JP5251220B2 - Piping joint structure - Google Patents
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Description
本発明は、配管の継手構造に関し、特に、フランジ部材を介して接続される配管の継手構造に関する。 The present invention relates to a pipe joint structure, and more particularly to a pipe joint structure connected via a flange member.
一般に、自動車等の車両に搭載される内燃機関の排気系の構成としては、内燃機関の燃焼室に連通する排気ポート、排気マニホールド、触媒、消音器、排気管等を有して構成されており、排気管の接続に関しては、種々の技術が提案されており、図6に示すようなものが知られている。 Generally, an exhaust system of an internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile has an exhaust port, an exhaust manifold, a catalyst, a silencer, an exhaust pipe and the like communicating with a combustion chamber of the internal combustion engine. As for the connection of the exhaust pipe, various techniques have been proposed, and the one shown in FIG. 6 is known.
図6において、図示しない内燃機関の排気マニホールドには一方の配管である第1の排気管1が接続されており、この第1の排気管1の端部には一方のフランジ部材である第1のフランジ部材3が設けられている。
In FIG. 6, a
また、他方の配管である第2の排気管2の端部には他方のフランジ部材である第2のフランジ部材4が設けられており、第1のフランジ部材3および第2のフランジ部材4の間にシール部材5を介装した後、第1のフランジ部材3および第2のフランジ部材4を図示しないボルトおよびナット等によって締結することにより、第1の排気管1と第2の排気管2とが接続されるようになっている(例えば、特許文献1参照)。
A
一方、内燃機関から排出される窒素酸化物(NOx)の量を低減する技術として、排気再循環(以下、「EGR」という)装置が知られている。これは、内燃機関から排出されたガスを燃焼室に再流入させることによりNOxの発生量を低減する技術である。 On the other hand, an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as “EGR”) device is known as a technique for reducing the amount of nitrogen oxide (NOx) discharged from an internal combustion engine. This is a technique for reducing the amount of NOx generated by reflowing the gas discharged from the internal combustion engine into the combustion chamber.
このEGR装置は、内燃機関の排気系に配置された触媒の直下流における排気管の側方にEGR管を接続し、このEGR管を吸気管に接続するようにしている(例えば、特許文献2参照)。このEGR管も上述したように第1の排気管と第2の排気管と同様の構成にして、排気管と吸気管の間に介装されている。 In this EGR device, an EGR pipe is connected to a side of an exhaust pipe immediately downstream of a catalyst disposed in an exhaust system of an internal combustion engine, and this EGR pipe is connected to an intake pipe (for example, Patent Document 2). reference). As described above, the EGR pipe has the same configuration as the first exhaust pipe and the second exhaust pipe, and is interposed between the exhaust pipe and the intake pipe.
ところで、このような排気管やEGR管を備えた車両の内燃機関の運転(車両の走行)が停止された後、例えば、夜間等、外気温度がごく低い状態で放置されると、排気管やEGR管が外気によって急速に冷却されることから、排気管やEGR管の管壁とその内部に残留した排気ガスとの温度差に起因して排気ガス中に含まれる水蒸気成分が凝縮されるようになる。また、EGR管にEGRクーラが設けられている場合には、高温の排気ガスが冷却されることにより、排気ガス中に含まれる水蒸気成分が凝縮されるようになる。 By the way, after the operation of the internal combustion engine of the vehicle equipped with such an exhaust pipe or EGR pipe (travel of the vehicle) is stopped, for example, when it is left at a very low outside temperature, such as at night, the exhaust pipe or Since the EGR pipe is rapidly cooled by outside air, the water vapor component contained in the exhaust gas is condensed due to the temperature difference between the exhaust pipe and the pipe wall of the EGR pipe and the exhaust gas remaining in the inside. become. Further, when the EGR cooler is provided in the EGR pipe, the high-temperature exhaust gas is cooled, so that the water vapor component contained in the exhaust gas is condensed.
このため、排気管やEGR管の管壁にこの凝縮された水蒸気成分(凝縮水)が付着するようになる。この凝縮水は強い酸性を有しているため、通常、第1の排気管1および第2の排気管2を耐酸性に優れた材料として、SUS(ステンレス)材が用いられ、凝縮水による腐食を抑制するようになっている。
For this reason, this condensed water vapor component (condensed water) comes to adhere to the pipe wall of the exhaust pipe or the EGR pipe. Since this condensed water has strong acidity, SUS (stainless steel) material is usually used as the material having excellent acid resistance for the
また、図6に示す第1のフランジ部材3と第2のフランジ部材4とによって第1の排気管1と第2の排気管2を接続するようにしたものは、第1のフランジ部材3および第2のフランジ部材4が第1の排気管1と第2の排気管2との内周面にそれぞれ形成される排気ガスの排気通路に曝されるため、第1のフランジ部材3および第2のフランジ部材4が凝縮水に曝されてしまうことになる。このため、凝縮水による腐食を抑制するために第1のフランジ部材3および第2のフランジ部材4もSUS材が用いられている。
しかしながら、このような従来の排気管の継手構造にあっては、凝縮水の付着による腐食を防止するために、第1の排気管1、第2の排気管2、第1のフランジ部材3および第2のフランジ部材4を高価なSUS材から構成していたため、排気管の製造コストが増大してしまうという問題があった。
However, in such a conventional exhaust pipe joint structure, the
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、フランジ部材を安価な材料から構成して凝縮水による腐食を防止することができ、製造コストを低減することができる配管の継手構造を提供することを目的とする。 The present invention was made to solve the above-described conventional problems, and the flange member can be made of an inexpensive material to prevent corrosion due to condensed water, thereby reducing the manufacturing cost. It aims at providing the joint structure of piping.
本発明に係る配管の継手構造は、目的を達成するため、(1)内燃機関から排出された排気ガスが導入される複数の配管を有し、それぞれの配管の外周端部に設けられた一方のフランジ部材および他方のフランジ部材を締結することにより、複数の配管を接続するようにした配管の継手構造において、前記一方の配管の端部内周面に前記他方の配管の端部外周面が当接するように、前記一方の配管の外周端部を前記一方のフランジ部材から前記他方の配管の内周面までに延出し、前記一方のフランジ部材および前記他方のフランジ部材に対して上流側および下流側の前記一方の配管の端部と前記他方の配管の端部近傍のそれぞれに、少なくとも前記一方の配管の端部と前記他方の配管の端部の下方に突出する凹状の屈曲部を設けたものから構成されている。 In order to achieve the object, the pipe joint structure according to the present invention has (1) a plurality of pipes into which exhaust gas discharged from the internal combustion engine is introduced, and one provided at the outer peripheral end of each pipe. In a pipe joint structure in which a plurality of pipes are connected by fastening one flange member and the other flange member, the end outer peripheral surface of the other pipe contacts the inner peripheral surface of the one pipe. An outer peripheral end portion of the one pipe is extended from the one flange member to an inner peripheral surface of the other pipe so as to contact the upstream side and the downstream side with respect to the one flange member and the other flange member. A concave bent portion protruding at least below the end of the one pipe and the end of the other pipe is provided in each of the end of the one pipe on the side and the vicinity of the end of the other pipe. From the stuff It is.
この構成により、一方の配管の端部内周面に他方の配管の端部外周面が当接するように、一方の配管の外周端部を一方のフランジ部材から他方の配管の内周面までに延出したので、一方のフランジ部材および他方のフランジ部材の内周面全面を一方の配管および他方の配管の端部の外周面で覆うことができ、配管の内部に凝縮水が発生した場合に、一方のフランジ部材および他方のフランジ部材が凝縮水に曝されてしまうのを防止することができる。 With this configuration, the outer peripheral end of one pipe is extended from one flange member to the inner peripheral surface of the other pipe so that the outer peripheral face of the other pipe is in contact with the inner peripheral face of the other pipe. Since it was put out, the entire inner peripheral surface of one flange member and the other flange member can be covered with the outer peripheral surface of the end of one pipe and the other pipe, and when condensed water is generated inside the pipe, One flange member and the other flange member can be prevented from being exposed to condensed water.
また、一方のフランジ部材および他方のフランジ部材に対して上流側および下流側の一方の配管の端部と他方の配管の端部近傍のそれぞれに、少なくとも一方の配管の端部と他方の配管の端部の下方に突出する凹状の屈曲部を設けたので、凹状の屈曲部に配管の内部に発生した凝縮水を溜めることができ、この凝縮水が屈曲部から一方のフランジ部材および他方のフランジ部材に向かって移動するのを防止することができる。
このため、一方の配管の端部内周面と他方の配管の端部外周面との微小な隙間から一方のフランジ部材および他方のフランジ部材の内周面に凝縮水が進入してしまうのを防止することができ、一方のフランジ部材および他方のフランジ部材が凝縮水に曝されてしまうのを確実に防止することができる。
In addition, at least one end of one pipe and the other end of the other pipe are located near the end of one pipe on the upstream side and the downstream side of the other flange member and the end of the other pipe, respectively. Since the concave bent portion projecting downward from the end portion is provided, the condensed water generated in the pipe can be accumulated in the concave bent portion, and this condensed water is supplied from the bent portion to one flange member and the other flange. It can prevent moving toward a member.
For this reason, it prevents the condensed water from entering the inner peripheral surface of one flange member and the other flange member from a minute gap between the inner peripheral surface of the end of one pipe and the outer peripheral surface of the end of the other pipe. It is possible to reliably prevent the one flange member and the other flange member from being exposed to condensed water.
また、屈曲部に溜まった凝縮水は、内燃機関の運転時に高温の排気ガスによって蒸発してしまうので、屈曲部から容易に除去することができる。
この結果、凝縮水による腐食を防止するために配管をSUSから構成し、一方のフランジ部材と他方のフランジ部材を安価な鋼や鉄等の金属から構成することができ、配管の継手構造の製造コストを低減することができる。
Further, the condensed water accumulated in the bent portion is evaporated by the high-temperature exhaust gas during operation of the internal combustion engine, and can be easily removed from the bent portion.
As a result, in order to prevent corrosion due to condensed water, the pipe can be made of SUS, and one flange member and the other flange member can be made of an inexpensive metal such as steel or iron. Cost can be reduced.
また、厚みを有する一方のフランジ部材と他方のフランジ部材をSUSよりも硬度の低い鋼や鉄等から構成することができるため、一方のフランジ部材および他方のフランジ部材の成形を容易に行うことができ、一方のフランジ部材および他方のフランジ部材の成形作業の作業性を向上させることができる。
これに加えて、一般的に、フランジ部材のような厚いSUSは、市場で入手し難いが、厚みのある鋼や鉄は、市場で入手し易いため、フランジ部材の調達を容易に行うことができる。
Moreover, since one flange member and the other flange member which have thickness can be comprised from steel, iron, etc. whose hardness is lower than SUS, formation of one flange member and the other flange member can be performed easily. It is possible to improve the workability of the molding operation of one flange member and the other flange member.
In addition to this, in general, thick SUS such as a flange member is difficult to obtain in the market, but thick steel and iron are easy to obtain in the market, so it is easy to procure the flange member. it can.
上記(1)の配管の継手構造において、(2)前記複数の配管が排気再循環用の配管を含んで構成され、前記複数の配管の何れか1つに、前記排気再循環用の配管を流れる排気ガスを冷却するクーラが設けられるものから構成されている。 In the joint structure of the pipe of (1) above, (2) the plurality of pipes are configured to include a pipe for exhaust gas recirculation, and the pipe for exhaust gas recirculation is connected to any one of the plurality of pipes. It is comprised from what is provided with the cooler which cools the flowing exhaust gas.
この構成により、凝縮水による腐食を防止するために排気再循環用の配管をSUSから構成し、一方のフランジ部材と他方のフランジ部材を安価な鋼や鉄等の金属から構成することができ、配管の製造コストを低減することができる。 With this configuration, in order to prevent corrosion due to condensed water, the pipe for exhaust gas recirculation can be configured from SUS, and one flange member and the other flange member can be configured from an inexpensive metal such as steel or iron, The manufacturing cost of piping can be reduced.
本発明によれば、フランジ部材を安価な材料から構成して凝縮水による腐食を防止することができ、製造コストを低減することができる配管の継手構造を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the flange member can be comprised from an inexpensive material, the corrosion by condensed water can be prevented, and the joint structure of piping which can reduce manufacturing cost can be provided.
以下、本発明に係る配管の継手構造の実施の形態について、図面を用いて説明する。
[第1の実施の形態]
図1〜図3は、本発明に係る配管の継手構造の第1の実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
Embodiments of a joint structure for piping according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIGS. 1-3 is a figure which shows 1st Embodiment of the joint structure of piping which concerns on this invention.
First, the configuration will be described.
図1において、内燃機関としてのエンジン11は、複数の気筒♯1〜♯4を備えており、このエンジン11の各気筒♯1〜♯4の図示しない吸気ポートには、吸気マニホールド12が接続されている。
吸気マニホールド12は、各気筒♯1〜♯4の数に応じた数の吸気ブランチと、吸気ブランチが集合する集合管とを備えており、吸気ブランチの端部において、各気筒♯1〜♯4の吸気ポートのそれぞれに連通している。
In FIG. 1, an
The
また、エンジン11の各気筒♯1〜♯4の図示しない排気ポートには排気マニホールド13が接続されており、排気マニホールド13の下流端部には、フランジ部材15が設けられており、このフランジ部材15は、触媒コンバータ用排気管14の上流端部に設けられたフランジ部材16に図示しないボルトおよびナット等によって締結されている。このため、排気マニホールド13および触媒コンバータ用排気管14は、フランジ部材15、16を介して接続されている。
An
また、触媒コンバータ用排気管14には触媒コンバータ14aが設けられており、この触媒コンバータ14aは、触媒コンバータ用排気管14の途中に設けられ、エンジン11から排出された排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物の有害成分を浄化する触媒を有している。
なお、上流端部とは、排気ガスの排出方向上流側を示し、下流端部とは、排気ガスの排出方向下流側を示すものである。
Further, the catalytic
The upstream end portion indicates the upstream side in the exhaust gas discharge direction, and the downstream end portion indicates the downstream side in the exhaust gas discharge direction.
また、触媒コンバータ用排気管14の下流側には、図2に示すように、フロント排気管17、センター排気管18およびテール排気管19からなる排気管31が接続されている。本実施の形態では、排気マニホールド13、触媒コンバータ用排気管14、フロント排気管17、センター排気管18およびテール排気管19が配管を構成している。
Further, as shown in FIG. 2, an
フロント排気管17の上流端部にはフランジ部材21が設けられており、このフランジ部材21は、触媒コンバータ用排気管14の下流端部に設けられたフランジ部材20に図示しないボルトおよびナット等によって締結されている。このため、フロント排気管17および触媒コンバータ用排気管14は、フランジ部材20、21を介して接続されている。
A
また、フロント排気管17の下流端部にはフランジ部材22が設けられており、このフランジ部材22は、センター排気管18の上流端部に設けられたフランジ部材23に図示しないボルトおよびナット等によって締結されている。このため、フロント排気管17およびセンター排気管18は、フランジ部材22、23を介して接続されている。
Further, a
また、センター排気管18の下流端部にはフランジ部材24が設けられており、このフランジ部材24は、テール排気管19の上流端部に設けられたフランジ部材25に図示しないボルトおよびナット等によって締結されている。このため、センター排気管18およびテール排気管19は、フランジ部材24、25を介して接続されている。
Further, a
また、センター排気管18には消音器26が設けられているとともに、テール排気管19には消音器27が設けられており、排気管31に導入される排気ガスによる排気音は、消音器26、27によって消音される。
The
また、センター排気管18および消音器27には、サポートブラケット28、29、30が設けられており、排気管31は、サポートブラケット28、29、30によって車両の床下に懸垂されるようになっている。
The
一方、本実施の形態は、排気管31の継手構造に特徴を有するものであり、継手構造は、排気マニホールド13および触媒コンバータ用排気管14の接続部分、触媒コンバータ用排気管14およびフロント排気管17の接続部分、フロント排気管17およびセンター排気管18の接続部分、センター排気管18およびテール排気管19の接続部分に相当するものである。
On the other hand, the present embodiment has a feature in the joint structure of the
本実施の形態の継手構造は、全て同一の構造を有しているため、フロント排気管17およびセンター排気管18の接続部分を代表して説明する。
Since the joint structures of the present embodiment all have the same structure, the connecting portion of the
図3において、一方の配管としてのフロント排気管17の外周端部である下流端部には、フランジ部材22が設けられており、他方の配管としてのセンター排気管18の外周端部である上流端部にはフランジ部材23が設けられている。
In FIG. 3, a
そして、一方のフランジ部材としてのフランジ部材22および他方のフランジ部材としてのフランジ部材23は、フランジ部材22、23の間にシール部材32を介装した状態でボルト33およびナット34によって締結されることにより、フロント排気管17の下流端部およびセンター排気管18の上流端部が接続されている。
The
また、センター排気管18の上流端部は、フランジ部材23からフロント排気管17の内周面までに延出しており、この延出部分は、延出部18aを構成している。このため、フロント排気管17の下流端部の内周面にはセンター排気管18の上流端部の外周面が当接している。
Further, the upstream end portion of the
また、フランジ部材22、23に対して上流側および下流側のフロント排気管17の下流端部とセンター排気管18の上流端部の近傍のそれぞれには、凹状の屈曲部35、36が形成されており、この屈曲部35、36は、フロント排気管17およびセンター排気管18の放射方向外方に環状に突出している。
また、フランジ部材22の側面は、屈曲部35に当接しているとともに、フランジ部23の側面は、屈曲部36に当接しており、フランジ部22、23は、フロント排気管17およびセンター排気管18の軸方向への移動が規制されている。
In addition, concave
Further, the side surface of the
なお、この屈曲部35、36は、触媒コンバータ用排気管14の下流端部、フロント排気管17の上流端部、センター排気管18の下流端部およびテール排気管19の上流端部にも形成されている。
The
このような構成を有する排気管31にあっては、夜間等、外気温度がごく低い状態で放置されると、排気管31が外気によって急速に冷却されることから、排気マニホールド13、触媒コンバータ用排気管14、フロント排気管17、センター排気管18およびテール排気管19の管壁とその内部に残留した排気ガスとの温度差に起因して排気ガス中に含まれる水蒸気成分が凝縮されるようになる。
In the
このため、排気マニホールド13、触媒コンバータ用排気管14、フロント排気管17、センター排気管18およびテール排気管19の管壁にこの凝縮された水蒸気成分(凝縮水)が付着するようになる。
この凝縮水は強い酸性を有しているため、通常、排気マニホールド13、触媒コンバータ用排気管14、フロント排気管17、センター排気管18およびテール排気管19にSUS(ステンレス)材を用いることによって、凝縮水による腐食を抑制するようにしている。
For this reason, the condensed water vapor component (condensed water) adheres to the pipe walls of the
Since this condensed water has a strong acidity, it is usual to use SUS (stainless steel) material for the
ここで、厚みを有するフランジ部材15、16、20〜25をSUSから構成すると、SUSは価格が高くて市場から入手が困難であり、しかも、SUSは高硬度で製造が困難であるため、本実施の形態のフランジ部材15、16、20〜25は、安価、かつ成形作業が容易な鋼や鉄等の金属から構成されている。
Here, if the
ところが、鋼や鉄は、酸化し易いため、凝縮水に曝されると早期に腐食してしまう。本実施の形態では、センター排気管18の上流端部の内周面にフロント排気管17の下流端部の外周面が当接するように、センター排気管18の上流端部をフランジ部材23からフロント排気管17の内周面までに延出したので、フランジ部材22、23の内周面全面をフロント排気管17の下流端部およびセンター排気管18の上流端部の外周面で覆うことができ、フロント排気管17およびセンター排気管18の内部に発生した凝縮水にフランジ部材22、23が曝されてしまうのを防止することができる。
However, steel and iron are easily oxidized and thus corrode early when exposed to condensed water. In the present embodiment, the upstream end of the
また、フランジ部材22、23に対して上流側および下流側のフロント排気管17の下流端部とセンター排気管18の上流端部の近傍のそれぞれに、フロント排気管17の下流端部とセンター排気管18の上流端部から放射方向外方に環状に突出する凹状の屈曲部35、36を形成したので、フロント排気管17およびセンター排気管18内で発生した凝縮水を屈曲部35、36に溜めることができ、この凝縮水が屈曲部35、36からフランジ部材22、23に向かって移動するのを防止することができる。
Also, the downstream end of the
このため、フロント排気管17の上流端部の内周面とセンター排気管18の延出部18aの外周面との微小な隙間からフランジ部材22、23の内周面に凝縮水が進入してしまうのを防止することができ、フランジ部材22、23が凝縮水に曝されてしまうのを確実に防止することができる。
For this reason, the condensed water enters the inner peripheral surfaces of the
また、この屈曲部35、36に溜まった凝縮水は、エンジン11の運転時に高温の排気ガスによって蒸発してしまうので、屈曲部35、36から容易に除去することができる。
Further, since the condensed water accumulated in the
この結果、凝縮水による腐食を防止するために排気マニホールド13、触媒コンバータ用排気管14、フロント排気管17、センター排気管18およびテール排気管19をSUSから構成し、フランジ部材20〜25を安価な鋼や鉄から構成することができ、排気管31の継手構造の製造コストを低減することができる。
As a result, the
また、フランジ部材20〜25をSUSよりも硬度の低い鋼や鉄等の金属から構成することができるため、フランジ部材20〜25の成形を容易に行うことができ、フランジ部材20〜25の成形作業の作業性を向上させることができる。 Moreover, since the flange members 20-25 can be comprised from metals, such as steel and iron whose hardness is lower than SUS, the shaping | molding of the flange members 20-25 can be performed easily, and shaping | molding of the flange members 20-25. The workability of the work can be improved.
これに加えて、フランジ部材のように厚いSUSは、市場で入手し難いが、フランジ部材20〜25のように厚みのある鋼や鉄等の金属は、市場で入手し易いため、フランジ部材20〜25の調達を容易に行うことができる。
In addition to this, a thick SUS like a flange member is difficult to obtain on the market, but a thick metal such as steel or iron like the
また、触媒コンバータ14aの触媒に漬かった凝縮水に触媒の成分が溶出して触媒から流れ出てしまうことがあり、この触媒の成分が強度の酸性を有している場合でも、この触媒の成分も触媒コンバータ用排気管の下流端部に設けられた屈曲部35、36に溜めることができるため、フランジ部材20、21が触媒の成分に曝されることを確実に防止することができる。
Further, the catalyst component may elute into the condensed water immersed in the catalyst of the
また、本実施の形態では、屈曲部35、36が、フロント排気管17の下流端部とセンター排気管18の上流端部から放射方向外方に突出するように環状に形成されているが、フロント排気管17の下流端部とセンター排気管18の上流端部から下方、すなわち、重力方向に突出する凹状に形成してもよい。
Further, in the present embodiment, the
なお、本実施の形態では、排気マニホールド13、触媒コンバータ用排気管14、フロント排気管17、センター排気管18およびテール排気管19からなる複数の排気管によって排気管31が構成されており、排気マニホールド13を一方の配管とすると、触媒コンバータ用排気管14が他方の配管、フロント排気管17が一方の配管、センター排気管18が他方の配管、テール排気管19が一方の配管となる。このため、排気管の数が多い場合には、上流側から下流側に向かって一方の配管と他方の配管とが交互に設置されることになる。
In the present embodiment, the
また、排気マニホールド13を他方の配管とすると、触媒コンバータ用排気管14が一方の配管、フロント排気管17が他方の配管、センター排気管18が一方の配管、テール排気管19が他方の配管となる。このため、排気管の数が多い場合には、上流側から下流側に向かって他方の配管と一方の配管とが交互に設置されることになる。
このため、排気マニホールド13および触媒コンバータ用排気管14について説明すると、延出部18aに相当するものは、排気マニホールド13および触媒コンバータ用排気管14のいずれか一方にあればよい。
When the
Therefore, the
[第2の実施の形態]
図4、図5は、本発明に係る配管の継手構造の第2の実施の形態を示す図であり、本実施の形態の配管の継手構造を排気再循環用、すなわち、EGR装置の配管に適用した例を示している。
[Second Embodiment]
4 and 5 are views showing a second embodiment of the pipe joint structure according to the present invention. The pipe joint structure of the present embodiment is used for exhaust gas recirculation, that is, for the pipe of the EGR device. An applied example is shown.
図4において、内燃機関としてのディーゼルエンジン41は、各気筒♯1〜♯4内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁42と、各気筒♯1〜♯4内に空気を導く吸気管43とを備えている。
吸気管43の途中には、ターボチャージャ44のコンプレッサハウジング44aとインタークーラ46とが配置されており、コンプレッサハウジング44a内にはコンプレッサインペラが収納されている。
In FIG. 4, a
In the middle of the
コンプレッサハウジング44aにより過給された吸気は、インタークーラ46で冷却された後に吸気マニホールド47を介して各気筒♯1〜♯4内に導かれるようになっており、各気筒♯1〜♯4内に導かれた吸気は、燃料噴射弁42から噴射された燃料と共に気筒♯1〜♯4内で着火および燃焼される。
The intake air supercharged by the
ディーゼルエンジン41は、排気マニホールド48を備えており、各気筒♯1〜♯4内で燃焼された排気ガスは、排気マニホールド48に排出されるようになっている。排気マニホールド48に排出された排気ガスは、排気マニホールド48の途中に配置されたターボチャージャ44のタービンハウジング44bおよび触媒コンバータ50aを介して大気中に放出される。
The
この触媒コンバータ50aは、触媒コンバータ用排気管50の途中に設けられており、ディーゼルエンジン41から排出された排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物の有害成分を浄化する触媒を有している。
The
なお、触媒コンバータ用排気管50の下流側の構成は第1の実施の形態と同様であり、触媒コンバータ50aのフランジ部材20にはセンター排気管18のフランジ部材21が締結されている。
The downstream configuration of the catalytic
また、本実施の形態では、排気マニホールド48、タービンハウジング44bおよび触媒コンバータ用排気管50は一体的に成形されている。なお、排気マニホールド48、タービンハウジング44bおよび触媒コンバータ用排気管50を別体に成形し、それぞれフランジ部材を介して接続するようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the
一方、吸気管43のインタークーラ46より下流の部位と排気マニホールド48のタービンハウジング44bより上流の部位は、排気再循環用の配管としてのEGR配管52によって接続されている。
On the other hand, a portion of the
このEGR配管52は、排気マニホールド48から分岐された分岐EGR配管53、第1のEGR配管54、第2のEGR配管55、第3のEGR配管56および吸気マニホールド47から分岐される分岐EGR配管57とから構成されている。なお、本実施の形態では、分岐EGR配管53、第1のEGR配管54、第2のEGR配管55、第3のEGR配管56および分岐EGR配管57が配管を構成している。
The
分岐EGR配管53の下流端部には、フランジ部材58が設けられており、このフランジ部材58は、第1のEGR配管54の上流端部に設けられたフランジ部材59に図示しないボルトおよびナット等によって締結されている。このため、分岐EGR配管53および第1のEGR配管54は、フランジ部材58、59を介して接続されている。
A flange member 58 is provided at the downstream end portion of the
また、第1のEGR配管54の下流端部には、フランジ部材60が設けられており、このフランジ部材60は、第2のEGR配管55の上流端部に設けられたフランジ部材61に図示しないボルトおよびナット等によって締結されている。このため、第1のEGR配管54および第2のEGR配管55は、フランジ部材60、61を介して接続されている。
A
また、第2のEGR配管55の下流端部には、フランジ部材62が設けられており、このフランジ部材62は、第3のEGR配管56の上流端部に設けられたフランジ部材63に図示しないボルトおよびナット等によって締結されている。このため、第2のEGR配管55および第3のEGR配管56は、フランジ部材62、63を介して接続されている。
Further, a
また、第3のEGR配管56の下流端部には、フランジ部材64が設けられており、このフランジ部材64は、分岐EGR配管57の上流端部に設けられたフランジ部材65に図示しないボルトおよびナット等によって締結されている。このため、第3のEGR配管56および分岐EGR配管57は、フランジ部材64、65を介して接続されている。
Further, a
また、分岐EGR配管57にはEGR弁66が設けられており、このEGR弁66は、EGR配管52を流れる排気(以下、「EGRガス」という)の流量を調整するようになっている。
The
また、第2のEGR配管55の途中にはクーラとしてのEGRクーラ67が設けられている。このEGRクーラ67は、ディーゼルエンジン41のシリンダブロックに供給される冷却水が導入される図示しない導入配管を備えており、第2のEGR配管55の周囲を覆うことにより、EGR配管52を流れるEGRガスを冷却するようになっている。
Further, an
一方、本実施の形態は、EGR配管52の継手構造に特徴を有するものであり、継手構造は、分岐EGR配管53および第1のEGR配管54の接続部分、第1のEGR配管54および第2のEGR配管55の接続部分、第2のEGR配管55および第3のEGR配管56の接続部分、第3のEGR配管56および分岐EGR配管57の接続部分に相当するものである。
On the other hand, the present embodiment has a feature in the joint structure of the
本実施の形態の継手構造は、全て同一の構造を有しているため、第1のEGR配管54および第2のEGR配管55の接続部分を代表して説明する。
図5において、一方の配管としての第1のEGR配管54の外周端部である下流端部には、フランジ部材60が設けられており、他方の配管としての第2のEGR配管55の外周端部である上流端部にはフランジ部材61が設けられている。
Since all the joint structures of the present embodiment have the same structure, the connecting portion of the
In FIG. 5, a
そして、一方のフランジ部材としてのフランジ部材60および他方のフランジ部材としてのフランジ部材61は、フランジ部材61、62の間にシール部材68を介装した状態でボルト69およびナット70によって締結されることにより、第1のEGR配管54の下流端部および第2のEGR配管55の上流端部が接続されている。
The
また、第2のEGR配管55の上流端部は、フランジ部材61から第1のEGR配管54の内周面までに延出しており、この延出部分は、延出部55aを構成している。このため、第1のEGR配管54の下流端部の内周面には第2のEGR配管55の上流端部の外周面が当接している。
The upstream end portion of the
また、フランジ部材60、61に対して上流側および下流側の第1のEGR配管54の下流端部と第2のEGR配管55の上流端部の近傍のそれぞれには、凹状の屈曲部71、72が形成されており、この屈曲部71、72は、第1のEGR配管54および第2のEGR配管55の放射方向外方に環状に突出している。
In addition, a concave
なお、この屈曲部71、72は、分岐EGR配管53の下流端部、第1のEGR配管54の上流端部、第2のEGR配管55の下流端部、第3のEGR配管56の上下流端部、分岐EGR配管57の上流端部にも形成されている。
The
このような構成を有するEGR配管52にあっては、EGRクーラ67によってEGR配管52に流れる高温の排気ガスが冷却されることにより、排気ガス中に含まれる水蒸気成分が凝縮されるようになる。
In the
また、夜間等、外気温度がごく低い状態で放置されると、EGR配管52や排気管31が外気によって急速に冷却されることから、EGR配管52、排気マニホールド13、触媒コンバータ用排気管14、フロント排気管17、センター排気管18およびテール排気管19の管壁とその内部に残留した排気ガスとの温度差に起因して排気ガス中に含まれる水蒸気成分が凝縮されるようになる。
Further, if the outside air temperature is left at a very low state such as at night, the
これらの要因によって分岐EGR配管53、第1のEGR配管54、第2のEGR配管55、第3のEGR配管56、分岐EGR配管57の管壁にこの凝縮された水蒸気成分(凝縮水)が付着するようになる。この凝縮水は強い酸性を有しているため、分岐EGR配管53、第1のEGR配管54、第2のEGR配管55、第3のEGR配管56および分岐EGR配管57には、SUS(ステンレス)材を用いることによって、凝縮水による腐食を抑制するようにしている。
Due to these factors, the condensed water vapor component (condensed water) adheres to the pipe walls of the
なお、吸気マニホールド47は樹脂製であるため、高温のEGRガスによって吸気マニホールド47が変形しないように分岐EGR配管57の下流端部は、二重構造や断熱構造から構成された吸気マニホールド47に取付けられている。
Since the
本実施の形態にあっては、第1のEGR配管54の上流端部の内周面に第2のEGR配管55の下流端部の外周面が当接するように、第2のEGR配管55の上流端部をフランジ部材61から第1のEGR配管54の内周面までに延出したので、フランジ部材60、61の内周面全面を第1のEGR配管54の下流端部および第2のEGR配管55の上流端部の外周面で覆うことができ、第1のEGR配管54および第2のEGR配管55の内部に発生した凝縮水にフランジ部材60、61が曝されてしまうのを防止することができる。
In the present embodiment, the
また、フランジ部材60、61に対して上流側および下流側の第1のEGR配管54の下流端部および第2のEGR配管55の上流端部の近傍のそれぞれに、第1のEGR配管54および第2のEGR配管55から下方に突出する凹状の屈曲部71、72を形成したので、第1のEGR配管54および第2のEGR配管55内で発生した凝縮水を屈曲部71、72に溜めることができ、この凝縮水が屈曲部71、72からフランジ部材60、61に向かって移動するのを防止することができる。
Further, the
このため、第1のEGR配管54の上流端部の内周面と第2のEGR配管55の延出部55aの外周面との微小な隙間からフランジ部材60、61の内周面に凝縮水が進入してしまうのを防止することができ、フランジ部材60、61が凝縮水に曝されてしまうのを確実に防止することができる。
For this reason, condensed water is formed on the inner peripheral surfaces of the
これに加えて、凝縮水が吸気マニホールドを介してディーゼルエンジン41の各気筒♯1〜♯4に導入されてしまうのを防止することができ、シリンダの内周面を腐食させてしまうのを防止することができるとともに、燃料に凝縮水が混合されて燃焼が悪化してしまうのを防止することができる。
この結果、凝縮水による腐食を防止するために分岐EGR配管53、第1のEGR配管54、第2のEGR配管55、第3のEGR配管56および分岐EGR配管57をSUSから構成し、フランジ部材58〜65を安価な鋼や鉄から構成することができ、EGR配管52の継手構造の製造コストを低減することができる。
In addition, it is possible to prevent the condensed water from being introduced into the
As a result, in order to prevent corrosion due to condensed water, the
また、フランジ部材58〜65をSUSよりも硬度の低い鋼や鉄等の金属から構成することができるため、フランジ部材58〜65の成形を容易に行うことができ、フランジ部材58〜65の成形作業の作業性を向上させることができる。 Further, since the flange members 58 to 65 can be made of metal such as steel or iron having a hardness lower than that of SUS, the flange members 58 to 65 can be easily formed, and the flange members 58 to 65 can be formed. The workability of the work can be improved.
これに加えて、フランジ部材のように厚いSUSは、市場で入手し難いが、フランジ部材58〜65のように厚みのある鋼や鉄等の金属は、市場で入手し易いため、フランジ部材58〜65の調達を容易に行うことができる。 In addition, a thick SUS such as a flange member is difficult to obtain in the market, but a thick metal such as steel or iron such as the flange members 58 to 65 is easily available in the market. ~ 65 can be easily procured.
なお、触媒コンバータ50aから下流側の図示しない排気管の継手構造は第1の実施の形態と同様であるため、触媒コンバータ50aから下流側の排気系にあっても第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
The joint structure of the exhaust pipe (not shown) on the downstream side from the
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
以上のように、本発明に係る配管の継手構造は、フランジ部材を安価な材料から構成して凝縮水による腐食を防止することができ、製造コストを低減することができるという効果を有し、フランジ部材を介して接続される配管の継手構造等として有用である。 As described above, the joint structure for piping according to the present invention has an effect that the flange member can be made of an inexpensive material to prevent corrosion due to condensed water, and the manufacturing cost can be reduced. This is useful as a joint structure for piping connected via a flange member.
11 エンジン(内燃機関)
13 排気マニホールド(配管)
14 触媒コンバータ用排気管(配管)
15、16、20〜25 フランジ部材
17 フロント排気管(配管)
18 センター排気管(配管)
19 テール排気管(配管)
35、36 屈曲部
41 ディーゼルエンジン(内燃機関)
48 排気マニホールド(配管)
50 触媒コンバータ用排気管(配管)
53 分岐EGR配管(配管)
54 第1のEGR配管(配管)
55 第2のEGR配管(配管)
56 第3のEGR配管(配管)
57 分岐EGR配管(配管)
58〜65 フランジ部材
71、72 屈曲部
11 Engine (Internal combustion engine)
13 Exhaust manifold (piping)
14 Exhaust pipe (piping) for catalytic converter
15, 16, 20-25
18 Center exhaust pipe (pipe)
19 Tail exhaust pipe (pipe)
35, 36
48 Exhaust manifold (piping)
50 Exhaust pipe (piping) for catalytic converter
53 Branch EGR piping (Piping)
54 First EGR piping (piping)
55 Second EGR piping (piping)
56 Third EGR piping (piping)
57 Branch EGR piping (Piping)
58-65
Claims (3)
前記一方の配管の端部内周面に前記他方の配管の端部外周面が当接するように、前記一方の配管の外周端部を前記一方のフランジ部材から前記他方の配管の内周面までに延出し、
前記一方のフランジ部材および前記他方のフランジ部材に対して上流側および下流側の前記一方の配管の端部と前記他方の配管の端部近傍のそれぞれに、少なくとも前記一方の配管の端部と前記他方の配管の端部の下方に突出し、前記フランジ部材の側面と対向する面が前記フランジ部材の側面と当接する凹状の屈曲部を設けたことを特徴とする配管の継手構造。 It has a plurality of pipes into which exhaust gas discharged from the internal combustion engine is introduced, and connects the plurality of pipes by fastening one flange member and the other flange member provided at the outer peripheral end of each pipe In the pipe joint structure
The outer peripheral end of the one pipe is moved from the one flange member to the inner peripheral surface of the other pipe so that the outer peripheral surface of the end of the other pipe contacts the inner peripheral surface of the end of the one pipe. Extension,
At least one end of the one pipe and the end of the one pipe on the upstream side and the downstream side in the vicinity of the end of the other pipe and the one flange member and the other flange member, joint structure of a pipe projecting downwardly of the end of the other pipe, characterized in that the side opposite to the surface of said flange member is provided with a bent portion of concave side surfaces abutting said flange member.
前記フランジ部材は、鋼または鉄によって形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の配管の継手構造。The said flange member is formed with steel or iron, The joint structure of piping of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned.
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