JP4634291B2 - EGR cooler - Google Patents
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Description
本発明は、排気ガスの一部をエンジンの吸気側に再循環させる系統に設けられ、排気ガスを冷却するEGRクーラに関する。 The present invention relates to an EGR cooler that is provided in a system for recirculating a part of exhaust gas to the intake side of an engine and cools the exhaust gas.
近年、自然環境の保護に対する社会的関心が高まる中、車輌等のエンジンから排出される排気ガス中に含まれる窒素酸化物(NOX)を削減させるため、車輌にEGR(Exhaust Gas Recirculation)装置を装着するケースが増えてきている。そして、このEGR装置には、エンジンにおける燃焼温度を低下させて窒素酸化物の生成量を低減させるため、排気ガスの一部をエンジンの吸気側に再循環させる系統に、排気ガスを冷却するEGRクーラが設けられている。 In recent years, the increasing public concern for the protection of the natural environment, in order to reduce the nitrogen oxides contained in the exhaust gas discharged from an engine of the vehicle or the like (NO X), the EGR (Exhaust Gas Recirculation) device to the vehicle More and more cases are being worn. In this EGR device, in order to lower the combustion temperature in the engine and reduce the amount of nitrogen oxide produced, the EGR system cools the exhaust gas to a system that recirculates a part of the exhaust gas to the intake side of the engine. A cooler is provided.
従来のEGRクーラ1は、図5に示すように、複数並設された扁平チューブ2と、扁平チューブ2の外周を囲繞するように筒状に形成されたケース3と、ケース3の両端部に設けられ、各扁平チューブ2の両端部が貫設されたヘッダプレート4とから概略構成されている。そして、ケース3の周壁部の各端部にはそれぞれ冷却水入口管5と冷却水出口管6が接続され、ケース3の各開口端部にはそれぞれ排気ガス入口管7と排気ガス出口管8が接続されており、冷却水入口管5及び冷却水出口管6と排気ガス入口管7及び排気ガス出口管8は、高温の排気ガスによって冷却水が沸騰するのを防止するため、冷却水と排気ガスとが互いに並行に流通するように配置されている。
As shown in FIG. 5, the conventional EGR cooler 1 includes a plurality of
このような構成において、冷却水入口管5からケース3内に流入した冷却水は、排気ガス入口管7から排気ガス出口管8に向かって各扁平チューブ2内を流通する排気ガスとの間で熱交換を行い、排気ガスを冷却した後、冷却水出口管6から流出するようになっている。
In such a configuration, the cooling water flowing into the
しかしながら、上記した従来のEGRクーラ1では、ケース3内に流入した冷却水が冷却水入口管5から冷却水出口管6に向かって最短経路で流通し易く、各扁平チューブ2の間に冷却水を均等に流通させることが難しいため、ケース3の内部で冷却水が局部的に沸騰し、EGRクーラの耐久性を高めることが困難であった。
However, in the above-described conventional EGR cooler 1, the cooling water that has flowed into the
そこで、最近では、ケースの内部全体に渡って冷却水を均等に流通させることを目的として、ケースの周壁部の一端部に環状の冷却水供給チャンバを外嵌装着すると共に、該冷却水供給チャンバに冷却水入口管を接続し、さらに、前記冷却水供給チャンバ内のケース部分に該冷却水供給チャンバの内部と前記ケースの内部とを連通する環状スリット孔を設けたEGRクーラも提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記した特許文献1に開示された従来のEGRクーラでは、環状の冷却水供給チャンバをケースの周壁部に外嵌装着するようになっているため、冷却水供給チャンバをケースの外形に合せて精度良く製作する必要があった。そのため、寸法管理を厳格に行わなければならず、製作に手間が掛かり、コスト増大の要因となっていた。 However, in the conventional EGR cooler disclosed in Patent Document 1 described above, the annular cooling water supply chamber is externally fitted to the peripheral wall portion of the case, so the cooling water supply chamber is matched to the outer shape of the case. It was necessary to manufacture with high accuracy. For this reason, dimensional management has to be strictly performed, which takes time for production and causes an increase in cost.
また、冷却水供給チャンバをケースの外周に渡って設けなければならないため、外形が大きくなり、設置スペースを確保するのが難しいといった問題もあった。 Further, since the cooling water supply chamber must be provided over the outer periphery of the case, there is a problem that the outer shape becomes large and it is difficult to secure an installation space.
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、冷却水の局部沸騰を防止すると共にEGRクーラの耐久性を高め、製作が容易で、コストの低減化及び小型化を図ることのできるEGRクーラを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and prevents local boiling of the cooling water and enhances the durability of the EGR cooler, is easy to manufacture, and can reduce cost and size. An object of the present invention is to provide an EGR cooler that can be used.
上記した目的を達成するため、本発明は、複数並設されたチューブと、該チューブの外周を囲繞するように形成されたケースと、該ケースの両端部に設けられ、前記各チューブの両端部が貫設されたヘッダプレートとを備え、前記チューブ内を流通する排気ガスと、前記ケース内を流通する冷却水との間で熱交換を行うように構成されたEGRクーラであって、基端部が前記ケースに接続されると共に、先端部に冷却水入口管が接続される冷却水供給チャンバを備えており、該冷却水供給チャンバは、前記先端部から前記基端部に向って漸次幅広となる形状を成し、該基端部の幅が前記ケースの幅に略等しくなるように形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides a plurality of tubes arranged in parallel, a case formed so as to surround the outer periphery of the tube, and both end portions of the tubes provided at both ends of the case. An EGR cooler configured to exchange heat between the exhaust gas flowing through the tube and the cooling water flowing through the case. And a cooling water supply chamber having a cooling water inlet pipe connected to the distal end portion, the cooling water supply chamber being gradually wider from the distal end portion toward the base end portion. The width of the base end is substantially equal to the width of the case.
そして、前記冷却水入口管は、前記先端部から前記基端部に向う冷却水の流通方向に対してほぼ直交するように、前記冷却水供給チャンバに接続されていてもよい。 The cooling water inlet pipe may be connected to the cooling water supply chamber so as to be substantially orthogonal to the flow direction of the cooling water from the tip portion toward the base end portion.
また、前記冷却水入口管は、その接続中心が前記ケースの幅方向の中心線の延長線上に来るように設けられており、前記冷却水供給チャンバは前記延長線に対して線対称となるように形成されていてもよい。 The cooling water inlet pipe is provided so that the connection center thereof is on an extension of the center line in the width direction of the case, and the cooling water supply chamber is symmetrical with respect to the extension line. It may be formed.
さらに、前記冷却水入口管は、その接続中心が前記ケースの幅方向の中心線の延長線上からオフセットした位置に来るように設けられており、前記冷却水供給チャンバは、前記冷却水入口管から前記ケースまでの流路の距離が短い程、該流路の幅が狭くなるように形成されていてもよい。 Further, the cooling water inlet pipe is provided so that a connection center thereof is offset from an extension of a center line in the width direction of the case, and the cooling water supply chamber is connected to the cooling water inlet pipe. It may be formed such that the shorter the distance of the flow path to the case, the narrower the width of the flow path.
本発明によれば、冷却水供給チャンバは、先端部から基端部に向って漸次幅広となる形状を成し、該基端部の幅が前記ケースの幅に略等しくなるように形成されているため、冷却水入口管から流入した冷却水は、冷却水供給チャンバから各チューブの間に均等に分配され、ケース内における冷却水の局部的な沸騰を抑制し、EGRクーラの耐久性を向上させることができる。 According to the present invention, the cooling water supply chamber has a shape that gradually increases from the distal end portion toward the proximal end portion, and is formed so that the width of the proximal end portion is substantially equal to the width of the case. Therefore, the cooling water flowing in from the cooling water inlet pipe is evenly distributed between the tubes from the cooling water supply chamber, and local boiling of the cooling water in the case is suppressed, improving the durability of the EGR cooler. Can be made.
また、冷却水供給チャンバは、先端部から基端部に向って漸次幅広となる単純な形状を成しているため、製造工程を簡略化でき、コストの低減化を図ることができる。 Moreover, since the cooling water supply chamber has a simple shape that gradually becomes wider from the distal end portion toward the proximal end portion, the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.
さらに、外形幅寸法が最大となる冷却水供給チャンバの基端部の幅がケースの幅に略等しいため、小型化が図り易く、設置スペースの省スペース化が可能となる等、種々の優れた効果を得ることができる。 Furthermore, since the width of the base end portion of the cooling water supply chamber having the maximum outer width dimension is substantially equal to the width of the case, it is easy to reduce the size, and the installation space can be saved. An effect can be obtained.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図1は本実施の形態に係るEGRクーラを示す断面図、図2はEGRクーラを示す正面図、図3は図2のA−A矢視図、図4はその変形例を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 1 is a cross-sectional view showing the EGR cooler according to the present embodiment, FIG. 2 is a front view showing the EGR cooler, FIG. 3 is a view taken along the line AA in FIG. 2, and FIG. FIG.
本実施の形態に係るEGRクーラ11は、図1に示されているように、複数並設された扁平チューブ12と、扁平チューブ12の外周を囲繞するように角筒状に形成されたケース13と、ケース13の両端部に設けられ、各扁平チューブ12の両端部が貫設されたヘッダプレート14とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the
この場合、扁平チューブ12は、分割された2部材を接合して形成された合わせチューブであり、その外側には多数のディンプル(図示省略)が形成されており、内部にはインナーフィン(図示省略)が挿入されている。なお、扁平チューブ12は、溶接されたチューブであってもよく、また、必ずしも、外側にディンプルが形成されていなくてもよい。
In this case, the
図1及び図2に示されているように、ケース13の周壁部の一端部には冷却水供給チャンバ15が接続され、この冷却水供給チャンバ15に冷却水入口管16が接続されており、また、ケース13の周壁部の他端部には冷却水出口管17が接続されている。これに対して、ケース13の一方の開口端部には排気ガス入口管18が接続され、ケース13の他方の開口端部には排気ガス出口管19が接続されており、これにより、ケース13内において冷却水と排気ガスとが互いに並行に流通するようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a cooling
図3に良く示されているように、冷却水供給チャンバ15は、先端部20から基端部21に向って漸次幅広となる形状を成しており、基端部21の幅がケース13の幅に略等しくなるように形成されている。そして、冷却水入口管16は、先端部20から基端部21に向う冷却水の流通方向(図3中の矢印)に対してほぼ直交するように、先端部20に接続されている。また、冷却水入口管16は、その接続中心Pがケース3の幅方向の中心線CLの延長線上に来るように設けられており、さらに、冷却水供給チャンバ15は前記延長線に対して線対称となるように形成されている。
As shown well in FIG. 3, the cooling
なお、図1及び図2において、冷却水入口管16は、冷却水供給チャンバ15の正面視右側から接続されているが、図2の二点鎖線で示されているように、冷却水供給チャンバ15の正面視左側から接続されていてもよい。
In FIG. 1 and FIG. 2, the cooling
次に、図1〜図3を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るEGRクーラ11の作用について説明する。
Next, the operation of the EGR
高温となったエンジンの排気ガスの一部は、排気ガス入口管18から各扁平チューブ12内を流通し、排気ガス出口管19から、エンジンの吸気系に還流する。これに対して、冷却水は、冷却水入口管16から冷却水供給チャンバ15内に流入し、冷却水供給チャンバ16内において先端部20から基端部21に向かって流通した後、ケース13内に流入する。
A part of the exhaust gas of the engine that has reached a high temperature flows through each
この時、冷却水入口管16は、先端部20から基端部21に向う冷却水の流通方向に対してほぼ直交するように、先端部20に接続されているため、冷却水は、冷却水入口管16から冷却水供給チャンバ15内に流入した勢いのまま直線的にケース13内に流入することはない。また、冷却水供給チャンバ16は先端部20から基端部21に向って漸次幅広となる形状を成し、基端部21の幅がケース13の幅に略等しくなるように形成されているため、冷却水供給チャンバ15内に流入した冷却水は、図3において矢印で示すように、ケース13の各扁平チューブ12の間に向かって、均等且つ円滑に、所定の流速を保持した状態で、流通する。
At this time, since the cooling
このようにケース13内に流入した冷却水は、その後、前記排気ガスの流れと並行に各扁平チューブ12の間を流通し、冷却水出口管17からEGRクーラ11の外部に流出し、その間、排気ガスと熱交換を行い、これにより、前記排気ガスは所望の状態に冷却される。
Thus, the cooling water that has flowed into the
上記したように、冷却水は、冷却水供給チャンバ15から各扁平チューブ12の間に均等且つ円滑に所定の流速を保持した状態で流入するため、最も高温となる扁平チューブ12の排気ガスの入口部分を効果的に冷却することができ、ケース13内での冷却水の局部的な沸騰を抑制し、EGRクーラ11の耐久性を向上させることができる。
As described above, the cooling water flows from the cooling
なお、冷却水入口管16は、図4に示されているように、その接続中心P’が前記ケースの幅方向の中心線CLの延長線上からオフセットした位置に来るように、冷却水供給チャンバ15の先端部20に接続されてもよいが、その場合、冷却水供給チャンバ15は、例えば、オフセットした側の傾斜面22に凹部23を形成させる等により、冷却水入口管15からケース13までの流路の距離が短い程、該流路の幅が狭くなるように形成されるのが好ましい。そうすることにより、冷却水入口管15からケース13までの流路の距離が短い(図4では上部側)程、冷却水の圧力損失が大きくなるため、冷却水が冷却水供給チャンバ15から各扁平チューブ12の間に均等に流入するようになり、ケース13内における冷却水の局部的な沸騰を抑制し、EGRクーラ11の耐久性を向上させることができる。
As shown in FIG. 4, the cooling
なお、上記実施の形態では、本発明をEGRクーラに適用した場合について説明したが、本発明は、EGRクーラ以外の他の熱交換器にも適用可能である。 In addition, although the case where this invention was applied to the EGR cooler was demonstrated in the said embodiment, this invention is applicable also to heat exchangers other than an EGR cooler.
11 EGRクーラ
12 扁平チューブ
13 ケース
14 ヘッダプレート
15 冷却水供給チャンバ
16 冷却水入口管
20 先端部
21 基端部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
基端部が前記ケースに接続されると共に、先端部に冷却水入口管が接続される冷却水供給チャンバを備えており、該冷却水供給チャンバは、前記先端部から前記基端部に向って漸次幅広となる形状を成し、該基端部の幅が前記ケースの幅に略等しくなるように形成され、前記冷却水入口管は、前記先端部から前記基端部に向う冷却水の流通方向に対してほぼ直交するように、前記冷却水供給チャンバの先端部に接続されていることを特徴とするEGRクーラ。 A plurality of tubes arranged side by side, a case formed so as to surround the outer periphery of the tube, and a header plate provided at both ends of the case and having both ends of the tubes penetrated, An EGR cooler configured to exchange heat between exhaust gas flowing in a tube and cooling water flowing in the case,
A cooling water supply chamber having a proximal end connected to the case and a cooling water inlet pipe connected to the distal end is provided from the distal end toward the proximal end. The cooling water inlet pipe is formed so that the width of the base end portion becomes substantially equal to the width of the case, and the cooling water inlet pipe flows from the front end portion to the base end portion. An EGR cooler characterized in that the EGR cooler is connected to the tip of the cooling water supply chamber so as to be substantially orthogonal to the direction.
The cooling water inlet pipe is provided so that a connection center thereof is offset from an extension of a center line in the width direction of the case, and the cooling water supply chamber extends from the cooling water inlet pipe to the case. The EGR cooler according to claim 1, wherein the EGR cooler is formed so that the width of the flow path becomes narrower as the distance of the flow path becomes shorter.
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