(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気マニホールドから吸気マニホールドへＥＧＲ管によって導かれるＥＧＲガスを熱音響機関により冷却するＥＧＲガス冷却装置であって、
作動ガスが封入された第一ループ管に、前記排気マニホールドの直近で前記ＥＧＲ管を流れるＥＧＲガスと作動ガスとの間で熱交換する第一加熱器が設置され、
前記第一ループ管に、作動ガスと大気との間で熱交換する第一冷却器が設置され、
前記第一ループ管の前記第一冷却器と前記加熱器との間に第一再生器が設置されることでＥＧＲガスの熱を前記第一ループ管内の音響に変換する第一原動機が構成され、
前記第一ループ管に、作動ガスと前記エンジンの吸気管を流れる吸入空気との間で熱交換する冷凍器が設置され、
前記第一ループ管に、作動ガスと大気との間で熱交換する第二冷却器が設置され、
前記第一ループ管の前記冷凍器と前記第二冷却器との間に第二再生器が設置されることで前記第一ループ管内の音響を冷熱に変換して吸入空気を冷却する冷凍機が構成され、
作動ガスが封入された第二ループ管に、ＥＧＲガス流に対して前記第一加熱器と直列に、前記ＥＧＲ管を流れるＥＧＲガスと作動ガスとの間で熱交換する第二加熱器が設置され、
前記第二ループ管に、作動ガスと大気との間で熱交換する第三冷却器が設置され、
前記第二ループ管の前記第三冷却器と前記第二加熱器との間に第三再生器が設置されることでＥＧＲガスの熱を前記第二ループ管内の音響に変換する第二原動機が構成され、
前記第二ループ管に、前記第二ループ管内の音響により加振される振動子と前記第二ループ管に固定された固定子との間で磁束を変化させて電力を得る直動発電機が設置され、
前記直動発電機の電力により駆動され、前記第一冷却器を冷却する第一冷却ファン、前記第二冷却器を冷却する第二冷却ファン及び前記第三冷却器を冷却する第三冷却ファンが設けられたＥＧＲガス冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに再循環されるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却装置に係り、燃費に悪影響を与えることなくＥＧＲガスを冷却することができるＥＧＲガス冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ディーゼルエンジンには排気ガスをエンジンに循環させるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システムが搭載される。ＥＧＲシステムでは、排気マニホールドからＥＧＲ管に取り込まれた温度が高いＥＧＲガスがＥＧＲクーラにて冷却され、その冷却されたＥＧＲガスが新気と混合されてエンジンに吸気される。
【０００３】
ＥＧＲクーラでは、ＥＧＲガスが冷却水により冷却される。その冷却水は、ラジエータにて放熱される。このようにして、ＥＧＲガスの熱は、ＥＧＲクーラにて冷却損失として失われる。一方、冷却水を放熱させるためにラジエータにおいてエンジンあるいはモータで冷却ファンが駆動される。これらのようにＥＧＲガスの熱が冷却損失となること、及び冷却ファンを駆動することは、ディーゼルエンジンの熱効率低下の要因となっている。
【０００４】
エンジンの排気ガスの熱を再利用するために、排気ガスを熱源として熱音響機関を駆動して吸入空気又はＥＧＲガスを冷却する冷却装置が特許文献１，２に開示されている。
【０００５】
ここで、熱音響機関について簡単に説明する。
【０００６】
図５に示されるように、高温熱源との熱交換を行う熱交換器である加熱器１０１と、低温熱源との熱交換を行う熱交換器である冷却器１０２と、これら加熱器１０１と冷却器１０２との間で温度勾配を保持する再生器１０３とが、閉じたループ管１０４に並べて配置される。ループ管１０４内には、作動流体（ガス）が封入される。この構成により、ループ管１０４内の気柱が局部的に加熱及び冷却されると、熱エネルギの一部が力学エネルギに変換され、気柱が自励振動を起こす。ループ管１０４の長さと封入したガスにより、共振周波数が決まる。この作用から、加熱器１０１、冷却器１０２、再生器１０３は、力学的には原動機１０５と見なすことができる。ループ管１０４内のガスが加熱、冷却、膨張、圧縮といった熱力学過程を経験することで、力学的サイクル（スターリングサイクル）が形成される。このように、原動機１０５は、熱源からの熱をループ管１０４内の音響に変換する機能を有する。
【０００７】
図６に示されるように、原動機１０５を備えたループ管１０４に、ループ管１０４内の気柱の振動（音響）を仕事に変換する受動機として、冷凍機１０６が配置される。冷凍機１０６は、原動機１０５と同様に再生器１０７の両端に熱交換器が設けられたものである。冷凍機１０６では、一方の熱交換器が冷却器１０８として冷却されるとき、他方の熱交換器は冷凍器１０９となり温度が低下する。このように、冷凍機１０６は、ループ管１０４内の音響を冷熱に変換して取り出す機能を有する。
【０００８】
また、図には示さないが、原動機１０５を備えたループ管１０４に直動発電機を挿入した熱音響機関がある。直動発電機は、往復振動する振動子と固定子との間で磁束を変化させて電力を得る発電機である。ループ管１０４に直動発電機を挿入することで、振動子がループ管１０４内の音響により加振される。これにより、原動機１０５で取り込んだ熱エネルギが直動発電機によって電気エネルギとして取り出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２３３４８５号公報
【特許文献２】特開２００６−２７８３号公報
【特許文献３】特開２００７−２３７０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２の冷却装置では、原動機の加熱器が触媒装置より下流の排気管を流れる排気ガスを熱源としている。しかし、この構成では、原動機それ自体にはＥＧＲガスを冷却する効果はない。さらに、触媒装置の下流では、排気ガス温度がエンジンの排気マニホールドから出てきたばかりの排気ガスの温度に比べて相当に低いため、原動機において加熱器と冷却器との間の温度差が小さく、ループ管に生じる音響が小さい。このため、この音響で冷凍機を駆動してＥＧＲガスを冷却しようとしても、冷却が不十分となる。
【００１１】
なお、これとは逆に、触媒装置の上流の排気管を流れる排気ガスを熱源とすると、加熱器において排気ガスの熱が奪われるため、触媒装置における排気ガスの温度が低下して触媒の活性化が阻害される。
【００１２】
特許文献１には、原動機の加熱器がＥＧＲ管のＥＧＲ弁より下流のＥＧＲガスを熱源とする冷却装置と、原動機の加熱器がターボチャージャのタービンより上流の排気管を流れる排気ガスを熱源とする冷却装置とが開示されている。
【００１３】
しかし、タービンより上流の排気管を流れる排気ガスを熱源とする冷却装置では、加熱器において排気ガスの熱が奪われるため、タービンを回転させる排気ガスの圧力が低下し、吸入空気量が減少するという弊害がある。また、この構成では、原動機それ自体にはＥＧＲガスを冷却する効果はない。
【００１４】
ＥＧＲガスを熱源とする冷却装置では、触媒装置やターボチャージャに対する悪影響はない。また、ＥＧＲガスを原動機の熱源としたことで、原動機においてＥＧＲガスが冷却される。しかし、ＥＧＲ弁の下流では、排気ガス温度が排気マニホールドから出てきたばかりの排気ガスの温度に比べて低いため、原動機において加熱器と冷却器との間の温度差が小さく、ループ管に生じる音響が小さい。このため、この音響で冷凍機を駆動してＥＧＲガスを冷却しようとしても、冷却が不十分となる。
【００１５】
また、特許文献１，２の冷却装置は、原動機、冷凍機のすべての冷却器の熱源にエンジン冷却水が使用される。しかし、この構成では、冷却器においてエンジン冷却水が熱を受け取ることになる。エンジン冷却水が熱を受け取ると、ラジエータの冷却ファンがそれだけ多く駆動されなければならず、燃料が消費され、燃費に悪影響が及んでしまう。
【００１６】
また、エンジン冷却水の温度は、車両が定常的に走行しているとき、８０℃程度である。熱音響機関では、原動機において加熱器と冷却器との間の温度差が小さいと、自励振動に不利であり、ループ管に生じる音響が小さい。よって、冷却器の温度は、エンジン冷却水の温度より低い方が望ましい。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、燃費に悪影響を与えることなくＥＧＲガスを冷却することができるＥＧＲガス冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために本発明は、エンジンの排気マニホールドから吸気マニホールドへＥＧＲ管によって導かれるＥＧＲガスを熱音響機関により冷却するＥＧＲガス冷却装置であって、作動ガスが封入されたループ管に、前記排気マニホールドの直近で前記ＥＧＲ管を流れるＥＧＲガスと作動ガスとの間で熱交換する加熱器が設置され、前記ループ管に、作動ガスと大気との間で熱交換する第一冷却器が設置され、前記ループ管の前記第一冷却器と前記加熱器との間に第一再生器が設置されることでＥＧＲガスの熱を前記ループ管内の音響に変換する原動機が構成され、前記ループ管に、作動ガスと前記エンジンの吸気管を流れる吸入空気との間で熱交換する冷凍器が設置され、前記ループ管に、作動ガスと大気との間で熱交換する第二冷却器が設置され、前記ループ管の前記冷凍器と前記第二冷却器との間に第二再生器が設置されることで前記ループ管内の音響を冷熱に変換して吸入空気を冷却する冷凍機が構成され、前記ループ管に、前記ループ管内の音響により加振される振動子と前記ループ管に固定された固定子との間で磁束を変化させて電力を得る直動発電機が設置され、前記直動発電機の電力により駆動され、前記第一冷却器を冷却する第一冷却ファン及び前記第二冷却器を冷却する第二冷却ファンが設けられたものである。
【００１９】
また、本発明は、エンジンの排気マニホールドから吸気マニホールドへＥＧＲ管によって導かれるＥＧＲガスを熱音響機関により冷却するＥＧＲガス冷却装置であって、作動ガスが封入された第一ループ管に、前記排気マニホールドの直近で前記ＥＧＲ管を流れるＥＧＲガスと作動ガスとの間で熱交換する第一加熱器が設置され、前記第一ループ管に、作動ガスと大気との間で熱交換する第一冷却器が設置され、前記第一ループ管の前記第一冷却器と前記加熱器との間に第一再生器が設置されることでＥＧＲガスの熱を前記第一ループ管内の音響に変換する第一原動機が構成され、前記第一ループ管に、作動ガスと前記エンジンの吸気管を流れる吸入空気との間で熱交換する冷凍器が設置され、前記第一ループ管に、作動ガスと大気との間で熱交換する第二冷却器が設置され、前記第一ループ管の前記冷凍器と前記第二冷却器との間に第二再生器が設置されることで前記第一ループ管内の音響を冷熱に変換して吸入空気を冷却する冷凍機が構成され、作動ガスが封入された第二ループ管に、ＥＧＲガス流に対して前記第一加熱器と直列に、前記ＥＧＲ管を流れるＥＧＲガスと作動ガスとの間で熱交換する第二加熱器が設置され、前記第二ループ管に、作動ガスと大気との間で熱交換する第三冷却器が設置され、前記第二ループ管の前記第三冷却器と前記第二加熱器との間に第三再生器が設置されることでＥＧＲガスの熱を前記第二ループ管内の音響に変換する第二原動機が構成され、前記第二ループ管に、前記第二ループ管内の音響により加振される振動子と前記第二ループ管に固定された固定子との間で磁束を変化させて電力を得る直動発電機が設置され、前記直動発電機の電力により駆動され、前記第一冷却器を冷却する第一冷却ファン、前記第二冷却器を冷却する第二冷却ファン及び前記第三冷却器を冷却する第三冷却ファンが設けられたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２１】
（１）燃費に悪影響を与えることなくＥＧＲガスを冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態を示すＥＧＲガス冷却装置に用いる熱音響機関の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すＥＧＲガス冷却装置を搭載したエンジンシステムの構成図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示すＥＧＲガス冷却装置に用いる熱音響機関の構成図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示すＥＧＲガス冷却装置を搭載したエンジンシステムの構成図である。
【図５】原動機を備えた熱音響機関の構成図である。
【図６】原動機と冷凍機を備えた熱音響機関の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２４】
本発明に係るＥＧＲガス冷却装置は、エンジンの排気マニホールドから吸気マニホールドへＥＧＲ管によって導かれるＥＧＲガスを熱音響機関により冷却するＥＧＲガス冷却装置である。
【００２５】
図１に示されるように、本発明に係るＥＧＲガス冷却装置１は、作動ガスが封入されたループ管２に、排気マニホールド直近でＥＧＲ管３を流れるＥＧＲガスと作動ガスとの間で熱交換する加熱器４が設置される。ループ管２には、作動ガスと大気との間で熱交換する第一冷却器５が設置される。ループ管２の第一冷却器５と加熱器４との間に第一再生器６が設置される。このようにして、加熱器４、第一再生器６、第一冷却器５が並べて配置されることにより、ＥＧＲガスの熱をループ管２内の音響に変換する原動機７が構成される。
【００２６】
ＥＧＲガス冷却装置１は、さらに、ループ管２に作動ガスとエンジンの吸気管８を流れる吸入空気との間で熱交換する冷凍器９が設置される。さらに、ループ管２に作動ガスと大気との間で熱交換する第二冷却器１０が設置される。ループ管２の冷凍器９と第二冷却器１０との間に第二再生器１１が設置される。このようにして、冷凍器９、第二再生器１１、第二冷却器１０が並べて配置されることにより、ループ管２内の音響を冷熱に変換して吸入空気を冷却する冷凍機１２が構成される。
【００２７】
ＥＧＲガス冷却装置１は、さらに、ループ管２に、ループ管２内の音響により加振される振動子（図示せず）とループ管２に固定された固定子（図示せず）との間で磁束を変化させて電力を得る直動発電機１３が設置され、直動発電機１３の電力により駆動され、第一冷却器５を冷却する第一冷却ファン１４及び第二冷却器１０を冷却する第二冷却ファン１５が設けられる。
【００２８】
ループ管２に封入される作動ガスとしては、空気、ヘリウム、窒素、アルゴンなどがある。
【００２９】
加熱器４では、ループ管２の内外にフィン（図示せず）が設けられる。ここでは、例えば、ループ管２の外側のフィンを含むループ管２の外周全体を覆うようにＥＧＲ管３が設けられる。これらのフィンを介してＥＧＲガスと作動ガスとの間で熱交換することができる。
【００３０】
冷凍器９では、ループ管２の内外にフィン（図示せず）が設けられる。ここでも、例えば、ループ管２の外側のフィンを含むループ管２の外周全体を覆うように吸気管８が設けられる。これらのフィンを介して作動ガスと吸入空気との間で熱交換することができる。
【００３１】
第一冷却器５、第二冷却器１０では、ループ管２の内外にフィン（図示せず）が設けられる。これら冷却器５，１０のフィンを介して作動ガスと大気との間で熱交換することができる。
【００３２】
第一再生器６、第二再生器１１は、金網、複数の細管の集合、多孔質セラミックなどで構成される。
【００３３】
なお、加熱器４、冷凍器９、第一冷却器５、第二冷却器１０、第一再生器６、第二再生器１１は、公知のものを使用することができるので、詳細な構造の説明は省略する。ループ管２の断面形状、太さ、長さ、ループ形状は、ここでは特に限定しない。
【００３４】
直動発電機１３は、磁石とヨークで構成された振動子及び固定子により、閉じた磁路が形成されたものである。振動子が振動すると、磁束が変化するので、巻線に電流が流れる。直動発電機１３は、公知のもの（例えば、特許文献３）を使用することができるので、詳細な構造の説明は省略する。この直動発電機１３の振動子をループ管２に挿入すると、ループ管２内の音響によって振動子が管軸方向に加振される。
【００３５】
第一冷却ファン１４及び第二冷却ファン１５は、電動モータを動力とするものである。第一冷却ファン１４及び第二冷却ファン１５は、それぞれ第一冷却器５、第二冷却器１０の外側フィンに臨ませて設置される。
【００３６】
なお、図１では、ループ管２の時計回りに原動機７、直動発電機１３、冷凍機１２が配置されているが、この順序は原動機７、冷凍機１２、直動発電機１３であってもよい。
【００３７】
図２に示されるように、本発明のＥＧＲガス冷却装置１を搭載したエンジンシステム２１では、エンジン２２の排気マニホールド２３からＥＧＲ管３が分岐され、そのＥＧＲ管３の最下流が吸気マニホールド２４に接続される。ＥＧＲ管３の途中には、ＥＧＲクーラ２５とＥＧＲバルブ２６が設けられる。加熱器４の位置は、ＥＧＲクーラ２５とＥＧＲバルブ２６よりも上流であり、排気マニホールド２３の直近（できる限り近い位置）である。
【００３８】
排気マニホールド２３から排気管２７が分岐され、排気管２７の最下流は大気に開放される。排気管２７の途中には、ターボチャージャ２８のタービン２９が設けられ、タービン２９の下流には、ＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）等の排気ガス浄化装置３０が設けられる。
【００３９】
吸気マニホールド２４には、ターボチャージャ２８のコンプレッサ３１の出口からの吸気管８が接続される。吸気管８の途中には吸気スロットル（図示せず）とインタークーラ３２が設けられる。コンプレッサ３１の入口には、大気からの吸気管８が接続される。冷凍器９の位置は、インタークーラ３２から吸気マニホールド２４までの間が望ましい。
【００４０】
以下、ＥＧＲガス冷却装置１の動作を図１と図２を参照しつつ説明する。
【００４１】
エンジン２２の排気ガスは、排気マニホールド２３からＥＧＲ管３と排気管２７に流れ込む。ＥＧＲ管３を流れるＥＧＲガスは、加熱器４を通過し、ＥＧＲクーラ２５とＥＧＲバルブ２６を経て吸気マニホールド２４に流れ込む。このとき、加熱器４では、ＥＧＲガスとループ管２内の作動ガスとの熱交換が行われる。一方、第一冷却器５では、大気とループ管２内の作動ガスとの熱交換が行われる。これにより、加熱器４と第一冷却器５との間の第一再生器６に温度勾配が形成され、ループ管２内の気柱が自励振動を起こし、音響が発生する。
【００４２】
ＥＧＲ管３を流れるＥＧＲガスは、加熱器４で熱交換したことにより、冷却される。この冷却により、吸気マニホールド２４に流れ込むＥＧＲガスの密度が高まるので、エンジン２２が行う膨張仕事が増大し、エンジン２２の熱効率が増大する。
【００４３】
排気管２７に流れ込んだ排気ガスは、タービン２９を駆動した後、排気管２７の下流の排気ガス浄化装置３０で浄化され、大気へ放出される。
【００４４】
大気から吸気管８に取り込まれた吸入空気は、コンプレッサ３１で圧縮され、インタークーラ３２で冷却され、冷凍器９を通過し、吸気マニホールド２４に流れ込む。このとき、第二冷却器１０では、大気とループ管２内の作動ガスとの熱交換が行われる。これにより、第二冷却器１０における作動ガスの温度が大気温度となるので、第二冷却器１０と冷凍器９との間の第二再生器１１の温度勾配により、冷凍器９における作動ガスの温度が大気温度より低くなる。このため、吸気管８を流れる吸入空気は冷却され、吸気マニホールド２４に流れ込む吸入空気の密度が高まるので、エンジン２２が行う膨張仕事が増大し、エンジン２２の熱効率が増大する。
【００４５】
直動発電機１３では、ループ管２内の音響によって振動子が加振されるため、磁束が変化し、電力が得られる。この電力が第一冷却ファン１４及び第二冷却ファン１５に供給される。これにより、第一冷却器５及び第二冷却器１０がよく冷却され、第一冷却器５及び第二冷却器１０における作動ガスの温度が大気の温度によく保たれ、第一再生器６の温度勾配、第二再生器１１の温度勾配が確保される。
【００４６】
本発明のＥＧＲガス冷却装置１によれば、ＥＧＲガスの熱をループ管２内の音響に変換する原動機７を構成したので、ＥＧＲガスが冷却され、ＥＧＲクーラ２５の冷却水を冷却するラジエータにおける冷却ファンの駆動の仕事が軽減され、エンジン２２の熱効率が向上する。
【００４７】
本発明のＥＧＲガス冷却装置１によれば、原動機７の加熱器４において排気マニホールド２３直近を流れるＥＧＲガスと作動ガスとの間で熱交換するようにしたので、排気マニホールド２３から出てきたばかりの高温のＥＧＲガスが熱源となる。これにより、原動機７において加熱器４と第一冷却器５との間の温度差が大きくなり、ループ管２に生じる音響が大きくなるので、加熱器４においてＥＧＲガスの熱が大きく奪われＥＧＲガスがよく冷却される。
【００４８】
本発明のＥＧＲガス冷却装置１によれば、冷却器５，１０の熱源にエンジン冷却水を使用しないので、エンジン冷却水への入熱が少なく、ラジエータの冷却ファンの駆動要求が緩和される。このため、燃料の消費が抑制され、燃費が向上する。
【００４９】
本発明のＥＧＲガス冷却装置１によれば、冷却器５，１０のフィンを大気で冷却するようにしたので、特別な冷熱源が必要ない。また、車両走行中のエンジン冷却水温度が８０℃くらいであるのに対し、大気の温度はそれより低いので、原動機７において加熱器４と第一冷却器５との間の温度差が大きくなる。これにより、自励振動が容易となり、ループ管２に生じる音響が大きくなる。
【００５０】
本発明のＥＧＲガス冷却装置１によれば、第一冷却器５、第二冷却器１０のフィンに臨ませて第一冷却ファン１４、第二冷却ファン１５を設けたので、第一冷却器５及び第二冷却器１０がよく冷却され、第一再生器６の温度勾配、第二再生器１１の温度勾配が確保される。
【００５１】
本発明のＥＧＲガス冷却装置１によれば、ＥＧＲガスの熱をループ管２内の音響に変換する原動機７に加えて、ループ管２内の音響を冷熱に変換して吸入空気を冷却する冷凍機１２を構成したので、ＥＧＲガスを冷却するだけでなく、その奪った熱で仕事をさせて吸入空気を冷却することができる。
【００５２】
特に、近年要請されているエンジン２２やその周辺の部材を小型化するダウンサイジングにおいては、ＥＧＲガス温度や吸気温度がダウンサイジング前より高くなる。その一方で、ラジエータの冷却ファンは、エンジン冷却水を冷却することに能力の大半を使用するので、ＥＧＲクーラ２５やインタークーラ３２を冷却する余力がなくなる。したがって、本発明のように熱音響機関によってＥＧＲガスの冷却や吸入空気の冷却ができることは、ダウンサイジングでは大変有用である。
【００５３】
本発明のＥＧＲガス冷却装置１によれば、ループ管２に直動発電機１３を設置したので、ＥＧＲガスの熱から電力が得られることになる。この電力で第一冷却ファン１４、第二冷却ファン１５を駆動するので、エンジン２２の負荷が軽減され、エンジン２２の熱効率が向上する。
【００５４】
本実施形態では、冷凍機１２で吸入空気を冷却するようにしたが、冷凍機１２の冷凍器９で作動ガスと加熱器４の設置箇所より下流を流れるＥＧＲガスとの間で熱交換するように構成し、冷凍機１２でＥＧＲガスを冷却するようにしてもよい。また、ループ管２内の音響から仕事を取り出す原動機は、冷凍機１２に限定されない。
【００５５】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。
【００５６】
図３に示されるように、本発明に係るＥＧＲガス冷却装置４１は、１つのエンジンシステムに２つの熱音響機関を用いるものである。すなわち、図１のＥＧＲガス冷却装置１のループ管２に加えて、第二ループ管４２が追加される。ループ管２は第一ループ管２と呼び、加熱器４は第一加熱器４と呼ぶ。原動機７は第一原動機７と呼ぶ。また、直動発電機１３は、図１のＥＧＲガス冷却装置１では第一ループ管２に設けられたが、ＥＧＲガス冷却装置４１では、第二ループ管４２に設けられる。
【００５７】
第一ループ管２と第一原動機７及び冷凍機１２については、既に説明した通りであるので、以下では第二ループ管４２側の構成を説明する。
【００５８】
ＥＧＲガス冷却装置４１は、作動ガスが封入された第二ループ管４２に、ＥＧＲガス流に対して第一加熱器４と直列に、ＥＧＲ管３を流れるＥＧＲガスと作動ガスとの間で熱交換する第二加熱器４３が設置される。第二ループ管４２には、作動ガスと大気との間で熱交換する第三冷却器４４が設置される。第二ループ管４２の第三冷却器４４と第二加熱器４３との間に第三再生器４５が設置される。これにより、ＥＧＲガスの熱を第二ループ管４２内の音響に変換する第二原動機４６が構成される。
【００５９】
ＥＧＲガス冷却装置４１は、第二ループ管４２に、第二ループ管４２内の音響により加振される振動子（図示せず）と第二ループ管４２に固定された固定子（図示せず）との間で磁束を変化させて電力を得る直動発電機１３が設置される。さらに、第一冷却ファン１４、第二冷却ファン１５と同様に直動発電機１３の電力により駆動されて第三冷却器４４を冷却する第三冷却ファン４７が設けられる。
【００６０】
図４に示されるように、本発明のＥＧＲガス冷却装置４１を搭載したエンジンシステム５１は、図２のエンジンシステム２１に、第二ループ管４２を追加したものである。
【００６１】
ＥＧＲ管３が第二ループ管４２を覆う第二加熱器４３の位置は、ＥＧＲクーラ２５とＥＧＲバルブ２６よりも上流であり、排気マニホールド２３の直近（できる限り近い位置）である。
【００６２】
第二加熱器４３と第一加熱器４は、どちらがＥＧＲ管３の上流に位置してもよいが、第二加熱器４３と第一加熱器４共に排気マニホールド２３の直近とするのが好ましい。
【００６３】
以下、ＥＧＲガス冷却装置４１の動作を説明する。
【００６４】
第一ループ管２による熱音響機関では、第一原動機７において、排気マニホールド２３の直近を流れるＥＧＲガスの熱が第一加熱器４に吸収されてＥＧＲガスが冷却され、第一ループ管２内に音響が発生する。冷凍機１２においては、音響が冷熱に変換され、冷凍器９により吸入空気が冷却される。
【００６５】
第二ループ管４２による熱音響機関では、第二原動機４６において、排気マニホールド２３の直近を流れるＥＧＲガスの熱が第二加熱器４３に吸収されてＥＧＲガスが冷却され、第二ループ管４２内に音響が発生する。直動発電機１３においては、音響によって発電が行われる。
【００６６】
ＥＧＲガス冷却装置４１では、第一加熱器４と第二加熱器４３でＥＧＲガスが冷却されるので、ＥＧＲガス冷却装置１よりも、いっそうＥＧＲガスが冷却され、吸気マニホールド２４に流れ込むＥＧＲガスの密度が高まる。
【００６７】
なお、冷却ファン１４，１５，４７は、直動発電機１３の電力により駆動されるものとしたが、これには直動発電機１３の出力を直接、冷却ファン１４，１５，４７に供給する必要はなく、直動発電機１３の出力をバッテリに充電し、バッテリから冷却ファン１４，１５，４７の電力を取り出しても、電力収支は同じであり、冷却ファン１４，１５，４７は、直動発電機１３の電力により駆動されることになる。これにより、エンジン２２の負荷が軽減され、エンジン２２の熱効率が向上する。
【００６８】
ループ管の個数は、２個に限らず、３個以上設けてもよい。その場合でも、原動機の加熱器の位置は、排気マニホールド２３の直近となるよう、ＥＧＲクーラ２５とＥＧＲバルブ２６よりも上流にするのが望ましい。
【符号の説明】
【００６９】
１  ＥＧＲガス冷却装置
２  ループ管（第一ループ管）
３  ＥＧＲ管
４  加熱器（第一加熱器）
５  第一冷却器
６  第一再生器
７  原動機（第一原動機）
８  吸気管
９  冷凍器
１０  第二冷却器
１１  第二再生器
１２  冷凍機
１３  直動発電機
１４  第一冷却ファン
１５  第二冷却ファン
４１  ＥＧＲガス冷却装置
４２  第二ループ管
４３  第二加熱器
４４  第三冷却器
４５  第三再生器
４６  第二原動機
４７  冷却ファン
【図１】
0005577984.tif 000002
【図２】
0005577984.tif 000003
【図３】
0005577984.tif 000004
【図４】
0005577984.tif 000005
【図５】
0005577984.tif 000006
【図６】
0005577984.tif 000007