(57)【要約】【課題】エンジン冷却系を大容量化せずにＮＯｘの低減を達成可能なＥＧＲクーラを提供する。【解決手段】冷却水Ｗが流通する扁平状のチューブ１１を、チューブ１１外面湾曲部分に両縁部分が接して外面扁平部分との間に排気通路１２を形成する一対のトラフ状のシェル１３に組み込んだエレメント１４を備え、空気流Ａがシェル１３外面に当たるように複数のエレメント１４を平行に並べ、隣り合ったエレメント１４の間に外部放熱フィン１５をシェル１３外面に接するように設けてある。  つまり、排気Ｇの熱を冷却水Ｗを介して外気へ放出することは別に、排気Ｇの熱の一部をシェル１３外部の空気流Ａに授けて外気へ放出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水が流通するチューブを、排気が流通するシェルの内部に組み込んだエレメントを備え、空気流がシェル外面に当たるようにエレメントを配置したことを特徴とするＥＧＲクーラ。
【請求項２】
冷却水が流通する扁平状のチューブを、当該チューブ外面湾曲部分に両縁部分が接してチューブ外面扁平部分との間に排気通路を形成する一対のトラフ状のシェルに組み込んだエレメントを備え、空気流がシェル外面に当たるようにエレメントを配置したことを特徴とするＥＧＲクーラ。
【請求項３】
複数のエレメントを並べ、隣り合ったエレメントの間に外部放熱フィンをシェル外面に接するように設けた請求項１あるいは請求項２のいずれかに記載のＥＧＲクーラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＥＧＲクーラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気再循環（ＥＧＲ:Exhaust Gas Recirculation）を適用した過給機付内燃機関では、エンジン排気経路から分流した排気を、ＥＧＲクーラ（水冷方式の管形熱交換器）が組み込んであるＥＧＲ管路によりエンジン吸気経路へ送給し、燃焼温度の低下を図ってＮＯｘの発生を低減させている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００３】
図６は従来のＥＧＲ装置の一例の冷却水流通系を示すもので、ＥＧＲクーラ１の冷却水入口を、ウォータポンプ２からエンジン３のウォータジャケットへ冷却水を送給する入口流路４に接続し、ＥＧＲクーラ１の冷却水出口を、エンジン３のウォータジャケットから冷却水を送出する出口流路５に接続している。
【０００４】
すなわち、排気流路から分流した排気は、ＥＧＲクーラ１を流れる冷却水によって冷却される。
【０００５】
また、出口流路５にはサーモスタット６とラジエータ７が付帯し、エンジン３から送出される冷却水は、その温度が高いと、ラジエータ７を経てウォータポンプ２に戻り、反対に温度が低いと、ラジエータ７を経ずにウォータポンプ２に戻る。
【特許文献１】特開平９−２５６９１５号公報
【非特許文献１】「エンジン解剖学」ワーキングビークルズ  Ｎｏ．２５  株式会社  ぽると出版、平成１６年４月５日、ｐ．３３−３５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＮＯｘの低減にはＥＧＲシステムが有効だが、排気再循環の量を今まで以上に増やすとなると、ラジエータ７などのエンジン冷却系を大容量化する必要が生じ、車両への搭載が難しくなる。
【０００７】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、エンジン冷却系を大容量化せずにＮＯｘの低減を達成できるＥＧＲクーラを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、冷却水が流通するチューブを、排気が流通するシェルの内部に組み込んだエレメントを備え、空気流がシェル外面に当たるようにエレメントを配置している。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、冷却水が流通する扁平状のチューブを、当該チューブ外面湾曲部分に両縁部分が接してチューブ外面扁平部分との間に排気通路を形成する一対のトラフ状のシェルに組み込んだエレメントを備え、空気流がシェル外面に当たるようにエレメントを配置している。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、複数のエレメントを並べ、隣り合ったエレメントの間に外部放熱フィンをシェル外面に接するように設けている。
【００１１】
請求項１に記載の発明においては、シェル内部を流通する排気の熱を、チューブを流通している冷却水とシェル外部の空気流に授けて外気へ放出する。
【００１２】
請求項２に記載の発明においては、排気通路へ導いた排気の熱を、チューブを流通している冷却水とシェル外部の空気流に授けて外気へ放出する。
【００１３】
請求項３に記載の発明においては、排気の熱を、外部放熱フィンを介してシェル外部の空気流に授けて外気へ放出する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のＥＧＲクーラによれば、冷却水による放熱とは別に、排気の熱の一部をシェル外部の空気流に授けて外気へ放出するので、エンジン冷却系の大容量化を図らずとも排気再循環の量を増やすことが可能になり、よって、車両搭載性を確保しつつＮＯｘの低減を達成できる、という優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１６】
図１乃至図５は本発明のＥＧＲクーラの実施の形態の一例を示すものであり、冷却水Ｗが流通する扁平状のチューブ１１を、当該チューブ１１外面湾曲部分に両縁部分が接して外面平坦部分との間に排気通路１２を形成する一対のトラフ状のシェル１３に組み込んだエレメント１４を備え、空気流Ａがシェル１３外面に当たるように複数のエレメント１４を平行に並べ、隣り合ったエレメント１４の間に外部放熱フィン１５をシェル１３外面に接するように設けている。
【００１７】
チューブ１１は、ごく浅いトラフ状で、両縁部分に全長にわたって延びるフランジ１６を有し且つ凹面から突き出るエンボス１７を形成した一対の板金材１８を構成要素とし、凹面が向き合うように配置した板金材１８のフランジ１６、及びエンボス１７のそれぞれを相互にろう付で接合したものである。
【００１８】
エンボス１７は板金材１８の変形防止を主な目的として設けてあるが、これの他に伝熱部材としての役割も担っている。
【００１９】
シェル１３は、チューブ１１よりも短く、両縁部分から外方へ突出するフランジ１９を全長にわたって有し、かしめ加工により当該フランジ１９をチューブ１１のフランジ１６に締結したうえ、フランジ１９、並びに両縁部分をチューブ１１外面湾曲部分にろう付で接合してあり、冷却対象となる排気Ｇが導かれる排気通路１２を形成している。
【００２０】
シェル１３の両端部分は、排気Ｇの流通方向に見て一対のシェル１３が矩形開口を形成するように拡がっている。
【００２１】
シェル１３凹面とチューブ１１外面平坦部分との間には、これらの双方に接するようにコルゲート状の内部放熱フィン２０が介在させてあり、当該内部放熱フィン２０はシェル１３、並びにチューブ１１にろう付で接合してある。
【００２２】
シェル１３凹面とチューブ１１外面平坦部分を接合する内部放熱フィン２０の縦壁部分には、排気Ｇの流れを乱して熱交換効率の向上を図るための開口などを適宜に設けておくことが望ましい。
【００２３】
外部放熱フィン１５もコルゲート状で、シェル１３にろう付で接合してあり、当該外部放熱フィン１５の形状（寸法）は、隣り合っているエレメント１４のシェル１３両端開口外縁が相互に接するように設定されている。
【００２４】
更に、エレメント１４、及び外部放熱フィン１５の素材には、アルミニウム合金などのような伝熱性に優れ、軽量で適度な機械的強度を具備した金属を用いる。
【００２５】
チューブ１１外面湾曲部分とシェル１３両縁部分、シェル１３と外部放熱フィン１５、チューブ１１外面平坦部分やシェル１３凹面と内部放熱フィン２０、及びフランジ１６，１９の締結部分に関して追記すると、実際の組み上がり状態ではこれらの間に空隙は形成されないが、明細書に添付の図面の一部では、部材の形状や位置関係を明確に把握できるようにするために、あえて空隙を介在させてある。
【００２６】
複数のエレメント１４と外部放熱フィン１５で構成される集合体の両端部分には、内側コアプレート２１、排気チャンバ２２、外側コアプレート２３、及び冷却水チャンバ２４が付帯している。
【００２７】
内側コアプレート２１に穿設してある大きな開口には、シェル１３端部が嵌まり込み、また、排気チャンバ２２は、両端部分のそれぞれが全面的に開き且つこれとは別に排気Ｇの流通口２５を設けた中空構造の直方体であり、その一端部分に内側コアプレート２１が嵌まり込んでいる。
【００２８】
外側コアプレート２３に穿設してあるエレメント１４と同じ数の開口には、シェル１３よりも長いチューブ１１端部が貫通し、外側コアプレート２３自体は、排気チャンバ２２の他端部分に嵌まり込んでいる。
【００２９】
冷却水チャンバ２４は、一端部分だけが全面的に開き且つ冷却水Ｗの流通管２６を取り付けた中空構造の直方体であり、一端部分に排気チャンバ２２の他端部分が嵌まり込んでいる。
【００３０】
図２では、排気Ｇの出側の排気チャンバ２２と冷却水Ｗの入側の冷却水チャンバ２４を示しているが、排気Ｇの入側や冷却水Ｗの出側も基本的に同じ構造となっている。
【００３１】
内側コアプレート２１や外側コアプレート２３と排気チャンバ２２、内側コアプレート２１とシェル１３、外側コアプレート２３とチューブ１１、並びに冷却水チャンバ２４と排気チャンバ２２は、ろう付で接合してある。
【００３２】
排気通路１２とその両端の排気チャンバ２２からなる流通経路は、ＥＧＲ管路に直列に組み込まれ、チューブ１１とその両端の冷却水チャンバ２４から流通経路は、エンジン３の冷却水循環系（図６参照）に並列に組み込まれている。
【００３３】
図１乃至図５に示すＥＧＲクーラでは、エンジン排気経路から排気通路１２へ導かれる排気Ｇの熱を、内部放熱フィン２０、板金材１８、並びにエンボス１７を介してチューブ１１内を流通している冷却水Ｗに授けてラジエータ７（図６参照）から外気へ放出する。
【００３４】
また、排気Ｇの熱を、内部放熱フィン２０、シェル１３、並びに外部放熱フィン１５を介してエレメント１４間を流通している空気流Ａに授けて外気へ放出する。
【００３５】
つまり、排気Ｇの熱を冷却水Ｗを介して外気へ放出することは別に、排気Ｇの熱の一部をシェル１３外部の空気流Ａに授けて外気へ放出するので、エンジン冷却系の大容量化を図らずとも排気再循環の量を増やすことが可能になり、車両搭載性を確保しつつＮＯｘの低減を達成できる。
【００３６】
更に、チューブ１１、内部放熱フィン２０、シェル１３を積み重ねる構造のエレメント１４で外部放熱フィン１５を挟んだ集合体を内側コアプレート２１に嵌め込み、当該内側コアプレート２１に、排気チャンバ２２、外側コアプレート２３、冷却水チャンバ２４を順に組み付けるのにあたって、ろう材及びフラックスを部材接合対象面に塗布しておいたうえ、熱処理炉で一体的に加熱すれば、各部材の接合が同時に行なえる。
【００３７】
なお、本発明のＥＧＲクーラは上述の実施の形態だけに特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のＥＧＲクーラは、様々な車種に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のＥＧＲクーラの実施の形態の一例を示す部分斜視図である。
【図２】本発明のＥＧＲクーラの実施の形態の一例を示す部分切断図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ矢視図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ矢視図である。
【図６】従来のＥＧＲ装置の一例の冷却水流通系を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１  チューブ
１２  排気通路
１３  シェル
１４  エレメント
１５  放熱フィン
Ａ    空気流
Ｇ    排気
Ｗ    冷却水
【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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