(57)【要約】【課題】ＥＧＲクーラの車両への搭載姿勢に制約を与えることなく冷却水の澱みの形成を防止する。【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、シェル１の両端部に備えてチューブ３の両端が貫通固定されるコアプレート２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の内部に排気ガス１０を通して排気ガス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の軸線方向一端近傍に環状の冷却水供給チャンバ１１を外嵌装着すると共に、冷却水供給チャンバ１１の円周方向の適宜位置に冷却水入口管４を接続し、冷却水供給チャンバ１１内のシェル１に、冷却水供給チャンバ１１の内部とシェル１の内部とを連通する環状スリットによる連通孔１２を設ける。【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、シェルの両端部に備えて前記チューブの両端が貫通固定されるコアプレートとを備え、前記シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブの内部に排気ガスを通し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、前記シェルの軸線方向一端近傍に環状の冷却水供給チャンバを外嵌装着すると共に、該冷却水供給チャンバの円周方向の適宜位置に冷却水入口管を接続し、前記冷却水供給チャンバ内のシェルに、冷却水供給チャンバの内部とシェルの内部とを連通する環状スリットによる連通口を形成したことを特徴とするＥＧＲクーラ。
【請求項２】
前記連通口を、前記冷却水入口管の接続箇所から周方向に離れるにつれてスリット幅が減少するようにしたテーパ状連通口とし、冷却水入口管から冷却水供給チャンバの内部に供給された冷却水が周方向で略均等にシェル内部に導入されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲクーラ。
【請求項３】
前記連通口を、冷却水供給チャンバ内においてシェルの軸線方向に片寄った位置に設け、冷却水入口管から冷却水供給チャンバの内部に供給された冷却水がシェルの張り出し部に衝突した後連通口からシェル内部に導入されるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のＥＧＲクーラ。
【請求項４】
前記冷却水供給チャンバの脚板を、シェルとコアプレートに夫々固定し、前記連通口を、冷却水供給チャンバのコアプレート側脚板の内面とシェルの端面との間に形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のＥＧＲクーラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
図７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の軸線方向両端には、シェル１の端面を閉塞するようコアプレート２，２が固着されていて、該各コアプレート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の内部を軸線方向に延びている。
【０００４】
そして、シェル１の一方の端部近傍には冷却水入口管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、各コアプレート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が前記各コアプレート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】
斯かる従来のＥＧＲクーラにおいては、冷却水入口管４からシェル１の内部に流入した後、冷却水出口管５に対し最短距離で斜めに向かう流れが形成され易く、単に冷却水入口管４と冷却水出口管５を設けるだけでは、シェル１内における冷却水入口管４に対峙する側の隅部近傍に冷却水９の澱みが形成されてしまうため、冷却水入口管４に対し直径方向に対峙する位置にバイパス出口管５ａを設け、バイパス出口管５ａから冷却水９の一部を抜き出すことにより前記冷却水９の澱みを防ぎ、澱みにより熱交換効率が低下してチューブ３が局部的に熱変形を起こす虞れを未然に回避している。
【０００７】
尚、同様のＥＧＲクーラに関連する先行技術文献情報としては、本発明と同じ出願人により下記の特許文献１，２が既に先行出願されている。
【特許文献１】特開２００２−３２７６５４号公報
【特許文献２】特開２０００−４５８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来におけるバイパス出口管５ａは、シェル１内に混入した空気を排出するための空気抜き口を兼ねていたため、冷却水入口管４が下でバイパス出口管５ａが上になるように両者を鉛直方向に対向配置しなければならず、ＥＧＲクーラの車両への搭載姿勢が制約を受けるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述の実情に鑑みて成されたもので、ＥＧＲクーラの車両への搭載姿勢に制約を与えることなく冷却水の澱みの問題を防止し、且つこの問題の防止を簡単な構成で達成することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、シェルの両端部に備えて前記チューブの両端が貫通固定されるコアプレートとを備え、前記シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブの内部に排気ガスを通し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、前記シェルの軸線方向一端近傍に環状の冷却水供給チャンバを外嵌装着すると共に、該冷却水供給チャンバの円周方向の適宜位置に冷却水入口管を接続し、前記冷却水供給チャンバ内のシェルに、冷却水供給チャンバの内部とシェルの内部とを連通する環状スリットによる連通口を形成したことを特徴とするＥＧＲクーラ、に係るものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記連通口を、前記冷却水入口管の接続箇所から周方向に離れるにつれてスリット幅が減少するようにしたテーパ状連通口とし、冷却水入口管から冷却水供給チャンバの内部に供給された冷却水が周方向で略均等にシェル内部に導入されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲクーラ、に係るものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記連通口を、冷却水供給チャンバ内においてシェルの軸線方向に片寄った位置に設け、冷却水入口管から冷却水供給チャンバの内部に供給された冷却水がシェルの張り出し部に衝突した後連通口からシェル内部に導入されるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のＥＧＲクーラ、に係るものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記冷却水供給チャンバの脚板を、シェルとコアプレートに夫々固定し、前記連通口を、冷却水供給チャンバのコアプレート側脚板の内面とシェルの端面との間に形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のＥＧＲクーラ、に係るものである。
【００１４】
而して、上記した構成では、冷却水入口管から冷却水供給チャンバに導入された冷却水は、冷却水供給チャンバの内部を周方向に流れて環状スリットによる連通口からシェル内部に分散導入されるため、シェル内部で冷却水が澱む問題は防止される。
【００１５】
又、冷却水入口管の接続箇所から周方向に離れるにつれてスリット幅が減少したテーパ状連通口によれば、冷却水入口管から冷却水供給チャンバの内部に供給された冷却水は周方向で略均等にシェル内部に導入されるようになる。
【００１６】
冷却水供給チャンバ内でシェルの軸線方向に片寄った位置に設けた連通口によれば、冷却水入口管から冷却水供給チャンバに供給された冷却水はシェルに衝突することによりシェル外面に沿って周方向に流れ易くなる。
【発明の効果】
【００１７】
上記した本発明のＥＧＲクーラによれば、環状スリットによる連通口を設けたので、冷却水供給チャンバの内部に導入された冷却水を周方向からシェル内部に分散導入することができ、よってシェルの内部に澱みが形成される問題を防止することができるので、排気ガスと冷却水との熱交換効率を大幅に向上し且つチューブの局所的な高温化による熱変形を確実に防止することができる。更に、環状スリットによる連通口の最上位の部分が、シェル内から空気を排出するための空気抜きの役割を果たすことになるので、ＥＧＲクーラの姿勢をシェルの軸線回りに回転させて冷却水入口管の向きを自由に変更することができ、ＥＧＲクーラの車両への搭載姿勢に関する制約を従来より大幅に緩和することができる。
【００１８】
又、環状スリットによる連通口を、冷却水入口管の接続箇所から周方向に離れるにつれてスリット幅が減少するテーパ状連通口としたことにより、冷却水入口管から冷却水供給チャンバの内部に供給された冷却水は周方向で略均等にシェル内部に導入されるようになり、よって排気ガスと冷却水との熱交換効率が更に向上し且つチューブの局所的な高温化による熱変形を更に確実に防止できる。
【００１９】
環状スリットの連通口を、冷却水供給チャンバの内部においてシェルの軸線方向に片寄らせて設けたことにより、冷却水入口管から冷却水供給チャンバの内部に供給された冷却水はシェルの張り出し部に衝突してその外周面に沿って周方向に流れるようになるので、連通口からシェル内部に導入される冷却水が更に周方向で均等になる。
【００２０】
更に、前記環状スリットによる連通口はシェルを切断することで形成できるので、ＥＧＲクーラの製造が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２２】
図１〜図３は本発明の実施する形態の一例を示すもので、図１はＥＧＲクーラの断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視の断面図、図３は図１のＩＩＩ部分の拡大断面図であり、図中図７と同一部分については同一符号を付してある。
【００２３】
図１〜図３に示す如く、本形態例のＥＧＲクーラにおいては、シェル１の軸線方向一端近傍（図１における左端近傍）に環状の冷却水供給チャンバ１１を外嵌装着すると共に、該冷却水供給チャンバ１１の円周方向の適宜位置（図示では最下部）に冷却水入口管４を接続している。
【００２４】
前記冷却水供給チャンバ１１内のシェル１に、冷却水供給チャンバ１１の内部とシェル１内部とを連通する環状スリットによる連通口１２を形成する。
【００２５】
尚、図１に示した例では、シェル１の軸心方向他端近傍（図１における右端近傍）にも環状の冷却水排出チャンバ１４を外嵌装着すると共に、該冷却水排出チャンバ１４の円周方向の適宜位置（図示では最上部）に冷却水出口管５を接続しており、前記冷却水排出チャンバ１４内のシェル１に、冷却水排出チャンバ１４の内部とシェル１内部とを連通する環状スリットによる連通口１５を形成しているが、従来と同様に冷却水供給チャンバ１１を設けることなく冷却水出口管５だけを配設してもよい。即ち、冷却水９の排出側においては、既に主たる熱交換が終了して排気ガス１０と冷却水９との温度差が小さくなっており、冷却水９の澱みに起因したチューブ３の局所的な高温化の心配がないため、冷却水９の澱みの形成がそれほど問題視されないからである。しかし、冷却水出口管５の向きに関係なくシェル１内部の空気を排出させるためには冷却水出口管５にも冷却水排出チャンバ１４を設けてシェル１に環状スリットによる連通口１５を設けることが好ましい。
【００２６】
図３に示す冷却水供給チャンバ１１は、左右の脚板１６，１７と外周板１８とにより内側が開口した断面略コ字状の環状を形成しており、前記外周板１８の所要位置に冷却水入口管４が取り付けられている。この構成において、コアプレート２に固定されたシェル１の端部近傍を所要の間隔Ｓで切断することにより短シェル１９を形成し、この短シェル１９をコアプレート２に固定することにより、前記短シェル１９とシェル１の端面１ａとの間に、間隔Ｓのスリット幅による環状の連通口１２を形成している。そして、前記短シェル１９の外周面とシェル１の外周面に冷却水供給チャンバ１１の脚板１６，１７を嵌合固定している。
【００２７】
このとき、短シェル１９の連通口１２側端面と冷却水供給チャンバ１１のコアプレート２側の脚板１６の内面１６ａとが同一位置になるように、前記連通口１２を冷却水供給チャンバ１１内においてシェル１の軸線方向に片寄らせて設けており、これによって冷却水供給チャンバ１１の内部にはシェル１の端面１ａが突出した張り出し部１３が形成されている。
【００２８】
図４は前記図３の形態の他の例を示すもので、前記した短シェル１９を備えることなく、冷却水供給チャンバ１１の一方の脚板１６を直接コアプレート２に固定し、他方の脚板１７はシェル１の外周面に固定するようにしており、従って一方の脚板１６は他方の脚板１７に対して長さが長くなっていて、一方の脚板１６の内面と前記シェル１の内面とが一致している。そして、前記環状スリットによる連通口１２は、冷却水供給チャンバ１１のコアプレート２側の内面１６ａとシェル１の張り出し部１３の端面１ａとの間に形成されている。
【００２９】
図１〜図４に示した構成によれば、冷却水入口管４から冷却水供給チャンバ１１の内部に供給された冷却水９は、冷却水供給チャンバ１１内を周方向に流れて環状スリットによる連通口１２からシェル１内部に分散導入されるようになるので、シェル１の内部に澱みが生じることを防止できる。従って、排気ガス１０と冷却水９との熱交換効率が大幅に向上し且つチューブ３の局所的な高温化による熱変形が確実に防止される。
【００３０】
又、冷却水入口管４が下向きになるような姿勢でＥＧＲクーラを車両に搭載しなくても、シェル１に設けた環状スリットによる連通口１２の最上位の部分が、シェル１内の空気を排出するための空気抜きの役割を果たすことになるので、ＥＧＲクーラの姿勢をシェル１の軸心回りに回転させて冷却水入口管４の向きを自由に変更することが可能となる。
【００３１】
更に、前記環状スリットによる連通口１２を冷却水供給チャンバ１１内においてコアプレート２側に片寄って配置し、冷却水供給チャンバ１１内にシェル１の張り出し部１３を形成したので、冷却水入口管４から冷却水供給チャンバ１１の内部に供給された冷却水９はシェル１の張り出し部１３に衝突した後、該張り出し部１３の外面に沿って周方向に流れるようになるので、冷却水９は周方向に分散されて環状スリットによる連通口１２からシェル１内部に導入されるようになる。
【００３２】
又、前記連通口１２を冷却水供給チャンバ１１内においてコアプレート２側に片寄って設けることにより、冷却水９は連通口１２からコアプレート２に近いチューブ３の端部近傍に供給されることになり、よってチューブ３の熱交換効率が高められる。
【００３３】
図５及び図６は、前記図３及び図４に示した環状スリットによる連通口１２の他の形態を示したものであり、図５及び図６では、前記冷却水入口管４が接続された箇所から周方向に離れるにつれて間隔Ｓ（スリット幅）が間隔Ｓ’の如く減少するテーパ状連通口１２を形成している。図５、図６ではシェル１の張り出し部１３の端面を傾斜面１ｂとすることによってテーパ状連通口１２’を形成している。従って、この場合にはシェル１の端部が傾斜面１ｂになるように切断することでテーパ状連通口１２’を形成できる。
【００３４】
上記図５、図６に示した如く、冷却水入口管４の接続箇所から周方向に離れるにつれてスリット幅が減少したテーパ状連通口１２’を形成すると、冷却水入口管４から冷却水供給チャンバ１１の内部に供給された冷却水９は、周方向で略均等に分散されてシェル１内部に導入されるようになり、従って排気ガス１０と冷却水９との熱交換効率が更に向上し、且つチューブ３の局所的な高温化による熱変形が更に確実に防止されるようになる。
【００３５】
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、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。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施する形態の一例を示すもので、ＥＧＲクーラの断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視の断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ部分の拡大断面図である。
【図４】図３の形態の他の例を示す断面図である。
【図５】図３の構成での連通口をテーパ状連通口とした形態を示す断面図である。
【図６】図４の構成での連通口をテーパ状連通口とした形態を示す断面図である。
【図７】従来のＥＧＲクーラの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  シェル
１ａ        端面
２  コアプレート
３  チューブ
４  冷却水入口管
９  冷却水
１０  排気ガス
１１  冷却水供給チャンバ
１２  連通口
１２’  テーパ状連通口
１３  張り出し部
１４  冷却水排出チャンバ
１５  連通口
１６ａ        内面
Ｓ    間隔（スリット幅）
Ｓ’  間隔（スリット幅）
【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】
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