(57)【要約】【課題】ＥＧＲクーラやラジエータの巨大化を招くことなく、ＥＧＲガスに対する冷却能力を従来より大幅に強化し得るようにしたＥＧＲ装置を提供する。【解決手段】排気マニホールド２（排気通路）と吸気マニホールド３（吸気通路）との間をＥＧＲ系路４により接続し且つ該ＥＧＲ系路４の途中にＥＧＲガス５’を冷却水１０との乾式熱交換により冷却するシェルアンドチューブ型のＥＧＲクーラ７を装備したＥＧＲ装置に関し、前記ＥＧＲクーラ７の入側にＥＧＲガス５’に対し適宜量の水１１を直接噴射する水噴射インジェクタ１２（水噴射手段）を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路と吸気通路との間をＥＧＲ系路により接続し且つ該ＥＧＲ系路の途中にＥＧＲガスを冷却水との乾式熱交換により冷却するシェルアンドチューブ型のＥＧＲクーラを装備したＥＧＲ装置において、前記ＥＧＲクーラの入側にＥＧＲガスに対し適宜量の水を直接噴射する水噴射手段を備えたことを特徴とするＥＧＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気ガスを再循環してＮＯx（窒素酸化物）の発生を低減させるＥＧＲ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のエンジンなどでは、排気側から排気ガスの一部を抜き出して吸気側へと戻し、その吸気側に戻された排気ガスでエンジン内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりＮＯxの発生を低減するようにした、いわゆる排気ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）が行われている。
【０００３】
一般的に、この種の排気ガス再循環を行う場合には、排気マニホールドから排気管に亘る排気通路の適宜位置と、吸気管から吸気マニホールドに亘る吸気通路の適宜位置との間をＥＧＲ系路により接続し、該ＥＧＲ系路を通して排気ガスをＥＧＲガスとして再循環するようにしている。
【０００４】
この際、エンジンに再循環するＥＧＲガスをＥＧＲ系路の途中で冷却すると、ＥＧＲガスの温度が下がり且つその容積が小さくなることにより、エンジンの出力を余り低下させずに燃焼温度を低下して効果的にＮＯxの発生を低減させることができるため、ＥＧＲ系路の途中には、ＥＧＲガスを冷却水との乾式熱交換により冷却するシェルアンドチューブ型のＥＧＲクーラが装備されている。
【０００５】
即ち、このようなＥＧＲクーラによりＥＧＲガスを冷却すれば、ＥＧＲガス自体の温度が低下して容積が小さくなる結果、ＥＧＲガスの密度が高まってエンジンの燃焼室への充填効率が高まり、エンジンの出力に大きな影響を及ぼさずにＥＧＲガスをより多く導入することができる。
【０００６】
また、この種のＥＧＲ装置に関連する先行技術文献情報としては、本発明と同じ出願人による下記の特許文献１等がある。
【特許文献１】特開２００２−３９０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、将来的な排気ガス規制は益々厳しくなる傾向にあり、ＥＧＲクーラの冷却能力を更に強化してＥＧＲガスの今まで以上の大量導入を実現する必要があると考えられているが、そのためには、ＥＧＲクーラの巨大化、延いては、冷却水の冷却負荷の増加に伴うラジエータの巨大化を招いてしまうことが避けられず、これらの車両への搭載性が難しくなるという問題があった。
【０００８】
本発明は上述の実情に鑑みて成されたもので、ＥＧＲクーラやラジエータの巨大化を招くことなく、ＥＧＲガスに対する冷却能力を従来より大幅に強化し得るようにしたＥＧＲ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、排気通路と吸気通路との間をＥＧＲ系路により接続し且つ該ＥＧＲ系路の途中にＥＧＲガスを冷却水との乾式熱交換により冷却するＥＧＲクーラを装備したＥＧＲ装置において、前記ＥＧＲクーラの入側にＥＧＲガスに対し適宜量の水を直接噴射する水噴射手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
而して、このようにすれば、水噴射手段により噴射された水が高温のＥＧＲガスに晒されて瞬時に蒸発し、この時の水の気化潜熱によりＥＧＲガスの温度が大幅に低下されるので、ＥＧＲクーラの冷却能力の強化を図らなくても、ＥＧＲガスに対する冷却能力の大幅な強化を図ることが可能となる。
【００１１】
また、ＥＧＲクーラの冷却能力を強化しなくて済むことにより、ＥＧＲクーラの巨大化が回避されると共に、該ＥＧＲクーラで使用された冷却水の冷却負荷も抑制されることになるため、ラジエータの巨大化も回避されることになる。
【００１２】
更に、ＥＧＲクーラの入側に直接噴射された水が水蒸気となってＥＧＲクーラの各チューブに導入されることにより、該各チューブ内に付着している煤が洗い流され、この種の煤堆積による熱交換効率の低下が防止されることになる。
【００１３】
尚、この際、水蒸気により各チューブ内に付着している煤が洗い流される作用は、ＥＧＲガスが水の気化潜熱により大幅に温度低下することで生じる結露水（もともとＥＧＲガス中に含まれている水蒸気が結露したもの）の助勢も受けることになる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明のＥＧＲ装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００１５】
（Ｉ）水噴射手段により噴射された水の気化潜熱によりＥＧＲガスの温度を大幅に低下することができるので、ＥＧＲクーラやラジエータの巨大化を招くことなく、ＥＧＲガスに対する冷却能力を従来より大幅に強化することができ、これによりＥＧＲガスの今まで以上の大量導入を実現することができてＮＯx排出量を大幅に低減することができる。
【００１６】
（ＩＩ）ＥＧＲクーラの入側に直接噴射した水の水蒸気により、ＥＧＲクーラの各チューブ内に付着している煤を洗い流すことができ、この種の煤堆積による熱交換効率の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１８】
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、エンジン１の排気マニホールド２と吸気マニホールド３との間がＥＧＲ系路４により接続されており、該ＥＧＲ系路４を通して排気ガス５の一部がＥＧＲガス５’として排気側から吸気側へ再循環されて吸気６に混合されるようになっている。
【００１９】
また、前記ＥＧＲ系路４の途中には、ＥＧＲガス５’を水冷するシェルアンドチューブ型のＥＧＲクーラ７が装備されており、該ＥＧＲクーラ７は、排気マニホールド２から導いたＥＧＲガス５’を多数のチューブ８に分岐して流し且つ該各チューブ８を被包するシェル９内に冷却水１０を吸排して、前記各チューブ８内を流れるＥＧＲガス５’を冷却水１０と乾式で熱交換させて冷却するようになっている。
【００２０】
そして、前記ＥＧＲクーラ７の入側には、ＥＧＲガス５’に対し適宜量の水１１を直接噴射する水噴射手段として水噴射インジェクタ１２が配設されており、該水噴射インジェクタ１２と水タンク１３との間が水供給系路１４を介して接続されていると共に、該水供給系路１４の途中には、前記水タンク１３から水１１を汲み上げて前記水噴射インジェクタ１２に供給する水供給装置１５が装備されている。
【００２１】
尚、図中１６はＥＧＲ系路４の下流側に装備されたＥＧＲバルブ、１７は排気管、１８は吸気管を夫々示している。
【００２２】
而して、このようにＥＧＲ装置を構成すれば、水噴射インジェクタ１２により噴射された水１１が高温のＥＧＲガス５’に晒されて瞬時に蒸発し、この時の水１１の気化潜熱によりＥＧＲガス５’の温度が大幅に低下されるので、ＥＧＲクーラ７の冷却能力の強化を図らなくても、ＥＧＲガス５’に対する冷却能力の大幅な強化を図ることが可能となる。
【００２３】
また、ＥＧＲクーラ７の冷却能力を強化しなくて済むことにより、ＥＧＲクーラ７の巨大化が回避されると共に、該ＥＧＲクーラ７で使用された冷却水１０の冷却負荷も抑制されることになるため、ここに図示していないラジエータの巨大化も回避されることになる。
【００２４】
更に、ＥＧＲクーラ７の入側に直接噴射された水１１が水蒸気となってＥＧＲクーラ７の各チューブ８に導入されることにより、該各チューブ８内に付着している煤が洗い流され、この種の煤堆積による熱交換効率の低下が防止されることになる。
【００２５】
尚、この際、水蒸気により各チューブ８内に付着している煤が洗い流される作用は、ＥＧＲガス５’が水１１の気化潜熱により大幅に温度低下することで生じる結露水（もともとＥＧＲガス５’中に含まれている水蒸気が結露したもの）の助勢も受けることになる。
【００２６】
従って、本形態例によれば、水噴射インジェクタ１２により噴射された水１１の気化潜熱によりＥＧＲガス５’の温度を大幅に低下することができるので、ＥＧＲクーラ７やラジエータの巨大化を招くことなく、ＥＧＲガス５’に対する冷却能力を従来より大幅に強化することができ、これによりＥＧＲガス５’の今まで以上の大量導入を実現することができてＮＯx排出量を大幅に低減することができる。
【００２７】
また、ＥＧＲクーラ７の入側に直接噴射した水１１の水蒸気により、ＥＧＲクーラ７の各チューブ８内に付着している煤を洗い流すことができ、この種の煤堆積による熱交換効率の低下を防止することができる。
【００２８】
尚、本発明のＥＧＲ装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、ＥＧＲガスに対する冷却能力を従来通りに維持して冷却水の冷却負荷の低減を重視した使用形態を採用しても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３０】
２  排気マニホールド（排気通路）
３  吸気マニホールド（吸気通路）
４  ＥＧＲ系路
５  排気ガス
５’  ＥＧＲガス
７  ＥＧＲクーラ
８  チューブ
９  シェル
１０  冷却水
１１  水
１２  水噴射インジェクタ（水噴射手段）
【図１】
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