JP2015010567A - Egr gas mixer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、EGRガス混合装置に関するものである。 The present invention relates to an EGR gas mixing device.
従来、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。 Conventionally, in an automobile engine or the like, a part of exhaust gas is extracted from the exhaust side and returned to the intake side, and combustion of fuel in the engine is suppressed by the exhaust gas returned to the intake side to lower the combustion temperature. So-called exhaust gas recirculation (EGR) is performed to reduce the generation of NOx. Generally, when performing this kind of exhaust gas recirculation, An appropriate position of the exhaust passage leading to the exhaust pipe and an intake pipe near the inlet of the intake manifold are connected by an EGR pipe, and the exhaust gas is recirculated through the EGR pipe.
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。 However, simply connecting the EGR pipe to the side surface of the intake pipe makes it difficult to uniformly mix the exhaust gas with the intake air flowing through the intake pipe. Furthermore, there is an opening at the connection portion of the EGR pipe to the intake pipe. Due to the narrowness, there is a disadvantage that the mixing ratio of the exhaust gas to the intake air cannot be increased rapidly.
このような不都合を改善するため、図5及び図6に示す如く、吸気管1の途中に吸気2の流れを絞り込むベンチュリ部3を形成して該ベンチュリ部3の外周に環状チャンバ4を設け、該環状チャンバ4に対し排気側から排気ガス5の一部を抜き出して導くEGRパイプ6を接続し、前記ベンチュリ部3のスロート部に環状チャンバ4と吸気管1内部とを連通する環状スリット7を形成して前記ベンチュリ部3を上流側の縮径部8と下流側の拡張部9とに分割したEGRガス混合装置が提案されている。
In order to improve such inconvenience, as shown in FIGS. 5 and 6, a
即ち、このようにすれば、EGRパイプ6により環状チャンバ4に導かれた排気ガス5が、ベンチュリ部3に形成した環状スリット7を通して全周から吸気管1内部に流入し、しかも、前記ベンチュリ部3の拡張部9側に生じる負圧部により環状チャンバ4内の排気ガス5が良好に吸引されることになるので、大量の排気ガス5を吸気管1内の吸気2に対し良好に混合せしめて混合ガスとすることができる。
That is, in this way, the
また、本発明と同じ出願人は、環状スリット7の最下レベルより低い環状チャンバ4の領域を前記環状スリット7の最下レベルまで底上げして形成することも提案しており(下記の特許文献1を参照)、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、その凝縮水が環状チャンバ4内に大量に溜まってしまう事態が起こらなくなる。
The same applicant as the present invention has also proposed that the region of the annular chamber 4 that is lower than the lowest level of the
しかしながら、斯かる従来のEGRガス混合装置においては、そのベンチュリ部3と環状スリット7とを鋳造により一体成形するようにしていたため、その内部における狭い場所に煤分などが溜まっても清掃を行うことが難しいという問題があった。
However, in such a conventional EGR gas mixing apparatus, the
本発明は、斯かる実情に鑑みて成したもので、必要時に適宜に分解して内部の清掃を簡便に行い得るEGRガス混合装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an EGR gas mixing apparatus that can be appropriately disassembled when necessary to easily clean the inside.
本発明は、吸気管の途中を着脱自在に分割し且つその分割部より上流側の吸気管の内径に対し下流側の吸気管の内径を相対的に大きく構成し、下流側の吸気管の最上流部に吸気の流れ方向へ向け徐々に拡径して上流側の吸気管の流路を下流側の吸気管の流路に対し段差無く連続せしめるコーン形状のベンチュリ部品を配置して該ベンチュリ部品の外周に環状チャンバを区画すると共に、該環状チャンバに対し排気側から排気ガスの一部を抜出して導くEGRパイプを接続し、前記ベンチュリ部品の周方向複数箇所にスリットを開口したことを特徴とするものである。 The present invention divides the intake pipe halfway in a detachable manner, and configures the inner diameter of the downstream intake pipe to be relatively larger than the inner diameter of the intake pipe upstream from the divided portion. A cone-shaped venturi part is arranged in the upstream portion so that the diameter of the intake pipe gradually increases in the direction of the intake air flow so that the upstream intake pipe passage is continuous with the downstream intake pipe passage without any step. And an EGR pipe connected to the annular chamber for extracting and guiding a part of the exhaust gas from the exhaust side, and slits are opened at a plurality of locations in the circumferential direction of the venturi part. To do.
而して、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、ベンチュリ部品の各スリットを通し周方向複数箇所から分散して吸気管内部に流入することになり、しかも、上流側の吸気管から直進して流れようとする吸気の流れによりベンチュリ部品の内周部分に圧力降下が生じて前記環状チャンバ内の排気ガスがベンチュリ部品内に吸い込まれ易くなるため、既に提案されている従来のEGRガス混合装置と同様に、大量の排気ガスを吸気の流れに対し良好に混合させて混合ガスとすることが可能となる。 Thus, in this way, the exhaust gas guided to the annular chamber by the EGR pipe flows through the slits of the venturi parts from a plurality of locations in the circumferential direction and flows into the intake pipe, Since the flow of intake air going straight from the intake pipe on the upstream side causes a pressure drop in the inner peripheral portion of the venturi part and the exhaust gas in the annular chamber is easily sucked into the venturi part, it has already been proposed. As in the conventional EGR gas mixing apparatus, a large amount of exhaust gas can be mixed well with the flow of intake air to form a mixed gas.
しかも、排気側から還流される排気ガスを吸気に混合するためのベンチュリ構造を別体のベンチュリ部品で構成しているので、煤分などが溜まった場合に上流側の吸気管と下流側の吸気管とを切り離して内部からベンチュリ部品を取り出し、各吸気管の内部やベンチュリ部品に対し簡便に清掃を行うことが可能である。 In addition, the venturi structure for mixing the exhaust gas recirculated from the exhaust side into the intake air is made up of separate venturi parts, so when apportioning or the like accumulates, the upstream intake pipe and the downstream intake air It is possible to easily clean the inside of each intake pipe and the venturi parts by separating the pipes and taking out the venturi parts from the inside.
また、本発明においては、スリットの上流側端から下流側へ向け延在し且つその上流側から下流側に向かうにつれ徐々にスリットからベンチュリ部品の内側へ離間するように邪魔板を設け、該邪魔板により吸気の流れがスリットに向かわないように構成することが好ましい。 In the present invention, a baffle plate is provided so as to extend from the upstream end of the slit toward the downstream side and gradually move away from the slit to the inside of the venturi part as it goes from the upstream side to the downstream side. The plate is preferably configured so that the flow of intake air does not go to the slit.
このようにすれば、特に吸気の流速が高い運転領域でベンチュリ部品内を流れる吸気の一部が前記ベンチュリ部品の内周面に沿う流れを形成しても、その吸気の流れが各スリットに向かわないように邪魔板により逸らされ、排気ガスの吸い込まれ易さが損なわれる虞れが未然に回避されることになる。 In this way, even if a part of the intake air flowing in the venturi part forms a flow along the inner peripheral surface of the venturi part, particularly in an operation region where the flow velocity of the intake air is high, the intake air flow is directed to each slit. Therefore, the possibility that the exhaust gas is easily sucked and the ease of inhaling the exhaust gas is avoided.
更に、本発明においては、邪魔板の片方の側部に吸気の流れに旋回を与えるガイドフィンを付設することが好ましく、このようにすれば、ガイドフィンにより吸気の流れに旋回を与え、その吸気の旋回流に対し周方向複数箇所から排気ガスを導入して効果的に撹拌させることが可能となる。 Furthermore, in the present invention, it is preferable to provide a guide fin for swirling the flow of intake air on one side of the baffle plate. The exhaust gas can be introduced into the swirling flow from a plurality of locations in the circumferential direction and effectively stirred.
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。 According to the EGR gas mixing device of the present invention, the following various excellent effects can be obtained.
(I)本発明の請求項1に記載の発明によれば、必要時に適宜に分解して内部の清掃を簡便に行うことができるので、長期間に亘りEGRガス混合装置の健全性を良好に保つことができ、メンテナンス作業時の労力も大幅に軽減することができる。
(I) According to the invention described in
(II)本発明の請求項2に記載の発明によれば、特に吸気の流速が高い運転領域でベンチュリ部品内を流れる吸気の一部が前記ベンチュリ部品の内周面に沿う流れを形成しても、邪魔板により前記吸気の流れを各スリットに向かわないように逸らせることができ、排気ガスの吸い込まれ易さが損なわれる虞れを未然に回避することができる。
(II) According to the invention described in
(III)本発明の請求項3に記載の発明によれば、ガイドフィンにより吸気の流れに旋回を与えることができ、その吸気の旋回流に対し周方向複数箇所から排気ガスを導入して効果的に撹拌させることができるので、吸気と排気ガスとの混合を著しく促進することができる。
(III) According to the invention described in
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
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の途中が着脱自在に分割されており、その分割部より上流側の吸気管1Aの内径に対し下流側の吸気管1Bの内径が相対的に大きく構成されており、これら上流側の吸気管1Aと下流側の吸気管1Bとは、相互の対向端に設けたフランジ1a,1b同士をボルト締結することにより連結されるようになっているが、下流側の吸気管1Bの最上流部には、吸気2の流れ方向(図1中における右から左へ向かう方向)へ向け徐々に拡径して上流側の吸気管1Aの流路を下流側の吸気管1Bの流路に対し段差無く連続せしめるコーン形状のベンチュリ部品10(図2参照)が配置されており、該ベンチュリ部品10の上流側端に設けたフランジ10aを前記両吸気管1A,1Bのフランジ1a,1b同士の間に挟んで共締めでボルト締結することにより前記ベンチュリ部品10の固定が図られるようにしてある。
FIG. 1 and FIG. 2 show an example of an embodiment for carrying out the present invention. In this embodiment, the
また、下流側の吸気管1Bの最上流部にベンチュリ部品10を配置することによって、該ベンチュリ部品10の外周に環状チャンバ11が区画されるようになっており、この環状チャンバ11に対し排気側から排気ガス5の一部を抜出して導くEGRパイプ6が接続されていると共に、前記ベンチュリ部品10の周方向複数箇所にスリット12が開口されており、該各スリット12を介して前記環状チャンバ11の排気ガス5がベンチュリ部品10内の吸気2の流れに導入されるようになっている。
Further, by arranging the
特に本形態例においては、前記ベンチュリ部品10におけるスリット12が開口している場所に、該スリット12の上流側端から下流側へ向け延在し且つその上流側から下流側に向かうにつれ徐々にスリット12からベンチュリ部品10の内側へ離間するように邪魔板13が設けられており、該邪魔板13により吸気2の流れがスリット12に向かわないようにしてある。
Particularly in the present embodiment, the
即ち、このような邪魔板13を設けてあれば、特に吸気2の流速が高い運転領域でベンチュリ部品10内を流れる吸気2の一部が前記ベンチュリ部品10の内周面に沿う流れを形成しても、その吸気2の流れが各スリット12に向かわないように邪魔板13により逸らされ、排気ガス5の吸い込まれ易さが損なわれる虞れが未然に回避されることになる。
That is, if such a
ここで、前記ベンチュリ部品10が金属素材により製作される場合には、図3に示す如く、前記ベンチュリ部品10のスリット12に相当する部位に切れ目を入れて内側へ折り込むことにより前記スリット12を開口せしめ且つその内側へ折り込んだ部分を邪魔板13とすることが可能であり、このようにした場合、邪魔板13を内側へ折り込む深さを、上流側の吸気管1Aの流路を下流側へ延長した範囲(図3中の二点鎖線より下側の範囲)に入らない程度に浅く設定しておけば、吸気抵抗の上昇を回避して良好なベンチュリ効果を得ることが可能である。
Here, when the
而して、このようにすれば、EGRパイプ6により環状チャンバ11に導かれた排気ガス5が、ベンチュリ部品10の各スリット12を通し周方向複数箇所から分散して吸気管1内部に流入することになり、しかも、上流側の吸気管1Aから直進して流れようとする吸気2の流れによりベンチュリ部品10の内周部分に圧力降下が生じて前記環状チャンバ11内の排気ガス5がベンチュリ部品10内に吸い込まれ易くなるため、既に提案されている従来のEGRガス混合装置と同様に、大量の排気ガス5を吸気2の流れに対し良好に混合させて混合ガスとすることが可能となる。
Thus, the
しかも、排気側から還流される排気ガス5を吸気2に混合するためのベンチュリ構造を別体のベンチュリ部品10で構成しているので、煤分などが溜まった場合に上流側の吸気管1Aと下流側の吸気管1Bとを切り離して内部からベンチュリ部品10を取り出し、各吸気管1の内部やベンチュリ部品10に対し簡便に清掃を行うことが可能である。
In addition, since the venturi structure for mixing the
従って、上記形態例によれば、必要時に適宜に分解して内部の清掃を簡便に行うことができるので、長期間に亘りEGRガス混合装置の健全性を良好に保つことができて、メンテナンス作業時の労力も大幅に軽減することができ、しかも、特に吸気2の流速が高い運転領域でベンチュリ部品10内を流れる吸気2の一部が前記ベンチュリ部品10の内周面に沿う流れを形成しても、邪魔板13により前記吸気2の流れを各スリット12に向かわないように逸らせることができ、排気ガス5の吸い込まれ易さが損なわれる虞れを未然に回避することもできる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the internal cleaning can be easily performed by appropriately disassembling when necessary, so that the soundness of the EGR gas mixing device can be maintained well over a long period of time, and maintenance work can be performed. The time labor can be greatly reduced, and a part of the
また、図4は本発明の別の形態例を示すもので、前記ベンチュリ部品10が樹脂素材により型成形される場合には、邪魔板13をスリット12の開口形状の制約を受けずに自由に形成することが可能であるので、邪魔板13の片方の側部に吸気2の流れに旋回を与えるガイドフィン14を付設した構成を採用しており、このようにすれば、ガイドフィン14により吸気2の流れに旋回を与え、その吸気2の旋回流に対し周方向複数箇所から排気ガス5を導入して効果的に撹拌させることができるので、吸気2と排気ガス5との混合を著しく促進することができる。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. When the
この際、ガイドフィン14の部分をベンチュリ部品10や邪魔板13とは異なる相対的に柔らかい樹脂で成形するようにしても良く、このようにすれば、吸気2の流速が高い時に前記ガイドフィン14が撓んで逃げることで吸気2の流れを無理に堰き止めないようにして吸気抵抗の過剰な上昇を回避することができる。
At this time, the portion of the
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。 In addition, the EGR gas mixing apparatus of this invention is not limited only to the above-mentioned example, Of course, various changes can be added within the range which does not deviate from the summary of this invention.
1 吸気管
1A 上流側の吸気管
1B 下流側の吸気管
2 吸気
5 排気ガス
6 EGRパイプ
10 ベンチュリ部品
11 環状チャンバ
12 スリット
13 邪魔板
14 ガイドフィン
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