(57)【要約】【課題】冷却水停滞部の発生を防止すると共に車両への搭載性を向上させる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９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１０を導いて排気ガス１０と冷却水９とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラであって、シェル１内で生じる冷却水９の澱みを解消するよう冷却水９を誘導するバイパス流路をシェル１の内部に構成する。これにより、冷却水停滞部の発生を防止してチューブ３の局所的な高温化を抑制することができると共に、バイパス流路をシェル１の内部に構成したので、シェル１の周辺機器との干渉をなくし、車両への搭載性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、前記シェル内で生じる冷却水の澱みを解消するよう冷却水を誘導するバイパス流路をシェルの内部に構成したことを特徴とするＥＧＲクーラ。
【請求項２】
バイパス流路を、バイパス配管により構成した請求項１記載のＥＧＲクーラ。
【請求項３】
バイパス流路を、チューブの本数を低減して形成されるシェルの内部空間で構成した請求項１又は２記載のＥＧＲクーラ。
【請求項４】
バイパス流路を、シェルの周面を湾曲して構成した請求項１〜３のいずれかに記載のＥＧＲクーラ。
【請求項５】
バイパス流路のバイパス出口を冷却水出口の内部へ配置した請求項１〜４のいずれかに記載の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８及び図９は前述した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冷却水入口４が取り付けられ、シェル１の他方の端部近傍には冷却水出口５が取り付けられており、冷却水９が冷却水入口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の中央にはガス入口７が、他方のボンネット６の中央にはガス出口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。尚、図８における図中のｘもシェル１の軸心延長線を示している。
【０００６】
しかしながら、このようなＥＧＲクーラにおいては、冷却水入口４からシェル１の内部に供給された冷却水９が、シェル１の内部断面に対して均等に冷却水出口５に向かって流れないという不具合があるため、経路１１で示すように、シェル１内における冷却水入口４及び冷却水出口５に対峙する側の隅部近傍で冷却水９が澱んで冷却水停滞部１２を生じ、冷却水停滞部１２付近でチューブ３が局部的に高温になって熱変形を起こす虞れがあった。
【０００７】
そこで、他の例のＥＧＲクーラが構成されており、他の例のＥＧＲクーラは、図１０に示す如く、冷却水入口４に対してシェル１の直径方向で対峙する位置から冷却水出口５までシェル１の外部で延在するバイパス配管１４を備えており、バイパス配管１４は、冷却水入口４から導入された冷却水９の一部を抜き出し、冷却水入口４に対し直径方向に対峙する位置での冷却水９の澱みを解消して冷却水停滞部１２の発生を防止し、チューブ３が局所的に高温になることを抑制している。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−７４３８０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、他の例のＥＧＲクーラの如く、バイパス配管１４をシェル１の外部に設けると、シェル１の周辺機器と干渉するため、車両への搭載性が著しく低下す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、冷却水停滞部の発生を防止すると共に車両への搭載性を向上させる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、前記シェル内で生じる冷却水の澱みを解消するよう冷却水を誘導するバイパス流路をシェルの内部に構成したことを特徴とするＥＧＲクーラに係るものである。
【００１２】
又、本発明の請求項２は、バイパス流路を、バイパス配管により構成した請求項１記載のＥＧＲクーラに係るものであり、本発明の請求項３は、バイパス流路を、チューブの本数を低減して形成されるシェルの内部空間で構成した請求項１又は２記載のＥＧＲクーラに係るものであり、本発明の請求項４は、バイパス流路を、シェルの周面を湾曲して構成した請求項１〜３のいずれかに記載のＥＧＲクーラに係るものである。
【００１３】
更に、本発明の請求項５は、バイパス流路のバイパス出口を冷却水出口の内部へ配置した請求項１〜４のいずれかに記載のＥＧＲクーラに係るものである。
【００１４】
請求項１〜４のいずれかに記載の発明によれば、シェル内で生じる冷却水の澱みを解消するよう、バイパス流路により冷却水を誘導するので、冷却水停滞部の発生を防止してチューブの局所的な高温化を抑制することができると共に、バイパス流路をシェルの内部に構成したので、シェルの周辺機器との干渉をなくし、車両への搭載性を向上させることができる。
【００１５】
請求項２に記載の如く、バイパス流路を、バイパス配管により構成すると、冷却水を正確に誘導するので、冷却水停滞部の発生を防止してチューブの局所的な高温化を確実に抑制することができる。請求項３に記載の如く、バイパス流路を、チューブの本数を低減して形成されるシェルの内部空間で構成すると、バイパス流路を簡単に形成するので、冷却水停滞部の発生を容易に防止してチューブの局所的な高温化を確実に抑制することができる。請求項４に記載の如く、バイパス流路を、シェルの周面を湾曲して構成すると、簡単な構成でシェルの周辺機器との干渉を大幅に低減するので、車両への搭載性を容易に向上させることができる。
【００１６】
請求項５の如く、バイパス流路のバイパス出口を冷却水出口の内部へ配置すると、バイパス流路内の冷却水を冷却水出口の負圧で吸引するので、冷却水を一層正確に誘導し、冷却水停滞部の発生を防止してチューブの局所的な高温化を更に確実に抑制することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１８】
図１、図２は本発明の実施する形態の第一例を示すもので、図８〜図１０と同一部分については同一符号を付してある。
【００１９】
第一例のＥＧＲクーラは、シェル１の内部に配置されるチューブ３の本数を低減して、シェル１の内部上側に、シェル１の内側面１ａとプレート２，２とチューブ３で囲まれる所定の内部空間１５を形成し、所定の内部空間１５に冷却水９のバイパス流路を形成するよう、一本の配管からなるバイパス配管１６をシェル１の軸心方向に沿ってシェル１の内側面１ａに溶接，ろう付け等その他の固定方法で固定している。
【００２０】
バイパス配管１６は、冷却水入口４に対してシェル１の径方向で対峙する位置にバイパス入口１６ａを形成すると共に、シェル１の軸心方向に沿うバイパス本体１６ｂから屈曲部１６ｃを介して冷却水出口５の内部まで延在し、冷却水出口５の中途位置にバイパス出口１６ｄを形成している。ここで、バイパス配管１６の流路断面積は、流れ解析及び実機試験等により冷却水全水量の５〜１５％が好ましく、バイパス入口１６ａは下方に向かって入口面積が広くなるよう斜めに形成されている。
【００２１】
以下、本発明のＥＧＲクーラを実施する形態の第一例の作用を説明する。
【００２２】
排気ガス１０との熱交換をし得るよう冷却水入口４からシェル１の内部に冷却水９を供給した際には、冷却水９が冷却水入口４からシェル１の内部を流れることにより、チューブ３を介して排気ガス１０と熱交換をして冷却水出口５より排出されており、同時に、冷却水出口５の負圧で冷却水９がバイパス配管１６に吸引されることにより、冷却水９の一部が冷却水入口４に対し直径方向に対峙する方向へ流れる。
【００２３】
このように、第一例によれば、シェル１内で生じる冷却水９の澱みを解消するよう、バイパス流路により、冷却水９を、冷却水入口４に対し直径方向に対峙する方向へ誘導するので、冷却水停滞部の発生を防止することができる。又、シェル１の外周に存在した部材を排除するよう、バイパス流路をシェル１の内部に構成したので、シェル１の周辺機器との干渉をなくし、車両への搭載性を向上させることができる。
【００２４】
バイパス流路を、バイパス配管１６により構成すると、冷却水９を適確に誘導するので、冷却水停滞部の発生を確実に防止することができる。又、バイパス流路のバイパス出口１６ｄを冷却水出口５の内部へ配置すると、バイパス流路内の冷却水９を冷却水出口５の負圧で吸引するので、冷却水９を一層適確に誘導し、冷却水停滞部の発生を更に確実に防止することができる。更に、バイパス配管１６の流路断面積を冷却水全水量の５〜１５％すると、冷却水停滞部の解消と熱交換の効率をバランスよく行うことができる。ここで、バイパス配管１６の流路断面積を冷却水全水量の５％より小さくした場合には冷却水停滞部を好適に解消することができない。一方、バイパス配管１６の流路断面積を冷却水全水量の１５％より大きくした場合には、熱交換の効率が低下して好適に使用することができない。
【００２５】
図３は本発明の実施する形態の第二例を示すものであり、図４は本発明の実施する形態の第三例を示すものであり、夫々、図８〜図１０と同一部分については同一符号を付してある。
【００２６】
第二例のＥＧＲクーラは、シェル１の内部に配置されるチューブ３の本数を低減して、シェル１の内部上側に、シェル１の内側面１ａとプレート２，２とチューブ３で囲まれる所定の内部空間１５を形成し、所定の内部空間１５に冷却水９のバイパス流路を形成するよう、湾曲したバイパス部材１７をシェル１の内側面１ａに溶接，ろう付け等その他の固定方法で固定して、シェル１の軸心方向に沿うバイパス配管１９を構成している。ここで、第二例のバイパス部材１７は、シェル１の軸線方向に沿って溝状に形成されると共に、垂直断面形状がＶ字部１７ａを備えた形状で上方端部にシェル１の内側面１ａへ接する溶接，ろう付け等の固定部１７ｂを形成している。
【００２７】
一方、第三例のＥＧＲクーラは、第二例と略同様に、シェル１の内部に配置されるチューブ３の本数を低減して、シェル１の内部上側に、シェル１の内側面１ａとプレート２，２とチューブ３で囲まれる所定の内部空間１５を形成し、所定の内部空間１５に冷却水９のバイパス流路を形成するよう、湾曲したバイパス部材１８をシェル１の内側面１ａに溶接，ろう付け等その他の固定方法で固定して、シェル１の軸心方向に沿うバイパス配管２０を構成している。ここで、第三例のバイパス部材１８は、シェル１の軸線方向に沿って溝状に形成されると共に、垂直断面形状が底面１８ａと両側面１８ｂを備えた形状で両側面の上方端部にシェル１の内側面１ａへ接する溶接，ろう付け等の固定部１８ｃを形成している。
【００２８】
又、第二例及び第三例のバイパス配管１９，２０は、第一例と略同様に、冷却水入口４に対してシェル１の径方向で対峙する位置にバイパス入口を形成すると共に、シェル１の軸心方向に沿うバイパス本体から屈曲部を介して冷却水出口５の内部まで延在し、冷却水出口５の中途位置にバイパス出口を形成している。ここで、バイパス配管１９，２０の流路断面積は、第一例と略同様に、流れ解析及び実機試験等により冷却水全水量の５〜１５％が好ましい。
【００２９】
以下、本発明のＥＧＲクーラを実施する形態の第二例及び第三例の作用を説明する。
【００３０】
このように、第二例及び第三例によれば、バイパス配管１９，２０を形成する部材の量を低減するので、バイパス配管１９，２０を安価に形成することができる。又、第二例及び第三例によれば第一例と略同様な作用効果を得ることができる。
【００３１】
図５は本発明の実施する形態の第四例を示すもので、図８〜図１０と同一部分については同一符号を付してある。
【００３２】
第四例のＥＧＲクーラは、シェル１の内部に配置されるチューブ３の本数を低減して、シェル１の内部上側に、シェル１の内側面１ａとプレート２，２とチューブ３で囲まれる所定の内部空間１５を形成し、所定の内部空間１５を冷却水９のバイパス流路として構成している。ここで、バイパス流路の流路断面積は、第一例と略同様に、流れ解析及び実機試験等により冷却水全水量の５〜１５％が好ましい。
【００３３】
以下、本発明のＥＧＲクーラを実施する形態の第四例の作用を説明する。
【００３４】
第四例に示す如く、バイパス流路を、チューブ３の本数を低減して形成されるシェル１の内部空間１５で構成すると、バイパス流路を簡単に形成するので、冷却水停滞部の発生を容易に防止してチューブ３の局所的な高温化を確実に抑制することができる。又、バイパス流路を形成する部材の量を不要にするので、バイパス流路を一層安価に形成することができる。更に、第四例によれば第一例と略同様な作用効果を得ることができる。
【００３５】
図６は本発明の実施する形態の第五例を示すものであり、図７は本発明の実施する形態の第六例を示すものであり、夫々、図８〜図１０と同一部分については同一符号を付してある。
【００３６】
第五例のＥＧＲクーラは、シェル１の上側の周面１ｂをシェル１の軸心方向に沿って上方に湾曲することによりシェル１の内部空間１５を広げると共に、シェル１の内部に配置されるチューブ３の本数を低減して、シェル１の内部上側に、シェル１の内側面１ａとプレート２，２とチューブ３で囲まれる所定の内部空間１５を形成し、所定の内部空間１５を冷却水９のバイパス流路として構成している。ここで、バイパス流路の流路断面積は、第一例と略同様に、流れ解析及び実機試験等により冷却水全水量の５〜１５％が好ましい。
【００３７】
一方、第六例のＥＧＲクーラは、第五例で形成された所定の内部空間１５にバイパス流路を形成するよう、湾曲したバイパス部材２１をシェル１の内側面１ａに溶接，ろう付け等その他の固定方法で固定して、シェル１の軸心方向に沿うバイパス配管２２を構成している。ここで、第六例のバイパス部材２１は、第二例のバイパス部材１７と略同様に、シェル１の軸線方向に沿って溝状に形成されると共に、垂直断面形状がＶ字部２１ａを備えた形状で上方端部にシェル１の内側面１ａへ接する溶接，ろう付け等の固定部２１ｂを形成している。又、第六例のバイパス配管２２は、第一例と略同様に、冷却水入口４に対してシェル１の径方向で対峙する位置にバイパス入口を形成すると共に、シェル１の軸心方向に沿うバイパス本体から屈曲部を介して冷却水出口５の内部まで延在し、冷却水出口５の中途位置にバイパス出口を形成している。ここで、バイパス配管２２の流路断面積は、第一例と略同様に、流れ解析及び実機試験等により冷却水全水量の５〜１５％が好ましい。
【００３８】
以下、本発明のＥＧＲクーラを実施する形態の第五例及び第六例の作用を説明する。
【００３９】
このように、第五例及び第六例に示す如く、バイパス流路を、シェル１の周面１ｂを湾曲して構成すると、簡単な構成でシェル１の周辺機器との干渉を大幅に低減するので、車両への搭載性を容易に向上させることができる。又、第五例及び第六例によれば第一例と略同様な作用効果を得ることができる。
【００４０】
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、低減するパイプの数は何本でもよいこと、バイパス流路の形状は所定の流路断面性を備えるならば特に限定されるものではないこと、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。
【００４１】
【発明の効果】
上記した本発明のＥＧＲクーラによれば、シェル内で生じる冷却水の澱みを解消するよう、バイパス流路により冷却水を誘導するので、冷却水停滞部の発生を防止してチューブの局所的な高温化を抑制することができると共に、バイパス流路をシェルの内部に構成したので、シェルの周辺機器との干渉をなくし、車両への搭載性を向上させることができるという優れた効果を奏し得る。
【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側方断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視の断面図である。
【図３】本発明を実施する形態の第二例を示す断面図である。
【図４】本発明を実施する形態の第三例を示す断面図である。
【図５】本発明を実施する形態の第四例を示す断面図である。
【図６】本発明を実施する形態の第五例を示す断面図である。
【図７】本発明を実施する形態の第六例を示す断面図である。
【図８】従来のＥＧＲクーラの一例を示す側方断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ矢視の断面図である。
【図１０】従来のＥＧＲクーラの別の例を示す側方断面図である。
【符号の説明】
１　　　シェル
１ｂ　周面
３　　　チューブ
５　　　冷却水出口
９　　　冷却水
１０　　　排気ガス
１５　　　内部空間（バイパス流路）
１６　　　バイパス配管（バイパス流路）
１６ｄ　バイパス出口
１９　　バイパス配管（バイパス流路）
２０　　バイパス配管（バイパス流路）
２２　　　バイパス配管（バイパス流路）
【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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【図７】
2004124809.tif 000009
【図８】
2004124809.tif 000010
【図９】
2004124809.tif 000011
【図１０】
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