(57)【要約】【課題】ＥＧＲガスと新気とが良く混合されるＥＧＲ用ベンチュリを提供する。【解決手段】吸気通路２に設けられ、吸気通路２の通路面積を絞るノズル部１１と、ノズル部１１よりも下流の吸気通路２にノズル部１１と間隔を隔てて設けられ、吸気通路２の下流側に行くに従い吸気通路２の通路面積を増加させるディフューザ部１２と、ＥＧＲ通路５ａに接続され、ノズル部１１とディフューザ部１２との間の間隙の外周に設けられる環状チャンバ１３を有するＥＧＲ合流部１４と、ＥＧＲ合流部１４に設けられ、吸気通路２に導入されるＥＧＲガスに旋回流を付与することにより吸気通路２内におけるＥＧＲガスと新気との混合を促進するスワーラー１５とを備え、スワーラー１５は、ＥＧＲ合流部１４の周方向に間隔を隔てて複数設けられ、且つ、ＥＧＲ合流部１４の径方向に対して周方向に傾斜される羽根１６を有する。【選択図】図１
2013087720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に接続されたＥＧＲ通路と前記エンジンの吸気通路との接続部に設けられるＥＧＲ用ベンチュリであって、
前記吸気通路に設けられ、前記吸気通路の通路面積を絞るノズル部と、前記ノズル部よりも下流の前記吸気通路に前記ノズル部と間隔を隔てて設けられ、前記吸気通路の下流側に行くに従い前記吸気通路の通路面積を増加させるディフューザ部と、前記ＥＧＲ通路に接続され、前記ノズル部と前記ディフューザ部との間の間隙の外周に設けられる環状チャンバを有するＥＧＲ合流部と、前記ＥＧＲ合流部に設けられ、前記吸気通路に導入されるＥＧＲガスに旋回流を付与することにより前記吸気通路内におけるＥＧＲガスと新気との混合を促進するスワーラーとを備え、
前記スワーラーは、前記ＥＧＲ合流部の周方向に間隔を隔てて複数設けられ、且つ、前記ＥＧＲ合流部の径方向に対して周方向に傾斜される羽根を有することを特徴とするＥＧＲ用ベンチュリ。
【請求項２】
前記羽根は、前記ＥＧＲ合流部における前記ノズル部と前記ディフューザ部との間の間隙により形成されるＥＧＲガス吸込口に配設される請求項１に記載のＥＧＲ用ベンチュリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気通路に接続されたＥＧＲ通路とエンジンの吸気通路との接続部に設けられるＥＧＲ用ベンチュリに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（エンジン）において、ＮＯｘを低減させるためにＥＧＲ（排気再循環）システムが用いられる。図２にＥＧＲシステムの一例を示す。図２に示すＥＧＲシステムは、所謂高圧ＥＧＲシステムである。
【０００３】
図２に示すＥＧＲシステム５において、通常はターボチャージャ４のタービン４ａ入口圧力がターボチャージャ４のコンプレッサ４ｂ出口圧力よりも高いため、ＥＧＲバルブ５ｃを開くと、自然とＥＧＲが行われる。しかしながら、例えば大型ディーゼルエンジン（排気量１０Ｌ程度）では、コンプレッサ４ｂの効率が高いため、高負荷側では、コンプレッサ４ｂ出口圧力の方がタービン４ａ入口圧力よりも高くなってしまうことがある。
【０００４】
そこで、図３に示すようなベンチュリ（ＥＧＲ用ベンチュリ）が用いられる。
【０００５】
図３に示すＥＧＲ用ベンチュリ３０は、インタークーラ９と吸気マニフォールド１ｃとの間の吸気管２（つまり、インタークーラ９よりも下流の吸気管２）に配設される。
【０００６】
図３に示すＥＧＲ用ベンチュリ３０は、吸気管２に設けられ、吸気管２の通路面積を絞るノズル部３１と、ノズル部３１よりも下流の吸気管２にノズル部３１と間隔を隔てて設けられ、吸気管２の下流側に行くに従い吸気管２の通路面積を増加させるディフューザ部３２と、ＥＧＲ管５ａに接続され、ノズル部３１とディフューザ部３２との間の間隙の外周に設けられる環状チャンバ３３を有するＥＧＲ合流部３４とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−９２５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図３に示すＥＧＲ用ベンチュリ３０では、ＥＧＲガスＧは吸気管２内における新気（吸気）Ｎの外周に吸い込まれるのみで、ＥＧＲガスＧと新気Ｎとの混合が促進されるわけではない。
【０００９】
よって、多気筒エンジンであれば、気筒間でのＥＧＲガス量のバラツキが生じ得る。また、燃焼室内でのＥＧＲガスの偏在が生じ、燃焼室内でＮＯｘ発生も偏在し得る。これらの理由のため、ＮＯｘが狙い通りに低減しない可能性がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ＥＧＲガスと新気とが良く混合されるＥＧＲ用ベンチュリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明は、エンジンの排気通路に接続されたＥＧＲ通路と前記エンジンの吸気通路との接続部に設けられるＥＧＲ用ベンチュリであって、前記吸気通路に設けられ、前記吸気通路の通路面積を絞るノズル部と、前記ノズル部よりも下流の前記吸気通路に前記ノズル部と間隔を隔てて設けられ、前記吸気通路の下流側に行くに従い前記吸気通路の通路面積を増加させるディフューザ部と、前記ＥＧＲ通路に接続され、前記ノズル部と前記ディフューザ部との間の間隙の外周に設けられる環状チャンバを有するＥＧＲ合流部と、前記ＥＧＲ合流部に設けられ、前記吸気通路に導入されるＥＧＲガスに旋回流を付与することにより前記吸気通路内におけるＥＧＲガスと新気との混合を促進するスワーラーとを備え、前記スワーラーは、前記ＥＧＲ合流部の周方向に間隔を隔てて複数設けられ、且つ、前記ＥＧＲ合流部の径方向に対して周方向に傾斜される羽根を有するものである。
【００１２】
前記羽根は、前記ＥＧＲ合流部における前記ノズル部と前記ディフューザ部との間の間隙により形成されるＥＧＲガス吸込口に配設されるものであっても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＥＧＲガスと新気とが良く混合されるＥＧＲ用ベンチュリを提供することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るＥＧＲ用ベンチュリを示し、（ａ）は側断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線断面図である。
【図２】ＥＧＲ用ベンチュリが用いられるＥＧＲシステムの一例を示す概略図である。
【図３】従来例のＥＧＲ用ベンチュリを示し、（ａ）は側断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１６】
図２に本実施形態に係るＥＧＲ用ベンチュリが用いられるＥＧＲシステムを示す。
【００１７】
図２に示すように、エンジン１は、エンジン本体１ａと、エンジン本体１ａに吸気を供給する吸気通路（吸気管）２と、エンジン本体１ａからの排気を排出する排気通路（排気管）３と、エンジン本体１ａに供給する吸気を昇圧するためのターボチャージャ４と、排気通路３の排気の一部を吸気通路２に戻すＥＧＲシステム５とを備える。
【００１８】
エンジン１は、エンジン本体１ａに複数の気筒（燃焼室）１ｂが形成された多気筒エンジン（本実施形態では、多気筒ディーゼルエンジン）であり、気筒１ｂに、吸気通路２の下流端をなす吸気マニフォールド１ｃと、排気通路３の上流端をなす排気マニフォールド１ｄとが接続される。なお、図２ではエンジン本体１ａの一気筒のみを示している。
【００１９】
ターボチャージャ４は、排気管３に配設されたタービン４ａと、吸気管２に配設されたコンプレッサ４ｂとを有する。タービン４ａよりも下流の排気管３には、排気ブレーキバルブ６及びマフラー７等が設けられる。コンプレッサ４ｂよりも上流の吸気管２にはエアクリーナ８が設けられ、コンプレッサ４ｂよりも下流の吸気管２にはインタークーラ９が設けられる。
【００２０】
ＥＧＲシステム５は、所謂高圧ＥＧＲシステムであり、タービン４ａよりも上流の排気管３とコンプレッサ４ｂよりも下流の吸気管２とを連通するＥＧＲ通路（ＥＧＲ管）５ａと、ＥＧＲ管５ａに設けられたＥＧＲクーラ５ｂと、ＥＧＲクーラ５ｂよりも下流のＥＧＲ管５ａに設けられたＥＧＲバルブ５ｃとを有する。
【００２１】
図２に示すＥＧＲシステム５では、ＥＧＲ用ベンチュリ１０は、ＥＧＲ管５ａと吸気管２との接続部に配設される。より詳細には、ＥＧＲ用ベンチュリ１０は、インタークーラ９と吸気マニフォールド１ｃとの間の吸気管２（つまり、インタークーラ９よりも下流の吸気管２）に配設される。
【００２２】
図１に本実施形態に係るＥＧＲ用ベンチュリを示す。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態に係るＥＧＲ用ベンチュリ１０は、吸気管２に設けられ、吸気管２の通路面積を絞るノズル部１１と、ノズル部１１よりも下流の吸気管２にノズル部１１と間隔を隔てて設けられ、吸気管２の下流側に行くに従い吸気管２の通路面積を増加させるディフューザ部１２と、ＥＧＲ管５ａに接続され、ノズル部１１とディフューザ部１２との間の間隙の外周に設けられる環状チャンバ１３を有するＥＧＲ合流部１４と、ＥＧＲ合流部１４に設けられ、吸気管２に導入されるＥＧＲガスに旋回流を付与するスワーラー１５とを備える。
【００２４】
ノズル部１１は、吸気管２の下流側に行くに従い吸気管２の通路面積を面積Ａから面積Ａ1まで減少させることにより、吸気管２の通路面積を絞るものである。なお、図例では、ノズル部１１は、吸気管２の通路面積を比較的短い距離で面積Ａから面積Ａ1まで減少させているが、吸気管２の通路面積をより長い距離で面積Ａから面積Ａ1まで順次減少させるものであっても良い。
【００２５】
ディフューザ部１２は、吸気管２の下流側に行くに従い吸気管２の通路面積を面積Ａ1よりも小さい面積Ａ2（不図示）（Ａ2＜Ａ1）から面積Ａまで順次増加させるものである。また、ディフューザ部１２は、ノズル部１１に対して同心的に配設される。
【００２６】
ＥＧＲ合流部１４は、ノズル部１１の下流端及びディフューザ部１２の上流端を覆うように設けられるものである。即ち、ＥＧＲ合流部１４内に環状チャンバ１３が区画形成される。また、ＥＧＲ合流部１４には、ＥＧＲ管５ａの下流端が接続される。
【００２７】
スワーラー１５は、ＥＧＲ合流部１４（環状チャンバ１３）の周方向に間隔を隔てて複数設けられ、且つ、ＥＧＲ合流部１４の径方向に対して周方向に傾斜される羽根（フィン）１６を有する。
【００２８】
より詳細には、羽根１６は、ノズル部１１の下流端とディフューザ部１２の上流端との間の間隙により形成される、ＥＧＲ合流部１４のＥＧＲガス吸込口（環状スリット）１７に配設される。また、羽根１６は、ＥＧＲガス吸込口１７から環状チャンバ１３内まで延びている。
【００２９】
また、図例では、羽根１６をＥＧＲ合流部１４の周方向に等間隔で８枚設けると共に、各羽根１６をＥＧＲ合流部１４の径方向に対して４５°だけ周方向に傾斜させている。なお、羽根１６の枚数、配置間隔及び傾斜角度は図例のものには限定されない。
【００３０】
ノズル部１１、ディフューザ部１２、ＥＧＲ合流部１４及び羽根１６は、例えば鋳造等により一体成形されるのが好ましい。なお、ノズル部１１、ディフューザ部１２、ＥＧＲ合流部１４及び羽根１６の一部又は全部を、別体としても設けても良いのは勿論である。
【００３１】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３２】
本実施形態に係るＥＧＲ用ベンチュリ１０では、ＥＧＲ合流部１４のＥＧＲガス吸込口１７に、斜めの羽根１６を有するスワーラー１５を設けている。ＥＧＲ合流部１４にスワーラー１５を設けることにより、ＥＧＲ合流部１４（環状チャンバ１３）からのＥＧＲガスＧは、吸気管２の周方向に対する旋回流を付与された状態で吸気管２に導入される。そして、ＥＧＲガスＧの旋回流により吸気管２内の新気Ｎにも旋回流が付与されると共に、新気ＮとＥＧＲガスＧとの比重差（新気Ｎの温度は通常ＥＧＲガスＧの温度よりも低いため、新気ＮはＥＧＲガスＧよりも重い）により、新気Ｎには吸気管２内を外周側へと向かう流れも生じる。そのため、吸気管２内におけるＥＧＲガスＧと新気Ｎとの混合が促進されて、吸気マニフォールド１ｃに至るまでにＥＧＲガスＧと新気Ｎとが良く混合される。
【００３３】
また、ＥＧＲ用ベンチュリ１０にてＥＧＲガスと新気とが良く混合されるので、ＥＧＲガス量の気筒間バラツキ、燃焼室内でのＥＧＲガスの偏在を抑制することができる。よって、ＮＯｘを狙い通りに低減させることができる。
【００３４】
以上要するに、本実施形態によれば、ＥＧＲガスと新気とが良く混合されるＥＧＲ用ベンチュリ１０を提供することが可能となる。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。
【００３６】
例えば、エンジン１は、ディーゼルエンジンには限定はされず、例えばガソリンエンジン等であっても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１  内燃機関（エンジン）
２  吸気管（吸気通路）
３  排気管（排気通路）
５  ＥＧＲシステム
５ａ  ＥＧＲ管（ＥＧＲ通路）
１０  ＥＧＲ用ベンチュリ
１１  ノズル部
１２  ディフューザ部
１３  環状チャンバ
１４  ＥＧＲ合流部
１５  スワーラー
１６  羽根
１７  ＥＧＲガス吸込口
【図１】
2013087720.tif 000003
【図２】
2013087720.tif 000004
【図３】
2013087720.tif 000005