(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気系から排気ガスの一部を取出し、ＥＧＲ戻し管を介してエンジンの吸気口に戻し、混合気に加える排気再循環に際して、前記ＥＧＲ配管内のＥＧＲガスを冷却する装置であって、前記ＥＧＲ配管の外周面に、エンジン冷却用の冷却水が流される冷却配管がスパイラル状に巻装されたＥＧＲガス冷却装置において、前記ＥＧＲ配管の外周面に、スパイラル状に凹溝が形成され、前記冷却配管が前記凹溝に嵌合されて、前記ＥＧＲ配管に対接巻装されていることを特徴とするＥＧＲガス冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＥＧＲガス冷却装置、特に、排気系から排気ガスの一部を取出し、ＥＧＲ配管を介してエンジンの吸気口に戻し、混合気に加える排気再循環（以下ＥＧＲという）に際して、ＥＧＲ配管内のＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
排気系から排気ガスの一部を取出し、ＥＧＲ配管を介してエンジンの吸気口に戻し、混合気に加えるＥＧＲが行われている。このＥＧＲを行うと、燃焼混合気中の窒素ガス、炭酸ガスなどの不活性ガスの割合が増加するために、燃焼温度が低下しＮＯｘの発生を抑えることが可能になる。
さらに適量のＥＧＲを行うことにより、ポンプ損失の低減と燃焼ガスの温度低下により、冷却液への放熱損失が低減し、作動ガス量及び組成の変化により、比熱比の増大によるサイクル効率が向上する。
しかし、ＥＧＲに際して、ＥＧＲガスの温度が高すぎると、ＥＧＲガスの体積が増加して冷えた外気（吸気）量を増せず、したがって吸気温度が低下しないため燃費が悪くなるとともに、ＥＧＲ配管のバルブの耐久性を劣化させ、バルブを破損することがあるため、ＥＧＲ配管内のＥＧＲガスを、特にＥＧＲ率を高めた場合等には適度に冷却することが必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このＥＧＲ配管内のＥＧＲガスの冷却のために、従来は、例えば、実公昭５７−３０９号公報に開示されているように、ＥＧＲ配管を多管伝熱管構造にし、この多管伝熱管にエンジンの冷却水を接触流動させる多管式熱交換器を車両に搭載し、この多管式熱交換器によって、多管伝熱管内のＥＧＲガスを冷却していた。  しかし、この多管式熱交換器は、構造が複雑で製造コスト上で問題があり、また装置が大型化し車載重量が増大するという面でも問題がある。
また、ＥＧＲガス配管の外周に冷却水が循環するパイプが巻付けられたＥＧＲガスの冷却手段が知られているが、ＥＧＲガス配管内のＥＧＲガスの冷却効率が低いという欠点があった。
【０００４】
本発明は、前述したようなこの種のＥＧＲガス冷却の現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、構造が簡単で低製造コストで製造でき、また燃費を向上させるためＥＧＲガスを効率的に冷却するＥＧＲガス冷却装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、排気系から排気ガスの一部を取出し、ＥＧＲ配管を介してエンジンの吸気口に戻し、混合気に加える排気再循環に際して、前記ＥＧＲ配管内のＥＧＲガスを冷却する装置であって、前記ＥＧＲ配管の外周面に、エンジン冷却用の冷却水が流される冷却配管がスパイラル状に巻装されたＥＧＲガス冷却装置において、前記ＥＧＲ配管の外周面に、スパイラル状に凹溝が形成され、前記冷却配管が前記凹溝に嵌合されて、前記ＥＧＲ配管に対接巻装されていることを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明では、前記冷却配管の前記ＥＧＲ配管の対接部が、平面状に形成されていることが好ましい。
【０００７】
さらに、本発明においては、前記冷却配管が、長手方向において互いに対向する外壁面が平面状である扁平管に形成されていることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るＥＧＲガス冷却装置の一実施例を示す説明図、図２は同上ＥＧＲガス冷却装置の要部の構成を拡大して示す断面図、図３は同じく本発明装置の他の実施例を示す図２相当図、図４は同じく本発明装置の別の実施例を示す図２相当図である。
【０００９】
本発明に使用される車両にはＥＧＲが設けられ、図１に示すように、一端側を車両の排気系の排気口に位置させ、他端側を車両のエンジンの吸気口に位置させ、排気系から排出されるＥＧＲガスの一部Ｅを取出して、エンジンの吸気口に戻すＥＧＲ配管１が配設されている。このＥＧＲ配管１の外周面には、図２に拡大して示すように、ＥＧＲ配管１の外周面に、スパイラル状に凹溝１ａが形成され、エンジンの冷却水Ｗが流される冷却配管２がこの凹溝１ａ内に一部嵌合して、ＥＧＲ配管１に対接巻装され、該冷却配管２とＥＧＲ配管１は好ましくはろう付けまたは溶接されている。
このＥＧＲ配管１の管径はエンジン排気量とＥＧＲ率によって決まるが、冷却配管２の管径及び巻装ピッチは、エンジンの吸気口に戻されるＥＧＲガスを、あらゆる運転条件下において予め設定した所定の温度に冷却するように選択されている。
【００１０】
このような構成の本発明では、排気系から排出される排気ガスの一部ＥがＥＧＲ配管１の一端から、ＥＧＲ配管１内に取込まれ、ＥＧＲ配管１を介して、エンジンの吸気口に送られ、混合気に加えられてＥＧＲが行われる。
この場合にＥＧＲ配管１により、エンジンの吸気口に送られるＥＧＲガスの流量、すなわちＥＧＲ率は、目的とするＮＯｘレベルとエンジンの安定性とが満足する範囲内に、予め設定され制御されている。
このようにして、ＥＧＲを行うことにより、エンジンの燃焼混合気中の窒素ガス、炭酸ガスなどの不活性ガスの割合が増加するために、燃焼温度が低下してＮＯｘの発生が抑えられる。また、適量のＥＧＲを行うことにより、ポンプ損失が低減し、燃焼ガスの温度が低下するために、冷却液への放熱損失が低減し、作動ガス量及び組成の変化によって、比熱比が増大してサイクル効率が向上する。
【００１１】
この場合、本発明によると、ＥＧＲ配管１内のＥＧＲガスが、冷却配管２内のエンジンの冷却水によって、最適のＥＧＲを実施するために最適の温度に冷却されるので、ＥＧＲガスの体積が減少して冷えた外気量を増すことができ、したがって吸気温度が低下して燃費が向上するとともに、ＥＧＲガスの温度が高すぎるために発生するＥＧＲ配管１のバルブの耐久性の劣化やバルブの破損は発生せず、また、ＥＧＲガスの温度が低過ぎるために発生する腐食性の強い水分が凝縮したり、デポジットが付着して通路を腐食することもないという効果に加えて、冷却配管２が、ＥＧＲ配管１の凹溝１ａと広い接触面積で接触した状態でＥＧＲ配管１に巻装され、かつ該ＥＧＲ配管１のスパイラル状の凹溝１ａによって内部を流れるエンジンの冷却水が乱流となって撹拌された状態にあるため、ＥＧＲ配管１内のＥＧＲガスの冷却効率を向上させることが可能になる。
【００１２】
また、図３に示すように、管長手方向にＥＧＲ配管１との対接部に対して平面３が形成され、したがって全体として断面ほぼ三角形状を呈した冷却配管２Ａを用い、該冷却配管２Ａの前記平面３をＥＧＲ配管１に対接させた状態で、ＥＧＲ配管１に巻装し、該冷却配管２とＥＧＲ配管１をろう付けまたは溶接した場合には、冷却配管２Ａが、平面３によってＥＧＲ配管１と広い接触面積で接触した状態で、ＥＧＲ配管１に巻装されているので、ＥＧＲ配管１内のＥＧＲガスの冷却効率をより向上させることが可能になる。
【００１３】
さらに、図４に示すように、管長手方向において互いに対向する外壁面４が平面状で、全体として断面楕円形状の扁平管を冷却配管２Ｂとして用い、該冷却配管２Ｂを好ましくはＥＧＲ配管１の外周面に形成されたスパイラル状に凹溝１ｂ内に嵌合し、該冷却配管２とＥＧＲ配管１をろう付けまたは溶接した場合には、冷却配管２Ｂが、平面状の外壁面４によってＥＧＲ配管１と広い接触面積で接触した状態で、ＥＧＲ配管１に巻装され、かつ該ＥＧＲ配管１のスパイラル状の凹溝１ｂによって内部を流れるエンジンの冷却水が乱流となって撹拌された状態にあるため、ＥＧＲ配管１内のＥＧＲガスの冷却効率を向上させることができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明によると、排気系から排気ガスの一部を取出し、ＥＧＲ配管を介してエンジンの吸気口に戻し、混合気に加える排気再循環を行う場合、ＥＧＲ配管の外周面に、エンジン冷却用の冷却水が流される冷却配管が、スパイラル状に対接巻装され、冷却配管の冷却水によって、ＥＧＲ配管内のＥＧＲガスが冷却されるので、複雑で大型の熱交換器の構成が不要となり、製造コストを削減し、車載重量を低減して、ＥＧＲガスを効率的に冷却することが可能になるのみならず、ＥＧＲ配管の外周面に、スパイラル状に凹溝が形成され、冷却配管が凹溝に嵌合して、ＥＧＲ配管に対接巻装されているので、冷却配管とＥＧＲ配管との対接面積が増加するとともに、冷却配管内部に乱流を発生させてエンジンの冷却水を撹拌するため、冷却効果をより一層向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るＥＧＲガス冷却装置の一実施例を示す説明図である。
【図２】  同上ＥＧＲガス冷却装置の要部の構成を拡大して示す断面図である。
【図３】  同じく本発明装置の他の実施例を示す図２相当図である。
【図４】  同じく本発明装置の別の実施例を示す図２相当図である。
【符号の説明】
１  ＥＧＲ配管
１ａ、１ｂ スパイラル状の凹溝
２、２Ａ、２Ｂ  冷却配管
３  平面
４  外壁面
【図１】
0003664457.tif 000002
【図２】
0003664457.tif 000003
【図３】
0003664457.tif 000004
【図４】
0003664457.tif 000005