JPH09310996A - Egrガス冷却装置 - Google Patents
Egrガス冷却装置Info
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- JPH09310996A JPH09310996A JP8150372A JP15037296A JPH09310996A JP H09310996 A JPH09310996 A JP H09310996A JP 8150372 A JP8150372 A JP 8150372A JP 15037296 A JP15037296 A JP 15037296A JP H09310996 A JPH09310996 A JP H09310996A
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Abstract
金製のチューブシートとにより形成される空間領域を拡
張してここに滞積する粒子状物質を減少させ、冷却管の
閉塞時期を大幅に延長させたEGRガス冷却装置を提供
する。 【解決手段】 胴管内壁の両端部附近に固定されたチュ
ーブシートに伝熱管群が固着配列され、さらに前記胴管
の両端部の外側には端部キャップが固着され、また前記
端部キャップにはEGRガスの流入口と流出口が設けら
れた多管式のEGRガス冷却装置において、前記胴管は
その端部が拡径され、該胴管の拡径端部に嵌着された板
金製のチューブシートにより伝熱管群を固着配列して、
該チューブシートと端部キャップとの内周面との間に形
成される空間領域を拡張したことを特徴とする。
Description
液、カーエアコン用冷媒または冷却風などによってEG
Rガスを冷却する装置に関するものである。
て、再びエンジンの吸気系に戻し、混合気に加える方法
は、EGR(Exhaust Gas Recircu
lation:排気再循環)と称される。EGRはNO
x(窒素酸化物)の発生抑制、ポンプ損失の低減、燃焼
ガスの温度低下に伴う冷却液への放熱損失の低減、作動
ガス量・組成の変化による比熱比の増大と、これに伴う
サイクル効率の向上等、多くの効果があるところから、
エンジンの熱効率を改善するには有効な方法とされてい
る。
と、その熱作用によりEGRバルブの耐久性は劣化し、
早期破損を招く場合があったり、その防止のために水冷
構造とすうる必要があることなどが認識されている。こ
のような事態を避けるため、エンジンの冷却液などによ
ってEGRガスを冷却する装置が用いられている。この
装置としては、一般に、多管式の熱交換器が利用され
る。
図5にその一例を示す如く、左右の一方若しくは両側に
EGRガスの流入口14a又は流出口14bを備えた端
部キャップ14に仕切り壁15を介して区画され、かつ
別途冷却媒体流入口16aを有するヘッド部材(ハブ)
16には胴管11が連接固定され、その胴管11内部に
は多数の管体12によって構成された伝熱管群が前記両
側の仕切り壁15に設けた組付け孔部にて固着配列さ
れ、ヘッド部材16に設けられた冷却媒体流入口16
a、冷却媒体流出口16bに螺着されたニップル18に
はゴムホース等の枝管17が接続され、この枝管17よ
り導入され、若しくは排出されるエンジン冷却液などに
より、伝熱管群内部を流れるEGRガスが冷却される構
造となっているものが知られている(実公昭57−30
9号公報参照)。
ンジン冷却液などの流れが冷却媒体流入口16aで急激
に曲げられるため大きな流過抵抗を生じる問題があっ
た。また、伝熱管群を構成する多数の管体12を固着す
るヘッド部材16及び仕切り壁15がともに鋳物製ある
いは鍛造製であるため、熱交換器本体の重量が過大にな
ってしまた。その上、、枝管17接続用のニップル18
を冷却媒体流出口16bに螺着させるための接続孔の加
工、および伝熱管群を仕切り壁15に固着配列する作業
を必要とするところから、組立工数が過大なものとな
り、作業性が悪くなるという難点もあり、さらに伝熱管
群の接合手段には、ろう付け作業が採用されているため
管体12と仕切り壁15とは肉厚が異なって熱容量が相
違するので、ろう付け作業部の強度維持に信頼性が乏し
く、製品不良を発生し易かった。
願平7−267691号に開示の装置を提案した。この
装置は、図6に示すように、胴管1内部に伝熱管群が固
着配列され、前記胴管1の端部にEGRガス流入口5a
およびEGRガス流出口5bを備えた多管式のEGRガ
ス冷却装置において、外方へ向けてのバーリング成形に
よって胴管1自体に冷却媒体流入口6aおよび冷却媒体
流出口6bを設け、このバーリング成形によって設けた
冷却媒体流入口6a及び冷却媒体流出口6bに、枝管7
a、7bを直接ろう付け若しくは溶接により接合した構
造のEGRガス冷却装置を提示した。
691号に提案されたEGRガス冷却装置は、上記の難
点を改善するには効果があったが、胴管1自体は長手方
向の全長に亘って均一な内径を有するよう構成され、胴
管1に嵌着される好ましくは板金製のチューブシート3
の外径も前記胴管1の内径にほぼ等しい構造であり、か
つ伝熱面積を最大限に増加させるため胴管1と冷却管2
の間隔が近接して配置されているので、EGRガスの出
入口となる端部キャップ4と板金製のチューブシート3
とにより形成される空間領域8が狭くなっている。そし
てこの狭い空間領域8に流れ込んだEGRガスは、この
空間領域8に滞留し易く、結果として冷却管2への流入
が防げられ流速が遅くなるとともにこの空間領域にEG
Rガスに含まれる粒子状物質9の滞積を招き、この粒子
状物質9の滞積現象によって冷却管2が閉塞して熱交換
器の性能をさらに低下させることがあった。
すると、何れもEGRガスの出入口となる端部キャップ
4と板金製のチューブシート3とにより形成される空間
領域8が狭くなっているため、この狭い空間領域8に流
れ込んだEGRガスはこの狭い空間領域8に滞留し易
く、したがって冷却管2への流入が防げられ流速が遅く
なるとともにEGRガスに含まれる粒子状物質9がこの
空間領域8に滞積する傾向となる。この粒子状物質9の
滞積現象が、冷却管2、特に最外側の冷却管2の閉塞時
期を早め熱交換器の性能を短期に低下させていた。
ガスの出入口となる端部キャップと板金製のチューブシ
ートとにより形成される空間領域を拡張して冷却管への
流入をスムーズに円滑に行なわしめ、外側附近の冷却管
内の流速を上昇せしめて管内伝熱係数の低下を防止する
とともにここに粒子状物質を滞積させ、冷却管の閉塞時
期を大幅に延長させたEGRガス冷却装置を提供するこ
とを目的とするものである。
め、本発明は、胴管内壁の両端部附近に固定されたチュ
ーブシートに伝熱管群が固着配列され、さらに前記胴管
の両端部の外側には端部キャップが固着され、また前記
端部キャップにはEGRガスの流入口と流出口が設けら
れた多管式のEGRガス冷却装置において、前記胴管は
その端部が拡径され、該胴管の拡径端部に嵌着された板
金製のチューブシートにより伝熱管群を固着配列して、
該チューブシートと端部キャップとの内周面との間に形
成される空間領域を拡張したEGRガス冷却装置を特徴
とするものである。
がら以下に詳述すると、図1は本発明の一実施例の一部
破断平面図、図2は本発明の他の実施例の要部断面図、
図3は本発明の他の実施例の要部断面図、図4は本発明
のさらに他の実施例の要部断面図である。
式のEGRガス冷却装置30は、胴管31内部におい
て、伝熱管32群の両端部が板金製のチューブシート3
3にろう付けまたは溶接により固定され、一方該チュー
ブシート33はその外周部を胴管31の内壁34にろう
付けまたは溶接により固着して配列され、前記胴管31
の一方の端部にはEGRガスの流入口35が設けられた
端部キャップ36aが固着され、また他方の端部にはE
GRガスの流出口37が設けられた端部キャップ36b
が固着されている構成を有するものである。なお、上記
の説明では一方の端部キャップ36aに流入口35を、
また他方の端部キャップ36bには流出口37を設けた
多管式のEGRガス冷却装置を示したが、従来公知の伝
熱管32群をほぼU字状に弯曲させて一方の端部キャッ
プに流入口と流出口とを設けた形式の多管式のEGRガ
ス冷却装置にも適用可能である。
胴管31はその端部の両方または一方が拡径された端部
40を有しており、かつ前記胴管31の拡径端部40に
は板金製のチューブシート33が嵌着され、前記板金製
のチューブシート33の外周部を胴管31の拡径端部4
0とともに端部キャップ36a、36bの端部内面に一
体的にろう付け或いは溶接で固着し、前記胴管31内部
に伝熱管32群が固着配列されたものであり、EGRガ
スの流入口35が設けられた端部キャップ36aまたは
流出口37が設けられた端部キャップ36bの内周面
と、板金製のチューブシート33との間に形成される空
間領域38が拡張され、したがって伝熱管32群のうち
最外側の伝熱管開口部32aと端部キャップ36a、3
6bの内周面との空間領域38が拡張されるものであ
る。
置30は、EGRガスの流入口35が設けられた端部キ
ャップ36a或いはEGRガスの流出口37が設けられ
た端部キャップ36bの内周面と、板金製のチューブシ
ート33との間の空間領域38が拡張されており、した
がって前記端部キャップ36a、36bの内周面と、伝
熱管32群の伝熱管開口部32a、特に伝熱管32群の
うち最外側の伝熱管開口部32aとの間に形成される空
間領域38が拡張されるため、EGRガスの流入口35
より流入したEGRガスが空間領域38を経由して伝熱
管32に流入する段階で円滑に流入し、或いは伝熱管3
2より流出するEGRガスが円滑に流出して流出口37
より流出し、その際のEGRガスが空間領域38を経由
して流出するので、伝熱管32内の流れは流速の低下を
きたすことなく、中央部附近に配設された伝熱管とほぼ
同一の流速を得、したがってほぼ同一の管内伝熱係数
(熱通率(kcal/m2hr℃))を得ることがで
き、EGRガスに含有された粒子状物質39の滞積する
空間領域38が拡張されていることになり、したがって
伝熱管32内部への粒子状物質39の流入や伝熱管32
内部からの粒子状物質39の流出が長期間に亘って防止
され、従来粒子状物質39の滞積により生じていた伝熱
管32の閉塞現象に伴う熱交換能の低下を容易に防止す
ることができるものである。
におけるEGRガス冷却装置30の要部断面図を示すも
ので、図2では胴管31の端部をその中心軸線に直交す
る方向に屈曲してチューブシート33の外周部と重合す
るよう嵌着するとともに、該チューブシートの外周端面
とほぼ同径にし端部キャップ36a、36bの端部の内
面と一体的にろう付け或いは溶接により固着するか、図
3のように胴管31の端部をチューブシート33の外径
とほぼ一致するよう拡径して該チューブシートを胴管の
拡径端部に嵌着しこの状態で端部キャップ36a、36
bの端部の内面に嵌合して一体的に固着するか、或いは
図4のようにチューブシート33の外周端部を胴管31
の中心軸線と平行に屈曲して胴管の拡径端部に嵌着し、
さらにこれらを端部キャップ36a、36bの端部の内
面に嵌合してこれらを一体的に固着して構成する。
ガスに含有する粒子状物質の滞積領域が拡張されること
になり、したがって、伝熱管内部への粒子状物質の付着
或いは伝熱管の閉塞が長期間に亘って防止され、従来粒
子状物質により生じていた伝熱管の閉塞現象に伴う熱交
換能の低下を容易に防止するとともにEGRガスの流
入、流出を円滑に行わしめ、さらに伝熱管内流速の均一
化、伝熱係数の均一化を達成でき熱交換能のバラツキを
減少することができる。
破断平面図である。
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 胴管内壁の両端部附近に固定されたチュ
ーブシートに伝熱管群が固着配列され、さらに前記胴管
の両端部の外側には端部キャップが固着され、また前記
端部キャップにはEGRガスの流入口と流出口が設けら
れた多管式のEGRガス冷却装置において、前記胴管は
その端部が拡径され、該胴管の拡径端部に嵌着された板
金製のチューブシートにより伝熱管群を固着配列して、
該チューブシートと端部キャップとの内周面との間に形
成される空間領域を拡張したことを特徴とするEGRガ
ス冷却装置。
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Publications (2)
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JP15037296A Expired - Fee Related JP3781386B2 (ja) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | Egrガス冷却装置 |
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