JP4488848B2 - 冷却水のエア抜き構造 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＧＲクーラ及びエンジンからの冷却水に対してエアを抜く冷却水のエア抜き構造に関するものである。

従来より、大型トラック等の大型車両のエンジンでは、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（窒素酸化物）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）が行われている。

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亘る排気通路の適宜位置と、吸気管から吸気マニホールドに亘る吸気通路の適宜位置との間をＥＧＲ配管により接続し、ＥＧＲ配管を通して排気ガスを再循環するようにしている。

又、エンジンに再循環する排気ガスをＥＧＲ配管の途中で冷却すると、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り、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ＮＯxの発生を低減させることができるため、エンジンに排気ガスを再循環するＥＧＲ配管の途中に水冷式のＥＧＲクーラを装備したものもある（例えば、下記の特許文献１や特許文献２を参照）。
特開２００３−１８４６５８号公報 特開２００１−３８１６号公報

更に、このようなＥＧＲクーラには、冷却水に残存したエアにより局所的な加熱部分が発生することを防止するよう、冷却水からエアを抜く構造を備えたものがある。

図４は従来における冷却水のエア抜き構造の一例を示すもので、図中１はエンジン、２はエンジン１の上側に搭載されたＥＧＲクーラを示し、ＥＧＲクーラ２に対しエンジン１に導入されたばかりの比較的温度の低い冷却水３の一部を冷却水導入配管４により導いて冷却に利用し、ＥＧＲクーラ２で排気ガスと熱交換されて昇温した冷却水３を、冷却水送給配管５によりエンジン１を経由してラジエータ等（図示せず）に導くようにしてある。

又、ＥＧＲクーラ２には、昇温した冷却水からエア抜きを行えるようＥＧＲ側エア抜き配管６を備えると共に、エンジン１には、同様に昇温した冷却水からエア抜きを行えるようエンジン側エア抜き配管７を備えており、ＥＧＲ側エア抜き配管６とエンジン側エア抜き配管７は、ジョイント８を介して集合部９にまとめられ、集合部９から集合配管１０により適宜エア抜きがなされるようになっている。又、エア抜きされた冷却水は、集合配管１０からヘッダタンク（図示せず）もしくはラジエータ（図示せず）へ送給されるようになっている。

しかしながら、ＥＧＲ側エア抜き配管６及びエンジン側エア抜き配管７を夫々独立に備えると共に集合部９等でまとめる構成にすると、部品点数が増加すると共に構造が複雑になるため、生産性の向上が図れないという問題があった。又、部品点数の増加及び構造の複雑性に伴って冷却水の洩れに対する信頼性が低下するため、これを向上させることが求められていた。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、部品点数を低減すると共に構造を簡略化して生産性を向上させる冷却水のエア抜き構造を提供することを目的としている。

本発明は、ＥＧＲクーラ本体から外方へ突出し且つＥＧＲクーラ本体の冷却水出口を配置する出口部と、ＥＧＲクーラで昇温した冷却水を送給先へ導くようにＥＧＲクーラ本体の冷却水出口に接続される冷却水送給ラインと、ＥＧＲクーラで昇温した冷却水からエアを抜き出すように冷却水を排出ラインへ送出するＥＧＲ側エア抜きラインと、エンジンで昇温した冷却水からエアを抜き出すように冷却水を前記排出ラインへ送出するエンジン側エア抜きラインとを備えた冷却水のエア抜き構造であって、
前記出口部は、内部に、シェルの冷却水接続口から冷却水出口まで通じる冷却水送給側の流路を備えると共に、エンジン側エア抜きラインと排出ラインを接続するエンジン側の流路を備え、
前記冷却水送給ラインは、ＥＧＲクーラ本体の長手方向に沿って配置され且つ出口部の冷却水出口に接続される冷却水送給配管を備え、
前記エンジン側エア抜きラインは、ＥＧＲクーラ本体の長手方向に沿って配置され且つ出口部のエンジン側の流路に接続されるエンジン側エア抜き配管を備え、
前記ＥＧＲ側エア抜きラインは、前記出口部において、冷却水供給側の流路からエンジン側の流路を連通して形成される流路であり、
前記冷却水送給ラインの冷却水送給配管と、前記ＥＧＲ側エア抜きラインの流路と、前記エンジン側エア抜きラインのエンジン側エア抜き配管とを出口部により前記ＥＧＲクーラ本体に一体化させたことを特徴とする冷却水のエア抜き構造、に係るものである。

本発明は、前記ＥＧＲクーラ本体から外方へ突出し且つ出口部と異なる位置で形成される支持部を備え、前記支持部は、冷却水送給配管及びエンジン側エア抜き配管を支持する構成を備えることが好ましい。

このように、冷却水送給ラインの冷却水送給配管と、ＥＧＲ側エア抜きラインの流路と、エンジン側エア抜きラインのエンジン側エア抜き配管とを出口部によりＥＧＲクーラ本体に一体化させたので、部品点数を低減すると共に構造を簡略化して生産性を向上させることができる。又、部品点数の低減と構造の簡略化を為し得るので、冷却水の洩れに対する信頼性を向上させることができる。

エンジン側エア抜きラインの一部を冷却水出口の隣接位置に配すると共に、ＥＧＲ側エア抜きラインを冷却水出口からエンジン側エア抜きラインの前記隣接位置まで連通して構成すると、ＥＧＲ側エア抜きラインを短い距離で簡易に構成するので、部品点数を低減すると共に構造を簡略化し、生産性を一層向上させることができる。又、冷却水の洩れに対する信頼性を一層向上させることができる。

冷却水出口を形成する出口部に、冷却水出口に隣接するエンジン側エア抜きラインの一部と、ＥＧＲ側エア抜きラインとを構成すると、ＥＧＲ側エア抜きラインを極めて簡易に構成するので、部品点数を低減すると共に構造を簡略化し、生産性を一層向上させることができる。又、冷却水の洩れに対する信頼性を一層向上させることができる。

冷却水送給ラインを、ＥＧＲクーラ本体の長手方向に沿って配置すると共に、エンジン側エア抜きラインを冷却水送給ラインと略平行に配置すると、冷却水送給ライン及びエンジン側エア抜きラインを簡易に構成するので、全体の構造を簡略化し、生産性を一層向上させることができる。又、冷却水の洩れに対する信頼性を一層向上させることができる。

上記した本発明の冷却水のエア抜き構造によれば、部品点数を低減すると共に構造を簡略化して生産性を向上させることができるという優れた効果を奏し得る。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１〜図３は本発明を実施する形態例を示すものである。

本発明の冷却水のエア抜き構造は、エンジン１の排気ガスと冷却水とを熱交換し得るＥＧＲクーラ本体１１に、ＥＧＲクーラ２で昇温した冷却水を送給先へ導く冷却水送給ライン１２と、ＥＧＲクーラ２で昇温した冷却水からエアを抜き出すＥＧＲ側エア抜きライン１３と、エンジン１で昇温した冷却水からエアを抜き出すエンジン側エア抜きライン１４とを一体化して構成している。

具体的には、ＥＧＲクーラ本体１１は、内部に熱交換用のチューブ（図示せず）を配置した円筒状のシェル１５の一側に、シェル１５内へ冷却水を導入する冷却水入口１６を備えた第一の外周体１７を形成し、他側に、シェル１５内から冷却水を排出する冷却水接続口１８を備えた第二の外周体１９を形成しており、第一の外周体１７には外方へ突出する凸状の支持部２０を形成すると共に、第二の外周体１９には、外方へ突出して冷却水出口２１を延在する凸状の出口部２２を形成している。ここで、シェル１５の両側には、エンジン１の排気ガスをチューブ内へ流入させる椀状の流入側ボンネット２３と、排気ガスをチューブから排出させる椀状の排出側ボンネット２４とを一体化してもよいし、後から取り付けてもよい。又、第一の外周体１７の冷却水入口１６には、冷却水導入管２５又はその接続部を一体化してもよいし、後から取り付けてもよい。

冷却水送給ライン１２は、出口部２２の冷却水出口２１に接続されると共に、第一の外周体１７の支持部２０に支持される冷却水送給配管２６であり、全体としてＥＧＲクーラ本体１１の長手方向に沿って配置されている。

エンジン側エア抜きライン１４は、冷却水送給ライン１２の冷却水送給配管２６と略平行に配置されるよう、第一の外周体１７の支持部２０に支持されると共に第二の外周体１９の出口部２２に接続されるエンジン側エア抜き配管２７を備え、出口部２２には、エンジン側エア抜き配管２７と通じるよう、冷却水出口２１の隣接位置にエンジン側エア抜きライン１４の一部を形成している。ここで出口部２２のエンジン側エア抜きライン１４の一部は、エンジン側エア抜き配管２７から同軸方向へ延在すると共に、中途位置で反冷却水送給ライン側へ屈曲して側方へ貫通している。又、出口部２２の貫通口２８には、排出ライン２９の排出管３０又はその接続部を一体化してもよいし、後から取り付けてもよい。

ＥＧＲ側エア抜きライン１３は、出口部２２において、冷却水出口２１の近傍からエンジン側エア抜きライン１４の一部（隣接位置）まで連通している。ここで、ＥＧＲ側エア抜きライン１３の口径は、ＥＧＲ側エア抜きライン１３の冷却水の圧力Ｐ１がエンジン側エア抜きライン１４の冷却水の圧力Ｐ２と略同じになるように構成されており、更に、ＥＧＲ側エア抜きライン１３の圧力Ｐ１は、冷却水送給ライン１２、エンジン側エア抜きライン１４、排出ライン２９の口径等により、排出ライン２９の圧力Ｐ３より高くなると共に、冷却水送給ライン１２の圧力Ｐ４より低くなっている。又、これらの関係を式に表すと、次式のようになっている。
［数１］
Ｐ４＞Ｐ１（≒Ｐ２）＞Ｐ３

以下、本発明の実施の形態例の作用を説明する。

ＥＧＲ側エア抜きライン１３及びエンジン側エア抜きライン１４で冷却水のエア抜きをする際には、熱交換により昇温してＥＧＲ本体のシェル１５から排出された冷却水を、出口部２２の冷却水出口２１の近傍からＥＧＲ側エア抜きライン１３及びエンジン側エア抜きライン１４の一部を介して排出ライン２９へ送出し、同時に、熱交換により昇温してエンジン１から排出された冷却水を、エンジン側エア抜きライン１４から排出ライン２９へ送出し、適宜、冷却水からエア抜きをしてヘッダタンク（図示せず）もしくはラジエータ（図示せず）へ送給する。

ここで、ＥＧＲ側エア抜きライン１３の圧力Ｐ１は、エンジン側エア抜きライン１４の圧力Ｐ２と略同じになると共に排出ライン２９の圧力Ｐ３より高くなることから、ＥＧＲ側エア抜きライン１３及びエンジン側エア抜きライン１４より冷却水を排出ライン２９へ送給可能になっている。なお、ＥＧＲ側エア抜きライン１３の圧力Ｐ１と、エンジン側エア抜きライン１４の圧力Ｐ２とが略同じにならない場合には、冷却水が低い圧力のラインへ逆流するという問題がある。

このように、実施の形態例によれば、冷却水送給ライン１２の冷却水送給配管２６と、ＥＧＲ側エア抜きライン１３の流路と、エンジン側エア抜きライン１４のエンジン側エア抜き配管２７とを出口部２２によりＥＧＲクーラ本体１１に一体化させたので、部品点数を低減すると共に構造を簡略化して生産性を向上させることができる。又、部品点数の低減と構造の簡略化を為し得るので、冷却水の洩れに対する信頼性を向上させることができる。

エンジン側エア抜きライン１４の一部を冷却水出口２１の近傍の隣接位置に配すると共に、ＥＧＲ側エア抜きライン１３を冷却水出口２１からエンジン側エア抜きライン１４の隣接位置まで連通して構成すると、ＥＧＲ側エア抜きライン１３を短い距離で簡易に構成するので、部品点数を低減すると共に構造を簡略化し、生産性を一層向上させることができる。又、冷却水の洩れに対する信頼性を一層向上させることができる。

冷却水出口２１を形成する出口部２２に、冷却水出口２１に隣接するエンジン側エア抜きライン１４の一部と、ＥＧＲ側エア抜きライン１３とを構成すると、出口部２２にエンジン側エア抜きライン１４の一部を備えてＥＧＲ側エア抜きライン１３を極めて簡易に構成するので、部品点数を低減すると共に構造を簡略化し、生産性を一層向上させることができる。又、冷却水の洩れに対する信頼性を一層向上させることができる。

冷却水送給ライン１２を、ＥＧＲクーラ本体１１の長手方向に沿って配置すると共に、エンジン側エア抜きライン１４を冷却水送給ライン１２と略平行に配置すると、冷却水送給ライン１２及びエンジン側エア抜きライン１４を簡易に構成するので、全体の構造を簡略化し、生産性を一層向上させることができる。又、冷却水の洩れに対する信頼性を一層向上させることができる。

尚、本発明の冷却水のエア抜き構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、ＥＧＲクーラ本体、冷却水送給ライン、ＥＧＲ側エア抜きライン、エンジン側エア抜きライン、出口部の形状を変更してもよいこと、その他、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。

本発明を実施する形態例を示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ方向の矢視図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向の矢視図である。 従来の冷却水のエア抜き構造を示す概念図である。

符号の説明

１ エンジン
２ ＥＧＲクーラ
１１ ＥＧＲクーラ本体
１２ 冷却水送給ライン
１３ ＥＧＲ側エア抜きライン
１４ エンジン側エア抜きライン
１５ シェル
１８ 冷却水接続口
２０ 支持部
２１ 冷却水出口
２２ 出口部
２６ 冷却水送給配管
２７ エンジン側エア抜き配管
２９ 排出ライン

Claims (2)

1. ＥＧＲクーラ本体から外方へ突出し且つＥＧＲクーラ本体の冷却水出口を配置する出口部と、ＥＧＲクーラで昇温した冷却水を送給先へ導くようにＥＧＲクーラ本体の冷却水出口に接続される冷却水送給ラインと、ＥＧＲクーラで昇温した冷却水からエアを抜き出すように冷却水を排出ラインへ送出するＥＧＲ側エア抜きラインと、エンジンで昇温した冷却水からエアを抜き出すように冷却水を前記排出ラインへ送出するエンジン側エア抜きラインとを備えた冷却水のエア抜き構造であって、
   前記出口部は、内部に、シェルの冷却水接続口から冷却水出口まで通じる冷却水送給側の流路を備えると共に、エンジン側エア抜きラインと排出ラインを接続するエンジン側の流路を備え、
   前記冷却水送給ラインは、ＥＧＲクーラ本体の長手方向に沿って配置され且つ出口部の冷却水出口に接続される冷却水送給配管を備え、
   前記エンジン側エア抜きラインは、ＥＧＲクーラ本体の長手方向に沿って配置され且つ出口部のエンジン側の流路に接続されるエンジン側エア抜き配管を備え、
   前記ＥＧＲ側エア抜きラインは、前記出口部において、冷却水供給側の流路からエンジン側の流路を連通して形成される流路であり、
   前記冷却水送給ラインの冷却水送給配管と、前記ＥＧＲ側エア抜きラインの流路と、前記エンジン側エア抜きラインのエンジン側エア抜き配管とを出口部により前記ＥＧＲクーラ本体に一体化させたことを特徴とする冷却水のエア抜き構造。
2. 前記ＥＧＲクーラ本体から外方へ突出し且つ出口部と異なる位置で形成される支持部を備え、前記支持部は、冷却水送給配管及びエンジン側エア抜き配管を支持する構成を備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷却水のエア抜き構造。

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