JP5278020B2 - EGR gas cooling device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an EGR gas cooling device insusceptible to corrosion due to condensed water produced during cooling of exhaust gas, wherein an EGR heat exchanger is stored in a cooler storage part provided in a cylinder block of an engine. <P>SOLUTION: The EGR gas cooling device includes the storage part 15 which is integrally provided outside the cylinder block 11 of an internal combustion engine 10 and in which cooling water is distributed, and an exhaust gas heat exchanger 30 stored in the storage part 15 for cooling part of exhaust gas from the internal combustion engine 10 with the cooling water and making it flow to the intake side of the internal combustion engine 10. A gas flow-in portion 31, a heat exchange portion 32 and a gas flow-out portion 33 of the exhaust gas heat exchange part 30 are linearly arranged so that the gas flow-in portion 31 is located on the lower side of the gas flow-out portion 33. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、ＥＧＲ（排気再循環装置）用の排気を冷却するＥＧＲガス冷却装置に関するものである。   The present invention relates to an EGR gas cooling device for cooling exhaust gas for EGR (exhaust gas recirculation device).

従来のＥＧＲガス冷却装置として、例えば特許文献１に示されるものが知られている。即ち、特許文献１のＥＧＲガス冷却装置においては、車両エンジンのシリンダブロックに直接取り付けられて、エンジンの冷却水が流入出するクーラ収容部内に、ＥＧＲガスが流通するＥＧＲ熱交換器が収容さている。   As a conventional EGR gas cooling device, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. That is, in the EGR gas cooling device of Patent Document 1, an EGR heat exchanger through which EGR gas flows is housed in a cooler housing portion that is directly attached to a cylinder block of a vehicle engine and into which engine coolant flows. .

これにより、ＥＧＲガス冷却装置の設置スペースを小さくできると共に、エンジンの冷却水用の配管を不要とすることができるので、配管の振動耐久向上のためのブラッケット等による補強が不要になるとしている。   Thus, the installation space for the EGR gas cooling device can be reduced, and the piping for cooling water for the engine can be made unnecessary, so that reinforcement by a bracket or the like for improving the vibration durability of the piping becomes unnecessary.

特開２００１−１３２５５６号公報JP 2001-132556 A

しかしながら、上記特許文献１に記載のＥＧＲガス冷却装置においては、ＥＧＲガス熱交換器は複数のＥＧＲ中空薄板体（扁平チューブ）が積層されて形成されており、これらＥＧＲ中空薄板体の長手方向が水平方向を向くように配置されているので、ＥＧＲガスが冷却水によって冷却される際にＥＧＲガスから凝縮される凝縮水が、ＥＧＲ中空薄板体に滞留してしまう。   However, in the EGR gas cooling device described in Patent Document 1, the EGR gas heat exchanger is formed by laminating a plurality of EGR hollow thin plates (flat tubes), and the longitudinal direction of these EGR hollow thin plates is Since it arrange | positions so that it may face in a horizontal direction, when EGR gas is cooled with cooling water, the condensed water condensed from EGR gas will retain in an EGR hollow thin plate body.

この凝縮水は、排気ガス中の成分（硫酸、ＮＯｘ等）が濃縮されたものであり、ＥＧＲガス熱交換器に対して強い腐食性を呈する。   This condensed water is obtained by concentrating components (sulfuric acid, NOx, etc.) in the exhaust gas, and exhibits strong corrosiveness to the EGR gas heat exchanger.

本発明の目的は、上記問題に鑑み、ＥＧＲ熱交換器がエンジンのシリンダブロックに設けられたクーラ収容部に収容されるものにおいて、排気ガスの冷却時に生成される凝縮水による腐食の影響を受けにくいＥＧＲガス冷却装置を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is that an EGR heat exchanger is accommodated in a cooler accommodating portion provided in an engine cylinder block, and is affected by corrosion caused by condensed water generated when exhaust gas is cooled. The object is to provide a difficult EGR gas cooling device.

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。   In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.

請求項１に記載の発明では、内燃機関（１０）のシリンダブロック（１１）の外側に一体的に設けられると共に、内燃機関（１０）の冷却水を内部に流入させる冷却水流入部（１３）、および流入された冷却水を内部から流出させる冷却水流出部（１４）を有する収容部（１５）と、
収容部（１５）内に収容されると共に、内燃機関（１０）の排気ガスの一部をガス流入部（３１）から流入させ、冷却水によって熱交換部（３２）にて冷却し、ガス流出部（３３）から内燃機関（１０）の吸気側に流出させる排気ガス熱交換器（３０）とを備えるＥＧＲガス冷却装置において、
ガス流入部（３１）、熱交換部（３２）、およびガス流出部（３３）は、直線的に配置されており、
ガス流入部（３１）は、ガス流出部（３３）よりも下側に位置するように配置され、
ガス流入部（３１）の先端部に流入側フランジ部（３１ａ）が設けられ、
ガス流出部（３３）の先端部に流出側フランジ部（３３ａ）が設けられ、
排気ガス熱交換器（３０）は、両フランジ部（３１ａ、３３ａ）を介して収容部（１５）に取付けされていることを特徴としている。 According to the first aspect of the present invention, the cooling water inflow portion (13) is provided integrally with the outside of the cylinder block (11) of the internal combustion engine (10) and allows the cooling water of the internal combustion engine (10) to flow into the inside. And an accommodating part (15) having a cooling water outflow part (14) for allowing the introduced cooling water to flow out from the inside,
A part of the exhaust gas of the internal combustion engine (10) is caused to flow from the gas inflow part (31) and cooled by the heat exchange part (32) with cooling water, and the gas flows out. In an EGR gas cooling device comprising an exhaust gas heat exchanger (30) that flows out from the section (33) to the intake side of the internal combustion engine (10),
The gas inflow part (31), the heat exchange part (32), and the gas outflow part (33) are arranged linearly,
The gas inflow portion (31) is arranged to be located below the gas outflow portion (33),
An inflow side flange portion (31a) is provided at the tip of the gas inflow portion (31),
An outflow side flange portion (33a) is provided at the tip of the gas outflow portion (33),
Exhaust gas heat exchanger (30) is characterized in that it is attached to the flange portions (31a, 33a) accommodating portion through the (15).

これにより、排気ガス熱交換器（３０）用の冷却水タンクを収容部（１５）として内燃機関（１０）に一体的に設けるようにしているので、内燃機関（１０）に冷却水タンクを固定するための取付けブラケット、締結ボルト等を廃止することができる。   As a result, the cooling water tank for the exhaust gas heat exchanger (30) is integrally provided in the internal combustion engine (10) as the accommodating portion (15), so the cooling water tank is fixed to the internal combustion engine (10). Mounting brackets, fastening bolts, etc. can be eliminated.

また、冷却水流入部（１３）および冷却水流出部（１４）が、内燃機関（１０）に近接して設けられることになるので、内燃機関（１０）から収容部（１５）への冷却水配管を簡素化することができる。   Further, since the cooling water inflow portion (13) and the cooling water outflow portion (14) are provided close to the internal combustion engine (10), the cooling water from the internal combustion engine (10) to the housing portion (15) is provided. Piping can be simplified.

また、排気ガス熱交換器（３０）は、ガス流入部（３１）も含めて収容部（１５）内に収容されることから、ガス流入部（３１）も冷却水によって冷却することができるので、排気ガスに伴う高温時に要求される強度条件を緩和することができ、排気ガス熱交換器（３０）の材料選定が容易となる。   Moreover, since the exhaust gas heat exchanger (30) is accommodated in the accommodating part (15) including the gas inflow part (31), the gas inflow part (31) can also be cooled by the cooling water. The strength conditions required at high temperatures associated with the exhaust gas can be relaxed, and the material selection of the exhaust gas heat exchanger (30) is facilitated.

加えて、排気ガスが熱交換部（３２）で冷却される際に腐食性の凝縮水が生成されても、この凝縮水は重力によって落下してガス流入部（３１）から排気管側へ排出されるようになるので、凝縮水による排気ガス熱交換器（３０）の腐食に対する影響を低減することができる。
請求項２に記載の発明では、収容部（１５）の下側は開口されて、この開口部には水平方向に延びる下側張出部（１５ｂ）が形成されており、
流入側フランジ部（３１ａ）は、下側張出部（１５ｂ）に取付けされて、開口部を閉塞し、
流入側フランジ部（３１ａ）には、ガス流入部（３１）に排気ガスの一部を導く上流側排気バイパス管（２１）が接続されていることを特徴としている。 In addition, even if corrosive condensed water is generated when the exhaust gas is cooled in the heat exchange section (32), the condensed water falls due to gravity and is discharged from the gas inflow section (31) to the exhaust pipe side. Therefore, the influence of the condensed water on the corrosion of the exhaust gas heat exchanger (30) can be reduced.
In the invention according to claim 2, the lower side of the accommodating part (15) is opened, and a lower projecting part (15b) extending in the horizontal direction is formed in the opening part,
The inflow side flange portion (31a) is attached to the lower overhang portion (15b) to close the opening,
An upstream exhaust bypass pipe (21) that guides a part of the exhaust gas to the gas inflow part (31) is connected to the inflow side flange part (31a).

請求項３に記載の発明では、冷却水流入部（１３）、および冷却水流出部（１４）の少なくとも一方は、シリンダブロック（１１）内の冷却水流路（１２）と収容部（１５）の内部とを直接連通するように形成されたことを特徴としている。 In the invention according to claim 3 , at least one of the cooling water inflow portion (13) and the cooling water outflow portion (14) is provided between the cooling water flow path (12) and the accommodating portion (15) in the cylinder block (11). It is characterized by being formed to communicate directly with the interior.

これにより、シリンダブロック（１１）内の冷却水流路（１２）と収容部（１５）内部とを直接接続することができるので、冷却水用の接続配管、固定用のクランプ等を廃止することができる。   Thereby, since the cooling water flow path (12) in the cylinder block (11) and the inside of the accommodating part (15) can be directly connected, the connection pipe for cooling water, the clamp for fixing, etc. can be eliminated. it can.

請求項４に記載の発明では、ガス流出部（３３）の下流側には、流出される排気ガスの流量を調整する流量調整手段（４０）が一体的に形成されており、
流量調整手段（４０）は、収容部（１５）の外側に当接配置されたことを特徴としている。 In the invention according to claim 4 , the flow rate adjusting means (40) for adjusting the flow rate of the exhaust gas to be discharged is integrally formed on the downstream side of the gas outflow portion (33),
The flow rate adjusting means (40) is characterized in that it is disposed in contact with the outside of the accommodating portion (15).

これにより、排気ガス熱交換器（３０）と流量調整手段（４０）との間の排気ガス用の配管を廃止することができる。また、流量調整手段（４０）を収容部（１５）内の冷却水によって冷却することが可能となるので、流量調整手段（４０）の信頼性を向上させることができる。   Thereby, piping for exhaust gas between the exhaust gas heat exchanger (30) and the flow rate adjusting means (40) can be eliminated. Moreover, since it becomes possible to cool the flow volume adjustment means (40) with the cooling water in the accommodating part (15), the reliability of the flow volume adjustment means (40) can be improved.

請求項４に記載の発明に対して、請求項５に記載の発明のように、ガス流出部（３３）の下流側には、内燃機関（１０）の吸気側に接続されるガス配管（２２）が設けるようにしても良く、これにより、流量調整手段（４０）の配置の自由度を大きくすることができる。 In contrast to the invention according to claim 4 , as in the invention according to claim 5 , the gas pipe (22) connected to the intake side of the internal combustion engine (10) is provided downstream of the gas outflow portion (33). ) May be provided, whereby the degree of freedom of arrangement of the flow rate adjusting means (40) can be increased.

請求項６に記載の発明では、熱交換部（３２）は、複数のチューブ（３２ａ）によって形成されたことを特徴としている。 The invention according to claim 6 is characterized in that the heat exchange section (32) is formed by a plurality of tubes (32a).

これにより、排気ガスに対する流通抵抗を小さく抑えた熱交換部（３２）を容易に形成することができる。   Thereby, the heat exchange part (32) which restrained the distribution | circulation resistance with respect to exhaust gas small can be formed easily.

請求項７に記載の発明では、複数のチューブ（３２ａ）は、断面扁平状を成して積層されており、内部にインナーフィン（３２ｂ）が挿入されたことを特徴としている。 The invention according to claim 7 is characterized in that the plurality of tubes (32a) are laminated so as to have a flat cross section, and an inner fin (32b) is inserted therein.

これにより、排気ガス側の熱伝達率を向上させて、熱交換性能を向上することができる。   Thereby, the heat transfer rate on the exhaust gas side can be improved and the heat exchange performance can be improved.

請求項８に記載の発明では、複数のチューブ（３２ａ）は、表面にディンプルが形成されたことを特徴としている。 In the invention according to claim 8 , the plurality of tubes (32a) are characterized in that dimples are formed on the surface.

これにより、上記請求項６に記載の発明と同様に、排気ガス側の熱伝達率を向上させて、熱交換性能を向上することができる。   Thereby, like the invention of the said Claim 6, the heat transfer rate by the side of exhaust gas can be improved, and heat exchange performance can be improved.

請求項９に記載の発明では、冷却水流入部（１３）、および冷却水流出部（１４）は、上下方向に並ぶように形成されており、
熱交換部（３２）の冷却水流入部（１３）、および冷却水流出部（１４）にそれぞれ対応する部位の間には、冷却水流入部（１３）から流入した冷却水が冷却水流出部（１４）へ直接的に流れないように、熱交換部（３２）側に整流する整流部（３２ｄ）が形成されたことを特徴としている。 In the invention according to claim 9 , the cooling water inflow portion (13) and the cooling water outflow portion (14) are formed so as to be lined up and down.
Between the portions corresponding to the cooling water inflow portion (13) and the cooling water outflow portion (14) of the heat exchange portion (32), the cooling water flowing in from the cooling water inflow portion (13) is cooled by the cooling water outflow portion. A rectifying part (32d) for rectification is formed on the heat exchange part (32) side so as not to flow directly to (14).

これにより、冷却水流入部（１３）からより多くの冷却水を熱交換部（３２）側に流すことができるので、熱交換性能を向上することができる。   Thereby, since more cooling water can be flowed to the heat exchange part (32) side from a cooling water inflow part (13), heat exchange performance can be improved.

請求項１０に記載の発明では、ガス流入部（３１）には、排気ガスの熱による熱伸びを吸収するベローズ（３１ｂ）が設けられたことを特徴としている。 The invention according to claim 10 is characterized in that the gas inflow portion (31) is provided with a bellows (31b) that absorbs thermal expansion due to heat of the exhaust gas.

これにより、排気ガスの熱影響を最も受けやすいガス流入部（３１）における熱応力を低減することができるので、ガス流入部（３１）の強度を向上させることができる。   Thereby, since the thermal stress in the gas inflow part (31) which is most susceptible to the heat influence of the exhaust gas can be reduced, the strength of the gas inflow part (31) can be improved.

請求項１１に記載の発明では、ガス流入部（３１）には、外表面積を拡大する凹凸部（３１ｃ）が設けられたことを特徴としている。 The invention according to claim 11 is characterized in that the gas inflow portion (31) is provided with an uneven portion (31c) for expanding the outer surface area.

これにより、ガス流入部（３１）から冷却水側への熱移動量を大きくすることができるので、ガス流入部（３１）に対する冷却効果を向上させることができる。   Thereby, since the amount of heat transfer from the gas inflow part (31) to the cooling water side can be increased, the cooling effect on the gas inflow part (31) can be improved.

請求項１２に記載の発明では、排気ガス熱交換器（３０）は、アルミニウム材から形成されたことを特徴としている。 The invention according to claim 12 is characterized in that the exhaust gas heat exchanger (30) is made of an aluminum material.

これにより、熱伝導に優れ、軽量、安価な排気ガス熱交換器（３０）とすることができる。   Thereby, it can be set as the exhaust gas heat exchanger (30) which is excellent in heat conduction, and is lightweight and cheap.

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。また、特許請求の範囲における括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段に限定して解釈されるものではない。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description mentioned later. Further, the reference numerals in parentheses in the claims are not to be interpreted as being limited to the specific means described in the embodiments described later.

第１実施形態におけるＥＧＲガス冷却装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the EGR gas cooling device in 1st Embodiment. 図１におけるＡ−Ａ部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the AA part in FIG. 図２におけるＢ−Ｂ部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the BB part in FIG. 第１実施形態におけるＥＧＲガス冷却装置の組付け要領を示す分解図である。It is an exploded view which shows the assembly point of the EGR gas cooling device in 1st Embodiment. 第２実施形態におけるＥＧＲガス冷却装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the EGR gas cooling device in 2nd Embodiment. 第３実施形態におけるＥＧＲガス冷却装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the EGR gas cooling device in 3rd Embodiment. 第４実施形態におけるＥＧＲガス冷却装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the EGR gas cooling device in 4th Embodiment. 第５実施形態におけるＥＧＲガス冷却装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the EGR gas cooling device in 5th Embodiment. 第６実施形態におけるＥＧＲガス冷却装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the EGR gas cooling device in 6th Embodiment.

（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係るＥＧＲガス冷却装置１００Ａを、走行用のエンジン１０を搭載する車両（自動車）に適用したものである。以下、図１〜図４を用いて詳細に説明する。図１はＥＧＲガス冷却装置１００Ａを示す断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ部を示す断面図、図３は図２におけるＢ−Ｂ部を示す断面図、図４はＥＧＲガス冷却装置１００Ａの組付け要領を示す分解図である。 (First embodiment)
In the present embodiment, the EGR gas cooling device 100A according to the present invention is applied to a vehicle (automobile) on which the traveling engine 10 is mounted. Hereinafter, it demonstrates in detail using FIGS. 1-4. 1 is a cross-sectional view showing an EGR gas cooling device 100A, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an AA portion in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view showing a BB portion in FIG. 2, and FIG. It is an exploded view which shows the assembly procedure of 100A.

ＥＧＲガス冷却装置１００Ａは、例えばガソリン系のエンジン（内燃機関）１０に形成された収容部１５内に、ＥＧＲガスクーラ３０が収容されて形成されている。ＥＧＲガスクーラ３０は、エンジン１０の排気管（図示せず）から分岐して、エンジン１０の吸気側にバイパス接続されて排気再循環管を形成する排気バイパス管（図示せず）の途中に介在されている。そして、ＥＧＲガスクーラ３０の排気ガス流れ下流側にはバルブユニット４０が設けられている。バルブユニット４０の開閉作動に応じて、排気バイパス管およびＥＧＲガスクーラ３０には、排気ガスの一部（以下、ＥＧＲガス）が流れるようになっている。   The EGR gas cooling device 100A is formed by accommodating an EGR gas cooler 30 in a housing portion 15 formed in, for example, a gasoline engine (internal combustion engine) 10. The EGR gas cooler 30 branches from an exhaust pipe (not shown) of the engine 10 and is interposed in the middle of an exhaust bypass pipe (not shown) bypassed to the intake side of the engine 10 to form an exhaust recirculation pipe. ing. A valve unit 40 is provided on the downstream side of the exhaust gas flow of the EGR gas cooler 30. A part of the exhaust gas (hereinafter referred to as EGR gas) flows through the exhaust bypass pipe and the EGR gas cooler 30 in accordance with the opening / closing operation of the valve unit 40.

図１に示すように、エンジン１０のシリンダブロック１１の壁面内には、図示しないウォータポンプによって冷却水が流通する複数の冷却水流路１２が形成されている。そして、シリンダブロック１１の壁面（側壁）の外側には、筒状を成す収容部１５が一体的に形成されている。ここでは、収容部１５は断面四角状の筒となっている。収容部１５の軸方向は上下を向く方向に設定されており、上下の開口部においてシリンダブロック１１と反対側となる端部には、それぞれシリンダブロック１１から離れるように板状を成して水平方向に延びる上側張出部１５ａ、下側張出部１５ｂが形成されている。   As shown in FIG. 1, a plurality of cooling water passages 12 through which cooling water flows are formed by a water pump (not shown) in the wall surface of the cylinder block 11 of the engine 10. A cylindrical accommodating portion 15 is integrally formed outside the wall surface (side wall) of the cylinder block 11. Here, the accommodating part 15 is a cylinder with a square cross section. The axial direction of the accommodating portion 15 is set in a direction facing up and down, and an end portion on the opposite side of the cylinder block 11 in the upper and lower openings is formed in a plate shape so as to be separated from the cylinder block 11 and horizontally. An upper projecting portion 15a and a lower projecting portion 15b extending in the direction are formed.

また、シリンダブロック１１には、冷却水流路１２と収容部１５の内部とを直接的に連通させる入口流路（冷却水流入部）１３、および出口流路（冷却水流出部）１４が形成されている。入口流路１３、および出口流路１４は、シリンダブロック１１において冷却水流路１２から収容部１５の内部に向けて開口された連通路である。   In addition, the cylinder block 11 is formed with an inlet channel (cooling water inflow portion) 13 and an outlet channel (cooling water outflow portion) 14 that directly communicate the cooling water channel 12 and the inside of the accommodating portion 15. ing. The inlet flow path 13 and the outlet flow path 14 are communication paths opened from the cooling water flow path 12 toward the inside of the accommodating portion 15 in the cylinder block 11.

入口流路１３は、収容部１５の下側であって、ＥＧＲガスクーラ３０の流入側タンク部３１の近傍に形成されている。出口流路１４は、収容部１５の上側であって、ＥＧＲガスクーラ３０の流出側タンク部３３の近傍に形成されている。入口流路１３と出口流路１４は、上下方向に並ぶように配置されている。冷却水流路１２を流通する冷却水は、入口流路１３から収容部１５の内部に流入して、収容部１５の内部を流通した後に、出口流路１４から再び冷却水流路１２に戻るようになっている。   The inlet channel 13 is formed below the accommodating portion 15 and in the vicinity of the inflow side tank portion 31 of the EGR gas cooler 30. The outlet channel 14 is formed on the upper side of the accommodating portion 15 and in the vicinity of the outflow side tank portion 33 of the EGR gas cooler 30. The inlet channel 13 and the outlet channel 14 are arranged in the vertical direction. The cooling water flowing through the cooling water flow path 12 flows into the accommodating portion 15 from the inlet flow path 13, flows through the accommodating portion 15, and then returns from the outlet flow path 14 to the cooling water flow path 12 again. It has become.

次に、ＥＧＲガスクーラ（排気ガス熱交換器）３０の構造について、図２〜図４を加えて説明する。   Next, the structure of the EGR gas cooler (exhaust gas heat exchanger) 30 will be described with reference to FIGS.

ＥＧＲガスクーラ１００Ａは、熱交換部３２、流入側タンク部３１、および流出側タンク部３３を備えている。上記各部材は、例えば熱伝導性に優れるアルミニウム材から形成されており、以下説明する各部材の当接部が互いにろう付けによって接合されている。   The EGR gas cooler 100 </ b> A includes a heat exchange unit 32, an inflow side tank unit 31, and an outflow side tank unit 33. Each of the members is made of, for example, an aluminum material having excellent thermal conductivity, and contact portions of the members described below are joined to each other by brazing.

熱交換部３２は、チューブ３２ａ、インナーフィン３２ｂ、プレート３２ｃ、および整流部３２ｄを備えている。チューブ３２ａは、内部にＥＧＲガスが流通する管部材であり、ＥＧＲガスの流通方向に交差する断面が矩形扁平状に形成されている。チューブ３２ａは、扁平状断面の長辺側の面が互いに対向するように、かつ、隣り合うチューブ３２ａの間に所定寸法の隙間が確保されるように複数（本実施例では４本）積層されている。   The heat exchange unit 32 includes a tube 32a, an inner fin 32b, a plate 32c, and a rectifying unit 32d. The tube 32a is a tube member through which EGR gas flows, and a cross section that intersects the flow direction of the EGR gas is formed in a rectangular flat shape. The tubes 32a are laminated in a plurality (four in this embodiment) so that the long side surfaces of the flat cross-section face each other and a gap of a predetermined dimension is secured between the adjacent tubes 32a. ing.

インナーフィン３２ｂは、ＥＧＲに乱流を発生させてＥＧＲガスと冷却水との熱交換を促進する伝熱部材であり、チューブ３２ａ内に配設されている。インナーフィン３２ｂは、図３に示すように、ＥＧＲガスの流通方向から見た断面形状が矩形波状となるように形成されている。インナーフィン３２ｂとしては、例えば、オフセット型フィン、ストレート型フィン等を採用することができる。   The inner fin 32b is a heat transfer member that generates a turbulent flow in the EGR and promotes heat exchange between the EGR gas and the cooling water, and is disposed in the tube 32a. As shown in FIG. 3, the inner fin 32 b is formed so that a cross-sectional shape viewed from the flow direction of the EGR gas has a rectangular wave shape. As the inner fin 32b, for example, an offset type fin, a straight type fin, or the like can be adopted.

プレート３２ｃは、複数のチューブ３２ａの長手方向の両端部に対応する位置に複数のチューブ孔が穿設された一対の板部材である。一対のプレート３２ｃのチューブ孔には、複数積層されたチューブ３２ａの長手方向の端部がそれぞれ貫通接合されることで、複数のチューブ３２ａは、一対のプレート３２ｃに保持されている。   The plate 32c is a pair of plate members in which a plurality of tube holes are formed at positions corresponding to both longitudinal ends of the plurality of tubes 32a. The plurality of tubes 32a are held by the pair of plates 32c by the end portions in the longitudinal direction of the plurality of stacked tubes 32a being penetrated and joined to the tube holes of the pair of plates 32c, respectively.

整流部３２ｄは、収容部１５内における入口流路１３から出口流路１４へ向かう冷却水の流れを整流する整流手段であり、チューブ３２ａの表面に形成されている。整流部３２ｄは、チューブ３２ａの表面において、入口流路１３に対応する位置と、出口流路１４に対応する位置との間で、かつ入口流路１３の近傍となる位置に形成されている。整流部３２ｄは、チューブ表面から外側に突出する突出部として一体形成されており、その突出形状はチューブ３２ａのシリンダブロック１１側からチューブ３２ａの幅方向（長手方向に直行する方向）の途中位置まで延びている。隣り合うチューブ３２ａの整流部３２ｄは、その突出する先端側で互いに当接して接合されている。また、チューブ３２ａのシリンダブロック１１側に位置する突出整流部３２ｄは、シリンダブロック１１の壁面に近接するように突出している。よって、収容部１５の内部は、互いに接合された整流部３２ｄによって、入口流路１３側と出口流路１４側とが最短距離で繋がることなく、入口流路１３側から一旦、シリンダブロック１１の反対側に迂回して、出口流路１４側に繋がるようになっている。   The rectifying unit 32d is a rectifying unit that rectifies the flow of the cooling water from the inlet channel 13 to the outlet channel 14 in the accommodating unit 15, and is formed on the surface of the tube 32a. The rectifying unit 32d is formed on the surface of the tube 32a between the position corresponding to the inlet flow path 13 and the position corresponding to the outlet flow path 14 and in the vicinity of the inlet flow path 13. The rectifying portion 32d is integrally formed as a protruding portion that protrudes outward from the tube surface, and the protruding shape extends from the cylinder block 11 side of the tube 32a to an intermediate position in the width direction of the tube 32a (a direction orthogonal to the longitudinal direction). It extends. The rectifying portions 32d of the adjacent tubes 32a are in contact with each other on the protruding tip side and joined. Further, the protruding rectification portion 32 d located on the cylinder block 11 side of the tube 32 a protrudes so as to be close to the wall surface of the cylinder block 11. Therefore, the inside of the accommodating part 15 is temporarily connected to the cylinder block 11 from the inlet channel 13 side without the shortest distance between the inlet channel 13 side and the outlet channel 14 side by the rectifying parts 32d joined to each other. It detours to the opposite side and is connected to the outlet channel 14 side.

流入側タンク部（ガス流入部）３１は、各チューブ３２ａにＥＧＲガスを分配供給する漏斗状の部材であり、漏斗状の開口面積の大きい側の端部が、プレート３２ｃの外周端部に接合されている。そして、流入側タンク部３１の漏斗状の開口面積の小さい側の端部には、流入側タンク部３１の軸線（ＥＧＲガスの流通方向）に対して交差する方向に拡がる平板状のフランジ部３１ａが一体的に設けられている。フランジ部３１ａは、収容部１５の下側開口部を閉塞する蓋部材となっており、またＥＧＲガスクーラ３０を下側張出部１５ｂへ取付けるための取付け部となっている。   The inflow side tank portion (gas inflow portion) 31 is a funnel-shaped member that distributes and supplies EGR gas to each tube 32a, and the end portion on the side having a larger funnel-shaped opening area is joined to the outer peripheral end portion of the plate 32c. Has been. And the flat flange part 31a which spreads in the direction which cross | intersects the axis line (circulation direction of EGR gas) of the inflow side tank part 31 in the edge part with a small funnel-shaped opening area of the inflow side tank part 31. Are provided integrally. The flange portion 31a is a lid member that closes the lower opening of the accommodating portion 15, and is an attachment portion for attaching the EGR gas cooler 30 to the lower extension portion 15b.

流出側タンク部（ガス流出部）３３は、各チューブ３２ａから流出するＥＧＲガスを集合させる漏斗状の部材であり、漏斗状の開口面積の大きい側の端部が、プレート３２ｃの外周端部に接合されている。そして、流出側タンク部３３の漏斗状の開口面積の小さい側の端部には、流出側タンク部３１の軸線（ＥＧＲガスの流通方向）に対して交差する方向で、かつ収容部１５の空間内で拡がる平板状のフランジ部３３ａが一体的に設けられている。フランジ部３３ａは、バルブユニット４０の流路部４２（後述）のＥＧＲガス流入側（流路部開口の外周側）に当接するようになっている。   The outflow side tank portion (gas outflow portion) 33 is a funnel-shaped member that collects EGR gas flowing out from each tube 32a, and the end portion on the side having a larger funnel-shaped opening area is formed on the outer peripheral end portion of the plate 32c. It is joined. In addition, the end of the outflow side tank portion 33 on the side having the smaller funnel-shaped opening area is in a direction intersecting with the axis of the outflow side tank portion 31 (the EGR gas flow direction) and the space of the accommodating portion 15. A flat-plate-shaped flange portion 33a that expands inside is integrally provided. The flange portion 33 a comes into contact with the EGR gas inflow side (the outer peripheral side of the flow passage portion opening) of the flow passage portion 42 (described later) of the valve unit 40.

ＥＧＲガスクーラ３０は、流入側タンク部３１、熱交換部３２、および流出側タンク部３３の順に並び、これら各部３１、３２、３３が直線的に配置されており、ＥＧＲガスはＥＧＲガスクーラ３０の内部を真直ぐ流れるようになっている。   The EGR gas cooler 30 is arranged in the order of the inflow side tank unit 31, the heat exchange unit 32, and the outflow side tank unit 33, and these units 31, 32, 33 are arranged linearly. It is designed to flow straight through.

そして、ＥＧＲガスクーラ３０は、流出側タンク部３３に対して、流入側タンク部３１が下側となる姿勢で、収容部１５の内部に収容されている。ここでは、ＥＧＲガスクーラ３０は、チューブ３２ａの長手方向が真直ぐ上下方向を向くようにして、下側張出部１５ｂとフランジ部３１ａとが当接するように収容されている。下側張出部１５ｂとフランジ３１ａとの間にはシール用のＯリング５３が介在されて、ボルト５４によって下側張出部１５ｂとフランジ３１ａとが締結されている。即ち、ＥＧＲガスクーラ３０は、ボルト５４によって下側張出部１５ｂに固定されている。収容部１５の下側開口はフランジ部３１ａによって閉塞されている。   The EGR gas cooler 30 is accommodated inside the accommodating portion 15 with the inflow side tank portion 31 positioned below the outflow side tank portion 33. Here, the EGR gas cooler 30 is accommodated so that the lower overhanging portion 15b and the flange portion 31a are in contact with each other such that the longitudinal direction of the tube 32a is straight in the vertical direction. An O-ring 53 for sealing is interposed between the lower projecting portion 15b and the flange 31a, and the lower projecting portion 15b and the flange 31a are fastened by a bolt 54. That is, the EGR gas cooler 30 is fixed to the lower projecting portion 15 b by the bolt 54. The lower opening of the accommodating portion 15 is closed by the flange portion 31a.

そして、ＥＧＲガスクーラ３０のフランジ部３１ａ（排気側）には、上流側排気バイパス管２１が接続されている。上流側排気バイパス管２１は、長手方向が上下方向を向くようにして、流入側タンク部３１よりも下側に配置されている。上流側排気バイパス管２１の一端側には、フランジ部が形成されており、このフランジ部はシール用のガスケット５１を介して、ボルト５２によってフランジ部３１ａに固定されている。上流側排気バイパス管２１の内部は、流入側タンク部３１の内部に連通している。上流側排気バイパス管２１の他端側は、排気管に接続されており、上流側排気バイパス管２１によってＥＧＲガスがＥＧＲガスクーラ３０内に導かれるようになっている。   The upstream exhaust bypass pipe 21 is connected to the flange portion 31 a (exhaust side) of the EGR gas cooler 30. The upstream side exhaust bypass pipe 21 is disposed below the inflow side tank portion 31 so that the longitudinal direction is directed in the vertical direction. A flange portion is formed on one end side of the upstream side exhaust bypass pipe 21, and this flange portion is fixed to the flange portion 31 a by a bolt 52 through a sealing gasket 51. The inside of the upstream side exhaust bypass pipe 21 communicates with the inside of the inflow side tank portion 31. The other end of the upstream exhaust bypass pipe 21 is connected to the exhaust pipe, and the EGR gas is guided into the EGR gas cooler 30 by the upstream exhaust bypass pipe 21.

バルブユニット４０は、エンジン１０の稼働状態に応じて排気管から排気バイパス管（上流側排気バイパス管２１）を流通するＥＧＲガスの流量を調整する流量調整手段であり、ＥＧＲガスクーラ３０（流出側タンク部３３）のＥＧＲガスの下流側（吸気側）に設けられている。つまり、ここでは、バルブユニット４０は、流出側タンク部３３の上側に配置されている。バルブユニット４０は、ケース４１内に流路部４２、バルブ４３、アクチュエータ４４が設けられて形成されている。   The valve unit 40 is a flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the EGR gas flowing from the exhaust pipe to the exhaust bypass pipe (upstream exhaust bypass pipe 21) according to the operating state of the engine 10, and the EGR gas cooler 30 (outflow side tank). Part 33) is provided downstream of the EGR gas (intake side). That is, here, the valve unit 40 is arranged on the upper side of the outflow side tank portion 33. The valve unit 40 is formed by providing a flow path portion 42, a valve 43, and an actuator 44 in a case 41.

ケース４１は、直方体の箱状を成す容器体であり、流路部４２は、このケース４１自体を貫通する断面円形状の流路として形成されている。バルブ４３は、流路部４２を開閉する円板状の開閉手段であり、アクチュエータ４４の駆動軸に固定されて、流路部４２の内部に収容されている。よってバルブ４３は、アクチュエータ４４によって回動されることで流路部４２を開閉すると共に、開状態においては流路部４２の開度を調節するようになっている。   The case 41 is a container body having a rectangular parallelepiped box shape, and the flow path portion 42 is formed as a circular cross-section flow path penetrating the case 41 itself. The valve 43 is a disk-shaped opening / closing means that opens and closes the flow path portion 42, is fixed to the drive shaft of the actuator 44, and is accommodated inside the flow path portion 42. Thus, the valve 43 is rotated by the actuator 44 to open and close the flow path portion 42 and adjust the opening of the flow path portion 42 in the open state.

バルブユニット４０は、流路部４２の下側開口が流出側タンク部３３の開口部と一致するようにして、収容部１５の上側張出部１５ａとＥＧＲガスクーラ３０のフランジ部３３ａとに当接するように配置されている。流路部４２の下側開口と流出側タンク部３３の開口部との外側となる領域で、フランジ部３３ａとケース４１の下側面との間にはシール用のＯリング５５が介在され、また収容部１５の内週壁とケース４１の下側面との間にはシール用のＯリング５６が介在されて、ボルト５７によって上側張出部１５ａとケース４１の下側面とが締結されている。即ち、バルブユニット４０は、ボルト５７によって上側張出部１５ａに固定されている。収容部１５の上側開口はケース４１によって閉塞されている。   The valve unit 40 comes into contact with the upper overhanging portion 15 a of the accommodating portion 15 and the flange portion 33 a of the EGR gas cooler 30 so that the lower opening of the flow passage portion 42 coincides with the opening of the outflow side tank portion 33. Are arranged as follows. An O-ring 55 for sealing is interposed between the flange portion 33 a and the lower side surface of the case 41 in a region that is outside the lower opening of the flow path portion 42 and the opening portion of the outflow side tank portion 33. An O-ring 56 for sealing is interposed between the inner week wall of the housing portion 15 and the lower surface of the case 41, and the upper projecting portion 15 a and the lower surface of the case 41 are fastened by bolts 57. That is, the valve unit 40 is fixed to the upper overhanging portion 15 a by the bolt 57. The upper opening of the accommodating portion 15 is closed by the case 41.

バルブユニット４０は、ＥＧＲガスクーラ３０の流出側タンク部３３の下流側に一体的に形成されると共に、収容部１５の外側に当接して配置されている。   The valve unit 40 is integrally formed on the downstream side of the outflow side tank portion 33 of the EGR gas cooler 30 and is disposed in contact with the outside of the housing portion 15.

また、収容部１５の内部は、冷却水流路１２から入口流路１３を介して冷却水で満たされ、ＥＧＲガスクーラ３０はその全体（流入側タンク部３１、熱交換部３２、および流出側タンク部３３）が収容部１５内で冷却水に漬るようになっている。   The interior of the accommodating portion 15 is filled with cooling water from the cooling water passage 12 through the inlet passage 13, and the EGR gas cooler 30 is entirely (inflow side tank portion 31, heat exchange portion 32, and outflow side tank portion. 33) is immersed in the cooling water in the accommodating part 15.

次に、上記構成に基づくＥＧＲガス冷却装置１００Ａの作動、および作用効果について説明する。   Next, the operation and effects of the EGR gas cooling device 100A based on the above configuration will be described.

本実施形態のＥＧＲガス冷却装置１００Ａにおいては、バルブユニット４０の流路部４２がバルブ４３によって開かれると、排気の一部であるＥＧＲガスが上流側排気バイパス管２１、流入側タンク部３１から流入する。流入側タンク部３１に流入したＥＧＲガスは各チューブ３２ａに分配され、各チューブ３２ａを流通する。そして、各チューブ３２ａを通過したＥＧＲガスは、流出側タンク部３３で集合され、流路部４２（バルブ４３）を通りエンジン１０の吸気側に供給される。   In the EGR gas cooling device 100A of the present embodiment, when the flow path portion 42 of the valve unit 40 is opened by the valve 43, EGR gas that is a part of the exhaust gas flows from the upstream side exhaust bypass pipe 21 and the inflow side tank portion 31. Inflow. The EGR gas that has flowed into the inflow side tank unit 31 is distributed to each tube 32a and flows through each tube 32a. Then, the EGR gas that has passed through each tube 32 a is collected in the outflow side tank unit 33, passes through the flow path unit 42 (valve 43), and is supplied to the intake side of the engine 10.

一方、エンジン１０の冷却水は、冷却水流路１２から入口流路１３を介して収容部１５の内部に流入し、流入した冷却水は図１に示すように、整流部３２ｄに沿って一旦チューブ３２ａの幅方向に流れ、整流部３２ｄを超えると、出口流路１４を介して冷却水流路１２に戻る。この冷却水は、収容部１５内においてチューブ３２ａの外側表面を流れることになる。   On the other hand, the cooling water of the engine 10 flows into the accommodating portion 15 from the cooling water passage 12 through the inlet passage 13, and the inflowing cooling water is once tubed along the rectifying portion 32d as shown in FIG. If it flows in the width direction of 32a and exceeds the rectification part 32d, it will return to the cooling water flow path 12 via the exit flow path 14. This cooling water flows on the outer surface of the tube 32 a in the accommodating portion 15.

この時、チューブ３２ａ内を流通するＥＧＲガスと、チューブ３２ａの外側表面を流通する冷却水との間で熱交換が行なわれて、ＥＧＲガスは冷却される。そして、上記のように冷却されたＥＧＲガスは、エンジン１０の吸気側に供給される。   At this time, heat exchange is performed between the EGR gas flowing through the tube 32a and the cooling water flowing through the outer surface of the tube 32a, thereby cooling the EGR gas. The EGR gas cooled as described above is supplied to the intake side of the engine 10.

本実施形態では、ＥＧＲガスクーラ３０用の冷却水タンクを収容部１５としてエンジン１０に一体的に設けるようにしているので、エンジン１０に冷却水タンクを固定するための取付けブラケット、締結ボルト等を廃止することができる。   In this embodiment, since the cooling water tank for the EGR gas cooler 30 is integrally provided in the engine 10 as the accommodating portion 15, the mounting bracket, the fastening bolt, and the like for fixing the cooling water tank to the engine 10 are eliminated. can do.

また、冷却水用の入口流路１３、および出口流路１４を、シリンダブロック１１内の冷却水流路１２と収容部１５の内部とを直接連通させるように形成しているので、冷却水用の接続配管、固定用のクランプ等を廃止することができる。   Further, the cooling water inlet channel 13 and the outlet channel 14 are formed so as to directly connect the cooling water channel 12 in the cylinder block 11 and the inside of the accommodating portion 15. Connection piping, fixing clamps, etc. can be eliminated.

また、ＥＧＲガスクーラ３０は、流入側タンク部３１（流出側タンク部３３）も含めて全体が収容部１５内に収容されることから、流入側タンク部３１も冷却水によって冷却することができるので、ＥＧＲガスに伴う高温時に要求される強度条件を緩和することができ、ＥＧＲガスクーラ３０の材料選定が容易となる。   Further, since the entire EGR gas cooler 30 including the inflow side tank portion 31 (outflow side tank portion 33) is accommodated in the accommodating portion 15, the inflow side tank portion 31 can also be cooled by the cooling water. Further, the strength condition required at the high temperature accompanying the EGR gas can be relaxed, and the material selection of the EGR gas cooler 30 becomes easy.

加えて、ＥＧＲガスが熱交換部３２で冷却される際に腐食性の凝縮水が生成されても、流入側タンク部３１、熱交換部３２、流出側タンク部３３を直線的に配置すると共に、流入側タンク部３１を流出側タンク部３３よりも下側に配置しているので、生成される凝縮水は重力によって落下して流入側タンク部３１から排気管側へ排出されるようになる。よって、凝縮水によるＥＧＲガスクーラ３０の腐食に対する影響を低減することができる。   In addition, even if corrosive condensed water is generated when the EGR gas is cooled by the heat exchange unit 32, the inflow side tank unit 31, the heat exchange unit 32, and the outflow side tank unit 33 are arranged linearly. Since the inflow side tank unit 31 is disposed below the outflow side tank unit 33, the generated condensed water falls by gravity and is discharged from the inflow side tank unit 31 to the exhaust pipe side. . Therefore, the influence with respect to the corrosion of the EGR gas cooler 30 by condensed water can be reduced.

上記のように、流入側タンク部３１における高温時強度条件緩和の効果、および腐食影響低減の効果により、従来のＥＧＲガスクーラ３０は通常、対強度性、耐腐食性に優れるステンレス材によって形成されていたが、本実施形態のようにアルミニウム材による対応が可能となる。よって、軽量、安価、かつアルミニウム材の高伝導性の長所を生かした熱交換性能に優れるＥＧＲガスクーラ３０とすることができる。   As described above, the conventional EGR gas cooler 30 is usually formed of a stainless material having excellent strength and corrosion resistance due to the effect of relaxing the high-temperature strength condition in the inflow side tank portion 31 and the effect of reducing the corrosion influence. However, it is possible to cope with an aluminum material as in this embodiment. Therefore, the EGR gas cooler 30 that is lightweight, inexpensive, and has excellent heat exchange performance utilizing the high conductivity of the aluminum material can be obtained.

また、流出側タンク部３３の下流側にバルブユニット４０を一体的に形成し、バルブユニット４０が収容部１５の外側に当接配置されるようにしているので、ＥＧＲガスクーラ３０とバルブユニット４０との間の排気ガス用の配管を廃止することができる。また、バルブユニット４０を収容部１５内の冷却水によって冷却することが可能となるので、バルブユニット４０の信頼性を向上させることができる。   In addition, since the valve unit 40 is integrally formed on the downstream side of the outflow side tank portion 33 and the valve unit 40 is disposed in contact with the outside of the accommodating portion 15, the EGR gas cooler 30, the valve unit 40, The exhaust gas piping between the two can be eliminated. Further, since the valve unit 40 can be cooled by the cooling water in the accommodating portion 15, the reliability of the valve unit 40 can be improved.

また、ＥＧＲガスクーラ３０の熱交換部３２は、複数のチューブ３２ａによって形成されるようにしているので、ＥＧＲガスに対する流通抵抗を小さく抑えた熱交換部３２を容易に形成することができる。   Moreover, since the heat exchanging part 32 of the EGR gas cooler 30 is formed by a plurality of tubes 32a, it is possible to easily form the heat exchanging part 32 that suppresses the flow resistance against the EGR gas.

更に、チューブ３２ａを断面扁平状に形成して複数積層すると共に、チューブ３２ａの内部にインナーフィン３２ｂを挿入するようにしているので、乱流効果によるＥＧＲガス側の熱伝達率を向上させて、熱交換性能を向上することができる。   Furthermore, since the tube 32a is formed in a flat cross section and laminated, and the inner fin 32b is inserted into the tube 32a, the heat transfer coefficient on the EGR gas side due to the turbulent flow effect is improved, Heat exchange performance can be improved.

また、入口流路１３、および出口流路１４を上下方向に並ぶように配置し、熱交換部３２の入口流路１３、および出口流路１４にそれぞれ対応する部位の間に整流部３２ｄを設けるようにしているので、入口流路１３から流入した冷却水が出口流路１４へ直接的に流れることがなく、入口流路１３からより多くの冷却水を熱交換部３２側に流すことができ、熱交換性能を向上することができる。   In addition, the inlet channel 13 and the outlet channel 14 are arranged so as to be arranged in the vertical direction, and a rectifying unit 32d is provided between portions corresponding to the inlet channel 13 and the outlet channel 14 of the heat exchange unit 32, respectively. Therefore, the cooling water flowing in from the inlet channel 13 does not flow directly to the outlet channel 14, and more cooling water can flow from the inlet channel 13 to the heat exchange section 32 side. The heat exchange performance can be improved.

更に、上記のように、ＥＧＲガスクーラ３０は、流入側タンク部３１も含めて全体が収容部１５内に収容されて流入側タンク部３１も冷却水によって冷却される点、および整流部３２ｄによって流入側タンク部３１、および熱交換部３２のＥＧＲガス上流側に冷却水が充分流れるようになる点より、冷却水流量不足によるＥＧＲガス上流側の冷却水の局部沸騰を防止することができる。   Furthermore, as described above, the EGR gas cooler 30 including the inflow side tank portion 31 is entirely accommodated in the accommodating portion 15 and the inflow side tank portion 31 is also cooled by the cooling water, and the rectification portion 32d flows in. From the point that the cooling water sufficiently flows to the EGR gas upstream side of the side tank portion 31 and the heat exchanging portion 32, local boiling of the cooling water upstream of the EGR gas due to insufficient cooling water flow rate can be prevented.

（第２実施形態）
第２実施形態のＥＧＲガス冷却装置１００Ｂを図５に示す。第２実施形態のＥＧＲガス冷却装置１００Ｂは、上記第１実施形態のＥＧＲガス冷却装置１００Ａに対して、収容部１５、およびＥＧＲガスクーラ３０の形状を変更したものである。 (Second Embodiment)
An EGR gas cooling device 100B of the second embodiment is shown in FIG. The EGR gas cooling device 100B according to the second embodiment is obtained by changing the shapes of the accommodating portion 15 and the EGR gas cooler 30 with respect to the EGR gas cooling device 100A according to the first embodiment.

収容部１５は、底部１５ｃを一体的に備えた有底筒状に形成されており、底部１５ｃの中心部分に収容部１５の内部と外部とを連通させる連通孔１５ｄが設けられている。連通孔１５ｄは、流入側タンク部３１の開口部と同等の大きさで開口している。   The accommodating portion 15 is formed in a bottomed cylindrical shape integrally provided with a bottom portion 15c, and a communication hole 15d that communicates the inside and the outside of the accommodating portion 15 is provided in the central portion of the bottom portion 15c. The communication hole 15 d opens with the same size as the opening of the inflow side tank portion 31.

一方、ＥＧＲガスクーラ３０のガス流入部３１のフランジ部３１ａは、流出側タンク部３３のフランジ部３３ａと同様に、収容部１５内に収容される大きさに拡がっている。   On the other hand, the flange portion 31 a of the gas inflow portion 31 of the EGR gas cooler 30 is expanded to be accommodated in the accommodation portion 15, similarly to the flange portion 33 a of the outflow side tank portion 33.

ＥＧＲガスクーラ３０は、収容部１５の上側からチューブ３２ａの長手方向が真直ぐ上下方向を向くように挿入され、底部１５ｃの連通孔１５ｄが流入側タンク部３１の開口部と一致するように、かつ、底部１５ｃとフランジ部３１ａとが当接するように収容されている。底部１５ｃとフランジ３１ａとの間にはシール用のＯリング５３が介在されている。そして、上記第１実施形態と同様にＥＧＲガスクーラ３０の上側からバルブユニット４０が固定されている。よって、ＥＧＲガスクーラ３０は、底部１５ｃとバルブユニット４０（ケース４１の下側面）とに挟まれるようにして固定されている。   The EGR gas cooler 30 is inserted from the upper side of the accommodating portion 15 so that the longitudinal direction of the tube 32a is straight in the vertical direction, the communication hole 15d of the bottom portion 15c is aligned with the opening of the inflow side tank portion 31, and The bottom portion 15c and the flange portion 31a are accommodated so as to contact each other. An O-ring 53 for sealing is interposed between the bottom portion 15c and the flange 31a. And the valve unit 40 is being fixed from the upper side of the EGR gas cooler 30 similarly to the said 1st Embodiment. Therefore, the EGR gas cooler 30 is fixed so as to be sandwiched between the bottom portion 15c and the valve unit 40 (the lower surface of the case 41).

これにより、収容部１５に対してＥＧＲガスクーラ３０、およびバルブユニット４０を同一方向で組付けすることが可能となり、組付け性を向上させることができる。   Thereby, it becomes possible to assemble the EGR gas cooler 30 and the valve unit 40 in the same direction with respect to the accommodating portion 15, and the assemblability can be improved.

また、収容部１５に底部１５ｃを一体的に設けるようにしているので、第１実施形態のようなボルト５４による固定をなくすことができる。   Further, since the bottom portion 15c is integrally provided in the housing portion 15, the fixing by the bolt 54 as in the first embodiment can be eliminated.

（第３実施形態）
第３実施形態のＥＧＲガス冷却装置１００Ｃを図６に示す。第３実施形態のＥＧＲガス冷却装置１００Ｃは、上記第１実施形態のＥＧＲガス冷却装置１００Ａにおけるシリンダブロック１１に形成された冷却水の出口流路１４に代えて、収容部１５に冷却水パイプ１５ｈを設け、冷却水パイプ１５ｈを介して冷却水を収容部１５の内部から流出させるものである。 (Third embodiment)
An EGR gas cooling device 100C of the third embodiment is shown in FIG. The EGR gas cooling device 100C according to the third embodiment replaces the cooling water outlet passage 14 formed in the cylinder block 11 of the EGR gas cooling device 100A according to the first embodiment with a cooling water pipe 15h in the accommodating portion 15. The cooling water flows out from the inside of the accommodating part 15 through the cooling water pipe 15h.

反シリンダブロック側となる収容部１５の側壁１５ｅの流出側タンク部３３の近傍には、収容部１５の内部と外部とを連通させる開口部１５ｆが形成されている。そして、一端側にフランジ部の形成された冷却水パイプ１５ｈが開口部１５ｆに位置合わせされて、側壁１５ｅとフランジ部との間にシール用のシール部材１５ｇが介在されて、冷却水パイプ１５ｈは側壁１５ｅに固定されている。   In the vicinity of the outflow side tank portion 33 on the side wall 15e of the accommodating portion 15 on the side opposite to the cylinder block, an opening portion 15f that connects the inside and the outside of the accommodating portion 15 is formed. Then, a cooling water pipe 15h having a flange portion formed on one end side is aligned with the opening 15f, a sealing member 15g for sealing is interposed between the side wall 15e and the flange portion, and the cooling water pipe 15h is It is fixed to the side wall 15e.

冷却水パイプ１５ｈは、例えばエンジン１０の外部冷却水回路に配設される暖房用ヒータコア（図示せず）の冷却水流入側に接続されている。よって、冷却水は、冷却水流路１２から入口流路１３、収容部１５の内部を流通して、冷却水パイプ１５ｈからヒータコアを通り、エンジン１０に戻る。   The cooling water pipe 15h is connected to a cooling water inflow side of a heater core (not shown) disposed in the external cooling water circuit of the engine 10, for example. Therefore, the cooling water flows from the cooling water flow path 12 through the inlet flow path 13 and the inside of the housing portion 15, passes through the heater core from the cooling water pipe 15 h, and returns to the engine 10.

本実施形態では、ＥＧＲガスとの熱交換によって温度上昇する冷却水をヒータコアに供給することで、ヒータコアの暖房性能を向上させることができる。   In the present embodiment, the heating performance of the heater core can be improved by supplying the heater core with cooling water whose temperature rises by heat exchange with the EGR gas.

尚、本実施形態では、入口流路１３と冷却水パイプ１５ｈの開口部１５ｆが収容部１５において対角上に位置させることができるので、収容部１５内全体をよぎるように冷却水を流通させることができ、整流部３２ｄを廃止しても良い。   In the present embodiment, the inlet channel 13 and the opening 15 f of the cooling water pipe 15 h can be positioned diagonally in the accommodating portion 15, so that the cooling water flows through the entire accommodating portion 15. The rectifying unit 32d may be eliminated.

（第４実施形態）
第４実施形態のＥＧＲガス冷却装置１００Ｄを図７に示す。第４実施形態のＥＧＲガス冷却装置１００Ｄは、上記第１実施形態のＥＧＲガス冷却装置１００Ａに対して、バルブユニット４０を廃止して、下流側排気バイパス管２２を設けたものである。 (Fourth embodiment)
FIG. 7 shows an EGR gas cooling device 100D of the fourth embodiment. In the EGR gas cooling device 100D of the fourth embodiment, the valve unit 40 is abolished and a downstream side exhaust bypass pipe 22 is provided with respect to the EGR gas cooling device 100A of the first embodiment.

バルブユニット４０は、上記第１実施形態のようにＥＧＲガスクーラ３０と一体的に形成される必要は無く、ここでは、バルブユニット４０をエンジン１０の吸気側に移設して、下流側排気バイパス管２２がボルト５７によって収容部１５の上側張出部１５ａに固定されるようにしている。つまり、バルブユニット（図７では図示省略）は、下流側排気バイパス管２２の更に下流側に設けられることになる。   The valve unit 40 does not need to be formed integrally with the EGR gas cooler 30 as in the first embodiment. Here, the valve unit 40 is moved to the intake side of the engine 10 and the downstream side exhaust bypass pipe 22 is moved. Is fixed to the upper overhanging portion 15 a of the housing portion 15 by a bolt 57. That is, the valve unit (not shown in FIG. 7) is provided further downstream of the downstream side exhaust bypass pipe 22.

これにより、バルブユニットの搭載位置の自由度を向上させることができる。   Thereby, the freedom degree of the mounting position of a valve unit can be improved.

（第５実施形態）
第５実施形態のＥＧＲガス冷却装置１００Ｅを図８に示す。第５実施形態のＥＧＲガス冷却装置１００Ｅは、上記第１実施形態のＥＧＲガス冷却装置１００Ａに対して、流入側タンク部３１にベローズ３１ｂを設けたものである。 (Fifth embodiment)
FIG. 8 shows an EGR gas cooling device 100E according to the fifth embodiment. The EGR gas cooling device 100E according to the fifth embodiment is provided with a bellows 31b in the inflow side tank portion 31 with respect to the EGR gas cooling device 100A according to the first embodiment.

ベローズ３１ｂは、蛇腹状の管部であり、流入側タンク部３１の漏斗状の開口面積の小さい側の端部とフランジ部３１ａとの間に形成されている。   The bellows 31b is a bellows-like pipe part, and is formed between the end part of the inflow side tank part 31 on the side having a small opening area and the flange part 31a.

これにより、排気ガスの熱影響を最も受けやすい流入側タンク部３１において、ＥＧＲガスの熱による流入側タンク部３１の熱伸びを吸収することができ、熱伸びによって発生する熱応力を低減することができるので、流入側タンク部３１の強度を向上させることができる。   Thereby, in the inflow side tank unit 31 that is most susceptible to the heat influence of the exhaust gas, the thermal expansion of the inflow side tank unit 31 due to the heat of the EGR gas can be absorbed, and the thermal stress generated by the thermal expansion is reduced. Therefore, the strength of the inflow side tank unit 31 can be improved.

（第６実施形態）
第６実施形態のＥＧＲガス冷却装置１００Ｆを図９に示す。第５実施形態のＥＧＲガス冷却装置１００Ｆは、上記第１実施形態のＥＧＲガス冷却装置１００Ａに対して、流入側タンク部３１に凹凸部３１ｃを設けたものである。 (Sixth embodiment)
An EGR gas cooling device 100F of the sixth embodiment is shown in FIG. The EGR gas cooling device 100F according to the fifth embodiment is obtained by providing the inflow side tank portion 31 with an uneven portion 31c with respect to the EGR gas cooling device 100A according to the first embodiment.

凹凸部３１ｃは、漏斗状の流入側タンク部３１の周方向に突出する部分と、周方向にへこむ部分とが流入側タンク部３１の軸方向に交互に繰り返されるように形成されている。凹凸部３１ｃは、上記形状に限らず、例えば、円形状の凹部および／あるいは凸部が流入側タンク部３１の表面に複数設けられたものとしても良い。   The concavo-convex portion 31 c is formed such that a portion protruding in the circumferential direction of the funnel-shaped inflow side tank portion 31 and a portion recessed in the circumferential direction are alternately repeated in the axial direction of the inflow side tank portion 31. The uneven portion 31 c is not limited to the shape described above, and, for example, a plurality of circular concave portions and / or convex portions may be provided on the surface of the inflow side tank portion 31.

これにより、流入側タンク部３１の外表面積を拡大できるので、流入側タンク部３１から冷却水側への熱移動量を大きくすることができ、流入側タンク部３１に対する冷却効果を向上させることができる。   Thereby, since the outer surface area of the inflow side tank part 31 can be expanded, the amount of heat transfer from the inflow side tank part 31 to the cooling water side can be increased, and the cooling effect on the inflow side tank part 31 can be improved. it can.

（その他の実施形態）
上記第１〜第６実施形態では、ＥＧＲガスクーラ３０はチューブ３２ａの長手方向が真直ぐ上下方向を向くように収容部１５内に収容されるものとして説明したが、流入側タンク部３１が流出側タンク部３３よりも下側に位置するようにすれば良く、傾いた姿勢で収容部１５内に収容されるようにしても良い。つまり、ＥＧＲガスから生成される凝縮水が重力によって落下して流入側タンク部３１から排気管側へ排出されるようにすれば良い。 (Other embodiments)
In the first to sixth embodiments described above, the EGR gas cooler 30 is described as being housed in the housing portion 15 so that the longitudinal direction of the tube 32a is straight up and down, but the inflow side tank portion 31 is the outflow side tank. It may be positioned below the portion 33, and may be accommodated in the accommodating portion 15 in an inclined posture. That is, the condensed water generated from the EGR gas may be dropped by gravity and discharged from the inflow side tank unit 31 to the exhaust pipe side.

また、収容部１５はシリンダブロック１１に一体的に形成されるものとして説明したが、これに限らず、収容部１５を別部品として成形しておいて、シリンダブロック１１に締結部材（ボルト等）で機械的に組付けて成形するようにしても良い。   Further, the housing portion 15 has been described as being integrally formed with the cylinder block 11, but the present invention is not limited to this, and the housing portion 15 is formed as a separate part, and a fastening member (such as a bolt) is attached to the cylinder block 11. And may be formed by mechanical assembly.

また、第３実施形態では、第１実施形態に対して冷却水の出口流路１４を収容部１５内部から外部冷却水回路に接続される冷却水パイプ１５ｈに変更した場合を説明したが、これに代えて、シリンダブロック１１内に形成された入口流路１３に代えて、外部冷却水回路から収容部１５内部に接続される冷却水パイプを設けたものとしても良い。さらに、外部冷却水回路から冷却水パイプを介して収容部１５内部に冷却水を流出入させるものとしてもよい。   Moreover, although 3rd Embodiment demonstrated the case where the outlet flow path 14 of cooling water was changed into the cooling water pipe 15h connected to an external cooling water circuit from the inside of the accommodating part 15 with respect to 1st Embodiment, this is demonstrated. Instead of this, instead of the inlet channel 13 formed in the cylinder block 11, a cooling water pipe connected from the external cooling water circuit to the inside of the accommodating portion 15 may be provided. Furthermore, it is good also as what makes a cooling water flow in and out of the accommodating part 15 through a cooling water pipe from an external cooling water circuit.

また、ＥＧＲガスクーラ３０は、複数の扁平状のチューブ３２ａが積層される積層型の熱交換器として説明したが、これに限らず、複数の丸チューブを束ねたような、いわゆるシェルアンドチューブ型の熱交換器としても良い。   The EGR gas cooler 30 has been described as a stacked heat exchanger in which a plurality of flat tubes 32a are stacked. However, the EGR gas cooler 30 is not limited to this, and is a so-called shell and tube type in which a plurality of round tubes are bundled. It is good also as a heat exchanger.

また、チューブ３２ａの内部にインナーフィン３２ｂを挿入したものとしたが、インナーフィン３２ｂは廃止しても良い。あるいは、インナーフィン３２ｂに代えて、チューブ３２ａの表面に複数のディンプルが形成されたものとしても良い。ディンプルによりＥＧＲガスに対する乱流効果を得ることができ、インナーフィン３２ｂと同様の効果を得ることができる。   Moreover, although the inner fin 32b was inserted in the tube 32a, the inner fin 32b may be abolished. Alternatively, instead of the inner fin 32b, a plurality of dimples may be formed on the surface of the tube 32a. Due to the dimples, a turbulent flow effect on the EGR gas can be obtained, and the same effect as that of the inner fin 32b can be obtained.

また、チューブ３２ａの整流部３２ｄは、チューブ３２ａ表面に一体形成されるものとして説明したが、これに限らず、別部材を接合したものとしても良い。また、第３実施形態で述べたように、収容部１５内における冷却水の流れ方向を考慮して、整流部３２ｄを廃止しても良い。   Moreover, although the rectification | straightening part 32d of the tube 32a was demonstrated as what is integrally formed in the tube 32a surface, it is good not only as this but what joined another member. Further, as described in the third embodiment, the rectifying unit 32d may be eliminated in consideration of the flow direction of the cooling water in the housing unit 15.

また、ＥＧＲガスクーラ３０は、アルミニウム材から形成される熱交換器としたが、材質はこれに限定されるものでは無く、ステンレス材等、他の材料から形成されるものとしても良い。   Further, although the EGR gas cooler 30 is a heat exchanger formed of an aluminum material, the material is not limited to this, and may be formed of another material such as a stainless material.

また、ＥＧＲガス冷却装置１００Ａ〜１００Ｆにおける対象エンジンをガソリン系のエンジン１０として説明したが、ディーゼル系のエンジンを対象としても良い。   Moreover, although the target engine in EGR gas cooling device 100A-100F was demonstrated as the gasoline engine 10, it is good also considering a diesel engine.

１０ エンジン（内燃機関）
１１ シリンダブロック
１２ 冷却水流路
１３ 入口流路（冷却水流入部）
１４ 出口流路（冷却水流出部）
１５ 収容部
２２ 下流側排気バイパス管（ガス配管）
３０ ＥＧＲガスクーラ（排気ガス熱交換器）
３１ 流入側タンク部（ガス流入部）
３１ｂ ベローズ
３１ｃ 凹凸部
３２ 熱交換部
３２ａ チューブ
３２ｂ インナーフィン
３２ｄ 整流部
３３ 流出側タンク部（ガス流出部）
４０ バルブユニット（流量調整手段）
１００Ａ〜１００Ｆ ＥＧＲガス冷却装置 10 Engine (Internal combustion engine)
11 Cylinder block 12 Cooling water flow path 13 Inlet flow path (cooling water inflow part)
14 Outlet channel (cooling water outflow part)
15 Housing 22 Downstream exhaust bypass pipe (gas pipe)
30 EGR gas cooler (exhaust gas heat exchanger)
31 Inlet tank section (gas inflow section)
31b Bellows 31c Concavity and convexity part 32 Heat exchange part 32a Tube 32b Inner fin 32d Rectification part 33 Outflow side tank part (gas outflow part)
40 Valve unit (flow rate adjusting means)
100A-100F EGR gas cooling device

Claims (12)

内燃機関（１０）のシリンダブロック（１１）の外側に一体的に設けられると共に、前記内燃機関（１０）の冷却水を内部に流入させる冷却水流入部（１３）、および流入された前記冷却水を内部から流出させる冷却水流出部（１４）を有する収容部（１５）と、
前記収容部（１５）内に収容されると共に、前記内燃機関（１０）の排気ガスの一部をガス流入部（３１）から流入させ、前記冷却水によって熱交換部（３２）にて冷却し、ガス流出部（３３）から前記内燃機関（１０）の吸気側に流出させる排気ガス熱交換器（３０）とを備えるＥＧＲガス冷却装置において、
前記ガス流入部（３１）、前記熱交換部（３２）、および前記ガス流出部（３３）は、
直線的に配置されており、
前記ガス流入部（３１）は、前記ガス流出部（３３）よりも下側に位置するように配置され、
前記ガス流入部（３１）の先端部に流入側フランジ部（３１ａ）が設けられ、
前記ガス流出部（３３）の先端部に流出側フランジ部（３３ａ）が設けられ、
前記排気ガス熱交換器（３０）は、前記両フランジ部（３１ａ、３３ａ）を介して前記収容部（１５）に取付けされていることを特徴とするＥＧＲガス冷却装置。 A cooling water inflow portion (13) that is integrally provided outside the cylinder block (11) of the internal combustion engine (10) and that allows the cooling water of the internal combustion engine (10) to flow therein, and the cooling water that has flowed in. An accommodating portion (15) having a cooling water outflow portion (14) for allowing the water to flow out from the inside;
While being accommodated in the accommodating part (15), a part of the exhaust gas of the internal combustion engine (10) is caused to flow from the gas inflow part (31), and is cooled by the cooling water in the heat exchange part (32). In an EGR gas cooling device comprising an exhaust gas heat exchanger (30) that flows out from the gas outflow part (33) to the intake side of the internal combustion engine (10),
The gas inflow part (31), the heat exchange part (32), and the gas outflow part (33) are:
Are arranged in a straight line,
The gas inflow part (31) is arranged to be located below the gas outflow part (33),
An inflow side flange portion (31a) is provided at the tip of the gas inflow portion (31),
An outflow side flange portion (33a) is provided at the tip of the gas outflow portion (33),
The exhaust gas heat exchanger (30), said flange portions (31a, 33a) EGR gas cooling apparatus characterized by being attached to the housing part via (15). 前記収容部（１５）の下側は開口されて、この開口部には水平方向に延びる下側張出部（１５ｂ）が形成されており、  The lower part of the accommodating part (15) is opened, and a lower projecting part (15b) extending in the horizontal direction is formed in the opening part,
前記流入側フランジ部（３１ａ）は、前記下側張出部（１５ｂ）に取付けされて、前記開口部を閉塞し、  The inflow side flange portion (31a) is attached to the lower overhang portion (15b) to close the opening,
前記流入側フランジ部（３１ａ）には、前記ガス流入部（３１）に前記排気の一部を導く上流側排気バイパス管（２１）が接続されていることを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲガス冷却装置。  The upstream side exhaust bypass pipe (21) for guiding a part of the exhaust gas to the gas inflow part (31) is connected to the inflow side flange part (31a). EGR gas cooling device. 前記冷却水流入部（１３）、および前記冷却水流出部（１４）の少なくとも一方は、前記シリンダブロック（１１）内の冷却水流路（１２）と前記収容部（１５）の内部とを直接連通するように形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＥＧＲガス冷却装置。 At least one of the cooling water inflow portion (13) and the cooling water outflow portion (14) directly communicates the cooling water flow path (12) in the cylinder block (11) and the inside of the accommodating portion (15). The EGR gas cooling device according to claim 1 , wherein the EGR gas cooling device is configured to be configured to do so. 前記ガス流出部（３３）の下流側には、前記流出される排気ガスの流量を調整する流量調整手段（４０）が一体的に形成されており、
前記流量調整手段（４０）は、前記収容部（１５）の外側に当接配置されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のＥＧＲガス冷却装置。 On the downstream side of the gas outflow part (33), a flow rate adjusting means (40) for adjusting the flow rate of the exhaust gas to be discharged is integrally formed,
The EGR gas cooling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the flow rate adjusting means (40) is disposed in contact with the outside of the accommodating portion (15). 前記ガス流出部（３３）の下流側には、前記内燃機関（１０）の吸気側に接続されるガス配管（２２）が設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のＥＧＲガス冷却装置。 The gas pipe (22) connected to the intake side of the internal combustion engine (10) is provided downstream of the gas outflow portion (33) . EGR gas cooling device according to one. 前記熱交換部（３２）は、複数のチューブ（３２ａ）によって形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のＥＧＲガス冷却装置。 The EGR gas cooling device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the heat exchange part (32) is formed by a plurality of tubes (32a). 複数の前記チューブ（３２ａ）は、断面扁平状を成して積層されており、内部にインナーフィン（３２ｂ）が挿入されたことを特徴とする請求項６に記載のＥＧＲガス冷却装置。 The EGR gas cooling device according to claim 6 , wherein the plurality of tubes (32a) are laminated so as to have a flat cross section, and an inner fin (32b) is inserted therein. 複数の前記チューブ（３２ａ）は、表面にディンプルが形成されたことを特徴とする請求項６に記載のＥＧＲガス冷却装置。 The EGR gas cooling device according to claim 6 , wherein dimples are formed on a surface of the plurality of tubes (32a). 前記冷却水流入部（１３）、および前記冷却水流出部（１４）は、上下方向に並ぶように形成されており、
前記熱交換部（３２）の前記冷却水流入部（１３）、および前記冷却水流出部（１４）にそれぞれ対応する部位の間には、前記冷却水流入部（１３）から流入した前記冷却水が前記冷却水流出部（１４）へ直接的に流れないように、前記熱交換部（３２）側に整流する整流部（３２ｄ）が形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載のＥＧＲガス冷却装置。 The cooling water inflow portion (13) and the cooling water outflow portion (14) are formed so as to be lined up and down.
Between the portions corresponding to the cooling water inflow portion (13) and the cooling water outflow portion (14) of the heat exchanging portion (32), the cooling water flowing in from the cooling water inflow portion (13) is provided. The rectification part (32d) which rectifies | straightens to the said heat exchange part (32) side was formed so that may not flow directly to the said cooling water outflow part (14), The Claims 1-8 characterized by the above-mentioned. The EGR gas cooling device according to any one of the above. 前記ガス流入部（３１）には、前記排気ガスの熱による熱伸びを吸収するベローズ（３１ｂ）が設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載のＥＧＲガス冷却装置。 The EGR according to any one of claims 1 to 9 , wherein the gas inflow portion (31) is provided with a bellows (31b) that absorbs thermal elongation due to heat of the exhaust gas. Gas cooling device. 前記ガス流入部（３１）には、外表面積を拡大する凹凸部（３１ｃ）が設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１つに記載のＥＧＲガス冷却装置。 The EGR gas cooling device according to any one of claims 1 to 10 , wherein the gas inflow portion (31) is provided with an uneven portion (31c) that expands an outer surface area. 前記排気ガス熱交換器（３０）は、アルミニウム材から形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１つに記載のＥＧＲガス冷却装置。 The EGR gas cooling device according to any one of claims 1 to 11 , wherein the exhaust gas heat exchanger (30) is made of an aluminum material.
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