(57)【要約】【課題】コストが低減されたかつ配管スペースが不要で車両搭載性が向上した、小型化された排気熱交換器を提供する。【解決手段】ボンネットは、垂直割り面により左右に分割された２つの薄板である第１ボンネット板と第２ボンネット板により形成され、第１ボンネット板には、第１の不完全な流出水路が形成されており、第２ボンネット板にも、第２の不完全な流出水路が形成されており、第１ボンネット板と第２ボンネット板の垂直割り面に一致する各面を互いにろう付けして１つのボンネットに組み立てることにより、第１の不完全な流出水路と第２の不完全な流出水路が合わさり完全な１つの流出水路が形成される排気熱交換器。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチューブ（２１）内を流通する内燃機関の排気ガスと、前記チューブ（２１）の外側に形成される流路（２０ａ）を流通する内燃機関冷却用の冷却水との間で熱交換する排気熱交換器（１００）において、
排気入口部（３０）と、
扁平状断面を成して積層される複数の前記チューブ（２１）と、前記流路（２０ａ）と、前記流路（２０ａ）と接続する水室（２０ｂ）と、を有する本体部（２０）と、
排気出口部（１０）と、
を備え、
前記排気出口部（１０）は、フランジ（３）と、薄板から作られるボンネット（１１）とから形成され、該ボンネット（１１）には、ガス通路（１０ａ）と、前記本体部（２０）の前記水室（２０ｂ）からＥＧＲバルブ（４０）へ流れる冷却水の通路である流出水路（１０ｂ）と、が形成されており、
前記ボンネット（１１）は、垂直割り面（Ｘ−Ｘ）により左右に分割された２つの薄板である第１ボンネット板（１）と第２ボンネット板（２）により形成され、
第１ボンネット板（１）には、第１の不完全なガス通路（１ａ）と第１の不完全な流出水路（１ｂ）が形成されており、第２ボンネット板（２）にも、第２の不完全なガス通路（２ａ）と第２の不完全な流出水路（２ｂ）が形成されており、
第１ボンネット板と第２ボンネット板の前記垂直割り面（Ｘ−Ｘ）に一致する各面（１ｘ、２ｘ）を互いにろう付けして１つのボンネット（１）に組み立てることにより、第１の不完全なガス通路（１ａ）と第２の不完全なガス通路（２ａ）が合わさり完全な１つのガス通路（１０ａ）が形成され、かつ第１の不完全な流出水路（１ｂ）と第２の不完全な流出水路（２ｂ）が合わさり完全な１つの流出水路（１０ｂ）が形成されることを特徴とする排気熱交換器。
【請求項２】
前記完全な１つのガス通路（１０ａ）と前記完全な１つの流出水路（１０ｂ）は、各々が前記垂直割り面（Ｘ−Ｘ）によりその通路断面積を略半分に分割されていることを特徴とする請求項１に記載の排気熱交換器。
【請求項３】
前記垂直割り面（Ｘ−Ｘ）は、前記本体部（２０）の軸線（Ｙ）を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の排気熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ（排気再循環装置）において内燃機関の排気ガスと内燃機関の冷却水との間で熱交換を行う排気熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、ＥＧＲにおいて内燃機関から排出される排気ガスの一部を内燃機関の吸気側に循環させる際に、この排気ガスを内燃機関の冷却水によって冷却する排気熱交換器が知られている。図９は、特許文献１に記載の排気熱交換器を簡略的に表した外観図である。
【０００３】
この排気熱交換器９０においては、内燃機関からの冷却水が流入管９１からアウターケースの本体部内に流入して、本体部内（複数の伝熱管の外側）を流通した後に、流出管９２から流出し内燃機関に戻る。そして、本体部内の冷却水の一部をＥＧＲバルブ８０へ流出させる。ＥＧＲバルブ８０において排ガス凝縮水等の水が凍結することを防止し、ＥＧＲバルブ８０が排ガスにより過熱することを避けるため、冷却水の一部がＥＧＲバルブ内を通過した後に内燃機関へ戻る。また、内燃機関から排出された排気ガスは導入部９０ａから流入して、各伝熱管に分配され、各伝熱管内を流通した後に、導出部９０ｂで集合されて流出する。この時、アウターケースの本体部内で排気ガスが冷却水によって冷却される。そして、導出部９０ｂから流出した排気ガスはＥＧＲバルブ８０内に流入しその流量を調節されて、ＥＧＲバルブ８０から流出して内燃機関の吸気側に戻る。
【０００４】
排気熱交換器９０は、複数積層された扁平状の伝熱管（伝熱管群）が断面四角形状のアウターケース内部に収容されて形成されている。アウターケースの長手方向の一方には排気ガスを導入する導入部が形成され、また他方には排気ガスを導出する導出部が形成され、導入部と導出部との間が本体部として形成されている。
【０００５】
また、伝熱管の長手方向の両端には、それぞれ拡管部が形成されており、この拡管部が積層される際に互いに接合されている。更に、互いに接合された拡管部全体の外周部位が、アウターケースの本体部の両端部側に位置する内壁に接合されている。
【０００６】
そして、アウターケースの本体部には、この本体部内に冷却水を流入させる流入管９１と、本体部内の冷却水を内燃機関側へ流出させる流出管９２と、本体部内の冷却水の一部をＥＧＲバルブ８０側へ流出させる流出管９３が形成されている。流出管９３はゴムホース９４を介してＥＧＲバルブ８０と接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−４８５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記排気熱交換器においては、排気熱交換器からＥＧＲバルブへ冷却水を供給する配管（冷却水供給管）９３、９４が必要であり、この配管を配置するスペースが必要である。その結果、車の限られたエンジンルームにおいてこの配管スペースが問題となる。また、導出部とは別個に冷却水供給管を製作する必要があるためコストがかさむ問題もあった。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コストが低減されたかつ配管スペースが不要で車両搭載性が向上した、小型化された排気熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、排気熱交換器は、
複数のチューブ（２１）内を流通する内燃機関の排気ガスと、前記チューブ（２１）の外側に形成される流路（２０ａ）を流通する内燃機関冷却用の冷却水との間で熱交換する排気熱交換器（１００）において、
排気入口部（３０）と、
扁平状断面を成して積層される複数の前記チューブ（２１）と、前記流路（２０ａ）と、前記流路（２０ａ）と接続する水室（２０ｂ）と、を有する本体部（２０）と、
排気出口部（１０）と、
を備え、
前記排気出口部（１０）は、フランジ（３）と、薄板から作られるボンネット（１１）とから形成され、該ボンネット（１１）には、ガス通路（１０ａ）と、前記本体部（２０）の前記水室（２０ｂ）からＥＧＲバルブ（４０）へ流れる冷却水の通路である流出水路（１０ｂ）と、が形成されており、
前記ボンネット（１１）は、垂直割り面（Ｘ−Ｘ）により左右に分割された２つの薄板である第１ボンネット板（１）と第２ボンネット板（２）により形成され、
第１ボンネット板（１）には、第１の不完全なガス通路（１ａ）と第１の不完全な流出水路（１ｂ）が形成されており、第２ボンネット板（２）にも、第２の不完全なガス通路（２ａ）と第２の不完全な流出水路（２ｂ）が形成されており、
第１ボンネット板と第２ボンネット板の前記垂直割り面（Ｘ−Ｘ）に一致する各面（１ｘ、２ｘ）を互いにろう付けして１つのボンネット（１）に組み立てることにより、第１の不完全なガス通路（１ａ）と第２の不完全なガス通路（２ａ）が合わさり完全な１つのガス通路（１０ａ）が形成され、かつ第１の不完全な流出水路（１ｂ）と第２の不完全な流出水路（２ｂ）が合わさり完全な１つの流出水路（１０ｂ）が形成されることを特徴とする。
【００１１】
第１の不完全な流出水路が形成された第１ボンネット板と、第２の不完全な流出水路が形成された第２ボンネット板を各々、プレス成型により製作する。その後、各ボンネット板の垂直割り面に一致する各面を互いに、ろう付けすることにより完全な１つの流出水路が形成されたボンネットが製作されることとなる。その結果、ボンネットは、流出水路が内蔵された形態をとることが可能となり、従来技術のように冷却水供給管がボンネットの外部に配置されなくなる。そして、ボンネットとは別個に冷却水供給管を製作する必要が無いため、コストが低減される。更には、配管スペースが不要となり、車両への搭載性が向上する。
【００１２】
なお、上記各手段の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る排気熱交換器の簡略的概観図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。
【図２】本発明に係る排気熱交換器の正面図である。
【図３】本発明に係る排気熱交換器の上面図である。
【図４】本発明に係る排気熱交換器のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】本発明に係る排気熱交換器のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本発明に係る排気熱交換器のＡ−Ａ断面図である。
【図７】本発明に係る排気熱交換器の第１ボンネット板の正面図、上面図、下面図、左側面図、右側面図である。
【図８】本発明に係る排気熱交換器の第２ボンネット板の正面図、上面図、下面図、左側面図、右側面図である。
【図９】従来例の排気熱交換器の概観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
第１実施形態は、本発明に係る排気熱交換器を車両用ディーゼルエンジン及びガソリンエンジン（「内燃機関」とも言う）の排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）におけるＥＧＲガスクーラ（排気熱交換器）１００に適用したものである。以下、図１〜図６を用いて、ＥＧＲガスクーラ１００の構成について説明する。
【００１５】
ＥＧＲガスクーラ１００は、エンジンへ再循環させる排気ガスをエンジンの冷却水によって冷却する排気熱交換器である。図１に示すように、このＥＧＲガスクーラ１００は、排気入口部３０と本体部２０と排気出口部１０とから構成されている。
【００１６】
本体部２０は、薄板から作られるアウターケース２２と、アウターケース２２の内部に設置される複数のチューブ（伝熱管）２１と、入口水パイプ２３を備える。チューブ２１は、扁平状断面を成して積層されており、その内部にインナーフィン２１ａが固定されている。以下に説明する各部材は、耐強度性及び耐腐食性に優れるステンレス系材料から成形されており、各部材の当接部はろう付け（例えばニッケルろう）により接合されている。
【００１７】
チューブ２１は、２枚のチューブプレートから形成されている。各チューブプレートは、プレス加工またはロール加工によって平板から断面が浅いコの字形状に形成される。そして、各チューブプレートの開口側が互いに接合されることで、チューブ２１は扁平状断面を有する細長の管部材として形成されている。
【００１８】
チューブ２１の内部には、薄肉板材から断面波形状にプレス加工されたインナーフィン２１ａが配置されている。インナーフィン２１ａは、チューブ２１の内面に接合されている。このインナーフィン２１ａを有するチューブ２１は、両チューブプレートによってインナーフィン２１ａを挟み込むようにして組付けを行った後に、接合することで形成される。
【００１９】
チューブ２１は、扁平状断面の長辺側となるチューブ内面が互いに対向するように複数積層されており、チューブ２１の内部に形成されるガス流路、およびチューブ２１の外側に形成される水流路２０ａを形成している。
【００２０】
ここで、図６に示すように、積層される複数のチューブ２１間に（チューブ２１の外側に）、空間が形成されて、この空間が冷却水用の流路（水流路）２０ａとなっている。水室２０ｂがアウターケース２２の上部及び下部に設けられており、流路２０ａは水室２０ｂと接続している。なお、入口水パイプ２３は、エンジンからの冷却水が流入するパイプである。
【００２１】
排気出口部１０は、フランジ３と、薄板から作られるボンネット１１と、から形成されている。ボンネット１１は、アウターケース２２にろう付けされている。ボンネット１１の内部には、ＥＧＲガス通路１０ａと、本体部２０の水室２０ｂとＥＧＲバルブ４０内の冷却水通路４０ａを接続する流出水路１０ｂと、が形成されている。
【００２２】
ボンネット１１は、薄板の第１ボンネット板１と薄板の第２ボンネット板２から成る。第１ボンネット板１と第２ボンネット板２は、ボンネット１１の垂直割り面Ｘ−Ｘにより左右に分割された形態をとる。第１ボンネット板１と第２ボンネット板２は、プレス成型により製作する。第１ボンネット板１には、第１の不完全なガス通路１ａと第１の不完全な流出水路１ｂが形成されており、第２ボンネット板２にも、第２の不完全なガス通路２ａと第２の不完全な流出水路２ｂが形成されている。第１ボンネット板と第２ボンネット板の垂直割り面Ｘ−Ｘに一致する各面１ｘ、２ｘを互いにろう付けして１つのボンネット１に組み立てる。これにより、第１の不完全なガス通路１ａと第２の不完全なガス通路２ａが合わさり完全な１つのガス通路１０ａが形成され、かつ第１の不完全な流出水路１ｂと第２の不完全な流出水路２ｂが合わさり完全な１つの流出水路１０ｂが形成される。このようなボンネット１１の製造方法により、流出水路１０ｂを内蔵する安価なボンネット１１を提供することが可能となる。
【００２３】
ボンネットは、図１（特に（ｂ））、図５、図７、図８に示すように、全体が漏斗状に形成されて、大きく開口する側が四角形状を成し、小さく開口する側（フランジ３側）が円形状（詳細に言うと瓢箪形）を成す外殻体となっている。ボンネットの四角形状に開口する側が、複数積層されたチューブ２１の外周に当接して接合されている。ボンネットの内部のガス通路１０ａは、複数積層されたチューブ２１の内部（ガス流路）と連通している。更にボンネットの円形状（瓢箪形）に開口する側には、ＥＧＲバルブに締結されるフランジ３が、ろう付けにより接合されている。
【００２４】
以上のように構成されるＥＧＲガスクーラ１００においては、図４に示すように、エンジンから排出された排気ガスの一部が、排気入口部３０から本体部２０の複数のチューブ２１内のガス流路を流通して、ボンネット１１を経て、ＥＧＲバルブ４０へと流出する。ＥＧＲバルブ４０により流量を制御されて流出した排気ガスは再びエンジンに吸入される。なお、ＥＧＲバルブ４０は制御モーターとこれに接続されているバルブ（例えばバタフライバルブ）により構成されているが、図面ではこの制御モーターとバルブは省略されている。
【００２５】
一方、図４に示すように、エンジンの冷却水は、排気ガスの流入側となる入口水パイプ２３から上側の水室２０ｂを経て、複数のチューブ２１間に形成された流路２０ａを流通して、流出水路１０ｂから再び水室２０ｂを経て、ＥＧＲバルブへと流出される。入口水パイプ２３から流入した冷却水の一部は、一旦、下側の水室２０ｂに当たり、再びＵターンして流路２０ａ内を流れ、上側の水室２０ｂへと進む。この時、ガス流路を流通する排気ガスと、流路２０ａを流通する冷却水との間で熱交換が行われて、排気ガスが冷却される。
【００２６】
（他の実施形態）
また、図１（ｂ）、図５に示すように、完全な１つのガス通路１０ａと完全な１つの流出水路１０ｂは、各々が垂直割り面Ｘ−Ｘによりその通路断面積を略半分に分割されたボンネットとすることもできる。そして、図２、図５に示すように、垂直割り面Ｘ−Ｘは、本体部の軸線Ｙを含むように設定することもできる。
【００２７】
以上のように、コストが低減されたかつ配管スペースが不要で車両搭載性が向上した、小型化された排気熱交換器を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００２８】
１    第１ボンネット板
２    第２ボンネット板
３    フランジ
１０    排気出口部
１１    ボンネット
２０    本体部
２０ａ    水流路
２１    チューブ
３０    排気入口部
９０    従来形ＥＧＲガスクーラ
１００    ＥＧＲガスクーラ
【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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