JP3804727B2 - Ｅｇｒクーラ - Google Patents
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- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排気ガスを再循環して窒素酸化物の発生を低減させるＥＧＲ装置に付属されて再循環用排気ガスを冷却するＥＧＲクーラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車等のエンジンの排気ガスの一部をエンジンに再循環して窒素酸化物の発生を低減させるＥＧＲ装置が知られているが、このようなＥＧＲ装置では、エンジンに再循環する排気ガスを冷却すると、該排気ガスの温度が下がり且つその容積が小さくなることによって、エンジンの出力を余り低下させずに燃焼温度を低下して効果的に窒素酸化物の発生を低減させることができる為、エンジンに排気ガスを再循環するラインの途中に、排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを装備したものがある。
【０００３】
図２は前記ＥＧＲクーラの一例を示す断面図であって、図中１は円筒状に形成されたシェルを示し、該シェル１の軸心方向両端には、シェル１の端面を閉塞するようプレート２，２が固着されていて、該各プレート２，２には、多数のチューブ３の両端が貫通状態で固着されており、これら多数のチューブ３はシェル１の内部を軸心方向に延びている。
【０００４】
そして、シェル１の一方の端部近傍には、外部から冷却水入口管４が取り付けられ、シェル１の他方の端部近傍には、外部から冷却水出口管５が取り付けられており、冷却水９が冷却水入口管４からシェル１の内部に供給されてチューブ３の外側を流れ、冷却水出口管５からシェル１の外部に排出されるようになっている。
【０００５】
更に、各プレート２，２の反シェル１側には、椀状に形成されたボンネット６，６が前記各プレート２，２の端面を被包するように固着され、一方のボンネット６の中央には排気ガス入口７が、他方のボンネット６の中央には排気ガス出口８が夫々設けられており、エンジンの排気ガス１０が排気ガス入口７から一方のボンネット６の内部に入り、多数のチューブ３を通る間に該チューブ３の外側を流れる冷却水９との熱交換により冷却された後に、他方のボンネット６の内部に排出されて排気ガス出口８からエンジンに再循環するようになっている。
【０００６】
図３は従来のＥＧＲクーラの固着箇所を示す部分的な拡大断面図であって、チューブ３は、シェル１の内部でプレート２に対しろう付け１１ａにより固着され、プレート２は、シェル１の内部でシェル１に対しろう付け１１ｂにより固着され、ボンネット６は、ボンネット６の内部でプレート２に対しろう付け１１ｃにより固着されている。
【０００７】
これらのろう付け１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、夫々の固着箇所にろう材を挟み込んで仮に組付けたＥＧＲクーラ全体を炉の中に入れて加熱し、これによって、ろう材を溶かして固着させるようにした炉内ろう付けで行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような炉内ろう付けで固着を行った場合、ろう付け１１ａ，１１ｂ，１１ｃを施したＥＧＲクーラを加熱炉から出して冷却する際に、ＥＧＲクーラの外部から順次内部に向かって徐々に温度低下していく為、シェル１が温度低下して収縮する状態になっても、内部のチューブ３は未だ高温で膨脹したままの状態になっていて、熱収縮の差からろう付け１１ａ，１１ｂ，１１ｃを施した箇所に応力がかかり、ろう付け１１ａ，１１ｂ，１１ｃが健全な固着状態にならない虞れがあり、ろう付け１１ａ，１１ｂ，１１ｃに固着不良が生じてしまった場合には、ろう付け１１ａ，１１ｂ，１１ｃの箇所の耐久性が低下して亀裂が生じ易くなり、万一、そこから冷却水９が漏れてしまうと、冷却水９がエンジン側へ導かれて重大なトラブルを招く虞れもある。
【０００９】
ところが、従来のろう付け１１ａ，１１ｂ，１１ｃを施した箇所は、全てシェル１及びボンネット６で囲まれている構造の内部にある為、耐圧試験等により単純な気密性の検査は行えても、ろう付け１１ａ，１１ｂ，１１ｃを施した箇所の健全性の良否を確実に検査することが困難であった。
【００１０】
本発明は、上述の実情に鑑みて成されたもので、固着箇所の健全性の良否を確実に検査し得るようにしたＥＧＲクーラを提供することによって、ＥＧＲクーラの耐久性及び安全性を大幅に向上することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円筒状に形成されたシェルと、該シェルの軸心方向両端にシェル端面を閉塞するよう固着されたプレートと、該プレートの反シェル側にプレート端面を被包するよう固着されたボンネットと、前記シェルの内部を軸心方向に延び且つその両端を前記各プレートに貫通固着されたチューブとを備え、前記シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブ内には一方のボンネット側から他方のボンネット側に向けエンジンの排気ガスを通して該排気ガスと前記冷却水とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラであって、前記プレートの外周部に前記シェルと略同径で且つ該シェルの軸心方向内側に向けて延びる環状裾部を形成し、該環状裾部の先端部を更にプレート半径方向外側に屈折して環状リブを形成し、該環状リブのシェル側端面における半径方向内側に環状の段差部を形成し、該段差部に前記シェルの端部を突き合せて該シェルの外部側から固着し、前記環状裾部の外周部に前記ボンネットの固定側端部を外嵌装着し且つ該固定側端部の先端を前記環状リブの反シェル側端面に突き合せて前記ボンネットの外部側から固着し、エンジン側へ冷却水が導かれることをなくすよう構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
このようにすれば、最初にチューブの両端を各プレートに貫通固着し、その固着箇所の健全性の良否を確実に検査した上で、環状リブのシェル側端面における半径方向内側に形成した段差部にシェルの端部を突き合せて該シェルの外部側から固着し、環状裾部の外周部にボンネットの固定側端部を外嵌装着し且つ該固定側端部の先端を前記環状リブの反シェル側端面に突き合せてボンネットの外部側から固着することが可能となり、しかも、プレートとシェルとの固着箇所、並びにプレートとボンネットとの固着箇所の良否の検査を外部から容易に行うことが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明を実施する形態の一例を示す部分的な拡大断面図であって、図３と同様の箇所を示している。
【００１５】
本形態例においては、多数のチューブ３の両端を貫通固着している各プレート１２，１２の外周部にシェル１と略同径で且つ該シェル１の軸心方向内側に向けて延びる環状裾部１３を形成し、この環状裾部１３の先端部を更にプレート１２半径方向外側に屈折して環状リブ１４を形成するようにしており、特に図示する例では、この環状リブ１４のシェル１側端面における半径方向内側に環状の段差部１５を形成した構成としてある。
【００１６】
そして、多数のチューブ３を覆う円筒状のシェル１の両端は、前記環状リブ１４のシェル１側端面に形成した段差部１５に嵌め込んで突き合せた状態としてあり、前記環状リブ１４のシェル１側端面とシェル１の端部とが成す隅部に前記シェル１の外部側からろう付け又は溶接を施すことにより固着部１６を形成するようにしてある。
【００１７】
また、ボンネット６は、その固定側端部を前記環状裾部１３の外周部に外嵌装着し、且つその固定側端部の先端を環状リブ１４の反シェル１側端面に突き合せた状態としてあり、前記ボンネット６の固定側端部の先端と環状リブ１４の反シェル１側端面との突き合せ部分に溶接を施すことにより固着部１８を形成するようにしてある。
【００１８】
このように構成された本形態例のＥＧＲクーラを製作するに際しては、最初にチューブ３の両端をプレート１２，１２に貫通させ、チューブ３とプレート１２とが成す隅部にろう付けを施すことにより固着部１９を形成してチューブ３の端部をプレート１２に貫通固着し、前記固着部１９の健全性の良否を目視や超音波等による非破壊検査で確実に検査する。
【００１９】
前記固着部１９の検査が完了したら、前記環状リブ１４のシェル１側端面に形成した段差部１５にシェル１の端部を嵌め込んで該シェル１の外部側からろう付け又は溶接を施すことにより固着部１６を形成してプレート１２とシェル１とを固着し、続いて、ボンネット６の固定側端部を前記環状裾部１３の外周部に外嵌装着し、その固定側端部の先端を環状リブ１４の反シェル１側端面に突き合せてボンネット６の外部側から溶接を施すことにより固着部１８を形成してプレート１２とボンネット６とを固着する。
【００２０】
これらの固着部１６，１８の部分は、シェル１及びボンネット６の外部側に形成される為、目視や超音波等による非破壊検査で容易に検査することが可能となる。
【００２１】
従って、上記形態例によれば、プレート１２とシェル１の固着、並びにプレート１２とボンネット６との固着を行う前に、チューブ３の端部とプレート１２との固着部１９の健全性の良否を確実に検査することができ、しかも、プレート１２とシェル１との固着部１６、並びにプレート１２とボンネット６との固着部１８についても全ての組付けが完了後に外部から健全性の良否を確実に検査することができるので、ＥＧＲクーラの耐久性及び安全性を大幅に向上することができる。
【００２２】
また、特にプレート１２とシェル１との固着部１６がシェル１の外部側に形成される構造となることによって、万一、固着部１６に亀裂が生じて水漏れが生じた場合を想定しても、冷却水９（図２参照）はシェル１の外部にしか漏れ出ることがなくなり、エンジン側へ導かれてしまうことが確実に回避されるので、重大なエンジンのトラブルの発生を未然に防ぐことができる。
【００２３】
尚、本発明のＥＧＲクーラは、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。
【００２４】
【発明の効果】
上記した本発明のＥＧＲクーラによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００２５】
（Ｉ）プレートとシェルの固着、並びにプレートとボンネットとの固着を行う前に、チューブの端部とプレートとの固着箇所の健全性の良否を確実に検査することができ、しかも、プレートとシェルとの固着箇所、並びにプレートとボンネットとの固着箇所についても全ての組付けが完了後に外部から健全性の良否を確実に検査することができるので、ＥＧＲクーラの耐久性及び安全性を大幅に向上することができる。
【００２６】
（ＩＩ）特にプレートとシェルとの固着箇所がシェルの外部側に形成される構造となることによって、万一、プレートとシェルとの固着箇所に亀裂が生じて水漏れが生じた場合を想定しても、冷却水はシェルの外部にしか漏れ出ることがなくなり、エンジン側へ導かれてしまうことが確実に回避されるので、重大なエンジンのトラブルの発生を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す部分的な拡大断面図である。
【図２】従来のＥＧＲクーラの一例を示す断面図である。
【図３】図２のＥＧＲクーラの部分的な拡大断面図である。
【符号の説明】
１ シェル
３ チューブ
６ ボンネット
１２ プレート
１３ 環状裾部
１４ 環状リブ
１５ 段差部
１６ 固着部（固着箇所）
１８ 固着部（固着箇所）
１９ 固着部（固着箇所）
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排気ガスを再循環して窒素酸化物の発生を低減させるＥＧＲ装置に付属されて再循環用排気ガスを冷却するＥＧＲクーラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車等のエンジンの排気ガスの一部をエンジンに再循環して窒素酸化物の発生を低減させるＥＧＲ装置が知られているが、このようなＥＧＲ装置では、エンジンに再循環する排気ガスを冷却すると、該排気ガスの温度が下がり且つその容積が小さくなることによって、エンジンの出力を余り低下させずに燃焼温度を低下して効果的に窒素酸化物の発生を低減させることができる為、エンジンに排気ガスを再循環するラインの途中に、排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを装備したものがある。
【０００３】
図２は前記ＥＧＲクーラの一例を示す断面図であって、図中１は円筒状に形成されたシェルを示し、該シェル１の軸心方向両端には、シェル１の端面を閉塞するようプレート２，２が固着されていて、該各プレート２，２には、多数のチューブ３の両端が貫通状態で固着されており、これら多数のチューブ３はシェル１の内部を軸心方向に延びている。
【０００４】
そして、シェル１の一方の端部近傍には、外部から冷却水入口管４が取り付けられ、シェル１の他方の端部近傍には、外部から冷却水出口管５が取り付けられており、冷却水９が冷却水入口管４からシェル１の内部に供給されてチューブ３の外側を流れ、冷却水出口管５からシェル１の外部に排出されるようになっている。
【０００５】
更に、各プレート２，２の反シェル１側には、椀状に形成されたボンネット６，６が前記各プレート２，２の端面を被包するように固着され、一方のボンネット６の中央には排気ガス入口７が、他方のボンネット６の中央には排気ガス出口８が夫々設けられており、エンジンの排気ガス１０が排気ガス入口７から一方のボンネット６の内部に入り、多数のチューブ３を通る間に該チューブ３の外側を流れる冷却水９との熱交換により冷却された後に、他方のボンネット６の内部に排出されて排気ガス出口８からエンジンに再循環するようになっている。
【０００６】
図３は従来のＥＧＲクーラの固着箇所を示す部分的な拡大断面図であって、チューブ３は、シェル１の内部でプレート２に対しろう付け１１ａにより固着され、プレート２は、シェル１の内部でシェル１に対しろう付け１１ｂにより固着され、ボンネット６は、ボンネット６の内部でプレート２に対しろう付け１１ｃにより固着されている。
【０００７】
これらのろう付け１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、夫々の固着箇所にろう材を挟み込んで仮に組付けたＥＧＲクーラ全体を炉の中に入れて加熱し、これによって、ろう材を溶かして固着させるようにした炉内ろう付けで行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような炉内ろう付けで固着を行った場合、ろう付け１１ａ，１１ｂ，１１ｃを施したＥＧＲクーラを加熱炉から出して冷却する際に、ＥＧＲクーラの外部から順次内部に向かって徐々に温度低下していく為、シェル１が温度低下して収縮する状態になっても、内部のチューブ３は未だ高温で膨脹したままの状態になっていて、熱収縮の差からろう付け１１ａ，１１ｂ，１１ｃを施した箇所に応力がかかり、ろう付け１１ａ，１１ｂ，１１ｃが健全な固着状態にならない虞れがあり、ろう付け１１ａ，１１ｂ，１１ｃに固着不良が生じてしまった場合には、ろう付け１１ａ，１１ｂ，１１ｃの箇所の耐久性が低下して亀裂が生じ易くなり、万一、そこから冷却水９が漏れてしまうと、冷却水９がエンジン側へ導かれて重大なトラブルを招く虞れもある。
【０００９】
ところが、従来のろう付け１１ａ，１１ｂ，１１ｃを施した箇所は、全てシェル１及びボンネット６で囲まれている構造の内部にある為、耐圧試験等により単純な気密性の検査は行えても、ろう付け１１ａ，１１ｂ，１１ｃを施した箇所の健全性の良否を確実に検査することが困難であった。
【００１０】
本発明は、上述の実情に鑑みて成されたもので、固着箇所の健全性の良否を確実に検査し得るようにしたＥＧＲクーラを提供することによって、ＥＧＲクーラの耐久性及び安全性を大幅に向上することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円筒状に形成されたシェルと、該シェルの軸心方向両端にシェル端面を閉塞するよう固着されたプレートと、該プレートの反シェル側にプレート端面を被包するよう固着されたボンネットと、前記シェルの内部を軸心方向に延び且つその両端を前記各プレートに貫通固着されたチューブとを備え、前記シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブ内には一方のボンネット側から他方のボンネット側に向けエンジンの排気ガスを通して該排気ガスと前記冷却水とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラであって、前記プレートの外周部に前記シェルと略同径で且つ該シェルの軸心方向内側に向けて延びる環状裾部を形成し、該環状裾部の先端部を更にプレート半径方向外側に屈折して環状リブを形成し、該環状リブのシェル側端面における半径方向内側に環状の段差部を形成し、該段差部に前記シェルの端部を突き合せて該シェルの外部側から固着し、前記環状裾部の外周部に前記ボンネットの固定側端部を外嵌装着し且つ該固定側端部の先端を前記環状リブの反シェル側端面に突き合せて前記ボンネットの外部側から固着し、エンジン側へ冷却水が導かれることをなくすよう構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
このようにすれば、最初にチューブの両端を各プレートに貫通固着し、その固着箇所の健全性の良否を確実に検査した上で、環状リブのシェル側端面における半径方向内側に形成した段差部にシェルの端部を突き合せて該シェルの外部側から固着し、環状裾部の外周部にボンネットの固定側端部を外嵌装着し且つ該固定側端部の先端を前記環状リブの反シェル側端面に突き合せてボンネットの外部側から固着することが可能となり、しかも、プレートとシェルとの固着箇所、並びにプレートとボンネットとの固着箇所の良否の検査を外部から容易に行うことが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明を実施する形態の一例を示す部分的な拡大断面図であって、図３と同様の箇所を示している。
【００１５】
本形態例においては、多数のチューブ３の両端を貫通固着している各プレート１２，１２の外周部にシェル１と略同径で且つ該シェル１の軸心方向内側に向けて延びる環状裾部１３を形成し、この環状裾部１３の先端部を更にプレート１２半径方向外側に屈折して環状リブ１４を形成するようにしており、特に図示する例では、この環状リブ１４のシェル１側端面における半径方向内側に環状の段差部１５を形成した構成としてある。
【００１６】
そして、多数のチューブ３を覆う円筒状のシェル１の両端は、前記環状リブ１４のシェル１側端面に形成した段差部１５に嵌め込んで突き合せた状態としてあり、前記環状リブ１４のシェル１側端面とシェル１の端部とが成す隅部に前記シェル１の外部側からろう付け又は溶接を施すことにより固着部１６を形成するようにしてある。
【００１７】
また、ボンネット６は、その固定側端部を前記環状裾部１３の外周部に外嵌装着し、且つその固定側端部の先端を環状リブ１４の反シェル１側端面に突き合せた状態としてあり、前記ボンネット６の固定側端部の先端と環状リブ１４の反シェル１側端面との突き合せ部分に溶接を施すことにより固着部１８を形成するようにしてある。
【００１８】
このように構成された本形態例のＥＧＲクーラを製作するに際しては、最初にチューブ３の両端をプレート１２，１２に貫通させ、チューブ３とプレート１２とが成す隅部にろう付けを施すことにより固着部１９を形成してチューブ３の端部をプレート１２に貫通固着し、前記固着部１９の健全性の良否を目視や超音波等による非破壊検査で確実に検査する。
【００１９】
前記固着部１９の検査が完了したら、前記環状リブ１４のシェル１側端面に形成した段差部１５にシェル１の端部を嵌め込んで該シェル１の外部側からろう付け又は溶接を施すことにより固着部１６を形成してプレート１２とシェル１とを固着し、続いて、ボンネット６の固定側端部を前記環状裾部１３の外周部に外嵌装着し、その固定側端部の先端を環状リブ１４の反シェル１側端面に突き合せてボンネット６の外部側から溶接を施すことにより固着部１８を形成してプレート１２とボンネット６とを固着する。
【００２０】
これらの固着部１６，１８の部分は、シェル１及びボンネット６の外部側に形成される為、目視や超音波等による非破壊検査で容易に検査することが可能となる。
【００２１】
従って、上記形態例によれば、プレート１２とシェル１の固着、並びにプレート１２とボンネット６との固着を行う前に、チューブ３の端部とプレート１２との固着部１９の健全性の良否を確実に検査することができ、しかも、プレート１２とシェル１との固着部１６、並びにプレート１２とボンネット６との固着部１８についても全ての組付けが完了後に外部から健全性の良否を確実に検査することができるので、ＥＧＲクーラの耐久性及び安全性を大幅に向上することができる。
【００２２】
また、特にプレート１２とシェル１との固着部１６がシェル１の外部側に形成される構造となることによって、万一、固着部１６に亀裂が生じて水漏れが生じた場合を想定しても、冷却水９（図２参照）はシェル１の外部にしか漏れ出ることがなくなり、エンジン側へ導かれてしまうことが確実に回避されるので、重大なエンジンのトラブルの発生を未然に防ぐことができる。
【００２３】
尚、本発明のＥＧＲクーラは、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。
【００２４】
【発明の効果】
上記した本発明のＥＧＲクーラによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００２５】
（Ｉ）プレートとシェルの固着、並びにプレートとボンネットとの固着を行う前に、チューブの端部とプレートとの固着箇所の健全性の良否を確実に検査することができ、しかも、プレートとシェルとの固着箇所、並びにプレートとボンネットとの固着箇所についても全ての組付けが完了後に外部から健全性の良否を確実に検査することができるので、ＥＧＲクーラの耐久性及び安全性を大幅に向上することができる。
【００２６】
（ＩＩ）特にプレートとシェルとの固着箇所がシェルの外部側に形成される構造となることによって、万一、プレートとシェルとの固着箇所に亀裂が生じて水漏れが生じた場合を想定しても、冷却水はシェルの外部にしか漏れ出ることがなくなり、エンジン側へ導かれてしまうことが確実に回避されるので、重大なエンジンのトラブルの発生を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す部分的な拡大断面図である。
【図２】従来のＥＧＲクーラの一例を示す断面図である。
【図３】図２のＥＧＲクーラの部分的な拡大断面図である。
【符号の説明】
１ シェル
３ チューブ
６ ボンネット
１２ プレート
１３ 環状裾部
１４ 環状リブ
１５ 段差部
１６ 固着部（固着箇所）
１８ 固着部（固着箇所）
１９ 固着部（固着箇所）
Claims (1)
- 円筒状に形成されたシェルと、該シェルの軸心方向両端にシェル端面を閉塞するよう固着されたプレートと、該プレートの反シェル側にプレート端面を被包するよう固着されたボンネットと、前記シェルの内部を軸心方向に延び且つその両端を前記各プレートに貫通固着されたチューブとを備え、前記シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブ内には一方のボンネット側から他方のボンネット側に向けエンジンの排気ガスを通して該排気ガスと前記冷却水とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラであって、前記プレートの外周部に前記シェルと略同径で且つ該シェルの軸心方向内側に向けて延びる環状裾部を形成し、該環状裾部の先端部を更にプレート半径方向外側に屈折して環状リブを形成し、該環状リブのシェル側端面における半径方向内側に環状の段差部を形成し、該段差部に前記シェルの端部を突き合せて該シェルの外部側から固着し、前記環状裾部の外周部に前記ボンネットの固定側端部を外嵌装着し且つ該固定側端部の先端を前記環状リブの反シェル側端面に突き合せて前記ボンネットの外部側から固着し、エンジン側へ冷却水が導かれることをなくすよう構成したことを特徴とするＥＧＲクーラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17703398A JP3804727B2 (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | Ｅｇｒクーラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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