JP2020056351A - EGR cooler - Google Patents
EGR cooler Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020056351A JP2020056351A JP2018186842A JP2018186842A JP2020056351A JP 2020056351 A JP2020056351 A JP 2020056351A JP 2018186842 A JP2018186842 A JP 2018186842A JP 2018186842 A JP2018186842 A JP 2018186842A JP 2020056351 A JP2020056351 A JP 2020056351A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- egr
- heating element
- flow path
- egr cooler
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
本開示は、EGRクーラに関する。 The present disclosure relates to an EGR cooler.
近年、内燃機関から排出される排気の一部を吸気系へ再循環させるためのEGR(Exhaust Gas Recirculation)装置において、EGRガスと冷媒との間で熱交換を行うためのEGRクーラを、EGR流路の途中に配置したものが知られている。 2. Description of the Related Art In recent years, in an EGR (Exhaust Gas Recirculation) device for recirculating a part of exhaust gas discharged from an internal combustion engine to an intake system, an EGR cooler for exchanging heat between an EGR gas and a refrigerant has an EGR flow. Some are arranged in the middle of the road.
EGRクーラを備えたEGR装置では、内燃機関の冷間始動直後のように、EGRクーラ内の雰囲気温度が低いときに、該EGRクーラへEGRガスが流入すると、EGRクーラ内の流路壁面とEGRガスとが接触した際にEGRガス中の水分が凝縮して凝縮水を発生させる可能性がある。この様にして生成される凝縮水には、硫酸(H2SO4)、無水硫酸(SO3)、又は硝酸(NHO3)等の酸性物質が含まれているため、EGRガス流路の部品を腐食させる等の不具合を誘発する可能性がある。 In an EGR device equipped with an EGR cooler, when EGR gas flows into the EGR cooler when the ambient temperature inside the EGR cooler is low, such as immediately after a cold start of the internal combustion engine, the flow path wall in the EGR cooler and the EGR When the gas comes into contact with the gas, water in the EGR gas may condense and generate condensed water. Since the condensed water thus generated contains an acidic substance such as sulfuric acid (H 2 SO 4 ), sulfuric anhydride (SO 3 ), or nitric acid (NHO 3 ), the components of the EGR gas flow path May cause problems such as corrosion of the steel.
このような問題に対し、特許文献1のように、EGRクーラより上流のEGR流路に蓄熱材を配置して、該蓄熱材に蓄えられた熱でEGRクーラへ流入するEGRガスを暖める方法が考えられる。また、特許文献2のように、EGRクーラ内に蓄熱材を設ける方法も考えられる。
To solve such a problem, as disclosed in
上記の課題に関して、本開示者らは、発熱体を収容する発熱体収容部を、EGRクーラ内に配置して、この発熱体に作用ガスを吸着させて発熱させることを考案した。 With respect to the above problem, the present inventors have devised that a heating element accommodating section for accommodating a heating element is disposed in an EGR cooler, and that the heating element adsorbs a working gas to generate heat.
この様な発熱体として、有機金属構造体は、吸着容量が大きいため高い蓄熱密度が期待される。そのため、本開示者らは、EGRクーラの発熱体に有機金属構造体を使用することを考えた。そして、本開示者らは、EGRクーラの発熱体に有機金属構造体を使用するにあたり、有機金属構造体が有機成分を含有しているため、高温環境下において有機金属構造体が熱分解する等によって、その蓄熱機能が低下又は失われてしまう場合があるという問題を見出した。 As such a heating element, the organic metal structure is expected to have a high heat storage density because of its large adsorption capacity. Therefore, the present inventors have considered using an organometallic structure for the heating element of the EGR cooler. In using the organometallic structure for the heating element of the EGR cooler, the present inventors dissolve the organometallic structure under a high-temperature environment because the organometallic structure contains an organic component. Have found that the heat storage function may be reduced or lost.
すなわち、本開示の課題は、有機金属構造体を含有している発熱体を備えており、かつEGRガスの温度を効率的かつ効果的に調節することができるEGRクーラを提供することである。 That is, an object of the present disclosure is to provide an EGR cooler that includes a heating element containing an organometallic structure and that can efficiently and effectively adjust the temperature of EGR gas.
本開示者は、以下の手段により上記課題を達成することができることを見出した:
内燃機関の排気流路と吸気流路とを接続するEGR流路の途中に配置され、かつ前記EGR流路を流通するガスであるEGRガスと冷媒との間で熱交換するためのEGRクーラであって、
前記EGRクーラの内部に形成される流路であって、前記EGRガスを流通させるためのEGRガス流路、
前記EGRクーラの内部で前記冷媒を流通させる流路であって、前記EGRガス流路を流通する前記EGRガスと前記冷媒との間で熱交換が行われるように形成されている冷媒流路、
所定の作動ガスを吸着することで発熱する発熱体を前記EGRクーラの内部に収容する空間であって、前記発熱体の少なくとも一部が前記EGRガス流路の壁面と当接するように形成されている発熱体収容部、
前記作動ガスを貯蔵する作動ガスタンク、及び
前記作動ガスタンク内に貯蔵されている前記作動ガスを前記作動ガスタンクから前記発熱体収容部へ移動させるガス移動装置
を備え、
前記EGRクーラは、前記EGRガスの流れ方向の上流側領域と下流側領域とを有し、
前記発熱体収容部は、前記EGRクーラの前記下流側領域に配置されており、かつ
前記発熱体は、有機金属構造体を含有している、
EGRクーラ。
The present inventors have found that the above object can be achieved by the following means:
An EGR cooler which is disposed in the middle of an EGR flow path connecting the exhaust flow path and the intake flow path of the internal combustion engine and exchanges heat between a refrigerant and an EGR gas which is a gas flowing through the EGR flow path. So,
A flow path formed inside the EGR cooler, and an EGR gas flow path for flowing the EGR gas;
A refrigerant flow path for allowing the refrigerant to flow inside the EGR cooler, wherein a refrigerant flow path is formed such that heat exchange is performed between the EGR gas and the refrigerant flowing through the EGR gas flow path;
A space for accommodating a heating element that generates heat by adsorbing a predetermined working gas inside the EGR cooler, wherein at least a part of the heating element is formed so as to contact a wall surface of the EGR gas flow path. Heating element housing,
A working gas tank that stores the working gas, and a gas moving device that moves the working gas stored in the working gas tank from the working gas tank to the heating element housing unit,
The EGR cooler has an upstream region and a downstream region in the flow direction of the EGR gas,
The heating element housing is disposed in the downstream area of the EGR cooler, and the heating element contains an organic metal structure.
EGR cooler.
本開示によれば、有機金属構造体を含有している発熱体を備えており、かつEGRガスの温度を効率的かつ効果的に調節することができるEGRクーラを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide an EGR cooler that includes a heating element containing an organometallic structure and that can efficiently and effectively adjust the temperature of EGR gas.
以下、本開示の実施の形態について詳述する。なお、本開示は、以下の実施の形態に限定されるのではなく、開示の本旨の範囲内で種々変形して実施できる。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail. The present disclosure is not limited to the following embodiments, but can be implemented with various modifications within the scope of the present disclosure.
《EGRクーラ》
本開示のEGRクーラは、内燃機関の排気流路と吸気流路とを接続するEGR流路の途中に配置され、かつEGR流路を流通するガスであるEGRガスと冷媒との間で熱交換するためのEGRクーラである。本開示のEGRクーラは、EGRクーラの内部に形成される流路であって、EGRガスを流通させるためのEGRガス流路、EGRクーラの内部で冷媒を流通させる流路であって、EGRガス流路を流通するEGRガスと冷媒との間で熱交換が行われるように形成されている冷媒流路、所定の作動ガスを吸着することで発熱する発熱体をEGRクーラの内部に収容する空間であって、発熱体の少なくとも一部がEGRガス流路の壁面と当接するように形成される発熱体収容部、作動ガスを貯蔵する作動ガスタンク、及び作動ガスタンク内に貯蔵されている作動ガスを作動ガスタンクから発熱体収容部へ移動させるガス移動装置を備えている。また、本開示のEGRクーラは、EGRガスの流れ方向の上流側領域と下流側領域とを有している。本開示のEGRクーラにおいて、発熱体収容部は、EGRクーラの下流側領域に配置されており、かつ発熱体は、有機金属構造体を含有している。
《EGR cooler》
The EGR cooler of the present disclosure is disposed in the middle of an EGR flow path that connects an exhaust flow path and an intake flow path of an internal combustion engine, and exchanges heat between a refrigerant and EGR gas that flows through the EGR flow path. This is an EGR cooler for performing. The EGR cooler of the present disclosure is a flow path formed inside the EGR cooler, an EGR gas flow path for flowing EGR gas, and a flow path for flowing refrigerant inside the EGR cooler. A refrigerant flow path formed so that heat exchange is performed between the EGR gas flowing through the flow path and the refrigerant, and a space for accommodating a heating element that generates heat by adsorbing a predetermined working gas inside the EGR cooler. A heating element housing part formed so that at least a part of the heating element is in contact with a wall surface of the EGR gas flow path, a working gas tank storing working gas, and a working gas stored in the working gas tank. A gas moving device for moving the working gas tank to the heating element housing is provided. Further, the EGR cooler according to the present disclosure has an upstream region and a downstream region in the flow direction of the EGR gas. In the EGR cooler according to the present disclosure, the heating element housing is disposed in a downstream region of the EGR cooler, and the heating element contains an organic metal structure.
上記したように構成されるEGRクーラにおいて、作動ガスタンクに貯蔵されている作動ガスがガス移動装置によって作動ガスタンクから発熱体収容部へ移動させられると、該作動ガスが発熱体収容部の発熱体に吸着される。作動ガスが発熱体に吸着されると、該発熱体が発熱する。発熱体が作動ガスを吸着することで発生した熱は、発熱体からEGRガス流路の壁面へ直接的に伝達される。そのため、発熱体で発生した熱のうち、EGRガス流路の壁面に伝達される熱の割合が多くなり易い。その結果、EGRクーラにおけるEGRガス流路の壁面を効率的に暖めることが可能となる。また、上記したように構成されるEGRクーラによれば、EGRクーラにおけるEGRガス流路の壁面を暖める必要があるときに、ガス移動装置によって作動ガスタンクから発熱体収容部へ作動ガスを移動させることも可能になる。それにより、EGRクーラにおけるEGRガス流路の壁面を効果的に暖めることも可能になる。 In the EGR cooler configured as described above, when the working gas stored in the working gas tank is moved from the working gas tank to the heating element housing by the gas moving device, the working gas is transferred to the heating element in the heating element housing. Adsorbed. When the working gas is adsorbed on the heating element, the heating element generates heat. Heat generated by the heating element adsorbing the working gas is directly transmitted from the heating element to the wall surface of the EGR gas flow path. Therefore, of the heat generated by the heating element, the ratio of heat transmitted to the wall surface of the EGR gas passage tends to increase. As a result, the wall surface of the EGR gas passage in the EGR cooler can be efficiently warmed. Further, according to the EGR cooler configured as described above, when it is necessary to warm the wall surface of the EGR gas flow path in the EGR cooler, the working gas is moved from the working gas tank to the heating element housing by the gas moving device. Also becomes possible. Thereby, the wall surface of the EGR gas passage in the EGR cooler can be effectively warmed.
本開示のEGRクーラは更に、EGRガスの流れ方向の上流側領域と下流側領域とを有しており、発熱体収容部は、EGRクーラの下流側領域に配置されている。そのため、EGRガスの温度が高い上流側領域において、冷却流路を流通している冷媒がEGRガスの温度を低下させるため、下流側領域におけるEGRガスの温度が低くなり、発熱体収容部内の有機金属構造体の熱分解を抑制することができる。 The EGR cooler of the present disclosure further has an upstream area and a downstream area in the flow direction of the EGR gas, and the heating element housing is arranged in a downstream area of the EGR cooler. Therefore, in the upstream region where the temperature of the EGR gas is high, the refrigerant flowing through the cooling flow path lowers the temperature of the EGR gas. Thermal decomposition of the metal structure can be suppressed.
図1は、本開示のEGRクーラの一つの態様を示す概略図である。図1において、EGRクーラ400は、EGR流路40の途中に配置されるEGRクーラ本体401を備える。EGRクーラ本体401の内部には、EGRガス流路405と、冷媒流路406と、発熱体収容部407とが各々複数形成されている。EGRガス流路405は、EGR流路40と連通する流路であって、EGRガスを流通させるための流路である。ここで、EGRクーラは、EGRガスの流れ方向の上流側領域400aと下流側領域400bとを有ており、発熱体収容部407は、EGRクーラの下流側領域400bに配置されている。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating one embodiment of the EGR cooler of the present disclosure. In FIG. 1, an EGR
冷媒流路406は、EGRガス流路405を流通するEGRガスと熱交換される冷媒を流通させる流路である。なお、図1では、冷媒流路406を流通する冷媒として、車両用クーラントが用いられているが、車両用クーラント以外の液体や気体であっても構わない。
The
発熱体収容部407は、後述する発熱体を収容するための空間である。ここで、発熱体収容部407は、EGRガス流路405を画成するための隔壁を隔てて該EGRガス流路405に隣接する一方で、冷媒流路406を画成する隔壁を隔てて該冷媒流路406とも隣接している。その際、発熱体収容部407に収容される発熱体は、EGRガス流路405と発熱体収容部407との間の隔壁(すなわち、EGRガス流路405を画成する隔壁)に接触するとともに、冷媒流路406と発熱体収容部407との間の隔壁(すなわち、冷媒流路406を画成する隔壁)にも接触するように配置することができる。なお、発熱体収容部407に収容される発熱体は、EGRガス流路405を画成する隔壁と冷媒流路406を画成する隔壁とのうち、少なくともEGRガス流路405を画成する隔壁と接触していればよい。また、発熱体は、有機金属構造体を含有している。
The heating
EGRガス流路405と冷媒流路406は、それらの流路を画成する隔壁を隔てて相互に隣接しており、EGRガス流路405を流通するEGRガスと冷媒流路406を流通するクーラントとの間で直接的に熱交換が行われるようになっている。さらに、EGRクーラ本体401には、前記冷媒流路406へクーラントを流入させるための流入口408と、前記冷媒流路406を通ったクーラントを流出させるための流出口409とが設けられている。なお、図2では図示していないが、前記流出口409から流出したクーラントは、ラジエータ等の熱交換器で冷却された後に前記流入口408へ再び流入するようになっている。
The EGR
図2は、本開示のEGRクーラが適用されている内燃機関の概略図である。図2において、内燃機関1は、ガソリンを燃料とする火花点火式の内燃機関、又は軽油を燃料とする圧縮着火式の内燃機関である。この内燃機関1には、吸気流路2と排気流路3とが接続されている。吸気流路2は、大気中から取り込まれた新気(空気)を、内燃機関1の図示しない気筒内へ導くための流路である。排気流路3は、内燃機関1の気筒内で燃焼されたガスを図示しない排気浄化触媒等を経由させて流通させるための流路である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an internal combustion engine to which the EGR cooler of the present disclosure is applied. In FIG. 2, an
また、内燃機関1には、EGR装置4が併設されている。EGR装置4は、排気流路3の途中から分岐して吸気流路2の途中に合流する流路であって、排気流路3を流れる排気の一部をEGRガスとして吸気流路2へ導くための流路であるEGR流路40と、EGR流路40の途中に設けられて該EGR流路40の流路断面積を変更するための弁装置であるEGR弁41と、を備える。なお、内燃機関1が図示しない排気タービン過給機(ターボチャージャ)を具備する構成においては、EGR流路40は、タービンより上流の排気流路3からコンプレッサより下流の吸気流路2へEGRガスを導くように構成されてもよく、又はタービンより下流の排気流路3からコンプレッサより上流の吸気流路2へEGRガスを導くように構成されてもよい。
The
上記したEGR装置4において、EGR弁41が開弁されると、排気流路3を流れる排気の一部(EGRガス)がEGR流路40を介して吸気流路2へ導かれる。吸気流路2へ導かれたEGRガスは、該吸気流路2を流れる新気とともに内燃機関1の気筒内へ吸入されて燃焼に供される。その際、EGRガスに含まれる不活性ガス成分の働き等により混合気の燃焼温度が下がるため、NOXの発生量を少なく抑えることができる。
In the above-described
なお、EGRガスは内燃機関1の気筒内で燃焼されたガスの一部であるため、該EGRガスの温度が新気の温度より高くなる。そのため、EGRガスが新気に混入されると、新気の温度が上昇することで該新気の体積が膨張する。その結果、内燃機関1の気筒内へ充填される新気の質量が少なくなるため、充填効率の低下を招く可能性がある。そこで、本実施例におけるEGR装置4には、EGRガスを冷却するためのEGRクーラ400が併設される。
Since the EGR gas is a part of the gas burned in the cylinder of the
図3は、本開示のEGRクーラの他の態様を示す概略図である。図3に示すように、本開示のEGRクーラの他の態様では、EGRクーラ400の外縁部から中央部に向かうに従い、EGRガス流路405の幅が減少し、かつ冷媒流路406の幅が増加している。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating another embodiment of the EGR cooler of the present disclosure. As shown in FIG. 3, in another aspect of the EGR cooler of the present disclosure, as the EGR cooler 400 moves from the outer edge to the center, the width of the EGR
EGRクーラ400の外縁部は、冷媒流路406による冷却に加えて、EGRクーラ400と外部との熱交換が可能である。そのため、EGRクーラ400内において、EGRガスはEGRクーラ400の外縁部が特に冷却されやすく、中央部に向かうに従い冷却されにくくなると考えられる。そのため、下流側領域400bにおいて、EGRクーラ400の中央部の有機金属構造体は、外延部の有機金属構造体と比較して劣化しやすいと考えられる。
The outer edge of the
図3に示す本開示のEGRクーラの他の態様では、EGRクーラの外縁部から中央部に向かうに従って冷媒流路406の幅が増加するため、EGRクーラの中央部に向かうに従って冷媒流路406による冷却量が増加する。これにより、EGRクーラ内部においてもより温度を低下させることができ、EGRクーラ内部の外縁部分から中央部に向かう方向の温度をより均一化することができる。そのため、下流側領域400bにおいて、有機金属構造体の劣化をより抑制することができる。
In another embodiment of the EGR cooler of the present disclosure illustrated in FIG. 3, the width of the
図4は、本開示のEGRクーラの更に他の態様を示す概略図である。図4に示すように、本開示のEGRクーラの更に他の態様では、EGRクーラの冷媒流路406に冷媒を流通させるための流入口408及び流出口409が、それぞれ上流側領域400a及び下流側領域400bの2か所に配置されている。これにより、EGRクーラの上流側領域400a及び下流側領域400bで独立して冷媒流路によるEGRガスの冷却の制御を行うことができる。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating still another embodiment of the EGR cooler of the present disclosure. As shown in FIG. 4, in still another embodiment of the EGR cooler according to the present disclosure, an
〈上流側領域及び下流側領域〉
本開示のEGRクーラは、EGRガスの流れ方向の上流側領域と下流側領域とを有しており、発熱体収容部は、EGRクーラの下流側領域に配置されている。
<Upstream area and downstream area>
The EGR cooler according to the present disclosure has an upstream region and a downstream region in the flow direction of the EGR gas, and the heating element housing is disposed in a downstream region of the EGR cooler.
ここで、下流側領域は、作動時において、発熱体としての有機金属構造体が熱分解等によって発熱機能が劣化し又は失われる温度よりも低い温度を有しているのが好ましい。上流側領域は、EGRクーラの内部に流入するEGRガスの温度を、下流側領域がこのような温度になるように冷却することができる広さを有しているのが好ましい。 Here, it is preferable that the downstream region has a temperature lower than a temperature at which the heat generating function is deteriorated or lost due to thermal decomposition or the like of the organometallic structure as the heat generating element during operation. It is preferable that the upstream region has such a size that the temperature of the EGR gas flowing into the inside of the EGR cooler can be cooled to such a temperature in the downstream region.
上流側領域の広さは、例えば以下のようにして求めることができる。 The size of the upstream region can be determined, for example, as follows.
EGRクーラ全体の冷却部分の交換熱量Q(kcal/hr)は、EGRクーラ全体の伝熱面積A(m2)、総括伝熱係数U(kcal/m2hr℃)、及びEGRクーラの入口側と出口側とにおける排気ガスと冷媒との対数平均温度差ΔT用いて、以下の式(1)で表すことができる。 The exchanged heat quantity Q (kcal / hr) of the cooling portion of the entire EGR cooler is determined by the heat transfer area A (m 2 ) of the entire EGR cooler, the overall heat transfer coefficient U (kcal / m 2 hr ° C.), and the inlet side of the EGR cooler. The following equation (1) can be expressed using the logarithmic average temperature difference ΔT between the exhaust gas and the refrigerant at the outlet and the outlet side.
ここで、EGRクーラの入口側における排気ガスの温度をT1、EGRクーラの入口側における冷媒の温度をt1、EGRクーラの出口側における排気ガスの温度をT2、及びEGRクーラの出口側における冷媒の温度をt2とすると、対数平均温度差ΔTは、以下の式(2)で表すことができる。 Here, the temperature of the exhaust gas at the inlet side of the EGR cooler is T1, the temperature of the refrigerant at the inlet side of the EGR cooler is t1, the temperature of the exhaust gas at the outlet side of the EGR cooler is T2, and the temperature of the refrigerant at the outlet side of the EGR cooler is T1. Assuming that the temperature is t2, the logarithmic average temperature difference ΔT can be expressed by the following equation (2).
同様に、EGRクーラの上流側領域の冷却部分の交換熱量Q(kcal/hr)は、EGRクーラの上流側領域の伝熱面積A’(m2)、総括伝熱係数U(kcal/m2hr℃)、及びEGRクーラの入口側と上流側領域の下流側端部とにおける排気ガスと冷媒との対数平均温度差ΔT’用いて、以下の式(3)で表すことができる。 Similarly, the exchange heat quantity Q (kcal / hr) of the cooling portion in the upstream region of the EGR cooler is determined by the heat transfer area A ′ (m 2 ) in the upstream region of the EGR cooler and the overall heat transfer coefficient U (kcal / m 2). hr °) and the logarithmic average temperature difference ΔT ′ between the exhaust gas and the refrigerant at the inlet side of the EGR cooler and at the downstream end of the upstream area, and can be expressed by the following equation (3).
ここで、EGRクーラの入口側における排気ガスの温度をT1、EGRクーラの入口側における冷媒の温度をt1、EGRクーラの上流側領域の下流側端部における排気ガスの温度をT2’、及びEGRクーラの上流側領域の下流側端部における冷媒の温度をt2’とすると、対数平均温度差ΔT’は、以下の式(4)で表すことができる。 Here, the temperature of the exhaust gas at the inlet side of the EGR cooler is T1, the temperature of the refrigerant at the inlet side of the EGR cooler is t1, the temperature of the exhaust gas at the downstream end of the upstream region of the EGR cooler is T2 ', and EGR. Assuming that the temperature of the refrigerant at the downstream end of the upstream region of the cooler is t2 ′, the logarithmic average temperature difference ΔT ′ can be expressed by the following equation (4).
そして、EGRクーラにおける上流側領域の割合は、例えば上記式(1)及び(3)を考慮して、面積比率A’/Aとして以下の式(5)を用いて計算することができる。 Then, the ratio of the upstream region in the EGR cooler can be calculated using the following formula (5) as the area ratio A '/ A in consideration of, for example, the above formulas (1) and (3).
ここで、面積比率の具体的な数値を計算するための例として、材料としての酸化ジルコニウム及び配位子としてのフマル酸を有している有機金属構造体であるMOF801(Zr6O4(OH)4(FUM)6)を用いた場合を挙げる。 Here, as an example for calculating specific numerical values of the area ratio, MOF801 (Zr 6 O 4 (OH) which is an organometallic structure having zirconium oxide as a material and fumaric acid as a ligand is used. 4 ) (FUM) 6 ).
MOF801は、340℃以上の温度で熱分解する場合があると考えられる。したがって、上流側領域の下流側端部におけるEGRガスの温度が340℃になるように、上流側領域の広さを設計することが好ましい。 It is considered that MOF801 may be thermally decomposed at a temperature of 340 ° C. or higher. Therefore, it is preferable to design the size of the upstream region so that the temperature of the EGR gas at the downstream end of the upstream region becomes 340 ° C.
そして、EGRガスのEGRクーラ入り口温度が450℃、出口温度が120℃、EGRクーラの入口側における冷媒の温度が25℃、及びEGRクーラの出口側における冷媒の温度が90℃である場合には、上記の式(2)、(4)、及び(5)から、面積比率A’/Aは0.14となる。 When the EGR cooler inlet temperature of the EGR gas is 450 ° C., the outlet temperature is 120 ° C., the temperature of the refrigerant at the inlet side of the EGR cooler is 25 ° C., and the temperature of the refrigerant at the outlet side of the EGR cooler is 90 ° C. From the above equations (2), (4), and (5), the area ratio A ′ / A is 0.14.
EGRクーラの上流側領域及び下流側領域におけるEGRガス流路の合計の表面積に対する上流側領域におけるEGR流路の表面積の比率は、例えば0.10以上、0.14以上、0.20以上、又は0.30以上であってよく、0.50以下、0.45以下、0.40以下、又は0.35以下であってよい。 The ratio of the surface area of the EGR passage in the upstream region to the total surface area of the EGR gas passage in the upstream region and the downstream region of the EGR cooler is, for example, 0.10 or more, 0.14 or more, 0.20 or more, or It may be 0.30 or more, and may be 0.50 or less, 0.45 or less, 0.40 or less, or 0.35 or less.
EGRクーラの上流側領域の面積比率が小さすぎる場合には、上流側領域から下流側領域に流入するEGRガスの温度の低下の度合いが小さくなり、EGRクーラの繰り返しの使用によって、発熱体としての有機金属構造体が熱分解等して劣化する場合がある。他方、EGRクーラの上流側領域の面積比率が大きすぎる場合には、下流側領域の面積比率が小さくなることから、発熱体収容部を配置できる部分が小さくなり、発熱体としての有機金属構造体によるEGRガスの温度調節機能が低下する場合がある。 If the area ratio of the upstream region of the EGR cooler is too small, the degree of decrease in the temperature of the EGR gas flowing from the upstream region to the downstream region becomes small, and the repetitive use of the EGR cooler causes The organic metal structure may be deteriorated due to thermal decomposition or the like. On the other hand, when the area ratio of the upstream region of the EGR cooler is too large, the area ratio of the downstream region becomes small, so that the portion in which the heating element housing portion can be arranged becomes small, and the organic metal structure as the heating element is formed. The function of adjusting the temperature of the EGR gas may be reduced.
〈EGRガス流路〉
EGRガス流路は、EGRクーラの内部に形成される流路である。EGRガス流路には、EGRガスが流通させされる。
<EGR gas flow path>
The EGR gas passage is a passage formed inside the EGR cooler. EGR gas is circulated through the EGR gas passage.
〈冷媒流路〉
冷媒流路は、EGRクーラの内部で冷媒を流通させる流路である。冷媒流路は、EGRガス流路を流通するEGRガスと冷媒との間で熱交換が行われるように形成されている。
<Refrigerant flow path>
The refrigerant flow path is a flow path through which the refrigerant flows inside the EGR cooler. The refrigerant flow path is formed so that heat exchange is performed between the EGR gas flowing through the EGR gas flow path and the refrigerant.
冷媒流路内を流通させられる冷媒は、冷媒流路内を流通させることができ、かつEGRガス流路を流通するEGRガスを冷却することができるものであれば特に限定されない。冷媒としては、例えば車両用クーラントが用いることができるが、車両用クーラント以外の液体や気体であっても構わない。 The refrigerant that is allowed to flow in the coolant channel is not particularly limited as long as it can flow in the coolant channel and can cool the EGR gas flowing in the EGR gas channel. As the refrigerant, for example, a vehicle coolant can be used, but a liquid or a gas other than the vehicle coolant may be used.
〈発熱体収容部〉
発熱体収容部は、所定の作動ガスを吸着することで発熱する発熱体をEGRクーラの内部に収容する空間であって、発熱体の少なくとも一部がEGRガス流路の壁面と当接するように形成されている。
<Heat element housing section>
The heating element accommodating portion is a space for accommodating a heating element that generates heat by adsorbing a predetermined working gas inside the EGR cooler, so that at least a part of the heating element contacts the wall surface of the EGR gas flow path. Is formed.
発熱体収容部は、EGRクーラの下流側領域内に配置されている。これにより、発熱体収容部に収容されている発熱体の温度が高くなりすぎることを抑制することができる。 The heating element housing is arranged in a downstream area of the EGR cooler. This can prevent the temperature of the heating element housed in the heating element housing section from becoming too high.
〈発熱体〉
発熱体は、有機金属構造体を含有している。有機金属構造体としては、作動ガスを吸着して発熱することができるものであれば特に限定されない。ここで、金属有機構造体とは、金属又は金属酸化物と、配位子としての有機化合物分子とが配位結合によって交互に結合して形成された多孔性構造を有する構造体である。
金属有機構造体としては、例えばFe(BTC)、Fe3OX(H2O)2(BTC2)、ここで、X=F又はOH、Zr6O4(OH)4(BDC)6、Zr6O4(OH)4(PZDC)5(HCOO)2(H2O)2、Zr6O4(OH)4(BTC)2(HCOO)6、Zr6O4(OH)4(DOBDC)6、Zr6O4(OH)4(FUM)6、及びZr6O4(OH)4(TDC)4(HCOO)4等を使用することができるが、これ等に限定されない。
<Heating element>
The heating element contains an organometallic structure. The organometallic structure is not particularly limited as long as it can absorb a working gas and generate heat. Here, the metal organic structure is a structure having a porous structure formed by alternately bonding a metal or metal oxide and an organic compound molecule as a ligand by a coordination bond.
Examples of the metal organic structure include Fe (BTC), Fe 3 OX (H 2 O) 2 (BTC 2 ), where X = F or OH, Zr 6 O 4 (OH) 4 (BDC) 6 , Zr 6 O 4 (OH) 4 (PZDC) 5 (HCOO) 2 (H 2 O) 2 , Zr 6 O 4 (OH) 4 (BTC) 2 (HCOO) 6 , Zr 6 O 4 (OH) 4 (DOBDC) 6 , Zr 6 O 4 (OH) 4 (FUM) 6 , and Zr 6 O 4 (OH) 4 (TDC) 4 (HCOO) 4 can be used, but not limited thereto.
〈作動ガスタンク〉
作動ガスタンクは、作動ガスを貯蔵する作動ガスタンクである。
<Working gas tank>
The working gas tank is a working gas tank that stores a working gas.
〈作動ガス〉
作動ガスは、発熱体としての有機金属構造体に吸着された際に熱を放出するガスである。作動ガスとしては、具体的には、水、アンモニア、アルコール(例えば、メタノールやエタノール等)、二酸化炭素、及び三酸化硫黄等の物質を気化させたもの、並びにこれらの組み合わせ等を用いてもよい。
<Working gas>
The working gas is a gas that releases heat when it is adsorbed on the organometallic structure serving as the heating element. As the working gas, specifically, a gas obtained by vaporizing a substance such as water, ammonia, alcohol (for example, methanol or ethanol), carbon dioxide, and sulfur trioxide, and a combination thereof may be used. .
作動ガスが有機金属構造体に吸着された際の発熱は、例えば吸着熱であってよいが、これに限定されない。 The heat generated when the working gas is adsorbed on the organometallic structure may be, for example, heat of adsorption, but is not limited thereto.
作動ガスを作動ガスタンク内に導入するための方法としては、特に限定されないが、例えば、EGRクーラの製造過程において、発熱体収容部、連通流路、及び作動ガスタンクを含む作動EGRガス流路内を真空引きした状態で、切替弁を閉弁させてから、作動ガスタンクに作動ガスを充填させればよい。 The method for introducing the working gas into the working gas tank is not particularly limited. For example, in a manufacturing process of the EGR cooler, the inside of the working EGR gas flow path including the heating element housing, the communication flow path, and the working gas tank is used. The working gas tank may be filled with the working gas after the switching valve is closed while the chamber is evacuated.
〈ガス移動装置〉
ガス移動装置は、作動ガスタンク内に貯蔵されている作動ガスを作動ガスタンクから発熱体収容部へ移動させることができる装置である。ガス移動装置の構成は、作動ガスタンク内に貯蔵されている作動ガスを作動ガスタンクから発熱体収容部へ移動させることができる構成であれば特に限定されない。
<Gas transfer device>
The gas moving device is a device that can move the working gas stored in the working gas tank from the working gas tank to the heating element housing. The configuration of the gas moving device is not particularly limited as long as the configuration is such that the working gas stored in the working gas tank can be moved from the working gas tank to the heating element housing section.
ガス移動装置の具体的な構成としては、例えば図1に示すように、連通流路、切替弁、及びECU(Electronic Control Unit)を備えている構成を挙げることができる。 As a specific configuration of the gas moving device, for example, as shown in FIG. 1, a configuration including a communication channel, a switching valve, and an ECU (Electronic Control Unit) can be cited.
(連通流路)
連通流路は、EGRクーラ本体の外部に配置されている作動ガスタンクとEGRクーラ本体内の発熱体収容部とを連通させている流路である。
(Communication channel)
The communication flow path is a flow path that connects a working gas tank disposed outside the EGR cooler main body and a heating element housing section in the EGR cooler main body.
(切替弁)
切替弁は、連通流路の途中に設けられており、連通流路の導通と遮断とを切り替える弁装置である。
(Switching valve)
The switching valve is provided in the middle of the communication flow path, and is a valve device that switches between conduction and cutoff of the communication flow path.
(ECU)
ECUは、切替弁を開弁状態から閉弁状態へ切り替える装置である。ECUは、例えばCPU、ROM、RAM、バックアップRAM等から構成される。ECUは、温度センサに加え、エアフローメータや空燃比センサ等の各種センサの検出信号が入力されるようになっていることができる。ここでいう温度センサは、内燃機関を循環するクーラントの温度を検出するセンサであってよい。
(ECU)
The ECU is a device that switches a switching valve from an open state to a closed state. The ECU includes, for example, a CPU, a ROM, a RAM, a backup RAM, and the like. The ECU can receive detection signals from various sensors such as an air flow meter and an air-fuel ratio sensor in addition to the temperature sensor. Here, the temperature sensor may be a sensor that detects the temperature of the coolant circulating in the internal combustion engine.
なお、ガス移動装置のECUは、本開示のEGRクーラが適用される内燃機関の運転状態等を制御するためのECUを兼ねることができるが、内燃機関の運転状態等を制御するためのECUとは別途に設けられてもよい。 Note that the ECU of the gas moving device can also serve as an ECU for controlling the operating state and the like of the internal combustion engine to which the EGR cooler of the present disclosure is applied. May be provided separately.
《EGRクーラの動作》
ここで、上記したEGRクーラ400の動作について、図5から図8に基づいて説明する。なお、以下では、有機金属構造体として水を吸着することができるものを用い、かつ作動ガスとして水(水蒸気)を用いているが、本開示のEGRクーラの態様は、これに限定されない。有機金属構造体が有する細孔の細孔径は、水(水蒸気)の分子径より大きくなるように形成されていることができる。これは、水(水蒸気)が有機金属構造体の細孔内へ入り込み易くすることで、有機金属構造体による水(水蒸気)の吸着をより確実に行わせるためである。図5は、内燃機関1が冷間始動された場合における、切替弁404の状態と、作動ガスタンク402内及び発熱体収容部407内の圧力と、作動ガスタンク402内の作動ガス量(水(水蒸気)の量)と、発熱体(有機金属構造体)の温度と、EGRガス流路405の壁面温度と、許可フラグの状態と、EGR弁41の状態とを時系列に示すタイミングチャートである。なお、図5では、内燃機関1が冷間始動される時点(図5中のt0)で大部分(所定量以上)の水(水蒸気)が液相およびまたは気相の状態で作動ガスタンク402内に貯蔵されているものとする。また、図5中の許可フラグは、EGRクーラ本体401のEGRガス流路405をEGRガスが流通することで凝縮水が発生し得ると推定されるときにOFFにされる一方で、EGRクーラ本体401のEGRガス流路405をEGRガスが流通することで凝縮水が発生し得ないと推定されるときにONにされるフラグである。より具体的には、許可フラグは、EGRガス流路405の壁面温度がEGRガスの露点Tdpより高い所定の暖機完了温度(すなわち、EGRガスの露点Tdpにマージンを加算した温度)Twc未満であると推定されるときにOFFにされる一方で、EGRガス流路405の壁面温度が前記暖機完了温度Twc以上であると推定されるときにONにされる。図6は、EGRクーラ本体401が冷間状態にあるときの作動ガスの挙動を示す図である。図7は、EGRクーラ本体401が温間状態にあるときの作動ガスの挙動を示す図である。図8は、作動ガスタンク402内に作動ガスが貯蔵されている状態を示す図である。
<< Operation of EGR cooler >>
Here, the operation of the above-described EGR cooler 400 will be described with reference to FIGS. In the following, a material that can adsorb water is used as the organometallic structure, and water (steam) is used as the working gas. However, the embodiment of the EGR cooler of the present disclosure is not limited to this. The pore diameter of the pores of the organometallic structure can be formed to be larger than the molecular diameter of water (water vapor). This is because water (steam) can easily enter into the pores of the organometallic structure, thereby more surely adsorbing water (steam) by the organometallic structure. FIG. 5 shows the state of the switching
図5に示すように、内燃機関1が冷間始動される時点(図5中のt0)では、EGRクーラ本体401が冷間状態(すなわち、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc未満であると推定される状態)になっている。EGRクーラ本体401が冷間状態にあるときに、EGR弁41が開弁されると、EGRガスがEGRクーラ本体401のEGRガス流路405を流通する際に、該EGRガスとEGRガス流路405の壁面とが接触することで、凝縮水が発生する虞がある。そのため、本実施例では、EGRクーラ本体401が冷間状態にあるときは、許可フラグがOFFにされるとともに、EGRクーラ本体401の暖機が行われるものとする。ここでいうEGRクーラ本体401の暖機は、発熱体収容部407の発熱体が水(水蒸気)を吸着する際に発生する熱を利用して行われる。斯様な方法によるEGRクーラ本体401の暖機を実現するためには、作動ガスタンク402内に貯蔵されている水(水蒸気)を該作動ガスタンク402から発熱体収容部407へ移動させる必要がある。ここで、内燃機関1が冷間始動されたときは(図5中のt0)、作動ガスタンク402内の温度と発熱体収容部407内の温度とが略同等(例えば、外気温度相当の温度)になる。そのような状況において、大部分(所定量以上)の水(水蒸気)が作動ガスタンク402に貯蔵されていれば、作動ガスタンク402内の圧力が水(水蒸気)の飽和蒸気圧に近い圧力になる一方で、EGRクーラ本体401における発熱体収容部407内の圧力が略真空になる。その結果、作動ガスタンク402内の圧力が発熱体収容部407内の圧力より高くなる。よって、内燃機関1が冷間始動された直後(図5中のt1)において、ECU5が切替弁404を閉弁状態から開弁状態へ切り替えることで、連通流路403が遮断状態から導通状態へ切り替えられると、図6に示すように、作動ガスタンク402に貯蔵されていた水蒸気(図6中のGw)が作動ガスタンク402から連通流路403を経て発熱体収容部407へ必然的に移動する(図6中の白抜き矢印を参照)。また、連通流路403の導通に伴って作動ガスタンク402内の圧力が水の飽和蒸気圧より低くなると、作動ガスタンク402内に液相の状態で貯蔵されていた水が気相へ相変化しつつ作動ガスタンク402から発熱体収容部407へ必然的に移動する。このように、本実施例に係わるガス移動装置によれば、作動ガスタンク402内に貯蔵されている水(水蒸気)を該作動ガスタンク402から発熱体収容部407へ移動させる場合に、ポンプ等のような作動ガスを強制的に移動させるための機構に依存することなく、作動ガスタンク402から発熱体収容部407への作動ガスの移動を実現することができる。なお、上記したような作動ガスタンク402から発熱体収容部407への水(水蒸気)の移動は、作動ガスタンク402内の圧力と発熱体収容部407内の圧力とが釣り合うまで継続される。その際、作動ガスタンク402に貯蔵されていた水(水蒸気)のうち、所定量以上の水(水蒸気)が作動ガスタンク402から発熱体収容部407へ移動するように、EGRクーラ400の製造過程で作動ガスタンク402内に封入される水(水蒸気)量等が調整されているものとする。ここでいう「所定量」は、EGRクーラ本体401におけるEGRガス流路405の壁面温度を、上記した暖機完了温度Twc以上へ上昇させ得る量であって、発熱体収容部407と連通流路403と作動ガスタンク402とを含む作動EGRガス流路に充填される作動ガスの大部分を占める量である。
As shown in FIG. 5, at the time when the
作動ガスタンク402から発熱体収容部407へ移動した水(水蒸気)は、発熱体収容部407に収容されている発熱体(図6中のEh)に吸着される。その際、前述したように、発熱体としての有機金属構造体の細孔径が水(水蒸気)の分子径より大きくなるように形成されることで、作動ガスタンク402から発熱体収容部407へ移動した水(水蒸気)が発熱体の細孔内に入り込み易くなっているため、発熱体による水(水蒸気)の吸着がより確実に行われる。そして、発熱体が水(水蒸気)を吸着する際には、該水(水蒸気)が発熱体に吸着することに伴う吸着熱が発生するため、その吸着熱によって発熱体が発熱することになる。ここで、前述の図1の説明で述べたように、発熱体は、EGRガス流路405を画成する隔壁と接触するように配置されている。そのため、該発熱体で発生した熱は、EGRガス流路405の壁面に直接的に伝達される(図6中の黒矢印を参照)。これにより、発熱体で発生した熱のうち、EGRガス流路405の壁面に伝達される熱の割合が大きくなるため、EGRガス流路405の壁面を効率的に暖めることが可能となる。よって、EGRガス流路405の壁面温度を速やかに上昇させることができる。
The water (steam) moved from the working
発熱体で発生した熱によってEGRガス流路405の壁面が暖められることで、該EGRガス流路405の壁面温度が前記暖機完了温度Twc以上に上昇したと推定されると(図5中のt2)、許可フラグがOFFからONへ切り替えられる。その際、内燃機関1の運転状態がEGR実行領域に属していれば、EGR弁41が閉弁状態から開弁状態へ切り替えられる。つまり、内燃機関1の運転状態がEGR実行領域に属していること、及び許可フラグがONであること、等を含む所定のEGRガス流通条件が成立していれば、EGR弁41が閉弁状態から開弁状態へ切り替えられて、EGRクーラ本体401内におけるEGRガス流路405にEGRガスが流通するようになる。その場合、EGRガス流路405の壁面温度がEGRガスの露点Tdpより高い暖機完了温度Twc以上に上昇しているため、EGRガスがEGRガス流路405の壁面に接触しても、EGRガスに含まれる水分が凝縮することが抑制され、以て凝縮水の発生が抑制される。なお、図5に示す例では、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc以上に上昇したと推定された時点、言い換えると、許可フラグがOFFからONへ切り替えられた時点(図5中のt2)において、EGR弁41が閉弁状態から開弁状態へ切り替えられているが、EGR弁41を閉弁状態から開弁状態へ切り替えられるタイミングは、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc以上に上昇したと推定された時点(図5中のt2)以降のタイミングであれば、内燃機関1の運転状態に応じて適宜に変更することが可能である。
When the wall surface of the
また、上記した方法でEGRクーラ本体401の暖機が行われると、作動ガスタンク402に貯蔵されていた水(水蒸気)のうち、所定量以上の水(水蒸気)が発熱体に吸着された状態となる。よって、内燃機関1の次回以降の運転時においても、上記した方法によるEGRクーラ本体401の効率的且つ効果的な暖機を実現するためには、発熱体に吸着されている水(水蒸気)を、該発熱体から脱離させるとともに、該発熱体から脱離した水(水蒸気)を発熱体収容部407から作動ガスタンク402へ移動させる必要がある。
When the EGR
ここで、発熱体に吸着されている水(水蒸気)を該発熱体から脱離させるためには、該発熱体の温度を所定の脱離温度Tdes以上に上昇させる必要がある。ここでいう所定の脱離温度Tdesは、発熱体としての有機金属構造体に吸着されている水(水蒸気)が該有機金属構造体から脱離する最低の温度である。なお、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc以上に上昇したと推定されることで、許可フラグがOFFからONへ切り替えられた後(図5中のt2以降)において、EGR弁41が閉弁状態から開弁状態へ切り替えられることで、EGRガスがEGRクーラ本体401のEGRガス流路405を流通するようになると、EGRガスの熱がEGRガス流路405の壁面を介して発熱体収容部407の発熱体へ伝達されるようになる。その際、EGRガスの温度が前記脱離温度Tdesに比して十分に高いため、発熱体の温度が前記脱離温度Tdes以上の温度まで上昇する(図5中のt3)。ここで、上記したようにEGRガスの熱が発熱体に伝達され続けると、発熱体が過熱することが懸念される。しかしながら、前述の図1の説明で述べたように、発熱体収容部407の発熱体は、冷媒流路406を画成する隔壁とも接触するように配置されている。そのため、EGRガスから発熱体へ伝達された熱の一部は、冷媒流路406を画成する隔壁を介して、冷媒流路406を流れるクーラントに放熱されることになる。よって、EGRガスの熱が発熱体に伝達され続けても、発熱体の過熱が抑制される。
Here, in order to desorb water (steam) adsorbed on the heating element from the heating element, it is necessary to raise the temperature of the heating element to a predetermined desorption temperature Tdes or higher. Here, the predetermined desorption temperature Tdes is the lowest temperature at which water (steam) adsorbed on the organometallic structure as the heating element is desorbed from the organometallic structure. After the wall temperature of the EGR
また、発熱体から脱離した水(水蒸気)を発熱体収容部407から作動ガスタンク402へ移動させるためには、切替弁404を開弁させた状態において発熱体収容部407内の圧力を作動ガスタンク402内の圧力よりも高くする必要がある。ここで、発熱体の温度が脱離温度Tdes以上に上昇した状態(すなわち、EGRクーラ本体401が温間状態)になることで、発熱体に吸着されていた水(水蒸気)が該発熱体から脱離すると、発熱体収容部407内の水(水蒸気)の量が作動ガスタンク402内の水(水蒸気)の量より多くなることで、発熱体収容部407内の圧力が作動ガスタンク402内の圧力より高くなる。よって、EGRクーラ本体401の暖機開始時(図5中のt1)に閉弁状態から開弁状態へ切り替えられた切替弁404を、発熱体の温度が脱離温度Tdesに到達(図5中のt3)した以降も開弁させ続けておけば、発熱体の温度が脱離温度Tdes以上に上昇した際に、図7に示すように、発熱体に吸着されていた水(水蒸気)が液相の水から気相の水蒸気(図7中のGw)へ相変化しつつ発熱体から脱離し、さらに、発熱体から脱離した水(水蒸気)が発熱体収容部407から連通流路403を経て作動ガスタンク402に必然的に移動することになる(図7中の白抜き矢印を参照)。すなわち、本開示に係わるガス移動装置によれば、発熱体に吸着された水(水蒸気)を作動ガスタンク402に回収する場合に、ヒータ等のような発熱体を強制的に加熱する機構や、ポンプ等のような作動ガスを強制的に移動させるための機構に依存することなく、発熱体に吸着されていた水(水蒸気)の脱離、及び発熱体から脱離した水(水蒸気)の発熱体収容部407から作動ガスタンク402への移動を実現することができる。
Further, in order to move the water (steam) released from the heating element from the heating
発熱体に吸着されていた水(水蒸気)が上記した方法によって作動ガスタンク402に回収されると、作動ガスタンク402に回収された水(水蒸気)を、EGRクーラ本体401の次回の暖機が必要になるまで(すなわち、内燃機関1の次回の冷間始動直後まで)、該作動ガスタンク402内に貯蔵しておく必要がある。そこで、本実施例では、発熱体の温度が脱離温度Tdesを超えた後の所定の遮断タイミング(図5中のt4)において、ECU5によって切替弁404が開弁状態から閉弁状態へ切り替えられるものとする。ここでいう「所定の遮断タイミング」は、発熱体に吸着していた水(水蒸気)の該発熱体からの脱離が完了するとともに、発熱体から脱離した水(水蒸気)の発熱体収容部407から作動ガスタンク402への移動が完了している、と推定することできるタイミングである。その際の「発熱体に吸着していた水(水蒸気)の該発熱体からの脱離が完了」するとは、発熱体に吸着していた水(水蒸気)の全量が該発熱体から脱離する態様に限定されるものではなく、発熱体に吸着していた水(水蒸気)のうち、所定量以上の水(水蒸気)が該発熱体から脱離すれば足りる。同様に、「発熱体から脱離した水(水蒸気)の発熱体収容部407から作動ガスタンク402への移動が完了」するとは、発熱体から脱離した水(水蒸気)の全量が発熱体収容部407から作動ガスタンク402へ移動する態様に限定されるものではなく、発熱体から脱離した水(水蒸気)のうち所定量以上の水(水蒸気)が発熱体収容部407から作動ガスタンク402へ移動すれば足りる。要するに、内燃機関1の次回の冷間始動直後において、連通流路403が切替弁404によって遮断状態から導通状態へ切り替えられた際に、所定量以上の作動ガスを発熱体が吸着可能となる程度の量の作動ガスが、発熱体から脱離して作動ガスタンク402に戻ればよい。よって、前記遮断タイミングは、作動ガスタンク402内の水(水蒸気)量が図5中のt1の直前における水(水蒸気)量と略同量に戻ったと推定することができるタイミング、発熱体の水吸着量が図5中のt1の直前における水吸着量と略同量に戻ったと推定することができるタイミング、又は作動ガスタンク402内の圧力が図5中のt1の直前における圧力と略同等に戻ったと推定することができるタイミングと言い換えることもできる。なお、上記した遮断タイミングは、内燃機関1の運転が停止されるタイミング(すなわち、図示しないイグニッション・スイッチがONからOFFへ切り替えられるタイミング)に設定されてもよい。これは、発熱体の温度が脱離温度Tdesを超えた後において内燃機関1の運転が継続される限りは、発熱体収容部407の温度が作動ガスタンク402の温度を下回る事態が発生し難く、それに伴って発熱体収容部407内の圧力が作動ガスタンク402内の圧力を下回る事態も発生し難いと考えられるため、発熱体に吸着されていた水(水蒸気)の作動ガスタンク402への回収が完了した以降において、内燃機関1の運転が停止されるタイミングまで切替弁404が開弁され続けても、作動ガスタンク402に回収された水(水蒸気)が該作動ガスタンク402から発熱体収容部407へ移動し難いと考えられるからである。
When the water (steam) adsorbed on the heating element is collected in the working
なお、EGRクーラ本体401の暖機を行うべく切替弁404を開弁させた後において、上記した遮断タイミングまで切替弁404を連続的に開弁させ続ける必要はなく、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc以上に上昇したと推定された時点(図5中のt2)で切替弁404を一時的に閉弁させ、その後、発熱体の温度が脱離温度Tdesまで上昇したと推定された時点(図5中のt3)で切替弁404を再び開弁させることで、発熱体に吸着されていた水(水蒸気)の作動ガスタンク402への回収が行われるようにしてもよい。
After opening the switching
上記した遮断タイミングにおいて切替弁404が開弁状態から閉弁状態へ切り替えられると、図8に示すように、発熱体収容部407から作動ガスタンク402へ回収された水(水蒸気)が該作動ガスタンク402内に貯蔵された状態になる。その結果、EGRクーラ本体401の次回の暖機が必要になったときに、切替弁404を閉弁状態から開弁状態へ切り替えることで、前述した図6から図7の動作を再現することが可能となる。
When the switching
以上述べたように構成されるEGRクーラ400には、上記したECU5が併設されている。なお、本実施例におけるECU5は、内燃機関1の運転状態等を制御するためのECUも兼ねているが、内燃機関1の運転状態等を制御するためのECUとは別途に設けられてもよい。ECU5は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等から構成される。そして、このECU5は、温度センサ6に加え、図示しないエアフローメータや空燃比センサ等の各種センサの検出信号が入力されるようになっている。ここでいう温度センサ6は、内燃機関1を循環するクーラントの温度を検出するセンサである。また、ECU5は、前述したEGR弁41や切替弁404に加え、図示しない燃料噴射弁等の各種機器と電気的に接続されており、それらの各種機器を制御することができるようになっている。例えば、ECU5は、燃料噴射制御等の既知の制御に加え、EGRクーラ本体401の暖機制御を行う。
The above-described
《EGRクーラ本体の暖機制御フロー》
ここで、ECU5によって実行されるEGRクーラ本体401の暖機制御について図9及び図10に沿って説明する。図9は、切替弁404を閉弁状態から開弁状態へ切り替える際にECU5によって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。図9に示す処理ルーチンは、内燃機関1の始動をトリガとして実行される。一方、図10は、切替弁404を開弁状態から閉弁状態へ切り替える際にECU5によって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。図10に示す処理ルーチンは、内燃機関1の運転中において所定の周期で繰り返し実行される。
<< Warm-up control flow of EGR cooler body >>
Here, the warm-up control of the EGR cooler
先ず、図9の処理ルーチンでは、ECU5は、S101の処理において温度センサ6により検出されるクーラント温度Thw1を読み込む。続いて、S102の処理では、ECU5は、S101の処理で読み込まれたクーラント温度Thw1が所定の閾値Thwthreより低いか否かを判別する。ここでいう「所定の閾値Thwthre」は、クーラント温度Thw1が該閾値Thwthre未満であれば、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc未満になり、且つ発熱体の温度が脱離温度Tdes未満になる、と推定される温度である。このような閾値Thwthreは、実験やシミュレーションの結果に基づいて予め求めておくものとする。
First, in the processing routine of FIG. 9, the
なお、内燃機関1の冷間始動直後は、EGRガス流路405の壁面温度と発熱体の温度とが略同等(例えば、外気温度と同等)になると想定されるため、EGRガス流路405の壁面温度又は発熱体の温度を計測するための温度センサをEGRクーラ本体401に取り付け、又は外気温を計測する温度センサをEGRクーラ400に併設して、その温度センサの計測温度が暖機完了温度Twc(<Tdes)未満であれば、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc未満であり、且つ発熱体の温度が脱離温度Tdes未満である、と推定してもよい。
It is assumed that immediately after the cold start of the
前記S102の処理において肯定判定された場合(Thw1<Thwthre)は、前述したように、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc未満であると推定されるため、そのような状況下でEGRガスがEGRクーラ本体401のEGRガス流路405を流通すると、EGRガスがEGRガス流路405の壁面と接触することで、凝縮水が発生する虞がある。そこで、前記S102の処理において肯定判定された場合は、ECU5は、S103の処理へ進み、許可フラグをOFFにする。その場合、上記したEGRガス流通条件が成立しなくなるため、EGR弁41が開弁されなくなる。EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc未満であると推定される状態において、EGR弁41が開弁されなければ、排気流路3からEGR流路40を経て吸気流路2へ向かうEGRガスの流れが遮断されるため、EGRガスがEGRクーラ本体401のEGRガス流路405を流通しなくなる。その結果、EGRクーラ本体401における凝縮水の発生が抑制される。
If an affirmative determination is made in the process of S102 (Thw1 <Thwtre), as described above, it is estimated that the wall surface temperature of the
ECU5は、S103の処理を実行し終えると、S104の処理へ進み、EGRクーラ本体401の暖機を開始する。具体的には、ECU5は、切替弁404を閉弁状態から開弁状態へ切り替えることで、連通流路403を遮断状態から連通状態へ切り替える(前述した図5中のt1における処理に相当。)。ここで、内燃機関1が冷間始動された直後のように、EGRクーラ本体401が冷間状態にあるとき(すなわち、EGRガス流路の壁面温度が暖機完了温度Twc未満であると推定されるとき)は、前述した図5の説明で述べたように、作動ガスタンク402内の温度と発熱体収容部407内の温度とが略同等になると想定される。そのような状態において所定量以上の水(水蒸気)が作動ガスタンク402に貯蔵されていると、作動ガスタンク402内の圧力が水(水蒸気)の飽和蒸気圧に近い状態になる一方で、発熱体収容部407内の圧力が真空に近い状態になる。その結果、作動ガスタンク402内の圧力が発熱体収容部407内の圧力より高くなる。よって、該S104の処理において切替弁404が閉弁状態から開弁状態へ切り替えられると、前述した図6の説明で述べたように、作動ガスタンク402内に貯蔵されていた水(水蒸気)が該作動ガスタンク402からEGRクーラ本体401の発熱体収容部407へ必然的に移動することになる。そして、作動ガスタンク402から発熱体収容部407へ移動した水(水蒸気)は、発熱体収容部407の発熱体に吸着されることで気相から液相へ相変化する。これにより、発熱体は、水(水蒸気)の相変化に伴う潜熱によって発熱することになる。上記したように発熱体が発熱すると、その熱が該発熱体からEGRガス流路405の壁面へ伝達される。その際、発熱体収容部407における発熱体がEGRガス流路405を画成する隔壁と接触するように配置されているため、発熱体で発生した熱が該発熱体からEGRガス流路405の壁面へ直接的に伝達されることになる。その結果、発熱体で発生した熱のうち、EGRガス流路の壁面に伝達される熱の割合が多くなる。よって、EGRガス流路405の壁面を効率的に暖めることが可能になる。
After completing the processing of S103, the
ECU5は、前記S104の処理を実行し終えると、S105の処理へ進み、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc以上まで上昇したか否かを判定する。その際、ECU5は、例えば、前記S104の処理において切替弁404が開弁された時点からの経過時間を計測し、その経過時間が所定の昇温時間以上であれば、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc以上まで上昇していると判定する一方で、その経過時間が所定の昇温時間未満であれば、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc未満であると判定してもよい。ここでいう「所定の昇温時間」は、EGRクーラ本体401の暖機を開始すべく切替弁404が開弁されてから、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc以上に上昇するまでに要する時間である。EGRクーラ本体401の暖機を開始すべく切替弁404が開弁されてから、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc以上に上昇するまでに要する時間は、EGRクーラ本体401の暖機開始時におけるEGRガス流路405の壁面温度、及び単位時間あたりの発熱体の発熱量に相関する。ここで、EGRクーラ本体401の暖機開始時におけるEGRガス流路405の壁面温度は、外気温度と略同等になると想定される。また、内燃機関1が冷間始動されるときのクーラント温度も、外気温度と略同等になると想定される。よって、EGRクーラ本体401の暖機開始時におけるEGRガス流路405の壁面温度は、内燃機関1が冷間始動されるときのクーラント温度Thw1と略同等になると推定することができる。一方、単位時間あたりにおける発熱体の発熱量は、略一定であるとみなすことができる。これらの相関や傾向を踏まえると、上記の昇温時間は、前記S101の処理で読み込まれたクーラント温度Thw1をパラメータにして決定されればよい。例えば、上記の昇温時間は、クーラント温度Thw1が高い場合より低い場合の方が長くなるように決定されればよい。ここで、上記の昇温時間とクーラント温度Thw1との相関は、クーラント温度Thw1を引数とするマップや関数式の形態で予めECU5のROM等に記憶させておくようにしてもよい。なお、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc以上に上昇したか否かを判定するための別法として、EGRガス流路405の壁面温度を計測するための温度センサをEGRクーラ本体401に取り付け、該温度センサの計測値が暖機完了温度Twc以上であるか否かを判別してもよい。
After completing the processing of S104, the
ここで、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc未満である場合に、EGRガスがEGRガス流路405を流通すると、EGRガスがEGRガス流路405の壁面と接触することで凝縮水が発生する虞がある。そのため、前記S105の処理において否定判定された場合(壁面温度<Twc)は、ECU5は、許可フラグをOFFに維持しつつ、該S105の処理を再度実行する。一方、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc以上である場合に、EGRガスがEGRクーラ本体401のEGRガス流路405を流通すると、EGRガスがEGRガス流路405の壁面と接触しても凝縮水が発生し得ないと推定される。そのため、前記S105の処理において肯定判定された場合(壁面温度≧Twc)は、ECU5は、S106の処理へ進み、許可フラグをONにする。そして、ECU5は、該S106の処理を実行し終えると、本処理ルーチンの実行を終了する。
Here, when the EGR gas flows through the
また、上記したS102の処理において否定判定された場合(Thw1≧Thwthre)は、EGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc以上であると推定することができるため、S103からS105の処理をスキップしてS106の処理へ進み、許可フラグをONにする。
If a negative determination is made in the above-described processing of S102 (Thw1 ≧ Thwthr), it can be estimated that the wall surface temperature of the EGR
このように、図9の処理ルーチンに従ってEGRクーラ400の切替弁404が制御されると、EGRクーラ本体401が冷間状態にあるときに、EGRガス流路405の壁面を効率的且つ効果的に暖めることができる。そして、EGRガス流路405の壁面を効率的且つ効果的に暖めることが可能になると、発熱体収容部407に収容される発熱体の量や作動ガスタンク402内に貯蔵される水(水蒸気)の量を比較的少ない量に抑えつつ、EGRガス流路405の壁面温度を凝縮水の発生し得ない温度(すなわち、暖機完了温度Twc以上の温度)まで上昇させることが可能になる。その結果、EGRクーラ本体401の大型化や作動ガスタンク402の大型化を抑えることができるため、EGRクーラ400を含めたEGR装置4の車載性の低下を抑えることもできる。
As described above, when the switching
次に、図10の処理ルーチンでは、ECU5は、先ずS201の処理において、切替弁404が開弁状態にあるか否かを判別する。該S201の処理で否定判定された場合は、内燃機関1の始動後においてEGRクーラ本体401の暖機が行われていない(すなわち、内燃機関1が始動される時点でEGRガス流路405の壁面温度が暖機完了温度Twc以上になっていたため、EGRクーラ本体401の暖機を行う必要がなかった)、又は内燃機関1の始動後においてEGRクーラ本体401の暖機が行われたが切替弁404が既に閉弁されている(すなわち、EGRクーラ本体401の暖機後において水(水蒸気)の作動ガスタンク402への回収が既に完了している)、と判定することができる。この場合、切替弁404を閉弁させる処理を行う必要がないため、ECU5は、本処理ルーチンの実行を終了する。一方、該S201の処理において肯定判定された場合は、内燃機関1の始動後においてEGRクーラ本体401を暖機すべく切替弁404が開弁されてから、該切替弁404の開弁状態が継続されていると判定することができる。つまり、該S201の処理が実行されたタイミングは、前述した図5におけるt1以降のタイミングであって、且つt4より前のタイミングとなる。この場合、切替弁404を閉弁させる処理を行う必要があるため、ECU5は、S202以降の処理へ進む。
Next, in the processing routine of FIG. 10, the
S202の処理では、ECU5は、EGR弁41が開弁状態にあるか否かを判別する。該S202の処理において否定判定された場合は、EGRクーラ本体401の暖機が未だ終わっていない(すなわち、許可フラグがOFFにされている)ためにEGR弁41が閉弁されており、又はEGRクーラ本体401の暖機が完了している(すなわち、許可フラグがONにされている)ものの、内燃機関1の運転状態がEGR実行領域にないためにEGR弁41が閉弁されていることになる。この場合、ECU5は、本処理ルーチンの実行を一旦終了する。一方、該S202の処理において肯定判定された場合は、EGRクーラ本体401の暖機が既に完了し(すなわち、許可フラグがONにされている)、且つ内燃機関1の運転状態がEGR実行領域にあるために(すなわち、上記した所定のEGRガス流通条件が成立しているために)、EGR弁41が開弁されていることになる。つまり、該S202の処理が実行されたタイミングは、前述した図5におけるt2以降のタイミングであって、且つt4より前のタイミングとなる。この場合、ECU5は、S203の処理へ進む。
In the process of S202, the
S203の処理では、ECU5は、積算カウンタCintを更新する。ここでいう積算カウンタCintは、EGRクーラ本体401の暖機完了後(前述した図5におけるt2以降)におけるEGR弁41の開弁時間の積算値(以下、「積算開弁時間」と称する)。を計数するものである。ECU5は、該S203の処理を実行し終えると、S204の処理へ進む。
In the process of S203, the
S204の処理では、ECU5は、前記S203の処理で更新された積算開弁時間Cintが所定の回収時間Crt以上であるか否かを判別する。ここでいう「所定の回収時間Crt」は、EGRクーラ本体401の暖機時に発熱体に吸着された水(水蒸気)の作動ガスタンク402への回収に要する時間である。ここで、前述の図5の説明で述べたように、EGRクーラ本体401の暖機時に発熱体に吸着された水(水蒸気)を作動ガスタンク402に回収するためには、発熱体の温度を脱離温度Tdes以上に高めることで、該発熱体から水(水蒸気)を脱離させるとともに、発熱体収容部407内の圧力を作動ガスタンク402内の圧力より高くする必要がある。そして、斯様な条件を満たすためには、EGR弁41を開弁させることで、高温のEGRガスをEGRクーラ本体401のEGRガス流路405に流通させて、該EGRガスの熱で発熱体を昇温させる必要がある。よって、EGRクーラ本体401の暖機時に発熱体に吸着された水(水蒸気)の作動ガスタンク402への回収に要する時間は、EGRクーラ本体401の暖機完了後におけるEGR弁41の積算開弁時間Cintに依存すると言える。そこで、本実施例では、EGRクーラ本体401の暖機時に発熱体に吸着された水(水蒸気)の略全量が、EGRクーラ本体401の暖機完了後におけるEGR弁41が開弁された状態において作動ガスタンク402に回収されるのに要する時間を、予め実験やシミュレーションの結果に基づいて求めておき、それにより求められた時間を上記の回収時間Crtとして設定している。そして、上記の積算開弁時間Cintが該回収時間Crt以上であれば、EGRクーラ本体401の暖機時に発熱体に吸着された水(水蒸気)の作動ガスタンク402への回収が完了したと判定される一方で、上記の積算開弁時間Cintが該回収時間Crt未満であれば、EGRクーラ本体401の暖機時に発熱体に吸着された水(水蒸気)の作動ガスタンク402への回収が完了していないと判定されるようにした。
In the process of S204, the
前記S204の処理において否定判定された場合は、ECU5は、本処理ルーチンの実行を一旦終了する。その場合、切替弁404が開弁状態に維持されるため、EGRクーラ本体401の暖機時に発熱体に吸着された水(水蒸気)の作動ガスタンク402への回収が継続される。一方、前記S204の処理において肯定判定された場合は、前述したように、EGRクーラ本体401の暖機時に発熱体に吸着された水(水蒸気)の作動ガスタンク402への回収が完了したと推定されるため、ECU5は、S205の処理へ進み、切替弁404を開弁状態から閉弁状態に切り替える(このタイミングは、前述した図5における遮断タイミングt4に相当する)。これにより、前述した図8の説明で述べたように、作動ガスタンク402内に回収された水(水蒸気)が該作動ガスタンク402内に貯蔵されることになる。そして、ECU5は、S205の処理を実行した後にS206の処理へ進み、上記した積算開弁時間Cintの計数値を初期値(すなわち、零)にリセットする。
If a negative determination is made in the process of S204, the
このように、図10の処理ルーチンに従ってEGRクーラ400の切替弁404が制御されると、EGRクーラ本体401の暖機時に発熱体に吸着された水(水蒸気)を作動ガスタンク402に回収することができるとともに、作動ガスタンク402に回収された水(水蒸気)を該作動ガスタンク402内に貯蔵しておくことができる。これにより、EGRクーラ本体401の次回の暖機が必要になったときに、EGRクーラ本体401におけるEGRガス流路405の壁面を効率的且つ効果的に暖めることが可能となる。
As described above, when the switching
なお、図10の処理ルーチンでは、積算開弁時間Cintをパラメータにして、切替弁404の閉弁タイミング(すなわち、前述の図5における遮断タイミングt4)を決定しているが、作動ガスタンク402内に貯蔵されている水(水蒸気)量を計測するセンサを該作動ガスタンク402に取り付け、該センサの計測値が作動ガス量(例えば、EGRクーラ本体401の暖機が開始される直前において作動ガスタンク402内に貯蔵されていた水(水蒸気)量)に戻ったタイミングで切替弁404を閉弁させてもよい。別法として、作動ガスタンク402内の圧力を計測するセンサを該作動ガスタンク402に取り付け、該センサの計測値が所定の圧力(例えば、EGRクーラ本体401の暖機が開始される直前における作動ガスタンク402内の圧力)に戻ったタイミングで切替弁404を閉弁させてもよい。
In the processing routine of FIG. 10, the closing timing of the switching valve 404 (that is, the shutoff timing t4 in FIG. 5 described above) is determined using the accumulated valve opening time Cint as a parameter. A sensor for measuring the amount of stored water (water vapor) is attached to the working
ここで、ECU5が図9の処理ルーチンのS101−S102の処理、S104−S105の処理、及び図10の処理ルーチンを実行することにより、本開示に係わる「制御手段」が実現される。また、ECU5が図9の処理ルーチンのS103、S106の処理を実行することにより、本開示に係わる「流通制御手段」が実現される。
Here, the “control unit” according to the present disclosure is realized by the
なお、本実施例では、発熱体収容部407に収容される発熱体は、該発熱体が発熱体収容部407とEGRガス流路405とを隔てる隔壁に接触するとともに、該発熱体が発熱体収容部407と冷媒流路406とを隔てる隔壁とも接触するように配置されている。しかしながら、発熱体収容部407に収容される発熱体として耐熱温度の高い物質を使用する場合は、該発熱体が発熱体収容部407とEGRガス流路405とを隔てる隔壁に接触する一方で、該発熱体が発熱体収容部407と冷媒流路406とを隔てる隔壁とは接触しないように、発熱体が配置されてもよい。このような構成によると、EGRクーラ本体401の暖機が行われる際に、発熱体で発生する熱のうち、EGRガス流路405の壁面に伝達される熱の割合を、より大きくことができるため、EGRクーラ本体401の暖機をより効率的に行うことが可能になる。
In the present embodiment, the heating element accommodated in the heating
1 内燃機関
2 吸気流路
3 排気流路
4 EGR装置
5 ECU
6 温度センサ
40 EGR流路
41 EGR弁
400 EGRクーラ
400a 上流側領域
400b 下流側領域
401 EGRクーラ本体
402 作動ガスタンク
403 連通流路
404 切替弁
405 EGRガス流路
406 冷媒流路
407 発熱体収容部
6
Claims (1)
前記EGRクーラの内部に形成される流路であって、前記EGRガスを流通させるためのEGRガス流路、
前記EGRクーラの内部で前記冷媒を流通させる流路であって、前記EGRガス流路を流通する前記EGRガスと前記冷媒との間で熱交換が行われるように形成されている冷媒流路、
所定の作動ガスを吸着することで発熱する発熱体を前記EGRクーラの内部に収容する空間であって、前記発熱体の少なくとも一部が前記EGRガス流路の壁面と当接するように形成される発熱体収容部、
前記作動ガスを貯蔵する作動ガスタンク、及び
前記作動ガスタンク内に貯蔵されている前記作動ガスを前記作動ガスタンクから前記発熱体収容部へ移動させるガス移動装置
を備え、
前記EGRクーラは、前記EGRガスの流れ方向の上流側領域と下流側領域とを有し、
前記発熱体収容部は、前記EGRクーラの前記下流側領域に配置されており、かつ
前記発熱体は、有機金属構造体を含有している、
EGRクーラ。 An EGR cooler which is disposed in the middle of an EGR flow path connecting the exhaust flow path and the intake flow path of the internal combustion engine and exchanges heat between a refrigerant and an EGR gas which is a gas flowing through the EGR flow path. So,
A flow path formed inside the EGR cooler, and an EGR gas flow path for flowing the EGR gas;
A refrigerant flow path for allowing the refrigerant to flow inside the EGR cooler, wherein a refrigerant flow path is formed such that heat exchange is performed between the EGR gas and the refrigerant flowing through the EGR gas flow path;
A space for accommodating a heating element that generates heat by adsorbing a predetermined working gas inside the EGR cooler, wherein at least a part of the heating element is formed to be in contact with a wall surface of the EGR gas passage. Heating element housing,
A working gas tank that stores the working gas, and a gas moving device that moves the working gas stored in the working gas tank from the working gas tank to the heating element housing unit,
The EGR cooler has an upstream region and a downstream region in the flow direction of the EGR gas,
The heating element housing is disposed in the downstream area of the EGR cooler, and the heating element contains an organic metal structure.
EGR cooler.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018186842A JP2020056351A (en) | 2018-10-01 | 2018-10-01 | EGR cooler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018186842A JP2020056351A (en) | 2018-10-01 | 2018-10-01 | EGR cooler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020056351A true JP2020056351A (en) | 2020-04-09 |
Family
ID=70106819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018186842A Pending JP2020056351A (en) | 2018-10-01 | 2018-10-01 | EGR cooler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020056351A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114607534A (en) * | 2022-03-24 | 2022-06-10 | 潍柴动力股份有限公司 | Strategy and device for driving passive regeneration EGR cooler and vehicle |
-
2018
- 2018-10-01 JP JP2018186842A patent/JP2020056351A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114607534A (en) * | 2022-03-24 | 2022-06-10 | 潍柴动力股份有限公司 | Strategy and device for driving passive regeneration EGR cooler and vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110005550B (en) | Exhaust gas recirculation cooler | |
KR101291025B1 (en) | Absorbent canister and vehicle fuel tank having the same | |
US10247144B2 (en) | Engine exhaust gas recirculation cooling system with integrated latent heat storage device | |
US8696804B2 (en) | Carbon dioxide absorbent fluid for a carbon dioxide sequestering system on a vehicle | |
JP5724723B2 (en) | Thermoelectric generator | |
JP2017227182A (en) | diesel engine | |
JP4788500B2 (en) | Reformed gas internal combustion engine | |
JP2020056351A (en) | EGR cooler | |
CN112977003B (en) | Fuel cell automobile cooling water waste heat utilization system | |
US20100071354A1 (en) | Engine Particulate Filter Regeneration | |
JP5604912B2 (en) | Automotive exhaust purification system | |
JP5708460B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
JP2009293471A (en) | Exhaust emission control device | |
JP4962397B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
CN111075538B (en) | System for extracting water from exhaust gases of an internal combustion engine | |
JP2001173520A (en) | Liquefied gas engine | |
JP2005127137A (en) | Egr system of engine | |
JP5789972B2 (en) | Engine warm-up device | |
CN113503204B (en) | DPF active regeneration device with leading oxidant and control method thereof | |
JP2009207318A (en) | Power generator | |
JP2022153037A (en) | Co2 separation device of internal combustion engine | |
JP2022107934A (en) | engine system | |
JP5381337B2 (en) | Waste heat recovery device | |
JP2009091903A (en) | Exhaust-emission purifying apparatus for internal combustion engine | |
JP2021004554A (en) | Exhaust thermal insulating structure |