(57)【要約】【課題】使用後のＥＧＲクーラの洗浄作業において、ＥＧＲクーラの詰まりを簡単な方法で定量化するＥＧＲクーラ検定器及び検定方法を提供する。【解決手段】ＥＧＲクーラ６に圧縮空気を送り込む圧力手段１と、前記圧力手段１から前記ＥＧＲクーラ６に送り込まれる空気の流量を測定する流量計４と、前記圧力手段１から前記ＥＧＲクーラ６に送り込まれる空気の圧力を測定する圧力計７とを備え、前記流量計４又は前記圧力計７の値に基づいて、前記ＥＧＲクーラ６の詰まりを検定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＧＲクーラに圧縮空気を送り込む圧力手段と、
該圧力手段から前記ＥＧＲクーラに送り込まれる空気の流量を測定する流量計と、
前記圧力手段から前記ＥＧＲクーラに送り込まれる空気の圧力を測定する圧力計と、
前記流量計及び前記圧力計の検出値に基づき前記ＥＧＲクーラの詰まりを検定する検出手段を備えたこと
を特徴とするＥＧＲクーラ検定器。
【請求項２】
前記検出手段は、一定圧力下で前記流量計の示す値が高ければ前記ＥＧＲクーラ内部の放熱チューブの詰まり本数が少なく、前記流量計の示す値が低ければ前記ＥＧＲクーラ内部の放熱チューブの詰まり本数が多いと判断することにより、前記ＥＧＲクーラの詰まりを検定することを特徴とする、請求項１に記載のＥＧＲクーラ検定器。
【請求項３】
前記検出手段は、一定流量下で前記圧力計の示す値が低ければ前記ＥＧＲクーラ内部の放熱チューブの詰まり本数が少なく、前記圧力計の示す値が高ければ前記ＥＧＲクーラ内部の放熱チューブの詰まり本数が多いと判断することにより、前記ＥＧＲクーラの詰まりを検定することを特徴とする、請求項１に記載のＥＧＲクーラ検定器。
【請求項４】
ＥＧＲクーラに圧力手段から圧縮空気を送り込み、
前記圧力手段から前記ＥＧＲクーラに送り込まれる空気の流量と、
前記圧力手段から前記ＥＧＲクーラに送り込まれる空気の圧力とを測定し、
前記流量及び前記圧力の値に基づいて、前記ＥＧＲクーラの詰まりを検定すること
を特徴とするＥＧＲクーラ検定方法。
【請求項５】
一定圧力下で前記流量の値が高ければ前記ＥＧＲクーラ内部の放熱チューブの詰まり本数が少なく、前記流量の値が低ければ前記ＥＧＲクーラ内部の放熱チューブの詰まり本数が多いと判断することにより、前記ＥＧＲクーラの詰まりを検定することを特徴とする、請求項４に記載のＥＧＲクーラ検定方法。
【請求項６】
一定流量下で前記圧力の値が低ければ前記ＥＧＲクーラ内部の放熱チューブの詰まり本数が少なく、前記圧力の値が高ければ前記ＥＧＲクーラ内部の放熱チューブの詰まり本数が多いと判断することにより、前記ＥＧＲクーラの詰まりを検定することを特徴とする、請求項４に記載のＥＧＲクーラ検定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲクーラの詰まりを定量的に検定する検定器及び検定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のエンジン等では、排気側から排気ガスの一部を抜き出して吸気側へと戻し、その吸気側に戻された排気ガスでエンジン内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりＮＯｘの発生を低減するようにした、いわゆる排気ガス再循環（ＥＧＲ：  Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）が行われている。
【０００３】
一般的に、この種の排気ガス再循環を行う場合には、排気マニホールドからの排気管に亘る排気通路の適宜位置と、吸気管から吸気マニホールドに亘る吸気通路の適宜位置との間をＥＧＲパイプにより接続し、該ＥＧＲパイプを通して排気ガスを再循環するようにしている。
【０００４】
この際、エンジンに再循環する還流ガスを途中で冷却すると、該還流ガスの温度が下がり且つその容積が小さくなることにより、エンジンの出力を余り低下させずに燃焼温度を低下して効果的にＮＯｘの発生を低減させることができるため、還流ガスを再循環する経路の途中には、シェルアンドチューブ型の水冷式ＥＧＲクーラが装備されているのが一般的である。
【０００５】
このような水冷式のＥＧＲクーラには、例えば、還流ガスの流路に多数の放熱チューブを設置して該放熱チューブに還流ガスを通し、該放熱チューブを外側から水冷することによって、該放熱チューブの中を通過する還流ガスを冷やすようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
ここで、還流ガスは未燃の燃料由来の煤等を浮遊物として含んでいるため、放熱チューブ内での冷却に伴い還流ガスに含まれる煤が放熱チューブ内に堆積して硬質カーボンとなって固着し、ＥＧＲクーラの機能の低下や詰まりが発生し、還流ガスを効率良く吸気側に戻せなくなる問題がある。このため、ＥＧＲクーラは定期的に交換又は洗浄する必要がある。
【０００７】
このとき、省資源やコスト削減の観点から、機能の低下した使用後のＥＧＲクーラは、洗浄して放熱チューブ内に堆積した煤を除去し、再利用することが望ましい。しかし、ＥＧＲクーラの洗浄は放熱チューブを目視で確認して一本一本洗浄する職人的な作業であり、ＥＧＲクーラの種類によっては放熱チューブを１００本以上備えたものもあるため、洗浄には非常に手間がかかる。しかも、洗浄後、放熱チューブ内の詰まりが除去されているかどうかは、該放熱チューブ一本一本に針金を通して引っ掛かりがないことを確認することによって行われており、これも非常に手間のかかる作業である。そして、詰まっていれば再び洗浄を行い、さらにその後、再び上記手段によって洗いあがりの品質を確認することになる。このため、放熱チューブ内に硬質カーボン化した煤が強く固着して容易に除去できないような場合には、洗浄にかかる手間やコストの方が、新品のＥＧＲクーラを使用するよりも却って高くついてしまうこともあった。
【０００８】
しかし、ＥＧＲクーラの詰まりは、上述の如く放熱チューブに一本一本針金を通す手作業によって確認するしかないため、結局、再利用のためには全ての使用後のＥＧＲクーラを洗浄せざるを得ず、新品に交換した方が安くつくような詰まりの激しいＥＧＲクーラまで一律に洗浄することになっており、コスト面で問題を抱えていた。
【０００９】
尚、ＥＧＲクーラの詰まりを定量的に検出する手段としては、例えば、特許文献２に記載の装置がある。特許文献２には、エンジンの電動過給器の必要供給電量からＥＧＲクーラの通気抵抗を判定し、ＥＧＲクーラ内の詰まりの程度を検出する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−３０６９８７号公報
【特許文献２】特開２００８−６４０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２に記載の装置は、エンジンに搭載して使用中のＥＧＲクーラの詰まりを検出するものであって、使用後、洗浄に際してＥＧＲクーラの詰まりを検出するものではない。このため、該装置を利用して、比較的手間をかけずに洗浄できるＥＧＲクーラの選別や、洗浄後のＥＧＲクーラの検定を行うには至らなかった。
【００１２】
本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもので、使用後のＥＧＲクーラの洗浄作業において、洗浄すべきＥＧＲクーラのみを事前に選別し、また洗浄後のＥＧＲクーラの洗いあがりの品質を判定し、洗浄作業の効率化を図り得るよう、ＥＧＲクーラの詰まりを簡単な方法で定量化し得るＥＧＲクーラ検定器及び検定方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ＥＧＲクーラに圧縮空気を送り込む圧力手段と、前記圧力手段から前記ＥＧＲクーラに送り込まれる空気の流量を測定する流量計と、前記圧力手段から前記ＥＧＲクーラに送り込まれる空気の圧力を測定する圧力計とを備え、前記流量計又は前記圧力計の値に基づいて、前記ＥＧＲクーラの詰まりを検定することを特徴とするＥＧＲクーラ検定器にかかるものである。
【００１４】
本発明のＥＧＲクーラ検定器において、前記検出手段は、一定圧力下で前記流量計の示す値が高ければ前記ＥＧＲクーラ内部の放熱チューブの詰まり本数が少なく、前記流量計の示す値が低ければ前記ＥＧＲクーラ内部の放熱チューブの詰まり本数が多いと判断することにより、前記ＥＧＲクーラの詰まりを検定するようにしても良い。
【００１５】
本発明のＥＧＲクーラ検定器において、前記検出手段は、一定流量下で前記圧力計の示す値が低ければ前記ＥＧＲクーラ内部の放熱チューブの詰まり本数が少なく、前記圧力計の示す値が高ければ前記ＥＧＲクーラ内部の放熱チューブの詰まり本数が多いと判断することにより、前記ＥＧＲクーラの詰まりを検定するようにしても良い。
【００１６】
而して、このようにすれば、検定対象であるＥＧＲクーラを通過する空気の流量又は圧力を測定することによって、該ＥＧＲクーラ内部の詰まりを、放熱チューブの詰まり本数として精度よく簡単に定量することができる。
【００１７】
又、本発明は、ＥＧＲクーラに圧力手段から圧縮空気を送り込み、前記圧力手段から前記ＥＧＲクーラに送り込まれる空気の流量と、前記圧力手段から前記ＥＧＲクーラに送り込まれる空気の圧力とを測定し、前記流量又は前記圧力の値に基づいて、前記ＥＧＲクーラの詰まりを検定することを特徴とするＥＧＲクーラ検定方法にかかるものである。
【００１８】
本発明のＥＧＲクーラ検定方法において、一定圧力下で前記流量の値が高ければ前記ＥＧＲクーラ内部の放熱チューブの詰まり本数が少なく、前記流量の値が低ければ前記ＥＧＲクーラ内部の放熱チューブの詰まり本数が多いと判断することにより、前記ＥＧＲクーラの詰まりを検定するようにしても良い。
【００１９】
本発明のＥＧＲクーラ検定方法において、一定流量下で前記圧力の値が低ければ前記ＥＧＲクーラ内部の放熱チューブの詰まり本数が少なく、前記圧力の値が高ければ前記ＥＧＲクーラ内部の放熱チューブの詰まり本数が多いと判断することにより、前記ＥＧＲクーラの詰まりを検定するようにしても良い。
【００２０】
而して、このようにすれば、検定対象であるＥＧＲクーラを通過する空気の流量又は圧力を測定することによって、該ＥＧＲクーラ内部の詰まりを、放熱チューブの詰まり本数として精度よく簡単に定量することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のＥＧＲクーラ検定器及び検定方法によれば、使用後のＥＧＲクーラを洗浄する作業において、ＥＧＲクーラの詰まりを簡単な方法で定量化することにより、洗浄すべきＥＧＲクーラのみを事前に選別し、また洗浄後のＥＧＲクーラの洗いあがりの品質を判定して、洗浄作業の効率化を図り得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概念図である。
【図２】一定圧力下におけるＥＧＲクーラの詰まりと空気の流量の関係を示すグラフである。
【図３】一定流量下におけるＥＧＲクーラの詰まりと空気の圧力の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は本発明の実施の形態の一例（以下、実施例）を示すもので、図中、１は圧縮空気を管から送り出す圧力手段であり、該圧力手段１の管にはレギュレーター２と調整弁３を介して流量計４が接続される。圧力手段１としては、コンプレッサーの他、ボンベ等空気に圧力をかけて送り出す各種の機器を用いることができる。流量計４には、アタッチメント５を介して検定対象であるＥＧＲクーラ６が接続される。このように、圧力手段１、レギュレーター２、調整弁３、流量計４、ＥＧＲクーラ６が直列に接続され、この順に空気が流れる流路が形成されている。ＥＧＲクーラ６の下流側には何も接続されず、ＥＧＲクーラ６に流れ込んだ空気はＥＧＲクーラ６の内部の放熱チューブ（図示せず）を通って大気へ抜け出るようになっている。流量計４の下流であってアタッチメント５の上流の流路の一箇所には、圧力計７が接続されている。流量計４と圧力計７には、該流量計４と該圧力計７の値を検出する検出手段８が接続されている。
【００２５】
次に、上記実施例の作動を説明する。
【００２６】
圧力手段１の管から送り出された空気は、レギュレーター２によって圧力を適正な範囲に下げられた後、調整弁３を介して流量計４に流れ込み、さらにアタッチメント５を介してＥＧＲクーラ６へ送り込まれる。ＥＧＲクーラ６へ送り込まれた空気は、ＥＧＲクーラ６内部の放熱チューブ（図示せず）を通ってＥＧＲクーラ６の下流へ抜け出ていく。ここにおいて、流量計４と圧力計７は、調整弁３より下流であってＥＧＲクーラ６より上流の流路を流れる空気の流量と圧力をそれぞれ測定するようになっている。そして、検出手段８によって検出した流量計４と圧力計７の値を基に、ＥＧＲクーラ６の詰まりを検定する。検定にあたっては、圧力を一定にして流量計４の値からＥＧＲクーラ６の詰まりを検定しても良いし、流量を一定にして圧力計７の値からＥＧＲクーラ６の詰まりを検定しても良い。
【００２７】
圧力を一定にして流量計４の値からＥＧＲクーラ６の詰まりを検定する場合を説明する。上述の如く各装置を接続したら、圧力手段１を作動させ、レギュレーター２を介して適正な範囲の圧力の空気を流路へ送り出す。圧力計７の値が一定になるように、調整弁３の開度を調整すると、一定の圧力の空気がＥＧＲクーラ６内部の放熱チューブを通って下流へ抜け出る。このとき、ＥＧＲクーラ６内部の放熱チューブのうち、詰まっている放熱チューブの本数が多いほど、流路を流れる空気の流量が少なくなるので、流量計４は低い値を示し、詰まっている放熱チューブの本数が少ないほど、流路を流れる空気の流量が多くなるので、流量計４は高い値を示す。従って、流量計４の示す値が高ければ放熱チューブの詰まり本数が少なく、流量計４の示す値が低ければ放熱チューブの詰まり本数が多いと判断することができる。
【００２８】
本発明者らが、６４本の放熱チューブを内蔵したＥＧＲクーラを対象に行った実験では、一定圧力下（０．３ｋＰａ）において、詰まっている放熱チューブの本数と空気の流量との関係は、図２に示したグラフのようになり、ほぼ線形の単純な相関関係を示した。このように、検定対象のＥＧＲクーラ６と同じ型のＥＧＲクーラについて、予め一定圧力下における詰まり本数と流量の関係を測定しておけば、検定対象のＥＧＲクーラ６に一定圧力で空気を流した際の流量の値から、詰まっている放熱チューブの本数を高い精度で検定することができる。
【００２９】
次に、流量を一定にして圧力計７の値からＥＧＲクーラ６の詰まりを検定する場合を説明する。上述の如く各装置を接続したら、圧力手段１を作動させ、レギュレーター２を介して適正な範囲の圧力の空気を流路へ送り出す。流量計４の値が一定になるように、調整弁３の開度を調整すると、一定の流量の空気がＥＧＲクーラ６内部の放熱チューブを通って下流へ抜け出る。このとき、ＥＧＲクーラ６内部の放熱チューブのうち、詰まっている放熱チューブの本数が多いほど、流路を流れる空気の圧力が高くなるので、圧力計４は高い値を示し、詰まっている放熱チューブの本数が少ないほど、流路を流れる空気の圧力が低くなるので、圧力計７は低い値を示す。従って、圧力計７の示す値が低ければ放熱チューブの詰まり本数が少なく、圧力計７の示す値が高ければ放熱チューブの詰まり本数が多いと判断することができる。
【００３０】
本発明者らが、６４本の放熱チューブを内蔵したＥＧＲクーラを対象に行った実験では、一定流量下（５００Ｌ／ｍｉｎ）において、詰まっている放熱チューブの本数と空気の圧力との関係は、図３に示したグラフのようになり、単純な相関関係を示した。このように、検定対象のＥＧＲクーラ６と同じ型のＥＧＲクーラについて、予め一定流量下における詰まり本数と圧力の関係を測定しておけば、検定対象のＥＧＲクーラ６に一定流量の空気を流した際の圧力の値から、詰まっている放熱チューブの本数を高い精度で検定することができる。
【００３１】
ここで、上記検出手段８は、予め検定対象のＥＧＲクーラ６と同じ型のＥＧＲクーラについて測定した詰まり本数と流量又は圧力との関係のデータを入力しておき、空気の流量又は圧力を該データと照合して自動的に放熱チューブの詰まり本数を検定するように構成しても良い。又、放熱チューブの詰まり本数の検定は、上記のような一定圧力下又は一定流量下の条件だけでなく、例えば空気の圧力と流量と放熱チューブの詰まり本数の関係のマップを予め作成して検出手段８に入力しておき、空気の流量又は圧力を該マップと照合して自動的に放熱チューブの詰まり本数を検定する等、上記以外の演算方法によって実行しても良い。
【００３２】
又、空気の流量又は圧力を一定にしてＥＧＲクーラ６の検定を行う場合、検出手段８は、検出した空気の圧力や流量を基に調節弁３の開度を自動で調節し、一定の圧力又は流量が得られるように構成しても良い。又、検出手段８を備えず、検定者が流量計４や圧力計７の示す値を目視で確認し、一定の流量又は圧力が得られるよう調節弁３の開度を手動で調節し、一定の流量又は圧力下において圧力計７又は流量計４の示す値を読み取り、予め検定対象のＥＧＲクーラ６と同じ型のＥＧＲクーラについて測定した詰まり本数と流量又は圧力との関係と照合して放熱チューブの詰まり本数を検定するようにしても良い。
【００３３】
又、上記の各装置の他に、ＥＧＲクーラ６の質量を測定する秤（図示せず）を設置して、同型の新品ＥＧＲクーラの質量との差から、ＥＧＲクーラ６内部に堆積した煤の量を計測するようにすると良い。本発明者らによる実験では、ＥＧＲクーラ内部の煤の堆積量がある一定量（本実験で用いたＥＧＲクーラでは、１．０ｋｇ）を超えると、十分な空気の流量を得られず、詰まりの検定が精度良くできないことが判明している。そのように検定が困難なほどに煤が堆積したＥＧＲクーラについては、上記検定器及び検定方法によって検定するまでもなく洗浄が困難と判断できる。よって、ＥＧＲクーラ６の検定にあたり、検定対象のＥＧＲクーラ６を秤で測定して、所定値以上の質量の煤が堆積しているＥＧＲクーラ６については、洗浄が困難として洗浄再利用の対象から外し、堆積した煤の質量が所定値未満であるＥＧＲクーラ６についてのみ、上記検定器及び検定方法による検定の対象とすれば、更に効率良くＥＧＲクーラ６の検定を実行できる。
【００３４】
又、圧力手段１から空気を送り出す管は、十分に大きい内径をもったものを使用すべきである。本発明者らによる実験では、該内径が１０ｍｍより細いものでは、検定に十分な空気の流量（最大６００Ｌ／ｍｉｎ）を得ることができなかった。
【００３５】
以上のように、検定対象であるＥＧＲクーラ６を通過する空気の流量又は圧力を上記装置を用いて測定することによって、該ＥＧＲクーラ６内部の詰まりを、放熱チューブの詰まり本数として精度よく簡単に定量することができる。そして、検定対象のＥＧＲクーラ６について、放熱チューブの詰まり本数が所定以上であった場合には該ＥＧＲクーラ６は洗浄せず新品と交換し、所定未満であった場合には洗浄して再利用するという許容値を設定しておけば、洗浄にコストのかかるＥＧＲクーラは洗浄せず、洗浄すべきＥＧＲクーラのみを効率良く選別して洗浄し、洗浄にかかるコストを抑えることができる。
【００３６】
又、洗浄後のＥＧＲクーラ６についても上記装置を用いて検定を行い、放熱チューブの詰まり本数が所定以上であった場合には該ＥＧＲクーラ６は洗浄が不十分であるとして再び洗浄を行い、所定未満であった場合には洗浄が十分であるとして再利用するという許容値を設定しておけば、放熱チューブ一本一本に針金を通して詰まりを判定する従来の方法によらず、効率的に洗いあがりの品質を確保することができる。
【００３７】
ここで、調整弁３、流量計４、圧力計７は、流路を介して一体的に組み付けられているが、流量計４及び圧力計７下流の流路をＥＧＲクーラ６に接続するアタッチメント５は、流量計４及び圧力計７下流の流路に対して着脱可能に設計されており、該アタッチメント５は別のアタッチメント５に交換することができる。このようにすれば、アタッチメント５を交換することにより、調整弁３、流量計４、圧力計７を組み付けた機器は同一のまま、異なる種類のＥＧＲクーラ６の検定に対応することができる。
【００３８】
従って、上記実施例によれば、使用後のＥＧＲクーラ６を洗浄する作業において、該ＥＧＲクーラ６の詰まりを簡単な方法で定量化することにより、洗浄すべきＥＧＲクーラ６のみを事前に選別し、また洗浄後のＥＧＲクーラ６の洗いあがりの品質を判定して、洗浄作業の効率化を図り得るという優れた効果を奏し得る。
【００３９】
尚、本発明のＥＧＲクーラ検定器及び検定方法は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、流路において流量計と圧力計の順序は入れ替えても良いこと等、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４０】
１  圧力手段
４  流量計
６  ＥＧＲクーラ
７  圧力計
【図１】
2015212665.tif 000003
【図２】
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【図３】
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