(57)【要約】    【課題】  熱応力による亀裂の発生を防止する。    【解決手段】  冷却媒体流入口９及び冷却媒体流出口１０が設けられた筒体１と、筒体１の両端部を夫々閉塞するエンドプレート２ａ及び２ｂと、筒体１内をその軸心と略平行に延びて両端部がエンドプレート２ａ及び２ｂに固着されるとともに、内部をＥＧＲガスが通過する伝熱管３と、を含んで構成されるＥＧＲシステムの排気冷却装置であって、筒体１及び伝熱管３の少なくとも一方に、その軸方向に伸縮自在な蛇腹部８を形成する。これにより、冷却媒体流入口９から冷却媒体流出口１０へエンジン冷却水を流通させつつ伝熱管３内にＥＧＲガスを通過させたときに、伝熱管３とエンドプレート２ａ及び２ｂとの固着部やエンドプレート２ａ及び２ｂと筒体１との固着部での熱応力の発生が抑制される。【選択図】  図１
2006200490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却媒体流入口及び冷却媒体流出口が設けられた筒体と、
前記筒体の両端部を夫々閉塞するエンドプレートと、
前記筒体内をその軸心と略平行に延びて両端部が前記エンドプレートに固着されるとともに、エンジンの排気系から吸気系に還流する排気が内部を通過する伝熱管と、
を含んで構成される排気再循環システムの排気冷却装置であって、
前記筒体及び伝熱管の少なくとも一方に、その軸方向に伸縮自在な蛇腹部が形成されることを特徴とする排気再循環システムの排気冷却装置。
【請求項２】
前記伝熱管の内壁にフィンが設けられることを特徴とする請求項１に記載の排気再循環システムの排気冷却装置。
【請求項３】
前記冷却媒体流入口は、前記筒体の一端に近接して前記筒体の周壁に設けられるとともに、前記冷却媒体流出口は、前記筒体の軸心を挟んで前記冷却媒体流入口の反対側の前記周壁に、前記筒体の他端に近接して設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排気再循環システムの排気冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気再循環還）システムに設けられる排気冷却装置に関し、特に熱応力によって排気冷却装置に亀裂が発生することを防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの排気系から吸気系に還流する排気（以下「ＥＧＲガス」という）を冷却する排気冷却装置として、特開２０００−５４９１６号公報（特許文献１）に記載されているように、伝熱管を利用したＥＧＲクーラが開示されている。
かかるＥＧＲクーラは、冷却媒体流入口及び冷却媒体流出口が設けられた筒体と、筒体の両端部を夫々閉塞するエンドプレートと、筒体内をその軸心と略平行に延び、両端がエンドプレートを貫通する伝熱管と、を含んで構成されている。伝熱管の両端部は、エンドプレートに、ろう付けや溶接等によって固着されている。また、エンドプレートの周縁部は、筒体に、ろう付けや溶接等によって固着されている。
【０００３】
そして、冷却媒体流入口から冷却媒体流出口へエンジン冷却水等の冷却媒体を流通させつつ伝熱管内にＥＧＲガスを通過させることによって、ＥＧＲガスと冷却媒体とが熱交換をする。
【特許文献１】特開２０００−５４９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このとき、筒体及び伝熱管は、ＥＧＲガスや冷却媒体の温度に応じて軸方向に伸縮しようとする。しかしながら、筒体と伝熱管とはエンドプレートを介して固着されているので、軸方向に同じ長さしか伸縮できない。したがって、ＥＧＲガスと冷却媒体との温度差や、筒体と伝熱管との線膨張係数の違いにより、筒体と伝熱管とで軸方向に伸縮しようとする量に差があると、その差の分、伸縮が抑制されて、伝熱管とエンドプレートとの固着部やエンドプレートと筒体との固着部に熱応力が発生してしまう。そして、この熱応力が材料に応じた許容応力より大きくなると、これらの部位に亀裂が発生する恐れがある。
【０００５】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、筒体及び伝熱管の少なくとも一方に軸方向に伸縮自在な蛇腹部を形成して、伝熱管とエンドプレートとの固着部やエンドプレートと筒体との固着部での熱応力の発生を抑制し、これらの部位に亀裂が発生することを防止する排気再循環システムの排気冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、請求項１記載の発明は、冷却媒体流入口及び冷却媒体流出口が設けられた筒体と、筒体の両端部を夫々閉塞するエンドプレートと、筒体内をその軸心と略平行に延びて両端部がエンドプレートに固着されるとともに、エンジンの排気系から吸気系に還流する排気が内部を通過する伝熱管と、を含んで構成される排気再循環システムの排気冷却装置であって、筒体及び伝熱管の少なくとも一方に、その軸方向に伸縮自在な蛇腹部が形成されることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明では、伝熱管の内壁にフィンが設けられることを特徴とする。
請求項３記載の発明では、冷却媒体流入口は、筒体の一端に近接して筒体の周壁に設けられるとともに、冷却媒体流出口は、筒体の軸心を挟んで冷却媒体流入口の反対側の周壁に、筒体の他端に近接して設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、筒体及び伝熱管の少なくとも一方に形成された蛇腹部が軸方向に伸縮自在であるので、冷却媒体流入口から冷却媒体流出口へ冷却媒体が流通しつつ伝熱管内を排気が通過したときに、筒体と伝熱管とで軸方向に伸縮しようとする量に差がある場合に、蛇腹部がその差を吸収する。これにより、伝熱管とエンドプレートとの固着部やエンドプレートと筒体との固着部での熱応力の発生が抑制されるので、これらの部位に亀裂が発生することを防止できる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、伝熱管とその内部を通過する排気との接触面積が増加するので、排気と冷却媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
請求項３記載の発明によれば、冷却媒体流入口から冷却媒体流出口へ冷却媒体を流通させたときに、筒体内で冷却媒体が澱み難くなるので、排気と冷却媒体との熱交換の効率を更に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
エンジンの排気系から吸気系に排気の一部を還流するＥＧＲシステムに設けられ、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラは、図１及び図２に示すように、筒体１と、筒体１の両端部を夫々閉塞する薄板状のエンドプレート２ａ及び２ｂと、筒体１内をその軸心と略平行に延びる複数の伝熱管３と、筒体１の両端を夫々覆う椀状の端部キャップ４ａ及び４ｂと、を含んで構成されている。
【００１１】
伝熱管３は、ろう付けや溶接等によって両端部がエンドプレート２ａ及び２ｂに固着されるとともに、端部キャップ４ａ内と端部キャップ４ｂ内とを連通する。また、エンドプレート２ａ及び２ｂの周縁部は、ろう付けや溶接等によって、筒体１に固着される。
一方の端部キャップ４ａにはＥＧＲガス流入口５が設けられるとともに、他方の端部キャップ４ｂにはＥＧＲガス流出口６が設けられている。ＥＧＲガス流入口５及びＥＧＲガス流出口６の周囲には、ＥＧＲチューブを接続するためにフランジ７が夫々設けられている。ＥＧＲガス流入口５からＥＧＲガスを供給すると、このＥＧＲガスは、端部キャップ４ａ内で分流して伝熱管３に流入する。そして、伝熱管３を通過したＥＧＲガスは、端部キャップ４ｂ内で合流してＥＧＲガス流出口６から排出される。
【００１２】
筒体１には、その軸方向に伸縮自在な蛇腹部８が形成されている。蛇腹部８は、筒体１の周壁を蛇腹状に屈曲して形成される。
また、筒体１の周壁には、筒体１の一端に近接して冷却媒体流入口９が設けられるとともに、筒体１の他端に近接して冷却媒体流出口１０が設けられている。冷却媒体流出口１０は、筒体１の軸心を挟んで冷却媒体流入口９の反対側に設けられる。冷却媒体流入口９から筒体１の内部に、冷却媒体としてのエンジン冷却水を供給すると、エンジン冷却水は伝熱管３に沿って流れ、冷却媒体流出口１０から筒体１の外部に排出される。
【００１３】
以上のような構成によれば、冷却媒体流入口９から冷却媒体流出口１０へエンジン冷却水を流通させつつ伝熱管３内にＥＧＲガスを通過させることによって、ＥＧＲガスとエンジン冷却水とが熱交換する。このとき、蛇腹部８が軸方向に伸縮自在であるので、筒体１と伝熱管３とで軸方向に伸縮しようとする量に差がある場合に、蛇腹部８がその差を吸収する。これにより、伝熱管３とエンドプレート２ａ及び２ｂとの固着部やエンドプレート２ａ及び２ｂと筒体１との固着部での熱応力の発生が抑制されるので、これらの部位に亀裂が発生することを防止できる。
【００１４】
冷却媒体流入口９は、筒体１の一端に近接して筒体１の周壁に設けられるとともに、冷却媒体流出口１０は、筒体１の軸心を挟んで冷却媒体流入口９の反対側の周壁に、筒体１の他端に近接して設けられるので、冷却媒体流入口９から冷却媒体流出口１０へエンジン冷却水を流通させたときに、筒体１内でエンジン冷却水が澱み難くなる。これにより、ＥＧＲガスとエンジン冷却水との熱交換の効率が向上する。
【００１５】
また、伝熱管３の内壁には、フィン１１が設けられている。フィン１１は、伝熱管３の内部を通過するＥＧＲガスと伝熱管３との接触面積を増加させる。これにより、ＥＧＲガスとエンジン冷却水との熱交換の効率が更に向上する。
以上の実施形態では筒体１に蛇腹部８を形成したが、筒体１と伝熱管３との軸方向に伸縮しようとする量の差を吸収するために、伝熱管３に蛇腹部を形成したり、筒体１及び伝熱管３の両方に蛇腹部を形成したりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の排気冷却装置の構造を示す説明図
【図２】本発明の排気冷却装置の構造を示す斜視図
【符号の説明】
【００１７】
１  筒体
２ａ、２ｂ  エンドプレート
３  伝熱管
８  蛇腹部
９  冷却媒体流入口
１０  冷却媒体流出口
１１  フィン
【図１】
2006200490.tif 000003
【図２】
2006200490.tif 000004