JP6550981B2 - 内燃機関のｅｇｒクーラ及びｅｇｒシステム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のＥＧＲクーラ及びＥＧＲシステムに関する。

従来、内燃機関の排気通路の途中から分岐して吸気通路の途中に接続するＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路に配置されて、ＥＧＲ通路を通過するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラとを備えるＥＧＲシステムが知られている（例えば特許文献１参照）。ＥＧＲシステムのＥＧＲクーラは、ハウジングの内部に複数の内部ガス通路を備えるとともに、冷媒が通過する内部冷媒通路を備えている。ハウジング内に流入したＥＧＲガスは、内部ガス通路を通過する間に内部冷媒通路の冷媒によって冷却される。このようにしてＥＧＲクーラはＥＧＲガスを冷却している。

特開２０１２−２０２２６５号公報

上述したＥＧＲクーラの場合、ＥＧＲガス中の煤を主成分とした固体粒子が、ＥＧＲガスが通過する内部ガス通路の入口部に多く堆積することがある。この場合、内部ガス通路の入口部に堆積した固体粒子（堆積物と称する）によって、ＥＧＲクーラの圧力損失が増加する、内部ガス通路が閉塞する、ＥＧＲクーラを通過するＥＧＲガスの流量が低下してＮＯｘの排出量が増加する、堆積物が成長してＥＧＲクーラの熱交換効率が低下する、といった不具合が生じる可能性がある。

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、ＥＧＲクーラの内部ガス通路に堆積する堆積物の量の減少を図り、多量の堆積物が内部ガス通路の入口部に存在することによる不具合の発生を抑制することができる内燃機関のＥＧＲクーラ及びＥＧＲシステムを提供することである。

上記の目的を達成するための本発明に係る内燃機関のＥＧＲクーラは、ハウジングと、前記ハウジングの内部に配置されて、ＥＧＲガスが通過する複数の内部ガス通路とを備え、前記内部ガス通路を通過するＥＧＲガスを冷媒によって冷却するＥＧＲクーラにおいて、前記ハウジングの内部において、前記内部ガス通路の軸線上で前記内部ガス通路の入口部よりも所定の第１の距離を設けて上流側に配置されて、ＥＧＲガスに含まれる固体粒子を堆積させる堆積部材と、前記ハウジングの内部において前記堆積部材よりも所定の第２の距離を設けて上流側に配置されるとともに、前記堆積部材に対向したＥＧＲガスの通過孔を有し、前記ハウジングの内部に流入したＥＧＲガスを前記通過孔を通過させてＥＧＲガスの流速を上昇させて前記堆積部材に衝突させる流速上昇部材と、前記堆積部材を前記冷媒によって冷却する冷却構造と、を備え、複数の前記内部ガス通路は前記ハウジングの径方向に配列しており、前記堆積部材は、複数の前記内部ガス通路に対応するように、前記ハウジングの径方向に複数個、配列しており、前記冷却構造は、前冷媒が通過する冷媒通路を備え、前記冷媒通路は、各々の前記堆積部材における前記内部ガス通路の入口部に対向した面に、設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、ＥＧＲクーラのハウジングの内部に流入したＥＧＲガスの流速を流速上昇部材によって上昇させて堆積部材に衝突させることができる。これにより、ＥＧＲガスに含まれる固体粒子の堆積部材への慣性衝突を促進させて、固体粒子を効果的に堆積部材に衝突させて、堆積部材に堆積させることができる。この結果、堆積部材よりも下流側に配置されている内部ガス通路、特に入口部に堆積する堆積物の量を減少させることがで
き、それにより、多量の堆積物が内部ガス通路の入口部に存在することによる不具合の発生を抑制することができる。

また、上記構成は、前記堆積部材を前記冷媒によって冷却する冷却構造を備えているので、堆積部材の温度を低下させることができる。これにより、ＥＧＲガスに含まれる固体粒子の熱泳動（温度勾配があるときに微小な粒子が低温側に移動する現象）を利用して、堆積部材への堆積を促進させることができる。この結果、内部ガス通路に堆積する堆積物の量を効果的に減少させることができ、多量の堆積物が内部ガス通路の入口部に存在することによる不具合の発生を効果的に抑制することができる。

また、上記構成において、複数の前記内部ガス通路は前記ハウジングの径方向に配列しており、前記堆積部材は、複数の前記内部ガス通路に対応するように、前記ハウジングの径方向に複数個、配列しているので、複数の内部ガス通路に堆積する堆積物の量を減少させることができるので、多量の堆積物が内部ガス通路の入口部に存在することによる不具合の発生を効果的に抑制することができる。

上記構成において、前記堆積部材及び前記流速上昇部材の少なくとも一方は、前記ハウジングから着脱自在に前記ハウジングに取り付けられている構成としてもよい。

この構成によれば、例えば定期点検時等において堆積部材及び流速上昇部材の少なくとも一方をハウジングから脱着して洗浄する、または交換することができる。これにより、ＥＧＲクーラの性能、特に圧力損失を復活させることができ、ＥＧＲクーラのメンテナンス性を向上させることができる。

上記構成において、前記流速上昇部材は、複数個の前記堆積部材に対応するように、前記ハウジングの径方向に複数個、配列している構成としてもよい。

この構成によれば、複数の内部ガス通路に堆積する堆積物の量を減少させることができるので、多量の堆積物が内部ガス通路の入口部に存在することによる不具合の発生を効果的に抑制することができる。

上記の目的を達成するための本発明に係る内燃機関のＥＧＲシステムは、内燃機関の排気通路の途中から分岐して吸気通路の途中に接続するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に配置されて、該ＥＧＲ通路を通過するＥＧＲガスを冷却する上記のいずれかに記載のＥＧＲクーラと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、上記のいずれかに記載のＥＧＲクーラを備えているので、ＥＧＲクーラの内部ガス通路に堆積する堆積物の量の減少を図り、多量の堆積物が内部ガス通路の入口部に存在することによる不具合の発生を抑制することができる。

本発明によれば、ＥＧＲクーラの内部ガス通路に堆積する堆積物の量の減少を図り、多量の堆積物が内部ガス通路の入口部に存在することによる不具合の発生を抑制することができる。

実施形態に係るＥＧＲクーラ及びＥＧＲシステムが適用された内燃機関システムの構成を示す概略図である。 図２（ａ）は実施形態に係るＥＧＲクーラの内部構造を示す概略断面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）の内部ガス通路の入口部の近傍を拡大して示す拡大図である。 図３（ａ）は比較例に係るＥＧＲクーラの内部構造を示す概略断面図である。図３（ｂ）は比較例に係るＥＧＲクーラの内部ガス通路の入口部の近傍を拡大して示す拡大図である。 実施形態の変形例に係るＥＧＲクーラの内部ガス通路の入口部の近傍を拡大して示す拡大図である。

以下、本発明の実施形態に係る内燃機関１０のＥＧＲクーラ６０及び内燃機関１０のＥＧＲシステム５０について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係るＥＧＲクーラ６０及びＥＧＲシステム５０が適用された内燃機関システム１の構成を示す概略図である。内燃機関システム１は車両に搭載されている。車両の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態においては一例としてバス、トラック等の大型車両を用いる。

内燃機関システム１は、内燃機関１０、吸気通路２０、排気通路２５、スロットルバルブ３０、制御装置４０、及びＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気還流）システム５０を備えている。内燃機関１０は、気筒（シリンダ）が形成されたシリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の上部に配置されたシリンダヘッド１２と、気筒に配置されたピストン１３とを備えている。内燃機関１０の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態においては一例としてディーゼルエンジンを用いる。

吸気通路２０は内燃機関１０に吸入される吸気が通過する通路であり、その下流側端部がシリンダヘッド１２に形成された吸気ポート１４に接続している。排気通路２５は内燃機関１０から排出された排気が通過する通路であり、その上流側端部がシリンダヘッド１２に形成された排気ポート１５に接続している。スロットルバルブ３０は、吸気通路２０の具体的には吸気マニホールドの部分に配置されており、制御装置４０の指示を受けて吸気の流量を制御する。

制御装置４０はスロットルバルブ３０や内燃機関１０の燃料噴射量、燃料噴射時期等を制御することで内燃機関１０の運転動作を制御する。また本実施形態に係る制御装置４０は、ＥＧＲシステム５０の後述するＥＧＲバルブ５２を制御する制御装置としての機能も兼務している。このような制御装置４０は、スロットルバルブ３０、内燃機関１０及びＥＧＲバルブ５２を制御する制御部としての機能を有するＣＰＵと、制御部の動作に必要なプログラムや各種情報等を記憶する記憶部としての機能を有するＲＯＭ、ＲＡＭ等と、を有するマイクロコンピュータを備えたエンジン制御装置（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）によって構成されている。

ＥＧＲシステム５０は、排気通路２５の排気の一部を吸気通路２０に還流させるシステムである。本実施形態に係るＥＧＲシステム５０は、ＥＧＲ通路５１、ＥＧＲバルブ５２及びＥＧＲクーラ６０を備えている。ＥＧＲ通路５１は、排気通路２５の途中から分岐して吸気通路２０の途中に接続している。具体的には本実施形態に係るＥＧＲ通路５１は、排気通路２５の排気マニホールドの部分の途中から分岐して吸気通路２０の吸気マニホールドの部分の途中に接続している。これ以降、ＥＧＲ通路５１を通過する排気をＥＧＲガスと称する。

ＥＧＲバルブ５２はＥＧＲ通路５１に配置されている。具体的には本実施形態に係るＥ
ＧＲバルブ５２は、ＥＧＲ通路５１のＥＧＲクーラ６０よりもＥＧＲガスの流動方向で下流側の部分に配置されており、制御装置４０の指示を受けて開閉することで、ＥＧＲガスの流量を制御する。ＥＧＲクーラ６０は、ＥＧＲ通路５１を通過するＥＧＲガスを冷媒との熱交換によって冷却する熱交換器である。本実施形態に係るＥＧＲクーラ６０は、ＥＧＲ通路５１のＥＧＲバルブ５２よりも上流側の部分に配置されている。なお、ＥＧＲクーラ６０とＥＧＲバルブ５２の配置順序はこれに限定されるものではなく、例えばＥＧＲシステム５０は、ＥＧＲクーラ６０がＥＧＲバルブ５２よりも下流側に配置された構成とすることもできる。

続いてＥＧＲクーラ６０の詳細について説明する。図２（ａ）はＥＧＲクーラ６０の内部構造を示す概略断面図である。なお、図２（ａ）に図示されている直交座標のうち、Ｘ方向はＥＧＲガスの流動方向になっており、Ｚ方向は紙面奥側から手前側に向かう方向となっている。

ＥＧＲクーラ６０は、筐体部材であるハウジング７０を備えている。またＥＧＲクーラ６０は、ハウジング７０の内部に、複数の内部ガス通路８０と、複数の堆積部材９０と、複数の流速上昇部材１００とを備えている。更に、このハウジング７０には、冷媒が通過する内部冷媒通路（図示せず）が設けられている。具体的には、この内部冷媒通路は、冷媒が内部ガス通路８０の外周部分を通過するように設けられている。ＥＧＲクーラ６０において、冷媒は、冷媒導入部７１から内部冷媒通路に導入され、内部冷媒通路を通過した後に冷媒排出部７２から排出される。

本実施形態に係るハウジング７０は、中央に、所定の内径を有する円筒形状の筒状部７３を有し、筒状部７３の−Ｘ方向側の端部に、Ｘ方向に向かうほど拡径した拡径部７４を有し、筒状部７３のＸ方向側の端部に、Ｘ方向に向かうほど縮径した縮径部７５を有する形状を有している。前述した冷媒導入部７１及び冷媒排出部７２は筒状部７３に接続している。

拡径部７４の−Ｘ方向側の端部には、ＥＧＲガスが流入する流入部７６としての開口部が形成され、縮径部７５のＸ方向側の端部には、ハウジング７０の内部を通過したＥＧＲガスが排出される排出部７７としての開口部が形成されている。流入部７６にはＥＧＲ通路５１のＥＧＲクーラ６０よりも上流側部分の下流側端部が接続し、排出部７７にはＥＧＲ通路５１のＥＧＲクーラ６０よりも下流側部分の上流側端部が接続している。

なお、ハウジング７０の形状は、内部に内部ガス通路８０、堆積部材９０及び流速上昇部材１００を配置可能な形状であればよく、図２（ａ）の形状に限定されるものではない。他の一例を挙げると、ハウジング７０は、断面が角形（例えば四角形）の形状を有する構成とすることもできる。

図２（ｂ）は、図２（ａ）の内部ガス通路８０の入口部８２の近傍を拡大して示す拡大図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、各々の内部ガス通路８０は、隣接する隔壁８１の間に形成されており、ＥＧＲクーラ６０の内部に設けられたＥＧＲガス用の管状のガス通路である。また、内部ガス通路８０の軸線８３はＸ軸に平行な方向となっている。また、複数の内部ガス通路８０は、ハウジング７０の径方向（Ｙ方向及びＺ方向）に平行して配列している。すなわち、本実施形態に係る複数の内部ガス通路８０は、複数の管によって構成された、いわゆる多管式の内部ガス通路となっている。

但し、複数の内部ガス通路８０の構成は、上述したものに限定されるものではない。他の一例を挙げると、複数の内部ガス通路８０は、隣接する隔壁８１の間にフィンが形成された、いわゆるプレート式の内部ガス通路とすることもできる。

図２（ｂ）に示すように、堆積部材９０は、ハウジング７０の内部において、内部ガス通路８０のＥＧＲガスの入口部８２よりも内部ガス通路８０の軸線８３上で所定の第１の距離を設けて上流側に配置されて、ＥＧＲガスに含まれる固体粒子を堆積させる部材である。なお、図２（ｂ）においては、一部の堆積部材９０に固体粒子が堆積して堆積物３００となった様子が例示されている。

また堆積部材９０は、隣接する堆積部材９０との間にＥＧＲガスが通過する通過孔９１を有するように複数個で配置されている。具体的には堆積部材９０は、ハウジング７０の径方向に配列した複数の内部ガス通路８０に対応するように、ハウジング７０の径方向に複数個で配置されている。より具体的には、複数個の堆積部材９０は、ハウジング７０の筒状部７３の内側に配置された円板状の板部材に複数の通過孔９１を設けることで、円板状の板部材を複数個の堆積部材９０に分割することによって形成されている。

また、複数個の堆積部材９０は、ＥＧＲクーラ６０のＥＧＲガスの流入部７６から堆積部材９０を視認した場合に、これらの堆積部材９０によって各々の内部ガス通路８０の入口部８２が覆われることで、各々の内部ガス通路８０が視認できないように配置されている。より具体的には、各々の堆積部材９０は、内部ガス通路８０の入口部８２と同等以上の面積を有する、径方向（Ｙ方向及びＺ方向）に延在した板部材によって構成されている。そして、堆積部材９０は、内部ガス通路８０の入口部８２よりも所定の第１の距離だけ−Ｘ方向側に配置され、且つ、内部ガス通路８０の軸線８３が堆積部材９０を貫くような位置に配置されている。

また本実施形態に係る堆積部材９０は、ハウジング７０から着脱自在にハウジング７０に取り付けられている。具体的には堆積部材９０は、例えば、ハウジング７０の内周面からＬ字型のアングル等を介して、複数の堆積部材９０が形成された円板状の板部材の外周部をボルトやネジ等の締結部材（図示せず）によって取り付けることで、ハウジング７０から容易に脱着することができ、且つハウジング７０に容易に装着することができる構成になっている。

なお、堆積部材９０の上流側の面（ＥＧＲガスが衝突する面であり、本実施形態では−Ｘ方向を向いた面）の表面粗さは、可能な限り荒い方が、ＥＧＲガス中の煤を主成分とした固体粒子を効果的に堆積部材９０に堆積させることができる点で好ましい。この構成の一例を挙げると、堆積部材９０の上流側の面に複数の凹凸や複数の溝等を設けたり、ブラスト処理を行ったりすることで、堆積部材９０の上流側の面の表面粗さを荒くすることができる。

なお、堆積部材９０と内部ガス通路８０のＥＧＲガスの入口部８２とのＸ方向の距離（すなわち、前述した所定の第１の距離）の具体的な値は、特に限定されるものではないが、本実施形態においては一例として、１０ｍｍ〜２０ｍｍの範囲から選択された値を用いる。

流速上昇部材１００は、ハウジング７０の内部において、堆積部材９０よりも所定の第２の距離を設けて上流側に配置されるとともに、堆積部材９０に対応したＥＧＲガスの通過孔１０１を有し、ハウジング７０の内部に流入したＥＧＲガスの流速を上昇させて堆積部材９０に衝突させる部材である。

具体的には本実施形態に係る流速上昇部材１００は、複数の堆積部材９０に対応するように、ハウジング７０の径方向（Ｙ方向及びＺ方向）に複数個で配列している。より具体的には、複数個の流速上昇部材１００は、ハウジング７０の筒状部７３の内側に配置され
た円板状の板部材に複数の通過孔１０１を設けることで、円板状の板部材を複数個の流速上昇部材１００に分割することによって形成されている。なお、通過孔１０１は、隣接する流速上昇部材１００の間に設けられている。なお、本実施形態において通過孔１０１は、内部ガス通路８０の軸線８３上に配置されているが、通過孔１０１は堆積部材９０に対向するような位置であればよく、必ずしも軸線８３上に配置されていなくてもよい。

流速上昇部材１００が上記構成を有することにより、流速上昇部材１００よりも上流側のＥＧＲガスは流速上昇部材１００の通過孔１０１を通過することで、その流速を上昇させて、堆積部材９０に衝突することができる。すなわち、本実施形態に係る流速上昇部材１００は、ＥＧＲガスの流路断面積を通過孔１０１の大きさに減少させることで、ＥＧＲガスの流速を上昇させる「絞り」としての機能を有している。

また本実施形態に係る流速上昇部材１００も、前述した堆積部材９０と同様に、ハウジング７０から着脱自在にハウジング７０に取り付けられている。具体的には流速上昇部材１００は、例えば、ハウジング７０の内周面からＬ字型のアングル等を介して、複数の流速上昇部材１００が形成された円板状の板部材の外周部をボルトやネジ等の締結部材（図示せず）によって取り付けることで、ハウジング７０から容易に脱着することができ、且つハウジング７０に容易に装着することができる構成になっている。

なお、流速上昇部材１００と堆積部材９０とのＸ方向の距離（前述した所定の第２の距離）の具体的な値は特に限定されるものではない。但し、この距離が長過ぎるとＥＧＲガスに含まれる固体粒子が流速上昇部材１００の背面（堆積部材９０側の面）に回り込む可能性が高くなる傾向がある。そのため、固体粒子の回り込みを抑制する観点からは、この距離は短い方が好ましい。また、この距離が短過ぎると、堆積部材９０に堆積した堆積物３００によって流速上昇部材１００と堆積部材９０との間が詰まる可能性が高くなる。そのため、固体粒子の回り込みを抑制しつつ堆積物３００による詰まりを抑制できるような、流速上昇部材１００と堆積部材９０との距離を適宜設定すればよい。この一例を挙げると、流速上昇部材１００と堆積部材９０との距離として、５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲から選択された値を用いた場合、固体粒子の回り込みを効果的に抑制しつつ堆積物３００による詰まりを効果的に抑制することができる。

また、ＥＧＲクーラ６０における複数の通過孔１０１の合計断面積や複数の通過孔９１の合計断面積の具体的値は特に限定されるものではない。但し、これらの断面積が小さい程、ＥＧＲクーラ６０におけるＥＧＲガスの流動抵抗は大きくなる傾向がある。そこで、ＥＧＲガスの流動抵抗が大幅に増加しないような断面積を設定することが好ましい。例えば、複数の通過孔１０１の合計断面積、及び複数の通過孔９１の合計断面積がそれぞれＥＧＲクーラ６０の流入部７６の断面積と同じ値以上であれば、流速上昇部材１００や堆積部材９０を配置することに伴うＥＧＲガスの流動抵抗の大幅な増加を抑制することができる。そこで、複数の通過孔１０１の合計断面積及び複数の通過孔９１の合計断面積は、それぞれＥＧＲクーラ６０の流入部７６（これは、ＥＧＲ通路５１のＥＧＲクーラ６０への接続部でもある）の断面積と同じ値以上に設定することが好ましい。

続いて本実施形態の作用効果について、比較例と比較しつつ説明する。図３（ａ）は比較例に係るＥＧＲクーラ２００の内部構造を示す概略断面図である。図３（ｂ）は比較例に係るＥＧＲクーラ２００の内部ガス通路８０の入口部８２の近傍を拡大して示す拡大図である。図３（ａ）に示すＥＧＲクーラ２００は、堆積部材９０及び流速上昇部材１００を備えていない点において、図２（ａ）に示す本実施形態に係るＥＧＲクーラ６０と異なっている。

比較例に係るＥＧＲクーラ２００の場合、図３（ｂ）に示すように、ＥＧＲクーラ２０
０に流入したＥＧＲガスに含まれる固体粒子が内部ガス通路８０の入口部８２の隔壁８１に多く堆積してしまう。具体的には、ＥＧＲガスに含まれる固体粒子のうち、粒径の相対的に小さい粒子（例えば０．１μｍ以下）は熱泳動、具体的にはＥＧＲガスと壁面の温度差による熱泳動によって、内部ガス通路８０の入口部８２の隔壁８１に堆積する。また、ＥＧＲガスに含まれる固体粒子のうち、粒径の相対的に大きい粒子は、慣性衝突によって隔壁８１に堆積する。このように、固体粒子が内部ガス通路８０の入口部８２の隔壁８１に多量に堆積した場合、多量の堆積物３００によってＥＧＲクーラ２００の圧力損失が増加する、内部ガス通路８０が閉塞する、ＥＧＲクーラ２００を通過するＥＧＲガスの流量が低下してＮＯｘの排出量が増加する、あるいは堆積物３００が成長してＥＧＲクーラ２００の熱交換効率が低下する、といった不具合が生じる可能性がある。

これに対して本実施形態に係るＥＧＲクーラ６０及びこれを備えるＥＧＲシステム５０によれば、ＥＧＲクーラ６０のハウジング７０の内部に流入したＥＧＲガスの流速を流速上昇部材１００によって上昇させて堆積部材９０に衝突させて堆積部材９０に堆積させることができる。これにより、ＥＧＲガスに含まれる固体粒子の堆積部材９０への慣性衝突を促進させて、固体粒子を効果的に堆積部材９０に堆積させることができる。この結果、堆積部材９０よりも下流側に配置されている内部ガス通路８０、特に内部ガス通路８０の入口部に堆積する堆積物３００の量を減少させることができ、それにより多量の堆積物３００が内部ガス通路８０の入口部８２に存在することによる不具合の発生を抑制することができる。

なお本実施形態に係る堆積部材９０及び流速上昇部材１００はハウジング７０から着脱自在にハウジング７０に取り付けられているが、ＥＧＲクーラ６０の構成はこれに限定されるものではない。例えば堆積部材９０及び流速上昇部材１００はハウジング７０に固定された構成、すなわち、着脱自在にハウジング７０に取り付けられていない構成とすることもできる。この構成においても、固体粒子を堆積部材９０に堆積させることは可能であるので、内部ガス通路８０に堆積する堆積物３００の量を減少させることができ、多量の堆積物３００が内部ガス通路８０の入口部８２に存在することによる不具合の発生を抑制することは可能である。

しかしながら、本実施形態のように、堆積部材９０及び流速上昇部材１００がハウジング７０から着脱自在にハウジング７０に取り付けられている構成とすることにより、例えば定期点検時等において堆積部材９０及び流速上昇部材１００をハウジング７０から脱着して洗浄する、または交換することができる。これにより、ＥＧＲクーラ６０の性能、特に圧力損失を復活させることができ、ＥＧＲクーラ６０のメンテナンス性を向上させることができる。

なお、堆積部材９０及び流速上昇部材１００のいずれか一方のみがハウジング７０から着脱自在にハウジング７０に取り付けられている構成としてもよい。この構成においても、堆積部材９０及び流速上昇部材１００のいずれか一方をハウジング７０から脱着して洗浄、または交換することで、ＥＧＲクーラ６０の性能を復活させて、ＥＧＲクーラ６０のメンテナンス性を向上させることができる。但し、本実施形態のように、堆積部材９０及び流速上昇部材１００の両方がハウジング７０から着脱自在にハウジング７０に取り付けられている場合の方が、そうでない場合に比較して、ＥＧＲクーラ６０のメンテナンス性をより向上できる点で好ましい。

また本実施形態において、堆積部材９０は、複数の内部ガス通路８０に対応するように、ハウジング７０の径方向に複数個配置されており、流速上昇部材１００も、複数の堆積部材９０に対応するように、ハウジング７０の径方向に複数個配置されているが、ＥＧＲクーラ６０の構成はこれに限定されるものではない。例えばＥＧＲクーラ６０は、堆積部材９０及び流速上昇部材１００をそれぞれ１つのみ備える構成とすることもできる。この場合においても、上述した効果を奏することは可能である。

しかしながら、本実施形態のようにＥＧＲクーラ６０が複数の堆積部材９０を備え、また複数の流速上昇部材１００を備えている構成とすることにより、ＥＧＲクーラ６０が堆積部材９０及び流速上昇部材１００をそれぞれ１個のみ備えている場合に比較して、複数の内部ガス通路８０に堆積する堆積物３００の量を効果的に減少させることができ、それにより、多量の堆積物３００が内部ガス通路８０の入口部８２に存在することによる不具合の発生を効果的に抑制することができる。この観点において、ＥＧＲクーラ６０は、複数の堆積部材９０を備えていることが好ましく、複数の流速上昇部材１００を備えていることがさらに好ましい。

また本実施形態において、内燃機関１０の一例としてディーゼルエンジンを用いているが、ＥＧＲクーラ６０が適用される内燃機関１０の種類はこれに限定されるものではない。他の一例を挙げると、ＥＧＲクーラ６０はガソリンエンジンに適用することもできる。ガソリンエンジンにおいても、ＥＧＲガスには煤を主成分とした固体粒子が含まれているため、ＥＧＲクーラ６０がガソリンエンジンに適用された場合においても、上述した効果を奏することができる。

（変形例）
図４は、本実施形態の変形例に係るＥＧＲクーラ６０ａの内部ガス通路８０の入口部８２の近傍を拡大して示す拡大図である。ＥＧＲクーラ６０ａは、堆積部材９０を冷媒によって冷却する冷却構造１１０をさらに備えている点において、図２（ａ）や図２（ｂ）に示すＥＧＲクーラ６０と異なっている。ＥＧＲクーラ６０ａの他の構成はＥＧＲクーラ６０と同様であるので、説明は省略する。

本変形例に係る冷却構造１１０は、堆積部材９０のＸ方向側の面（これは内部ガス通路８０の入口部８２に対向した面である）に設けられた堆積部材用冷媒通路１１１によって構成されている。この堆積部材用冷媒通路１１１には、冷媒導入部７１から導入された冷媒の一部が流入する。堆積部材用冷媒通路１１１を通過する冷媒によって、堆積部材９０は冷却される。

本変形例に係るＥＧＲクーラ６０ａによれば、前述したＥＧＲクーラ６０の効果に加えて次の効果を奏することができる。具体的にはＥＧＲクーラ６０ａによれば、冷却構造１１０によって堆積部材９０の温度を低下させることができる。これにより、ＥＧＲガスに含まれる固体粒子の熱泳動による堆積部材９０への堆積を促進させることができるので、内部ガス通路８０に堆積する堆積物３００の量を効果的に減少させることができ、多量の堆積物３００が内部ガス通路８０の入口部８２に存在することによる不具合の発生を効果的に抑制することができる。

なお、冷却構造１１０は図４の構成に限定されるものではない。冷却構造１１０の他の例を挙げると次のとおりである。

具体的には本変形例に係る複数個の堆積部材９０は、ハウジング７０の筒状部７３の内側に配置された円板状の板部材に複数の通過孔９１を設けることで、円板状の板部材を複数個の堆積部材９０に分割することによって形成されている。そのため、複数の堆積部材９０は通過孔９１以外の部分で互いに接続している。したがって、複数の堆積部材９０のうち一部の堆積部材９０を冷却した場合であっても、熱伝導によって、複数の堆積部材９０を全体的に冷却することが可能である。そこで、冷却構造１１０の他の例として、複数の堆積部材９０を構成する円板状の板部材の外周部を堆積部材用冷媒通路１１１によって冷却する構造等のように、複数の堆積部材９０の一部分を堆積部材用冷媒通路１１１によって冷却する構造を採用することもできる。

以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ 内燃機関システム
１０ 内燃機関
４０ 制御装置
５０ ＥＧＲシステム
５１ ＥＧＲ通路
５２ ＥＧＲバルブ
６０，６０ａ ＥＧＲクーラ
７０ ハウジング
８０ 内部ガス通路
８２ 入口部
８３ 軸線
９０ 堆積部材
９１ 通過孔
１００ 流速上昇部材
１０１ 通過孔
１１０ 冷却構造

Claims (4)

1. ハウジングと、前記ハウジングの内部に配置されて、ＥＧＲガスが通過する複数の内部ガス通路とを備え、前記内部ガス通路を通過するＥＧＲガスを冷媒によって冷却するＥＧＲクーラにおいて、
   前記ハウジングの内部において、前記内部ガス通路の軸線上で前記内部ガス通路の入口部よりも所定の第１の距離を設けて上流側に配置されて、ＥＧＲガスに含まれる固体粒子を堆積させる堆積部材と、
   前記ハウジングの内部において前記堆積部材よりも所定の第２の距離を設けて上流側に配置されるとともに、前記堆積部材に対向したＥＧＲガスの通過孔を有し、前記ハウジングの内部に流入したＥＧＲガスを前記通過孔を通過させてＥＧＲガスの流速を上昇させて前記堆積部材に衝突させる流速上昇部材と、
   前記堆積部材を前記冷媒によって冷却する冷却構造と、を備え、
   複数の前記内部ガス通路は前記ハウジングの径方向に配列しており、
   前記堆積部材は、複数の前記内部ガス通路に対応するように、前記ハウジングの径方向に複数個、配列しており、
   前記冷却構造は、前冷媒が通過する冷媒通路を備え、
   前記冷媒通路は、各々の前記堆積部材における前記内部ガス通路の入口部に対向した面に、設けられていることを特徴とする内燃機関のＥＧＲクーラ。
2. 前記堆積部材及び前記流速上昇部材の少なくとも一方は、前記ハウジングから着脱自在に前記ハウジングに取り付けられている請求項１記載の内燃機関のＥＧＲクーラ。
3. 前記流速上昇部材は、複数個の前記堆積部材に対応するように、前記ハウジングの径方向に複数個、配列している請求項１または２に記載の内燃機関のＥＧＲクーラ。
4. 内燃機関の排気通路の途中から分岐して吸気通路の途中に接続するＥＧＲ通路と、
   前記ＥＧＲ通路に配置されて、該ＥＧＲ通路を通過するＥＧＲガスを冷却する請求項１〜３のいずれか１項に記載のＥＧＲクーラと、を備えることを特徴とする内燃機関のＥＧＲシステム。

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