(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の伝熱管を筒状のクーラシェル内にその軸線に平行に設け、それらの伝熱管内部に排気ガスを、伝熱管外部に冷却水をそれぞれ流れるように構成し、内燃機関の排気還流装置に介装した排気ガス冷却器の構造において、クーラシェルの軸線が水平に近いように配設し、そのシェルの一端近くの下方位置に冷却水入口を、対向する他端近くの上方位置に冷却水出口をそれぞれ配設し、シェル内の冷却水流路に冷却水の通路部分を有する複数枚のバッフル板を設け、それらのバッフル板はその通路部分が上下方向に交互に配設されており、そのバッフル板は円形状の周囲を有し、中央部分から偏奇した領域に三日月形状の孔を穿設して冷却水の通路部分が形成され、前記三日月形状の孔の外周部では伝熱管を支持せず前記中央部分において伝熱管を支持し、前記三日月形状の孔の対向位置にエア抜きまたは淀み防止用の孔が設けられていることを特徴とする排気冷却器の構造。
【請求項２】
前記伝熱管はクーラシェル内の上部および下部から距離をおいて配設され、各伝熱管がバッフル板に貫通支持されている請求項１の排気冷却器の構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の伝熱管を筒状のクーラシェル内にその軸線に平行に設け、それらの伝熱管内部に排気ガスを、伝熱管外部に冷却水をそれぞれ流れるように構成し、内燃機関の排気還流装置に介装した排気ガス冷却器（以下、ＥＧＲクーラという）の構造に関し、特に、クーラシェル内の冷却水路に設けたバッフル板の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関の排気還流装置（ＥＧＲ）に用いられるＥＧＲクーラは、図１８に示すように筒状のクーラシェル１がほぼ水平に配設され、その内部に複数本の伝熱管４が軸線に平行に設けられており、その両端部には排気ガスＧの出入口２、２が設けられて伝熱管４内を排気ガスＧが流れている。また、クーラシェル１の一端の下方位置には冷却水入口５が、対向する他端の上方位置には冷却水出口６がそれぞれ設けられ、伝熱管４の外部を冷却水Ｗが流れて内部の排気ガスＧと熱交換を行い、排気ガスＧを冷却するように構成されている。
【０００３】
このように構成されたＥＧＲクーラにおいては、伝熱管４はその両端部を図示しない支持板に固着されて支持されており、熱応力あるいは振動によって亀裂の発生等による破損故障のおそれがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、熱応力あるいは振動等による破損が防止でき、かつ冷却効率を向上したＥＧＲクーラを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数の伝熱管（４）を筒状のクーラシェル（１）内にその軸線に平行に設け、それらの伝熱管内部に排気ガスを、伝熱管外部に冷却水をそれぞれ流れるように構成し、内燃機関の排気還流装置に介装した排気ガス冷却器の構造において、クーラシェルの軸線が水平に近いように配設し、そのシェルの一端近くの下方位置に冷却水入口（５）を、対向する他端近くの上方位置に冷却水出口（６）をそれぞれ配設し、シェル（１）内の冷却水流路に冷却水の通路部分を有する複数枚のバッフル板（９Ｂ）を設け、それらのバッフル板（９Ｂ）はその通路部分が上下方向に交互に配設されており、そのバッフル板（９Ｂ）は円形状の周囲を有し、中央部分から偏奇した領域に三日月形状の孔（Ｅ）を穿設して冷却水の通路部分が形成され、前記三日月形状の孔（Ｅ）の外周部では伝熱管（４）を支持せず前記中央部分において伝熱管を支持し、前記三日月形状の孔（Ｅ）の対向位置にエア抜きまたは淀み防止用の孔（Ｆ）が設けられている。
【００１１】
また、前記伝熱管（４）はクーラシェル（１）内の上部および下部から距離（Ｓ１，Ｓ２）をおいて配設され、各伝熱管（４）がバッフル板（９Ｂ）に貫通支持されている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、前記［従来の技術］項で説明した図１８に示す構成部品と同じ部品には同じ符号を付し、重複した説明は省略する。
図１に示すように第１の実施形態は、クーラシェル１内の冷却水流路１ａに  （図には、伝熱管４は省略してある）、３枚の半円形状のバッフル板９が設けられており、各バッフル板９には伝熱管４の一部が貫通し、半円形状の欠けた部分は冷却水通路Ａとしている。それらのバッフル板９は冷却水入口５寄りの第１のバッフル板９ａは下方に、中間の第２のバッフル板９ｂは９０°回転した方向に、出口寄りの第３のバッフル板９ｃは上方にそれぞれ配設され、通路Ａにより冷却水Ｗが螺旋状に流れるように構成されている。なお、バッフル板９の符号Ｂで示す切欠きは、エア抜きおよび水路隅部の淀みを防止するためのものであり、各バッフル板９ａ〜９ｃは同一輪郭形状である。
そして、冷却水入口５に対向するシェル１上面には、小孔径のエア抜き口８が設けられ、シェル１内の上部に溜まったエアが抜けるようになっている。
【００１８】
また、図２に示す第２の実施形態では、クーラシェル１内の冷却水流路１ａに４枚の半円形状のバッフル板９が設けられている。それらのバッフル板９は冷却水入口５寄りでは半円形部分が下方に、冷却水出口６寄りでは半円形部分が上方になるように配設され、その間には交互に配設されて冷却水Ｗが上下方向に波状に流れるように構成されている。
【００１９】
図３および図４に示す第３の実施形態では、シェル１内に複数枚（図示例では２枚）配設されたバッフル板９Ａは、図４のように中央部分から偏奇した上方  （反対向きに配設された場合は下方）部分Ｃが冷却水通路として切り欠かれている。なお、符号Ｄは、エア抜きおよび淀み防止の切り欠きである。
このバッフル板９Ａは、中央部分から偏奇した部分Ｃに冷却水の通路部分が形成されているので中央段の伝熱管４ａがバッフル板９Ａで支持されている。前記図１や図２に示した半円形状では、上向き、下向きの場合共、中央段の伝熱管４ａを支持することができず、そのスパンがシェル１の全長になるという問題点があったが、実施形態では各バッフル板９Ａで支持でき、スパンを短くできる。
【００２０】
図５〜図７に示す第４の実施形態では、バッフル板９Ｂが前記実施形態同様に中央段の伝熱管４ａを支持するように形成されたもので、外周が円形状に形成され、冷却水通路は中央部分から偏奇した領域に三日月形状の孔Ｅとして穿設されている。また、その孔Ｅの対向位置にエア抜きまたは淀み防止用の孔Ｆが設けられている。このバッフル板９Ｂでは、前記三日月形状の孔の外周部では図６に示すように伝熱管を支持せず、そして全周をシェル１に鑞付け固着することができる。
【００２１】
図８に示す第５の実施形態では、バッフル板９Ａ（または９Ｂ）の位置がシェル１の軸線方向に対して不等間隔（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）に配設されている。
このようにバッフル板９Ａを配設すれば、図３に示した等間隔の場合の最長スパンＬ０（全長の約２／３）に対し、図８に示すＬのように減少させることができる。
【００２２】
図９に示す第６の実施形態では、伝熱管４がシェル１内の上部および下部の所定距離Ｓ１、Ｓ２をおいて配設されている。
このように伝熱管４を配設することで、比較的破損し易い上下端部の伝熱管４を除いて構成できる。なお、この実施形態では、上部に伝熱管４がないので、エアが溜まっても問題が起きず、エア抜き口を廃止することができる。
【００２３】
図１０に示す第７の実施形態では、バッフル板９Ｃは、シェル１内周に沿って円環状に最外周の伝熱管４ｓのみが貫通支持するように形成されている。この例では、上端部にエア抜き用の切り欠きＧが設けられている。
このように、破損事故の起きやすい最外周部の伝熱管４ｓのみを支持するように構成し、トラブルを回避できる。
【００２４】
また、図１１に示すバッフル板９Ｄのように円環状の上部を切り欠いたものでもよい（馬蹄形状）。
【００２５】
図１２には、バッフル板９を用いて伝熱管４を支持する別の実施形態が示されている。図１０において、バッフル板９には、連続する不定型な溝が形成されており、該溝は、円形断面部分８ａと、長方形断面部分８ｂとからなり、長方形断面部分８ｂは円形断面部分８ａ間を接続している。伝熱管４は前記溝の円形断面部分８により支持されている。一方、前記溝の長方形断面部分８ｂは冷却水通路として使用されている、
なお、円形断面部分８ａにおける伝熱管４の支持態様については、特に、限定刷るものでは無く、種々の手法が採用可能である。
【００２６】
図１３に示す実施形態では、バッフル板９Ｅの外周部９ｅは折り曲げられ、シェル１内周へはその外周部９ｅが当接してろう付により固着されており、バッフル板９Ｅを確実に支持することができる。但し、ろう付をしなくても良い。
【００２７】
図１４および図１５には、伝熱管４をバッフル板９へ固着する実施形態が示されている。
図１４の実施形態では、伝熱管４のバッフル板９貫通部の両側Ｋ、Ｋが、その断面が楕円形にかしめられ、伝熱管４がバッフル板９に固着されている。
【００２８】
また、図１５の実施形態では、伝熱管４のバッフル板９貫通部の両側Ｈ、Ｈが、チューブ内側から拡径されてバッフル板９に固着されている。
【００２９】
図１６には、バッフル板９のクーラシェル１に対する位置決めの実施形態が示されている。シェル１の内周面に突起部Ｔが突設され、その突起部Ｔには溝が設けられて、バッフル板９が嵌め込まれ、位置決めされている。
【００３０】
以上、本発明によるＥＧＲクーラのクーラシェル内の冷却水流路１ａの構成について説明した。一方、排気ガスＧの通路との関係は、図１７に示すようにシェル１の両端部の入口２Ａおよび出口２Ｂに対して冷却水の入口５および出口６は、出口同志、入口同志が同じ側に設けられ、伝熱管４内の排気ガスＧの流れ方向と冷却水流路１ａの冷却水Ｗの流れ方向とが同方向（図の右から左）に構成されている。
このように構成することにより、伝熱管４の流入部における排気ガスＧと冷却水Ｗとの温度差が大きくなって、良好な結果が得らる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成され、以下に示す効果を奏する。
（１）  伝熱管をバッフル板によって支持することで、熱応力あるいは振動等による破損が防止できる。
（２）  また、これに併せてバッフル板の挿入によって流れを案内し、冷却の向上が図れる。
（３）  そして、バッフル板の形状、支持方法を適宜選択することで構造が簡単でかつ最適な性能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明する斜視図。
【図２】本発明の第２の実施形態を示すシェル部分の縦断面図。
【図３】本発明の第３の実施形態を示すシェル部分の縦断面図。
【図４】図３の実施形態のバッフル板を示す正面図。
【図５】本発明の第４の実施形態を示すシェル部分の縦断面図。
【図６】図５の実施形態のバッフル板を示す正面図。
【図７】図５の透過斜視図。
【図８】本発明の第５の実施形態を示すシェル部分の縦断面図。
【図９】本発明の第６の実施形態を示す横断面図。
【図１０】本発明の第７の実施形態を示す横断面図。
【図１１】図１０の実施形態とは別のバッフル板を示す正面図。
【図１２】伝熱管を支持する別の実施形態を示す断面図。
【図１３】バッフル板を支持する実施形態を示す断面図。
【図１４】伝熱管のバッフル板への固着の実施形態を示す図。
【図１５】伝熱管のバッフル板への固着の別の実施形態を示す図。
【図１６】バッフル板のシェルへの位置決めの実施形態を示す図。
【図１７】伝熱管内外の排気ガスおよび冷却水の流れ方向を説明する図。
【図１８】従来のＥＧＲクーラを示す側面図。
【符号の説明】
１・・・クーラシェル
２・・・排気ガス出入口
４・・・伝熱管
５・・・冷却水入口
６・・・冷却水出口
９、９Ａ、９Ｂ・・・バッフル板
【図１】
0003719578.tif 000002
【図２】
0003719578.tif 000003
【図３】
0003719578.tif 000004
【図４】
0003719578.tif 000005
【図５】
0003719578.tif 000006
【図６】
0003719578.tif 000007
【図７】
0003719578.tif 000008
【図８】
0003719578.tif 000009
【図９】
0003719578.tif 000010
【図１０】
0003719578.tif 000011
【図１１】
0003719578.tif 000012
【図１２】
0003719578.tif 000013
【図１３】
0003719578.tif 000014
【図１４】
0003719578.tif 000015
【図１５】
0003719578.tif 000016
【図１６】
0003719578.tif 000017
【図１７】
0003719578.tif 000018
【図１８】
0003719578.tif 000019