(57)【要約】本発明は、自動車エンジンからの排ガスを構成要素（２）の方向に分配させるための装置であって、同じ第１の平面に開口しているガス吸入ポート（ｅ１）及びガス排出ポート（ｓ１）と、第１の平面と平行な同じ第２の平面に開口している、構成要素（２）の方に向いた吸入ポート（ｅ２）及び排出ポート（ｓ２）と、一方向及びその反対の方向にガスを流すことを可能にするための、第１及び第２の平面間に設けられている回転手段とを備えていることを特徴とする装置に関する。本発明は、上記のような装置を備えている冷却装置にも関する。
2009510319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車エンジンの排ガスを構成要素（２）に分配する装置であって、
同一の第１の平面に開口している、ガスのための吸入ポート（ｅ１）及び排出ポート（ｓ１）と、前記第１の平面と平行な同一の第２の平面に開口している、前記構成要素（２）の方に向いた吸入ポート（ｅ２）及び排出ポート（ｓ２）と、前記第１の平面と前記第２の平面との間に配置され且つガスを一方向及びその反対方向に循環させることを可能にする回転手段とを備えることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記回転手段がまた、吸入側に再循環されるガスの流量を調節できるように設計されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記回転手段が、自らの旋回軸線の周りで回転する円筒状部材（３；１１）を備え、該円筒状部材（３；１１）の２つの端面が、前記第１及び第２の平面に対向して配置され、当該円筒状部材（３；１１）が、前記２つの端面上に、前記ポート（ｅ１、ｓ１、ｅ２、ｓ２）を連通できるようにするためのスロットを有し、該スロットが、前記円筒状部材（３；１１）が回転する角度に応じて、前記ガスを一方向又はその反対方向に流すことができるように設計されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記円筒状部材（３）が、２対のスロット（４、５；６、７）を有しており、第１の対のスロット（４、５）が直線的に延び、第２の対のスロット（６、７）が交差していることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記回転手段がまた、前記構成要素（２）をバイパスするように設計されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の平面に対向する面において空洞（８）が形成され、これにより、前記構成要素（２）を通過することなく、吸入（ｅ１）から排出（ｓ１）へとガスを直接流すことができることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記円筒状部材（１１）が２つのスロット（１２、１３）を備え、該２つのスロット（１２、１３）、ガス吸入（ｅ１）及びガス排出（ｓ１）並びに前記構成要素（２）に通じる吸入ポート（ｅ２）及び排出ポート（ｓ２）が、細長い形状をしており、且つ前記円筒状部材（１１）が回転する角度に応じて、前記ガスを一方向に流す、前記ガスをその反対方向に流す又は前記構成要素（２）がバイパスされることが可能なように配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記構成要素（２）が、熱交換器であることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の分配装置を備えていてよいことを特徴とする、再循環ガス冷却器（１）。
【請求項１０】
Ｕ字形に構成されている熱交換器を備えていることを特徴とする、請求項９に記載の冷却器（１）。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、再循環ガス又はＥＧＲ（排ガス再循環）ガスとして知られる排ガスを再循環させるための装置、及び前記装置を備えているＥＧＲガス冷却器に関する。
内燃エンジンの排ガスによる汚染の除去を改善するために、吸気側へ排ガスを再循環させるという措置が講じられており、これは、一般には、ＥＧＲ管路の使用として知られている。これに加えて、そのようなガスのための専用の冷却器の使用によって、この汚染の除去をさらに促進させることができる。
【０００２】
しかし、１つの大きな問題は、排ガスの再循環によって、前記ＥＧＲ管路内に配置されている構成要素が実質的に汚れてしまうということである。そのため、エンジンが規定の運転ゾーンにある時に、ＥＧＲバルブ（ＥＧＲバルブは、吸入側に送り戻されたＥＧＲガスの流量を調整する）を大きく開放することによって、クリーニング／クリーンアウト動作を実施することがある。この方法は、仏国特許出願第２８３３６５３号明細書に記載されているもので、この方法によって、ＥＧＲ管路において蓄積する堆積物を熱的に除去することができる。
【０００３】
しかし、この汚れの問題は、ＥＧＲ冷却器に関しては、完全には解決されていない。冷却器は常時運転している、つまり、交換器を通過する水の流れは常にある。それにより、冷却器は、クリーンアウト段階が行われる際に吸入側は完璧にきれいになるが、常時冷却されているＥＧＲガスは十分な高温になっていないため、特に水／ＥＧＲガス交換器のもう半分は、ＥＧＲ冷却器が完全にクリーンアウトされない。
【０００４】
本発明は、ＥＧＲ冷却器の汚れの問題を解決することを課題としている。
そのために、本発明は、自動車エンジンにおいてＥＧＲガスを構成要素に分配する装置であって、同一の第１の平面に開口している、ガスのための吸入ポート及び排出ポートと、第１の平面と平行な同一の第２の平面に開口し且つ前記構成要素の方を向いている吸入ポート及び排出ポートと、前記第１の平面と第２の平面との間に配置され且つ一方向及びその反対方向へのガスの循環を可能にする回転手段とを備える装置を提供する。
【０００５】
本発明の他の特徴によれば、
−  前記回転手段が、吸入側へと再循環させるようになっているＥＧＲガス流量の調節が可能となるよう設計されていてもよく、
−  前記回転手段が、円筒状部材であってその旋回軸の周りを回転する円筒状部材を備えていてよく、この円筒状部材の２つの端面が第１及び第２の平面に対向し、この円筒状部材がその２つの端面において、ポートの連通を可能にするスロットを有し、これらのスロットが、円筒状部材が回転する角度に応じて、一方向又はその反対の方向でガスを流すことが可能となるように設計され、
−  前記円筒状部材が、２対のスロットを有していてもよく、第１の対のスロットが、直線的に延び且つ第２の対のスロットと交差しており、
−  前記回転手段はまた、構成要素をバイパスするように設計されていてもよく、例えば、円筒状部材が、第１の平面に対向する面において空洞を形成していてよく、これによりガスが、吸入から排出へ直接流れるようになっており、
−  前記円筒状部材が、２つのスロットを備えていてよく、この２つのスロット、ガス吸入及びガス排出、吸入ポート及び排出ポートが、細長い形状をしていてよく、円筒状部材が回転する角度に応じて、ガスを一方向に流す、ガスをその反対方向に流す、又は構成要素をバイパスすることが可能となるように配置されていてよく、
−  前記構成要素が、熱交換器であってよい。
本発明は、上記のような装置を備えているＥＧＲガス冷却器にも関する。この冷却器は、Ｕ字形に構成されている熱交換器を備えている型のものであってよい。
【０００６】
本発明及びその利点は、完全に非限定的な例という形であり且つ添付図面によって例示されている１つの実施形態の詳細な説明を読むことで、よりよく理解されるであろう。
【０００７】
分配装置は、自動車のエンジンからの循環ガスの流れを、構成要素へ、例えば熱交換器へ向かって方向付けるように設計されている。この分配装置は、再循環ガス冷却器、例えばＵ字形の熱交換器を備えているＥＧＲガス冷却器の一部を構成していてよい。
概して装置は、同一の第１の平面に開口しているガスのための吸入ポートｅ１及び排出ポートｓ１と、第１の平面に対して平行な同一の第２の平面で開口している構成要素２への吸入ポートｅ２及び排出ポートｓ２と、第１の平面と第２の平面との間に配置され且つ一方向及びその反対方向へのガスの流れを可能にする回転手段を備えている。
【０００８】
流れを反転させるための回転手段は、自らの旋回軸線の周りを回転する円筒状部材３を備えており、この円筒状部材３の２つの端面は、第１及び第２の平面に対向して配置されている。円筒状部材３は、ポート（ｅ１、ｓ１、ｅ２、ｓ２）の連通を可能にするスロットを有しており、このスロットは、円筒状部材３が回転する角度に応じて、ガスを一方向又は反対の方向に流すことが可能となるよう設計されている。円筒状部材３は、当業者に公知の任意の手段によって作動させることができる。そのアクチュエータを、電子制御ユニットが制御する。
【０００９】
図１〜４に示す第１の実施形態によれば、円筒状部材３は、２対のスロットを有しており、第１の対のスロット（４、５）は「直線的である」（図１ａ）と言うことができ、第２の対のスロット（６、７）は「交差している」（図１ｅ）と言うことができる。この実施形態では、図１ａを参照すると、ガス吸入ポートｅ１及び交換器吸入ポートｅ２が互いに向き合っている。排出ポートｓ１及びｓ２も同様である。
【００１０】
第１の対のスロット（４、５）は、互いに向き合うポートを互いに連通させているので、直線的であると言える。つまり、スロット４は、吸入ポートｅ１及びｅ２を互いに連通させ、スロット５は、排出ポートｓ１及びｓ２を互いに連通させている（図１ａ、１ｄ及び３を参照）。
【００１１】
第２の対のスロット（６、７）は、吸入ポートを排出ポートと連通させ且つ交換器を通って流れるＥＧＲガスの方向を逆にしているので、交差していると言える（図１ｅ参照）。つまり、スロット６は、吸入ポートｅ１を排出ポートｓ２と連通させており、スロット７は、排出ポートｓ１を吸入ポートｅ２と連通させている（図１ａ、１ｅ及び４を参照）。
【００１２】
図１ｂに、スロット（４〜７）が、円筒状部材３の直径よりも小さい直径の円９に沿うような湾曲半径を有している、非限定的な実施態様の例を示す。
よって、この構成によって、ＥＧＲガスが流れる方向を反転させることができる。
【００１３】
回転手段も同様に、吸入側に再循環させるようになっているＥＧＲガスの流量を調節することができるように設計されていてもよい。この利点は、ＥＧＲガスの流量を、従来のＥＧＲバルブがするのと同じように制御できることである。
これを達成するために、円筒状部材３を作動させる手段は、比例型のものであってよい、つまり、円筒状部材３を、主な位置（通常流れ位置、逆流れ位置）間の中間の回転角度に回転させるものであってよい。よって、この作動手段により、スロットとポート（ｅ１、ｅ２、ｓ１、ｓ２）との間で重なる面積を変化させることができる。
【００１４】
図１ｂ及び２〜４に示す実施形態の非限定的な代替形態では、各対の一方のスロットが、徐々に小さくなる輪郭形状の断面を有していてよい。図１ｂでは、スロット６及び５が、この徐々に小さくなる輪郭形状の断面を有している、つまり、スロットの断面の一方の端部で、輪郭形状の上部の円弧が下部の円弧と接しているのが示されている。この徐々に小さくなる輪郭形状こそが、円筒状部材が回転する角度に応じて、ポート（ｅ１、ｅ２、ｓ１、ｓ２）と重なる面積を変化させるものである。円筒状部材３が回転する角度を制御することによって、吸入側に再循環させるようになっているＥＧＲガスの流量を、「通常」方向及び熱交換器２を通る流れが「逆」方向に流れる場合のいずれかにおいて、変化させることができる。
【００１５】
本発明のさらなる特徴によれば、回転手段は、交換器２をバイパスするように設計されていてもよい。非限定的に、空洞８が第１の平面に対向する面で形成され、これにより、ガスが、吸入ｅ１から排出ｓ１へ直接流れることができる（図２参照）。この空洞８は例えば、円９の湾曲をたどる、吸入ポートｅ１の排出ポートｓ１との連通を可能にする長さを有する円形の縦長のチャネルであってよい。
チャネル及び２対のスロットは、同じ円９上に配置されている。
【００１６】
第２の態様を、図５〜１０に示す。図６を見ると分かるように、円筒状部材１１が、２つのスロット１２及び１３を有している。この円筒状部材１１は、Ｕ字形に構築されている熱交換器２を備えているＥＧＲ冷却器（１）の内部に配置されている（図５）。
【００１７】
図９に、円筒状部材１１が閉鎖位置にある（つまり、熱交換器２にガスが流れていない）場合の、全てのポート（ｅ１、ｓ１、ｅ２、ｓ２）及びスロット（１２、１３）の幾何学図を示す。２つのスロット１２及び１３、ガス吸入ｅ１及びガス排出ｓ１、吸入ポートｅ２及び排出ポートｓ２は、直線的な細長い形状を有しており、円筒状部材１１が回転する角度に応じて、ガスを一方の方向に流すことができるように（図７）、又はガスをその反対方向に流すことができるように（図８）、又は熱交換器２をバイパスできるように（図１０）配置されている。
【００１８】
円筒状部材１１が回転する角度を制御することによっても、２つのスロット（１２、１３）と吸入及び排出ポート（ｅ１、ｅ２、ｓ１及びｓ２）とが重なる面積を変化させることができ、これにより、熱交換器を通過し且つ吸入側へと再循環するようになっているＥＧＲガスの流れを調節することができる。
【００１９】
これを達成するために、冷却器１の吸入ポートｅ１及び排出ポートｓ１は、互いに平行になっている。同様に、熱交換器２の吸入ポートｅ２及び排出ポートｓ２も、互いに平行になっている。さらに、冷却器１の吸入ポートｅ１及び排出ポートｓ１は、熱交換器２の吸入ポートｅ２及び排出ポートｓ２に対して９０°傾斜している。スロット１２及び１３は、互いに平行になっており、冷却器１又は熱交換器２の吸入ポート及び排出ポート（ｅ１、ｅ２、ｓ１、ｓ２）によって占有されている幅に少なくとも等しい距離を置いてずらされている。図９を参照すると、この例では、スロット１２及び１３が、熱交換器２の２つのポート、吸入ポートｅ２及び排出ポートｓ２の幅に相当する距離ｄを置いてずらされていることが分かる。
【００２０】
円筒状部材１１に形成されているスロット１２及び１３は、それに限定されるものではない。各スロット（１２、１３）の各端部に位置する穿孔を形成することも十分できるだろう。その場合、１つのスロット及び２つの穿孔、あるいは単に４つの穿孔（図６の番号１４、１５、１６、１７）とすることができる。
【００２１】
図７〜１０の幾何学図に、交換器の分配装置の様々なモードを示す。流れは、スロット及びポートによって共有された共通領域を通ってのみ流れることができる。このような領域は、重なった面積を表す。
【００２２】
図７に示すように、円筒状部材１１のスロット１２は、冷却器の吸入ポートｅ１を、熱交換器２の吸入ポートｅ２と連通させている。スロット１３の方は、熱交換器２の排出ポートｓ２を、冷却器１の排出ポートｓ１に連通させている。この場合、流れは、通常の方向となっていると言うことができ、円筒状部材１１の小さな回転を利用して、ガス流量を変化させることができる。
【００２３】
図８では、ＥＧＲガスが流れる方向が、図７に示すものと逆になっている。円筒状部材１１のスロット１２は、冷却器の吸入ポートｅ１を、熱交換器２の排出ポートｓ２に連通させている。スロット１３の方は、熱交換器２の吸入ポートｅ２を、冷却器１の排出ポートｓ１に連通させている。この場合、流れは、逆方向になっていると言うことができ、円筒状部材１１の小さな回転を利用して、ガス流量を変化させることができる。
【００２４】
図９を参照すると、スロット１２及び１３のいずれも、ポート（ｅ１、ｅ２、ｓ１、ｓ２）を互いに連通させていない。円筒状部材１１は、閉鎖位置として知られている位置である。この場合、ＥＧＲガスの循環はない。
【００２５】
図１０に、バイパス位置にある円筒状部材１１を示す。スロット１２及び１３は、全てのポート（ｅ１、ｅ２、ｓ１、ｓ２）を互いに連通させている。よって、ＥＧＲガスの流れは、スロット１２及び１３を通過するが、熱交換器２は通過しない。それというのは、ガスの流れは、実際には、熱交換器２の吸入ポートｅ２及び排出ポートｓ２内で再方向付けされるからである。
【００２６】
１つの利点は、本発明による分配装置が、３つの機能を果たすことである。第１は、交換器を通過して流れるＥＧＲガスの流れを反転させて、これにより、汚れの問題が改善されることである。第２は、ＥＧＲガスの流れを調節することである。この機能は、通常、ＥＧＲ制御バルブによって行われる。第３は、冷却器の熱交換器をバイパスすることができることである。この機能は、通常、平行のバイパス管路によって行われる。したがって、本発明は、ＥＧＲシステムにおけるいくつかの構成要素を省くことができるという利点を示すものである。
【００２７】
この第２の実施形態のさらなる利点は、ＥＧＲガス流が最大流量で流れる場合に、そのガス流の制御された冷却が可能となることである。つまり、円筒状部材１１のバイパス位置と通常方向位置との間で、ＥＧＲガスの流量は同じに保たれる。差は、バイパスを通るよう方向付けられたＥＧＲガスの割合と、熱交換器２を通る割合との比較にある。したがって、作動手段を比例制御することによって、吸入側に再循環されるＥＧＲガスの温度に影響を及ぼすことができる。同様の制御された冷却は、バイパス位置と逆流れ位置との間においても、円筒状部材１１を用いて達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１ａ】第１の実施形態による分配装置の図である。
【図１ｂ】第１の実施形態による分配装置の図である。
【図１ｃ】第１の実施形態による分配装置の図である。
【図１ｄ】第１の実施形態による分配装置の図である。
【図１ｅ】第１の実施形態による分配装置の図である。
【図２】円筒状部材のバイパスモードでの位置を示す図である。
【図３】円筒状部材の通常流れモードでの位置を示す図である。
【図４】円筒状部材の逆流れモードでの位置を示す図である。
【図５】第２の実施形態による装置を備えているＥＧＲ冷却器を示す。
【図６】第２の実施形態による円筒状部材を示す。
【図７】円筒状部材の通常流れモードでの位置を示す。
【図８】円筒状部材の逆流れモードでの位置を示す。
【図９】円筒状部材の閉鎖モードでの位置を示す。
【図１０】円筒状部材のバイパスモードでの位置を示す。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
2009510319.tif 000004
【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図２】
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【図３】
2009510319.tif 000009
【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】
2009510319.tif 000016
【国際調査報告】
2009510319.tif 000017
2009510319.tif 000018
2009510319.tif 000019
2009510319.tif 000020
2009510319.tif 000021
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