JPH11280564A - Ｅｇｒクーラ - Google Patents
ＥｇｒクーラInfo
- Publication number
- JPH11280564A JPH11280564A JP10086763A JP8676398A JPH11280564A JP H11280564 A JPH11280564 A JP H11280564A JP 10086763 A JP10086763 A JP 10086763A JP 8676398 A JP8676398 A JP 8676398A JP H11280564 A JPH11280564 A JP H11280564A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- inlet
- gas
- cooling water
- pipe
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
- F28D7/0083—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium
- F28D7/0091—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium the supplementary medium flowing in series through the units
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0234—Header boxes; End plates having a second heat exchanger disposed there within, e.g. oil cooler
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷却水の沸騰を防止し、クーラの初期性能を
維持すると共にガス温度・流量の制限を緩和する。 【解決手段】 本発明は、入口側ガス室７のＥＧＲガス
を、冷却液室８を通過する冷却管１８に導入して冷却す
るＥＧＲクーラ１にあって、上記入口側ガス室７のＥＧ
Ｒガスを冷却管導入前に予冷するための予冷手段２０を
設けたものである。
維持すると共にガス温度・流量の制限を緩和する。 【解決手段】 本発明は、入口側ガス室７のＥＧＲガス
を、冷却液室８を通過する冷却管１８に導入して冷却す
るＥＧＲクーラ１にあって、上記入口側ガス室７のＥＧ
Ｒガスを冷却管導入前に予冷するための予冷手段２０を
設けたものである。
Description
【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）を行う際、途中でＥＧ
Ｒガスを冷却するためのＥＧＲクーラに関するものであ
る。
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）を行う際、途中でＥＧ
Ｒガスを冷却するためのＥＧＲクーラに関するものであ
る。
【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。
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。
【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号公報等参照）。
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号公報等参照）。
【０００４】図８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ＥＧ
Ｒ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（冷却液）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５
５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５
９が設けられる。
の構成図で、ＥＧＲクーラ５１はＥＧＲ通路をなすＥＧ
Ｒ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（冷却液）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５
５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５
９が設けられる。
【０００５】一般的なＥＧＲクーラの構成は図５、６、
７に示す通りである。ＥＧＲクーラ５１は、一方向に延
出して両端が絞られた筒状のケーシング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を区画して上述のＥＧＲ配
管５２にそれぞれ接続される。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６
５，６６は、ケーシング６０内部を、両端の入口側ガス
室６７、出口側ガス室６８及び中央の水室６９（冷却液
室）に仕切るためのものである。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７
１が設けられる。これらは径方向の対向側に設けられ
る。
７に示す通りである。ＥＧＲクーラ５１は、一方向に延
出して両端が絞られた筒状のケーシング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を区画して上述のＥＧＲ配
管５２にそれぞれ接続される。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６
５，６６は、ケーシング６０内部を、両端の入口側ガス
室６７、出口側ガス室６８及び中央の水室６９（冷却液
室）に仕切るためのものである。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７
１が設けられる。これらは径方向の対向側に設けられ
る。
【０００６】両エンドプレート６５，６６を掛け渡して
複数の直管状冷却管７２が設けられる。冷却管７２は両
エンドプレート６５，６６に挿通固定され、入口側及び
出口側ガス室６７，６８を連通すると共に、両エンドプ
レート６５，６６間で水室６９内を通過するようになっ
ている。
複数の直管状冷却管７２が設けられる。冷却管７２は両
エンドプレート６５，６６に挿通固定され、入口側及び
出口側ガス室６７，６８を連通すると共に、両エンドプ
レート６５，６６間で水室６９内を通過するようになっ
ている。
【０００７】こうして、ガス導入口６３から入口側ガス
室６７内に導入されたＥＧＲガスは、入口側ガス室６７
内で径方向に拡散し、各冷却管７２に分配される。そし
て各冷却管７２を通過した後、出口側ガス室６８内で再
度集合されてガス導出口６４から導出される。特に水室
６９内を通過する際、冷却水との間で熱交換されて冷却
される。
室６７内に導入されたＥＧＲガスは、入口側ガス室６７
内で径方向に拡散し、各冷却管７２に分配される。そし
て各冷却管７２を通過した後、出口側ガス室６８内で再
度集合されてガス導出口６４から導出される。特に水室
６９内を通過する際、冷却水との間で熱交換されて冷却
される。
【０００８】冷却管７２は、冷却効率を高めるべくでき
るだけ薄肉（ 0.5〜1mm 程度）とされる。また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の材料が採用される。本クーラは
複数の部品を接合して作るが、製造の簡便化のため全て
の部品が炉内ロー付けにて一度に組み付けられるように
なっている。このため、冷却管７２以外の部品も冷却管
７２と同種の材料で形成される。
るだけ薄肉（ 0.5〜1mm 程度）とされる。また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の材料が採用される。本クーラは
複数の部品を接合して作るが、製造の簡便化のため全て
の部品が炉内ロー付けにて一度に組み付けられるように
なっている。このため、冷却管７２以外の部品も冷却管
７２と同種の材料で形成される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、冷却液とし
てエンジン冷却水を使用する場合、ガスの温度・流量に
よっては冷却水の沸騰が生じる場合がある。沸騰が生じ
ると冷却水内の溶解成分が冷却管の表面に付着する。こ
れにより冷却管から冷却水への熱伝達が悪化し、初期の
性能が維持できなくなる。逆にいえば、流入するガス温
度・流量が沸騰を生じない範囲に制限されてしまうの
で、特にエンジン高負荷時に十分なＥＧＲ率が得られ
ず、ＮＯｘの低減が十分に行えない。
てエンジン冷却水を使用する場合、ガスの温度・流量に
よっては冷却水の沸騰が生じる場合がある。沸騰が生じ
ると冷却水内の溶解成分が冷却管の表面に付着する。こ
れにより冷却管から冷却水への熱伝達が悪化し、初期の
性能が維持できなくなる。逆にいえば、流入するガス温
度・流量が沸騰を生じない範囲に制限されてしまうの
で、特にエンジン高負荷時に十分なＥＧＲ率が得られ
ず、ＮＯｘの低減が十分に行えない。
【００１０】ここで、最初に沸騰が生じるのは、図５に
示すように、ガス導入口６３と対向する領域Ｙ或いはそ
の近傍領域にある入口側エンドプレート６５及び冷却管
７２からである。なおこの領域Ｙは図６でガス導入口６
３から見える部分に等しい。これは当該領域Ｙ及びその
近傍が、ガス導入口６３から導入されたガスを最初に衝
突させ、最も受熱される部分だからである。よってこの
領域からの沸騰を防止することが重要である。
示すように、ガス導入口６３と対向する領域Ｙ或いはそ
の近傍領域にある入口側エンドプレート６５及び冷却管
７２からである。なおこの領域Ｙは図６でガス導入口６
３から見える部分に等しい。これは当該領域Ｙ及びその
近傍が、ガス導入口６３から導入されたガスを最初に衝
突させ、最も受熱される部分だからである。よってこの
領域からの沸騰を防止することが重要である。
【００１１】また、冷却管７２の入口付近では、高温ガ
スからの受熱に加え、急激な断面変化の影響によりガス
の速度・方向が一定でない乱流となり、活発な放熱が行
われる。よってこの部分でも沸騰を生じ易く、対処が必
要である。なおこの乱流領域の長さは、エンジンの回転
数・負荷及びＥＧＲ率等が運転状態によって変化し、サ
イクル中も各気筒の排気脈動があるため、一様ではな
い。
スからの受熱に加え、急激な断面変化の影響によりガス
の速度・方向が一定でない乱流となり、活発な放熱が行
われる。よってこの部分でも沸騰を生じ易く、対処が必
要である。なおこの乱流領域の長さは、エンジンの回転
数・負荷及びＥＧＲ率等が運転状態によって変化し、サ
イクル中も各気筒の排気脈動があるため、一様ではな
い。
【００１２】一方、冷却水導入口７０が入口側エンドプ
レート６５の近傍に位置して、そのプレート付近に新規
な冷却水を送り、積極的な冷却を行っているものの、冷
却水が上記領域Ｙに到達する前に複数の冷却管７２によ
って流れが阻害され、全体の流れ自体も冷却水導出口７
１に向かう方向、つまり入口側エンドプレート６５から
離れる方向に向いているため、上記領域Ｙ近傍では流速
が遅くなる傾向にある。これも領域Ｙの近傍で沸騰が生
じやすい原因の一つとなっている。
レート６５の近傍に位置して、そのプレート付近に新規
な冷却水を送り、積極的な冷却を行っているものの、冷
却水が上記領域Ｙに到達する前に複数の冷却管７２によ
って流れが阻害され、全体の流れ自体も冷却水導出口７
１に向かう方向、つまり入口側エンドプレート６５から
離れる方向に向いているため、上記領域Ｙ近傍では流速
が遅くなる傾向にある。これも領域Ｙの近傍で沸騰が生
じやすい原因の一つとなっている。
【００１３】ちなみに、上述の構造では、冷却管７２の
本数を増やしたり、クーラ全長を延長するなどしてクー
ラ全体の放熱量を増加させても、沸騰の発生箇所即ち領
域Ｙ近傍については何等改善策とならない。
本数を増やしたり、クーラ全長を延長するなどしてクー
ラ全体の放熱量を増加させても、沸騰の発生箇所即ち領
域Ｙ近傍については何等改善策とならない。
【００１４】実開平７−１２７６２号には、高温媒体と
低温媒体との温度差の問題を解決するため、熱交換を行
う前に温度緩和流体を流通させて、温度差を縮める熱交
換器が記載されている。
低温媒体との温度差の問題を解決するため、熱交換を行
う前に温度緩和流体を流通させて、温度差を縮める熱交
換器が記載されている。
【００１５】しかし、この熱交換器では、温度緩和室に
伝熱管が貫通されているため、温度緩和流体の流通が伝
熱管によって妨げられてしまう。従って、温度緩和室の
入口側の温度緩和流体の流速に対し、中間部、さらに出
口側の流速が低下するため、その部分での熱交換が活発
に行われないという問題が起こる。
伝熱管が貫通されているため、温度緩和流体の流通が伝
熱管によって妨げられてしまう。従って、温度緩和室の
入口側の温度緩和流体の流速に対し、中間部、さらに出
口側の流速が低下するため、その部分での熱交換が活発
に行われないという問題が起こる。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、入口側ガス室
のＥＧＲガスを、冷却液室を通過する冷却管に導入して
冷却するＥＧＲクーラにあって、上記入口側ガス室のＥ
ＧＲガスを冷却管導入前に予冷するための予冷手段を設
けたものである。
のＥＧＲガスを、冷却液室を通過する冷却管に導入して
冷却するＥＧＲクーラにあって、上記入口側ガス室のＥ
ＧＲガスを冷却管導入前に予冷するための予冷手段を設
けたものである。
【００１７】これによれば、入口側ガス室のＥＧＲガス
を予冷できるので、高温・高流量のガスが入口側ガス室
に導入された場合にも沸騰を防止できる。
を予冷できるので、高温・高流量のガスが入口側ガス室
に導入された場合にも沸騰を防止できる。
【００１８】ここで、上記予冷手段が、上記入口側ガス
室のガス導入口と対向する位置に設けられるのが好まし
い。
室のガス導入口と対向する位置に設けられるのが好まし
い。
【００１９】また、上記予冷手段が、冷却液が流通され
る冷却液配管からなるのが好ましい。
る冷却液配管からなるのが好ましい。
【００２０】また、上記冷却液配管が、上記入口側ガス
室のガス流れ方向と直交する方向に延出されるのが好ま
しい。
室のガス流れ方向と直交する方向に延出されるのが好ま
しい。
【００２１】また、上記冷却液配管が複数並列され、こ
れら冷却液配管に冷却液の導入又は排出を行わせるため
の冷却液通路が、上記入口側ガス室の外周側に設けられ
るのが好ましい。
れら冷却液配管に冷却液の導入又は排出を行わせるため
の冷却液通路が、上記入口側ガス室の外周側に設けられ
るのが好ましい。
【００２２】また、本発明に係るＥＧＲクーラは、ケー
シング内を仕切って入口側ガス室を区画形成し、そのケ
ーシングを入口側ガス室の途中で分割すると共に、それ
ら分割端部の間に入口側ガス室のＥＧＲガスを予冷する
ための予冷ユニットを介設したものである。
シング内を仕切って入口側ガス室を区画形成し、そのケ
ーシングを入口側ガス室の途中で分割すると共に、それ
ら分割端部の間に入口側ガス室のＥＧＲガスを予冷する
ための予冷ユニットを介設したものである。
【００２３】ここで、上記予冷ユニットが、ケーシング
横断方向に延出され上記分割ケーシングに合わせ止めさ
れる中間部材と、この中間部材に設けられて上記入口側
ガス室を区画する貫通穴と、上記中間部材に形成された
冷却水導入路及び冷却水導出路と、これら冷却水導入路
及び冷却水導出路同士を結び且つ上記貫通穴を横断する
冷却液配管とを備えるのが好ましい。
横断方向に延出され上記分割ケーシングに合わせ止めさ
れる中間部材と、この中間部材に設けられて上記入口側
ガス室を区画する貫通穴と、上記中間部材に形成された
冷却水導入路及び冷却水導出路と、これら冷却水導入路
及び冷却水導出路同士を結び且つ上記貫通穴を横断する
冷却液配管とを備えるのが好ましい。
【００２４】また、上記冷却液配管が、上記入口側ガス
室のガス導入口と対向する位置に設けられるのが好まし
い。
室のガス導入口と対向する位置に設けられるのが好まし
い。
【００２５】
【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。
を添付図面に基づいて詳述する。
【００２６】［第１実施形態］図１、２は第１実施形態
に係るＥＧＲクーラを示す。かかるクーラは従来のクー
ラ（図５〜７）に対し入口側ガス室周辺の構成のみが異
なる。以下、この相違部分を中心に説明を行う。
に係るＥＧＲクーラを示す。かかるクーラは従来のクー
ラ（図５〜７）に対し入口側ガス室周辺の構成のみが異
なる。以下、この相違部分を中心に説明を行う。
【００２７】ＥＧＲクーラ１において、そのケーシング
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）に向けて半球状に絞られた
入口側タンク部４とを有する。ただしこの入口側タンク
部４は従来より延長される。入口側タンク部４の入口端
に、前述のＥＧＲ配管に接続するためのフランジ部５が
設けられる。フランジ部５にはガス導入口１５と一対の
ボルト穴（雌ねじ穴）１７とが設けられる。外筒部３、
タンク部４及びフランジ部５は同軸に配置され、ロー付
けにて一体に固着される。ガス導入口１５は従来同様円
形である（図６参照）。
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）に向けて半球状に絞られた
入口側タンク部４とを有する。ただしこの入口側タンク
部４は従来より延長される。入口側タンク部４の入口端
に、前述のＥＧＲ配管に接続するためのフランジ部５が
設けられる。フランジ部５にはガス導入口１５と一対の
ボルト穴（雌ねじ穴）１７とが設けられる。外筒部３、
タンク部４及びフランジ部５は同軸に配置され、ロー付
けにて一体に固着される。ガス導入口１５は従来同様円
形である（図６参照）。
【００２８】外筒部３とタンク部４との継ぎ目位置に、
ケーシング２内を仕切るプレート、即ち入口側エンドプ
レート９が設けられる。これによりケーシング２内に
は、入口側エンドプレート９の左側に入口側ガス室７
が、入口側エンドプレート９の右側且つ出口側エンドプ
レート（図５の６６）との間に冷却水（冷却液）を流通
させるための水室８（冷却液室）が、それぞれ区画形成
される。
ケーシング２内を仕切るプレート、即ち入口側エンドプ
レート９が設けられる。これによりケーシング２内に
は、入口側エンドプレート９の左側に入口側ガス室７
が、入口側エンドプレート９の右側且つ出口側エンドプ
レート（図５の６６）との間に冷却水（冷却液）を流通
させるための水室８（冷却液室）が、それぞれ区画形成
される。
【００２９】入口側エンドプレート９は、入口側タンク
部４の内周面と外筒部３の先端面とに接合され、一体的
にロー付けされている。そしてこの入口側エンドプレー
ト９に多数の冷却管１８がロー付けにより挿通固定され
ている。冷却管１８は、ステンレス等の耐腐食性金属材
料からなる直管であり、その厚さは均一で、しかも比較
的薄肉とされる。冷却管１８は従来同様千鳥配列される
（図７参照）。
部４の内周面と外筒部３の先端面とに接合され、一体的
にロー付けされている。そしてこの入口側エンドプレー
ト９に多数の冷却管１８がロー付けにより挿通固定され
ている。冷却管１８は、ステンレス等の耐腐食性金属材
料からなる直管であり、その厚さは均一で、しかも比較
的薄肉とされる。冷却管１８は従来同様千鳥配列される
（図７参照）。
【００３０】このクーラ１においても、ガス導入口１５
から導入したＥＧＲガスを、入口側ガス室７で拡散さ
せ、各冷却管１８に分配導入するようになっている。そ
して冷却管１８に導入されたガスは水室８を通過する際
に冷却水との間で熱交換され、冷却される。
から導入したＥＧＲガスを、入口側ガス室７で拡散さ
せ、各冷却管１８に分配導入するようになっている。そ
して冷却管１８に導入されたガスは水室８を通過する際
に冷却水との間で熱交換され、冷却される。
【００３１】特にここでは、入口側ガス室７に、ＥＧＲ
ガスを冷却管導入前に予冷するための予冷手段が設けら
れる。ここでの予冷手段は複数（３本）の冷却水配管２
０（冷却液配管）からなる。冷却水配管２０は冷却管１
８同様、耐腐食性金属材料からなる比較的薄肉の直管で
ある。冷却水配管２０は、ケーシング軸方向（主として
のガス流れ方向）と直交する平面上に、上下に延出する
よう３本が平行に並列され、中間の１本はガス導入口１
５に対向する位置、即ちガス導入口１５と上記領域Ｙ
（図５参照）との間に設けられる。これら冷却水配管２
０は、入口側タンク部４の上下に形成された孔を挿通さ
れ、一体的にロー付けされる。そして上下の端部が入口
側タンク部４から若干突出される。
ガスを冷却管導入前に予冷するための予冷手段が設けら
れる。ここでの予冷手段は複数（３本）の冷却水配管２
０（冷却液配管）からなる。冷却水配管２０は冷却管１
８同様、耐腐食性金属材料からなる比較的薄肉の直管で
ある。冷却水配管２０は、ケーシング軸方向（主として
のガス流れ方向）と直交する平面上に、上下に延出する
よう３本が平行に並列され、中間の１本はガス導入口１
５に対向する位置、即ちガス導入口１５と上記領域Ｙ
（図５参照）との間に設けられる。これら冷却水配管２
０は、入口側タンク部４の上下に形成された孔を挿通さ
れ、一体的にロー付けされる。そして上下の端部が入口
側タンク部４から若干突出される。
【００３２】これら冷却水配管２０にも水室８同様にエ
ンジン冷却水が流通される。そこで入口側ガス室７の外
周側には、冷却水配管２０に冷却水の導入又は排出を行
わせるための冷却水通路２１（冷却液通路）が設けられ
る。冷却水通路２１は、ここでは冷却水の導入と排出と
をともに行うよう入口側タンク部４の周りを１周される
が、導入又は排出の一方ずつを行わせるよう分割しても
構わない。冷却水通路２１は、入口側タンク部４の外周
面と、これにロー付けされた断面コ字状且つ円環状の樋
状部材２２とから区画形成される。こうして冷却水通路
２１が、全ての冷却水配管２０の入口と出口とに連通さ
れるようになる。樋状部材２２の下端に入口管２３が、
上端に出口管２４がロー付けされ、これら入口管２３及
び出口管２４によって冷却水通路２１の入口２５及び出
口２６が形成される。これら入口２５及び出口２６に、
二股状の冷却水配管（図示せず）を介して、水室８と一
緒に、冷却水の導入及び排出がなされる。なお６が水室
８の冷却水導入口で、入口２５は冷却水導入口６の近傍
に並列される。
ンジン冷却水が流通される。そこで入口側ガス室７の外
周側には、冷却水配管２０に冷却水の導入又は排出を行
わせるための冷却水通路２１（冷却液通路）が設けられ
る。冷却水通路２１は、ここでは冷却水の導入と排出と
をともに行うよう入口側タンク部４の周りを１周される
が、導入又は排出の一方ずつを行わせるよう分割しても
構わない。冷却水通路２１は、入口側タンク部４の外周
面と、これにロー付けされた断面コ字状且つ円環状の樋
状部材２２とから区画形成される。こうして冷却水通路
２１が、全ての冷却水配管２０の入口と出口とに連通さ
れるようになる。樋状部材２２の下端に入口管２３が、
上端に出口管２４がロー付けされ、これら入口管２３及
び出口管２４によって冷却水通路２１の入口２５及び出
口２６が形成される。これら入口２５及び出口２６に、
二股状の冷却水配管（図示せず）を介して、水室８と一
緒に、冷却水の導入及び排出がなされる。なお６が水室
８の冷却水導入口で、入口２５は冷却水導入口６の近傍
に並列される。
【００３３】この構成においては、入口２５から冷却水
が導入されると、その冷却水が冷却水通路２１を通じて
各冷却水配管２０に分配導入され、管内では下方から上
方に流れる。そして冷却水配管２０の上方の出口から出
た後、冷却水通路２１を通じて出口２６から排出され
る。ここでは冷却水通路２１が１周されるので、冷却水
配管２０を通らず入口２５から出口２６にそのまま抜け
出る流れも存在する。
が導入されると、その冷却水が冷却水通路２１を通じて
各冷却水配管２０に分配導入され、管内では下方から上
方に流れる。そして冷却水配管２０の上方の出口から出
た後、冷却水通路２１を通じて出口２６から排出され
る。ここでは冷却水通路２１が１周されるので、冷却水
配管２０を通らず入口２５から出口２６にそのまま抜け
出る流れも存在する。
【００３４】さて、本クーラ１では、入口側ガス室７に
予冷手段たる冷却水配管２０を設けたので、高温・高流
量のガスが入口側ガス室７に導入された場合も、ガス温
度を低減してから冷却管１８に導入し、或いは入口側エ
ンドプレート９に接触させられる。これにより冷却水の
沸騰を防止でき、クーラの初期性能が維持できるように
なる。そしてガス温度・流量の制限を緩和でき、常に良
好なエンジン性能を得られるようになる。
予冷手段たる冷却水配管２０を設けたので、高温・高流
量のガスが入口側ガス室７に導入された場合も、ガス温
度を低減してから冷却管１８に導入し、或いは入口側エ
ンドプレート９に接触させられる。これにより冷却水の
沸騰を防止でき、クーラの初期性能が維持できるように
なる。そしてガス温度・流量の制限を緩和でき、常に良
好なエンジン性能を得られるようになる。
【００３５】特に、冷却水配管２０をガス導入口１５の
対向位置に設けたので、ガス導入口１５から入ってきた
ガスを、入口側エンドプレート９に当てる前に冷却水配
管２０に当てられる。これにより高温ガスの最適冷却が
可能となると共に、入口側エンドプレート９への直接衝
突を避け、ガスを分散させられるので、領域Ｙ及びその
近傍の温度上昇による沸騰を効果的に防止できる。特に
複数の冷却水配管２０をガス流れ方向と直交して延出さ
せたので、入口側ガス室７のガスの流れを遮るように分
散し、流速、温度分布を平均化できる。これにより局所
的な沸騰を防止できる。なおこのような直交配置により
ガスの接触が良好となり放熱性も高まる。
対向位置に設けたので、ガス導入口１５から入ってきた
ガスを、入口側エンドプレート９に当てる前に冷却水配
管２０に当てられる。これにより高温ガスの最適冷却が
可能となると共に、入口側エンドプレート９への直接衝
突を避け、ガスを分散させられるので、領域Ｙ及びその
近傍の温度上昇による沸騰を効果的に防止できる。特に
複数の冷却水配管２０をガス流れ方向と直交して延出さ
せたので、入口側ガス室７のガスの流れを遮るように分
散し、流速、温度分布を平均化できる。これにより局所
的な沸騰を防止できる。なおこのような直交配置により
ガスの接触が良好となり放熱性も高まる。
【００３６】逆に、冷却水配管２０に導入される冷却水
は、その流れを阻害するような衝突部がないため、流速
が低下することなく、冷却水配管２０で冷却水が沸騰す
ることもない。
は、その流れを阻害するような衝突部がないため、流速
が低下することなく、冷却水配管２０で冷却水が沸騰す
ることもない。
【００３７】さらに、冷却水配管２０の合計通路面積が
比較的小さいので、管内の流速を高められ、管内の沸騰
も防止できる。ここで冷却水配管２０の放熱面積は、冷
却管１８のそれに比べれば小さいが、水温とガス温との
温度差が後者の場合よりも大きいため、十分な放熱量を
得ることが可能である。即ち、冷却管１８の周りで沸騰
が生じない程度に、ガス温を確実に下げることができ
る。
比較的小さいので、管内の流速を高められ、管内の沸騰
も防止できる。ここで冷却水配管２０の放熱面積は、冷
却管１８のそれに比べれば小さいが、水温とガス温との
温度差が後者の場合よりも大きいため、十分な放熱量を
得ることが可能である。即ち、冷却管１８の周りで沸騰
が生じない程度に、ガス温を確実に下げることができ
る。
【００３８】当然、冷却水配管２０の本数を増やせば放
熱面積が増えるが、冷却水の流速が低下するので沸騰が
生じぬよう注意が必要である。冷却水配管２０はガス流
れ方向に直列的に設けることもできるし、厚肉にして伝
熱を抑制する代わりに沸騰を防止することもできる。
熱面積が増えるが、冷却水の流速が低下するので沸騰が
生じぬよう注意が必要である。冷却水配管２０はガス流
れ方向に直列的に設けることもできるし、厚肉にして伝
熱を抑制する代わりに沸騰を防止することもできる。
【００３９】［第２実施形態］図３、４に示す第２実施
形態は以下のように構成される。即ち、ここでは予冷手
段が分割ケーシング間に挟まれた予冷ユニット３０から
なっている。
形態は以下のように構成される。即ち、ここでは予冷手
段が分割ケーシング間に挟まれた予冷ユニット３０から
なっている。
【００４０】ケーシング２においては、外筒部３と入口
側タンク部４とが分割され、これらが互いにボルト等で
組み付けられるようになっている。よってこれを可能と
すべく、外筒部３と入口側タンク部４との分割端部には
フランジ３１，３２が一体的に設けられる。これらフラ
ンジ３１，３２間に、予冷ユニット３０のプレート状中
間部材３３が挟まれて合わせ止めされる。フランジ３
１，３２及び中間部材３３には合わせ止めに用いるボル
ト挿通孔４１が４ヶ所設けられる（中間部材３３のもの
のみ図示）。フランジ３１，３２及び中間部材３３間に
はガスケット３４が挟まれる。
側タンク部４とが分割され、これらが互いにボルト等で
組み付けられるようになっている。よってこれを可能と
すべく、外筒部３と入口側タンク部４との分割端部には
フランジ３１，３２が一体的に設けられる。これらフラ
ンジ３１，３２間に、予冷ユニット３０のプレート状中
間部材３３が挟まれて合わせ止めされる。フランジ３
１，３２及び中間部材３３には合わせ止めに用いるボル
ト挿通孔４１が４ヶ所設けられる（中間部材３３のもの
のみ図示）。フランジ３１，３２及び中間部材３３間に
はガスケット３４が挟まれる。
【００４１】中間部材３３は、ケーシング横断方向に延
出されると共に、その中央部に入口側ガス室７を区画す
るための貫通穴３５を有する。貫通穴３５は外筒部３及
び入口側タンク部４の内径と等しい内径を有する。これ
によってこれら内周面が面一状となる。また中間部材３
３には、その下方に冷却水導入路３６（冷却液通路）
が、上方に冷却水導出路３７（冷却液通路）がそれぞれ
形成される。これら導入路３６及び導出路３７は中間部
材３３をドリル加工してなる穴３８，３９から形成さ
れ、その穴３８，３９の入口はプラグ４０によって閉塞
されている。
出されると共に、その中央部に入口側ガス室７を区画す
るための貫通穴３５を有する。貫通穴３５は外筒部３及
び入口側タンク部４の内径と等しい内径を有する。これ
によってこれら内周面が面一状となる。また中間部材３
３には、その下方に冷却水導入路３６（冷却液通路）
が、上方に冷却水導出路３７（冷却液通路）がそれぞれ
形成される。これら導入路３６及び導出路３７は中間部
材３３をドリル加工してなる穴３８，３９から形成さ
れ、その穴３８，３９の入口はプラグ４０によって閉塞
されている。
【００４２】前記同様、冷却水導入路３６及び冷却水導
出路３７を結ぶ３本の冷却水配管２０が設けられ、これ
ら冷却水配管２０は貫通穴３５を上下に横断する。そし
て中間の冷却水配管２０がガス導入口１５に対向する位
置に設けられる。冷却水導入路３６及び冷却水導出路３
７には、入口管２３及び出口管２４からなる入口２５及
び出口２６が形成される。
出路３７を結ぶ３本の冷却水配管２０が設けられ、これ
ら冷却水配管２０は貫通穴３５を上下に横断する。そし
て中間の冷却水配管２０がガス導入口１５に対向する位
置に設けられる。冷却水導入路３６及び冷却水導出路３
７には、入口管２３及び出口管２４からなる入口２５及
び出口２６が形成される。
【００４３】また、中間部材３３に冷却水配管２０を取
り付けるために、中間部材３３をドリル加工して穴４
５，４６を形成し、その穴４５，４６と入口２５（ある
いは出口２６）から冷却水配管２０を挿入して取り付け
る。取り付け後、穴４５，４６は、プラグ４７によって
閉塞される。
り付けるために、中間部材３３をドリル加工して穴４
５，４６を形成し、その穴４５，４６と入口２５（ある
いは出口２６）から冷却水配管２０を挿入して取り付け
る。取り付け後、穴４５，４６は、プラグ４７によって
閉塞される。
【００４４】この構成によっても前記同様の効果を果た
せるが、特にここでは予冷手段が別体品としての予冷ユ
ニット３０で、クーラ本体に任意に取り付けられる点が
異なる。これによってエンジン機種毎の対応が可能にな
ると共に、不要の場合は取り外し、フランジ３１，３２
同士を直接締結して普通のクーラとして使用できる。
せるが、特にここでは予冷手段が別体品としての予冷ユ
ニット３０で、クーラ本体に任意に取り付けられる点が
異なる。これによってエンジン機種毎の対応が可能にな
ると共に、不要の場合は取り外し、フランジ３１，３２
同士を直接締結して普通のクーラとして使用できる。
【００４５】また、ここでは冷却水導入路３６と冷却水
導出路３７とが完全に分離されるので、冷却水配管２０
をバイパスするような冷却水の流れはなく、管内の流速
を上げることができる。
導出路３７とが完全に分離されるので、冷却水配管２０
をバイパスするような冷却水の流れはなく、管内の流速
を上げることができる。
【００４６】本発明は上記実施形態に限られず種々の実
施形態が可能である。例えば予冷手段はタンク状のもの
や空冷遮流板のような種々のものが考えられる。また冷
却液もエンジン冷却水以外のものが可能である。冷却液
配管の本数、配置も上記に限定されない。
施形態が可能である。例えば予冷手段はタンク状のもの
や空冷遮流板のような種々のものが考えられる。また冷
却液もエンジン冷却水以外のものが可能である。冷却液
配管の本数、配置も上記に限定されない。
【００４７】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば以下の如き
優れた効果が発揮される。
優れた効果が発揮される。
【００４８】（１）ＥＧＲガスを予冷でき、ガス温度を
低減して冷却水の沸騰を防止できる。
低減して冷却水の沸騰を防止できる。
【００４９】（２）クーラの初期性能を維持できるよう
になる。
になる。
【００５０】（３）ガス温度・流量の制限を緩和でき、
良好なエンジン性能を得られる。
良好なエンジン性能を得られる。
【図１】本発明の第１実施形態に係るＥＧＲクーラの部
分縦断面図である。
分縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るＥＧＲクーラの部
分縦断面図である。
分縦断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】ＥＧＲクーラの従来例を示す縦断面図である。
【図６】図５の右側面図である。
【図７】図５のＸ−Ｘ断面図である。
【図８】ＥＧＲクーラが適用されたエンジンの構成図で
ある。
ある。
１ ＥＧＲクーラ ２ ケーシング ７ 入口側ガス室 ８ 水室 ９ 入口側エンドプレート １５ ガス導入口 １８ 冷却管 ２０ 冷却水配管 ２１ 冷却水通路 ３０ 予冷ユニット ３３ 中間部材 ３５ 貫通穴 ３６ 冷却水導入路 ３７ 冷却水導出路
Claims (8)
- 【請求項１】 入口側ガス室のＥＧＲガスを、冷却液室
を通過する冷却管に導入して冷却するＥＧＲクーラにあ
って、上記入口側ガス室のＥＧＲガスを冷却管導入前に
予冷するための予冷手段を設けたことを特徴とするＥＧ
Ｒクーラ。 - 【請求項２】 上記予冷手段が、上記入口側ガス室のガ
ス導入口と対向する位置に設けられる請求項１記載のＥ
ＧＲクーラ。 - 【請求項３】 上記予冷手段が、冷却液が流通される冷
却液配管からなる請求項１又は２記載のＥＧＲクーラ。 - 【請求項４】 上記冷却液配管が、上記入口側ガス室の
ガス流れ方向と直交する方向に延出される請求項３記載
のＥＧＲクーラ。 - 【請求項５】 上記冷却液配管が複数並列され、これら
冷却液配管に冷却液の導入又は排出を行わせるための冷
却液通路が、上記入口側ガス室の外周側に設けられる請
求項３又は４記載のＥＧＲクーラ。 - 【請求項６】 ケーシング内を仕切って入口側ガス室を
区画形成し、そのケーシングを入口側ガス室の途中で分
割すると共に、それら分割端部の間に入口側ガス室のＥ
ＧＲガスを予冷するための予冷ユニットを介設したこと
を特徴とするＥＧＲクーラ。 - 【請求項７】 上記予冷ユニットが、ケーシング横断方
向に延出され上記分割ケーシングに合わせ止めされる中
間部材と、該中間部材に設けられて上記入口側ガス室を
区画する貫通穴と、上記中間部材に形成された冷却水導
入路及び冷却水導出路と、これら冷却水導入路及び冷却
水導出路同士を結び且つ上記貫通穴を横断する冷却液配
管とを備える請求項６記載のＥＧＲクーラ。 - 【請求項８】 上記冷却液配管が、上記入口側ガス室の
ガス導入口と対向する位置に設けられる請求項７記載の
ＥＧＲクーラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10086763A JPH11280564A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Ｅｇｒクーラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10086763A JPH11280564A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Ｅｇｒクーラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11280564A true JPH11280564A (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=13895796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10086763A Pending JPH11280564A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Ｅｇｒクーラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11280564A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7121325B2 (en) * | 2002-10-14 | 2006-10-17 | Behr Gmbh & Co. | Heat exchanger |
| JP2009058144A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | T Rad Co Ltd | 熱交換器のフランジ接続構造 |
| US8069905B2 (en) * | 2003-06-11 | 2011-12-06 | Usui Kokusai Sangyo Kaisha Limited | EGR gas cooling device |
| JP2013068143A (ja) * | 2011-09-22 | 2013-04-18 | Hino Motors Ltd | Ｅｇｒ装置 |
| US20180051660A1 (en) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | General Electric Company | Method and systems for an exhaust gas recirculation cooler including two sections |
| KR20180026264A (ko) * | 2016-09-02 | 2018-03-12 | 현대자동차주식회사 | Lp-egr 쿨러용 예비쿨러와 이를 구비한 lp-egr 쿨러 어셈블리 |
| CN111912120A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-10 | 宁波方太厨具有限公司 | 燃气热水器中零冷水的控制方法、系统、设备和介质 |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP10086763A patent/JPH11280564A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7121325B2 (en) * | 2002-10-14 | 2006-10-17 | Behr Gmbh & Co. | Heat exchanger |
| US8069905B2 (en) * | 2003-06-11 | 2011-12-06 | Usui Kokusai Sangyo Kaisha Limited | EGR gas cooling device |
| JP2009058144A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | T Rad Co Ltd | 熱交換器のフランジ接続構造 |
| JP2013068143A (ja) * | 2011-09-22 | 2013-04-18 | Hino Motors Ltd | Ｅｇｒ装置 |
| US20180051660A1 (en) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | General Electric Company | Method and systems for an exhaust gas recirculation cooler including two sections |
| US10352278B2 (en) * | 2016-08-19 | 2019-07-16 | Ge Global Sourcing Llc | Method and systems for an exhaust gas recirculation cooler including two sections |
| KR20180026264A (ko) * | 2016-09-02 | 2018-03-12 | 현대자동차주식회사 | Lp-egr 쿨러용 예비쿨러와 이를 구비한 lp-egr 쿨러 어셈블리 |
| CN111912120A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-10 | 宁波方太厨具有限公司 | 燃气热水器中零冷水的控制方法、系统、设备和介质 |
| CN111912120B (zh) * | 2020-08-11 | 2021-07-16 | 宁波方太厨具有限公司 | 燃气热水器中零冷水的控制方法、系统、设备和介质 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040412 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040420 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040824 |