(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気系から排出された排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてエンジンの吸気系に再循環させるＥＧＲ配管の外周に外管を設け、その外管とＥＧＲ配管との間に冷却水を流通させて上記ＥＧＲ配管内を通るＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却装置において、上記外管内のＥＧＲ配管に、該ＥＧＲ配管の両端部よりも大径の直管状または紡錘形状の膨出部と、その膨出部よりも小径の狭窄部とを設け、その狭窄部として上記ＥＧＲ配管の両端部と略同径で該ＥＧＲ配管の内方に突出するリング状の突出部を設けたことを特徴とするＥＧＲガス冷却装置。
【請求項２】
上記ＥＧＲ配管の膨出部に多数の小突起を設けてなる請求項１に記載のＥＧＲガス冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のエンジンの排気系から排出された排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてエンジンの吸気系に再循環させるいわゆるＥＧＲガスの冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記のようなエンジンから排出される排気ガス中の窒素酸化物を低減させる等の目的で、エンジンの排気系から排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてエンジンの吸気系に再循環させるいわゆる排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置を設けることは知られている。この場合、吸気系に再循環させるＥＧＲガスは、適度に冷却する必要があり、従来はＥＧＲ配管の途中に冷却手段を備えたＥＧＲガス冷却装置を設けるようにしている。
【０００３】
上記のようなＥＧＲガス冷却装置としては、例えば特開平１１−１９３９９２号や特開平１１−１９３９９３号公報に開示されているように、ＥＧＲガスを流通させるＥＧＲ配管を多数の管材で構成し、それらを覆う外管と上記ＥＧＲ配管との間に冷却水を流通させて上記ＥＧＲガスを冷却するものが知られているが、構造が複雑で製造コストが嵩み、また装置が大型化して車載重量が増大する等の問題がある。
【０００４】
そこで、例えば特開２００１−２０７９１９のようにＥＧＲ配管の外周に冷却水を流通させる筒状の外側水冷ジャケットを設けると共に、上記ＥＧＲ配管内に細い管状の内側水冷ジャケットを設けることが提案されている。しかしながら、ＥＧＲ配管内に細い管状の内側水冷ジャケットを設けるのは、煩雑かつ面倒で製作コストが嵩む等の不具合がある。
【０００５】
また例えば特開２０００−２６５９０８のようにＥＧＲ配管を単管とし、そのＥＧＲ配管の外周に冷却水を流通させる冷却管（外管）を設けると共に、上記ＥＧＲ配管の周方向複数箇所に軸線方向に延びる凹部を形成することによって上記ＥＧＲ配管を横断面波状に形成し、それによってＥＧＲ配管の表面積を増大させて冷却効率を高めるが提案されているが、上記のＥＧＲ配管内を流れるＥＧＲガスは単にそのまま通過するだけなので、必ずしも充分な冷却効果が得られない等の問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、簡単な構成により、冷却効果の優れたＥＧＲガス冷却装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明によるＥＧＲガス冷却装置は、以下の構成としたものである。即ち、エンジンの排気系から排出された排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてエンジンの吸気系に再循環させるＥＧＲ配管の外周に外管を設け、その外管とＥＧＲ配管との間に冷却水を流通させて上記ＥＧＲ配管内を通るＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却装置において、上記外管内のＥＧＲ配管に、該ＥＧＲ配管の両端部よりも大径の直管状または紡錘形状の膨出部と、その膨出部よりも小径の狭窄部とを設け、その狭窄部として上記ＥＧＲ配管の両端部と略同径で該ＥＧＲ配管の内方に突出するリング状の突出部を設けたことを特徴とする。なお、上記ＥＧＲ配管の狭窄部には、必要に応じて多数の小突起を設けるようにしてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるＥＧＲガス冷却装置を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００１０】
図１は本発明によるＥＧＲガス冷却装置の一実施形態を示すもので、図において、１はＥＧＲ配管で、その一端側はフランジ継手２および図に省略した接続管等を介してエンジンの排気マニホールド等に連通接続され、他端はフランジ継手３および図に省略した接続管等を介してエンジンの吸気マニホールド等に連通接続されている。
【００１１】
上記ＥＧＲ配管１は、本実施形態においては、その中間部にハイドロフォーム加工等により両端部１ａ，１ｂよりも大径の直管状の膨出部（拡径部）１ｃを形成し、その膨出部１ｃの軸線方向略中央部に、狭窄部Ａとして配管１の内方に突出するリング状の突出部（縮径部）１ｄを設けたものである。その突出部１ｄは、上記両端部１ａ，１ｂの内径と略同径に形成されている。
【００１２】
上記ＥＧＲ配管１の周囲には、上記膨出部１ｃおよび突出部１ｄを覆うようにして外管４を上記配管１と略同心状に設けることによって、上記配管１と外管４との間に冷却水を流通させるための通路Ｓを形成したもので、上記外管４の両端部は、図の場合は配管１と外管４とに溶接等で一体的に固着したリング状の端板４ａ，４ｂで閉塞した構成であるが、外管４のいずれか一方もしくは両方の端部を絞り加工して閉塞するようにしてもよい。
【００１３】
図中、５は冷却水導入管で、その導入管５に図に省略した連通管等を接続してエンジン冷却水の一部を上記配管１と外管４との間の上記通路Ｓ内に導入した後、配水管６から図に省略した連通管等を介してエンジン冷却水の管路内等に帰還させる構成である。７は上記配管１と外管４との間に残留する空気を排出させるための抜気管である。なお、図中の６を上記通路Ｓ内への冷却水導入管とし、５を配水管としてもよい。
【００１４】
なお上記のＥＧＲガス冷却装置を構成する部材の材質等は適宜であるが、好ましくはステンレス等の耐食性および耐熱性のよい金属を用いるとよく、特にＥＧＲ配管１としては、ＳＵＳ４３６を用いると、耐食性および耐熱性がよいだけでなく、熱伝導性がよく、冷却効率を向上させることができる。
【００１５】
上記の構成において、ＥＧＲ配管１と外管４との間の冷却水通路Ｓ内に冷却水を流通させた状態で、図に省略したエンジンからの排気ガスの一部をＥＧＲガスとして上記ＥＧＲ配管１の一端側（図の場合は左側の端部１ａ側）から該配管１内に導入すると、本実施形態においては、ＥＧＲ配管１の中間部に両端部１ａ，１ｂよりも大径の膨出部１ｃが形成されているので、先ず、その膨出部１ｃでＥＧＲガスが膨張する。その際、ＥＧＲガスの大部分は、図１（ａ）に矢印で示すようにＥＧＲ配管１の半径方向外方に拡がる傾向となり、上記膨出部１ｃの内面に押し付けられるようにして上記内面に沿って移動する。次いで、ＥＧＲガスは狭窄部Ａとしての突出部１ｄで圧縮された後、再び膨出部１ｃで膨張して膨出部１ｃの内面に向かって拡散し、その内面に押し付けられるようにして移動する。それによって、ＥＧＲガス中の熱が配管１の内面に順次良好に伝達され、上記配管１と外管４との間に流通する冷却水で効率よく冷却することができるものである。なお、その冷却されたＥＧＲガスは上記ＥＧＲ配管１の他端側（図の場合は右側の端部１ｂ側）から図に省略した接続管等を介してエンジンの吸気マニホールド等に導かれる。
【００１６】
上記のように本発明においては、ＥＧＲ配管１の途中に狭窄部Ａとしての突出部１ｄを設けたから、その突出部１ｄでＥＧＲガスが圧縮されたのち膨張し、その膨張する際のＥＧＲガスが拡がる作用でＥＧＲガス中の熱を配管１に効率よく伝達して冷却することができる。また図示例のように外管４の内側のＥＧＲ配管１に膨出部１ｃを形成すると、ＥＧＲ配管１の表面積が増し、そのＥＧＲ配管１と外管４との間の冷却水通路Ｓ内を流れる冷却水との接触面積が増大して冷却効果を更に向上させることが可能となる。
【００１７】
なお上記実施形態は、突出部１ｄの両側の膨出部１ｃを直管状に形成したが、例えば図２のように膨出部１ｃを滑らかな紡錘形状に形成してもよい。このように構成すると、ＥＧＲガスが突出部１ｄを通過する際の上記の膨張・拡散機能を維持した上でＥＧＲガスの流れをスムーズにすることができると共に、ＥＧＲガスが膨出部１ｃから突出部１ｄに移動する際に膨出部１ｃ内面へのＥＧＲガスの接触頻度や接触圧力等が増大して冷却効果を高めることができる。
【００１８】
上記のような狭窄部を構成する突出部１ｄは、ＥＧＲ配管１の軸線方向に複数個設けてもよく、その場合、突出部１ｄの大きさ形状等は適宜異ならせてもよく、あるいは同一の大きさ形状に形成してもよい。上記のように突出部１ｄを複数個設けると、ＥＧＲガスが膨張・拡散する回数が増えて冷却効果が向上すると共に、配管１の表面積が増し、その配管１と外管４との間の冷却水通路Ｓ内を流れる冷却水との接触面積が増大して冷却効果を更に向上させることができる。
【００２１】
また上記のようなＥＧＲ配管１の膨出部１ｃに、例えば図３のように多数の小突起１ｅを設けるようにしてもよく、そのような小突起１ｅを設けると、上記配管１の表面積、ひいては配管１と外管４との間の通路Ｓ内を流れる冷却水との接触面積が増大して冷却効果を更に向上させることができる。なお、上記図３の場合は小突起１ｅをＥＧＲ配管１の内側に突出させたが、ＥＧＲ配管１の外側に突出させてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によるＥＧＲガス冷却装置は、ＥＧＲ配管１内に狭窄部Ａを設けたから、その狭窄部ＡによってＥＧＲ配管１の軸線方向におけるそれと直交方向の内空横断面積または内空横断面形状を変化させることが可能となり、その狭窄部ＡをＥＧＲガスが通過する際に、該ＥＧＲガスが一旦収縮もしくは圧縮されたのちに膨張し、その膨張力でＥＧＲガスがＥＧＲ配管１の内面に押し付けられるように順次接触してＥＧＲガス中の熱がＥＧＲ配管１に良好に伝達される。そして、そのＥＧＲ配管１に伝達された熱は、上記ＥＧＲ配管１と外管４との間に流通する冷却水によって効率よく冷却することができるもので、ＥＧＲ配管内に狭窄部を設けるだけの極めて簡単な構成によって冷却効率の優れたＥＧＲガス冷却装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）は本発明によるＥＧＲガス冷却装置の一実施形態を示す縦断面図。
（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線断面図。
【図２】  本発明によるＥＧＲガス冷却装置の他の実施形態を示す縦断面図。
【図３】  ＥＧＲ配管の周面に小突起を設けた例の縦断面図。
【符号の説明】
１  ＥＧＲ配管
１ａ、１ｂ  端部
１ｃ  膨出部
１ｄ  突出部
１ｅ  小突起
２、３  フランジ継手
４  外管
４ａ，４ｂ  端板
５  冷却水導入管
６  配水管
７  抜気管
Ａ  狭窄部
Ｓ  冷却水通路
【図１】
0004236879.tif 000002
【図２】
0004236879.tif 000003
【図３】
0004236879.tif 000004