(57)【要約】【課題】ＥＧＲ冷却水冷却装置の小型化及びエンジンに供給する排気ガスの温度制御を容易にする。【解決手段】ＥＧＲクーラ３に供給する冷却水を冷却するためのＥＧＲ冷却水冷却装置９を設け、このＥＧＲ冷却水冷却装置９で冷却した冷却水をＥＧＲクーラ３に供給し、排気ガスの一部を冷却する。これにより、ＥＧＲクーラ３に供給する冷却水の温度は、エンジン１の負荷や輻射熱には影響されず所定温度の冷却水をＥＧＲクーラ３に供給することができるので、エンジン１に供給する排気ガス温度の制御を容易にし、ＥＧＲクーラ３及びＥＧＲ冷却水冷却装置９を小型化することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン排気ガスの一部を取り出してＥＧＲクーラにて冷却し、冷却した排気ガスをエンジンに供給してエンジンの燃焼温度を低くし、エンジン排気ガスから排気されるＮＯｘを低減するようにした装置において、前記ＥＧＲクーラに供給する冷却水を冷却するためのＥＧＲ冷却水冷却装置を設け、該ＥＧＲ冷却水冷却装置で冷却した冷却水をＥＧＲクーラに供給し、排気ガスの一部を冷却することを特徴とするエンジン排気ガスのＮＯｘ低減装置。
【請求項２】
ＥＧＲ冷却水冷却装置がラジエータであること特徴とする請求項１に記載のエンジン排気ガスのＮＯｘ低減装置。
【請求項３】
ＥＧＲ冷却水冷却装置に冷却水サブタンクを付設したことを特徴とする請求項１及び２の何れかに記載のエンジン排気ガスのＮＯｘ低減装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンから排気される排気ガスのＮＯｘ低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン排気ガスのＮＯｘ低減装置の従来例を図２に示して説明する。エンジン１で燃焼した排気ガスは、マフラー型の未燃焼浮遊粒子（ＰＭという）・ＮＯｘ低減装置２を介して大気に放出している。そして更に、排気ガスの一部を取り出して、エキゾースト・ガス・リサーキュレーション（ＥＧＲ）クーラ３で冷却し、ＥＧＲ４を介して冷却した排気ガスの一部をエンジン１に供給し、エンジン１内での燃焼温度を低くして、ＮＯｘの発生を抑制するようにしている。そしてＥＧＲクーラ３を冷却する冷却水は、エンジン１を冷却するラジエータ５の冷却水を、循環ポンプ６の出口から配管７を介してＥＧＲクーラ３に供給し、排気ガスの一部を冷却した後に配管８を介してラジエータ５に戻すようにしている。
【０００３】
特に、ディーゼルエンジンから排気されるガス中には、ＰＭが排出され、公害問題になっている。また、エンジン始動時や加速時にＰＭが多く排出される。ここに示した例では、マフラー型ＰＭ・ＮＯｘ低減装置２を設け、ＰＭとＮＯｘの両方を同時に低減するようにしている。
【０００４】
上記従来のエンジン排気ガスのＮＯｘ低減装置において、ＥＧＲクーラ３の冷却水に、エンジン１を冷却するラジエータ５の水の一部を利用していたので、次のような問題がある。
【０００５】
即ち、ラジエータ５の冷却水はエンジン１を冷却しているので、その冷却水の温度は相当に高く、ＥＧＲクーラ３で冷却される排気ガスを十分に冷却することができず、エンジン１での燃焼温度に影響を及ぼし、ＮＯｘの低減を十分に行うことができないという課題がある。
【０００６】
また、エンジン１に排気ガスの一部を供給してエンジン１内での燃焼温度を低くし、ＮＯｘを低減させるためには、エンジン１により昇温されるラジエータ５の冷却水の温度が高いので、冷却能力が大きなＥＧＲクーラ３が必要になる。このようにＥＧＲクーラ３が大型になると、コストが高くなると共に、特にエンジン周りは狭いスペースのため取付が困難であるという課題がある。
【０００７】
また、エンジン１の負荷に応じて、配管７を介して供給される冷却水の温度が変化し、これに伴いＥＧＲクーラ３の冷却性能が影響され、エンジン１に供給される排気ガスの温度にばらつきが生じ、エンジン性能に影響を与えると言う課題がある。またエンジン１の負荷に応じて変化するラジエータ５での冷却水の温度、ＥＧＲクーラ３の冷却性能に依存するエンジン１に供給される排気ガスの温度など、不安定な要素があるとエンジン１の制御系が複雑になるという課題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、ＥＧＲ冷却器を小型化し、コストの低減及び狭いスペースへの装着の容易化を図ると共に、エンジンに供給する排気ガスの温度制御を容易にし、かつ、ＮＯｘの低減及びＰＭの低減を確実にしたエンジン排気ガスのＮＯｘ低減装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、請求項１から把握される手段は、エンジン排気ガスの一部を取り出してＥＧＲクーラにて冷却し、冷却した排気ガスをエンジンに供給してエンジンの燃焼温度を低くし、エンジン排気ガスから排気されるＮＯｘを低減するようにした装置において、前記ＥＧＲクーラに供給する冷却水を冷却するためのＥＧＲ冷却水冷却装置を設け、該ＥＧＲ冷却水冷却装置で冷却した冷却水をＥＧＲクーラに供給し、排気ガスの一部を冷却することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の記載から把握される手段は、ＥＧＲ冷却水冷却装置がラジエータであること特徴とする請求項１に記載のエンジン排気ガスのＮＯｘ低減装置。
【００１１】
請求項３の記載から把握される手段は、ＥＧＲ冷却水冷却装置に冷却水サブタンクを付設したことを特徴とする。
【００１２】
次に、各請求項の記載から把握される手段によって、課題がどのように解決されるかについて説明する。先ず、請求項１の記載から把握される手段において、ＥＧＲクーラに供給する冷却水を冷却するためのＥＧＲ冷却水冷却装置を設け、このＥＧＲ冷却水冷却装置で冷却した冷却水をＥＧＲクーラに供給し、排気ガスの一部を冷却するようにしたので、ＥＧＲクーラに供給する冷却水の温度は、エンジンの負荷や輻射熱には影響されず所定温度の冷却水をＥＧＲクーラに供給することができ、エンジンに供給する排気ガス温度の制御を容易にすることができる。またＥＧＲ冷却水冷却装置は、ＥＧＲクーラに対して配管で接続すればよいから、任意の位置に配設することができる。
【００１３】
次に、請求項２の記載から把握される手段において、ＥＧＲ冷却水冷却装置をラジエータにすることにより、車両の走行風を利用して冷却水を冷却することができると共に、ＥＧＲクーラに供給する冷却水の温度は、エンジンの負荷や輻射熱には影響されず所定温度の冷却水をＥＧＲクーラに供給することができ、エンジンに供給する排気ガス温度の制御を容易にすることができる。またエンジンを冷却するラジエータとは別にＥＧＲクーラに供給する冷却水冷却用のラジエータを設けているので、ＥＧＲクーラに対して配管で接続すればよく、任意の位置に配設することができる。
【００１４】
次に、請求項３の記載から把握される手段において、冷却水サブタンクを設けたので、ＥＧＲクーラとの間の高さ方向の位置関係でＥＧＲ冷却水冷却装置又はラジエータの配設位置の自由度を高めることができると共に、冷却水の保有水量を多くし、ＥＧＲ冷却水冷却装置またはラジエータの負荷を軽減して小型化することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。先ず、請求項１の記載から把握される本発明の実施の形態は、図１において、エンジン１の排気ガスの一部を取り出してＥＧＲクーラ３にて冷却し、冷却した排気ガスをエンジン１に供給してエンジン１の燃焼温度を低くし、エンジン排気ガスから排気されるＮＯｘを低減するようにした装置であって、ＥＧＲクーラ３に供給する冷却水を冷却するためのＥＧＲ冷却水冷却装置９を設け、このＥＧＲ冷却水冷却装置９で冷却した冷却水をＥＧＲクーラ３に供給し、排気ガスの一部を冷却する。
【００１６】
請求項２の記載から把握される本発明の実施の形態は、図１において、ＥＧＲ冷却水冷却装置９にラジエータを使用する。
【００１７】
請求項３の記載から把握される本発明の実施の形態は、図１において、ＥＧＲ冷却水冷却装置(ラジエータ)９に冷却水サブタンク１０を付設する。
【０００３８】
【実施例】
以下本発明の一実施例を図１を用いて説明する。エンジン１で燃焼した排気ガスは、マフラー型のＰＭ・ＮＯｘ低減装置２を介して大気に放出している。そして排気ガスの一部を取り出して、ＥＧＲクーラ３で冷却し、ＥＧＲ４を介して冷却した排気ガスの一部をエンジン１に供給し、エンジン１内での燃焼温度を低くして、ＮＯｘの発生を抑制するようにしている。そしてＥＧＲクーラ３を冷却する冷却水は、ＥＧＲ冷却水冷却装置９で冷却し、冷却水循環ポンプ１１を介して、ＥＧＲクーラ３に供給するようにしている。またＥＧＲ冷却水冷却装置９には、冷却水サブタンク１０が付設されている。
【００１９】
本実施例の場合、ディーゼルエンジンから排気されるガス中に含まれているＰＭを燃焼させるために、例えば酸化触媒を用いたマフラー型ＰＭ・ＮＯｘ低減装置２を設け、ＰＭとＮＯｘの両方を同時に低減するようにしている。
【００２０】
次に、本実施例の作用について説明する。図１において、ＥＧＲクーラ３に供給する冷却水を冷却するためのＥＧＲ冷却水冷却装置９をエンジン１を冷却するラジエータ５とは別に設けているので、エンジン１の輻射熱に影響されないエンジン１から離れた位置に設置することができる。従って、ＥＧＲ冷却水冷却装置９は、エンジン１の輻射熱によって昇温されることはなく、冷却効率を高めることができ、ＥＧＲ冷却水冷却装置９を小型化することができる。そして、ＥＧＲ冷却水冷却装置９は、ＥＧＲクーラ３に対して配管で接続すればよいから、任意の位置に配設することができる。
【００２１】
また、このＥＧＲ冷却水冷却装置９で冷却した冷却水をＥＧＲクーラ３に供給し、排気ガスの一部を冷却するようにしたので、ＥＧＲクーラ３に供給する冷却水の温度は、エンジンの負荷や輻射熱には影響されず所定温度の冷却水をＥＧＲクーラ３に供給することができて不安定要素を無くし、エンジン１に供給する排気ガス温度の制御を容易にすることができる。また冷却水循環ポンプ１１によって、冷却水を強制循環させることにより、ＥＧＲクーラ３での熱交換効率を高めることができ、ＥＧＲクーラ３を小型化することができると共に、冷却水循環ポンプ１１を制御して、循環する冷却水量を調整し、ＥＧＲクーラ３で冷却する排気ガス温度制御を容易に行うことができ、エンジン１の性能、ＰＭ及びＮＯｘの低減を確実に行うことができる。
【００２２】
また、ＥＧＲ冷却水冷却装置９をラジエータにすることにより、特別な冷却ファンを設けることなく、車両の走行風を利用して冷却水を冷却することができ、特別な冷却ファン等を不要となし、コストを低減することができる。そして同様にラジエータ９にした場合でも、エンジン１の輻射熱に影響されないエンジン１から離れた位置に設置することができ、ラジエータ９は、エンジン１の輻射熱によって昇温されることはなく、冷却効率を高めることができ、ラジエータ９を小型化することができる。そして、このようにラジエータ９を小型化でき、かつ、ラジエータ９は、ＥＧＲクーラ３に対して配管で接続すればよいので、任意の位置に配設することができる。
【００２３】
また、このラジエータ９で冷却した冷却水をＥＧＲクーラ３に供給し、排気ガスの一部を冷却するようにしたので、ＥＧＲクーラ３に供給する冷却水の温度は、エンジンの負荷や輻射熱には影響されず所定温度の冷却水をＥＧＲクーラ３に供給することができ、不安定な要素をなくしてエンジン１に供給する排気ガス温度の制御を容易にすることができる。また同様に冷却水循環ポンプ１１によって、冷却水を強制循環させることにより、ＥＧＲクーラ３での熱交換効率を高めることができ、ＥＧＲクーラ３を小型化することができると共に、冷却水循環ポンプ１１を制御して、循環する冷却水量を調整し、ＥＧＲクーラ３で冷却する排気ガス温度制御を容易に行うことができ、エンジン１の性能、ＰＭ及びＮＯｘの低減を確実に行うことができる。
【００２４】
また、ＥＧＲクーラ３とＥＧＲ冷却水冷却装置（ラジエータ）９との間の高さ方向の位置関係において、ＥＧＲ冷却水冷却装置（ラジエータ）９の方が高い位置になった場合には、ＥＧＲ冷却水冷却装置（ラジエータ）９が空になるという事態が生じる。また逆にＥＧＲ冷却水冷却装置（ラジエータ）９がＥＧＲクーラ３よりも低い位置になったときに、ＥＧＲ冷却水冷却装置（ラジエータ）９内の冷却水がオーバーフローしてしまう事態が生じる。この状態は、車両が坂道を登ったり下ったりすることにより生じる。いずれの場合も、ＥＧＲ冷却水冷却装置（ラジエータ）９内の冷却水の量が不足し、ＥＧＲクーラ３の熱交換効率が不安定になり、エンジン１の制御が困難になって、エンジン１の性能、ＰＭやＮＯｘの低減に影響することになり、好ましくない。
【００２５】
そこで、この事態を解消するために、冷却水サブタンク１０を設ける。即ち、冷却水サブタンク１０を設けることにより、ＥＧＲ冷却水冷却装置(ラジエータ)９内の冷却水量を一定に保つことができる。これにより、ＥＧＲクーラ３の熱交換効率を安定化させ、エンジン１の制御を容易にして、エンジン１の性能、ＰＭやＮＯｘの低減を確実にすると共に、ＥＧＲ冷却水冷却装置（ラジエータ）９の保有襟脚水量が冷却水サブタンク１０にて保証されるので、ＥＧＲクーラとの間の高さ方向の位置関係でＥＧＲ冷却水冷却装置（ラジエータ）９の配設位置の自由度を高めることができ、狭いスペースへのＥＧＲ冷却水冷却装置(ラジエータ)９の配設を容易にすることができる。また冷却水サブタンク１０とＥＧＲ冷却水冷却装置（ラジエータ）９との接続は配管によって行うので、冷却水サブタンク１０を適切な任意の位置に配設することができる。
【００２６】
更に、冷却水サブタンク１０を設けることにより、冷却水の保有水量を多くし、冷却水の温度上昇を緩慢にして、ＥＧＲ冷却水冷却装置（ラジエータ）９の負荷を軽減して小型化することができる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項1の記載に基づいて,発明の詳細な説明から把握される本発明によれば、ＥＧＲクーラに供給する冷却水を冷却するためのＥＧＲ冷却水冷却装置を設け、このＥＧＲ冷却水冷却装置で冷却した冷却水をＥＧＲクーラに供給し、排気ガスの一部を冷却するようにし、ＥＧＲクーラに供給する冷却水の温度は、エンジンの負荷や輻射熱には影響されず所定温度の冷却水をＥＧＲクーラに供給することができるので、エンジンに供給する排気ガス温度の制御を容易にし、ＮＯｘの低減しいてはＰＭの低減を確実にすることができると共に、ＥＧＲクーラ及びＥＧＲ冷却水冷却装置を小型化しコストを低減することができる。
【００２８】
また、ＥＧＲ冷却水冷却装置は、ＥＧＲクーラに対して配管で接続すればよく、任意の位置に配設することができるので、ＥＧＲクーラ及びＥＧＲ冷却水冷却装置の狭いスペースへの装着の容易化を図ることができる。
【００２９】
次に、請求項２の記載に基づいて、発明の詳細な説明から把握される本発明によれば、ＥＧＲ冷却水冷却装置をラジエータにし、車両の走行風を利用して冷却水を冷却することができるので、冷却ファン等の装置が不要になり、コストを低減できると共に、狭いスペースへの設置を容易にすることができる。そして冷却水冷却装置と同様に、エンジンに供給する排気ガス温度の制御を容易にし、ＮＯｘの低減しいてはＰＭの低減を確実にすることができると共に、ＥＧＲクーラ及びラジエータを小型化しコスト低減することができる。
【００３０】
また、ラジエータは、ＥＧＲクーラに対して配管で接続すればよく、任意の位置に配設することができるので、ＥＧＲクーラ及びラジエータの狭いスペースへの装着の容易化を図ることができる。
【００３１】
次に、請求項３の記載に基づいて、発明の詳細な説明から把握される本発明によれば、冷却水サブタンクを設け、ＥＧＲクーラとの間の高さ方向の位置関係でＥＧＲ冷却水冷却装置又はラジエータの配設位置の自由度を高めることができるので、狭いスペースへの配設を容易にすることができると共に、冷却水の保有水量を多くし、ＥＧＲクーラの熱効率を安定にし、エンジンの制御を容易にし、ＰＭやＮＯｘの低減を確実にすることができる。そして冷却水量を保証することにより、ＥＧＲ冷却水冷却装置またはラジエータの負荷を軽減して小型化することができるので、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるエンジン排気ガスのＮＯｘ低減装置のシステム図である。
【図２】従来のエンジン排気ガスのＮＯｘ低減装置のシステム図である。
【符号の説明】
１…エンジン
２…マフラー型ＰＭ・ＮＯｘ低減装置
３…ＥＧＲクーラ
４…ＥＧＲ
５…ラジエータ
６…循環ポンプ
７…配管
８…配管
９…ＥＧＲ冷却水冷却装置
１０…冷却水サブタンク
１１…冷却水循環ポンプ
【図１】
2004204828.tif 000003
【図２】
2004204828.tif 000004