JPH1113551A - Egr cooler - Google Patents

Egr cooler

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Publication number
JPH1113551A
JPH1113551A JP9166210A JP16621097A JPH1113551A JP H1113551 A JPH1113551 A JP H1113551A JP 9166210 A JP9166210 A JP 9166210A JP 16621097 A JP16621097 A JP 16621097A JP H1113551 A JPH1113551 A JP H1113551A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inlet
end plate
gas
cooling
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9166210A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Natsume
浩司 夏目
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP9166210A priority Critical patent/JPH1113551A/en
Publication of JPH1113551A publication Critical patent/JPH1113551A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0219Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0229Double end plates; Single end plates with hollow spaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent cooling water from boiling in the vicinity of an inlet side end plate, and improve cooling performance by inserting a plurality of cooling pipes in an end plate at an EGR gas inlet side, fixing them, and separating the end surface on the water chamber side of the end plate from the inlet end of the cooling pipe by a length equivalent to or more than the length of a turbulent zone. SOLUTION: A casing 2 of an EGR cooler 1 is formed by coaxially-disposing a flange part 5, an inlet side tank part 4, and an outer cylindrical part 3, and partitioning a gas introduction opening 6, an inlet side gas chamber 7, and a water chamber 8 toward its inside in a radial direction. The inlet side gas chamber 7 and the water chamber 8 are partitioned by an inlet side end plate 9, and the inlet side gas chamber 7 is communicated with an outlet side gas chamber by a plurality of cooling pipes 10 formed at the inlet side end plate 9. In the respective cooling pipes 10, a protruding part 10d protruding from the inlet side end plate 9 by a prescribed length F in the inlet side gas chamber 7 is formed, thus it is possible to separate the inlet end 10b of the cooling pipe 10 from the end surface 9a on the water chamber 8 side of the inlet side end plate 9 by the length E equivalent to or more than the length of a turbulent zone L.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はEGRクーラに係
り、特に、エンジンの排ガスの一部を排気経路から取り
出して再びエンジンの吸気経路に戻すEGR(Exhaust
Gas Recirculation:排気再循環)を行うに際し、エンジ
ンの冷却水を冷媒としてEGRガスを冷却するEGRク
ーラに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an EGR cooler, and more particularly, to an EGR (Exhaust) system for extracting a part of exhaust gas from an engine from an exhaust path and returning the exhaust gas to an intake path of the engine again.
The present invention relates to an EGR cooler that cools EGR gas by using engine cooling water as a coolant when performing Gas Recirculation.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジン等の排ガス中のNOx
を低減するためEGRが有効であることは知られてい
る。即ち、EGRを行うと、吸気中の酸素濃度が低下し
て燃焼が緩慢となり、燃焼温度の低下によりNOx の生成
が抑制されると考えられるからである。
2. Description of the Related Art NOx in exhaust gas from diesel engines, etc.
It is known that EGR is effective to reduce the EGR. That is, it is considered that when EGR is performed, the oxygen concentration in the intake air decreases and combustion becomes slow, and the generation of NOx is suppressed by the decrease in combustion temperature.

【0003】一方、吸気にEGRガスを混入させること
でその分新気量が減り、スモークが悪化するという問題
がある。これを解決するために、EGR通路中にEGR
クーラを設け、高温のEGRガスを冷却して体積を減少
させることにより、新気量の増大を図り、スモークの発
生を防止しようという提案がなされている(特開平6-14
7028号公報参照)。
On the other hand, mixing EGR gas into the intake air causes a problem that the fresh air amount is reduced by that amount and the smoke is deteriorated. In order to solve this, the EGR
It has been proposed to provide a cooler and cool the high-temperature EGR gas to reduce the volume, thereby increasing the amount of fresh air and preventing the generation of smoke (Japanese Patent Laid-Open No. 6-14).
No. 7028).

【0004】図14はEGRクーラが適用されたエンジ
ンの構成図で、EGRクーラ51はEGR通路をなすE
GR配管52の途中に設けられ、エンジン53との間で
冷却水配管54を介して冷却水を循環させ、その冷却水
を冷媒として内部でEGRガスを冷却するようになって
いる。EGR配管52は、排気マニホールド55及び排
気管56からなる排気経路から排ガスの一部(EGRガ
ス)を取り出し、吸気マニホールド57及び吸気管58
からなる吸気経路にそれを戻す。EGR配管52の途中
にはEGR量を制御するための流量制御弁59が設けら
れる。
FIG. 14 is a block diagram of an engine to which an EGR cooler is applied.
The cooling water is circulated between the engine 53 and the engine 53 via a cooling water pipe 54, and the cooling water is used as a coolant to cool the EGR gas inside the GR pipe 52. The EGR pipe 52 takes out a part of the exhaust gas (EGR gas) from an exhaust path including an exhaust manifold 55 and an exhaust pipe 56, and takes the intake manifold 57 and the intake pipe 58.
Return it to the intake path consisting of A flow control valve 59 for controlling the EGR amount is provided in the middle of the EGR pipe 52.

【0005】一般的なEGRクーラの構成は図15、1
6に示す通りである。EGRクーラ51は筒状のケーシ
ング60を有し、ケーシング60の長手方向両端には入
口側フランジ61及び出口側フランジ62が一体的に設
けられる。入口側フランジ61及び出口側フランジ62
は、それぞれガス導入口63及びガス導出口64を区画
して上流側EGR配管52a及び下流側EGR配管52
bに接続される。ケーシング60内部には長手方向(ガ
ス流れ方向)に離間する一対のエンドプレート、即ち入
口側エンドプレート65及び出口側エンドプレート66
が設けられる。これらエンドプレート65,66は、ケ
ーシング60内部を、両端の入口側及び出口側ガス室6
7,68と中央の水室69とに仕切るものである。水室
69には、その長手方向に離間して冷却水導入口70及
び冷却水導出口71がそれぞれ開口されている。冷却水
導入口70及び冷却水導出口71はそれぞれ冷却水導入
管70a及び冷却水導出管71aで区画され、ここでは
実線で示すように、冷却水導入管70aが入口側エンド
プレート65の近傍に、冷却水導出管71aが出口側エ
ンドプレート66の近傍に設けられる。ただしこれらは
仮想線で示すように逆の場合もある。この場合も、冷却
水導入管70aは下側に、冷却水導出管71aは上側に
設けられる。一方、両エンドプレート65,66を掛け
渡して複数の冷却管72が設けられる。冷却管72は入
口側及び出口側ガス室67,68を連通し、内部に高温
のEGRガスを流通させて、そのEGRガスと水室69
内の冷却水との間で熱交換を行わせる。
The structure of a general EGR cooler is shown in FIGS.
6. The EGR cooler 51 has a cylindrical casing 60, and an inlet side flange 61 and an outlet side flange 62 are integrally provided at both ends in the longitudinal direction of the casing 60. Inlet flange 61 and outlet flange 62
Separates a gas inlet 63 and a gas outlet 64, respectively, into an upstream EGR pipe 52a and a downstream EGR pipe 52.
b. Inside the casing 60, a pair of end plates spaced apart in the longitudinal direction (gas flow direction), that is, an inlet end plate 65 and an outlet end plate 66
Is provided. These end plates 65 and 66 divide the inside of the casing 60 into inlet and outlet gas chambers 6 at both ends.
7, 68 and a central water chamber 69. The water chamber 69 is provided with a cooling water inlet 70 and a cooling water outlet 71 that are separated from each other in the longitudinal direction. The cooling water inlet 70 and the cooling water outlet 71 are defined by a cooling water inlet 70a and a cooling water outlet 71a, respectively. A cooling water outlet pipe 71 a is provided near the outlet side end plate 66. However, these may be reversed as shown by the imaginary line. Also in this case, the cooling water introduction pipe 70a is provided on the lower side, and the cooling water outlet pipe 71a is provided on the upper side. On the other hand, a plurality of cooling pipes 72 are provided by bridging both end plates 65 and 66. The cooling pipe 72 communicates the inlet-side and outlet-side gas chambers 67 and 68, and allows a high-temperature EGR gas to flow therein, and the EGR gas and the water chamber 69.
Heat exchange is performed with the cooling water inside.

【0006】ケーシング60のうち、水室69を区画す
る部分は外筒部73、入口側及び出口側ガス室67,6
8を区画する部分はタンク部74,75となる。外筒部
73が一定径の筒状であるのに対し、タンク部74,7
5は両端側が絞られている。これによりガス導入口63
から導入されたEGRガスは径方向に広がって各冷却管
72に分配され、各冷却管72から出てきたEGRガス
は集合してガス導出口64から導出されるようになる。
A portion of the casing 60 that divides the water chamber 69 includes an outer cylinder 73, inlet-side and outlet-side gas chambers 67, 6.
8 are tank portions 74 and 75. While the outer cylinder 73 is cylindrical with a constant diameter, the tanks 74, 7
5 is narrowed at both ends. Thereby, the gas inlet 63
The EGR gas introduced from the cooling pipe 72 spreads in the radial direction and is distributed to each cooling pipe 72, and the EGR gas coming out of each cooling pipe 72 is collected and led out from the gas outlet 64.

【0007】冷却管72は、冷却効率を高めるべく比較
的薄い肉厚( 0.5〜1mm 程度)とされ、その内径は 6〜
8mm 程度とされる。また材質としては、EGRガスが高
温で硫黄分を含むことから、高温強度と耐腐食性に優れ
たステンレス等が採用される。組立てコスト低減のた
め、全ての部品は炉内ロー付けにて組み付けられ、この
ため冷却管72以外の他の部品も冷却管72と同種の材
料で形成される。両エンドプレート65,66は、冷却
管72やケーシング60(外筒部73)とのロー付けに
よる結合を確実にするため、比較的厚い肉厚( 3mm程
度)を有する。ケーシング60の外筒部73とタンク部
74,75とは、その肉厚がクーラの効率と無関係であ
るため、十分な強度を得るために 1.5〜3mm 程度の肉厚
とされる。
The cooling pipe 72 has a relatively small thickness (about 0.5 to 1 mm) in order to enhance the cooling efficiency, and has an inner diameter of 6 to 10 mm.
It is about 8mm. Further, as the material, since EGR gas contains sulfur at a high temperature, stainless steel or the like excellent in high-temperature strength and corrosion resistance is employed. In order to reduce the assembly cost, all parts are assembled by brazing in the furnace. Therefore, other parts than the cooling pipe 72 are formed of the same material as the cooling pipe 72. Both end plates 65 and 66 have a relatively large wall thickness (about 3 mm) in order to secure the connection with the cooling pipe 72 and the casing 60 (the outer cylindrical portion 73) by brazing. The outer cylinder 73 and the tanks 74 and 75 of the casing 60 have a thickness of about 1.5 to 3 mm in order to obtain sufficient strength, since the thickness is not related to the efficiency of the cooler.

【0008】このEGRクーラ51では、水室69内の
冷却水の流れが、冷却水導入口70から冷却水導出口7
1に向かう斜め上方向きの流れとなる。一方これとは別
に、冷却効率を高めるため、図17に示すように水室6
9内に複数のバッフルプレート76を設け、冷却水を水
室69内で蛇行させるようにするものもある。
In the EGR cooler 51, the flow of the cooling water in the water chamber 69 is changed from the cooling water inlet 70 to the cooling water outlet 7
The flow is obliquely upward toward 1. On the other hand, separately from this, in order to increase the cooling efficiency, as shown in FIG.
In some cases, a plurality of baffle plates 76 are provided in the chamber 9 so that the cooling water meanders in the water chamber 69.

【0009】冷却管72の本数、径、長さは、EGRガ
スの温度、流量や必要な放熱量等から決定される。ガス
流量に対する冷却管72の壁面抵抗や入口側ガス室67
から冷却管72への断面変化による絞り損失等を考慮の
上、総通過面積を決定する必要がある。また放熱量を高
めるには冷却管72の総表面積を大きくする必要があ
る。つまり同一径のクーラに対し、管径を小さくしてそ
の分本数を増せば、総通過面積を確保しつつクーラ単位
長さあたりの表面積を増せ、クーラ全長を短くすること
ができる。このような諸元はエンジンへの搭載性も考慮
して決定する必要がある。
The number, diameter, and length of the cooling pipes 72 are determined based on the temperature and flow rate of the EGR gas, the required heat radiation, and the like. The wall resistance of the cooling pipe 72 with respect to the gas flow rate and the inlet-side gas chamber 67
It is necessary to determine the total passage area in consideration of the drawing loss due to the cross-sectional change from the cooling pipe 72 to the cooling pipe 72. In order to increase the amount of heat radiation, it is necessary to increase the total surface area of the cooling pipe 72. That is, for a cooler having the same diameter, if the pipe diameter is reduced and the number of tubes is increased, the surface area per unit length of the cooler can be increased while securing the total passage area, and the overall length of the cooler can be shortened. Such specifications need to be determined in consideration of the mountability to the engine.

【0010】水の比熱がEGRガスに比べて大きく、E
GRガスの出入口温度差に比べ冷却水の出入口温度差が
小さいことから、冷却水導入口70及び導出口71の位
置が上記いずれの場合でも放熱量には大差がない。例え
ば、1.0kg/min 、500 ℃のEGRガスを10kg/minの冷却
水で200 ℃まで冷却しても、冷却水の出入口温度差は8
℃程度であり、EGRガスの温度差に比べれば十分小さ
い。
The specific heat of water is larger than that of EGR gas,
Since the difference between the inlet and outlet temperatures of the cooling water is smaller than the difference between the inlet and outlet temperatures of the GR gas, there is no great difference in the amount of heat radiation regardless of the position of the cooling water inlet 70 and outlet 71. For example, even if the EGR gas at 1.0 kg / min and 500 ° C is cooled to 200 ° C with 10 kg / min cooling water, the difference
° C, which is sufficiently smaller than the temperature difference of the EGR gas.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般にエン
ジン用冷却水は、加圧により沸点が120 ℃程度にまで高
められているものの、EGRクーラ51に冷媒として用
いられるとEGRガスの温度、流量の上昇により沸騰す
ることがある。沸騰が発生すると、冷却水中に溶解して
いる成分が冷却管72等の表面部に固着し、EGRガス
から冷却水への熱伝達(放熱)が妨げられ、初期性能が
維持できなくなってしまう。こうなればEGRガスが高
温となり、NOx 、スモーク増大の問題が生じる。逆にい
えば、EGRガスの温度、流量はEGRクーラ51内で
の沸騰が発生しない範囲に制限されることとなる。
Although the boiling point of engine cooling water is generally raised to about 120 ° C. by pressurization, when used as a refrigerant in the EGR cooler 51, the temperature and flow rate of EGR gas are reduced. Boiling may occur due to rising. When the boiling occurs, the components dissolved in the cooling water adhere to the surface of the cooling pipe 72 and the like, and the heat transfer (radiation) from the EGR gas to the cooling water is hindered, so that the initial performance cannot be maintained. In this case, the temperature of the EGR gas becomes high, and the problem of increase in NOx and smoke occurs. Conversely, the temperature and flow rate of the EGR gas are limited to a range where boiling in the EGR cooler 51 does not occur.

【0012】EGRガスの温度、流量の増加により最も
早期に沸騰が発生するのは、入口側エンドプレート65
及びその近傍の冷却管72の表面である。その理由はE
GRガス温度が下流側ないし出口側に比べて高いからで
ある。特に図15に示すように、入口側ガス室67内で
は、入口側エンドプレート65の中央部Sが、ガス導入
口63から導入された高温ガスが比較的高速で当たる部
分となるため、最も高温となり易い。
The earliest boiling occurs due to an increase in the temperature and flow rate of the EGR gas is caused by the inlet end plate 65.
And the surface of the cooling pipe 72 in the vicinity thereof. The reason is E
This is because the GR gas temperature is higher than the downstream or outlet side. In particular, as shown in FIG. 15, in the inlet side gas chamber 67, the central portion S of the inlet side end plate 65 is a portion where the high temperature gas introduced from the gas inlet 63 hits at a relatively high speed. Easily.

【0013】また、冷却管72内のEGRガスの流れ
は、その入口側の管端から所定距離下流側までの区間L
では、急激な断面変化の影響を受けて向きが一定でない
乱流となり、その区間Lより下流側の区間L0 では向き
が冷却管72に沿ったものとなる(以下、前者の区間L
を「乱流区間」、後者の区間L0 を「安定区間」とい
う)。安定区間L0 では、流れの温度分布及び速度分布
は、管中心側ほど大きく管壁側では小さい値をとる。一
方、乱流区間Lでは、このような管中心側から管壁側に
向かう温度勾配及び速度勾配が存在しない。このため、
乱流区間Lでは安定区間L0 に比べ冷却管72への熱伝
達が活発となり、よって冷却管72に接する入口側エン
ドプレート65も高温となる。
The flow of the EGR gas in the cooling pipe 72 is defined by a section L from the pipe end on the inlet side to a downstream side by a predetermined distance.
So becomes turbulent orientation is not constant under the influence of sudden cross-section variation, the orientation in the section L 0 downstream of the section L is in line with the cooling pipe 72 (hereinafter, the former segment L
Is referred to as a “turbulent section” and the latter section L 0 is referred to as a “stable section”). In the stable section L 0 , the temperature distribution and the velocity distribution of the flow are larger toward the center of the pipe and smaller at the pipe wall. On the other hand, in the turbulent flow section L, there is no such a temperature gradient and a velocity gradient from the pipe center side to the pipe wall side. For this reason,
In the turbulent flow section L, heat transfer to the cooling pipe 72 is more active than in the stable section L 0 , so that the temperature of the inlet end plate 65 in contact with the cooling pipe 72 also becomes high.

【0014】乱流区間Lの長さは、上流側EGR配管5
2aの内径及び入口側ガス室67の内径に対する冷却管
72の内径及び本数により変化する。また、EGRガス
の流量、温度、圧力はエンジンの運転状態により変化
し、サイクル中も排気脈動により変化するため、乱流区
間Lの長さもそれに伴って変化する。通常、乱流区間L
の長さは冷却管72の内径の1〜3倍程度である。
The length of the turbulence section L is determined by the length of the upstream EGR pipe 5.
It varies depending on the inner diameter and the number of cooling pipes 72 with respect to the inner diameter of 2 a and the inner diameter of the inlet side gas chamber 67. Further, the flow rate, temperature, and pressure of the EGR gas change depending on the operating state of the engine, and also change during the cycle due to the exhaust pulsation. Therefore, the length of the turbulent flow section L also changes accordingly. Usually, the turbulent section L
Is about 1 to 3 times the inner diameter of the cooling pipe 72.

【0015】さらに、水室69内において、入口側エン
ドプレート65の表面付近は冷却水が滞流し易いため高
温となり易い。
Further, in the water chamber 69, the temperature near the surface of the inlet-side end plate 65 tends to be high because the cooling water easily flows.

【0016】これらの説明から分かるように、乱流区間
Lにおいては、冷却管72の本数増加等によっても沸騰
防止が困難である。
As can be seen from these descriptions, it is difficult to prevent boiling in the turbulent flow section L even if the number of cooling pipes 72 is increased.

【0017】ここで図18、19に示すように、水室6
9内での溶解成分の付着は、沸騰が生じやすい入口側エ
ンドプレート65の近傍領域Aのほか、冷却水導入口7
0及び導出口71の位置関係に応じて、図18に示す蒸
気の通過経路V1 、又は図19の如く冷却水の導出がス
ムーズになされない場合に蒸気滞流領域V2 で起こった
りする。よってこれら経路V1 、領域V2 においても熱
伝達が妨げられ、クーラ性能が悪化されてしまう。
Here, as shown in FIGS.
The adhesion of the dissolved component in the cooling water introduction port 7 is not only caused in the region A near the inlet side end plate 65 where boiling easily occurs.
0 and depending on the positional relationship between the outlet port 71, or going on a steam Todokoryu region V 2 when passing path V 1 of the steam shown in FIG. 18, or the derivation of the coolant as shown in FIG. 19 is not performed smoothly. Therefore, heat transfer is also prevented in the path V 1 and the region V 2 , and the cooler performance is deteriorated.

【0018】このように、EGRクーラについては、入
口側エンドプレート近傍での沸騰対策が急務とされてい
る。
As described above, for the EGR cooler, it is urgently necessary to take measures against boiling near the end plate on the inlet side.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明に係るEGRクー
ラは、EGRガス入口側のエンドプレートに複数の冷却
管を挿通させて固着し、上記エンドプレートの水室側の
端面と上記冷却管の入口端とを、乱流区間の長さ以上に
離間したものである。
In the EGR cooler according to the present invention, a plurality of cooling pipes are inserted into and fixed to the end plate on the EGR gas inlet side, and the end face of the end plate on the water chamber side and the cooling pipe are provided. The inlet end is separated by at least the length of the turbulent section.

【0020】上記構成によれば、水室のガス入口側の室
端を少なくとも上記安定区間内に設定することができ
る。これにより高温部と冷却水との接触を回避し、冷却
水の沸騰を防止することができる。
According to the above configuration, the end of the water chamber on the gas inlet side can be set at least in the stable section. Thus, contact between the high-temperature portion and the cooling water can be avoided, and boiling of the cooling water can be prevented.

【0021】ここで、上記エンドプレートが上記長さ以
上の厚さを有するのが好ましい。また上記エンドプレー
トが上記冷却管を外部に露出させるためのスリットを有
するのが好ましい。また上記冷却管が上記エンドプレー
トからガス入口側に突出されるのが好ましい。また上記
冷却管の入口側端部が漏斗状に拡径されるのが好まし
い。また上記冷却管の突出部が伝熱プレートにより連結
されるのが好ましい。また上記エンドプレートからガス
入口側に所定距離離間されてガス室が設けられ、上記冷
却管が上記エンドプレートと上記ガス室とを結び且つそ
れらの間で外部に露出されるのが好ましい。また上記冷
却管の露出部に放熱フィンが設けられるのが好ましい。
また上記冷却管の露出部が保護筒で覆われるのが好まし
い。また上記エンドプレートからガス入口側に所定距離
離間されてガス室が設けられ、上記冷却管が上記エンド
プレートと上記ガス室とを結ぶと共に、上記エンドプレ
ートと上記ガス室との間に冷却液室が設けられるのが好
ましい。
Here, it is preferable that the end plate has a thickness equal to or greater than the length. Preferably, the end plate has a slit for exposing the cooling pipe to the outside. Preferably, the cooling pipe projects from the end plate toward the gas inlet. Preferably, the inlet side end of the cooling pipe is expanded in a funnel shape. Preferably, the projecting portions of the cooling pipes are connected by a heat transfer plate. Preferably, a gas chamber is provided at a predetermined distance from the end plate on the gas inlet side, and the cooling pipe connects the end plate to the gas chamber and is exposed to the outside between them. Further, it is preferable that a radiation fin is provided on an exposed portion of the cooling pipe.
Preferably, the exposed part of the cooling pipe is covered with a protective tube. A gas chamber is provided at a predetermined distance from the end plate on the gas inlet side, and the cooling pipe connects the end plate and the gas chamber, and a coolant chamber is provided between the end plate and the gas chamber. Is preferably provided.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0023】図1は本実施形態に係るEGRクーラのE
GRガス入口側の部分を示している。従来同様、EGR
クーラ1は略円筒状に形成されたケーシング2を有して
いる。ケーシング2は、所定の一定径に形成された外筒
部3と、外筒部3からガス入口側(図中左側)に向けて
順次絞られる入口側タンク部4とからなる。入口側タン
ク部4の入口端には、前述の上流側EGR配管に接続す
るためのフランジ部5が設けられ(図15参照)、フラ
ンジ部5には複数のボルト取付穴(図示せず)が周方向
に所定間隔で設けられている。
FIG. 1 shows an EGR cooler E according to this embodiment.
The portion on the GR gas inlet side is shown. EGR as before
The cooler 1 has a casing 2 formed in a substantially cylindrical shape. The casing 2 includes an outer cylindrical portion 3 formed to have a predetermined constant diameter, and an inlet-side tank portion 4 sequentially narrowed from the outer cylindrical portion 3 toward the gas inlet side (left side in the figure). At the inlet end of the inlet side tank portion 4, a flange portion 5 for connecting to the above-mentioned upstream EGR pipe is provided (see FIG. 15), and the flange portion 5 has a plurality of bolt mounting holes (not shown). They are provided at predetermined intervals in the circumferential direction.

【0024】フランジ部5、入口側タンク部4及び外筒
部3はそれぞれ同軸に配置され、径方向内方にガス導入
口6、入口側ガス室7及び水室8をそれぞれ区画してい
る。ガス導入口6と入口側ガス室7とは連続されるが、
入口側ガス室7と水室8とは入口側エンドプレート9で
仕切られる。つまり水室8は、入口側エンドプレート9
と図外右方の出口側エンドプレートとで軸方向に区画さ
れる。入口側エンドプレート9及び出口側エンドプレー
トは、ケーシング軸方向に垂直な円形平板であると共
に、軸方向に延びる複数の冷却管10で掛け渡されてい
る。冷却管10は千鳥状に配列され、ガス入口側の部分
が入口側エンドプレート9に挿通して固着されている。
こうして冷却管10は入口側ガス室7と図外右方の出口
側ガス室とを連通するようになる。
The flange portion 5, the inlet side tank portion 4 and the outer cylinder portion 3 are coaxially arranged, and define a gas inlet 6, an inlet side gas chamber 7 and a water chamber 8 radially inward. The gas inlet 6 and the inlet gas chamber 7 are continuous,
The inlet gas chamber 7 and the water chamber 8 are separated by an inlet end plate 9. That is, the water chamber 8 is provided with the inlet-side end plate 9.
And an exit-side end plate on the right side in the figure, which is divided in the axial direction. The inlet end plate 9 and the outlet end plate are circular flat plates perpendicular to the casing axial direction, and are bridged by a plurality of cooling pipes 10 extending in the axial direction. The cooling pipes 10 are arranged in a staggered manner, and a portion on the gas inlet side is inserted into and fixed to the inlet side end plate 9.
Thus, the cooling pipe 10 communicates the inlet-side gas chamber 7 with the outlet-side gas chamber on the right side in the figure.

【0025】特に冷却管10は、入口側ガス室7内にお
いて入口側エンドプレート9から所定長さF突出する突
出部10dを有している。そしてこれにより、冷却管1
0の入口端10bと、入口側エンドプレート9の水室8
側の端面9aとが、乱流区間Lの長さ以上に離間されて
いる(離間距離E)。ここでは突出長F自体が乱流区間
Lの長さより大きくされ、入口端10bと端面9aとの
距離が乱流区間Lの長さに比べ十分大きくとられてい
る。
In particular, the cooling pipe 10 has a protruding portion 10 d that protrudes from the inlet end plate 9 by a predetermined length F in the inlet gas chamber 7. And by this, the cooling pipe 1
0 and the water chamber 8 of the inlet-side end plate 9
Side end surface 9a is separated from the turbulent flow section L by a length equal to or longer than the length (separation distance E). Here, the projection length F itself is made larger than the length of the turbulent flow section L, and the distance between the inlet end 10b and the end face 9a is set to be sufficiently larger than the length of the turbulent flow section L.

【0026】ここで、水室8には、入口側エンドプレー
ト9の近傍に冷却水導入口11が開口されている。冷却
水導入口11は、外筒部3の下部に突出して設けられた
冷却水導入管12によって形成される。冷却水導入口1
1はその指向方向がケーシング軸方向と垂直とされてい
る。
Here, a cooling water inlet 11 is opened in the water chamber 8 near the inlet end plate 9. The cooling water inlet 11 is formed by a cooling water inlet pipe 12 protruding from a lower portion of the outer cylindrical portion 3. Cooling water inlet 1
1 has a directivity direction perpendicular to the casing axial direction.

【0027】図外右方の構成は図15に示した従来の構
成と同様である。よって水室8のガス出口側には冷却水
導出口が開口されている。冷却水導出口は冷却水導出管
により形成され、冷却水導出管は外筒部3の上部に突出
して設けられる。冷却水導入管12と冷却水導出管とに
はエンジンに至るホース等による冷却水配管が接続され
る。また出口側フランジには出口側EGR配管が接続さ
れる。その他の製造方法、各部の寸法等についても従来
同様である。
The configuration on the right outside the drawing is the same as the conventional configuration shown in FIG. Therefore, a cooling water outlet is opened on the gas outlet side of the water chamber 8. The cooling water outlet is formed by a cooling water outlet pipe, and the cooling water outlet pipe is provided so as to protrude above the outer cylindrical portion 3. A cooling water pipe such as a hose leading to the engine is connected to the cooling water inlet pipe 12 and the cooling water outlet pipe. An outlet side EGR pipe is connected to the outlet side flange. Other manufacturing methods, dimensions of each part, and the like are the same as those in the related art.

【0028】この構成においては、EGRガスが、ガス
導入口6から導入されて入口側ガス室7内で各冷却管1
0に分配される。そして各冷却管10内を通過した後、
出口側ガス室にて集合されてガス導出口から導出される
ようになる。また冷却水は、冷却水導入口11から水室
8内に導入されて冷却水導出口に向かうようになる。
In this configuration, the EGR gas is introduced from the gas inlet 6 and enters each cooling pipe 1 in the inlet side gas chamber 7.
Distributed to zero. And after passing through each cooling pipe 10,
They are gathered in the outlet gas chamber and led out from the gas outlet. In addition, the cooling water is introduced into the water chamber 8 from the cooling water inlet 11 and flows toward the cooling water outlet.

【0029】特に上記構成にあっては、入口側エンドプ
レート9の端面9aと冷却管10の入口端10bとを乱
流区間Lの長さ以上に離間したため、端面9a即ち、水
室8のガス入口側の室端の位置を、乱流区間Lから外れ
た安定区間L0 内に設定することができる。前述したよ
うに乱流区間L内は、EGRガスの流れが非定常である
ため高温となるが、このような構成とするとその高温部
を避けて冷却水を位置させられ、高温部と冷却水との接
触を防止し、冷却水の沸騰を防止することができる。
In particular, in the above configuration, since the end face 9a of the inlet end plate 9 and the inlet end 10b of the cooling pipe 10 are separated by the length of the turbulence section L or more, the end face 9a, that is, the gas in the water chamber 8 the position of the inlet side of the chamber end, can be set in the stable section L 0 deviated from turbulence interval L. As described above, the temperature inside the turbulent flow section L becomes high due to the unsteady flow of the EGR gas. However, with such a configuration, the cooling water is positioned so as to avoid the high temperature section, and the high temperature section and the cooling water Contact with water, and the boiling of the cooling water can be prevented.

【0030】また、上記構成にあっては、入口側エンド
プレート9も乱流区間Lから外れた領域に位置させてい
る。このため冷却管10からの熱伝達による入口側エン
ドプレート9の加熱も抑制でき、プレート表面での沸騰
が防止できる。これから分かるように、離間距離E及び
突出長Fは大きくするほど沸騰防止に効果がある。
In the above configuration, the inlet-side end plate 9 is also located outside the turbulent section L. Therefore, heating of the inlet side end plate 9 due to heat transfer from the cooling pipe 10 can be suppressed, and boiling on the plate surface can be prevented. As can be seen from this, as the distance E and the protrusion length F are increased, the effect of preventing boiling is increased.

【0031】また、この構成の場合、入口側ガス室7内
のEGRガスの流れは主に各冷却管10に向かう流れと
なり、冷却管10の突出部10dの周囲ではガスがよど
んでいる。このため、ガス導入口6から導入されたガス
が入口側エンドプレート9に直接衝突することがなく、
これによって入口側エンドプレート9の加熱が防止さ
れ、冷却水の沸騰も防止されるようになる。
In the case of this configuration, the flow of the EGR gas in the inlet side gas chamber 7 mainly flows toward each cooling pipe 10, and the gas stays around the projecting portion 10 d of the cooling pipe 10. Therefore, the gas introduced from the gas inlet 6 does not directly collide with the inlet side end plate 9,
As a result, the heating of the inlet-side end plate 9 is prevented, and the boiling of the cooling water is also prevented.

【0032】こうして、沸騰に基づく溶解成分の付着に
よる性能悪化が防止され、ガス温やガス流量の沸騰防止
からの制限が抑制され、EGR率及びEGR領域の拡大
が図れる。
In this way, performance deterioration due to adhesion of dissolved components due to boiling is prevented, restrictions on prevention of boiling of gas temperature and gas flow rate are suppressed, and the EGR rate and the EGR region can be expanded.

【0033】次に変形例について説明する。図2に示し
たものは図1の構成に伝熱プレート13を追加した例で
ある。伝熱プレート13は、冷却管10の入口側端部1
0aを連結し、熱を分散して加熱の均等化を図るもので
ある。前述したように、ガス導入口6に臨む中央部Sの
冷却管10は比較的高流速のガスを受けるため高温とな
りやすい。そこでこの伝熱プレート13を設ければ熱を
径方向外側の冷却管10に分散させられ、中央部Sの冷
却管10の過度の温度上昇を抑制できる。また伝熱プレ
ート13が入口側エンドプレート9へのガスの直接衝突
を防止し、入口側エンドプレート9の加熱を抑制できる
ようになる。さらにここでは伝熱プレート13を冷却管
10の入口端10bと面一に配置したため、伝熱プレー
ト13を乱流区間L内に位置させられ、乱流区間L内で
の熱の均等化、分散化も図れる。
Next, a modified example will be described. FIG. 2 shows an example in which a heat transfer plate 13 is added to the configuration of FIG. The heat transfer plate 13 is connected to the inlet end 1 of the cooling pipe 10.
Oa is connected to disperse heat to equalize heating. As described above, the cooling pipe 10 in the central portion S facing the gas inlet 6 receives a gas having a relatively high flow rate, and thus tends to become high in temperature. Therefore, if the heat transfer plate 13 is provided, the heat is distributed to the cooling pipes 10 on the radially outer side, and an excessive rise in the temperature of the cooling pipes 10 in the central portion S can be suppressed. Further, the heat transfer plate 13 prevents the gas from directly colliding with the inlet side end plate 9, so that the heating of the inlet side end plate 9 can be suppressed. Further, here, since the heat transfer plate 13 is arranged flush with the inlet end 10b of the cooling pipe 10, the heat transfer plate 13 is located in the turbulent flow section L, and the heat is equalized and dispersed in the turbulent flow section L. Can also be planned.

【0034】図3に示した例は、図1の構成について冷
却管10の入口側端部10aを漏斗状に拡径したもので
ある。このようにすると冷却管10におけるガスの導入
がスムーズとなり、乱流区間Lの長さを短縮して冷却管
10の温度上昇を抑制できる。またその拡径部分が、入
口側エンドプレート9に向かうガスに対しての障害とな
り、同時にガスのよどみを維持して、入口側エンドプレ
ート9へのガスの直接衝突を抑制する。
In the example shown in FIG. 3, the inlet side end 10a of the cooling pipe 10 in the configuration of FIG. 1 is enlarged in a funnel shape. In this way, the introduction of gas into the cooling pipe 10 becomes smooth, the length of the turbulent flow section L is shortened, and the temperature rise of the cooling pipe 10 can be suppressed. Further, the enlarged diameter portion becomes an obstacle to the gas directed to the inlet end plate 9, and at the same time, maintains the stagnation of the gas and suppresses the direct collision of the gas with the inlet end plate 9.

【0035】図4に示した例においては、入口側ガス室
7が水室8に対し所定距離だけガス入口側に離間され、
これら入口側ガス室7と水室8とが冷却管10で結ば
れ、それら間で冷却管10が外部に露出するようになっ
ている。即ち、ここでは外筒3aと入口側エンドプレー
ト9とからなる中央ケーシング2aが設けられ、入口側
エンドプレート9が水室8を区画すると共に、入口側エ
ンドプレート9から冷却管10がガス入口側に突出さ
れ、その冷却管10の入口側端部10aが、入口側ガス
室7を区画する入口側タンクケーシング14の後端プレ
ート15に挿通固着されている。冷却管10の入口端1
0bは後端プレート15と面一に合わせられる。このよ
うにしても離間距離Eが十分確保でき沸騰防止が可能で
ある。またこの例では後端プレート15、入口側エンド
プレート9及び冷却管10の露出部10cを空冷でき、
入口側エンドプレート9近傍を低温として沸騰を防止で
きる。なおこの冷却管10の露出部10cにファンで空
気を導いたり、走行風を当てたりしても効果的である。
In the example shown in FIG. 4, the inlet gas chamber 7 is separated from the water chamber 8 by a predetermined distance toward the gas inlet.
The inlet-side gas chamber 7 and the water chamber 8 are connected by a cooling pipe 10, and the cooling pipe 10 is exposed between them. That is, here, a central casing 2a composed of the outer cylinder 3a and the inlet side end plate 9 is provided, the inlet side end plate 9 partitions the water chamber 8, and the cooling pipe 10 extends from the inlet side end plate 9 to the gas inlet side. The inlet end 10a of the cooling pipe 10 is inserted and fixed to a rear end plate 15 of an inlet-side tank casing 14 defining the inlet-side gas chamber 7. Inlet end 1 of cooling pipe 10
0b is flush with the rear end plate 15. Even in this case, the separation distance E can be sufficiently secured, and boiling can be prevented. In this example, the rear end plate 15, the inlet end plate 9, and the exposed portion 10c of the cooling pipe 10 can be air-cooled,
Boiling can be prevented by setting the vicinity of the inlet side end plate 9 to a low temperature. It is effective to guide the air to the exposed portion 10c of the cooling pipe 10 with a fan or to apply a traveling wind.

【0036】図5に示した例においては、図4の構成に
加え、冷却管10の露出部10cに放熱フィン16を設
けている。放熱フィン16は薄い円形板からなり、露出
部10cの長手方向に等ピッチで複数配列されると共
に、露出部10cの長手方向と垂直に配置されて、全数
の冷却管10を挿通固着させている。こうすると冷却管
10の空冷をさらに促進でき、沸騰防止効果をより高め
ることができる。
In the example shown in FIG. 5, a radiation fin 16 is provided on the exposed portion 10c of the cooling pipe 10 in addition to the configuration shown in FIG. The radiation fins 16 are formed of a thin circular plate, are arranged at equal pitches in the longitudinal direction of the exposed portion 10c, and are arranged perpendicularly to the longitudinal direction of the exposed portion 10c so that all the cooling tubes 10 are inserted and fixed. . In this way, air cooling of the cooling pipe 10 can be further promoted, and the effect of preventing boiling can be further enhanced.

【0037】図6に示した例では、図5の構成に加え、
露出部10cの長手方向に延出する別の放熱フィン(直
交フィン)17を設けている。直交フィン17は先の放
熱フィン16と直交され、中央ケーシング2aと入口側
タンクケーシング14とを結ぶと共に、周方向に所定間
隔で複数設けられている。こうすると空冷効果がさらに
高まり一層の沸騰防止効果が期待できる。また強度的に
も有利となる。
In the example shown in FIG. 6, in addition to the configuration of FIG.
Another radiation fin (orthogonal fin) 17 extending in the longitudinal direction of the exposed portion 10c is provided. The orthogonal fins 17 are orthogonal to the heat radiating fins 16 and connect the central casing 2a and the inlet-side tank casing 14, and are provided at a predetermined interval in the circumferential direction. In this case, the air cooling effect is further enhanced, and a further boiling prevention effect can be expected. It is also advantageous in strength.

【0038】図7に示す例では、冷却管10の露出部1
0cが保護筒18で覆われている。保護筒18は、中央
ケーシング2aと入口側タンクケーシング14とを結ぶ
と共に、空気の流通を許容する複数の空冷穴19を有す
る。このようにすることで露出部10cでの放熱を妨げ
ることなく強度も確保できる。なお露出部10cの保護
については、保護筒18を設ける代わりに冷却管10を
厚肉に形成しても良い。
In the example shown in FIG.
0c is covered with a protective tube 18. The protective cylinder 18 connects the central casing 2a and the inlet-side tank casing 14, and has a plurality of air cooling holes 19 that allow air to flow. By doing so, the strength can be secured without hindering the heat radiation in the exposed portion 10c. As for the protection of the exposed portion 10c, the cooling pipe 10 may be formed to be thick instead of providing the protection tube 18.

【0039】図8に示す例では、入口側エンドプレート
9が、乱流区間Lの長さより大きい厚さTの材料で形成
され、且つ複数のスリット20が設けられて冷却管10
が部分的に露出されるようになっている。スリット20
は上方或いは下方に開放するものが交互に設けられ、入
口側エンドプレート9の局所的な蓄熱を防止するように
なっている。このようにしても離間距離Eを大きくとれ
沸騰防止に効果的である。
In the example shown in FIG. 8, the inlet side end plate 9 is formed of a material having a thickness T larger than the length of the turbulent flow section L, and a plurality of slits 20 are provided.
Is partially exposed. Slit 20
The openings that open upward or downward are provided alternately to prevent local heat storage of the inlet-side end plate 9. Even in this case, the separation distance E can be made large to be effective in preventing boiling.

【0040】図9に示す例では、入口側エンドプレート
9が、乱流区間Lの長さより大きい厚さTに形成される
のみである。ここで冷却管10の入口端10bは、入口
側エンドプレート9の入口側ガス室7に臨む表面9eと
面一に合わせられている。こうしても乱流区間Lから外
れた位置に水室8を位置させられ、沸騰が防止できるよ
うになる。ここで入口側エンドプレート9は、その外周
端縁部をケーシング2外に露出させて空冷することも可
能である。なお仮に、冷却管10の入口端10bを、入
口側エンドプレート9の厚さ方向の内部に位置させたと
しても、乱流区間Lは入口側エンドプレート9の表面9
eから開始するため特に問題はない。
In the example shown in FIG. 9, the inlet side end plate 9 is merely formed with a thickness T larger than the length of the turbulent flow section L. Here, the inlet end 10 b of the cooling pipe 10 is flush with the surface 9 e of the inlet end plate 9 facing the inlet gas chamber 7. Even in this case, the water chamber 8 is located at a position deviating from the turbulent flow section L, and boiling can be prevented. Here, the inlet-side end plate 9 can be air-cooled by exposing the outer peripheral edge to the outside of the casing 2. Even if the inlet end 10b of the cooling pipe 10 is positioned inside the thickness direction of the inlet-side end plate 9, the turbulent flow section L is located on the surface 9 of the inlet-side end plate 9.
There is no particular problem because it starts from e.

【0041】図10に示す例では、入口側エンドプレー
ト9からガス入口側に所定距離離間されて入口側ガス室
7が設けられ、冷却管10が入口側エンドプレート9と
入口側ガス室7とを結ぶと共に、入口側エンドプレート
9と入口側ガス室7との間に冷却液室即ち入口側水室2
1が設けられている。入口側水室21は、入口側エンド
プレート9よりガス入口側の部分を水冷する目的で設け
られ、ケーシング2内において主となる水室8と入口側
エンドプレート9で仕切られ、入口側ガス室7と入口端
エンドプレート22で仕切られる。主水室8において
は、出口側エンドプレート23の近傍に冷却水導入口1
1が、入口側エンドプレート9の近傍に冷却水導出口2
4が、それぞれ下部と上部とに開口されている。一方、
入口側水室21の下部と上部にも、それぞれ入口側冷却
水導入口25と入口側冷却水導出口26が開口されてい
る。冷却管10は、入口側エンドプレート9と入口端エ
ンドプレート22とに挿通固着され、その入口端10b
が入口端エンドプレート22の表面22aと面一に合わ
せられている。入口側水室21はその室長が比較的短く
され、入口側冷却水導入口25と入口側冷却水導出口2
6とにより冷却水が直線的に導入・導出されるようにな
っている。
In the example shown in FIG. 10, the inlet side gas chamber 7 is provided at a predetermined distance from the inlet side end plate 9 to the gas inlet side, and the cooling pipe 10 is connected to the inlet side end plate 9 and the inlet side gas chamber 7. And a coolant chamber, that is, the inlet water chamber 2, between the inlet end plate 9 and the inlet gas chamber 7.
1 is provided. The inlet-side water chamber 21 is provided for the purpose of water-cooling a portion on the gas inlet side from the inlet-side end plate 9, and is partitioned by the main water chamber 8 and the inlet-side end plate 9 in the casing 2. 7 and an inlet end plate 22. In the main water chamber 8, the cooling water inlet 1 is located near the outlet side end plate 23.
1 is a cooling water outlet 2 near the inlet side end plate 9.
4 are opened at the lower part and the upper part, respectively. on the other hand,
An inlet-side cooling water inlet 25 and an inlet-side cooling water outlet 26 are also opened in the lower and upper portions of the inlet-side water chamber 21, respectively. The cooling pipe 10 is inserted through and fixed to the inlet-side end plate 9 and the inlet-end end plate 22, and has an inlet end 10b.
Are flush with the surface 22 a of the inlet end plate 22. The inlet side water chamber 21 has a relatively short chamber length, and has an inlet side cooling water inlet 25 and an inlet side cooling water outlet 2.
6 allows the cooling water to be introduced and discharged linearly.

【0042】この構成によれば、高温となる入口端エン
ドプレート22近傍を、冷却水の導入・導出(新陳代
謝)が盛んな入口側水室21で効率的に冷却することが
できる。そしてこれにより、水室8内の入口側エンドプ
レート9近傍での沸騰を防止することができる。なお入
口側水室21と主水室8とに対しては、冷却水を分岐さ
せて導入し、集合させて導出すればよい。またこのよう
にしても離間距離Eを十分大きくとることができる。
According to this configuration, the vicinity of the inlet end plate 22 at which the temperature becomes high can be efficiently cooled in the inlet-side water chamber 21 where the introduction and discharge (metabolism) of the cooling water is active. Thereby, boiling near the inlet side end plate 9 in the water chamber 8 can be prevented. The cooling water may be branched and introduced into the inlet-side water chamber 21 and the main water chamber 8, and may be collected and led out. Also in this case, the separation distance E can be made sufficiently large.

【0043】ここで高温・高流量のEGRガスを導入し
た場合に、仮に入口側水室21内で沸騰が生じた場合で
も、気泡が即座に導出され且つ気泡の主水室8への拡散
が完全に防止されるため、熱伝達の悪化は最小に止めら
れる。また沸騰により冷却管10表面に溶解物が付着
し、放熱量が低下しても、予めこの分の放熱量を見越し
てクーラの仕様を決定すればよい。さらに、頻繁に発生
する沸騰によりコロージョン等が懸念される場合は、入
口側水室21内の冷却管10を厚肉にしたり二重管にす
るとよい。なお後者の場合は、中間の隙間が確実に埋ま
るようにロー付けの際に注意が必要である。ここでは冷
却水を流入させる入口側水室21を冷却液室としたが、
代わりに、水より沸点の高い潤滑油或いは軽油等を流入
させる他の冷却液室とすることも可能である。
Here, when the high temperature and high flow rate EGR gas is introduced, even if boiling occurs in the inlet side water chamber 21, bubbles are immediately drawn out and diffusion of the bubbles into the main water chamber 8. Because it is completely prevented, heat transfer degradation is minimized. In addition, even if the dissolved matter adheres to the surface of the cooling pipe 10 due to boiling and the amount of heat radiation is reduced, the specifications of the cooler may be determined in advance in consideration of the amount of heat radiation. Further, when there is a concern about corrosion or the like due to frequent boiling, the cooling pipe 10 in the inlet-side water chamber 21 may be made thick or a double pipe. In the latter case, care must be taken when brazing to ensure that the intermediate gap is filled. Here, the inlet-side water chamber 21 into which the cooling water flows is set as the cooling liquid chamber.
Instead, another cooling liquid chamber into which lubricating oil or light oil having a higher boiling point than water flows can be used.

【0044】図11は、所謂2パス方式を採用する一般
的なEGRクーラ81を示している。このEGRクーラ
81では、長手方向の一端側にガス導入口82とガス導
出口83とを下側及び上側に有し、EGRガスを長手方
向にUターンさせるようにして、内部の冷却水との間で
熱交換を行うものである。ケーシング84内部は一対の
エンドプレート85,86及び隔壁95で仕切られ、こ
れにより入口側ガス室87、水室88、反転ガス室89
及び出口側ガス室90が区画形成される。エンドプレー
ト85,86には複数の冷却管91が掛け渡され、冷却
管91は下側のものが反転ガス室89に向かうガス流路
として、上側のものが出口側ガス室90に向かうガス流
路として使用される。一端側のエンドプレート85のう
ち、入口側ガス室87を区画する下側部分が入口側エン
ドプレート92をなす。一端側のエンドプレート85近
傍には冷却水導入口93が、他端側のエンドプレート8
6近傍には冷却水導出口94が、それぞれ開口されてい
る。
FIG. 11 shows a general EGR cooler 81 employing a so-called two-pass system. The EGR cooler 81 has a gas inlet 82 and a gas outlet 83 at one end in the longitudinal direction on the lower side and the upper side, so that the EGR gas is U-turned in the longitudinal direction, and the EGR cooler 81 communicates with the internal cooling water. A heat exchange is performed between them. The inside of the casing 84 is partitioned by a pair of end plates 85 and 86 and a partition 95, whereby the inlet gas chamber 87, the water chamber 88, and the reverse gas chamber 89 are provided.
And an outlet-side gas chamber 90 is defined. A plurality of cooling pipes 91 are bridged between the end plates 85 and 86, and the lower one of the cooling pipes 91 serves as a gas flow path toward the reversal gas chamber 89, and the upper one serves as a gas flow path toward the outlet gas chamber 90. Used as a road. A lower portion of the one end-side end plate 85 that divides the inlet-side gas chamber 87 forms an inlet-side end plate 92. A cooling water inlet 93 is provided near the end plate 85 on one end, and the end plate 8 is provided on the other end.
In the vicinity of 6, cooling water outlets 94 are respectively opened.

【0045】この2パス方式のクーラの場合だと、入口
側ガス室87の高温ガスで隔壁95が温められてしま
い、出口側ガス室90の低温ガスが温められてしまうと
いう問題がある。またこの場合だと、一端側のエンドプ
レート85も高温ガスで加熱されてしまい、低温ガスが
それを差し掛かる際に温められてしまう。
In the case of the two-pass cooler, there is a problem that the partition wall 95 is heated by the high-temperature gas in the inlet-side gas chamber 87 and the low-temperature gas in the outlet-side gas chamber 90 is heated. In this case, the end plate 85 at one end is also heated by the high-temperature gas, and is heated when the low-temperature gas approaches the end plate 85.

【0046】そこでこれを解決するため、図12に示す
ように、クーラ入口側に図4と同様の構成を適用すれば
上記問題を解決できる。即ち、下側の冷却管91が一端
側のエンドプレート85(入口側エンドプレート92)
からガス入口側に突出されて空冷されるため、そのエン
ドプレート85の温度を下げられ、エンドプレート85
による低温ガスの加熱を抑制できる。また入口側ガス室
87と出口側ガス室90とを互いに離間された別個のタ
ンクケーシング96,97で区画したため、入口側ガス
室87の高温ガスによる出口側ガス室90の低温ガスの
加熱を防止できる。ここで図13に示すように、図3に
示した構成を入口側の冷却管91に適用することは当然
可能である。
In order to solve this problem, as shown in FIG. 12, the above problem can be solved by applying the same structure as that of FIG. 4 to the cooler inlet side. That is, the lower cooling pipe 91 is connected to the end plate 85 at one end (the inlet end plate 92).
From the gas to the gas inlet side to be cooled by air, so that the temperature of the end plate 85 can be lowered and the end plate 85 can be cooled.
Can suppress the heating of the low-temperature gas. Further, since the inlet side gas chamber 87 and the outlet side gas chamber 90 are separated by separate tank casings 96 and 97 separated from each other, the heating of the low temperature gas in the outlet side gas chamber 90 by the high temperature gas in the inlet side gas chamber 87 is prevented. it can. Here, as shown in FIG. 13, it is naturally possible to apply the configuration shown in FIG. 3 to the cooling pipe 91 on the inlet side.

【0047】本発明は他にも様々な実施の形態が考えら
れ、上記実施の形態を適当に組み合わせることも可能で
ある。
The present invention may have various other embodiments, and the above embodiments can be appropriately combined.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
The present invention exhibits the following excellent effects.

【0049】(1) 入口側エンドプレート近傍におけ
る冷却水の沸騰を防止でき、冷却性能を高められる。
(1) Boiling of cooling water near the inlet-side end plate can be prevented, and cooling performance can be improved.

【0050】(2) ガス温、ガス流量増大に伴うクー
ラの使用制限が抑制される。
(2) Use restrictions on coolers due to increases in gas temperature and gas flow rate are suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るEGRクーラの要部を示す縦断側
面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view showing a main part of an EGR cooler according to the present invention.

【図2】EGRクーラの変形例を示す縦断側面図であ
る。
FIG. 2 is a longitudinal sectional side view showing a modification of the EGR cooler.

【図3】EGRクーラの変形例を示す縦断側面図であ
る。
FIG. 3 is a longitudinal sectional side view showing a modification of the EGR cooler.

【図4】EGRクーラの変形例を示す縦断側面図であ
る。
FIG. 4 is a longitudinal sectional side view showing a modification of the EGR cooler.

【図5】EGRクーラの変形例を示す側面図である。FIG. 5 is a side view showing a modification of the EGR cooler.

【図6】EGRクーラの変形例を示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing a modification of the EGR cooler.

【図7】EGRクーラの変形例を示す側面図である。FIG. 7 is a side view showing a modification of the EGR cooler.

【図8】EGRクーラの変形例を示す側面図である。FIG. 8 is a side view showing a modification of the EGR cooler.

【図9】EGRクーラの変形例を示す拡大縦断側面図で
ある。
FIG. 9 is an enlarged vertical sectional side view showing a modification of the EGR cooler.

【図10】EGRクーラの変形例を示す縦断側面図であ
る。
FIG. 10 is a longitudinal sectional side view showing a modification of the EGR cooler.

【図11】EGRクーラの変形例を示す縦断側面図であ
る。
FIG. 11 is a longitudinal sectional side view showing a modification of the EGR cooler.

【図12】EGRクーラの変形例を示す縦断側面図であ
る。
FIG. 12 is a vertical sectional side view showing a modification of the EGR cooler.

【図13】EGRクーラの変形例を示す拡大縦断側面図
である。
FIG. 13 is an enlarged vertical sectional side view showing a modification of the EGR cooler.

【図14】EGRクーラが適用されるエンジンの構成図
である。
FIG. 14 is a configuration diagram of an engine to which an EGR cooler is applied.

【図15】従来のEGRクーラを示す縦断側面図であ
る。
FIG. 15 is a vertical sectional side view showing a conventional EGR cooler.

【図16】図15のX−X線断面図である。FIG. 16 is a sectional view taken along line XX of FIG. 15;

【図17】従来のEGRクーラを示し、(a) は概略側面
図(冷却管省略)、(b) は(a) のY−Y線断面図であ
る。
17A and 17B show a conventional EGR cooler, wherein FIG. 17A is a schematic side view (cooling tube omitted), and FIG. 17B is a sectional view taken along line YY of FIG.

【図18】従来のEGRクーラにおける蒸気の通過経路
を示す概略側面図である。
FIG. 18 is a schematic side view showing a steam passage in a conventional EGR cooler.

【図19】従来のEGRクーラにおける蒸気領域を示す
概略側面図である。
FIG. 19 is a schematic side view showing a steam region in a conventional EGR cooler.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 EGRクーラ 7,87 入口側ガス室 8 水室 9,92 入口側エンドプレート 9a 端面 10,91 冷却管 10a 入口側端部 10b 入口端 10c 露出部 10d 突出部 13 伝熱プレート 16,17 放熱フィン 18 保護筒 20 スリット 21 入口側水室 E 離間距離 L 乱流区間 T 厚さ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 EGR cooler 7,87 Inlet side gas chamber 8 Water chamber 9,92 Inlet side end plate 9a End face 10,91 Cooling tube 10a Inlet side end 10b Inlet end 10c Exposed part 10d Projection part 13 Heat transfer plate 16,17 Radiation fin 18 protection cylinder 20 slit 21 inlet side water chamber E separation distance L turbulence section T thickness

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 EGRガス入口側のエンドプレートに複
数の冷却管を挿通させて固着し、上記エンドプレートの
水室側の端面と上記冷却管の入口端とを、乱流区間の長
さ以上に離間したことを特徴とするEGRクーラ。
1. A plurality of cooling pipes are inserted into and fixed to an end plate on the EGR gas inlet side, and the end face of the end plate on the water chamber side and the inlet end of the cooling pipe are longer than the length of the turbulent flow section. An EGR cooler characterized by being separated from the EGR cooler.
【請求項2】 上記エンドプレートが上記長さ以上の厚
さを有する請求項1記載のEGRクーラ。
2. The EGR cooler according to claim 1, wherein said end plate has a thickness equal to or greater than said length.
【請求項3】 上記エンドプレートが上記冷却管を外部
に露出させるためのスリットを有する請求項1又は2記
載のEGRクーラ。
3. The EGR cooler according to claim 1, wherein the end plate has a slit for exposing the cooling pipe to the outside.
【請求項4】 上記冷却管が上記エンドプレートからガ
ス入口側に突出される請求項1乃至3いずれかに記載の
EGRクーラ。
4. The EGR cooler according to claim 1, wherein the cooling pipe projects from the end plate toward a gas inlet.
【請求項5】 上記冷却管の入口側端部が漏斗状に拡径
される請求項4記載のEGRクーラ。
5. The EGR cooler according to claim 4, wherein the inlet end of the cooling pipe is expanded in a funnel shape.
【請求項6】 上記冷却管の突出部が伝熱プレートによ
り連結される請求項4又は5記載のEGRクーラ。
6. The EGR cooler according to claim 4, wherein the projecting portion of the cooling pipe is connected by a heat transfer plate.
【請求項7】 上記エンドプレートからガス入口側に所
定距離離間されてガス室が設けられ、上記冷却管が上記
エンドプレートと上記ガス室とを結び且つそれらの間で
外部に露出される請求項1乃至6いずれかに記載のEG
Rクーラ。
7. A gas chamber is provided at a predetermined distance from the end plate on the gas inlet side, and the cooling pipe connects the end plate and the gas chamber and is exposed to the outside between them. EG according to any one of 1 to 6
R cooler.
【請求項8】 上記冷却管の露出部に放熱フィンが設け
られる請求項1乃至7いずれかに記載のEGRクーラ。
8. The EGR cooler according to claim 1, wherein a radiation fin is provided on an exposed portion of the cooling pipe.
【請求項9】 上記冷却管の露出部が保護筒で覆われる
請求項1乃至8いずれかに記載のEGRクーラ。
9. The EGR cooler according to claim 1, wherein an exposed portion of the cooling pipe is covered with a protective tube.
【請求項10】 上記エンドプレートからガス入口側に
所定距離離間されてガス室が設けられ、上記冷却管が上
記エンドプレートと上記ガス室とを結ぶと共に、上記エ
ンドプレートと上記ガス室との間に冷却液室が設けられ
た請求項1乃至6いずれかに記載のEGRクーラ。
10. A gas chamber is provided at a predetermined distance from the end plate to a gas inlet side, and the cooling pipe connects the end plate and the gas chamber, and a gas pipe is provided between the end plate and the gas chamber. The EGR cooler according to any one of claims 1 to 6, wherein a coolant chamber is provided in the EGR cooler.
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