(57)【要約】【課題】  内燃機関１からの排気経路２における排気ガスの一部を前記内燃機関への吸気経路３に還流するようにした排気ガス還流通路４中に，大気空気又は冷却水によって前記還流排気ガスを間接冷却するための伝熱管７ａの複数本にて構成した伝熱管群７を有するようにした冷却器５を設けて成る排気ガス還流装置において，前記冷却器における冷却性能を長期にわたって高い値に維持する。【解決手段】  前記伝熱管群における各伝熱管を，その一端が上方に位置し他端が下方に位置するように縦向き又は傾斜状に配設し，前記伝熱管群の下部に，当該伝熱管群における各伝熱管の全てが開口する折り返しヘッダー８を設ける一方，前記伝熱管群の上部に，前記排気経路からの排気ガスを当該伝熱管群における各伝熱管のうち一部の伝熱管内に導く入口ヘッダー９ａと，各伝熱管のうち残りの伝熱管からの排気ガスを吸気経路に送り出す出口ヘッダー９ｂとを設ける。【選択図】                        図１
2007056765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関からの排気経路における排気ガスの一部を前記内燃機関への吸気経路に還流するようにした排気ガス還流通路中に，大気空気又は冷却水によって前記還流排気ガスを間接冷却するための伝熱管の複数本にて構成した伝熱管群を有する冷却器を設けて成る排気ガス還流装置において，
前記冷却器の伝熱管群における各伝熱管を，その一端が上方に位置し他端が下方に位置するように縦向き又は傾斜状に配設し，前記伝熱管群の下部に，当該伝熱管群における各伝熱管の全てが開口する折り返しヘッダーを設ける一方，前記伝熱管群の上部に，前記排気経路からの排気ガスを当該伝熱管群における各伝熱管のうち一部の伝熱管内に導く入口ヘッダーと，各伝熱管のうち残りの伝熱管からの排気ガスを吸気経路に送り出す出口ヘッダーとを設けることを特徴とする内燃機関における排気ガス還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，内燃機関において，その排気ガスのクリーン化等を図る目的で，排気ガスの一部を吸気系に還流するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
先行技術としての特許文献１及び２は，内燃機関から排出される排気ガスの一部を，前記内燃機関への吸気に還流する場合において，前記吸気への還流排気ガスを，冷却水又は空気との間接熱交換によって冷却することを提案している。
【０００３】
このように，吸気への還流排気ガスを冷却することは，燃焼室内における燃焼温度をより低くすることができるから，排気ガスのクリーン化を更に向上できる。
【０００４】
この場合，前記両特許文献においては，吸気への還流排気ガスに対する冷却器を，横向きに延びるように水平又は略水平に配設した多数本の伝熱管内に，前記吸気への還流排気ガスを流す一方，この各伝熱管の外側に，冷却水又は大気空気等の冷却流体を流すことにより，前記各伝熱管内における排気ガスを間接的に冷却するという構成にしている。
【特許文献１】特開平７−２４３３５４号公報
【特許文献２】特開平１１−１３５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし，前記先行技術の冷却器においては，内部を吸気への還流排気ガスが流れる各伝熱管を，基本的に，横向きに延びるように水平又は略水平配置するという構成であることにより，以下に述べるような問題があった。
【０００６】
すなわち，内部を吸気への還流排気ガスが流れる各伝熱管における内底面には，排気ガス中に存在する煤等のような固形成分が堆積し，これが内燃機関の運転を停止するか，前記吸気への排気ガスの還流を停止した状態において前記各伝熱管の内面に結露する水分によって内底面に対して付着・凝結される一方，前記各伝熱管の内面に結露した水分に排気ガス中に固形成分が付着することを繰り返すから，前記冷却器における冷却性能が急速に低下するのであり，この問題，つまり，冷却器における冷却性能の急速な低下は，排気ガス中における固形成分が特に多いディーゼル機関において顕著であった。
【０００７】
本発明は，この問題を解消した排気ガス還流装置を提供することを技術的課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この技術的課題を達成するため本発明は，
「内燃機関からの排気経路における排気ガスの一部を前記内燃機関への吸気経路に還流するようにした排気ガス還流通路中に，大気空気又は冷却水によって前記還流排気ガスを間接冷却するための伝熱管の複数本にて構成した伝熱管群を有する冷却器を設けて成る排気ガス還流装置において，
前記冷却器の伝熱管群における各伝熱管を，その一端が上方に位置し他端が下方に位置するように縦向き又は傾斜状に配設し，前記伝熱管群の下部に，当該伝熱管群における各伝熱管の全てが開口する折り返しヘッダーを設ける一方，前記伝熱管群の上部に，前記排気経路からの排気ガスを当該伝熱管群における各伝熱管のうち一部の伝熱管内に導く入口ヘッダーと，各伝熱管のうち残りの伝熱管からの排気ガスを吸気経路に送り出す出口ヘッダーとを設ける。」
ことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
この構成において，内燃機関からの排気経路における排気ガスの一部は，冷却器の伝熱管群における各伝熱管のうち一部の伝熱管内に，入口ヘッダーから流入して，この一部の伝熱管内を下向きに流れ，次いで，折り返しヘッダー内において，下向きの流れから上向きの流れに方向変換したのち，前記各伝熱管のうち残りの伝熱管内に流入し，この残りの伝熱管内を上向きに流れたのち出口ヘッダーから出て，前記内燃機関への吸気経路に混合されるのであり，前記各伝熱管内を流れるときに，大気空気又は冷却水との間における間接熱交換にて冷却される。
【００１０】
この場合において，前記伝熱管群における各伝熱管は，その一端が上方に位置し他端が下方に位置するように縦向き又は傾斜状に配設されていることに加えて，下部における折り返しヘッダー内に開口していることにより，排気ガス中に存在する煤等のような固形成分は，前記各伝熱管内に堆積することなく，前記折り返しヘッダーの内底面に堆積する一方，内燃機関の運転を停止したとき，及び，吸気への排気ガスの還流を停止した状態において前記各伝熱管の内面に結露する水分も，前記折り返しヘッダーの内底面にたれ落ちることになる。
【００１１】
つまり，前記折り返しヘッダーの内底面には，排気ガス中の固形成分が付着・堆積するものの，各伝熱管の内面に対する固形成分の付着を確実に低減することができるから，前記冷却器における冷却性能を，長期にわたって高い値に確実に持続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下，本発明の実施の形態を，図１の図面について説明する。
【００１３】
この図において，符号１は，ディーゼル機関を示す，このディーゼル機関１からの排気ガス経路２と，前記ディーゼル機関１への吸気経路３との間は，前記排気ガス経路２における排気ガスの一部を前記吸気経路３に還流するようにした排気ガス還流通路４にて接続されている。
【００１４】
前記排気ガス還流通路４の途中には，図示しない排気ガス還流制御弁が設けられているほか，以下に述べるように構成した間接熱交換式の冷却器５が設けられている。
【００１５】
この冷却器５は，冷却水の入口６ａと出口６ｂとを有する缶胴６を備えて，この缶胴６内に，多数本の伝熱管７ａを束ねて成る伝熱管群７が設けられ，この伝熱管群７における各伝熱管７ａは，その一端が上方に位置し他端が下方に位置するように縦向きにして配設されている一方，前記缶胴６の下部には折り返しヘッダー８が固着され，この折り返しヘッダー８内に，前記伝熱管群７における各伝熱管７ａの全てが開口するように構成されている。
【００１６】
一方，前記缶胴６の上部には，蓋部材９が，複数本のボルト１０の締結等にて着脱自在に取付けられ，この蓋部材９には，前記排気ガス経路２からの排気ガスを，前記伝熱管群７における各伝熱管７ａのうち一部（本実施の形態においては半分）の伝熱管７ａ内に導入するようにした入口ヘッダー９ａと，前記伝熱管群７における各伝熱管７ａのうち残りの伝熱管７ａからの排気ガスを集めて前記吸気経路３に送り出すようにした出口ヘッダー９ｂとを設けている。
【００１７】
この構成において，ディーゼル機関１からの排気経路２における排気ガスの一部は，冷却器５の伝熱管群７における各伝熱管７ａのうち一部の伝熱管７ａ内に，入口ヘッダー９ａから流入して，この一部の伝熱管７ａ内を下向きに流れ，次いで，折り返しヘッダー８内において，下向きの流れから上向きの流れに方向変換したのち，前記伝熱管群７における各伝熱管７ａのうち残りの伝熱管７ａ内に流入し，この残りの伝熱管７ａ内を上向きに流れたのち出口ヘッダー９ｂから出て，前記ディーゼル機関１への吸気経路３に混合されるのであり，前記伝熱管群７における各伝熱管７ａ内を流れるときに，前記冷却器５における缶胴６内を流れる冷却水との間における間接熱交換にて冷却される。
【００１８】
この場合において，前記伝熱管群７における各伝熱管７ａの全ては，その一端が上方に位置し他端が下方に位置するように縦向きであることに加えて，下部における折り返しヘッダー８内に開口していることにより，排気ガス中に存在する煤等のような固形成分は，前記各伝熱管７ａ内に堆積することなく，前記折り返しヘッダー８の内底面に堆積する一方，ディーゼル機関１の運転を停止したとき，及び，吸気への排気ガスの還流を停止した状態において前記各伝熱管７ａの内面に結露する水分も，前記折り返しヘッダー８の内底面にたれ落ちることになる。
【００１９】
また，排気ガス中におけるオイル成分も，前記折り返しヘッダー８の内底面に付着し，このオイル成分が，当該折り返しヘッダー８内を流れる排気ガス中における固形成分を吸気・捕集する役割を果たす。
【００２０】
前記折り返しヘッダー８における内容積は，内燃機関における耐用年数及び排気ガス中の固形成分の量等を考慮して，固形成分が当該折り返しヘッダー８から排出されることがないように設定しており，これにより，内燃機関における耐用年数の期間において，固形成分を堆積することの機能を維持することができる。
【００２１】
この場合，前記折り返しヘッダー８を，伝熱管群７に対して着脱自在にして，この折り返しヘッダー８の内底面に堆積するする固形成分を定期的に除去するように構成することができる。
【００２２】
また，前記図示の実施の形態においては，前記冷却器５の伝熱管群７における各伝熱管７ａを，縦向きに配設した場合であったが，本発明はこれに限らず，前記各伝熱管７ａを，その一端が上方に位置し他端が下方に位置するように傾斜すという構成にすることによっても，同様に効果を得ることができる。しかし，その傾斜角度は，水平面に対して４５度が限度である。
【００２３】
なお，前記冷却器５における蓋部材９には，入口ヘッダー９ａと出口ヘッダー９ｂとを連通する連通孔９ｃを設けるとともに，この連通孔９ｃを開閉するバタフライ弁９ｄを設けて，このバタフライ弁９ｄの開閉によって，排気ガスを前記伝熱管群７における各伝熱管７ａ内に流して冷却する場合と，排気ガスを入口ヘッダー９ａから直接に出口ヘッダー９ｂに流して冷却しない場合とに選択的に切り換えるように構成している。
【００２４】
また，前記冷却器５における冷却に，冷却水を使用することに代えて，大気空気を使用することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１                ディーゼル機関
２                排気経路
３                吸気経路
４                排気ガス還流通路
５                冷却器
６                缶胴
７                伝熱管群
７ａ              伝熱管
８                折り返しヘッダー
９ａ              入口ヘッダー
９ｂ              出口ヘッダー
【図１】
2007056765.tif 000003