JP2012052529A - 多管式egrガス冷却装置の煤堆積防止方法及びその煤堆積防止機能を備えた多管式egrガス冷却装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 多管式EGRガス冷却装置のEGRガス流入側もしくはEGRガス流出側の少なくとも片側のEGR配管を2系統に分け、かつ各系統毎にON/OFF制御する仕組みとなす開閉弁を設け、該開閉弁により、EGRガス流の全量が全伝熱管に流れる第1の状態、EGRガス流の全量が約半数の伝熱管群に流れる第2の状態及びEGRガス流の全量が前記第2の状態で流れなかった伝熱管群に流れる第3の状態の3つの形態がとれるEGRガス流通制御弁機構を備えたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
又、特許文献2に開示されているEGRガス冷却装置の洗浄方法は、長期にわたる使用により伝熱管内に煤が付着堆積してEGRガス冷却装置の性能が低下してきた際に、エンジンを停止して洗浄具挿入口からスプレーガンのノズルを挿入し、該ノズルから各伝熱管の出側開口部に向けて煤洗浄用の溶剤を噴射し、その噴射流により各伝熱管内の煤を排気側へ排出させるが、この方法は、当該洗浄設備を備えた所定の場所でしか実施することができないため実用性に欠けること、又、溶剤を使用した場合には、煤を含む溶剤(洗浄液)がエンジンの燃焼室に流入するおそれがあり燃焼効率等の点で好ましくないこと、更に、スプレーガンやエアガンによる方法の場合、スプレーガンやエアガンのノズルから噴射される噴射流は、伝熱管の対向側端部の開口部付近では勢いが低下することから当該管内面に付着堆積している煤が十分に除去されない可能性があり、その煤の除去に長時間かかるのみならず、全伝熱管に対して煤の付着を最小に維持することが困難で、大きな交換熱量を長期にわたり維持することができないこと、等の問題点がある。
次に、多管式EGRガス冷却装置1の使用により伝熱管内に煤が堆積して該EGRガス冷却装置の性能が低下してきた際には、まず前半は(b)に示すように第1系統の分岐管3−1の開閉弁V1をON(全開)とし、第2系統の分岐管3−2の開閉弁V2をOFF(閉塞)とする。これによりEGRガス流のほぼ全量が約半数の第1の伝熱管群1−2−aに流れ、残りの約半数の第2の伝熱管群1−2−bにはEGRガスが流れない第2の状態となる。この時、第1系統の分岐管3−1を流れるEGRガス流の流速は、通常流速、即ち第1の状態の約2倍の流速となり、約半数の第1の伝熱管群1−2−aを構成する各伝熱管1−2内においては通常流速の約2倍の流速に増速されてEGRガスが流れることにより、当該各伝熱管内に堆積している煤がその高速のEGRガス流により剥離し吹飛ばされる。
このようにして前半の運転が終了すると、前記(b)の制御に替えて、(c)に示すように(b)と反対の形態をとって残り約半数の第2の伝熱管群1−2−bの煤の吹飛ばしを実施する。即ち、第1系統の分岐管3−1の開閉弁V1をOFF(閉塞)とし、第2系統の分岐管3−2の開閉弁V2をON(全開)とする。これによりEGRガス流のほぼ全量が前記(b)の制御でEGRガスが流れなかった残り約半数の第2の伝熱管群1−2−bに流れ、前半の運転により煤の吹飛ばしが終了した約半数の第1の伝熱管群1−2−aにはEGRガスが流れない第3の状態となる。この時、第2系統の分岐管3−2を流れるEGRガス流の流速は、前記(b)の状態と同様、通常流速、即ち第1の状態の約2倍の流速となり、約半数の第2の伝熱管群1−2−bを構成する各伝熱管1−2内においては通常流速の約2倍の流速に増速されてEGRガスが流れることにより、当該各伝熱管内に堆積している煤がその高速のEGRガス流により剥離し吹飛ばされる。この(b)、(c)の煤吹飛ばし方法により、多管式EGRガス冷却装置の全ての伝熱管内に堆積している煤が効果的に吹飛ばされる。
なお、前記開閉弁V1、V2の開閉状態(b)、(c)の煤吹飛ばし状態における吹飛ばし時間を各々1〜10秒程度としたのは、吹飛ばし時間が1秒程度未満では伝熱管1−2の閉塞中に新たに堆積した煤が吹飛ばされ切れずに当該伝熱管1−2内に残留する危険性があり、他方、10秒程度を超えると吹飛ばしを受けている伝熱管1−2内の煤は残留しなくなるが、閉塞状態にある伝熱管1−2にはEGRガス流通制御弁機構からの新たな漏洩に伴って新たに煤が付着・堆積してしまう危険性が生じるためである。
次に、多管式EGRガス冷却装置1の伝熱管内の煤の吹飛ばし運転を行う際には、前記図1の場合と同様、まず前半は(b)に示すように第1系統の分岐管3−1の開閉弁V1をON(全開)とし、第2系統の分岐管3−2の開閉弁V2をOFF(閉塞)とする。これによりEGRガス流の全量が約半数の第1の伝熱管群1−2−aに流れ、残りの約半数の第2の伝熱管群1−2−bにはEGRガスが流れない第2の状態となる。この時、第1系統の分岐管3−1を流れるEGRガス流の流速は、通常流速、即ち第1の状態の約2倍の流速となり、約半数の第1の伝熱管群1−2−aを構成する各伝熱管内においては通常流速の約2倍の流速に増速されてEGRガスが流れることにより、当該各伝熱管内に堆積している煤がその高速のEGRガス流により剥離し吹飛ばされる。
このようにして前半の運転が終了すると、後半として前記(b)の制御に替えて、(c)に示すように(b)と反対の形態をとって残り約半数の第2の伝熱管群1−2−bの煤の吹飛ばしを実施する。即ち、第1系統の分岐管3−1の開閉弁V1をOFF(閉塞)とし、第2系統の分岐管3−2の開閉弁V2をON(全開)とする。これによりEGRガス流の全量が前記(b)の制御でEGRガスが流れなかった残り約半数の第2の伝熱管群1−2−bに流れ、前半の運転により煤の吹飛ばしが終了した約半数の第1の伝熱管群1−2−aにはEGRガスが流れない第3の状態となる。この時、第2系統の分岐管3−2を流れるEGRガス流の流速は、前記(b)の状態と同様、通常流速、即ち第1の状態の約2倍の流速となり、約半数の第2の伝熱管群1−2−bを構成する各伝熱管1−2内においては通常流速の約2倍の流速に増速されてEGRガスが流れることにより、当該各伝熱管内に堆積している煤がその高速のEGRガス流により剥離し吹飛ばされる。従って、多管式EGRガス冷却装置1のEGRガス流出側(下流側)にEGRガス流通制御弁機構2を設けた本実施例においても、(b)、(c)の煤吹飛ばし方法により、多管式EGRガス冷却装置の全ての伝熱管内に堆積している煤を効果的に吹飛ばすことができる。
なお、この図11に示す多管式EGRガス冷却装置の伝熱管1−2内の煤の吹飛ばし運転を行う際には、前記図6に示す第4実施例の多管式EGRガス冷却装置と同様の弁操作を行うことによって当該各伝熱管1−2内に堆積している煤を高速のEGRガス流により剥離し吹飛ばすことができることはいうまでもない。
1−1 クーラーコア
1−2 伝熱管
1−2−a 第1の伝熱管群
1−2−b 第2の伝熱管群
1−3 ボンネット
1−4 チューブシート
2 EGRガス流通制御弁機構
3 EGRガス配管
3−1、3−2 分岐管
4 管継手
4−1、5−1、5−2 仕切板
6、8 ピストンロッド部
7、9 軸受部
V1、V2 開閉弁
V3、V4、V5 切換弁
V3−1、V4−1、V5−1、V6−1、V10−3、V11−1 回転軸
V3−2、V4−2、V5−2 弁部材
V6 両開扉式開閉弁
V6−2、V7−1、V11−2 第1弁部材
V6−3、V7−2、V11−3 第2弁部材
V7 スライド式ゲート弁
V8 3ポジションのスライド式ゲート弁
V8−1 スライド式弁部材
V8−2、V9−2、V9−3、V10−4、V10−5、V10−6 貫通窓
V9 フィルム弁
V9−1 フィルム状弁部材
V9−4 フィルムケース
V9−5 アクチュエータ
V10 ディスクバルブ
V10−1 ハウジング
V10−2 円板状弁部材
V11 両開扉式EGR弁
Claims (13)
- 多管式EGRガス冷却装置のEGRガス流入側もしくはEGRガス流出側の少なくとも片側に、EGRガス流の全量が全伝熱管に流れる第1の状態、EGRガス流の全量が約半数の伝熱管群に流れる第2の状態及びEGRガス流の全量が前記第2の状態で流れなかった伝熱管群に流れる第3の状態の3つの形態がとれるEGRガス流通制御弁機構を設け、前記EGRガス流通制御弁機構を前記第2の状態及び第3の状態に維持することにより前記伝熱管内を流れるEGRガス流速を前記第1の状態の約2倍に増速させて伝熱管内面に堆積した煤を当該増速されたEGRガス流により吹飛ばすことを特徴とする多管式EGRガス冷却装置の煤堆積防止方法。
- 前記第2の状態又は前記第3の状態のEGRガス流による吹飛ばし状態から、前記第1の状態に移行するに先立ち、第2の状態及び第3の状態を交互に少なくとも各々1回、好ましくは複数回を各々所望の時間繰り返すことを特徴とする請求項1に記載の多管式EGRガス冷却装置の煤堆積防止方法。
- 多管式EGRガス冷却装置のEGRガス流入側もしくはEGRガス流出側の少なくとも片側のEGR配管を2系統に分け、かつ該2系統の各系統毎にON/OFF制御する仕組みとなす開閉弁を設け、該開閉弁により、EGRガス流の全量が全伝熱管に流れる第1の状態、EGRガス流の全量が約半数の伝熱管群に流れる第2の状態及びEGRガス流の全量が前記第2の状態で流れなかった伝熱管群に流れる第3の状態の3つの形態がとれるEGRガス流通制御弁機構を備えたことを特徴とする煤堆積防止機能を備えた多管式EGRガス冷却装置。
- 多管式EGRガス冷却装置のEGRガス流入側もしくはEGRガス流出側の少なくとも片側に、ON/OFF制御する仕組みとなす開閉弁を設け、該開閉弁により、EGRガス流の全量が全伝熱管に流れる第1の状態、EGRガス流の全量が約半数の伝熱管群に流れる第2の状態及びEGRガス流の全量が前記第2の状態で流れなかった伝熱管群に流れる第3の状態の3つの形態がとれるEGRガス流通制御弁機構を備えたことを特徴とする煤堆積防止機能を備えた多管式EGRガス冷却装置。
- 前記EGRガス流通制御弁機構の開閉弁が、当該EGRガス冷却装置のボンネット内に設けられていることを特徴とする請求項4に記載の煤堆積防止機能を備えた多管式EGRガス冷却装置。
- 前記EGRガス流通制御弁機構の開閉弁が、EGRガス配管と前記ボンネット間に跨設されていることを特徴とする請求項4に記載の煤堆積防止機能を備えた多管式EGRガス冷却装置。
- 前記EGRガス流通制御弁機構の開閉弁が、切換弁部材又は扉状弁部材で構成されていることを特徴とする請求項4に記載の煤堆積防止機能を備えた多管式EGRガス冷却装置。
- 前記EGRガス流通制御弁機構の開閉弁が、対向する両開扉状弁部材で構成されていることを特徴とする請求項4に記載の煤堆積防止機能を備えた多管式EGRガス冷却装置。
- 前記EGRガス流通制御弁機構の開閉弁が、フィルム状弁部材で構成されていることを特徴とする請求項4に記載の煤堆積防止機能を備えた多管式EGRガス冷却装置。
- 前記フィルム状弁部材が、耐熱繊維で編まれた布又は不織布もしくは耐熱金属箔よりなる帯状部材のいずれかで構成されていることを特徴とする請求項9に記載の煤堆積防止機能を備えた多管式EGRガス冷却装置。
- 前記EGRガス流通制御弁機構の開閉弁が、スライド式のゲート弁で構成されていることを特徴とする請求項4に記載の煤堆積防止機能を備えた多管式EGRガス冷却装置。
- 前記スライド式のゲート弁が、2ポジション又は3ポジションであることを特徴とする請求項11に記載の煤堆積防止機能を備えた多管式EGRガス冷却装置。
- 前記EGRガス流通制御弁機構の開閉弁が、回動式の円板状弁もしくは扇形状弁で構成されていることを特徴とする請求項4に記載の煤堆積防止機能を備えた多管式EGRガス冷却装置。
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