(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気が流動する吸気通路と、
前記吸気通路の一部である主流路と、
前記吸気通路の周方向に沿って延びて環状に形成され、内側に前記吸気通路を囲むとともに前記主流路の周囲に形成されて該主流路に連通する環状流路と、
前記吸気通路と前記環状流路との間において前記吸気通路の周方向に延びて環状に形成され、前記吸気通路と前記環状流路とを連通する流入口と、
前記環状流路に連通し、前記周方向のうち一方向に流れるように排出ガスを該環状流路内に導く排出ガス導入路と
を具備し、
前記排出ガス導入路が、当該排出ガス導入路から前記環状流路内に流入した際の排出ガスの流れる方向に前記主流路と重ならない位置で前記環状流路に連結され、
前記環状流路において前記環状流路と前記排出ガス導入路との連結部に面する位置に、相互間に隙間を有して配置される規制壁部を具備し、
前記規制壁部内には、冷却パイプが設けられ、当該冷却パイプ内を冷媒が流動する
ことを特徴とする排気還流装置。
【請求項２】
前記規制壁部は、前記流入口に向かって凹な三日月形状である
ことを特徴とする請求項１に記載の排気還流装置。
【請求項３】
前記流入口の前記吸気通路の上流側開口縁部を形成する前記環状流路の内壁面と前記吸気通路の内壁面とがなす角度より、前記流入口の前記吸気通路の下流側開口縁部を形成する前記環状流路の内壁面と前記吸気通路の内壁面とがなす角度を大きくした
ことを特徴とする請求項１または２に記載の排気還流装置。
【請求項４】
前記流入口の前記吸気通路の上流側開口縁部側に前記吸気通路の流路断面積を小さくする絞り部が形成された
ことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の排気還流装置。
【請求項５】
前記流路断面を規定する縁のうち、前記流入口と対向する底縁の幅が、前記一方向に沿って下流に進むにつれて連続的に小さくなる
ことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の排気還流装置。
【請求項６】
前記周方向のうち前記排出ガスが流れる一方向が前記吸気通路中に設けられたコンプレッサの回転方向と同じ方向である
ことを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の排気環流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲガスを吸気系に導入する排気還流装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの低負荷域での燃費の改善やＮＯｘの低減のために、排出ガスの一部を吸気系へ戻す排気還流装置が提案されている。排気還流装置は、排出ガスを吸気系へ導く循環通路を備えている。循環通路は、吸気系において新気が流動する吸気通路に連結されている。
【０００３】
吸気通路と循環通路との連結部では、新気とＥＧＲガスとが混合される。そして、当該連結部より下流では、新気とＥＧＲガスとの混合気が流動する。吸気通路と循環通路との連結構造について、具体的に説明すると、吸気通路を構成する吸気管と、循環通路を構成する循環通路管とが互いに連結される。循環通路管は、吸気管に側方から突き当たるように連結されており、それゆえ、循環通路から供給されるＥＧＲガスは、吸気管において、一方の側部から供給されることになる。
【０００４】
この結果、連結部の直後の下流域では、吸気通路内にＥＧＲガスが広がりにくくなる。吸気通路内にＥＧＲガスが広がりにくくなることによって、吸気通路内では新気とＥＧＲガスとが分離した状態となっており、それゆえ、連結部の直ぐ下流においては、吸気通路内を流動するガス（新気とＥＧＲガスとの混合気）の流速分布が、同一流路断面内で均一とならない。
【０００５】
例えば、吸気通路と循環通路との連結部がターボチャージャのコンプレッサの直ぐ上流に配置される構造であると、上記のように連結部の直ぐ下流において流速分布が流路断面内で均一でない場合は、コンプレッサに作用する圧力（新気とＥＧＲガスとの混合気が当たることによる圧力）が部位によって異なることになる。
【０００６】
この結果、コンプレッサに対して、当該コンプレッサの回転軸を横切る方向の力が作用するので、コンプレッサと当該コンプレッサを収容するハウジングとの接触がおこるとともに当該接触に起因する磨耗、回転軸と軸受け間の磨耗が発生し、コンプレッサが破損することが考えられる。
【０００７】
このため、循環通路と吸気通路との連結部の直ぐ下流においても、ＥＧＲガスが拡散して流路断面内の流速分布が均一となるように、新気が流動する吸気通路の周囲に、当該吸気通路を囲むように環状路を形成し、環状路を通して吸気通路に周方向からＥＧＲガスを導入する技術が提案されている。
【０００８】
この種の技術では、吸気通路と環状路との間に孔が形成されており、当該孔を通して吸気通路と環状路とが連通する。環状路は、還流通路が連結されており、ＥＧＲガスが導かれる。環状路に導かれたＥＧＲガスは、孔を通して吸気通路内に周方向から導入される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
また、吸気通路の外側に吸気通路の周方向に沿うＥＧＲガスが流動する流路を形成するとともに、当該流路を流動した後のＥＧＲガスを、吸気通路に対して当該吸気通路の接線方向に沿って導入する技術が提案されている。ＥＧＲガスが流動する流路と吸気通路との間には、連通孔が形成されており、この連通孔を通しても、ＥＧＲガスが吸気通路内に導入される（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開平３−１１４５６４号公報
【特許文献２】特開２０００−１６１１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１，２のように、吸気通路の外側に吸気通路の周方向に沿うＥＧＲガスが流動する流路を形成し、当該流路と吸気通路との間に形成される一定径の孔を通してＥＧＲガスを吸気通路に導入する構造であると、ＥＧＲガス流量が少ない場合、孔の場所により各孔から吸気通路に導入されるＥＧＲガス量が不均一となり、新気とＥＧＲガスが均一に混ざり合いにくくなることが考えられる。また、ＥＧＲガス流量が多い場合、ＥＧＲガスの流れが阻害されるため、ＥＧＲガスの吸入抵抗が増大する。この結果、吸気通路内へＥＧＲガスが導入されにくくなることが考えられる。
【００１２】
本発明は、吸気通路内に排出ガスを効率よく導入しつつ、吸気通路と循環通路との連結部の直ぐ下流においても吸気通路の流路断面内での流速分布が不均一になることを抑制できる排気還流装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願の請求項１に記載の発明の排気環流装置は、吸気が流動する吸気通路と、前記吸気通路の一部である主流路と、前記吸気通路の周方向に沿って延びて環状に形成され、内側に前記吸気通路を囲むとともに前記主流路の周囲に形成されて該主流路に連通する環状流路と、前記吸気通路と前記環状流路との間において前記吸気通路の周方向に延びて環状に形成され、前記吸気通路と前記環状流路とを連通する流入口と、前記環状流路に連通し、前記周方向のうち一方向に流れるように排出ガスを該環状流路内に導く排出ガス導入路とを備える。前記排出ガス導入路が、当該排出ガス導入路から前記環状流路内に流入した際の排出ガスの流れる方向に前記主流路と重ならない位置で前記環状流路に連結される。前記環状流路において前記環状流路と前記排出ガス導入路との連結部に面する位置に、相互間に隙間を有して配置される規制壁部を備える。前記規制壁部内には、冷却パイプが設けられ、当該冷却パイプ内を冷媒が流動する。
【００１４】
本願の請求項２に記載の発明の排気還流装置は、請求項１の記載に排気還流装置において、前記規制壁部は、前記流入口に向かって凹な三日月形状である。
【００１６】
本願の請求項３に記載の発明の排気還流装置は、請求項１または２に記載の排気還流装置において、前記流入口の前記吸気通路の上流側開口縁部を形成する前記環状流路の内壁面と前記吸気通路の内壁面とがなす角度より、前記流入口の前記吸気通路の下流側開口縁部を形成する前記環状流路の内壁面と前記吸気通路の内壁面とがなす角度を大きくした。
【００１７】
本願の請求項４に記載の発明の排気還流装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気還流装置において、前記流入口の前記吸気通路の上流側開口縁部側に前記吸気通路の流路断面積を小さくする絞り部が形成された。
【００１８】
本願の請求項５に記載の発明の排気還流装置は、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の排気還流装置において、前記流路断面を規定する縁のうち、前記流入口と対向する底縁の幅が、前記一方向に沿って下流に進むにつれて連続的に小さくなる。
本願の請求項６に記載の発明の排気環流装置では、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の排気環流装置において、前記周方向のうち前記排出ガスが流れる一方向が前記吸気通路中に設けられたコンプレッサの回転方向と同じ方向である。
【発明の効果】
【００１９】
本願発明によれば、吸気通路内に排出ガスを効率よく導入しつつ、吸気通路の周方向から均一に排出ガスが導入されて吸気通路と循環通路との連結部の直ぐ下流においても、流路断面内の流速分布が不均一になることが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る排気還流装置を備えるエンジンシステムを示す概略図。
【図２】図１に示された連結部、および、吸気系において連結部の近傍の部位を、一部切り欠いて示す斜視図。
【図３】図２中に示されるＦ３−Ｆ３線に沿って示される連結部、および、吸気系において連結部の近傍の部位の断面図。
【図４】図３のように断面された連結部、および、吸気系において連結部の近傍の部位を一部切り欠いて示す斜視図。
【図５】図３中に示されるＦ５−Ｆ５線に沿って示される連結部の断面図。
【図６】図１に示される吸気通路においてスロットルバルブの近傍を側方から見た状態を一部切り欠いて示す側面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る排気還流装置の連結部を、第１の実施形態の図５と同様に断面した状態を示す断面図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る排気還流装置の連結部を、第１の実施形態の図５と同様に断面した状態を示す断面図。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る排気還流装置の連結部を、第１の実施形態の図３と同様に断面した状態を示す断面図。
【図１０】図９に示された連結部を、第１の実施形態の図４と同様に断面するとともに斜めから見た状態を示す斜視図。
【図１１】図９に示される、環状流路の流路断面を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の第１の実施形態に係る排気還流装置を、図１〜７を用いて説明する。本実施形態の排気還流装置は、一例としてディーゼルエンジン１１を備えるエンジンシステム１０に用いられる。エンジンシステム１０は、例えば図示しない自動車に搭載される。
【００２２】
図１は、エンジンシステム１０を示す概略図である。図１に示すように、エンジンシステム１０は、レシプロ式のディーゼルエンジン１１と、ディーゼルエンジン１１に吸気を導く吸気系２０と、ディーゼルエンジン１１から排出される排出ガスを自動車の外部に導く排気系３０と、ターボチャージャ７０とを備えている。
【００２３】
ディーゼルエンジン１１は、本実施形態では、シリンダブロック１２とシリンダヘッド１３となどから構成されており、気筒１４内に吸気を導く吸気通路（吸気系２０の一部）や、気筒１４から排出される排出ガスを外部に導く排気通路（排気系３０の一部）は除いた部分である。
【００２４】
吸気系２０は、エアクリーナ２１と、インタクーラ２２と、スロットルバルブ２４と、これらエアクリーナ２１、インタクーラ２２、気筒１４間を接続するとともに気筒１４に吸気を導く吸気通路２３となどを備えている。エアクリーナ２１は、吸気通路２３の上流に配置されており、吸気通路２３に連通している。エアクリーナ２１を通過した空気（新気）が吸気通路２３内に導かれ、ディーゼルエンジン１１に導かれる。インタクーラ２２は、吸気通路２３中においてエアクリーナ２１の下流に配置されている。
【００２５】
ターボチャージャ７０のコンプレッサ７１（図３に示す）は、吸気通路２３中において、エアクリーナ２１とインタクーラ２２との間に設けられている。スロットルバルブ２４は、吸気通路２３中においてエアクリーナ２１とコンプレッサ７１との間に設けられている。吸気通路２３は、例えば管部材２５で形成されている。
【００２６】
排気系３０は、排気通路３１と、触媒３２と、フィルタ３３と、高圧ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置４０と、低圧ＥＧＲ装置５０となどを備えている。排気通路３１は、ディーゼルエンジン１１の各気筒１４に連通しており、各気筒１４から排出される排出ガスＧを外部に導く。ターボチャージャ７０のタービン７２は、排気通路３１中に設けられている。
【００２７】
触媒３２と、フィルタ３３とは、排気通路３１中に設けられるとともに、タービン７２の下流に配置されている。触媒３２は、例えば酸化触媒であって、排出ガスＧ中のＨＣ，ＣＯを酸化する。フィルタ３３は、触媒３２の下流に配置されている。フィルタ３３は、排出ガスＧ中のパティキュレータマターを捕集する。
【００２８】
排気通路３１は、例えば管部材３４で形成されている。管部材３４は、タービン７２、触媒３２、フィルタ３３など排気系３０が備える各装置を連結し、排出ガスＧを外部へ導く。
【００２９】
高圧ＥＧＲ装置４０は、高圧ＥＧＲ用循環通路４１と、高圧ＥＧＲ用触媒４２と、高圧ＥＧＲ用バルブ４３とを備えている。高圧ＥＧＲ用循環通路４１は、排気通路３１においてタービン７２の上流の位置と、吸気通路２３においてインタクーラ２２の下流の位置とを連結し、連通している。
【００３０】
高圧ＥＧＲ用触媒４２は、高圧ＥＧＲ用循環通路４１中に設けられている。高圧ＥＧＲ用触媒４２は、高圧ＥＧＲ用循環通路４１に流入した排出ガスＧ中のデポジットを捕集する。
【００３１】
高圧ＥＧＲ用バルブ４３は、高圧ＥＧＲ用循環通路４１と吸気通路２３との連結部に設けられており、高圧ＥＧＲ用循環通路４１と吸気通路２３とを連通する高圧ＥＧＲ用導入口４４を開閉可能に閉塞する。高圧ＥＧＲ用バルブ４３は、例えば図示しない制御部によって制御されており、要求されるＥＧＲガスの量に応じて開閉および開き度が調整される。
【００３２】
低圧ＥＧＲ装置５０は、本願の排気還流装置の一例である。低圧ＥＧＲ装置５０は、低圧ＥＧＲ用循環通路５１と、ＥＧＲクーラ５２と、低圧ＥＧＲ用バルブ４００とを備えている。低圧ＥＧＲ用循環通路５１は、排気通路３１においてフィルタ３３の下流の位置と、吸気通路２３においてスロットルバルブ２４とコンプレッサ７１との間の位置とに連結されており、排気通路３１と吸気通路２３とを連通している。ＥＧＲクーラ５２は、低圧ＥＧＲ用循環通路５１内に設けられている。
【００３３】
低圧ＥＧＲ用バルブ４００は、低圧ＥＧＲ用循環通路５１においてＥＧＲクーラ５２の下流に配置されており、低圧ＥＧＲ用循環通路５１（本実施形態では、後述される排出ガス導入流路８０）を開閉する。低圧ＥＧＲ用バルブ４００が開くと、低圧ＥＧＲ用循環通路５１が開き、それゆえ、排出ガスＧが吸気通路２３に導かれる。低圧ＥＧＲ用バルブ４００が閉じると、低圧ＥＧＲ用循環通路５１が閉じ、それゆえ、排気ガスＧが吸気通路２３に導かれない。
【００３４】
低圧ＥＧＲ用循環通路５１は、吸気通路２３に連結される連結部６０と、排気通路３１に連結されて排出ガスＧを連結部６０へ導く排出ガス導入路８０とを備えている。
【００３５】
図１中２点鎖線で囲まれる範囲Ｆ１は、連結部６０、および、吸気系２０において連結部６０の近傍の部位を示している。図２は、連結部６０、および、吸気系２０において連結部６０の近傍の部位を、一部切り書いて示す斜視図である。
【００３６】
図１，２に示すように、連結部６０は、吸気通路２３においてスロットルバルブ２４とコンプレッサ７１との間に連結されている。図３は、図２中に示されるＦ３−Ｆ３線に沿って示される連結部６０、および、吸気系２０において連結部６０の近傍の部位の断面図である。図４は、図３のように断面された連結部６０、および、吸気系２０において連結部６０の近傍の部位を示す斜視図である。図５は、図３中に示されるＦ５−Ｆ５線に沿って示される連結部６０の断面図である。
【００３７】
図２〜４に示されるように、連結部６０は、吸気通路２３を周方向の内側に囲んでいる。連結部６０は、吸気通路２３の一部である主流路６１と、主流路６１の周囲に形成されて主流路６１に連通する環状流路６２とを備えている。主流路６１は、本発明で言う主流路の一例である。
【００３８】
図５に示されるように、環状流路６２は、主流路６１を内側に囲むように、主流路６１の周方向に沿って形成されている。環状流路６２は、主流路６１の周方向Ａに沿って環状に形成されている。周方向は、図中矢印で示されている。なお、図５中では、流入口６３を規定する縁２７ａが示されている。環状流路６２は、本発明で言う環状流路の一例である。
【００３９】
主流路６１と環状流路６２との間には、流入口６３が形成されている。主流路６１と環状流路６２とは、流入口６３を通して連通している。流入口６３は、主流路６１の周方向Ａに沿って環状に形成されている。つまり、流入口６３は、主流路６１の周方向全域に形成されている。このため、主流路６１と環状流路６２とは、主流路６１の周方向Ａに環状に連通しており、主流路６１と環状流路６２とは、主流路６１の周方向全域で互いに連通している。流入口６３は、本発明で言う流入口の一例である。
【００４０】
環状流路６２について、具体的に説明する。図３に示すように、環状流路６２は、外周壁部６４の内面によって規定されている。外周壁部６４は、流入口６３に対向する底壁部６５と、主流路６１の上流側に対向する上流側側壁部６６と、主流路６１の下流側に対向する下流側側壁部６７とを有している。底壁部６５は、主流路６１を内側に囲むように、主流路６１の周方向Ａにそってなだらかな環状に形成されている。
【００４１】
上流側側壁部６６は、底壁部６５の上流側縁に連結されており、一体である。また、上流側側壁部６６は、吸気通路２３において主流路６１より上流に位置して主流路６１に連通する第１の連通口２６の縁２６ａに連結されている。また、縁２６ａより直ぐ上流の吸気通路２３は、吸気通路２３の断面中心に向けて流路断面積が小さくなるように絞り部１１０を形成して、縁２６ａに連結されている。下流側側壁部６７は、底壁部６５の下流側縁に連結されている。また、下流側側壁部６７は、吸気通路２３において主流路６１より下流に位置して主流路６１に連通する第２の連通口２７の縁２７ａに連結されている。
【００４２】
流入口６３は、上記のように、環状流路６２を規定する外周壁部６４のうち上・下側側壁部と吸気通路との連結部によって規定されている。
【００４３】
排出ガス導入路８０は、環状流路６２内の周方向Ａのうち一方向Ａ１に排出ガスＧの流れが生じるように、環状流路６２に連結されている。一方向Ａ１は、コンプレッサ７１の回転方向と同じ方向である。一方向Ａ１は、本発明で言う一方向の一例である。図５は、環状流路６２を、主流路６１の軸心線６１ａを垂直に横切るように断面した状態が示されている。図５に示されるように、排出ガス導入路８０は、底壁部６５の内面によって規定される環状流路６２の外周縁６２ａの接線方向に沿って、環状流路６２に連結されている。排出ガス導入路８０は、当該排出ガス導入路８０から環状流路６２内に流入した際の排出ガスＧの流れる方向Ｂに主流路６１と重ならない位置に、連結されている。
【００４４】
なお、図中、排出ガス導入路８０から環状流路６２内に流入した際の排出ガスＧの流れる方向Ｂを矢印で示している。また、図中、方向Ｂに沿って見た場合に主流路６１と重なる範囲を一対の２点鎖線１０１，１０２で囲われる範囲１０３で示し、重ならない範囲を、符号１００，１０４で示している。範囲１００は、図中２点鎖線１０１より右側の範囲である。範囲１０４は、図中２点鎖線１０２より左側の範囲である。このように、排出ガスＧは、範囲１００内に連結されている。
【００４５】
排出ガス導入路８０が上記のように環状流路６２に連結されていることによって、排出ガス導入路８０から環状流路６２内に導入された排出ガスＧは、図中矢印で示されるように、周方向Ａのうちの一方向Ａ１にそって流れる。排出ガス導入路８０は、本発明で言う排出ガス導入路の一例である。
【００４６】
なお、上記された排出ガス導入路８０の連結構造は、一例である。排出ガス導入路８０と環状流路６２との連結構造が上記と異なってもよい。要するに、排出ガス導入路８０は、当該排出ガス導入路８０から環状流路６２内へ導入された排出ガスが、環状流路６２内の周方向Ａのうち一方向Ａ１に沿って流れればよい。
【００４７】
つぎに、流入口６３の幅ｗ１と、底壁部６５の内面６５ａの幅ｗ２とについて説明する。ここで言う幅ｗ１は、図３に示されるように、主流路６１の軸心線６１ａに沿う流入口６３の開口の長さを示している。本実施形態では、吸気通路２３の軸心線２３ａと主流路６１の軸心線６１ａとは重なっており、それゆえ、同一である。ここで言う底壁部６５の内面６５ａの幅ｗ２とは、内面６５ａにおいて主流路６１の軸心線６１ａにそう長さである。また、内面６５ａは、本発明で言う底縁の一例である。ｗ２は、本発明で言う、底縁の幅である。
【００４８】
図３に示すように、本実施形態では、流入口６３の幅ｗ１は、主流路６１の周方向に環状に一定の長さが保たれる。本実施形態では、底壁部６５の内面６５ａの幅ｗ２は、主流路６１の周方向Ａに環状に一定の長さが保たれる。また、本実施形態では、流入口６３の幅ｗ１と底壁部６５の内面６５ａの幅ｗ２とは、同じ長さである。
【００４９】
なお、本実施形態では、流入口６３と内面６５ａとの間の距離である幅ｗ３は、一方向Ａ１にそって下流に進むにつれて、連続的に短くなる。このため、環状流路６２の一方向Ａ１を横切る流路断面の面積は、一方向Ａ１に沿って下流に進むにつれて、連続的に小さくなる。
【００５０】
環状流路６２は、底壁部６５と上流側側壁部６６と下流側側壁部６７との各々の内面６５ａ，６６ａ，６７ａによって規定されている。図３に示すように、下流側側壁部６７の内面６７ａは、平面状である。下流側側壁部６７の内面６７ａと、吸気通路２３を規定する管部材２５の内面２５ａとによって規定される角度αは、主流路６１の周方向Ａ全周にわたって９０度である。下流側側壁部６７の内面６７ａは、本発明で言う下流側縁の一例である。下流側側壁部６７の内面６７ａと吸気通路２３を構成する管部材２５の内面２５ａとの連結部９０は、内面６７ａから内面２５ａにわたってなだらかに形成されている。角度αは、本発明で言う、流入口の吸気通路の下流側開口縁部を形成する環状流路の内壁面と吸気通路の内壁面とがなす角度である。
【００５１】
また、上流側側壁部６６の内面６６ａは、平面状である。上流側側壁部６６の内面６６ａと、吸気通路２３を規定する管部材２５の内面２５ａとによって規定される角度θは、主流路６１の周方向Ａ全周にわたって角度αよりも小さい角度であり、本実施形態では角度αが９０度であるので、角度θは、鋭角である。角度θは、本発明で言う、流入口の吸気通路の上流側開口縁部を形成する環状流路の内壁面と吸気通路の内壁面とがなす角度である。
【００５２】
より具体的には、吸気通路２３に、後述される絞り部１１０が形成されるため、吸気通路２３の内面２５ａと内面６６ａとの連結部は、吸気通路２３の軸心線２３ａ側に突出する突出部５００となっている。突出部５００の先端が縁２６ａである。内面６６ａの一部は、突出部５００を構成している。内面２５ａの一部は、突出部５００の一部を構成している。突出部５００において内面６６ａを構成する部分と、突出部５００において内面２５ａを構成する部分とによって、角度θが規定される。
【００５３】
上流側側壁部６６の内面６６ａは、本発明で言う上流側縁の一例である。上流側側壁部６６の内面６６ａと吸気通路２３を構成する管部材２５の内面２５ａとの連結部である突出部５００の先端はなだらかであり、それゆえ、内面２５ａから内面６６ａにわたってなだらかに形成されている。
【００５４】
底壁部６５の内面６５ａは、図３に示すように、周方向Ａを横切る断面でみると、直線状である。底壁部６５の内面６５ａと下流側側壁部６７の内面６７ａとがなす角度βは、主流路６１の周方向Ａ全周にわたって９０度である。内面６５ａと内面６７ａとの連結部９１は、内面６５ａから内面６７ａにわたってなだらかに形成されている。
【００５５】
上流側側壁部６６の内面６６ａは、周方向Ａを横切る方向に環状流路６２を断面して見た場合は、直線状である。内面６５ａと内面６６ａとによって規定される角度γは、９０度となる。内面６６ａは、本発明で言う上流側縁の一例である。内面６５ａと内面６６ａとは、なだらかに連続している。
【００５６】
図２，５に示すように、環状流路６２において、環状流路６２と排出ガス導入路８０との連結部２００に面する位置には、第１の規制壁部３００と、第２の規制壁部３０１とが形成されている。なお、連結部２００に面する位置とは、環状流路６２の上流の位置である。なお、図５中、排出ガス導入路８０を範囲で示している。連結部２００は、本発明で言う連結部の一例である。
【００５７】
第１の規制壁部３００は、流入口６３に向かって凹形状であって、中央部分３００ａから両端３００ｂ，３００ｃに向かって徐々の細くなる三日月状の形状である。第１の規制壁部３００において内面６５ａに対向する面３０２と、流入口６３に対向する面３０３とは、なだらかに湾曲している。第１の規制壁部３００と内面６５ａとの間には、隙間Ｃ１が設けられている。第１の規制壁部３００は、本発明で言う規制壁部の一例である。
【００５８】
第２の規制壁部３０１は、第１の規制壁部３００よりも上流側に配置されている。第２の規制壁部３０１は、流入口６３に向かって凹形状であって、中央部３０１ａから両端３０１ｂ，３０１ｃに向かって徐々に細くなる三日月状の形状である。第２の規制壁部３０１において内面６５ａに対向する面３０４と流入口６３に対向する面３０５とは、なだらかに湾曲している。第２の規制壁部３０１は、本発明で言う規制壁部の一例である。
【００５９】
第１，２の規制壁部３００，３０１間には、隙間Ｃ２が設けられている。第１，２の規制壁部３００，３０１は、下流側側壁部６７の内面６７ａから上流側側壁部６６の内面６６ａに向かって延びている。
【００６０】
つぎに、吸気通路２３において主流路６１より上流の位置の構造について説明する。図６は、吸気通路２３においてスロットルバルブ２４の近傍を側方からみる側面図である。図６中では、管部材２５においてスロットルバルブ２４の近傍は切り欠かれており、それゆえ、吸気通路２３の内部が示されている。図６に示すように、吸気通路２３において主流路６１より直ぐ上流の位置は、絞り部１１０となっている。絞り部１１０は、当該絞り部１１０より上流の部位に対して流路断面が小さくなるように絞られている。本実施形態では、絞り部１１０は、スロットルバルブ２４の下流に位置している。
【００６１】
つぎに、低圧ＥＧＲ装置５０の動作を説明する。ディーゼルエンジン１１の運転状態に応じて低圧ＥＧＲ装置５０を用いて排出ガスＧを供給する状態になると、低圧ＥＧＲ用バルブ４００が開く。
【００６２】
低圧ＥＧＲガスが供給されるべき状態になると、つまり低圧ＥＧＲ用バルブ４００が開くと、排気通路３１から排出ガス導入路８０に排出ガスＧの一部が流入する。図５に示されるように、排出ガス導入路８０に流入した排出ガスＧは、排出ガス導入路８０から環状流路６２内に流入する。
【００６３】
環状流路６２内に流入した排出ガスＧは、一方向Ａ１に沿って下流側に向かって流れる。この際、図中に示されるように、排出ガスＧは、流入口６３から主流路６１内流入する。
【００６４】
環状流路６２内での排出ガスＧの流れの勢いは、排出ガス導入路８０と環状流路６２との連結部２００で最も強く、一方向Ａ１に沿って下流に流れるにつれて小さくなる。
【００６５】
しかながら、連結部２００には、第１，２の規制壁部３００，３０１が形成されている。第１，２の規制壁部３００，３０１によって、連結部２００の付近から流入口６３に流入する排出ガスＧの量が規制される。
【００６６】
また、第１，２、の規制壁部３００，３０１によって、流入口６３に流入することが阻止された排出ガスＧは、一方向Ａ１にそって下流に上がれる。一方向Ａ１にそって下流に流れた排出ガスＧは、流入口６３に流入する。この結果、流入口６３の各部位において主流路６１に流入する排出ガスＧの量が、均一になる。また、規制壁部３００，３０１による流入口６３への流入が阻止されず、規制壁部３００，３０１の近傍を流入口へ向けて通過した排出ガスＧには、規制壁部３００の両端３００ｂ，３００ｃから中央部分３００ａへ向かって巻き返す渦流、又は規制壁部３０１の両端３０１ｂ，３０１ｃから中央部分３０１ａへ向かって巻き返す渦流が生じる。この結果、流入口６３から主流路６１に流入する排出ガスＧと新気Ｎとの混合がより促進される。なお、第１，２の規制壁部３００，３０１の形状、配置、は、流入口６３の各部位において主流路６１に流入する排出ガスＧの量が均一になるように形成されている。
【００６７】
主流路６１内では、エアクリーナ２１を通過して流れてきた新気Ｎと排出ガスＧとが均一に混ざる。このため、吸気通路２３において主流路６１よりも下流域では、主流路６１の直下であっても、吸気通路２３の軸心線２３ａを垂直に横切る流路断面内の新気Ｎと排出ガスＧとの混合気Ｍの流速分布は、略均一になる。
【００６８】
吸気通路２３内において主流路６１の直ぐ下流の部位での流速分布が略均一になることによって、コンプレッサ７１に加わる圧力も各部位において均一になる。
【００６９】
図６は、吸気通路２３においてスロットルバルブ２４の近傍を側方から見た状態を示す側面図である。図中、吸気通路２３を構成する管部材２５は、スロットルバルブ２４の近傍が切り欠かれている。
【００７０】
図６に示されるように、吸気通路２３内では、スロットルバルブ２４の周辺では新気Ｎの流れが滞る死水領域１２０が形成される傾向にある。図中１点鎖線で示される範囲が死水領域１２０である。しかしながら、絞り部１１０があることによって、絞り部１１０では，吸気流路２３の軸心に向かう流速ベクトルが発生するので，死水領域１２０は、上流側に移動する。この結果、死水領域１２０は、主流路６１より上流側に収まる。言い換えると、絞り部１１０は、死水領域１２０が主流路６１および主流路６１よりも下流に形成されないように考慮されて形成されている。また、絞り部１１０があることによって、吸気通路２３から主流路６１へ流入する新気Ｎが主流路６１の軸心方向へ案内され、環状流路６２内へ流入することを抑制できる。
【００７１】
また、環状流路６２の下流側側壁部６７の内面６７ａと吸気通路２３を規定する内面２５ａとの連結部９０がなだらかに形成される（いわゆる、Ｒ面取りされる）、また上流側側壁部６６の内面６６ａと吸気通路２３を規定する内面２５ａとがなす、内面６６ａと内面２５ａとの連結部における角度θよりも大きくされることによって、排出ガスＧが環状流路６２から主流路６１内に流入する際に、排出ガスＧが内面２５ａから剥離することが抑制される。排出ガスＧが内面２５ａから剥離することによって、内面２５ａ近傍での排出ガスＧの流速が小さくなる。つまり、排出ガスＧが内面２５ａから剥離することが抑制されることによって、吸気通路２３において主流路６１よりも下流での混合気Ｍの流速分布が均一になる。
【００７２】
このように、本実施形態では、第１，２の規制壁部３００，３０１によって、流入口６３の各部位において主流路６１に流入する排出ガスＧの量が均一になる。このため、吸気通路２３において主流路６１よりも下流側での混合気Ｍの流速分布が均一になる。また、流入口６３が周方向Ａに沿って連続して開口する環状に形成されることによって、排出ガスＧが吸気通路２３内に流入する際の抵抗を小さく抑えることができるので、排出ガスＧが効率よく吸気通路２３に導かれるようになる。
【００７３】
この結果、本実施形態のように、主流路６１の直ぐ下流にコンプレッサ７１が配置される構造であっても、混合気Ｍの流速分布が不均一になることに起因する、コンプレッサ７１と当該コンプレッサ７１を収容するハウジング７１ａとの接触、コンプレッサ７１の回転軸７３と当該回転軸７３を支持する軸受け７４との間で生じる磨耗などの不具合の発生が防止される。
【００７４】
また、内面６７ａと内面２５ａとの連結部９０がなだらかに形成されるとともに角度αが９０度であることによって、排出ガスＧが内面２５ａから剥離することがより一層抑制される。
【００７５】
なお、本実施形態では、内面６７ａと内面２５ａとによって規定される角度αは、９０度であるが、これに限定されない。内面６７ａと内面２５ａとがなす角度αは、９０度以上１８０度未満のいずれかの値であることによって、内面６７ａから内面２５ａにわたってなだらかになるので、排出ガスＧが内面２５ａから剥離することが抑制される。図３中の範囲Ｆ３内には、内面６７ａと内面６５ａとのなす角度の他の例（９０度以外）として、例えば、１２０度と１５０度とを示している。この場合であっても、内面２５ａと内面６７ａとの連結部９０はなだらかに形成されている（Ｒ面取りされている）。
【００７６】
つぎに、本発明の第２の実施形態に係る排気還流装置を、図７を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同様の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、第１，２の規制壁部３００，３０１が第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造について具体的に説明する。
【００７７】
図７は、連結部６０を第１の実施形態の図５と同様に断面した状態を示す断面図である。図７に示すように、第１，２の規制壁部３００，３０１の外観は、第１の実施形態と同様であってよい。本実施形態では、第１，２の規制壁部３００，３０１内には、冷却パイプ３１０，３１１が設けられている。冷却パイプ３１０，３１１内には、冷却液Ｌが収容されている。冷却パイプ３１０，３１１は、環状流路６２の外部に設けられる図示しないポンプに連結されている。冷却液Ｌは、上記ポンプよって循環している。冷却液Ｌは、本発明で言う冷媒の一例である。
【００７８】
本実施形態では、第１，２の規制壁部３００，３０１は、冷却液Ｌによって、排出ガスＧを冷却する機能を有する。このため、第１，２の規制壁部３００，３０１に当接する排出ガスＧは、冷却され、それゆえ、体積が小さくなる。
【００７９】
この結果、本実施形態では、第１の実施形態で得られる効果に加えて、さらに、主流路６１に排出ガスＧを効率よく供給することができる。
【００８０】
つぎに、本発明の第３の実施形態に係る排気還流装置を、図８を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、第１，２の規制壁部３００，３０１の構造が、第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる構造について、具体的に説明する。
【００８１】
図８は、連結部６０を第１の実施形態の図５と同様に断面した状態を示す断面図である。図８に示すように、第１，２の規制壁部３００，３０１の外観は、第１の実施形態と同様であってよい。本実施形態では、第１，２の規制壁部３００，３０１は、中空状に形成されている。また、第１，２の規制壁部３００，３０１は、環状流路６２の外部に配置される図示しないポンプと図示しないパイプで連結されている。第１，２の規制壁部３００，３０１内には、冷却液Ｌが収容されており、当該冷却液Ｌは、上記したポンプによって循環している。冷却液Ｌは、本発明で言う冷媒の一例である。
【００８２】
本実施形態では、第１，２の規制壁部３００，３０１は、冷却液Ｌによって、排出ガスＧを冷却する機能を有する。このため、第１，２の規制壁部３００，３０１に当接する排出ガスＧは、冷却され、それゆえ、体積が小さくなる。
【００８３】
この結果、本実施形態では、第１の実施形態で得られる効果に加えて、さらに、主流路６１に排出ガスＧを効率よく供給することができる。
【００８４】
つぎに、本発明の第４の実施形態に係る排気循環装置を、図９〜１１を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、環状流路６２の底壁部６５の構造が第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。
【００８５】
図９は、本実施形態の連結部６０を、第１の実施形態の図３と同様に断面した状態を示す断面図である。図１０は、連結部６０を、第１の実施形態の図４と同様に断面するとともに斜めから見た状態を示す斜視図である。
【００８６】
図９，１０に示すように、底壁部６５の内面６５ａの幅ｗ２は、一方向Ａ１にそって下流に進むにつれて、連続的に短くなる。この点について具体的に説明する。図１１は、環状流路６２中の流路断面を示す概略図である。ここで言う流路断面は、環状流路６２を、周方向Ａを横切る方向に断面した流路断面である。図１１中には、第１〜４の流路断面Ｓ１〜Ｓ４が示されている。これら流路断面は、上記したように、周壁部６４の内面（６５ａ，６６ａ，６７ａ）によって規定されている。図１１中では、縁２７ａが示されている。なお、図１１に示される環状流路６２は、第１〜４の流路断面ｓ１〜ｓ４の環状流路６２中の位置を示すために概略的に描かれたものであり、それゆえ、環状流路６２に対する第１〜４の流路断面ｓ１〜ｓ４の多きや形状は、厳密なものではない。
【００８７】
まず、環状流路６２の内面６５ａに第１，２の位置Ｐ１，Ｐ２を設定する。第１の位置Ｐ１は、内面６５ａにおいて、連結部２００に対向する位置である。第２の位置Ｐ２は、一方向Ａ１に沿って第１の位置Ｐ１より下流の位置である。第２の位置Ｐ２は、本実施形態では一例として、主流路６１の周方向に２７０度下流に進んだ位置である。具体的には、第１の位置Ｐ１と軸心線６１ａとを結ぶ線を第１の仮想線ｖ１とする。第２の位置Ｐ２と軸心線６１ａとを結ぶ線を第２の仮想線ｖ２とする。第１，２の仮想線ｖ１，ｖ２によって規定される角度は９０度となる。
【００８８】
第１，２の流路断面ｓ１，ｓ２は、第１の位置Ｐ１と軸心線６１ａとを通る線で断面した流路断面である。第１の流路断面ｓ１は、第２の流路断面ｓ２に対して上流に位置している。第３，４の流路断面ｓ３，ｓ４は、第２の位置Ｐ２と軸心線６１ａとを通る線で断面した流路断面である。第３の流路断面ｓ３は、第４の流路断面ｓ４に対して上流に位置している。
【００８９】
底壁部６５の内面６５ａの幅ｗ２は、第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２に向かって、連続的に短くなっている。図１１中に示される範囲Ｆ１１内には、第１〜４の流路断面ｓ１〜ｓ４の幅ｗ１〜ｗ３と、面積とが示されている。
【００９０】
範囲Ｆ１１に示すように、第１〜４の流路断面ｓ１〜ｓ４の流入口６３の幅ｗ１と底壁部６５の内面６５ａの幅ｗ２とは、第１の流路断面ｓ１の流入口６３の幅ｗ１を基準長さ１とした場合の、当該基準長さに対する相対値が示されている。
【００９１】
第１の位置Ｐ１での第１の流路断面ｓ１では、流入口６３の幅ｗ１は、１となる。内面６５ａの幅ｗ２は、１となる。第３の流路断面ｓ３では、流入口６３の幅ｗ１は、１となる。内面６５ａの幅ｗ２は、０．８となる。第２の流路断面ｓ２では、流入口６３の幅ｗ１は、１となる。内面６５ａの幅ｗ２は、０．６となる。第２の位置Ｐ２での第４の流路断面ｓ４では、流入口６３の幅ｗ１は、１となる。内面６５ａの幅ｗ２は、０．４となる。
【００９２】
範囲Ｆ１１では、第１〜４の流路断面ｓ１〜ｓ４の流入口６３と内面６５ａとの間の幅の長さである幅ｗ３は、第１の流路断面ｓ１の流入口６３の幅ｗ１に対する相対値が示されるのではなく、第１の流路断面ｓ１での幅ｗ３の長さを基準長さ１とし、当該基準長さに対する相対値が示されている。
【００９３】
第１の位置Ｐ１での第１の流路断面ｓ１の幅ｗ３は、１となる。第３の流路断面ｓ３の幅ｗ３は、０．７となる。第２の流路断面ｓ２の幅ｗ３は、０．６となる。第２の位置Ｐ２での第４の流路断面ｓ４の幅ｗ３は、０．５となる。
【００９４】
範囲Ｆ１１では、第１〜４の流路断面ｓ１〜ｓ４の面積は、第１の流路断面ｓ１の面積を基準値１とし、当該基準値に対する相対値が示されている。第１の流路断面ｓ１の面積は、１となる。第３の流路断面ｓ３の面積は、０．６３となる。第２の流路断面ｓ２の面積は、０．４８となる。第４の流路断面ｓ４の面積は、０．３５となる。
【００９５】
下流側側壁部６７の内面６７ａと底壁部６５の内面６５ａとによって規定される角度αは、第１の実施形態と同様に９０度となっている。そして、内面６５ａ，６６ａは、なだらかに連続している。しかしながら、第１の実施形態と同様に角度αは、９０度以上であって１８０度未満のいずれかの値に固定されていれば、第１の実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【００９６】
内面６５ａの幅ｗ２は、内面６５ａの端部６５ｂが下流側側壁部６７側に短くなり、内面６５ａと上流側側壁部６６の内面６６ａとによって規定される角度βが変化することによって、短くなる。
【００９７】
本実施形態では、底壁部６５の内面６５ａの幅ｗ２が、一方向Ａ１に沿って連続的に小さくなることによって、第１の実施形態の効果に加えて、環状流路６２の下流側においても主流路６１内に排出ガスＧが流入しやすくなる。この点について具体的に説明する。
【００９８】
排出ガスＧは、排出ガス導入路８０から環状流路６２内に流入すると、その一部が流れの勢いによって底壁部６５の内面６５ａに沿って流れる。このため、底壁部６５に沿って下流に向かって流れる排出ガスＧは、主流路６１内に流入しにくくなる傾向にある。
【００９９】
しかしながら、環状流路６２が下流に向かうにつれて底壁部６５の内面６５ａの幅ｗ２が小さくなることによって、底壁部６５に沿って流れていた排出ガスＧは、内側（流入口６３側）に向かって押し出される。このことによって、環状流路６２の下流側においても排出ガスＧが主流路６１内に流入しやすくなる。幅ｗ１，ｗ２の相対関係は、流入口６３の各部位から流入する排出ガスＧの量が均一になるように設定されている。
【０１００】
また、底壁部６５の幅ｗ２が小さくなる際に、下流側側壁部６７の内面６７ａと吸気通路２３を規定する管部材２５の内面２５ａとによって規定される角度αは、一定に保たれる。本実施形態では、一例として、第１の実施形態と同様に９０度であるが、９０度以上であって１８０度未満のいずれかの角度であればよい。このため、排出ガスＧが管部材２５の内面２５ａから剥離することが抑制される。
【０１０１】
本実施形態は、第１の実施形態で説明された連結部６０において、内面６５ａの幅ｗ２が下流に向かって連続的に短くなる構造である。これと同様に、第２，３の実施形態においても、内面６５ａの幅ｗ２が短くなる構造であってもよい。この場合は、第２，３の実施形態の効果に加えて、本実施形態と同様の作用と効果とが得られる。
【０１０２】
第１〜４の実施形態では、本発明で言う規制壁部の一例として、２つの規制壁部（第１，２の規制壁部３００，３０１）が用いられた。しかしながら、規制壁部の数は、２つのみに限定されない。例えば、３つや４つの他の複数用いられてもよいし、または、１つのみ用いられてもよい。
【０１０３】
また、第１〜４の実施形態では、本発明の排気還流装置は、一例として、低圧ＥＧＲ装置５０として用いられた。しかしながら、低圧ＥＧＲ装置５０としてのみに用いられることに限定されない。
【０１０４】
また、第１〜４の実施形態では、流入口６３を周方向Ａに沿って連続して開口する環状の長孔として説明したが、流入口６３は複数存在してもよく、この場合、第１の位置Ｐ１側の流入口の孔の径を小さくし、第２の位置Ｐ２側に進むにつれ、流入口の孔の径を大きくするか、流入口の孔の径を等しくし、第１の位置Ｐ１側の流入口の数を少なくし、第２の位置Ｐ２側に進むにつれ、流入口の数を増やしてもよい。
【０１０５】
この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
吸気が流動する吸気通路と、
前記吸気通路の周方向に沿って延びて環状に形成され、内側に前記吸気通路を囲む環状流路と、
前記吸気通路と前記環状流路との間において前記吸気通路の周方向に延びて環状に形成され、前記吸気通路と前記環状流路とを連通する流入口と、
前記環状流路に連通し、前記周方向のうち一方向に流れるように前記排出ガスを該環状流路内に導く排出ガス導入路と、
前記排出ガス導入路と前記環状流路との連結部に設けられ、前記流入口への前記排出ガスの流入を規制する規制壁部と
を具備することを特徴とする排気還流装置。
［２］
前記規制壁部は、前記流入口に向かって凹な三日月形状である
ことを特徴とする［１］に記載の排気還流装置。
［３］
冷媒が前記規制壁部内を流動する
ことを特徴とする［１］又は［２］に記載の排気還流装置。
［４］
前記流入口の前記吸気通路の上流側開口縁部を形成する前記環状流路の内壁面と前記吸気通路の内壁面とがなす角度より、前記流入口の前記吸気通路の下流側開口縁部を形成する前記環状流路の内壁面と前記吸気通路の内壁面とがなす角度を大きくした
ことを特徴とする［１］〜［３］のいずれか１に記載の排気還流装置。
［５］
前記流入口の前記吸気通路の上流側開口縁部側に前記吸気通路の流路断面積を小さくする絞り部が形成された
ことを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１に記載の排気還流装置。
［６］
前記流路断面を規定する縁のうち、前記流入口と対向する底縁の幅が、前記一方向に沿って下流に進むにつれて連続的に小さくなる
ことを特徴とする［１］〜［５］のうちのいずれか１に記載の排気還流装置。
【符号の説明】
【０１０６】
２３…吸気通路、５０…低圧ＥＧＲ装置（排気還流装置）、６１…主流路、６２…環状流路、６３…流入口、８０…排出ガス導入路、２００…連結部、３００…第１の規制壁部（規制壁部）、３０１…第２の規制壁部（規制壁部）、Ａ…周方向、Ａ１…一方向、Ｌ…冷却装置、α…角度（流入口の吸気通路の下流側開口縁部を形成する環状流路の内壁面と吸気通路の内壁面とがなす角度）、θ…角度（流入口の吸気通路の上流側開口縁部を形成する環状流路の内壁面と吸気通路の内壁面とがなす角度）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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