(57)【要約】【課題】中心側のチューブを効率的に冷却するよう配置し得るＥＧＲクーラを提供する。【解決手段】チューブ３と、チューブ３を包囲するシェル１とを備え、シェル１の内部に冷却水を給排し且つチューブ３内にディーゼルエンジンから排気ガスを導いて排気ガスと冷却水とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラであって、各チューブ３をシェル１の軸線を中心とした同心の多重円周状に配列し、且つ円周状に配列されるチューブ間ピッチａ，ｂ，ｃを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成する。これにより、冷却水をシェル１の内部へ供給した際には中央側のチューブ３，３ａ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブ３，３ａを効率的に冷却するので、高温の排気ガスが中央側のチューブ３，３ａを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を防止することができると共に、熱交換率を向上させることができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブと、該チューブを包囲するシェルとを備え、該シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブ内にディーゼルエンジンから排気ガスを導いて該排気ガスと前記冷却水とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラであって、各チューブをシェルの軸線を中心とした同心の多重円周状に配列し、且つ円周状に配列されるチューブ間ピッチを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成したことを特徴とするＥＧＲクーラ。
【請求項２】
チューブと、該チューブを包囲するシェルとを備え、該シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブ内にディーゼルエンジンから排気ガスを導いて該排気ガスと前記冷却水とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラであって、各チューブをシェルの軸線を中心とした同心の多重円周状に配列し、且つ多重に配置される円周間ピッチをシェルの径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成したことを特徴とするＥＧＲクーラ。
【請求項３】
チューブと、該チューブを包囲するシェルとを備え、該シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブ内にディーゼルエンジンから排気ガスを導いて該排気ガスと前記冷却水とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラであって、各チューブをシェルの軸線を中心とした同心の多重円周状に配列し、且つ円周状に配列されるチューブ間ピッチを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成すると共に、多重に配置される円周間ピッチをシェルの径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成したことを特徴とするＥＧＲクーラ。
【請求項４】
シェルの軸心に中心のチューブを配置し、且つ最も内側の円周状位置と中心のチューブとの円周間ピッチを最も大きくするよう形成した請求項２又は３記載のＥＧＲクーラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガスを再循環して窒素酸化物の発生を低減させるＥＧＲ装置に付属されて再循環用排気ガスを冷却するＥＧＲクーラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車等のエンジンの排気ガスの一部をエンジンに再循環して窒素酸化物の発生を低減させるＥＧＲ装置が知られているが、このようなＥＧＲ装置では、エンジンに再循環する排気ガスを冷却すると、該排気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って、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窒素酸化物の発生を低減させることができる為、エンジンに排気ガスを再循環するラインの途中に、排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを装備したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図４は前記ＥＧＲクーラの一例を示す断面図であって、図中１は円筒状に形成されたシェルを示し、該シェル１の軸心方向両端には、シェル１の端面を閉塞するようプレート２，２が固着されていて、該各プレート２，２には、多数のチューブ３の両端が貫通状態で固着されており、これら多数のチューブ３は略口径でシェル１の内部を軸心方向に延びている。
【０００４】
そして、シェル１の一方の端部近傍には、外部から冷却水入口管４が取り付けられ、シェル１の他方の端部近傍には、外部から冷却水出口管５が取り付けられており、冷却水９が冷却水入口管４からシェル１の内部に供給されてチューブ３の外側を流れ、冷却水出口管５からシェル１の外部に排出されるようになっている。
【０００５】
更に、各プレート２，２の反シェル１側には、椀状に形成されたボンネット６，６が前記各プレート２，２の端面を被包するように固着され、一方のボンネット６の中央には排気ガス入口７が、他方のボンネット６の中央には排気ガス出口８が夫々設けられており、エンジンの排気ガス１０が排気ガス入口７から一方のボンネット６の内部に入り、多数のチューブ３を通る間に該チューブ３の外側を流れる冷却水９との熱交換により冷却された後に、他方のボンネット６の内部に排出されて排気ガス出口８からエンジンに再循環するようになっている。
【０００６】
尚、図中１１は冷却水入口管４に対しシェル１の直径方向に対峙する位置に設けたバイパス出口管を示し、該バイパス出口管１１から冷却水９の一部を抜き出すことにより、冷却水入口管４に対峙する箇所に冷却水９の澱みが生じないようにしてある。
【０００７】
ここで、チューブ３の配列は、図５に示す如く、シェル１に対し外周側のチューブ３を沿わせて並べると共にシェル１の軸線Ｏに中心のチューブ３ａを配置するよう、同じ口径の複数のチューブ３を一定の間隔（ピッチ）でシェル１の軸線Ｏを中心とした同心の多重円周状に配列している。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２１３４２４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数のチューブ３を一定のシェル１の軸線Ｏを中心とした間隔で多重円周状に配列した場合であっても、排気ガス入口７から流れる高温の排気ガス１０は中央側のチューブ３を多く流れる傾向にあるため、中心側のチューブ３が外周側のチューブ３より高温化して局部的な熱変形を生じる虞れがあると共に、熱交換率が悪くなるという問題があった。
【００１０】
本発明は上述の実情に鑑みて成されたもので、中心側のチューブを効率的に冷却するよう配置し得るＥＧＲクーラを提供することを目的としている
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、チューブと、該チューブを包囲するシェルとを備え、該シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブ内にディーゼルエンジンから排気ガスを導いて該排気ガスと前記冷却水とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラであって、各チューブをシェルの軸線を中心とした同心の多重円周状に配列し、且つ円周状に配列されるチューブ間ピッチを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成したことを特徴とするものである。
【００１２】
このようにすれば、円周状に配列されるチューブ間ピッチを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成するので、冷却水をシェルの内部へ供給した際には中央側のチューブ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中央側のチューブを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を防止することができると共に、熱交換率を向上させることができる。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の発明は、チューブと、該チューブを包囲するシェルとを備え、該シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブ内にディーゼルエンジンから排気ガスを導いて該排気ガスと前記冷却水とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラであって、各チューブをシェルの軸線を中心とした同心の多重円周状に配列し、且つ多重に配置される円周間ピッチをシェルの径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
このようにすれば、多重に配置される円周間ピッチをシェルの径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成するので、冷却水をシェルの内部へ供給した際には中央側のチューブ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中央側のチューブを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を防止することができると共に、熱交換率を向上させることができる。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の発明は、チューブと、該チューブを包囲するシェルとを備え、該シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブ内にディーゼルエンジンから排気ガスを導いて該排気ガスと前記冷却水とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラであって、各チューブをシェルの軸線を中心とした同心の多重円周状に配列し、且つ円周状に配列されるチューブ間ピッチを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成すると共に、多重に配置される円周間ピッチをシェルの径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成したことを特徴とするものである。
【００１６】
このようにすれば、中央側のチューブ間ピッチを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成すると共に、円周間ピッチをシェルの径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成するので、冷却水をシェルの内部へ供給した際には中央側のチューブ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中央側のチューブを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を確実に防止することができると共に、熱交換率を一層向上させることができる。
【００１７】
本発明の請求項２又は請求項３は、請求項４の如く、シェルの軸心に中心のチューブを配置し、且つ最も内側の円周状位置と中心のチューブとの円周間ピッチを最も大きくするよう形成することが好ましい。
【００１８】
請求項４の如く構成すると、最も排気ガスが流れる中心のチューブに対応して中央側の円周間ピッチを大きくするよう形成するので、冷却水をシェルの内部へ供給した際には中心のチューブ周囲に冷却水を多く流して中心のチューブを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中心のチューブを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を確実且つ容易に防止することができると共に、熱交換率を更に一層向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２０】
図１は本発明を実施する形態の第一例を示すものである。
【００２１】
本形態の第一例において、チューブ３の配列は、シェル１に対し外周側のチューブ３を沿わせて並べると共にシェル１の軸線Ｏに中心のチューブ３ａを配置するよう、同じ口径の複数のチューブ３をシェル１の軸線Ｏを中心とした同心の多重円周状に配列し、且つ円周状に配列されるチューブ間ピッチａ，ｂ，ｃを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成している。
【００２２】
ここで、複数のチューブ３を中心のチューブ３ａの周囲に三重円周状に配列した場合で具体的に説明すると、図１に示す如く、外側で円周状に配列される第一のチューブ間ピッチａと、外側から二番目で円周状に配列される第二のチューブ間ピッチｂと、外側から三番目で円周状に配列される第三のチューブ間ピッチｃとは、第一のチューブ間ピッチａから第二のチューブ間ピッチｂ、第三のチューブ間ピッチｃの順に大きくなるよう形成されている（ａ＜ｂ＜ｃ）。なお、チューブ間ピッチａ，ｂ，ｃとは、円周状に配列される複数のチューブ３において、隣接するチューブ軸心間の距離を意味している。
【００２３】
このように第一例によれば、円周状に配列されるチューブ間ピッチａ，ｂ，ｃを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成するので、冷却水をシェル１の内部へ供給した際には中央側のチューブ３，３ａ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブ３，３ａを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中央側のチューブ３，３ａを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を防止することができると共に、熱交換率を向上させることができる。
【００２４】
図２は本発明を実施する形態の第二例を示すものである。
【００２５】
本形態の第二例において、チューブ３の配列は、シェル１に対し外周側のチューブ３を沿わせて並べると共にシェル１の軸線Ｏに中心のチューブ３ａを配置するよう、同じ口径の複数のチューブ３をシェル１の軸線Ｏを中心とした同心の多重円周状に配列し、且つ多重に配置される円周間ピッチａ’，ｂ’，ｃ’をシェル１の径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成している。
【００２６】
ここで、複数のチューブ３を中心のチューブ３ａの周囲に三重円周状に配列した場合で具体的に説明すると、図２に示す如く、外側のチューブ３の円周状位置と外側から二番目のチューブ３の円周状位置との間で形成される第一の円周間ピッチａ’と、外側から二番目のチューブ３の円周状位置と外側から三番目のチューブ３の円周状位置との間で形成される第二の円周間ピッチｂ’と、外側から三番目のチューブ３の円周状位置と中心のチューブ３ａとの間で形成される第三の円周間ピッチｃ’とは、第一の円周間ピッチａ’から第二の円周間ピッチｂ’、第三の円周間ピッチｃ’の順に大きくなるよう形成されている（ａ’＜ｂ’＜ｃ’）。なお、円周間ピッチａ’，ｂ’，ｃ’とは、シェル１の径方向に向かって隣接するチューブ軸心間の距離を意味している。
【００２７】
このように第二例によれば、多重に配置される円周間ピッチａ’，ｂ’，ｃ’をシェル１の径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成するので、冷却水をシェル１の内部へ供給した際には中央側のチューブ３，３ａ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブ３，３ａを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中央側のチューブ３，３ａを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を防止することができると共に、熱交換率を向上させることができる。
【００２８】
又、シェル１の軸心に中心のチューブ３ａを配置し、且つ最も内側の円周状位置と中心のチューブ３ａとの円周間ピッチｃ’を最も大きくするよう形成すると、最も排気ガスが流れる中心のチューブ３ａに対応して中央側の円周間ピッチｃ’を大きくするので、冷却水をシェル１の内部へ供給した際には中心のチューブ３ａ周囲に冷却水を多く流して中心のチューブ３ａを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中心のチューブ３ａを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を確実且つ容易に防止することができると共に、熱交換率を更に一層向上させることができる。
【００２９】
図３は本発明を実施する形態の第三例を示すものである。
【００３０】
本形態の第三例において、チューブ３の配列は、シェル１に対し外周側のチューブ３を沿わせて並べると共にシェル１の軸線Ｏに中心のチューブ３ａを配置するよう、同じ口径の複数のチューブ３をシェル１の軸線Ｏを中心とした同心の多重円周状に配列し、且つ円周状に配列されるチューブ間ピッチａ，ｂ，ｃを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成すると共に、多重に配置される円周間ピッチａ’，ｂ’，ｃ’をシェル１の径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成している。
【００３１】
ここで、複数のチューブ３を中心のチューブ３ａの周囲に三重円周状に配列した場合で具体的に説明すると、図３に示す如く、外側で円周状に配列される第一のチューブ間ピッチａと、外側から二番目で円周状に配列される第二のチューブ間ピッチｂと、外側から三番目で円周状に配列される第三のチューブ間ピッチｃとは、第一のチューブ間ピッチａから第二のチューブ間ピッチｂ、第三のチューブ間ピッチｃの順に大きくなるよう形成されている（ａ＜ｂ＜ｃ）。又、外側のチューブ３の円周状位置と外側から二番目のチューブ３の円周状位置との間で形成される第一の円周間ピッチａ’と、外側から二番目のチューブ３の円周状位置と外側から三番目のチューブ３の円周状位置との間で形成される第二の円周間ピッチｂ’と、外側から三番目のチューブ３の円周状位置と中心のチューブ３ａとの間で形成される第三の円周間ピッチｃ’とは、第一の円周間ピッチａ’から第二の円周間ピッチｂ’、第三の円周間ピッチｃ’の順に大きくなるよう形成されている（ａ’＜ｂ’＜ｃ’）。なお、チューブ間ピッチａ，ｂ，ｃとは、第一例と略同様に、円周状に配列される複数のチューブ３において、隣接するチューブ軸心間の距離を意味し、円周間ピッチａ’，ｂ’，ｃ’とは、第二例と略同様に、シェル１の径方向に向かって隣接するチューブ軸心間の距離を意味している。
【００３２】
このように第三例によれば、中央側のチューブ間ピッチａ，ｂ，ｃを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成すると共に、円周間ピッチａ’，ｂ’，ｃ’をシェル１の径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成するので、冷却水をシェル１の内部へ供給した際には中心のチューブ３ａ周囲に冷却水を多く流して中心のチューブ３ａを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中心のチューブ３ａを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を確実に防止することができると共に、熱交換率を一層向上させることができる。
【００３３】
又、シェル１の軸心に中心のチューブ３ａを配置し、且つ最も内側の円周状位置と中心のチューブ３ａとの円周間ピッチｃ’を最も大きくするよう形成すると、第二例と略同様に、最も排気ガスが流れる中心のチューブ３ａに対応して中央側の円周間ピッチｃ’を大きくするので、冷却水をシェル１の内部へ供給した際には中央側のチューブ３，３ａ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブ３，３ａを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中央側のチューブ３，３ａを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を確実且つ容易に防止することができると共に、熱交換率を更に一層向上させることができる。
【００３４】
尚、本発明のＥＧＲクーラは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、多重円周状に配列されるチューブは三重以上の数もしくは二重でもよいこと、その他、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。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のＥＧＲクーラによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３６】
（Ｉ）請求項１及び請求項２によれば、冷却水をシェルの内部へ供給した際には中央側のチューブ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブを効率的に冷却するので、高温の排気ガスが中央側のチューブを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を防止することができると共に、熱交換率を向上させることができる。
【００３７】
（ＩＩ）請求項３によれば、冷却水をシェルの内部へ供給した際には中央側のチューブ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブを効率的に冷却するので、高温の排気ガスが中央側のチューブを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を確実に防止することができると共に、熱交換率を一層向上させることができる。
【００３８】
（ＩＩＩ）請求項４によれば、最も排気ガスが流れる中心のチューブに対応して中央側の円周間ピッチを大きくするので、冷却水をシェルの内部へ供給した際には中心のチューブ周囲に冷却水を多く流して中心のチューブを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中心のチューブを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を確実且つ容易に防止することができると共に、熱交換率を更に一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の第一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明を実施する形態の第二例を示す概略断面図である。
【図３】本発明を実施する形態の第三例を示す概略断面図である。
【図４】従来のＥＧＲクーラの一例を示す断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ方向矢視図である。
【符号の説明】
１　　　シェル
３　　　チューブ
３ａ　中心のチューブ
９　　　冷却水
１０　　　排気ガス
ａ　　チューブ間ピッチ
ｂ　　チューブ間ピッチ
ｃ　　チューブ間ピッチ
ａ’　円周間ピッチ
ｂ’　円周間ピッチ
ｃ’　円周間ピッチ
【図１】
2004124808.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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