(57)【要約】【課題】冷却水温度が低くとも還流排気ガスの熱によって容易に昇温でき、しかも、凝縮水による腐食を確実に防止できる排気冷却器を提供する。【解決手段】ＥＧＲガス通路１３を通る還流排気ガスと冷却水通路１４を通るエンジン冷却水との間の熱交換によって還流排気ガスを冷却する排気冷却器であって、ガス通路１３と冷却水通路１４とを仕切るとともに互いに離間するよう対向配置された複数の対向壁面部２１，２２と、これら複数の対向壁面部２１，２２の間に介装されて冷却水通路１４中に配置され、冷却水通路１４の特定通路領域１４ａにおける冷却水の流れを部分的に制限するスペーサ１６と、を備え、スペーサ１６が、複数の対向壁面部２１，２２より熱伝導率の高い素材からなる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気再循環通路の一部をなすガス通路および前記内燃機関の冷却水を通す冷却水通路が形成され、前記ガス通路を通る還流排気ガスと前記冷却水との間の熱交換によって前記還流排気ガスを冷却する排気冷却器であって、
前記ガス通路と前記冷却水通路とを仕切るとともに互いに離間するよう対向配置された複数の対向壁面部と、
前記複数の対向壁面部の間に介装されて前記冷却水通路中に配置され、前記冷却水通路の特定通路領域における前記冷却水の流れを部分的に制限するスペーサと、を備え、
前記スペーサが、前記複数の対向壁面部より熱伝導率の高い素材からなることを特徴とする排気冷却器。
【請求項２】
前記ガス通路が、他の通路部より前記熱交換中の還流排気ガスの温度が低くなる低温通路部を有し、
前記複数の対向壁面部が、一面側で前記低温通路部に接するとともに他面側で前記スペーサに接するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の排気冷却器。
【請求項３】
前記複数の対向壁面部が、それぞれの内部に前記ガス通路を形成する複数の偏平管同士の互いに対向する部分によって構成されるとともに前記スペーサに接する低温壁面部分を有し、
前記冷却水通路の特定通路領域が、前記複数の偏平管の間に形成され、
前記スペーサが、前記複数の偏平管の間に挟まれて前記低温壁面部分に接する板状体によって構成されていることを特徴とする請求項２に記載の排気冷却器。
【請求項４】
前記低温通路部は、前記冷却水通路の特定通路領域のうち前記熱交換中における前記冷却水の通過流量が他の冷却水通路部分より多くなる冷却水集中部分に近接していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の排気冷却器。
【請求項５】
前記複数の偏平管が、前記複数の対向壁面部の離間方向に互いに離間する３つ以上の平行偏平管部を有し、
前記複数の対向壁面部の前記低温壁面部分は、前記平行偏平管部のうち前記離間方向で最端側に位置する第１平行偏平管部と該第１平行偏平管部に隣り合う第２平行偏平管部とが対向する部分で構成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の排気冷却器。
【請求項６】
前記複数の対向壁面部の前記低温壁面部分は、前記複数の対向壁面部のうち鉛直方向の下方側に位置していることを特徴とする請求項５に記載の排気冷却器。
【請求項７】
前記スペーサが、アルミニウム系の合金からなり、
前記複数の対向壁面部が、ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１の請求項に記載の排気冷却器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気冷却器に関し、特に内燃機関の排気再循環システムに装備されるＥＧＲクーラに好適な排気冷却器に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の内燃機関においては、ＮＯｘ（窒素酸化物）の低減に効果的な排気再循環を行うＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システムを装着したものが多くなっており、希薄燃焼が可能でＥＧＲ流量が多くなるエンジンにおいては、排気再循環される還流排気ガスの温度を下げるためにＥＧＲクーラ（排気冷却器）が多用されている。
【０００３】
ＥＧＲクーラにおいては、排気ガス中の水分が冷やされることで凝縮水が発生するが、その凝縮水に硫黄化合物等の排気ガス成分が溶け込んで酸性度の高い凝縮水となり易いため、凝縮水による腐食を抑える工夫がなされている。
【０００４】
そのようなＥＧＲクーラとしては、例えばＥＧＲガスを通す複数の偏平チューブの間に冷却水通路が形成されるとともに、その冷却水通路を通る冷却水の流れを整流する整流板が設置されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このＥＧＲクーラでは、ガス流入部をガス流出部よりも下側に配置することで、排気ガスが熱交換部で冷却される際に酸性の凝縮水が生成されても、この凝縮水が重力により流下してガス流入部から排気管側へ排出されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９００６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の排気冷却器にあっては、ＥＧＲクーラ中で冷却水通路とＥＧＲガス通路を仕切る熱交換チューブ等の主要部品が熱伝導性に優れたアルミニウム合金や耐腐食性に優れたステンレス鋼等の素材によって形成されていたため、次のような問題があった。
【０００７】
すなわち、エンジンの冷却水温度が低い状況でＥＧＲクーラにＥＧＲガスが導入される場合、ＥＧＲガスの熱によりＥＧＲクーラを昇温させることによってＥＧＲクーラ中での凝縮水の発生を抑えることが好ましいが、ＥＧＲクーラを耐腐食性に優れたステンレス鋼で形成した従来の排気冷却器にあっては、そのステンレス鋼の熱伝導率が低いために、ＥＧＲガスの熱によるＥＧＲクーラの均一で迅速な昇温が容易でなかった。
【０００８】
一方、ＥＧＲクーラを熱伝導性に優れたアルミニウム合金等の素材で形成した従来の排気冷却器では、エンジンの冷却水温度が低い状況下でＥＧＲクーラにＥＧＲガスが導入させると、ＥＧＲガスの熱によりＥＧＲクーラを容易にかつ均一に昇温させることができ、ＥＧＲクーラ中での凝縮水の発生を抑えることができる。しかし、この場合、排気ガス中の硫黄化合物等が溶け込んだ酸性の凝縮水によってＥＧＲクーラの主要部品が腐食し易くなってしまい、特に、ＥＧＲクーラの中で温度が低くなる部分に凝縮水が発生することで、ＥＧＲクーラの凝縮水による腐食が発生し易くなっていた。
【０００９】
そこで、本発明は、冷却水温度が低くとも還流排気ガスの熱によって容易に昇温させることができ、しかも、凝縮水による腐食を確実に防止することのできる排気冷却器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る排気冷却器は、上記課題を解決するため、（１）内燃機関の排気再循環通路の一部をなすガス通路および前記内燃機関の冷却水を通す冷却水通路が形成され、前記ガス通路を通る還流排気ガスと前記冷却水との間の熱交換によって前記還流排気ガスを冷却する排気冷却器であって、前記ガス通路と前記冷却水通路とを仕切るとともに互いに離間するよう対向配置された複数の対向壁面部と、前記複数の対向壁面部の間に介装されて前記冷却水通路中に配置され、前記冷却水通路の特定通路領域における前記冷却水の流れを部分的に制限するスペーサと、を備え、前記スペーサが、前記複数の対向壁面部より熱伝導率の高い素材からなることを特徴とする。
【００１１】
この排気冷却器の動作には、複数の対向壁面部が、ガス通路側の壁面では還流排気ガスからの熱を全面的に受ける状態となるものの、冷却水通路の特定通路領域側の壁面ではスペーサに接しない範囲内で冷却水により熱を奪われ、スペーサに接する範囲内で冷却水により熱を奪われ難く相互に熱伝導し易い状態となる。したがって、ガス通路のうち凝縮水が発生し易くなる部位を一面側に有する対向壁面部の他面側（冷却水通路側）にスペーサを配置することで、凝縮水の発生を有効に抑制したり凝縮水が発生しても迅速に蒸発させたりすることができる。なお、ここにいう複数の対向壁面部は、少なくともガス通路側の壁面部分がスペーサより耐酸腐食性に優れたものであるのが望ましい。
【００１２】
上記構成を有する本発明の排気冷却器においては、（２）前記ガス通路が、他の通路部より前記熱交換中の還流排気ガスの温度が低くなる低温通路部を有し、前記複数の対向壁面部が、一面側で前記低温通路部に接するとともに他面側で前記スペーサに接するように配置されていることが好ましい。この場合、ガス通路のうち凝縮水が発生し易くなる低温部分に対してスペーサが隣接配置されることになり、スペーサにより冷却水の流れが低温部分を迂回するように制限されることで、凝縮水の発生が有効に抑制される。なお、ここにいう低温通路部とは、隣り合う冷却水通路における冷却水の通過流量が多くなるために、あるいは、局所的に還流排気ガスの流量が少なくなったり冷却水の温度が低くなったりするために、冷却水の流れを部分的に制限しないと、他の通路部分に比べて冷却が過度となって熱交換中の還流排気ガスの温度が低くなり易い通路部分である。
【００１３】
本発明の排気冷却器においては、（３）前記複数の対向壁面部が、それぞれの内部に前記ガス通路を形成する複数の偏平管同士の互いに対向する部分によって構成されるとともに前記スペーサに接する低温壁面部分を有し、前記冷却水通路の特定通路領域が、前記複数の偏平管の間に形成され、前記スペーサが、前記複数の偏平管の間に挟まれて前記低温壁面部分に接する板状体によって構成されているのが好ましい。これにより、スペーサの配置および支持が容易となる。
【００１４】
上記（２）または（３）の構成を有する排気冷却器においては、（４）前記低温通路部は、前記冷却水通路の特定通路領域のうち前記熱交換中における前記冷却水の通過流量が他の冷却水通路部分より多くなる冷却水集中部分に近接しているものであってもよい。この場合、スペーサによって低温通路部の近傍における冷却水の流量が制限され、冷却水量が多いために低温通路部が過冷却となることが確実に防止される。
【００１５】
上記（４）の構成を有する排気冷却器においては、（５）前記複数の偏平管が、前記複数の対向壁面部の離間方向に互いに離間する３つ以上の平行偏平管部を有し、前記複数の対向壁面部の前記低温壁面部分は、前記平行偏平管部のうち前記離間方向で最端側に位置する第１平行偏平管部と該第１平行偏平管部に隣り合う第２平行偏平管部とが対向する部分で構成されていることが好ましい。これにより、外側にガス通路が無く冷却水による冷却が過度になり易い最端側の第１平行偏平管部の冷却を的確に制限することができる。
【００１６】
上記（５）の構成を有する排気冷却器においては、（６）前記複数の対向壁面部の前記低温壁面部分は、前記複数の対向壁面部のうち鉛直方向の下方側に位置しているものであってもよい。この場合、偏平なガス通路内の還流排気ガスあるいは偏平な冷却水通路の特定通路領域内で還流排気ガスや冷却水が対流し、鉛直方向の下方側で低温となり易い場合でも、局部的にガス通路の内壁部が低温になることを防止することができる。
【００１７】
本発明の排気冷却器においては、（７）前記スペーサが、アルミニウム系の合金からなり、前記複数の対向壁面部が、ステンレス鋼からなることが好ましい。これにより、ガス通路のうち凝縮水が発生し易くなる低温通路部に接する低温壁面部分について、スペーサにより冷却水による冷却を制限するとともに隣り合うガス通路側からの熱の伝動を助長して、凝縮水の発生を有効に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複数の対向壁面部が、ガス通路のうち凝縮水が発生し易くなる部位を一面側に有する対向壁面部の他面側にスペーサを配置することで、スペーサに接する範囲内で冷却水により熱を奪われ難く相互に熱伝導し易くなるようにして、凝縮水の発生を有効に抑制したり凝縮水が発生しても迅速に蒸発させたりするようにしているので、冷却水温度が低くとも還流排気ガスの熱によって容易に昇温させることができ、しかも、凝縮水による腐食を確実に防止することのできる排気冷却器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気冷却器のエンジンへの装着方向に見た正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る排気冷却器を備えた水冷エンジンの冷却系の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
（一実施形態）
図１〜図５は、本発明の一実施形態に係る排気冷却器とそれを含む水冷エンジンの冷却系概略ブロック構成図である。
【００２２】
まず、構成について説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１〜図５は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の排気再循環装置を示している。
【００２４】
本実施形態の排気冷却器は、車両に搭載される水冷式の内燃機関であるエンジン１（図５参照）のＥＧＲ（排気再循環）システムに、排気ガスとエンジン冷却水との間の熱交換により排気再循環される還流排気ガスの温度を下げるＥＧＲクーラ１０として実装されている。なお、このＥＧＲクーラ１０以外のＥＧＲシステムの構成は公知のものと同様である。エンジン１は、ここでは４サイクルガソリンエンジンとするが、燃料が異なる他のエンジンであってもよいことはいうまでもない。
【００２５】
まず、図５に示すエンジンの冷却システムについて説明すると、エンジン１は、詳細を図示しないが、内部のウォータージャケットを通る冷却水によって冷却されるようになっている。このエンジン１は、排気ガスの一部をその排気装置側から吸気装置側に還流させ再循環させるＥＧＲ装置を備えており、そのＥＧＲ装置には、エンジン１の各燃焼室（図示せず）をバイパスして排気通路と吸気通路とを連通させる排気還流用のＥＧＲガス通路５１（還流排気ガス通路；図１参照）と、エンジン１の冷却水を通す冷却水通路９と、ＥＧＲガス通路５１の途中で排気還流量を調整するＥＧＲバルブ５３と、ＥＧＲガス通路５１を通って還流する排気ガスをエンジン冷却水によって冷却するＥＧＲクーラ１０と、が設けられている。
【００２６】
エンジン１のウォータージャケットを通過した冷却水は、エンジン１のシリンダヘッド１ｈに形成された冷却水出口ｅ１から流出するようになっており、エンジン１から流出した冷却水はラジエータ２によって外部の空気との熱交換により冷却されるようになっている。このラジエータ２には、例えば完全密閉式のリザーブタンク３が装着されている。また、エンジン１のウォータージャケットの上流端側には図示しないウォータポンプが配置されており、そのウォータポンプの吸入側に冷却水の温度に感応して開弁および閉弁するサーモスタット４が配置されている。
【００２７】
エンジン１から流出した冷却水は、車室内の暖房等のために冷却水と空気との間の熱交換を行うヒータコア５にも供給されるようになっており、そのヒータコア５を通過したエンジン冷却水は、冷却水通路９の２つの分岐通路９ａ，９ｂを介して、ＥＧＲクーラ１０と、エンジン１の排気管中を通る排気ガスとエンジン冷却水との間の熱交換により排気熱を回収することでヒータコア５やエンジン１の暖機性能を向上させることができる排気熱再循環装置６とに、それぞれ供給されるようになっている。
【００２８】
ここで、ＥＧＲクーラ１０は、ヒータコア５を通過したエンジン冷却水とＥＧＲガス通路５１を通る還流排気ガスとの間の熱交換により、その還流排気ガスを冷却する機能を有している。また、排気熱再循環装置６は、制御アクチュエータの６ａによりエンジン冷却水の通水量を可変制御されることで、排気熱再循環量を制御されるようになっている。エンジン１から流出する冷却水は、さらに、吸気通路の一部を形成するとともにスロットルバルブの一部を構成するスロットルボデー７にも通水されるようになっている。
【００２９】
図１〜図４に示すように、ＥＧＲクーラ１０は、外殻である略角筒状のケース１１と、そのケース１１内に互いに平行に収納された複数の偏平な熱交換チューブ１２（偏平管）と、を有している。
【００３０】
ケース１１は、ヒータコア５を通過したエンジン冷却水を通す冷却水通路１１ｈを形成するタンク状のケース本体部１１ａと、ホース等の冷却水配管に接続できるようケース本体部１１ａから外方に突き出し、冷却水通路１１ｈと冷却水通路９の２つの分岐通路９ａ，９ｂとを連通させる第１、第２の冷却水導入管部１１ｂ，１１ｃと、エンジン１の排気装置側からのＥＧＲガスを複数の熱交換チューブ１２に導入するＥＧＲガス導入管部１１ｄと、複数の熱交換チューブ１２を通過した後のＥＧＲガスをエンジン１の吸気装置側に還流させるＥＧＲガス排出管部１１ｅと、冷却水通路１１ｈを通過した冷却水をエンジン１側に還流させる冷却水排出管部１１ｇと、エンジン１への取付けブラケット１１ｊ，１１ｋと、を備えている。
【００３１】
このＥＧＲクーラ１０は、ケース１１のＥＧＲガス導入管部１１ｄおよびＥＧＲガス排出管部１１ｅと複数の熱交換チューブ１２とによってＥＧＲガス通路５１の一部をなすガス通路１３を形成するとともに、ケース１１と複数の熱交換チューブ１２とによってエンジン１の冷却水を通す冷却水通路１４を形成しており、そのガス通路１３を通る還流排気ガスと冷却水通路１４を通る冷却水との間の熱交換によって還流排気ガスを冷却するようになっている。
【００３２】
具体的には、複数の熱交換チューブ１２は、熱伝導率の高い金属によって一定厚さの偏平なチューブ状に形成されている。そして、これら複数の熱交換チューブ１２は、それぞれの両端部でケース１１のＥＧＲガス導入管部１１ｄおよびＥＧＲガス排出管部１１ｅに配管接続されることで、ガス通路１３の延在方向に直交する厚さ方向Ｄｔに互いに所定の間隔ｇを隔ててケース１１に支持されている。そして、複数の熱交換チューブ１２によってそれらの内部に還流排気ガスが通過する複数の偏平なガス通路１３ａが互いに平行に形成されている。これら複数のガス通路１３ａは、ガス通路１３の一部として、ガス通路１３の途中で複数の分岐通路状をなしている。なお、各熱交換チューブ１２の内部には、ＥＧＲガスの流れを乱して熱交換を促進させるよう複数の凹凸状の屈曲部１７ａを有するインナーフィン１７が収納されている。
【００３３】
より具体的には、図２〜図４に示すように、ケース１１のケース本体部１１ａは、略Ｕ字形断面を有する一対のケース部材１１１，１１２をろう付け等により固着接合して形成されており、そのケース本体部１１ａに対して、第１、第２の冷却水導入管部１１ｂ，１１ｃ、ＥＧＲガス導入管部１１ｄ、ＥＧＲガス排出管部１１ｅ、冷却水排出管部１１ｇおよびエンジン１への取付けブラケット１１ｊ，１１ｋがそれぞれ固着されている。
【００３４】
複数の熱交換チューブ１２は、それぞれの一面側に略平坦（小さい凹凸や溝を有していてもよい）な壁面部２１を、それぞれの他面側に略平坦な壁面部２２を、それぞれ有しており、これらの壁面部２１，２２は所定の間隔ｇを隔てて互いに対向する複数の対向壁面部となっている。すなわち、厚さ方向Ｄｔにおいて隣り合う各一対の熱交換チューブ１２のうち互いに対向する一対の壁面部２１，２２は、両熱交換チューブ１２の内部のガス通路１３ａと両熱交換チューブ１２の間の所定の間隔ｇに対応する冷却水通路１４の特定通路領域１４ａとを仕切るとともに、互いに平行に離間する平行壁面部を構成している。
【００３５】
また、複数の熱交換チューブ１２の間には、対向壁面部２１，２２の間で冷却水通路１４の特定通路領域１４ａにおける冷却水の流れを部分的に制限するよう略平板状（小さい凹凸や溝を有していてもよい）のスペーサ１５，１６が設けられている。ここにいう冷却水の流れを制限するとは、特定通路領域１４ａにおける冷却水の流れをスペーサ１５，１６の設置範囲内で部分的に堰き止めることの他、スペーサ１５，１６によって絞ることや異なる方向に方向付けることを含む意であり、スペーサ１５，１６はそれぞれの設置範囲内における冷却水の流量を周囲の冷却水通路部分に比べて顕著に低減させる（本実施形態では流量ゼロにする）よう冷却水の流れを妨げるものとなっている。
【００３６】
これらのスペーサ１５，１６は、それぞれ隣接する一対の対向壁面部２１，２２に例えばろう付け等により固着され、熱伝導可能に接触している。また、各スペーサ１５，１６は、複数の対向壁面部２１，２２より熱伝導率の高い素材からなる。本実施形態では、複数の熱交換チューブ１２の壁面部２１，２２がそれぞれステンレス鋼で形成されるのに対し、スペーサ１５，１６は、それぞれステンレス鋼より熱伝導率が高い熱交換器用のアルミニウム合金（アルミニウム系の合金）からなる。なお、ステンレス鋼からなる複数の熱交換チューブ１２は、少なくともそれらの対向壁面部２１，２２のうちガス通路１３側の壁面部分が、スペーサ１５，１６より耐酸腐食性に優れたものとなっている。
【００３７】
一方、ＥＧＲクーラ１０においては、ケース１１のケース本体部１１ａに対する第１、第２の冷却水導入管部１１ｂ，１１ｃや冷却水排出管部１１ｇの接続位置がケース本体部１１ａの端部側に偏倚し、それらの接続方向も互いに異なっている。そのため、ガス通路１３は、他の通路部より熱交換中の還流排気ガスの温度が低くなる低温通路部１３ｅ，１３ｆを有している。
【００３８】
ガス通路１３の低温通路部１３ｅは、図２および図３に示すように、複数の熱交換チューブ１２の幅方向（図３中の上下方向）において、ヒータコア５および排気熱再循環装置６を通過した冷却水が導入される第２の冷却水導入管部１１ｃ側に位置し、その両側の壁面部２１，２２に沿った冷却水の流量が最も多くなり易い部分である。この低温通路部１３ｅは、冷却水通路１４の特定通路領域１４ａのうち熱交換中における冷却水の通過流量が他の冷却水通路部分１４ａ２（図３中の下方側の部分）より多くなる冷却水集中部分１４ａ１（図３中の上方側の部分）に近接している。
【００３９】
ガス通路１３の低温通路部１３ｆは、図４に示すように、ヒータコア５を通過した冷却水が導入される第１の冷却水導入管部１１ｂの近傍においてケース１１の内部の鉛直方向下方側に位置し、かつ、複数の熱交換チューブ１２の離間方向における両端側の熱交換チューブ１２（図２中に１２Ｅで示す）の内部に位置するガス通路部分となっている。なお、ヒータコア５を通過し第１の冷却水導入管部１１ｂを通してケース１１内に導入される冷却水は、ケース１１の内壁面に沿って図４中の下方側に多く流れるので、同図中の左右の低温通路部１３ｆの近傍の壁面部２１，２２に接する冷却水の温度は、ケース１１の内部の他の冷却水通路部分（特定通路領域１４ａのうちの他の部分）より低くなる。
【００４０】
これらガス通路１３の低温通路部１３ｅ，１３ｆは、隣り合う冷却水通路１４の特定通路領域１４ａにおける冷却水の通過流量が多くなるために、あるいは、局所的にガス通路１３ａ内の還流排気ガスの流量が少なくなったり冷却水の温度が低くなったりするために、冷却水の流れを部分的に制限しないと、他のガス通路部１３ｇに比べて冷却が過度となって熱交換中の還流排気ガスの温度が低くなり易い通路部分となっている。
【００４１】
そして、厚さ方向Ｄｔにおいて両端側に位置する一対の熱交換チューブ１２Ｅとそれらに隣り合う一対の熱交換チューブ１２とは、互いに対向する一対の壁面部２１，２２の外面側（一面側）で低温通路部１３ｅ，１３ｆのいずれかに接するとともに内面側（他面側）でスペーサ１５，１６に接する低温壁面部分２１ａ，２２ａを有している。また、各スペーサ１５，１６は、複数の熱交換チューブ１２の間に挟まれて低温壁面部分２１ａ，２２ａに接する板状体となっており、低温通路部１３ｅに近接する一方の複数のスペーサ１５と低温通路部１３ｆに近接する他方の複数のスペーサ１６とは、板厚が略同一であるが、それらの板面の形状および広さが互いに異なってもよい。
【００４２】
すなわち、本実施形態においては、図２〜図４に示すように、複数の熱交換チューブ１２は、複数の対向壁面部２１，２２の離間方向に互いに離間する３つ以上の平行偏平管部１２ｐを有しており、複数の対向壁面部２１，２２の低温壁面部分２１ａ，２２ａは、複数の平行偏平管部１２ｐのうち離間方向で最端側に位置する第１平行偏平管部１２ｐ１とその第１平行偏平管部１２ｐ１に隣り合う第２平行偏平管部１２ｐ２とが対向する部分で構成されている。
【００４３】
なお、ＥＧＲバルブ５３は、ＥＧＲガス通路５１を吸気通路側に連通させる開弁状態と、その連通・接続状態を制限、例えば遮断する閉弁状態とに切替え可能になっており、図示しないＥＣＵ（電子制御ユニット）により公知の方法でエンジン１の運転状態に応じて制御されるようになっている。
【００４４】
次に、その作用について説明する。
【００４５】
上述のように構成された本実施形態のＥＧＲクーラ１０においては、エンジン１の運転中に、その運転状態に応じてＥＧＲバルブ５３が制御され、ＥＧＲバルブ５３の開弁時にＥＧＲガス通路５１を通る還流排気ガスがＥＧＲクーラ１０により冷却される。
【００４６】
このＥＧＲクーラ１０の動作時には、複数の熱交換チューブ１２の対向壁面部２１，２２が、ガス通路１３側の壁面では還流排気ガスからの熱を全面的に受ける状態となるものの、冷却水通路１４の特定通路領域１４ａ側の壁面ではスペーサ１５，１６に接しない範囲内で冷却水により熱を奪われる一方、スペーサ１５，１６に接する範囲内では冷却水により熱を奪われ難くかつ相互に熱伝導し易い状態となる。
【００４７】
したがって、ガス通路１３のうち凝縮水が発生し易くなる部位を一面側に有する対向壁面部２１，２２の他面側（冷却水通路側）にスペーサ１５，１６を配置することで、特定通路領域１４ａ中における冷却水の流量が局所的に大きくなるように偏ったり冷却水温度が局所的に低くなったりすることを防止することができ、凝縮水の発生を有効に抑制したり凝縮水が発生しても迅速に蒸発させたりすることができることとなる。
【００４８】
しかも、複数の対向壁面部２１，２２は、少なくともガス通路１３側の壁面部分がスペーサ１５，１６より耐酸腐食性に優れているので、前述のような凝縮水の発生抑制および蒸発促進と相俟って、酸性の凝縮水による腐食が有効に抑制可能となる。
【００４９】
また、本実施形態では、複数の対向壁面部２１，２２が、一面側で低温通路部１３ｅ，１３ｆに接するとともに他面側でスペーサ１５，１６に接する低温壁面部分２１ａ，２２ａを有しているので、ガス通路１３のうち凝縮水が発生し易くなる低温通路部１３ｅ，１３ｆに対して板状のスペーサ１５，１６が隣接配置されることになり、スペーサ１５，１６により冷却水の流れが低温壁面部分２１ａ，２２ａを迂回するように制限されることと、スペーサ１５に接する比較的広い範囲内で対向壁面部２１，２２が冷却水により熱を奪われ難くかつ相互に熱伝導し易くなることで、凝縮水の発生がより有効に抑制されることになる。
【００５０】
さらに、各スペーサ１５，１６は、複数の偏平な熱交換チューブ１２の間に挟まれ、対向壁面部２１，２２の低温壁面部分２１ａ，２２ａに接する板状体となっているので、各スペーサ１５，１６の配置および支持が容易である。
【００５１】
また、低温通路部１３ｅは、冷却水通路１４の特定通路領域１４ａのうち熱交換中における冷却水の通過流量が他の冷却水通路部分より多くなる冷却水集中部分に近接しているものの、スペーサ１５によって低温通路部１３ｅの近傍における冷却水の流量が有効に制限され、図３中で下方側に位置する他の冷却水通路部分での冷却水の流量が増加するので、冷却水量が多いために低温通路部１３ｅが過冷却となることが確実に防止される。
【００５２】
加えて、複数の熱交換チューブ１２が、対向壁面部２１，２２の離間方向に互いに離間する３つ以上の平行偏平管部１２ｐを有し、複数の対向壁面部２１，２２の低温壁面部分２１ａ，２２ａが、平行偏平管部１２ｐのうちそれらの離間方向で最端側に位置する第１平行偏平管部１２ｐ１とその第１平行偏平管部１２ｐ１に隣り合う第２平行偏平管部１２ｐ２とが対向する部分で構成されているので、外側にガス通路１３が無く冷却水による冷却が過度になり易い最端側の第１平行偏平管部１２ｐ１の冷却を的確に制限することができる。
【００５３】
また、複数の対向壁面部２１，２２の低温壁面部分２１ａ，２２ａは、ケース１１内で複数の対向壁面部２１，２２のうち鉛直方向の下方側部分となっているので、偏平なガス通路１３ａ内の還流排気ガスあるいは偏平な冷却水通路１４の特定通路領域１４ａ内で還流排気ガスや冷却水が対流し、鉛直方向の下方側で低温となり易い場合であっても、局部的にガス通路１３の内壁部が低温になることを防止することができる。
【００５４】
本実施形態では、さらに、スペーサ１５，１６が熱交換器用のアルミニウム合金からなり、複数の対向壁面部２１，２２がステンレス鋼からなるので、ガス通路１３ａのうち凝縮水が発生し易くなる低温通路部１３ｅ，１３ｆに接する低温壁面部分２１ａ，２２ａについて、スペーサ１５，１６により冷却水による冷却を制限するとともに隣り合うガス通路１３ａ側からの熱の伝動を助長して、凝縮水の発生を有効に抑制することができる。
【００５５】
このように、本実施形態の排気冷却器によれば、複数の対向壁面部２１，２２が、ガス通路１３ａのうち凝縮水が発生し易くなる部位を一面側に有する対向壁面部２１，２２の他面側にスペーサ１５，１６を配置するようになっているので、スペーサ１５，１６に接する範囲内で対向壁面部２１，２２が冷却水により熱を奪われ難くかつ相互に熱伝導し易くなるようにして、凝縮水の発生を有効に抑制したり凝縮水が発生しても迅速に蒸発させたりするようにすることができる。したがって、エンジン冷却水の温度が低い段階から還流排気ガスの熱によってＥＧＲクーラ１０を容易にかつ対向壁面部２１，２２の各部で一様に昇温させることができ、凝縮水による腐食を確実に防止することのできるＥＧＲクーラ１０を提供することができる。
【００５６】
なお、上述の一実施形態に係る排気冷却器においては、複数の熱交換チューブ１２がステンレス鋼からなり、スペーサ１５，１６がアルミニウム合金からなるものとしたが、スペーサ１５，１６がそれぞれ複数の対向壁面部２１，２２より熱伝導率の高い素材からなり、複数の熱交換チューブ１２の素材が耐腐食性に優れたものであれば、他の材料であってもよいし、スペーサ１５，１６が互いに相違する素材であってもよい。
また、複数の熱交換チューブ１２は、板状の偏平管となっていたが、円形、多角形、略Ｕ字形または略Ｅ字形のような任意の断面形状を有する偏平管が部分的に対向する少なくとも一対の対向壁面部を有するようなものであってもよい。ＥＧＲクーラ１０の設置姿勢は図１に示すような水平に限定されるものでなく、一端側が他端側より鉛直方向上方側に位置するように傾斜していてもよいことは勿論である。
さらに、スペーサ１５，１６は、冷却水通路１４の特定通路領域１４ａ中における冷却水量の集中を抑制したり流れの偏りを抑えたりすることで、冷却水の流れを好適な状態に調整可能なものであれば、その形状は平板状に限定されず、複数の孔や溝、凹凸等を有するものであってもよい。
また、ケース１１の形状は略矩形の横断面となっていたが、円形や小判形の断面等のような非円形断面であってもよい。また、ケース１１が冷却水配管を介することなくシリンダヘッド１ｈの後端部等に直接に装着され、冷却水通路１４がエンジン１のウォータージャケットに直結されるような形態であることも考えられる。
【００５７】
以上説明したように、本発明に係る排気冷却器は、複数の対向壁面部が、ガス通路のうち凝縮水が発生し易くなる部位を一面側に有する対向壁面部の他面側にスペーサを配置することで、スペーサに接する範囲内で冷却水により熱を奪われ難く相互に熱伝導し易くなるようにして、凝縮水の発生を有効に抑制したり凝縮水が発生しても迅速に蒸発させたりするようにしているので、冷却水温度が低くとも還流排気ガスの熱によって容易に昇温させることができ、しかも、凝縮水による腐食を確実に防止することのできる排気冷却器を提供することができるという効果を奏するものであり、内燃機関の排気再循環システムに装備されるＥＧＲクーラに好適な排気冷却器全般に有用である。
【符号の説明】
【００５８】
１  エンジン（内燃機関）
２  ラジエータ
５  ヒータコア
６  排気熱再循環装置
９  冷却水通路
９ａ，９ｂ  分岐通路
１０  ＥＧＲクーラ（排気冷却器）
１１  ケース
１１ａ  ケース本体部
１１ｂ  第１の冷却水導入管部
１１ｃ  第２の冷却水導入管部
１１ｄ  ＥＧＲガス導入管部
１１ｅ  ＥＧＲガス排出管部
１１ｇ  冷却水排出管部
１１ｈ  冷却水通路
１２  熱交換チューブ（複数の偏平管）
１２Ｅ  熱交換チューブ（離間方向の端部側の偏平管）
１２ｐ，１２ｐ１，１２ｐ２  平行偏平管部
１３  ガス通路（ＥＧＲガス通路）
１３ａ  ガス通路（熱交換チューブ内の偏平なガス通路）
１３ｅ，１３ｆ  低温通路部
１３ｇ  他のガス通路部
１４  冷却水通路
１４ａ  特定通路領域
１４ａ１  冷却水集中部分
１４ａ２  他の冷却水通路部分
１５，１６  スペーサ
２１，２２  壁面部（対向壁面部）
２１ａ，２２ａ  低温壁面部分
５１  ＥＧＲガス通路
５２  冷却水通路
５３  ＥＧＲバルブ
ｅ１  冷却水出口
【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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