JP2002004952A - EGR cooler - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 EGRクーラ内におけるEGRガス通路の出
口側の流速低下による境界層の発達を抑え、温度効率の
向上を図るようにしたEGRクーラを提供する。
【解決手段】 エンジンのEGR通路に介装され、EG
Rガスと冷却媒体との熱交換を可能に配設されるEGR
クーラにおいて、EGRクーラ1内に配設されたEGR
ガス通路を複数の管3により構成し、各管3の内側に突
出する突条3cを周方向に連続して設けるとともに、突
条3cの高さをEGRガスの入口3a側から出口3b側
にかけて漸増させて形成した構成としたものである。
(57) [Problem] To provide an EGR cooler which suppresses the development of a boundary layer due to a decrease in flow velocity on the outlet side of an EGR gas passage in an EGR cooler and improves temperature efficiency. An EG is provided in an EGR passage of an engine.
EGR arranged to allow heat exchange between R gas and cooling medium
In the cooler, the EGR disposed in the EGR cooler 1
The gas passage is constituted by a plurality of pipes 3, and ridges 3c protruding inside each pipe 3 are continuously provided in the circumferential direction, and the height of the ridges 3c is set from the inlet 3a side of the EGR gas to the outlet 3b side. This is a configuration formed by gradually increasing.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、EGRガスを効率
よく冷却するEGRクーラに関する。The present invention relates to an EGR cooler for efficiently cooling EGR gas.
【0002】[0002]
【従来の技術】排気ガス中のNOxは、混合気が燃焼す
る際高温度によって混合気中の窒素と酸素とが結合され
て生成される。従って、燃焼温度を下げることによりN
Oxを低減することができる。排気ガス中のNOxを低
減させる方法の一つとして、排気ガス再循環(Exhaust
Gas Recirculation)装置(以下「EGR装置」とい
う)がある。このEGR装置は、燃焼済みの排気ガスの
一部を吸入側に導入させることにより燃焼を緩慢にして
最高燃焼温度を下げてNOxの発生を低減させるように
したものである。2. Description of the Related Art NOx in exhaust gas is generated when nitrogen and oxygen in the air-fuel mixture are combined at a high temperature when the air-fuel mixture burns. Therefore, by lowering the combustion temperature, N
Ox can be reduced. As one of the methods for reducing NOx in exhaust gas, exhaust gas recirculation (Exhaust
There is a Gas Recirculation (hereinafter referred to as "EGR") device. In this EGR device, a part of the burned exhaust gas is introduced into the suction side to slow down the combustion to lower the maximum combustion temperature to reduce the generation of NOx.
【0003】ところで、排気ガス(以下「EGRガス」
という)を吸入側に導入すると上述したようにNOxは
軽減されるが、その分新気の吸入空気量が少なくなるた
めに酸素が不足して煙やHC等のPM(有害粒子状物
質)が多くなるという問題がある。PMを少なくするた
めには吸入側に導入するEGRガスの温度を下げて体積
を少なくし、その分だけ新気の吸入空気量を多くするこ
とが必要である。即ち、EGR装置による排気ガス中の
PMを抑えつつNOxを低減させるためには吸入側に導
入するEGRガスの温度を下げることが必要である。By the way, exhaust gas (hereinafter referred to as "EGR gas")
As described above, NOx is reduced as described above, but the amount of fresh air is reduced accordingly, resulting in insufficient oxygen and PM (harmful particulate matter) such as smoke and HC. There is a problem of increasing. In order to reduce the PM, it is necessary to reduce the temperature of the EGR gas introduced to the intake side to reduce the volume, and to increase the intake air amount of fresh air accordingly. That is, in order to reduce NOx while suppressing PM in the exhaust gas by the EGR device, it is necessary to lower the temperature of the EGR gas introduced to the intake side.
【0004】そこで、近年、EGRクーラによりEGR
ガスを冷却してPMを抑えるとともにNOxを低減する
手法が実施されてきている。EGRクーラは、EGRガ
スを通す複数のEGRガス通路としての管路と、これら
の管路内のEGRガスを冷却する冷却媒体(冷却水)と
からなり、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通して
排気ガスの一部を吸入側に導入するEGRガス通路に介
装され、EGRガスと冷却媒体との熱交換を可能とし
て、EGRガスを冷却するよう構成されている。Therefore, in recent years, EGR coolers have
Techniques for suppressing PM by cooling gas and reducing NOx have been implemented. The EGR cooler includes a plurality of EGR gas passages for passing EGR gas and a cooling medium (cooling water) for cooling the EGR gas in these passages, and communicates an exhaust passage of the engine with an intake passage. The exhaust gas is interposed in an EGR gas passage that introduces a part of the exhaust gas to the intake side, and heat exchange between the EGR gas and the cooling medium is enabled to cool the EGR gas.
【0005】ところで、EGRクーラの入口側と出口側
とでは、EGRガスの温度が大幅に異なるため入口側と
出口側のガス流速差が大きい(例えば、入口側ガス温度
が約400℃、出口側ガス温度が約100℃であり、出
口側のガス流速は入口側ガス流速の約1/2程度とな
る)ため、前記管路の通路断面積が入口側と出口側とが
同一の通路面積の場合には、入口側のガス流速が高くて
も、出口側のガス流速が低くなるために境界層が発生し
て層流になりやすく、温度効率(冷却効率)が低下する
という不具合がある。However, since the temperature of the EGR gas is significantly different between the inlet side and the outlet side of the EGR cooler, the gas flow rate difference between the inlet side and the outlet side is large (for example, the inlet side gas temperature is about 400 ° C., the outlet side Since the gas temperature is about 100 ° C. and the gas flow rate on the outlet side is about の of the gas flow rate on the inlet side), the cross-sectional area of the conduit is such that the inlet side and the outlet side have the same passage area. In this case, even if the gas flow rate on the inlet side is high, the gas flow rate on the outlet side is low, so that a boundary layer is generated, which tends to be a laminar flow, and the temperature efficiency (cooling efficiency) is reduced.
【0006】このような問題を解決するために、例え
ば、特開平11−108578号公報に開示されている
EGRガス冷却装置がある。このEGRガス冷却装置
は、EGRガス通路を構成する多数のEGRガスの管路
を、内面が平滑な通常の管(平滑管)に代えて内部にス
パイラル状の凸条を設けたスパイラル管とし、内部に生
じるEGRガスの境界層を短くして温度効率を向上させ
るようにしたものである。In order to solve such a problem, for example, there is an EGR gas cooling device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-108578. In this EGR gas cooling device, a plurality of EGR gas passages constituting an EGR gas passage are replaced with a normal tube having a smooth inner surface (smooth tube) as a spiral tube provided with a spiral ridge therein. This is to improve the temperature efficiency by shortening the boundary layer of the EGR gas generated inside.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ス
パイラル管を使用したEGRガス冷却装置においては、
スパイラル状の凸条の間隔(ピッチ)が、入口側から出
口側まで等間隔で形成されているために流速の低い出口
側の境界層の発達に十分に対応することができず、温度
効率の向上幅が十分でないという不具合がある。However, in the EGR gas cooling device using the spiral tube,
Since the intervals (pitch) of the spiral ridges are formed at equal intervals from the inlet side to the outlet side, it is not possible to sufficiently cope with the development of the boundary layer on the outlet side having a low flow velocity, and the temperature efficiency is not improved. There is a problem that the improvement width is not sufficient.
【0008】このため、本発明では、EGRクーラ内に
おけるEGRガス通路の出口側の流速低下による境界層
の発達を抑え、温度効率の向上を図るようにしたEGR
クーラを提供することを目的としている。For this reason, the present invention suppresses the development of the boundary layer due to a decrease in the flow velocity at the exit side of the EGR gas passage in the EGR cooler, thereby improving the temperature efficiency.
It is intended to provide a cooler.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明では、管路内を流れるEGRガス
は、冷却媒体により冷却されて流速が徐々に低下する。
管路内を流れるEGRガスは、当該管路の内側に突出し
て形成された突条により乱流が促進されて境界層の発達
が阻止される。突条の高さは、流速が遅くなる出口側に
向かって徐々に高くなることで、乱流が更に促進されて
流速の遅い下流側におけるEGRガスの境界層の発達が
更に阻止される。これにより、管路内を流れるEGRガ
スが当該管路の内面と良好に接触して冷却され、温度効
率が向上する。EGRクーラにより冷却されたEGRガ
スは、前記エンジンの吸入側に供給される。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the EGR gas flowing through the pipeline is cooled by the cooling medium, and the flow velocity gradually decreases.
The turbulent flow of the EGR gas flowing through the pipeline is promoted by the ridge formed so as to protrude inside the pipeline, and the development of the boundary layer is prevented. Since the height of the ridge gradually increases toward the outlet side where the flow velocity is slowed, the turbulence is further promoted and the development of the boundary layer of the EGR gas on the downstream side where the flow velocity is slow is further prevented. Thus, the EGR gas flowing in the pipeline is brought into good contact with the inner surface of the pipeline and cooled, thereby improving the temperature efficiency. EGR gas cooled by the EGR cooler is supplied to the intake side of the engine.
【0010】請求項2の発明では、管路内を流れるEG
Rガスは、当該管路の内側に突出して形成された突条に
より乱流が促進されて境界層の発達が阻止される。突条
の配置間隔(ピッチ)は、流速が遅くなる出口側に向か
って徐々に狭くなることで、乱流が更に促進されて流速
の遅い下流側におけるEGRガスの境界層の発達が更に
阻止される。[0010] According to the second aspect of the present invention, the EG flowing in the pipeline is provided.
The turbulent flow of the R gas is protruded by the ridge formed so as to protrude inside the pipe, so that the boundary layer is prevented from developing. The arrangement interval (pitch) of the ridges gradually narrows toward the outlet side where the flow velocity is slowed, so that turbulence is further promoted and the development of the boundary layer of the EGR gas on the downstream side where the flow velocity is slow is further prevented. You.
【0011】請求項3の発明では、管路内を流れるEG
Rガスは、当該管路の内側に突出して形成された複数の
突起により巻き込むように流れて乱流が促進され境界層
の発達が阻止される。突起の数は、流速が遅くなる出口
側に向かって徐々に増えることで、乱流が更に促進され
て流速の遅い下流側におけるEGRガスの境界層の発達
が更に阻止される。According to the third aspect of the present invention, the EG flowing in the pipeline is provided.
The R gas flows so as to be entangled by the plurality of projections formed to protrude inside the pipeline, turbulence is promoted, and the development of the boundary layer is prevented. The number of the protrusions gradually increases toward the outlet side where the flow velocity is slowed, so that the turbulence is further promoted and the development of the boundary layer of the EGR gas on the downstream side where the flow velocity is slow is further prevented.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。 (実施例1)図1は、本発明に係るEGRクーラの断面
図、図2は、図1の矢線II−IIに沿う断面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of an EGR cooler according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG.
【0013】図1及び図2に示すように、EGRクーラ
1は、円筒形状のケース2と、このケース2内に収納さ
れたEGRガス通路としての複数の管路3と、ケース2
に各管路3を支持する支持プレート4、5及びバッフル
プレート6、7等により構成されている。ケース2の一
側開口端2aがEGRガスの入口(以下「入口2a」と
いう)とされ、他側開口端2bがEGRガスの出口(以
下「出口2b」という)とされている。各管路3の両端
は、夫々支持プレート4、5に穿設された各孔4a、5
aに液密に挿通固定されており、これらの支持プレート
4、5の外周部が夫々ケース2の内周面に液密に固定さ
れている。EGRガス入口2aと支持プレート4との間
にEGRガス室11が、支持プレート5とEGRガス出
口2bとの間にEGRガス室12が形成され、各管路3
の両端がこれらのガス室11、12に開口している。As shown in FIGS. 1 and 2, an EGR cooler 1 includes a cylindrical case 2, a plurality of conduits 3 as EGR gas passages housed in the case 2, and a case 2.
And supporting plates 4 and 5 for supporting each pipe 3 and baffle plates 6 and 7. One end 2a of the case 2 serves as an inlet for EGR gas (hereinafter referred to as “inlet 2a”), and the other end 2b serves as an outlet for EGR gas (hereinafter referred to as “outlet 2b”). Both ends of each conduit 3 are respectively provided with holes 4a, 5a formed in support plates 4, 5, respectively.
a, and the outer peripheral portions of the support plates 4 and 5 are fixed to the inner peripheral surface of the case 2 in a liquid-tight manner. An EGR gas chamber 11 is formed between the EGR gas inlet 2a and the support plate 4, and an EGR gas chamber 12 is formed between the support plate 5 and the EGR gas outlet 2b.
Are open to these gas chambers 11 and 12.
【0014】バッフルプレート6、7は、夫々略半円形
状をなし、支持プレート4、5の間に略等間隔に配置さ
れ、円弧状の外周部がケース2の内周面に液密に固定さ
れている。一側のバッフルプレート6は、複数の管路3
の一側半分の各管路3を夫々孔6aに液密に挿通させて
支持し、他側のバッフルプレート7は、複数の管路3の
他側半分の各管路3を夫々孔7aに液密に挿通させて支
持している。The baffle plates 6 and 7 each have a substantially semicircular shape, are arranged at substantially equal intervals between the support plates 4 and 5, and the arc-shaped outer peripheral portion is liquid-tightly fixed to the inner peripheral surface of the case 2. Have been. The baffle plate 6 on one side includes a plurality of conduits 3.
And the other half baffle plate 7 inserts each of the conduits 3 on the other half of the plurality of conduits 3 into the respective holes 7a. It is supported by being inserted in a liquid-tight manner.
【0015】ケース2の外周面の一側には冷却媒体とし
ての冷却水入口8が支持プレート5とバッフルプレート
7との間に開口して設けられ、外周面の他側には冷却水
出口9が支持プレート4とバッフルプレート6との間に
開口して設けられている。そして、冷却水入口8から流
入した冷却水は、矢印で示すように支持プレート5とバ
ッフルプレート7との間から、バッフルプレート7と6
との間を通り、更にバッフルプレート6と支持プレート
4との間を通して出口9から流出し、各管路3の外周面
を冷却する。A cooling water inlet 8 serving as a cooling medium is provided on one side of the outer peripheral surface of the case 2 so as to open between the support plate 5 and the baffle plate 7, and a cooling water outlet 9 is provided on the other side of the outer peripheral surface. Is provided between the support plate 4 and the baffle plate 6 so as to open. Then, the cooling water flowing from the cooling water inlet 8 flows from the space between the support plate 5 and the baffle plate 7 to the baffle plates 7 and 6 as shown by arrows.
And flows out from the outlet 9 through the space between the baffle plate 6 and the support plate 4 to cool the outer peripheral surface of each pipe 3.
【0016】図3に示すように管路3は、内側に突出す
る突条(凸条)3cが、EGRガスの入口3aからEG
Rガスの出口3bまで周方向に連続して螺旋状に所定の
間隔(ピッチ)で形成されており、且つその突出高さが
入口3aから出口3bにかけて徐々に高くなる即ち、漸
増するように形成されている。このEGRクーラ1は、
エンジンのEGR通路(図示せず)に介装され、EGR
ガス入口2aが前記エンジンの排気ガス通路側(上流
側)に、EGRガス出口2bが前記エンジンの吸気通路
側(下流側)に接続される。また、冷却水入口8、冷却
水出口9が夫々冷却水通路に介装されて接続される。As shown in FIG. 3, the pipe 3 has a ridge 3c protruding inward from an EGR gas inlet 3a.
It is formed continuously at a predetermined interval (pitch) in a spiral shape in the circumferential direction up to the outlet 3b of the R gas, and the protrusion height is gradually increased from the inlet 3a to the outlet 3b, that is, formed so as to gradually increase. Have been. This EGR cooler 1
EGR passage (not shown) of the engine
The gas inlet 2a is connected to the exhaust gas passage side (upstream side) of the engine, and the EGR gas outlet 2b is connected to the intake passage side (downstream side) of the engine. Further, a cooling water inlet 8 and a cooling water outlet 9 are respectively interposed and connected to the cooling water passage.
【0017】以下に作用を説明する。エンジンの排気ガ
ス通路に排出された排気ガスの一部は、前記EGRガス
通路を通してEGRクーラ2のガス室11に導入され
る。このガス室11に導入された高温、高速のEGRガ
スは、各管路3に分配され、これらの管路3内を流れて
ガス室12に至る。一方、冷却水入口8からケース2内
に流入した冷却水は、矢印のように流れて各管路3内を
流れるEGRガスを冷却する。冷却水は、各管路3の外
周を、EGRガスの出口3b側から入口3a側に向かっ
て流れることで、管路3内を流れるEGRガスを良好に
冷却することができる。The operation will be described below. Part of the exhaust gas discharged into the exhaust gas passage of the engine is introduced into the gas chamber 11 of the EGR cooler 2 through the EGR gas passage. The high-temperature, high-speed EGR gas introduced into the gas chamber 11 is distributed to each pipe 3, flows through these pipes 3, and reaches the gas chamber 12. On the other hand, the cooling water that has flowed into the case 2 from the cooling water inlet 8 flows as shown by the arrows and cools the EGR gas flowing through each pipe 3. The cooling water flows from the outlet 3b side of the EGR gas toward the inlet 3a side of the outer circumference of each pipe 3 so that the EGR gas flowing in the pipe 3 can be cooled well.
【0018】管路3内を流れるEGRガスは、冷却水に
より冷却されて流速が徐々に低下し、出口3b側におけ
る流速が入口3a側の流速の約半分程度となる。管路3
内を流れるEGRガスは、当該管路3の内側に突出して
形成された突条3cにより乱流が促進されて境界層の発
達が阻止される。しかも、突条3cは、流速が遅くなる
出口3b側に向かって徐々に高くなることで、乱流が更
に促進されて流速の遅い下流側におけるEGRガスの境
界層の発達が更に阻止される。これにより、管路3内を
流れるEGRガスが当該管路3の内面と良好に接触して
冷却され、温度効率(冷却効率)が向上する。各管路3
により冷却されたEGRガスは、出口3bからガス室1
2に排出され、更にEGRガス出口2bから前記エンジ
ンの吸気通路に供給される。The EGR gas flowing through the pipe 3 is cooled by the cooling water and its flow velocity gradually decreases, so that the flow velocity at the outlet 3b side is about half of the flow velocity at the inlet 3a side. Line 3
The turbulent flow of the EGR gas flowing inside is promoted by the ridges 3c formed to protrude inside the pipeline 3, and the development of the boundary layer is prevented. Moreover, the ridges 3c gradually increase toward the outlet 3b side where the flow velocity is slowed, so that the turbulence is further promoted and the development of the boundary layer of the EGR gas on the downstream side where the flow velocity is slow is further prevented. Thereby, the EGR gas flowing in the pipeline 3 is cooled in good contact with the inner surface of the pipeline 3, and the temperature efficiency (cooling efficiency) is improved. Each pipeline 3
The EGR gas cooled by the gas is supplied to the gas chamber 1 through the outlet 3b.
2 and is further supplied from an EGR gas outlet 2b to an intake passage of the engine.
【0019】EGRガスは、EGRクーラ1により良好
に冷却されることにより、前記エンジンの吸入側に導入
される体積が小さくなり、エンジンに吸入される新気の
吸入空気量が増加する。これにより、低温の大量EGR
ガスを適正に制御することが可能となり、PMの増加を
抑えつつ、NOxの更なる抑制が可能となる。尚、上記
実施例においては、管路3の内側に突出する突条3c
を、EGRガスの入口3aから出口3bまで周方向に連
続して螺旋状に形成した場合について記述したが、これ
に限るものではなく、周方向に連続する環状に形成し、
入口3aから出口3bにかけて所定の間隔で形成し、且
つ各突条の高さを、入口3aから出口3bにかけて徐々
に高くなる(漸増する)ように形成してもよい。 (実施例2)図4は、EGRガス管路の第2の実施例を
示す。図においてEGRガスの管路15は、内側に突出
する突条15cが、EGRガスの入口15aから出口1
5bまで周方向に連続して螺旋状に形成され、且つその
間隔(ピッチ)が入口15aから出口15bにかけて徐
々に狭くなる(漸減する)ように形成されたものであ
る。これにより、出口15b側の流速低下によるEGR
ガスの境界層の発達が防止されて、温度効率の向上が図
られる。Since the EGR gas is cooled well by the EGR cooler 1, the volume introduced to the intake side of the engine is reduced, and the amount of fresh air taken into the engine is increased. As a result, a large amount of low temperature EGR
It is possible to appropriately control the gas, and it is possible to further suppress NOx while suppressing an increase in PM. In the above embodiment, the ridge 3c protruding inside the pipe 3 is used.
Is described as a case where the spiral is continuously formed in the circumferential direction from the inlet 3a to the outlet 3b of the EGR gas. However, the present invention is not limited to this.
The protrusions may be formed at predetermined intervals from the inlet 3a to the outlet 3b, and the height of each ridge may be gradually increased (increased) from the inlet 3a to the outlet 3b. (Embodiment 2) FIG. 4 shows a second embodiment of the EGR gas pipeline. In the figure, an EGR gas pipeline 15 has a ridge 15c protruding inward from an EGR gas inlet 15a to an outlet 1a.
The spiral is continuously formed in the circumferential direction up to 5b, and the interval (pitch) is formed so as to be gradually narrowed (gradually reduced) from the inlet 15a to the outlet 15b. As a result, the EGR due to the decrease in the flow velocity at the outlet 15b side
The development of the boundary layer of gas is prevented, and the temperature efficiency is improved.
【0020】尚、上記実施例においては、管路3の内側
に突出する突条15cを、EGRガスの入口15aから
出口15bまで周方向に連続して螺旋状に形成した場合
について記述したが、これに限るものではなく、周方向
に連続する環状に形成し、且つその間隔が入口15aか
ら出口15bにかけて徐々に狭くなるように形成し、各
突条の高さを入口15aから出口15bにかけて徐々に
高くなるように形成してもよい。 (実施例3)図5は、EGRガス管路の第3の実施例を
示す。図においてEGRガスの管路16は、その内径が
入口16a側から出口16b側に徐々に縮径(漸減)す
るように形成され、且つ内側に突出する突条16cが、
入口16aから出口16bまで周方向に連続して螺旋状
に所定の間隔で形成されたものである。このように、流
速の低下する下流側の管径を小さくすることで、境界層
の発達を更に防ぐことができる。In the above-described embodiment, the case where the ridge 15c protruding inside the conduit 3 is formed in a spiral shape continuously in the circumferential direction from the inlet 15a to the outlet 15b of the EGR gas has been described. The present invention is not limited to this, and is formed in an annular shape that is continuous in the circumferential direction, and the interval is formed so as to be gradually narrowed from the inlet 15a to the outlet 15b, and the height of each ridge is gradually increased from the inlet 15a to the outlet 15b. May be formed to be higher. (Embodiment 3) FIG. 5 shows a third embodiment of the EGR gas pipeline. In the figure, the EGR gas pipeline 16 is formed such that its inner diameter is gradually reduced (gradually reduced) from the inlet 16a side to the outlet 16b side, and a ridge 16c protruding inward is formed.
It is formed spirally at predetermined intervals continuously in the circumferential direction from the inlet 16a to the outlet 16b. As described above, by reducing the diameter of the pipe on the downstream side where the flow velocity decreases, the development of the boundary layer can be further prevented.
【0021】尚、上記実施例では、突条16cの間隔を
一定の間隔で形成したが、これに限るものではなく、実
施例2の場合ようにその間隔(ピッチ)が入口16aか
ら出口16bにかけて徐々に狭くなる(漸減する)よう
に形成してもよい。 (実施例4)図6は、EGRガス管路の第4の実施例を
示す。図においてガス管路17は、内側に突出する突起
17cが複数設けられ、且つその突起17cの数が、E
GRガスの入口17aから出口17bにかけて徐々に多
くなる(漸増する)ように形成されたものである。これ
らの突起17cは、管路17内を流れるEGRガスを裏
側に巻き込むように作用し、これにより、出口17b側
の流速低下によるEGRガスの境界層の発達が良好に防
止されて、温度効率の向上が図られる。In the above-described embodiment, the interval between the protrusions 16c is formed at a constant interval. However, the present invention is not limited to this. The interval (pitch) from the inlet 16a to the outlet 16b as in the second embodiment. It may be formed so as to be gradually narrowed (gradually reduced). (Embodiment 4) FIG. 6 shows a fourth embodiment of the EGR gas pipeline. In the figure, the gas pipeline 17 is provided with a plurality of inwardly projecting projections 17c, and the number of the projections 17c is E.
The GR gas is formed so as to gradually increase (increase gradually) from the inlet 17a to the outlet 17b of the GR gas. These projections 17c act to engulf the EGR gas flowing in the pipeline 17 to the back side, whereby the development of the boundary layer of the EGR gas due to the decrease in the flow rate at the outlet 17b side is favorably prevented, and the temperature efficiency is reduced. Improvement is achieved.
【0022】尚、上記実施例においては各突起17cの
高さを同じ高さとしたが、これに限るものではなく、出
口側に行くに連れて突起17cの高さを徐々に高くする
ようにしてもよい。更に、管路17の内側に実施例1乃
至実施例3と同様の突条を併設してもよい。また、突条
は、入口17aから出口17bまで周方向に連続する螺
旋状をなし、その高さを入口3aから出口3bにかけて
徐々に高くするように形成してもよい。或いは、突条
を、入口17aから出口17bにかけて徐々に狭くなる
ように配置してもよく、更に、周方向に連続する環状に
形成し、その間隔を入口17aから出口17bにかけて
徐々に狭くなるように配置してもよい。 (実施例5)図7は、EGRガス管路の第5の実施例を
示す。図において管路18は、内側に突出する突条18
cが、入口18aから出口18bまで周方向に連続して
螺旋状に所定のピッチで形成されており、且つ突出高さ
が入口18aから出口18bにかけて徐々に高くなるよ
うに形成されている。そして、管路18内にはフィン1
9が全長に亘り挿入されている。このフィン19は、帯
状の薄板を螺旋状に捻って形成され、且つそのピッチが
管路18の入口18aから出口18bにかけて徐々に狭
くなるように形成されている。これにより、EGRガス
がフィン19に沿って流れ、且つ突条18cにより乱流
とされ、出口18b側の流速低下による境界層の発達が
防止されて、温度効率の向上が図られる。In the above embodiment, the heights of the projections 17c are the same. However, the height is not limited to this, and the height of the projections 17c is gradually increased toward the outlet side. Is also good. Further, a ridge similar to that of the first to third embodiments may be provided inside the conduit 17. Further, the ridge may be formed in a spiral shape that is continuous in the circumferential direction from the inlet 17a to the outlet 17b, and may be formed so that its height gradually increases from the inlet 3a to the outlet 3b. Alternatively, the ridges may be arranged so as to be gradually narrowed from the inlet 17a to the outlet 17b. Further, the ridges are formed in a continuous annular shape in the circumferential direction, and the interval is gradually narrowed from the inlet 17a to the outlet 17b. May be arranged. (Embodiment 5) FIG. 7 shows a fifth embodiment of the EGR gas pipeline. In the figure, a pipe 18 has a ridge 18 projecting inward.
c is formed spirally at a predetermined pitch continuously in the circumferential direction from the inlet 18a to the outlet 18b, and is formed so that the protrusion height gradually increases from the inlet 18a to the outlet 18b. The fin 1 is located in the pipe 18.
9 are inserted over the entire length. The fins 19 are formed by spirally twisting a strip-shaped thin plate, and are formed such that the pitch gradually narrows from the inlet 18a to the outlet 18b of the conduit 18. Thus, the EGR gas flows along the fins 19 and is turbulent by the ridges 18c, thereby preventing the boundary layer from developing due to a decrease in the flow velocity at the outlet 18b side, thereby improving the temperature efficiency.
【0023】図8は、EGRクーラの性能を比較した一
例を示すグラフで、EGRガス流量と冷却媒体(冷却
水)との交換熱量を示す。図において実線Iは、EGR
クーラ内の複数のガス管路として通常の管(平滑管)を
使用した従来のEGRクーラの特性を、実線IIは、ガス
管路としてスパイラル管を使用した従来のEGRクーラ
の特性を示す。実線IIIは、本発明の実施例1に示す管
路を適用したEGRクーラの特性を示し、同実線IVは、
実施例5に示す管路を適用したEGRクーラの特性を示
す。この図8から明らかなように、本発明のEGRクー
ラは、従来構造のEGRクーラに比べて温度効率を向上
させることができる。FIG. 8 is a graph showing an example in which the performance of the EGR cooler is compared, showing the EGR gas flow rate and the amount of heat exchanged with the cooling medium (cooling water). In the figure, the solid line I is EGR
The characteristics of a conventional EGR cooler using a normal pipe (smooth pipe) as a plurality of gas pipes in the cooler, and the solid line II shows the characteristics of a conventional EGR cooler using a spiral pipe as a gas pipe. The solid line III shows the characteristics of the EGR cooler to which the pipeline shown in the first embodiment of the present invention is applied, and the solid line IV shows
13 shows the characteristics of an EGR cooler to which the pipeline shown in the fifth embodiment is applied. As is clear from FIG. 8, the EGR cooler of the present invention can improve the temperature efficiency as compared with the EGR cooler of the conventional structure.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ンジンのEGR通路に介在されEGRガスと冷却媒体と
の熱交換を可能に配置されたEGRクーラ内の複数のE
GRガス通路内を流れるEGRガスの出口側の流速低下
による境界層の発達を防止することができ、冷却媒体に
よる温度効率を向上することが可能となり、低温の大量
EGRガスの適正な制御が可能となり、排気ガス中に含
まれる有害な粒状物質(PM)の増加を抑えつつ、NO
xの更なる抑制が可能となる。As described above, according to the present invention, a plurality of Es in an EGR cooler interposed in an EGR passage of an engine and arranged to exchange heat between an EGR gas and a cooling medium are provided.
The development of the boundary layer due to the decrease in the flow velocity of the EGR gas flowing through the GR gas passage at the outlet side can be prevented, the temperature efficiency by the cooling medium can be improved, and the large amount of low-temperature EGR gas can be appropriately controlled. And suppresses an increase in harmful particulate matter (PM) contained in exhaust gas,
x can be further suppressed.
【図1】本発明に係るEGRクーラの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an EGR cooler according to the present invention.
【図2】図1に示すEGRクーラの矢線II−IIに沿う断
面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the EGR cooler shown in FIG. 1, taken along the line II-II.
【図3】図1に示すEGRガス通路の実施例1の断面図
である。FIG. 3 is a sectional view of Example 1 of the EGR gas passage shown in FIG.
【図4】図1に示すEGRガス通路の実施例2の断面図
である。FIG. 4 is a sectional view of a second embodiment of the EGR gas passage shown in FIG. 1;
【図5】図1に示すEGRガス通路の実施例3の断面図
である。FIG. 5 is a sectional view of a third embodiment of the EGR gas passage shown in FIG. 1;
【図6】図1に示すEGRガス通路の実施例4の断面図
である。FIG. 6 is a cross-sectional view of Embodiment 4 of the EGR gas passage shown in FIG.
【図7】図1に示すEGRガス通路の実施例5の断面図
である。FIG. 7 is a sectional view of Example 5 of the EGR gas passage shown in FIG. 1;
【図8】従来のEGRクーラと本発明のEGRクーラの
性能を比較した一例を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing an example comparing the performance of a conventional EGR cooler and the performance of an EGR cooler of the present invention.
1 EGRクーラ 2 ケース 3、15、16、17、18 管路(EGRガス通路) 4、5 支持プレート 6、7 バッフルプレート 19 フィン 1 EGR cooler 2 Case 3, 15, 16, 17, 18 Pipe line (EGR gas passage) 4, 5 Support plate 6, 7 Baffle plate 19 Fin
Claims (3)
Rガスと冷却媒体との熱交換を可能に配設されるEGR
クーラにおいて、 前記EGRクーラ内に配設されたEGRガス通路を複数
の管により構成し、各々の前記管の内側に突出する突条
を周方向に連続して設けるとともに、前記突条の高さを
前記EGRガスの入口側から出口側にかけて漸増させて
形成したことを特徴とするEGRクーラ。1. An EG mounted in an EGR passage of an engine.
EGR arranged to allow heat exchange between R gas and cooling medium
In the cooler, an EGR gas passage provided in the EGR cooler is constituted by a plurality of pipes, and ridges protruding inside each of the pipes are continuously provided in a circumferential direction, and a height of the ridges is increased. Characterized by being gradually increased from the inlet side to the outlet side of the EGR gas.
Rガスと冷却媒体との熱交換を可能に配設されるEGR
クーラにおいて、 前記EGRクーラ内に配設されたEGRガス通路を複数
の管により構成し、各々の前記管の内側に突出する突条
を周方向に連続して設けるとともに、前記突条の配置間
隔を前記EGRガスの入口側から出口側にかけて漸減さ
せて形成したことを特徴とするEGRクーラ。2. An engine control device, which is interposed in an EGR passage of an engine,
EGR arranged to allow heat exchange between R gas and cooling medium
In the cooler, an EGR gas passage provided in the EGR cooler is constituted by a plurality of pipes, and ridges protruding inside each of the pipes are continuously provided in a circumferential direction, and an arrangement interval of the ridges is provided. Is gradually reduced from the inlet side to the outlet side of the EGR gas.
Rガスと冷却媒体との熱交換を可能に配設されるEGR
クーラにおいて、 前記EGRクーラ内に配設されたEGRガス通路を複数
の管により構成し、各々の前記管の内側に突出する突起
を複数設けるとともに、前記突起の数を前記EGRガス
の入口側から出口側にかけて漸増させて形成したことを
特徴とするEGRクーラ。3. An EG mounted in an EGR passage of an engine.
EGR arranged to allow heat exchange between R gas and cooling medium
In the cooler, an EGR gas passage provided in the EGR cooler is constituted by a plurality of pipes, and a plurality of projections projecting inside each of the pipes is provided, and the number of the projections is increased from the inlet side of the EGR gas. An EGR cooler characterized by being formed so as to gradually increase toward an outlet side.
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|---|---|---|---|
| JP2000181743A JP2002004952A (en) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | EGR cooler |
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| JP (1) | JP2002004952A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2000
- 2000-06-16 JP JP2000181743A patent/JP2002004952A/en active Pending
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