(57)【要約】  本発明のＥＧＲ装置のためのベンチュリ流量計は、収束する入口部、スロート部及び発散する出口部を具備する内側空間を定める内壁、及び、前記内壁を取り囲むとともに前記内壁に取付けられた外壁であり、前記内壁に対し間隔を開けて配置されて前記内壁と前記外壁との間に断熱空間をもたらす外壁、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＧＲ装置のためのベンチュリ流量計であって、
収束する入口部、スロート部及び発散する出口部を具備する内側空間を定める内壁、及び、
前記内壁を取り囲むとともに前記内壁に取付けられた外壁であり、前記内壁に対し間隔を開けて配置されて前記内壁と前記外壁との間に断熱空間をもたらす外壁、を備えるベンチュリ流量計。
【請求項２】
前記内壁及び前記外壁がシールされるとともに、前記断熱空間が排気されている、請求項１に記載のベンチュリ流量計。
【請求項３】
前記内壁及び前記外壁がシールされるとともに、前記断熱空間が空気を含んでいる、請求項１に記載のベンチュリ流量計。
【請求項４】
前記入口部において前記内側空間と流体的に連通する第１圧力検知ポート、及び前記スロート部と流体的に連通する第２圧力検知ポートを備える、請求項１に記載のベンチュリ流量計。
【請求項５】
内燃エンジンの排気装置であって、
エンジンの排気マニホールドに接続可能な排気ガス管路、
前記排気ガス管路に接続される排気ガス再循環管路、
前記排気ガス再循環管路を通る排気ガスの流れを制御する、前記排気ガス再循環管路上の弁、及び
前記排気ガス再循環管路に接続されたベンチュリ流量計であって、収束する入口部、スロート部及び発散する出口部を具備する内部空間を定める内壁と、前記内壁を取り囲むとともに前記内壁に取付けられた外壁であり前記内壁に対し間隔を開けて配置されて前記内壁と前記外壁との間に断熱空間をもたらす外壁と、を含むベンチュリ流量計、を備える内燃エンジンの排気装置。
【請求項６】
前記ベンチュリ流量計は、前記入口部において前記内部空間と流体的に連通するとともに前記スロート部において前記内部空間と流体的に連通するように取り付けられた圧力検出手段を含んでいる、請求項５に記載の内燃エンジンの排気装置。
【請求項７】
前記弁の開閉を制御するべく前記弁に作動的に接続されるとともに、前記圧力検出手段からの圧力信号を受け入れるように接続された制御装置を更に備え、前記制御装置は、前記ベンチュリ流量計を通る排気ガスの質量流量を前記圧力信号から計算するとともに、それに応答して前記弁を操作するように構成されている、請求項６に記載の内燃エンジンの排気装置。
【請求項８】
前記断熱空間が排気されている、請求項５に記載の内燃エンジンの排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジンの排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置、より詳しくは、ＥＧＲ装置の真空断熱されたベンチュリ計量装置を対象としている。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンにおいて、ＥＧＲシステムは、窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成を低減する方法としてエンジンの吸気系にエンジンの排気ガスを再循環させる。吸気に排気ガスを加えると、吸気の酸素含有量が減少する。このことは、より低い燃焼温度に結びつき、かつＮＯｘの生成に温度感受性があることから、ＮＯｘ生成の低減に結びつく。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
いくつかのシステムは、冷却したＥＧＲ、すなわち熱交換器を通過した排気ガスを使用する。冷却したＥＧＲガスの温度は露点に近づくことになり得る。更なる冷却、例えば冷却要素との接触により、著しい量の凝縮水が生じることがある。ＥＧＲの凝縮水は、ＥＧＲの構成要素に付着し得る煤及び他の望ましくない成分を含んでいる。付着を受けやすい一つのそのような構成要素は、ＥＧＲガスの計量に使用するベンチュリ装置である。
【０００４】
ベンチュリにおけるＥＧＲ凝縮水の問題の従来の解決策には、ベンチュリ壁の温度を維持する熱源としてエンジン冷却液を供給するシステムが含まれるが、それは費用及び複雑さを追加する。他の解決策にはベンチュリの周りをガラス繊維の断熱材で覆うことが含まれるが、それは摩耗及び断裂しやすく、かつ追加の組立段階を必要とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ＥＧＲベンチュリ計を断熱する装置をもたらす。本発明によると、ベンチュリ計は、ベンチュリ本体を囲んで断熱をもたらす真空空間を含む。
【０００６】
本発明によるベンチュリ計は、入口端部、スロート部及び出口端部を定める内壁を具備したベンチュリ本体を含む。外壁は、内壁を囲むとともに内壁に対し間隔を開けて配置されて、外壁と内壁との間に断熱空間をもたらす。外壁及び内壁は組み合わされてシールを形成し、断熱空間に空気が入りあるいは断熱空間から空気が出ることを防止する。
【０００７】
好ましい実施形態によると、断熱空間は排気されて、内壁を囲む真空断熱空間をもたらす。
【０００８】
代わりの実施形態によると、断熱空間には、空気あるいは低い熱伝導率のガスを封じ込める。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明は、添付の図面を参照してより良く理解される。
【図１】排気ガス再循環装置を含む内燃エンジン及び排気装置の概略図である。
【図２】本発明によるベンチュリ流量計の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、内燃エンジン１０の単純化した概略図を示している。エンジンの排気ガスは、排気マニホールド１２を通って排気ガス管路１４に導かれる。排気ガスの一部は、排気ガス再循環（ＥＧＲ）管路１６を通ってエンジンの吸気系に再循環するが、それについては以下において更に説明する。排気ガスの残りの部分は、ターボチャージャ２０の排気タービン２２に導かれる。排気タービン２２を通って流れる排気ガスは、タービンホイール（図示せず）と軸２４を駆動し、それがターボチャージャ２０のコンプレッサ２６を駆動する。タービンからは、排気ガスが、典型的にはいくつかの後処理システム（図示せず）を通過した後に、パイプ２８を通って周囲に放出される。コンプレッサ２６は、吸気管３０を介して周囲の空気を吸い込み、周囲の空気を圧縮してチャージエアを作り出す。そのチャージエアは管路３２を通ってインタークーラ３４に導かれる。冷却されたチャージエアは管路３６を通ってミキサー４０に導かれ、そこにおいては冷却されたチャージエアが再循環排気ガスと混ざる。次に、その混合物はエンジンのインテークマニホルド４２に導かれる。
【００１１】
管路１６内の再循環排気ガスは、ＥＧＲバルブ５２からＥＧＲクーラ５０に移動する。ＥＧＲバルブ５２は制御装置５４によって操作され、エンジン要求及びＮＯｘ制御要件にしたがい、エンジン空気取入口に再循環させる排気ガスの量を制御する。ＥＧＲバルブ５２からの排気ガスは、エンジン空気取入口に流れる排気ガスの量を計量するベンチュリ計量装置６０を通って流れる。制御装置５４が接続されて、ベンチュリ計量装置の入口部６２及びスロート部６４にあるポート（図２を参照）と相互に連通するように取り付けられた差圧センサからの圧力信号を受け入れる。これに代えて、別個の圧力センサをベンチュリの各ポートに設けることができる。入口部６２とスロート部６４との間の差圧は、ベンチュリ計量装置６０を通る質量流量を計算するべく制御装置５４によって使用される。制御装置５４は、ＥＧＲバルブ５２の制御に質量流量の計算値を使用するように構成されている。
【００１２】
排気ガスは、ベンチュリ計量装置６０からミキサー４０に流れ、エンジンのインテークマニホルド４２のためのチャージエアと混ざる。
【００１３】
ＥＧＲガスは、水蒸気、煤及び他の汚染物質を含んでいる。冷却されたＥＧＲの問題は、露点の近くに至ったガス温度から生じる。更なる冷却は、ＥＧＲシステムにおける凝縮及び水と固体汚染物質の堆積に帰着し得る。このことは、凝縮水が圧力センサポートに付着した場合に、ベンチュリ計量装置にとって問題となり得る。
【００１４】
図２に目を向けると、本発明によるベンチュリ計量装置７０が縦断面図で示されている。このベンチュリ計量装置７０は内部空間７４を定める内壁７２を含んでおり、その内部空間７４は、円筒状の入口を具備する入口部７６と、内部空間７４のうち最も狭い部分にあるスロート部７８へと（矢印Ａで示される）流れ方向に収束する截頭円錐形の遷移部分とを有している。次いで、截頭円錐形の出口部８０において内壁７２が発散することにより、内部空間７４は幅広になる。
【００１５】
第１ポート８２は、内壁７２の入口部７２に設けられている。第２ポート８４は、内壁７２のスロート部７８に設けられている。第１ポート８２及び第２ポート８４は内部空間７４と流体的に連通するように形成された通路であり、一つの圧力センサあるいは複数の圧力センサ（図示せず）と通信するためのアクセスをもたらしている。
【００１６】
外壁９０は、内壁７２を取り囲むとともに、内壁から外側に間隔を開けて配置されて内壁と外壁との間に断熱空間９２をもたらしている。図示の実施形態においては、ベンチュリ計量装置７０が円形断面を有しており、かつ外壁９０が内壁７２の半径方向外側に間隔を開けて配置されて内壁の周りに環状空間を定めている。外壁９０及び内壁７２は、入口端部９４と出口端部９６において、気密シールを形成するとともに間隔を開けた関係で内壁と外壁を支持するやり方で接続されている。内壁７２と外壁９０は、溶接あるいは他の好適な方法によって接続することができる。内壁７２と外壁９０を入口端部９４と出口端部９６で接続することは、入口端部９４から出口端部９６に延びる断熱空間９２をもたらしている。本発明の好ましい実施形態によると、断熱空間９２が排気されて真空断熱空間をもたらす。これに代えて、断熱空間９２は空気あるいは他のガスを含むことができる。
【００１７】
内壁７２と外壁９０は、例えばステンレス鋼といった金属から形成することができる。しかしながら、成形しかつ接続してシールを形成できる、ここに説明されるような任意の材料を使用することができる。
【００１８】
本発明を、限定するためにではなく例証となることを意味して説明してきた。本発明が添付の請求の範囲によって定められることは、当業者が理解するところである。
【符号の説明】
【００１９】
１０  内燃エンジン
１２  排気マニホールド
１４  排気ガス管路
１６  管路
２０  ターボチャージャ
２２  排気タービン
２４  軸
２６  コンプレッサ
２８  パイプ
３０  吸気管
３２  管路
３４  インタークーラ
３６  管路
４０  ミキサ
４２  インテークマニホルド
５０  ＥＧＲクーラ
５２  ＥＧＲバルブ
５４  制御装置
６０  ベンチュリ計量装置
６２  入口部
６４  スロート部
７０  ベンチュリ計量装置
７２  内壁
７４  内部空間
７６  入口部
７８  スロート部
８０  出口部
８２  第１ポート
８４  第２ポート
９０  外壁
９２  断熱空間
９４  入口端部
９６  出口端部
【図１】
2015524900.tif 000003
【図２】
2015524900.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月16日(2014.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却されたＥＧＲ装置内のベンチュリ流量計であって、
内燃エンジンの排気ガス管路に接続可能な排気ガス再循環管路、
前記排気ガス再循環管路に接続されるＥＧＲクーラ、及び
前記排気ガス再循環管路に接続されて前記ＥＧＲクーラから排気ガスを受け入れるベンチュリ流量計、を備え、前記ベンチュリ流量計が、
収束する入口部、スロート部及び発散する出口部を具備する内側空間を定める内壁と、
前記内壁を取り囲むとともに前記内壁に取付けられた外壁であり前記内壁に対し間隔を開けて配置されて前記内壁と前記外壁との間に断熱空間をもたらす外壁と、を有しているベンチュリ流量計。
【請求項２】
前記内壁及び前記外壁がシールされるとともに、前記断熱空間が排気されている、請求項１に記載のベンチュリ流量計。
【請求項３】
前記内壁及び前記外壁がシールされるとともに、前記断熱空間が空気を含んでいる、請求項１に記載のベンチュリ流量計。
【請求項４】
前記入口部において前記内側空間と流体的に連通する第１圧力検知ポート、及び前記スロート部と流体的に連通する第２圧力検知ポートを備える、請求項１に記載のベンチュリ流量計。
【請求項５】
内燃エンジンの排気装置であって、
エンジンの排気マニホールドに接続可能な排気ガス管路、
前記排気ガス管路に接続される排気ガス再循環管路、
前記排気ガス再循環管路を通る排気ガスの流れを制御する、前記排気ガス再循環管路上の弁、
前記排気ガス再循環管路に接続されて前記エンジンに再循環する排気ガスを冷却する排気ガス再循環冷却器、及び、
前記排気ガス再循環管路に接続されて前記排気ガス再循環冷却器から冷却された排気ガスを受け入れるベンチュリ流量計、を備え、前記ベンチュリ流量計が、収束する入口部、スロート部及び発散する出口部を具備する内側空間を定める内壁と、前記内壁を取り囲むとともに前記内壁に取付けられた外壁であり前記内壁に対し間隔を開けて配置されて前記内壁と前記外壁との間に断熱空間をもたらす外壁と、を有している内燃エンジンの排気ガス装置。
【請求項６】
前記ベンチュリ流量計は、前記入口部において前記内部空間と流体的に連通するとともに前記スロート部において前記内部空間と流体的に連通するように取り付けられた圧力検出手段を含んでいる、請求項５に記載の内燃エンジンの排気ガス装置。
【請求項７】
前記弁の開閉を制御するべく前記弁に作動的に接続されるとともに、前記圧力検出手段からの圧力信号を受け入れるように接続された制御装置を更に備え、前記制御装置は、前記ベンチュリ流量計を通る排気ガスの質量流量を前記圧力信号から計算するとともに、それに応答して前記弁を操作するように構成されている、請求項６に記載の内燃エンジンの排気ガス装置。
【請求項８】
前記断熱空間が排気されている、請求項５に記載の内燃エンジンの排気ガス装置。
【国際調査報告】
2015524900.tif 000005