JPH07269417A - Egr用冷却装置 - Google Patents

Egr用冷却装置

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JPH07269417A
JPH07269417A JP6059162A JP5916294A JPH07269417A JP H07269417 A JPH07269417 A JP H07269417A JP 6059162 A JP6059162 A JP 6059162A JP 5916294 A JP5916294 A JP 5916294A JP H07269417 A JPH07269417 A JP H07269417A
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cooling
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昭憲 三浦
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尚人 金塚
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 EGR用冷却装置に関し、冷却したEGRガ
スをガスと凝縮水とに分離し、ガスのみを吸気系へ送給
できるようにする。 【構成】 EGR通路の一部をガス導入管とガス排出管
でV字形状の通路に形成し、ガス導入管とガス排出管と
の間にタンクを配置し、ガス導入管及びガス排出管内の
EGRガスをクーラで冷却し、EGRガスの冷却に伴っ
て発生した凝縮水をガス導入管、ガス排出管からタンク
へ落下させタンク内に貯留させる。ガス導入管からタン
クを介してガス側へ送給されるEGRガスをガスと凝縮
水とに分離し、ガスのみをガス排出管から吸気系へ排出
し、凝縮水をタンク内に貯留する。そしてタンク内の水
位が設定値を越えたときには水位センサの検知信号によ
ってドレンバルブを開き、タンク内の水を排出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、本発明は、EGR用冷
却装置に係り、特に、排気系から吸気系に還流されるE
GRガスを冷却するに好適なEGR用冷却装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジン等を搭載した車両に
おいては、排気ガスの一部を吸気系に還流し、NOxを
低減するEGR制御が行われている。排気ガスの一部を
吸気系に単に還流すると、新規の空気量が減少し、燃費
が悪化する。
【0003】そこで、実開平1−166254号公報に
記載されているように、EGR通路内のEGRガスを冷
却することが行われている。EGRガスを冷却すると、
EGRガスの体積が収縮し、新規の吸気ガス量の減少が
押さえられ、燃費の悪化を防止することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術で
は、EGR通路途中にクーラを設置してEGRガスを冷
却する構成であり、クーラを通過したEGRガスは凝縮
され、それと同時に凝縮水が発生する。即ち、高温の排
気ガスを冷却すると、排気ガス中の水分が凝縮する。こ
の水分は、燃料中に含まれる硫黄分と結合し、硫酸とな
る。この硫酸が吸気と共に燃焼室内に吸い込まれると、
ライナ、リングなどの磨耗が促進される。特に凝縮水が
多量に流れ込んだ場合には、ウォータハンマ現象による
エンジン破損に至る恐れもある。
【0005】本発明の目的は、EGRガス通路内の凝縮
水をEGRガスから分離してEGR通路から排出するこ
とができるEGR用冷却装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、EGR通路と連通するガス導入口とガス
排出口との間に凝縮水貯留用空間部が形成され、この空
間部に排水口が連通されているタンクと、タンクのガス
導入口より高い位置からガス導入口へEGRガスを導く
ガス導入管と、タンクのガス排出口からのEGRガスを
ガス排出口より高い位置へ排出するガス排出管と、排気
系からタンクへ送給されるEGRガスを冷却するクーラ
と、タンクの排出口からの凝縮水を外部へ排出する排水
管と、排水管の管路を開閉するドレンバルブとを備えて
いるEGR用冷却装置を構成したものである。
【0007】また本発明は、EGR通路内のEGRガス
を冷却するクーラと、クーラとエンジン吸気系との間の
EGR通路途中に設けられて鉛直方向に沿って曲折した
曲折管と、曲折管の底部側と連通しEGRガスの冷却に
伴う凝縮水を貯留するタンクと、タンクと大気とを結ぶ
排気路を開閉するドレンバルブとを備えているEGR用
冷却装置を構成したものである。
【0008】またさらに、本発明は、EGR通路途中に
設けられてEGRガスの冷却に伴う凝縮水を貯留するタ
ンクと、タンクに送給されるEGRガスを冷却するクー
ラと、タンクと大気とを結ぶ排気路を開閉するドレンバ
ルブとを備えているEGR用冷却装置を構成したもので
ある。
【0009】前記各EGR用冷却装置においては、タン
ク内の凝縮水の水位が設定値を越えたときに検知信号を
出力する水位センサと、水位センサの検知信号によりド
レンバルブを開弁駆動するコントローラとを備えている
が望ましい。
【0010】
【作用】前記した手段によれば、排気ガスの一部がEG
R通路を介して吸気系に戻される過程で、EGR通路内
のEGRガスがクーラによって冷却される。クーラを通
過したEGRガスは凝縮され、それと同時に凝縮水が発
生する。ところがEGRガスと凝縮水はガス導入管ある
いは曲折管を介してタンクへ送給されるため、タンクに
はEGRガスの冷却に伴う凝縮水が貯留し、EGRガス
はタンク上部側から吸気系へ排出される。即ちEGRガ
スはタンクを通過する際に、ガスと凝縮水とに分離さ
れ、凝縮水がタンク内に貯留し、ガスが吸気系へ排出す
ることになる。このため凝縮水に含まれる硫酸が吸気系
に排出されるのを防止することができる。またタンク内
に貯留した凝縮水はドレンバルブを開くことによって外
部へ排出することができる。この場合、水位センサでタ
ンク内の凝縮水の水位を監視し、この水位が設定値を越
えたときに、コントローラからの指令によってドレンバ
ルブを開弁駆動することによって、タンク内の凝縮水を
外部に自動的に排出することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1乃至図5に基
づいて説明する。ディーゼルエンジン10のインテーク
マニホールド12とエキゾーストマニホールド14とを
結ぶEGR通路16の通路途中にはEGRバルブ18が
設けられているとともに、EGR用冷却装置20が設け
られている。
【0012】EGR用冷却装置20は、ガス導入管2
2、ガス排出管24、タンク26、EGRクーラ28、
排水管30、ドレンバルブ32、水位センサ34を備え
て構成されている。ガス導入管22はタンク26よりも
上部側に配置されて排気系からのEGRガスをタンク2
6のガス導入口36へ導くように構成されている。ガス
排出管24はタンク26よりも上部側に配置されて吸気
系に連通され、タンク26のガス排出口38からのEG
Rガスを吸気系へ排出するようになっている。タンク2
6はガス導入口36、ガス排出口38とともに排水口4
0を備えており、排水口40が排水管30に接続されて
いる。そしてタンク26はEGRガス通路を形成すると
ともに凝縮水貯留用空間部を形成するようになってい
る。即ち、タンク26は、排水管30と連通した底部側
に、EGRガスの冷却に伴う凝縮水を貯留し、EGRガ
スをガスと凝縮水とに分離するようになっている。
【0013】一方、ガス導入管22、ガス排出管24お
よびタンク26の周囲にはEGRクーラ28が配されて
おり、EGRクーラ28には、冷却水導入口42から冷
却水が導入され、この冷却水によってタンク26、ガス
導入管22、ガス排出管24内のEGRガスが冷却さ
れ、冷却に寄与した冷却水が冷却水排出口44から排出
されるようになっている。
【0014】また、タンク26の上部側にはタンク26
内の水位が設定値を越えた時に検知信号を出力する水セ
ンサ34が配置されており、水位センサ34の検知信号
はコントローラ(図示省略)へ出力されるようになって
いる。このコントローラは、例えば、比較器、駆動回路
などを備えたマイクロコンピュータで構成されており、
水位センサ34からの検知信号によってドレンバルブ3
2を開弁駆動するようになっている。そして、排水管3
0の管路を開閉するドレンバルブ32が開かれるとタン
ク26内の凝縮水が排水管30を介して排出されるよう
になっている。
【0015】上記構成において、排気ガスの一部がEG
R通路16を介して吸気系へ戻される過程で、EGRガ
スはEGRクーラ28に冷却される。冷却されたEGR
ガスはタンク26を通過する過程で、EGRガスの冷却
に伴って発生した凝縮水がタンク26底部側に貯留す
る。即ち、ガス導入管22を通過する際に発生した凝縮
水はタンク26内に落ちて溜まることになる。さらにガ
ス導入管22で凝縮しきれずにガス排出管24内で凝縮
した水は、ガス排出管24が鉛直方向に沿って配設され
ているため、ガス排出管24の管の途中でタンク26側
へ落下し、タンク26に溜まることになる。このため吸
気系にはEGRガスのみが送給されることになる。
【0016】一方、排水管30の一部およびタンク26
の底部側に溜まった凝縮水の水位が設定値を越えると、
水位センサ34の検知信号がコントローラへ出力され、
コントローラからの指令によってドレンバルブ32が開
弁駆動され、排水管30およびタンク26内の凝縮水が
外部へ排出される。
【0017】このように本実施例によれば、タンク26
内でEGRガスと凝縮水とを分離し、EGRガスのみを
吸気系へ送給するようにしたため、強酸性の凝縮水がエ
ンジン吸気系へ送給されるのを防止することができ、エ
ンジンの腐食、磨耗を防止することができるとともに、
ウォータハンマ現象によるエンジンの損傷を防止するこ
とができる。さらにタンク26にはクーラ28が一体に
形成されているため、占有スペースを小さくすることが
できる。
【0018】またガス導入管22とガス排出管24によ
ってV字構造のEGRガス通路が構成されているため、
この通路内のどこで水分が発生しても、水分をタンク2
6へ落下させることができる。
【0019】次ぎに、本発明の第2実施例を図6に従っ
て説明する。本実施例は、EGR通路16の通路途中に
EGRクーラ48を設けるとともに、EGR通路16の
一部をほぼU字状に曲折された曲折管46で構成し、曲
折管46の曲折部底部側をタンクとして兼用し、曲折管
46の曲折部にタンクとを結ぶ排気路を開閉するドレン
バルブ32を設けたものである。
【0020】本実施例においても、前記実施例と同様に
EGRクーラ48で冷却されたEGRガスが曲折管46
を通過する過程で、EGRガスの冷却に伴って発生した
凝縮水は曲折管46の底部側に溜まり、EGRガスのみ
が吸気系に送給され、エンジンの腐食磨耗を防止するこ
とができる。そして曲折管46の底部側に溜まった凝縮
水はドレンバルブ32を開くことによって外部に排出す
ることができる。
【0021】次に、本発明の第3実施例を図7乃至図9
に従って説明する。本実施例においては、EGR通路1
6の通路途中にEGRクーラ48とタンク50とが隣接
して設けられており、クーラ48とタンク50とがガス
導入管52を介して連結されている。クーラ48には冷
却水導入口54と冷却水排出口56が設けられており、
冷却水導入口54から導入された冷却水によってEGR
ガスを冷却するようになっている。そして冷却されたE
GRガスはガス導入管52を介してタンク50へ送給さ
れる。
【0022】タンク50はガス導入口58、ガス排出口
60、排水口62を備えており、排水口62が排水管6
4に接続され、タンク50内部に水位センサ34が設置
されている。またガス導入管52の端部はタンク50の
底部側に渡って配置されており、ガス導入管52の端部
には複数のガス出口66が形成されている。また排水管
64の管の途中にはドレンバルブとしての電磁バルブ6
6が配設されている。この電磁バルブ66は水位センサ
34の検知出力を基にコントローラ(図示省略)からの
指令に従って弁を開くようになっている。
【0023】上記構成に従って排気系からのEGRガス
がクーラ48に導入されると、クーラ48に導入される
冷却水によってEGRガスが冷却され、冷却されたEG
Rガスがタンク50へ送給される。そして冷却されたE
GRガスがタンク50へ送給される際に凝縮水も生成さ
れ、EGRガスとともにタンク50へ送給される。そし
てEGRガスと凝縮水がそれぞれ各ガス出口66からタ
ンク50内に噴射される際に、凝縮水とガスの向きが変
わり、EGRガスがガスと凝縮水とに分離され、凝縮水
がタンク50の底部側に溜まり、ガスがガス排出口60
を介して吸気系げ排出される。このため強酸性の水が吸
気系へ送給されてピストンリングやライナ等が磨耗した
り腐食したりするのを防止することができる。
【0024】一方、タンク50内の水位が設定値を越え
たときには水位センサ34の検知出力が電磁バルブ66
に出力され、電磁バルブ66によって排水管64の管路
が開かれ、タンク50内の凝縮水が外部に排出される。
【0025】本実施例によれば新規の空気量が増加し燃
費の改善が図れるとともにNOxの低減を図ることがで
きる。さらにEGRガスの冷却に伴う凝縮水がエンジン
吸気系へ送給されるのを防止することができるため、ピ
ストンリング、ライナなどの腐食磨耗を抑制することが
できる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
冷却されたEGRガスをガスと凝縮水とに分離し、ガス
を吸気系へ送給し、凝縮水をタンクに貯留するようにし
たため、強酸性の水がエンジン吸気系へ送給されるのを
防止することができ、ピストンリング、ライナ等の腐食
磨耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す要部端面図である。
【図2】本発明の第1実施例を示す斜視図である。
【図3】本発明の第1実施例を示す正面図である。
【図4】本発明の第1実施例の装置が設けられたエンジ
ンの全体構成図である。
【図5】本発明の第1実施例の装置が設けられたエンジ
ンの要部側面図である。
【図6】本発明の第2実施例を示す要部構成図である。
【図7】本発明の第3実施例を示す全体構成図である。
【図8】本発明の第3実施例の装置が設けられたエンジ
ンの全体構成図である。
【図9】本発明の第3実施例の装置が設けられたエンジ
ンの側面図である。
【符号の説明】
16 EGR通路 20 EGR用冷却装置 22 ガス導入管 24 ガス排出管 26 タンク 28 EGRクーラ 30 排水管 32 ドレンバルブ 34 水位センサ 36 ガス導入口 38 ガス排出口 40 排水口 42 冷却水導入口 44 冷却水排出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩瀬 直寛 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 EGR通路と連通するガス導入口とガス
    排出口との間に凝縮水貯留用空間部が形成され、この空
    間部に排水口が連通されているタンクと、タンクのガス
    導入口より高い位置からガス導入口へEGRガスを導く
    ガス導入管と、タンクのガス排出口からのEGRガスを
    ガス排出口より高い位置へ排出するガス排出管と、排気
    系からタンクへ送給されるEGRガスを冷却するクーラ
    と、タンクの排出口からの凝縮水を外部へ排出する排水
    管と、排水管の管路を開閉するドレンバルブとを備えて
    いるEGR用冷却装置。
  2. 【請求項2】 EGR通路内のEGRガスを冷却するク
    ーラと、クーラとエンジン吸気系との間のEGR通路途
    中に設けられて鉛直方向に沿って曲折した曲折管と、曲
    折管の底部側と連通しEGRガスの冷却に伴う凝縮水を
    貯留するタンクと、タンクと大気とを結ぶ排気路を開閉
    するドレンバルブとを備えているEGR用冷却装置。
  3. 【請求項3】 EGR通路途中に設けられてEGRガス
    の冷却に伴う凝縮水を貯留するタンクと、タンクに送給
    されるEGRガスを冷却するクーラと、タンクと大気と
    を結ぶ排気路を開閉するドレンバルブとを備えているE
    GR用冷却装置。
  4. 【請求項4】 タンク内の凝縮水の水位が設定値を越え
    たときに検知信号を出力する水位センサと、水位センサ
    の検知信号によりドレンバルブを開弁駆動するコントロ
    ーラとを備えている請求項1、2又は3のいずれかに記
    載のEGR用冷却装置。
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