混合することが難しく、更には、吸気管に対するＥＧＲパイプの接続部分における開口が狭いために吸気に対する排気ガスの混入割合を急激に高めることができないなどの不都合があった。

このような不都合を改善するため、吸気管の途中に吸気の流れを絞り込むベンチュリ部を形成して該ベンチュリ部の外周に環状チャンバを設け、該環状チャンバに対し排気側から排気ガスの一部を抜き出して導くＥＧＲパイプを接続し、前記ベンチュリ部のスロート部に環状チャンバ内部と吸気管内部とを連通する環状スリットを形成して前記ベンチュリ部を上流側の絞り部と下流側の拡張部とに分割したＥＧＲガス混合装置が提案されている（特許文献１参照）。

即ち、このようにすれば、ＥＧＲパイプにより環状チャンバに導かれた排気ガスが、ベンチュリ部に形成した環状スリットを通して全周から吸気管内部に流入し、しかも、前記ベンチュリ部の拡張部側に生じる負圧部により環状チャンバ内の排気ガスが良好に吸引されることになるので、大量の排気ガスを吸気管内の吸気に対し良好に混合せしめることができる。

特開２００７−９２５９２号公報

しかしながら、斯かる従来構造においては、排気側から吸気側へ再循環される排気ガスがＥＧＲパイプの途中で図示しないＥＧＲクーラなどにより冷やされて結露し、その凝縮水が環状チャンバの下部に溜まってしまう虞れがあり、万一、ここに溜まった大量の凝縮水が何らかの拍子でエンジン側に一度に導かれてしまうと、該エンジンを損傷する虞れがあった。

また、特にディーゼルエンジンの排気ガス中には、燃料（軽油）中の硫黄分に起因するＳＯ₂が存在するため、このＳＯ₂が水と反応して硫酸成分を含む凝縮液となり易く、その溜まり部にて凝縮液が濃縮されながら溜まり続けることで硫酸成分の濃度が増して腐食が生じ易くなる虞れもあった。

本発明は、斯かる実情に鑑みて成したもので、排気ガスの凝縮水に起因するエンジンの損傷や腐食の発生を未然に防止することが可能なＥＧＲガス混合装置を提供することを目的としている。

本発明は、吸気管の途中にベンチュリ部を形成して該ベンチュリ部の外周に環状チャンバを設けると共に、該環状チャンバに対し排気側から排気ガスの一部を抜き出して導くＥＧＲパイプを接続し、前記ベンチュリ部に環状チャンバ内部と吸気管内部とを連通する環状スリットを形成して前記ベンチュリ部を上流側の絞り部と下流側の拡張部とに分割したＥＧＲガス混合装置であって、前記環状チャンバの最下部に凝縮水を前記ベンチュリ部内に流下させて抜き出し得るよう水抜き孔を穿設したことを特徴とするものである。

而して、このようにすれば、排気側から吸気側へ再循環される排気ガスが結露して凝縮水が生じても、環状チャンバの最下部に穿設した水抜き孔から凝縮水がベンチュリ部内に随時流下して抜き出され、その流下した凝縮水が吸気の流れに乗り飛沫状に細かく分散されてエンジンへと導かれ、該エンジンでの燃料の燃焼時に蒸発して水蒸気となり、そのまま排気ガスと一緒に排気されることになる。

この結果、排気ガスの凝縮水が環状チャンバ内に大量に溜まってしまう事態が起こらなくなり、大量に溜まった排気ガスの凝縮水が何らかの拍子でエンジン側に導かれて該エンジンを損傷してしまったり、その溜まり部に凝縮液が濃縮されながら溜まり続けることで腐食が生じてしまったりする虞れが未然に防止されることになる。

尚、飛沫程度の凝縮水がエンジンへ導かれても、該エンジンの高温の燃焼室内に入って直ぐに気化してしまうので、何らエンジンの性能に悪影響を及ぼす虞れはなく、また、ベンチュリ部内から随時抜き出される凝縮水は、未だ濃縮されていない極めて硫酸成分の低いものであるため、ベンチュリ部内に流下させても、該ベンチュリ部に腐食を引き起こすような心配はない。

また、本発明においては、ＥＧＲパイプが環状チャンバの上部に接続されていることが好ましく、このようにすれば、環状チャンバの最下部に凝縮水をベンチュリ部内に流下させて抜き出し得るよう水抜き孔を穿設しても、吸気に対する排気ガスの混合性への影響を最小限に抑えることが可能となる。

即ち、環状チャンバにＥＧＲパイプから導入される排気ガスは、その導入側に対し反対側へ回り込み難く、該反対側における排気ガスのミキシングへの寄与度は元々低いものであったため、環状チャンバの最下部の水抜き孔が導入側に対し反対側となるようＥＧＲパイプを環状チャンバの上部に接続すれば、吸気に対する排気ガスの混合性への影響が最小限に抑えられる。

本発明のＥＧＲガス混合装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、環状チャンバの最下部に凝縮水をベンチュリ部内に流下させて抜き出し得るよう水抜き孔を穿設したことにより、排気ガスの凝縮水が環状チャンバ内に大量に溜まってしまう事態を未然に防止することができ、これによって、排気ガスの凝縮水が何らかの拍子で大量にエンジン側に導かれて該エンジンを損傷してしまったり、その溜まり部に凝縮液が濃縮されながら溜まり続けることで腐食が生じてしまったりする虞れを未然に防止することができる。

（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、環状チャンバの最下部に凝縮水をベンチュリ部内に流下させて抜き出し得るよう水抜き孔を穿設しても、吸気に対する排気ガスの混合性への影響を最小限に抑えることができる。

本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。図１のＩＩ−ＩＩ方向の矢視図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、本形態例においては、吸気管１の途中にベンチュリ部２が形成されており、該ベンチュリ部２のスロート部の外周に環状チャンバ３が設けられていると共に、該環状チャンバ３の上部に対し排気側から排気ガス４の一部を抜き出して導くＥＧＲパイプ５が接続され、前記ベンチュリ部２に環状チャンバ３内部と吸気管１内部とを連通する環状スリット６が形成されて前記ベンチュリ部２が上流側の絞り部７と下流側の拡張部８とに分割されているが、前記環状チャンバ３の最下部に凝縮水９を前記ベンチュリ部２内に流下させて抜き出し得るよう水抜き孔１０を穿設している。

ここに図示している例の場合、ベンチュリ部２の上流側の絞り部７が前記環状チャンバ３の最下部よりも下方から延びてきており、下流側の拡張部８は前記環状チャンバ３の最下部よりも上方に位置しているので、前記環状チャンバ３の最下部から上流側の絞り部７の最下部に向けて下り勾配を成すように水抜き孔１０を穿設している。ただし、前記環状チャンバ３の最下部に対し下流側の拡張部８の方が低くなっていれば、該拡張部８の最下部に向けて水抜き孔１０を穿設するようにしても良い。

尚、図１及び図２中に白抜き矢印で示している吸気１１の流れは、ベンチュリ部２に対し斜め下方から導入されてから略直角な向きの水平方向に抜き出されるようになっているが、これは単なる一例であって、ベンチュリ部２の前後の吸気管１の形状が特に図示例に限定されないものであることは勿論である。

而して、このようにＥＧＲガス混合装置を構成すれば、排気側から吸気側へ再循環される排気ガス４が結露して凝縮水９が生じても、環状チャンバ３の最下部に穿設した水抜き孔１０から凝縮水９がベンチュリ部２内に随時流下して抜き出され、その流下した凝縮水９が吸気１１の流れに乗り飛沫状に細かく分散されてエンジンへと導かれた後、該エンジンでの燃料の燃焼時に蒸発して水蒸気となり、そのまま排気ガス４と一緒に排気されることになる。

この結果、排気ガス４の凝縮水９が環状チャンバ３内に大量に溜まってしまう事態が起こらなくなり、大量に溜まった排気ガス４の凝縮水９が何らかの拍子でエンジン側に導かれて該エンジンを損傷してしまったり、その溜まり部に凝縮液が濃縮されながら溜まり続けることで腐食が生じてしまったりする虞れが未然に防止されることになる。

尚、飛沫程度の凝縮水９がエンジンへ導かれても、該エンジンの高温の燃焼室内に入って直ぐに気化してしまうので、何らエンジンの性能に悪影響を及ぼす虞れはなく、また、ベンチュリ部２内から随時抜き出される凝縮水９は、未だ濃縮されていない極めて硫酸成分の低いものであるため、ベンチュリ部２内に流下させても、該ベンチュリ部２に腐食を引き起こすような心配はない。

また、本形態例においては、ＥＧＲパイプ５が環状チャンバ３の上部に接続されているので、環状チャンバ３の最下部に凝縮水９をベンチュリ部２内に流下させて抜き出し得るよう水抜き孔１０を穿設しても、吸気１１に対する排気ガス４の混合性への影響を最小限に抑えることが可能となる。

即ち、環状チャンバ３にＥＧＲパイプ５から導入される排気ガス４は、その導入側に対し反対側へ回り込み難く、該反対側における排気ガス４のミキシングへの寄与度は元々低いものであったため、環状チャンバ３の最下部の水抜き孔１０が導入側に対し反対側となるようＥＧＲパイプ５を環状チャンバ３の上部に接続すれば、吸気１１に対する排気ガス４の混合性への影響が最小限に抑えられることになる。

従って、上記形態例によれば、環状チャンバ３の最下部に凝縮水９をベンチュリ部２内に流下させて抜き出し得るよう水抜き孔１０を穿設したことにより、排気ガス４の凝縮水９が環状チャンバ３内に大量に溜まってしまう事態を未然に防止することができ、これによって、排気ガス４の凝縮水９が何らかの拍子で大量にエンジン側に導かれて該エンジンを損傷してしまったり、その溜まり部に凝縮液が濃縮されながら溜まり続けることで腐食が生じてしまったりする虞れを未然に防止することができる。

また、特に本形態例においては、環状チャンバ３の最下部に凝縮水９をベンチュリ部２内に流下させて抜き出し得るよう水抜き孔１０を穿設しても、吸気１１に対する排気ガス４の混合性への影響を最小限に抑えることができる。

尚、本発明のＥＧＲガス混合装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１吸気管
２ベンチュリ部
３環状チャンバ
４排気ガス
５ＥＧＲパイプ
６環状スリット
７絞り部
８拡張部
９凝縮水
１０水抜き孔
１１吸気

Claims

吸気管の途中にベンチュリ部を形成して該ベンチュリ部の外周に環状チャンバを設けると共に、該環状チャンバに対し排気側から排気ガスの一部を抜き出して導くＥＧＲパイプを接続し、前記ベンチュリ部に環状チャンバ内部と吸気管内部とを連通する環状スリットを形成して前記ベンチュリ部を上流側の絞り部と下流側の拡張部とに分割したＥＧＲガス混合装置であって、前記環状チャンバの最下部に凝縮水を前記ベンチュリ部内に流下させて抜き出し得るよう水抜き孔を穿設したことを特徴とするＥＧＲガス混合装置。
ＥＧＲパイプが環状チャンバの上部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲガス混合装置。