JP2020084890A - Ｅｇｒ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲクーラで発生した凝縮水がＥＧＲクーラより下流のＥＧＲ通路へ流れ難くすることができるＥＧＲ装置を提供すること。【解決手段】エンジン１から排気通路３へ排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路２へ流してエンジン１へ還流させるＥＧＲ装置２１において、ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ通路２２と、ＥＧＲ通路２２に設けられ、冷却水が流れる水通路４１と、水通路４１の中に配置されてＥＧＲガスが流れるガス通路４２Ａ，４２Ｂとを備える熱交換器３２により、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２４とを有し、ガス通路４２Ａ，４２Ｂには、熱交換器３２の幅方向で最も外側の少なくとも一方に配置される第１ガス通路部４６と、第１ガス通路部４６以外の第２ガス通路部４７とが形成され、第１ガス通路部４６のＥＧＲガス流れ方向の圧損が第２ガス通路部４７のＥＧＲガス流れ方向の圧損よりも大きくなるように構成されている。【選択図】図２

Description

本開示は、ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラとを備えるＥＧＲ装置に関する。

ＥＧＲ装置は、ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路にてＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、ＥＧＲクーラより下流にてＥＧＲガス流量を調節するＥＧＲ弁とを備えている。そして、ＥＧＲクーラでは、ＥＧＲガスの流れの圧損が小さく、冷却効率が高いことが要求される。そのため例えば、特許文献１では、熱交換部材の流路面積を、下流側よりも上流側で大きくなるようにして圧損を小さくするとともに、伝熱面積を、上流側よりも下流側で大きくなるようにして伝熱効率を向上させている。

特開２０１１−２１４７８６号公報

しかしながら、燃費改善等の観点から冷間時からＥＧＲを開始すると、ＥＧＲクーラで大量の凝縮水が発生するおそれがある。そして、従来のＥＧＲクーラでは、圧損が小さくされているためにＥＧＲガスの流れが速くなり、ＥＧＲクーラで発生した凝縮水がＥＧＲガスの流れによって吹き飛ばされてＥＧＲ弁から吸気通路へ流れるおそれがある。その結果、凝縮水が吸気通路で凍結したり、エンジンへ流れ込んで失火が発生するおそれがある。

そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、ＥＧＲクーラで発生した凝縮水がＥＧＲクーラより下流のＥＧＲ通路へ流れ難くすることができるＥＧＲ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、
内燃機関から排気通路へ排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路へ流して前記内燃機関へ還流させるＥＧＲ装置において、
ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に設けられ、冷却水が流れる水通路と、前記水通路の中に配置されてＥＧＲガスが流れるガス通路とを備える熱交換器により、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラとを有し、
前記ガス通路には、前記熱交換器の幅方向で最も外側の少なくとも一方に配置される第１ガス通路部と、前記第１ガス通路部以外の第２ガス通路部とが形成され、前記第１ガス通路部のＥＧＲガス流れ方向の圧損が前記第２ガス通路部のＥＧＲガス流れ方向の圧損よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする。

このＥＧＲ装置では、ガス通路において、熱交換器の幅方向で最も外側の少なくとも一方に配置される第１ガス通路部のＥＧＲガス流れ方向の圧損が、第２ガス通路部のＥＧＲガス流れ方向の圧損よりも大きい。第１ガス通路部は圧損が大きいため、第１ガス通路部を流れるＥＧＲガスの流速が遅くなるため、発生した凝縮水がＥＧＲガスに吹き飛ばされずに、第１ガス通路部内を自重により重力方向下側に向かって流れ落ちる。従って、冷間時からＥＧＲ通路にＥＧＲガスを流した場合でも、ＥＧＲクーラで発生した凝縮水がＥＧＲクーラより下流のＥＧＲ通路へ流れ難くすることができる。

上記したＥＧＲ装置において、
前記第１ガス通路部内に備わる熱交換用フィンは、ＥＧＲガスの流れを滞留させるように配置されていることが好ましい。

このようにフィンの形状を変えるだけの簡単な構成で、第１ガス通路部におけるＥＧＲガス流れの圧損を大きくすることができるとともに、発生した凝縮水が第１ガス通路部内を重力方向下側に向かって流れ易くすることができる。

また、上記したＥＧＲ装置において、
前記熱交換用フィンは、一方の端部が前記ガス通路の側壁に接触して配置されていてもよい。

このような構成にすることにより、第１ガス通路部におけるＥＧＲガス流れの圧損を確実に大きくすることができるとともに、発生した凝縮水が第１ガス通路部内を重力方向下側に向かって流れ易くすることができる。

そして、上記したＥＧＲ装置において、
前記ガス通路のＥＧＲガス流れ方向が重力方向と交差するように搭載される場合、前記第１ガス通路部は、前記熱交換器の幅方向で最も外側のうち重力方向下側に少なくとも配置されていることが好ましい。

このような構成にすることにより、ガス通路のＥＧＲガス流れ方向が重力方向と交差するように搭載される場合、つまりＥＧＲクーラが斜め又は水平に搭載される場合には、ＥＧＲクーラで発生した凝縮水は重力方向下側に溜まる。そのため、発生した凝縮水は、重力方向下側に位置する第１通路部を介して、下流から上流に向かって流れ落ち易くなる。

また、上記したＥＧＲ装置において、
前記ガス通路は、上流側と下流側とで分割されており、上流側と下流側との間に空間部が形成されていてもよい。

このような構成にすることにより、空間部でＥＧＲガスが滞留するため、ガス通路の上流側で凝縮水を積極的に発生させることができるので、早期にＥＧＲクーラ上流へ凝縮水を排出することができる。これにより、ガス通路の下流側での凝縮水の発生量を抑制することができる。従って、ＥＧＲクーラで発生した凝縮水をＥＧＲクーラより下流のＥＧＲ通路へ一層流れ難くすることができる。

そして、上記したＥＧＲ装置において、
前記上流側のガス通路の断面積が、前記下流側のガス通路の断面積より大きいことが好ましい。

このような構成にすることにより、上流側で凝縮水を発生させ、その発生した凝縮水を上流側のガス通路内で水滴にすることができる。そのため、凝縮水を早期にＥＧＲクーラ上流へ凝縮水を排出することができる。従って、ＥＧＲクーラで発生した凝縮水をＥＧＲクーラより下流のＥＧＲ通路へより一層流れ難くすることができる。

本開示によれば、ＥＧＲクーラで発生した凝縮水がＥＧＲクーラより下流のＥＧＲ通路へ流れ難くすることができるＥＧＲ装置を提供することができる。

ガソリンエンジンシステムの全体構成を示す概略図である。 第１実施形態のＥＧＲクーラをその長手方向に沿って切断した斜視図である。 熱交換器の断面構造を示す斜視図である。 フィンの構造を示すためにヒートプレートの一部を拡大した断面図である。 ＥＧＲクーラ内における凝縮水の流れを模式的に示す図である。 第２実施形態のＥＧＲクーラをその長手方向に沿って切断した断面図である。 第３実施形態のＥＧＲクーラをその長手方向に沿って切断した断面図である。 フィンの変形形状を示す図である。

本開示に係る実施形態であるＥＧＲ装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実施形態では、自動車に搭載される水冷式エンジンシステムに適用した場合について説明する。

（第１実施形態）
ＥＧＲ装置をガソリンエンジンシステムに具体化した第１実施形態について、図１〜図５を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、ＥＧＲ装置に備わるＥＧＲクーラが斜めに搭載されるＥＧＲ装置を例示する。

＜エンジンシステムの全体構成＞
本実施形態のガソリンエンジンシステム（以下、単に「エンジンシステム」と言う。）は、自動車に搭載されるものであり、図１に示すように、複数の気筒を有するエンジン１を備える。このエンジン１は、４気筒、４サイクルのレシプロエンジンであり、ピストン及びクランクシャフト等の周知の構成を含む。エンジン１には、各気筒へ吸気を導入するための吸気通路２と、エンジン１の各気筒から排気を導出するための排気通路３が設けられる。吸気通路２と排気通路３には、過給機５が設けられる。吸気通路２には、その上流側から順に吸気入口２ａ、エアクリーナ４、過給機５のコンプレッサ５ａ、電子スロットル装置６、インタークーラ７及び吸気マニホールド８が設けられる。

電子スロットル装置６は、吸気マニホールド８より上流の吸気通路２に配置され、運転者のアクセル操作に応じて開閉駆動されることで、吸気通路２を流れる吸気量を調節するようになっている。本実施形態で、電子スロットル装置６は、ＤＣモータ方式の電動弁により構成され、開閉駆動されるスロットル弁６ａを含む。吸気マニホールド８は、エンジン１の直上流に配置され、吸気が導入されるサージタンク８ａと、サージタンク８ａに導入された吸気をエンジン１の各気筒へ分配するための複数（４つ）の分岐管８ｂとを含む。

排気通路３には、その上流側から順に排気マニホールド９、過給機５のタービン５ｂ及び触媒１０が設けられる。触媒１０は、排気を浄化するためのものであり、例えば、三元触媒により構成することができる。

過給機５は、吸気通路２における吸気を昇圧するために設けられ、吸気通路２に配置されたコンプレッサ５ａと、排気通路３に配置されたタービン５ｂと、コンプレッサ５ａとタービン５ｂを一体回転可能に連結する回転軸５ｃとを含む。タービン５ｂが、排気通路３を流れる排気により回転動作し、それに連動してコンプレッサ５ａが回転動作することにより、吸気通路２を流れる吸気が昇圧されるようになっている。インタークーラ７は、コンプレッサ５ａで昇圧された吸気を冷却するようになっている。

エンジン１には、各気筒に対応して燃料を噴射するための燃料噴射装置（図示略）が設けられる。燃料噴射装置は、燃料供給装置（図示略）から供給される燃料をエンジン１の各気筒へ噴射するように構成される。各気筒では、燃料噴射装置から噴射される燃料と吸気マニホールド８から導入される吸気とにより可燃混合気が形成される。

エンジン１には、各気筒に対応して点火装置（図示略）が設けられる。点火装置は、各気筒で形成される可燃混合気に点火するように構成される。各気筒内の可燃混合気は、点火装置の点火動作により爆発・燃焼し、燃焼後の排気は、各気筒から排気マニホールド９、タービン５ｂ及び触媒１０を経て外部へ排出される。このとき、各気筒でピストン（図示略）が上下運動し、クランクシャフト（図示略）が回転することにより、エンジン１に動力が得られる。

＜ＥＧＲ装置の構成＞
本実施形態のエンジンシステムは、低圧ループタイプの排気還流装置（ＥＧＲ装置）２１を備える。このＥＧＲ装置２１は、エンジン１の各気筒から排気通路３へ排出される排気の一部を排気還流ガス（ＥＧＲガス）として吸気通路２へ流してエンジン１の各気筒へ還流させるための装置である。ＥＧＲ装置２１は、ＥＧＲガスが流れる排気還流通路（ＥＧＲ通路）２２と、ＥＧＲ通路２２におけるＥＧＲガス流量を調節するための排気還流弁（ＥＧＲ弁）２３と、ＥＧＲ通路２２に設けられ、ＥＧＲ通路２２を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２４とを備える。

ＥＧＲ通路２２は、入口２２ａと出口２２ｂを含む。その入口２２ａは、触媒１０より下流の排気通路３に接続され、その出口２２ｂは、コンプレッサ５ａより上流の吸気通路２に接続される。ＥＧＲ通路２２の出口２２ｂは、その入口２２ａよりも垂直方向において高い位置に配置される。ＥＧＲ弁２３は、ＤＣモータ方式の電動弁により構成され、開閉駆動される弁体２３ａを含む。ＥＧＲ弁２３は、その下流側から上流側へ凝縮水が流下可能に設けられる。ＥＧＲクーラ２４は、ＥＧＲ弁２３より上流のＥＧＲ通路２２に配置される。ＥＧＲクーラ２４は、斜めに搭載される（本実施形態では、例えば水平面に対する搭載角度θが２５度である）。

本実施形態において、エアクリーナ４より下流であってＥＧＲ通路２２の出口２２ｂより上流の吸気通路２には、吸気通路２の流路面積を調節するための吸入弁２８が設けられる。本実施形態で、吸入弁２８は、ＤＣモータ方式の電動弁より構成され、開閉駆動されるバタフライ弁２８ａを備える。この吸入弁２８は、ＥＧＲ通路２２の出口２２ｂから吸気通路２へＥＧＲガスを導入するときに、その出口２２ｂ近傍の吸気を負圧にするためにバタフライ弁２８ａの開度を絞るようになっている。

＜ＥＧＲクーラの構成＞
ここで、ＥＧＲクーラ２４について、図２を参照しながら説明する。ＥＧＲクーラ２４は、ケーシング３１と、ケーシング３１の中に設けられる熱交換器３２と、ケーシング３１にＥＧＲガスを導入するための導入口３３と、ケーシング３１からＥＧＲガスを導出するための導出口３４とを含む。車両搭載状態にて斜めに配置されたＥＧＲクーラ２４において、導出口３４は導入口３３よりも重力方向において高い位置に配置される。

ケーシング３１は、熱交換器３２が設けられる箱形の本体部３１ａと、本体部３１ａから導入口３３までの間の導入部３１ｂと、本体部３１ａから導出口３４までの間の導出部３１ｃとを含む。導入部３１ｂは、その内部に導入空間３５を有する。導出部３１ｃは、その内部に導出空間３６を有する。導入部３１ｂは、導入口３３近傍の流路面積Ｓ１が本体部３１ａ近傍の流路面積Ｓ２よりも小さく形成される。導出部３１ｃは、導出口３４近傍の流路面積Ｓ３が本体部３１ａ近傍の流路面積Ｓ４よりも小さく形成される。本実施形態において、導入部３１ｂは、重力方向下方寄りに配置され、上記のような流路面積Ｓ１，Ｓ２の条件を満たすように、本体部３１ａから導入口３３へ向けて収束する角錐台形状を有する。同様に、導出部３１ｃは、重力方向上方寄りに配置され、上記のような流路面積Ｓ３，Ｓ４の条件を満たすように、本体部３１ａから導出口３４へ向けて収束する角錐台形状を有する。また、本実施形態において、導入口３３及び導出口３４は、それぞれ所定の長さを有する管状に形成され、ＥＧＲ通路２２が接続される。

図３に、熱交換器３２の断面構造を示す。図２、図３に示すように、熱交換器３２は、冷却水が流れる水通路４１と、水通路４１の中に配置され、ＥＧＲガスが流れる扁平形状のヒートプレート４２とを含む。すなわち、本体部３１ａ内に複数個（本実施形態では５個）のヒートプレート４２が積層状態で収容され、本体部３１ａとヒートプレート４２との間および各ヒートプレート４２，４２との間に水通路４１が形成されている。ヒートプレート４２は、１つのガス通路４２Ａと、複数のガス通路４２Ｂとにより構成される。水通路４１は、本体部３１ａの内部空間により構成され、その内部空間の軸方向両端は隔壁により封鎖される。本体部３１ａには、水通路４１に対する冷却水の取り入れ口３８と取り出し口３９が形成される。各ガス通路４２Ａ，４２Ｂの両端開口部は、それぞれ導入空間３５及び導出空間３６に連通している。図２において、白抜き矢印Ａ１は、冷却水の流れを示し、紗入り矢印Ａ２はＥＧＲガスの流れを示す。

図４にヒートプレートの断面図を示す。図２〜図４に示すように、ガス通路４２Ａにはフィン４４ａが設けられ，ガス通路４２Ｂにはフィン４４ｂが設けられる。フィン４４ａは、ＥＧＲガスの流れを滞留させるように、一方の端部がガス通路４２Ａの側壁に接触して配置されている。一方、フィン４４ｂは、ＥＧＲガスの流れを滞留させないように、ガス通路４２Ｂの側壁に対して隙間を設けて配置されている。ヒートプレート４２内のガス通路４２Ａ，４２Ｂは、薄板４４を断面溝状の凹凸形に折り曲げることで形成されており、その板面上に複数のフィン４４ａ，４４ｂが打ち抜き形成されている。これにより、ガス通路４２Ａ，４２Ｂに複数のフィン４４ａ，４４ｂが設けられる。このフィン４４ａ，４４ｂによれば、各ガス通路４２Ａ，４２Ｂを流れるＥＧＲガスとガス通路４２Ａ，４２Ｂとの接触面積を増やすことができる。これにより、水通路４１を流れる冷却水と、ガス通路４２Ａ，４２Ｂを流れるＥＧＲガスとの間の熱交換を促進することができる。

ここで、複数のガス通路４２Ａ，４２Ｂは、図３に示すように、熱交換器３２の幅方向で最も外側（ヒートプレート４２の幅方向外側）で重力方向下側に位置する第１ガス通路部４６（各ヒートプレート４２のガス通路４２Ａによって構成される）と、第１ガス通路部４６以外の第２ガス通路部４７（各ヒートプレート４２のガス通路４２Ｂによって構成される）とを含む。そして、第１ガス通路部４６のＥＧＲガス流れ方向の圧損が、第２ガス通路部４７のＥＧＲガス流れ方向の圧損よりも大きくなるように構成される。

図２〜図４に示すように、本実施形態では、第１ガス通路部４６を構成するガス通路４２Ａに設けられるフィン４４ａは、一方の端部がガス通路４２Ａの側壁に接触し、ＥＧＲガスの流れを滞留させるように配置されている。本実施形態では、フィン４４ａは、フィン４４ｂと逆向きに配置されている。このように構成することで、第１ガス通路部４６（ガス通路４２Ａ）のＥＧＲガス流れ方向の圧損が、第２ガス通路部４７（ガス通路４２Ｂ）のＥＧＲガス流れ方向の圧損よりも大きく設定されている。本実施形態では、ＣＡＥ解析により、ガス通路４２Ａの平均流速が、ガス通路４２Ｂの平均流速よりも２３％程度遅くなっていることを確認した。これにより、ガス通路４２Ａ（第１ガス通路部４６）のＥＧＲガス流れ方向の圧損が、ガス通路４２Ｂ（第２ガス通路部４７）のＥＧＲガス流れ方向の圧損よりも大きくなっており、第１ガス通路部４６を流れるＥＧＲガスの流速が遅く、発生した凝縮水がＥＧＲガスに吹き飛ばされずに、ガス通路４２Ａ内を自重により重力方向下側に向かって流れ落ち易くなっている。

このような本実施形態に係るＥＧＲ装置２１によれば、エンジン１の運転時に、ＥＧＲ弁２３を開弁することにより、エンジン１の各気筒から排気通路３へ排出される排気の一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路２２を介して吸気通路２へ流れ、エンジン１の各気筒へ還流される。これにより、エンジン１からのＮＯｘの排出を抑えたり、エンジン１の燃費を改善したりすることができる。

ここで、近年では、冷間時からエンジンの燃費改善等を図るために、冷間時からＥＧＲ装置２１を動作させてＥＧＲを開始する要請がある。しかし、冷間時からＥＧＲを開始するために、ＥＧＲ通路２２にＥＧＲガスを流した場合、ＥＧＲクーラ２４（熱交換器３２）に低温の冷却水が流れることから、ＥＧＲガス中の水分によってＥＧＲクーラ２４で大量の凝縮水が連続発生するおそれがある。

しかしながら、上記したＥＧＲ装置２１では、ガス通路４２Ａ（第１ガス通路部４６）のＥＧＲガス流れ方向の圧損が、ガス通路４２Ｂ（第２ガス通路部４７）のＥＧＲガス流れ方向の圧損よりも大きいため、ガス通路４２Ａ（第１ガス通路部４６）を流れるＥＧＲガスの流速が遅い。また、ＥＧＲクーラ２４が斜めに搭載されているため、ガス通路４２Ｂ（第２ガス通路部４７）で発生した凝縮水は、図５に破線矢印Ａ３で示すように、導出空間３６において自重によりガス通路４２Ａ（第１ガス通路部４６）側（つまり重力方向下側）へ流れ落ちていく。そして、ガス通路４２Ａ（第１ガス通路部４６）で発生した凝縮水、及び導出空間３６でガス通路４２Ａ（第１ガス通路部４６）側へ流れ落ちた凝縮水は、ガス通路４２Ａ（第１ガス通路部４６）におけるＥＧＲガスの平均流速が遅いためＥＧＲガスに吹き飛ばされずに、ガス通路４２Ａ内を自重により重力方向下側に向かって流れ落ちていく（図５の破線矢印Ａ３参照）。このため、本実施形態では、ＥＧＲクーラ２４で発生した凝縮水を、ＥＧＲクーラ２４より下流のＥＧＲ通路２２へ流れ難くすることができる。この結果、凝縮水が吸気通路２やエンジン１へ流れ込むことを抑えることができる。

以上、詳細に説明したように本実施形態のＥＧＲ装置２１によれば、斜めに搭載されたＥＧＲクーラ２４に備わる熱交換器３２では、幅方向において最も外側で重力方向下側に配置される第１ガス通路部４６（ガス通路４２Ａ）のＥＧＲガス流れ方向の圧損が、第１ガス通路部４６（ガス通路４２Ａ）以外の第２ガス通路部４７（ガス通路４２Ｂ）のＥＧＲガス流れ方向の圧損よりも大きい。従って、圧損の小さい第１ガス通路部４６（ガス通路４２Ａ）では、ＥＧＲガスの流れとは逆方向へ凝縮水が流れ易くなるため、熱交換器３２で発生した凝縮水が、第１ガス通路部４６（ガス通路４２Ａ）を介して熱交換器３２及び導入部３１ｂを導入口３３へ向けて流下し易くなる。このため、ＥＧＲクーラ２４で発生した凝縮水を、ＥＧＲクーラ２４より上流のＥＧＲ通路２２へ流れ易くすることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図６を参照しながら説明する。本実施形態では、図６に示すように、ＥＧＲ装置２１に備わるＥＧＲクーラ２４が垂直（重力方向）に搭載される場合を例示する。本実施形態のＥＧＲ装置は、第１実施形態と基本的な構成は同じであるため、同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、相違する点を中心に説明する。

＜ＥＧＲクーラ（熱交換器）の構成＞
本実施形態では、熱交換器３２におけるガス通路の構成が第１実施形態と構成が異なる。すなわち、本実施形態では、図６に示すように、第１ガス通路部４６（ガス通路４２Ａ）が、熱交換器３２の幅方向において最も外側の両方に配置されている。なお、図６において紙面前後方向にヒートプレート４２が積層されている。そして、本実施形態におけるＥＧＲクーラ２４のその他の構成は、第１実施形態と同じである。

このように第２実施形態では、垂直に搭載された（搭載角度θが９０度）ＥＧＲクーラ２４に備わる熱交換器３２において、第１ガス通路部４６のＥＧＲガス流れ方向の圧損が、第２ガス通路部４７のＥＧＲガス流れ方向の圧損よりも大きいため、両側に位置する第１ガス通路部４６を流れるＥＧＲガスの流速が遅いため、第２ガス通路部４７で発生した凝縮水が、導出空間３６において両側の第１ガス通路部４６側へ流れていく（図６の破線矢印Ａ３参照）。

そして、第１ガス通路部４６で発生した凝縮水、及び導出空間３６で第１ガス通路部４６側へ流れていった凝縮水は、第１ガス通路部４６におけるＥＧＲガスの平均流速が遅いためＥＧＲガスに吹き飛ばされずに、ガス通路４２Ａ内を自重により重力方向下側に向かって流れ落ちていく（図６の破線矢印Ａ３参照）。このため、本実施形態のようにＥＧＲクーラ２４を垂直搭載する場合でも、ＥＧＲクーラ２４で発生した凝縮水を、ＥＧＲクーラ２４より下流のＥＧＲ通路２２へ流れ難くすることができる。この結果、凝縮水が吸気通路２やエンジン１へ流れ込むことを抑えることができる。

（第３実施形態）
最後に、第３実施形態について、図７を参照しながら説明する。本実施形態では、第２実施形態と同様に、ＥＧＲ装置２１に備わるＥＧＲクーラ２４が垂直（重力方向）に搭載される場合を例示するが、熱交換器３２におけるガス通路の構成が、第２実施形態とは異なる。そこで、第２実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、相違する点を中心に説明する。

＜ＥＧＲクーラ（熱交換器）の構成＞
本実施形態では、熱交換器３２におけるガス通路の構成が第２実施形態と構成が異なる。すなわち、本実施形態では、ガス通路４２Ａ，４２Ｂが、上流側と下流側とで分割されており、上流側と下流側との間に空間部が形成されている。具体的には、図７に示すように、ガス通路４２Ａは、上流ガス通路４２Ａｕと下流ガス通路４２Ａｄを含む。また、ガス通路４２Ｂは、上流ガス通路４２Ｂｕと下流ガス通路４２Ｂｄを含む。上流ガス通路４２Ａｕと上流ガス通路４２Ｂｕは１枚の薄板４４ｕで形成され、下流ガス通路４２Ａｄと下流ガス通路４２Ｂｄは別の１枚の薄板４４ｄで形成されている。そして、上流ガス通路４２Ａｕ及び上流ガス通路４２Ｂｕと、下流ガス通路４２Ａｄ及び下流ガス通路４２Ｂｄとの間に空間部４８が形成されている。

また、ガス通路４２Ａにおいて、上流ガス通路４２Ａｕの断面積Ｓ５が、下流側ガス通路４２Ａｄの断面積Ｓ６より大きく形成されている（Ｓ５＞Ｓ６）。同様に、ガス通路４２Ｂにおいて、上流ガス通路４２Ｂｕの断面積Ｓ７が、下流ガス通路４２Ｂｄの断面積Ｓ８より大きく形成されている（Ｓ７＞Ｓ８）。

このような本実施形態では、ＥＧＲクーラ２４に備わる熱交換器３２において、空間部４８でＥＧＲガスを開放するため、上流ガス通路４２Ａｕ，４２Ｂｕで凝縮水を積極的に発生させることができる。これにより、下流ガス通路４２Ａｄ，４２Ｂｄでの凝縮水の発生量を抑制することができる。また、上流ガス通路４２Ａｕ，４２Ｂｕの断面積が、下流ガス通路４２Ａｄ，４２Ｂｄの断面積よりも大きいため、上流ガス通路４２Ａｕ，４２Ｂｕで発生した凝縮水を、上流ガス通路４２Ａｕ，４２Ｂｕ内で水滴にすることができる。そのため、凝縮水を早期にＥＧＲクーラ上流へ凝縮水を排出することができる。

そして、第１ガス通路部４６のＥＧＲガス流れ方向の圧損が、第２ガス通路部４７のＥＧＲガス流れ方向の圧損よりも大きい。そのため、両側に位置する第１ガス通路部４６においては、上流ガス通路４２ＡｕにおけるＥＧＲガスの流速が遅くなっており、凝縮水は上流ガス通路４２Ａｕ内を自重により重力方向下側に向かって流れ落ちていく（図７の破線矢印Ａ４参照）。また、第２ガス通路部４７においては、上流ガス通路４２Ｂｕで発生した凝縮水の一部はそのまま自重により重力方向下側に向かって流れ落ちていき、凝縮水の残りは、空間部４８において両側の上流ガス通路４２Ａｕ側へ流れていく（図７の破線矢印Ａ４参照）。

なお、下流ガス通路４２Ａｄ，４２Ｂｄにおいて少しは凝縮水が発生するが、その凝縮水は、第２実施形態と同様にして、下流ガス通路４２Ａｄ内を自重により重力方向下側に向かって流れ落ちていく（図７の破線矢印Ａ３参照）。

このため、本実施形態によれば、ＥＧＲクーラ２４で発生した凝縮水を、ＥＧＲクーラ２４より下流のＥＧＲ通路２２へ一層流れ難くすることができる。この結果、凝縮水が吸気通路２やエンジン１へ流れ込むことを一層抑えることができる。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記の実施形態では、フィン４４ａは平面視（ヒートプレート４２を上方から見た状態）で平板状（板状）をなしているが、フィン４４ａの形状はこれに限定されることはなく、プレス加工により形成可能でＥＧＲガスの流れを滞留させるような形状であればよく、例えば図８に示すように、平面視でＶ字状とすることもできる。この場合、フィン４４ａは、ガス通路４２Ａの側壁に接触させずに隙間を設けて配置する必要がある。また、フィン４４ｂもＶ字状にすることもできるが、フィン４４ｂの向き（Ｖの向き）はフィン４４ａと逆向きに配置する必要がある。

また、上記した第１実施形態では、搭載角度θが２５度の場合を例示したが、搭載角度θはこれに限られず、０度（つまり水平搭載）以上９０度未満であればよい。なお、ＥＧＲクーラの搭載角度θが９０度未満の斜め搭載の場合であっても、垂直搭載に近いとき（例えば６０度以上）には、第１実施形態ではなく第２実施形態を採用してもよい。

１ エンジン
２ 吸気通路
３ 排気通路
２１ ＥＧＲ装置
２２ ＥＧＲ通路
２３ ＥＧＲ弁
２４ ＥＧＲクーラ
３２ 熱交換器
４１ 水通路
４２ ヒートプレート
４２Ａ ガス通路
４２Ａｕ 上流ガス通路
４２Ａｄ 下流ガス通路
４２Ｂ ガス通路
４２Ｂｕ 上流ガス通路
４２Ｂｄ 下流ガス通路
４４ａ フィン
４４ｂ フィン
４６ 第１ガス通路部
４７ 第２ガス通路部
４８ 空間部

Claims (6)

1. 内燃機関から排気通路へ排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路へ流して前記内燃機関へ還流させるＥＧＲ装置において、
   ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ通路と、
   前記ＥＧＲ通路に設けられ、冷却水が流れる水通路と、前記水通路の中に配置されてＥＧＲガスが流れるガス通路とを備える熱交換器により、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラとを有し、
   前記ガス通路には、前記熱交換器の幅方向で最も外側の少なくとも一方に配置される第１ガス通路部と、前記第１ガス通路部以外の第２ガス通路部とが形成され、前記第１ガス通路部のＥＧＲガス流れ方向の圧損が前記第２ガス通路部のＥＧＲガス流れ方向の圧損よりも大きくなるように構成されている
   ことを特徴とするＥＧＲ装置。
2. 請求項１に記載するＥＧＲ装置において、
   前記第１ガス通路部内に備わる熱交換用フィンは、ＥＧＲガスの流れを滞留させるように配置されている
   ことを特徴とするＥＧＲ装置。
3. 請求項２に記載するＥＧＲ装置において、
   前記熱交換用フィンは、一方の端部が前記ガス通路の側壁に接触して配置されている
   ことを特徴とするＥＧＲ装置。
4. 請求項１から請求項３に記載するいずれか１つのＥＧＲ装置において、
   前記ガス通路のＥＧＲガス流れ方向が重力方向と交差するように搭載される場合、前記第１ガス通路部は、前記熱交換器の幅方向で最も外側のうち重力方向下側に少なくとも配置されている
   ことを特徴とするＥＧＲ装置。
5. 請求項１から請求項４に記載するいずれか１つのＥＧＲ装置において、
   前記ガス通路は、上流側と下流側とで分割されており、上流側と下流側との間に空間部が形成されている
   ことを特徴とするＥＧＲ装置。
6. 請求項５に記載するＥＧＲ装置において、
   前記上流側のガス通路の断面積が、前記下流側のガス通路の断面積より大きい
   ことを特徴とするＥＧＲ装置。

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