(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＧＲガスとエンジン冷却水とを熱交換する熱交換器において、該熱交換器に取付けられ、ゴムホースを介してエンジン冷却水を導入、排出するパイプの少なくとも一方を、底部断面を上下方向に長細い形状となしたＵ字管で構成したことを特徴とするＥＧＲ用熱交換器。
【請求項２】
ＥＧＲガスとエンジン冷却水とを熱交換する熱交換器において、該熱交換器に取付けられ、ゴムホースを介してエンジン冷却水を導入、排出するパイプの少なくとも一方を、底部断面を上下方向に長細い形状となしたＵ字管で構成し、該Ｕ字管の少なくとも一方に温度センサーを設けたことを特徴とするＥＧＲ用熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの冷却水でＥＧＲガスを冷却する熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
排出ガスの一部を排気系から取出して再びエンジンの吸気系に戻し、混合気に加える方法をＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気再循環）と称するが、ＥＧＲはＮＯｘの発生の抑制、ポンプ損失の低減および燃焼ガス温度低下による冷却液への放熱損失の低減、作動ガス量・組成の変化による比熱比の増大に伴うサイクル効率の向上等の効果があるため、エンジンの熱効率の改善に有効な方法とされている。
【０００３】
しかるに、ＥＧＲガスの温度は高いとその熱によりＥＧＲバルブの耐久性を悪化させ、破損させる場合がある。このため、エンジンの冷却水や冷却風でＥＧＲガスを冷却する装置が用いられている。この装置としては、一般に多管式の熱交換器が用いられる。この多管式熱交換器としては、図４にその一例を示すごとく、両端部にＥＧＲガスの流入口２ａと流出口２ｂとを備え、さらに側面にエンジン冷却水の流入口３ａと流出口３ｂとを有し、内部に多数の管体によって構成された伝熱管群（図面省略）が固着配列された胴管１で構成され、前記流入口３ａと流出口３ｂに接続した短パイプ４ａ、４ｂよりゴムホース７ａ、７ｂを介して導入、排出されるエンジン冷却水や冷却風により、流入口２ａより導入され流出口２ｂより排出されかつ内部の伝熱管群を流れるＥＧＲガスが冷却される構造となっているものが知られている（実公昭５７−３０９号公報等参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
エンジンの冷却水によりＥＧＲガスを冷却する方式のＥＧＲ用熱交換器の場合、サーモスタットや冷却ファン等の故障により熱交換器内に導入されるエンジン冷却水が、ＥＧＲガスとの熱交換によって該熱交換器内で沸騰し、最悪の場合安全弁１０等から完全に蒸発してしまう。
【０００５】
従来このような事態の場合は、熱交換器の胴管１内の水が蒸発して該胴管の温度が上昇し、この温度が短パイプ４ａ、４ｂに熱伝達されて短パイプの温度がゴムホース７ａ、７ｂの耐熱温度を超えて該ゴムホースが劣化し、これによりエンジン冷却水の再注入時にゴムホースの劣化部分より冷却水が漏れてしまい、したがってゴムホースを交換するという大修理を必要とすることになった。
【０００６】
本発明は、例えばサーモスタット等が故障して熱交換器の胴管１内の水が全て蒸発してしまったような場合でも、エンジン冷却水を導入、排出するパイプ内に水を滞留せしめて該パイプの温度をゴムの劣化温度以下に保ち、これによりゴムホースの交換等の大修理を予防し得るＥＧＲ用熱交換器を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＥＧＲ用熱交換器は、ＥＧＲガスとエンジン冷却水とを熱交換する熱交換器において、該熱交換器に取付けられ、ゴムホースを介してエンジン冷却水を導入するパイプまたはゴムホースを介して熱交換されたエンジン冷却水を排出するパイプの少なくとも一方をＵ字管で構成したことを特徴とするものである。また、上記構造の熱交換器の前記Ｕ字管と熱交換器本体との間、またはエンジン冷却水入口部もしくは出口部の少なくとも一方に温度センサーを設けたことを特徴とするものである。さらに前記Ｕ字管の底部断面を上下方向に長細形状となしたことを特徴とするものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、熱交換器の胴管内のエンジン冷却水が全て蒸発してしまい、ＥＧＲガスの熱が伝熱管群から熱交換器胴管へ熱伝達しさらにパイプの温度が上昇し始めても、パイプのＵ字状部分に水が滞留しているので、水が滞留している間はパイプの温度は沸点である１００℃を超えることがなく、したがってゴムホースもゴムの劣化温度を超えないため、ゴムホースの交換を不要としたものであって、その手段としてパイプにＵ字管を用いたことを特徴とするものである。
【０００９】
このように、熱交換器のエンジン冷却水導入用パイプまたは排出用パイプをＵ字管で構成した場合は、例え熱交換器内部においてエンジン冷却水の沸騰が起こっても、このＵ字管によってパイプもゴムホースもゴムの劣化温度以下の温度に保持されるのである。
【００１０】
さらに、好ましくは前記Ｕ字管と熱交換器本体との間、または熱交換器のエンジン冷却水入口部または出口部の少なくとも一方に温度センサーを設け、このセンサーにより感知された温度を車内のＣＰＵ、警告灯あるいは警報器等と接続すれば、熱交換器内のエンジン冷却水の沸騰をより迅速に検知し対処することができる。
【００１１】
なお、前記Ｕ字管の底部断面を上下方向に長細形状となすことにより仮に熱交換器内部で蒸気が発生してもその流れは断面上部を通過するためエンジン冷却水は該Ｕ字管内に滞留し、完全に蒸発するまで１００℃程度を保つため、直ちゴムホースの劣化は生じず、Ｕ字管内の滞留水が蒸発するまでの間に対応策をとることができる。
【００１２】
また熱交換器内部でエンジン冷却水の沸騰が起こった場合、その圧力によって蒸気はエンジン冷却水導入側および排出側の両方のパイプに流れるため、Ｕ字管はエンジン冷却水導入側および排出側の両方のパイプに設けることが好ましい。さらに、温度センサーも同様、エンジン冷却水導入側および排出側の両方に設けることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の請求項１に対応するＥＧＲ用熱交換器の一例を示す概略側面図、図２は同じく請求項２に対応するＥＧＲ用熱交換器の一例を示す概略側面図、図３は図１のＡ−Ａ線上のＵ字管の底部断面図で、５ａ、５ｂはＵ字管、６ａ、６ｂは温度センサー、７ａ、７ｂはそれぞれエンジン冷却水供給用ゴムホースと排出用ゴムホース、８ａ、８ｂは滞留水、９は警報器、１０は圧力調整弁または安全弁である。
【００１４】
すなわち、図１に示す本発明のＥＧＲ用熱交換器は、熱交換器本体を構成する胴管１に設けられているエンジン冷却水の流入口３ａおよび流出口３ｂに接続するパイプとしてＵ字管５ａ、５ｂを使用し、このＵ字管５ａ、５ｂにそれぞれエンジン冷却水供給用ゴムホース７ａ、排出用ゴムホース７ｂを接続する構造となっている。なお、前記Ｕ字管５ａ、５ｂは、通常は直接熱交換器本体（胴管）に接続する。
【００１５】
上記のように、エンジン冷却水の流入口３ａおよび流出口３ｂにＵ字管５ａ、５ｂを接続すると、サーモスタットや冷却ファン等の故障により熱交換器内に導入されるエンジン冷却水の温度が上昇し、ＥＧＲガスとの熱交換によって当該熱交換器内でエンジン冷却水が沸騰して、その蒸気が流入口３ａおよび流出口３ｂよりＵ字管内に流出しても、当該Ｕ字管の底部断面を好ましくは図３のように上下方向に細長形状、例えば楕円、長円、卵形等にしておけば、蒸気の流れは断面上部に残る空間を通過するため、エンジン冷却水は前記Ｕ字管内に滞留水８ａ、８ｂとして滞留し、該Ｕ字管５ａ、５ｂは完全に蒸発するまで１００℃程度に保持される。これにより直ちゴムホース７ａ、７ｂの劣化は生じず、Ｕ字管５ａ、５ｂ内の滞留水８ａ、８ｂが蒸発するまでの間に対応策をとることができる。
【００１６】
また、図２に示すＥＧＲ用熱交換器は、Ｕ字管５ａ、５ｂの熱交換器付け根部に温度センサー６ａ、６ｂを取付け、このセンサーと車内の警報器９とを接続し、温度センサー６ａまたは６ｂで感知された温度がある設定温度を超えると自動的に警報器９が作動するごとく回路構成されている。
【００１７】
すなわち、このＥＧＲ用熱交換器の場合は、当該熱交換器内で蒸気が発生した場合、ゴムホース７ａ、７ｂの劣化が直ちに発生することを防止できるだけでなく、Ｕ字管５ａ、５ｂの熱交換器付け根部に取付けられた温度センサー６ａまたは６ｂを介して警報器９により蒸気の発生、あるいは蒸気が発生し得る状況になったことを即座に検知できるので、より一層迅速に対応することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明装置は上記のごとく構成してなるから、サーモスタットや冷却ファン等の故障によりＥＧＲ用熱交換器内に導入されるエンジン冷却水が上昇し、ＥＧＲガスとの熱交換により当該熱交換器内でエンジン冷却水が沸騰してもゴムホースが直ちに劣化することを防止することができるという効果が得られ、極めて実用性に富むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の請求項１に対応するＥＧＲ用熱交換器の一例を示す概略側面図である。
【図２】同じく請求項２に対応するＥＧＲ用熱交換器の一例を示す概略側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線上のＵ字管の底部断面図である。
【図４】この発明の対象とする従来のＥＧＲ用熱交換器の一例を示す概略正面図である。
【符号の説明】
１  胴管
２ａ  ＥＧＲガス流入口
２ｂ  ＥＧＲガス流出口
３ａ  エンジン冷却水流入口
３ｂ  エンジン冷却水流出口
４ａ、４ｂ  パイプ
５ａ、５ｂ  Ｕ字管
６ａ、６ｂ  温度センサー
７ａ  エンジン冷却水供給用ゴムホース
７ｂ  エンジン冷却水排出用ゴムホース、
８ａ、８ｂ  滞留水
９  警報器
１０  安全弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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