ＥＧＲクーラー

【課題】複数の伝熱パイプを有するＥＧＲクーラーにおいて、各伝熱パイプの支持部周辺を確実に冷却することができ、伝熱パイプの熱変形を確実に防止できるＥＧＲクーラーを提供する。
【解決手段】ＥＧＲガスが内部を流通する複数の伝熱パイプ５・５・・・と、該各伝熱パイプ５・５・・・を内蔵するケーシング２と、該ケーシング２の内部において、各伝熱パイプ５・５・・・を各両端部において支持するエンドプレート３・４と、を備え、ケーシング２と各エンドプレート３・４によって、冷却水の流路を形成するＥＧＲクーラー１であって、エンドプレート３に、該エンドプレート３の厚み内に冷却水を流通させるための冷却水溝７を形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気再循環に用いるＥＧＲクーラーの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンから排出される排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）および粒子状物質（ＰＭ）等の低減や、エンジンの燃費向上に有効な技術として、排気再循環（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：以下、ＥＧＲと記載する）と称される技術が広く採用されるに至っている。
ＥＧＲを実現するためのシステムにおいては、再循環される排気ガス（以下、ＥＧＲガスと呼ぶ）を冷却するための装置であるＥＧＲクーラーが用いられている。
【０００３】
ＥＧＲクーラーに導入される排気ガスは、非常に高温であるため、ＥＧＲクーラーによる排気ガスの冷却が適切に行われないと、ＥＧＲクーラーが局所的に高温化し、伝熱パイプの熱変形等を招く場合がある。このような伝熱パイプの熱変形は、伝熱パイプの破損や伝熱パイプの圧損増大による冷却効率の低下等を招く原因となるため、好ましくない。
そこで、以下に示す特許文献１に、ＥＧＲクーラーを構成する伝熱パイプが局所的に高温化することを回避するための技術が開示され、公知となっている。
【０００４】
特許文献１に開示されている従来技術では、シェル（筐体）の軸心方向一端側における冷却水入口に対して直径方向に対峙する位置に、冷却水入口から導入した冷却水の一部を抜き出すためのバイパス出口を設けて、冷却水を冷却水入口からシェルの内部に導入しながら、その導入した冷却水の一部をバイパス出口から抜き出すことにより、シェルの軸心方向一端側における冷却水入口に対して直径方向に対峙する位置で冷却水が澱まなくなり、伝熱パイプの局所的な高温化を回避する構成としている。
【０００５】
また従来、伝熱面積を拡大して熱交換効率を向上させるために、熱交換器部分を構成する伝熱パイプとして扁平形状を有する伝熱パイプを採用したＥＧＲクーラーが知られており、例えば、以下に示す特許文献２等にその技術が開示され公知となっている。
扁平形状を有する伝熱パイプを採用したＥＧＲクーラーでは、円管状の伝熱パイプに比してより高度に寸法精度を確保する必要があるため、伝熱パイプの熱変形による悪影響が、より顕著に現れることが知られている。
このため、扁平形状を有する伝熱パイプを採用したＥＧＲクーラーでは、より確実に伝熱パイプの局所的な高温化を回避する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−７４３８０号公報
【特許文献２】特開２００７−６４６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
伝熱パイプの局所的な高温化は、伝熱パイプを支持するための端部プレートと伝熱パイプが当接する支持部周辺で起こりやすいことが知られている。
しかしながら、特許文献１に係る従来技術では、端部プレートと伝熱パイプが当接する支持部周辺を確実に冷却することが困難であり、ＥＧＲクーラーの局所的な高温化を確実に防止することが困難であった。
【０００８】
本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、複数の伝熱パイプを有するＥＧＲクーラーにおいて、各伝熱パイプの支持部周辺を確実に冷却することができ、伝熱パイプの熱変形を確実に防止できるＥＧＲクーラーを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、ＥＧＲガスが内部を流通する複数の伝熱パイプと、該複数の伝熱パイプを内蔵する筐体と、該筐体の内部において、前記複数の伝熱パイプを長さ方向の各両端部において支持するための部材である一対の支持プレートと、を備え、前記筐体と前記一対の支持プレートによって、冷却水の流路を形成するＥＧＲクーラーであって、前記支持プレートに、該支持プレートの厚み内に冷却水を流通させるための冷却水路を形成するものである。
【００１１】
請求項２においては、前記伝熱パイプは、扁平形状を有するものである。
【００１２】
請求項３においては、前記冷却水路を、前記複数の伝熱パイプの、前記ＥＧＲガスの流入側の各端部を支持するための一方の前記支持プレートに形成するものである。
【００１３】
請求項４においては、前記冷却水路を、前記支持プレートの厚み内において穿設される、冷却水の流れ方向における上流側に形成される孔である入口部と、冷却水の流れ方向における下流側に形成される孔である出口部と、前記入口部および前記出口部を連通する孔である連通孔と、により構成するものである。
【００１４】
請求項５においては、前記筐体と前記一対の支持プレートによって形成する、前記冷却水の流路において、前記入口部に冷却水を導くための抵抗部である第一のガイド部材を備えるものである。
【００１５】
請求項６においては、前記第一のガイド部材は、前記伝熱パイプの外周面から突設される壁状の突起部であるものである。
【００１６】
請求項７においては、前記第一のガイド部材は、前記伝熱パイプの外周面から突設される複数の略円柱状の突起部であるものである。
【００１７】
請求項８においては、前記筐体と前記一対の支持プレートによって形成する、前記冷却水の流路において、前記出口部から流出する冷却水を、前記第一のガイド部材の下流域に導くための抵抗部である第二のガイド部材を備えるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１９】
請求項１においては、伝熱パイプの支持プレートによる支持部周辺を冷却することができる。
【００２０】
請求項２においては、扁平形状を有する伝熱パイプの支持プレートによる支持部周辺を冷却することができる。
【００２１】
請求項３においては、簡易な構成により、伝熱パイプの熱変形を防止できる。
【００２２】
請求項４においては、伝熱パイプの支持プレートによる支持部周辺を確実に冷却することができる。
【００２３】
請求項５においては、伝熱パイプの支持プレートによる支持部周辺をより確実に冷却することができる。
【００２４】
請求項６においては、入口部に冷却水を導くための抵抗部を簡易に形成することができる。
【００２５】
請求項７においては、抵抗部の下流域における冷却水の澱みを生じさせることなく、入口部に冷却水を導くための抵抗部を簡易に形成できる。
【００２６】
請求項８においては、抵抗部の下流域において、冷却水の澱みが生じることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るＥＧＲクーラーの全体構成を示す側面断面模式図。
【図２】エンドプレートによる伝熱パイプの支持状態を示す斜視模式図。
【図３】本発明の第一の実施形態に係るＥＧＲクーラーを構成するエンドプレートを示す模式図、（ａ）ＥＧＲガス上流側に配設されるエンドプレートを示す正面および側面模式図、（ｂ）ＥＧＲガス下流側に配設されるエンドプレートを示す正面および側面模式図。
【図４】本発明の第一の実施形態に係るＥＧＲクーラーにおけるエンドプレートの組み付け状態を示す模式図、（ａ）全体断面模式図、（ｂ）部分断面模式図。
【図５】本発明の第一の実施形態に係るＥＧＲクーラーにおける冷却水の流通状況を示す模式図、（ａ）側面視における部分断面模式図、（ｂ）平面視における部分断面模式図。
【図６】本発明の第二の実施形態に係るＥＧＲクーラーの全体構成を示す側面断面模式図。
【図７】本発明の第二の実施形態に係るＥＧＲクーラーを構成するＥＧＲガス上流側に配設されるエンドプレートを示す模式図、（ａ）正面模式図、（ｂ）Ａ−Ａ断面模式図、（ｃ）Ｂ−Ｂ断面模式図。
【図８】本発明の第二の実施形態に係るＥＧＲクーラーにおけるエンドプレートの組み付け状態を示す模式図、（ａ）全体断面模式図、（ｂ）部分断面模式図。
【図９】本発明の第二の実施形態に係るＥＧＲクーラーにおける冷却水の流通状況を示す模式図、（ａ）側面視における部分断面模式図、（ｂ）平面視における部分断面模式図。
【図１０】本発明の第二の実施形態に係るＥＧＲクーラーにおける冷却水の流通状況を示す模式図、（ａ）流出ガイドを備える場合の平面視における部分断面模式図、（ｂ）別実施形態に係る流入ガイドを備える場合の平面視における部分断面模式図。
【図１１】本発明に係るＥＧＲクーラーのその他の態様を示す模式図、（ａ）本発明の第三の実施形態に係るＥＧＲクーラーにおけるエンドプレートを示す正面模式図、（ｂ）本発明の第四の実施形態に係るＥＧＲクーラーにおけるエンドプレートを示す正面模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の第一の実施形態に係るＥＧＲクーラーについて、図１〜図５を用いて説明をする。
図１に示す如く、本発明の第一の実施形態に係るＥＧＲクーラー１は、ＥＧＲガスを冷却するために用いられる、所謂シェルアンドチューブ型の熱交換器であり、ケーシング２、エンドプレート３・４、複数の伝熱パイプ５・５・・・等により構成されている。
【００２９】
ケーシング２は、熱交換を行う対象となる流体（ここでは、ＥＧＲガスと冷却水）の流路の一部を形成するための筐体状の部材であり、該ケーシング２にＥＧＲガスを流入させるための開口部であるＥＧＲガス入口２ａと、ケーシング２からＥＧＲガスを流出させるための開口部であるＥＧＲガス出口２ｂと、ケーシング２に冷却水を流入させるための開口部である冷却水入口２ｃと、ケーシング２から冷却水を流出させるための開口部である冷却水出口２ｄ、等が形成されている。
【００３０】
図１および図２に示す如く、各エンドプレート３・４は、ケーシング２におけるＥＧＲガスと冷却水の各流路を隔絶するためのプレート状部材であるとともに、ケーシング２内において、複数の伝熱パイプ５・５・・・を支持するための部材である。
【００３１】
エンドプレート３は、各伝熱パイプ５・５・・・のＥＧＲガスの流通方向上流側の各端部を支持するための部材である。
また、図２および図３（ａ）に示す如く、エンドプレート３には、伝熱パイプ５の軸方向と直交する平面による断面形状に対応しており、伝熱パイプ５と嵌合する孔部である複数の嵌合孔３ａ・３ａ・・・が形成されている。
【００３２】
図１および図２に示す如く、エンドプレート４は、各伝熱パイプ５・５・・・のＥＧＲガスの流通方向下流側の各端部を支持するための部材である。
また、図２および図３（ｂ）に示す如く、エンドプレート４には、エンドプレート３と同様に、伝熱パイプ５の軸方向と直交する平面による断面形状に対応し、伝熱パイプ５と嵌合する孔部であって、各嵌合孔３ａ・３ａ・・・に対応する複数の嵌合孔４ａ・４ａ・・・が形成されている。
【００３３】
そして、図１に示す如く、ケーシング２内に各エンドプレート３・４を固設することによって、ケーシング２の各エンドプレート３・４によって挟まれた領域において、冷却水の流路を形成し、ケーシング２のそれ以外の領域において、ＥＧＲガスの流路を形成している。
このため、ＥＧＲガスの流路は、各エンドプレート３・４によって、上流側と下流側に隔てられている。
【００３４】
図１および図２に示す如く、伝熱パイプ５は、例えば、略円筒状のパイプを軸方向に対して直交する方向に押し潰すことによって、扁平形状に成型される管状部材であり、軸方向に直交する断面形状が対応する各嵌合孔３ａ・４ａの形状に略一致している。
そして、伝熱パイプ５は、エンドプレート３の嵌合孔３ａとそれに対応するエンドプレート４の嵌合孔４ａに嵌合させてろう付けされ、各エンドプレート３・４によって、ケーシング２内に支持されている。
このような構成により、上流側と下流側に隔てられたＥＧＲガスの流路を、複数の伝熱パイプ５・５・・・によって連通して、一連のＥＧＲガスの流路を形成している。
【００３５】
つまり、ＥＧＲクーラー１では、ＥＧＲガス入口２ａおよびＥＧＲガス出口２ｂを、各伝熱パイプ５・５・・・によって連通し、ＥＧＲガスの流路を形成するとともに、ケーシング２内のエンドプレート３・４によって挟まれる空間と、ＥＧＲガス入口２ａおよびＥＧＲガス出口２ｂと、を隔絶して、ケーシング２内のエンドプレート３・４によって挟まれる空間によって、冷却水の流路を形成している。
尚、本実施形態で示すＥＧＲクーラー１は、６本の伝熱パイプ５・５・・・を高さ方向に一定の間隔で積層して備える構成であるため、各エンドプレート３・４について、６箇所の各嵌合孔３ａ・３ａ・・・および各嵌合孔４ａ・４ａ・・・を形成する場合を例示しているが、本発明に係るＥＧＲクーラーを構成する伝熱パイプの本数をこれに限定するものではない。
【００３６】
そして、ＥＧＲクーラー１では、各伝熱パイプ５・５・・・の内部にＥＧＲガスを流通させるとともに、各伝熱パイプ５・５・・・の外部に冷却水を流通させることによって、各伝熱パイプ５・５・・・を介してＥＧＲガスと冷却水の熱交換を行って、ＥＧＲガスを冷却するようにしている。つまり、ＥＧＲガス入口２ａからＥＧＲクーラー１に流入したＥＧＲガスは、冷却されてＥＧＲガス出口２ｂから流出し、冷却水入口２ｃからＥＧＲクーラー１に流入した冷却水は、昇温されて冷却水出口２ｄから流出する。
【００３７】
さらに、図３（ａ）に示す如く、エンドプレート３には、冷却水と接触する側の面に複数の溝部である冷却水溝７・７・・・を形成している。
冷却水溝７・７・・・は、各嵌合孔３ａ・３ａ・・・の間の部位であってエンドプレート３による各伝熱パイプ５・５・・・の支持部を形成する境界部３ｂ・３ｂ・・・と、各嵌合孔３ａ・３ａ・・・に隣接する部位であってエンドプレート３による各伝熱パイプ５・５・・・の支持部を形成する隣接部３ｃ・３ｄにおいて、各嵌合孔３ａ・３ａ・・・に対して平行に、かつ、各嵌合孔３ａ・３ａ・・・の幅以上の範囲で形成されている。
尚、冷却水溝７の形成位置、深さ、形成範囲等は、各伝熱パイプ５・５・・・を支持するのに必要な強度や所望する冷却能力等を考慮して適宜設定する。
【００３８】
そして、図４（ａ）（ｂ）に示す如く、ＥＧＲクーラー１において、エンドプレート３は、冷却水溝７・７・・・を冷却水の流路側に向けて配設している。
このような構成により、ＥＧＲクーラー１では、図５（ａ）（ｂ）に示す如く、ケーシング２内（冷却水の流路）を流通する冷却水を、各冷却水溝７・７・・・にまで入り込ませることができ、冷却水によって、各境界部３ｂ・３ｂ・・・および各隣接部３ｃ・３ｄを冷却することができる。
【００３９】
このようにＥＧＲクーラー１では、ケーシング２内を流通する冷却水が、エンドプレート３の厚み内に形成される各冷却水溝７・７・・・内にも流通するため、従来冷却されにくかったエンドプレート３による各伝熱パイプ５・５・・・の支持部（即ち、各境界部３ｂ・３ｂ・・・および各隣接部３ｃ・３ｄ）を冷却することができる。
【００４０】
一方、図３（ｂ）に示す如く、エンドプレート４には、各嵌合孔４ａに隣接する部位等に冷却水溝を形成しておらず、この点でエンドプレート３と相違している。
つまり、ＥＧＲクーラー１では、ＥＧＲガス上流側のエンドプレート３に比して、より低温であり局所的な高温化が生じにくいＥＧＲガス下流側のエンドプレート４は、冷却水溝等を形成しない簡易な構成としている。
【００４１】
次に、本発明の第二の実施形態に係るＥＧＲクーラーについて、図６〜図１０を用いて説明をする。
図６に示す如く、本発明の第二の実施形態に係るＥＧＲクーラー１１は、ケーシング２内において、一対のエンドプレート１３・１４と、複数の伝熱パイプ１５・１５・・・を備えている点において、ＥＧＲクーラー１と相違しており、その他の部位の構成はＥＧＲクーラー１と共通している。
【００４２】
各エンドプレート１３・１４は、前述した各エンドプレート３・４と同様に、ケーシング２におけるＥＧＲガスと冷却水の各流路を隔絶するためのプレート状部材であるとともに、ケーシング２内において、複数の伝熱パイプ１５・１５・・・を支持するための部材である。
【００４３】
エンドプレート１３は、前述したエンドプレート３と同様に、各伝熱パイプ１５・１５・・・のＥＧＲガスの流通方向上流側の各端部を支持するための部材であり、エンドプレート１４は、前述したエンドプレート４と同様に、各伝熱パイプ１５・１５・・・のＥＧＲガスの流通方向下流側の各端部を支持するための部材である。
また、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す如く、エンドプレート１３には、伝熱パイプ１５の軸方向と直交する平面による断面形状に対応しており、伝熱パイプ１５と嵌合する孔部である複数の嵌合孔１３ａ・１３ａ・・・が形成されている。
【００４４】
また、エンドプレート１４は、前述したエンドプレート４と共通の部材であり、伝熱パイプ１５の軸方向と直交する平面による断面形状に対応し、伝熱パイプ１５と嵌合する孔部であって、各嵌合孔１３ａ・１３ａ・・・に対応する複数の嵌合孔１４ａ・１４ａ・・・が形成されている（図３（ｂ）参照）。
【００４５】
そして、ケーシング２内に各エンドプレート１３・１４を固設することによって、前述した各エンドプレート３・４と同様に、ケーシング２の各エンドプレート１３・１４によって挟まれた領域において、冷却水の流路を形成し、ケーシング２のそれ以外の領域において、ＥＧＲガスの流路を形成している。
このため、ＥＧＲガスの流路は、各エンドプレート１３・１４によって、上流側と下流側に隔てられている。
【００４６】
図６に示す如く、伝熱パイプ１５は、例えば、略円筒状のパイプを軸方向に対して直交する方向に押し潰すことによって、扁平形状に成型される管状部材であり、軸方向に直交する断面形状が対応する各嵌合孔１３ａ・１４ａの形状に略一致している。
そして、伝熱パイプ１５は、エンドプレート１３の嵌合孔１３ａとそれに対応するエンドプレート１４の嵌合孔１４ａに嵌合させてろう付けされ、各エンドプレート１３・１４によって、ケーシング２内に支持されている。
このような構成により、上流側と下流側に隔てられたＥＧＲガスの流路を、複数の伝熱パイプ１５・１５・・・によって連通して、一連のＥＧＲガスの流路を形成している。
【００４７】
つまり、ＥＧＲクーラー１１では、ＥＧＲガス入口２ａおよびＥＧＲガス出口２ｂを、各伝熱パイプ１５・１５・・・によって連通し、ＥＧＲガスの流路を形成するとともに、ケーシング２内のエンドプレート１３・１４によって挟まれる空間と、ＥＧＲガス入口２ａおよびＥＧＲガス出口２ｂと、を隔絶して、ケーシング２内のエンドプレート１３・１４によって挟まれる空間によって、冷却水の流路を形成している。
【００４８】
そして、ＥＧＲクーラー１１では、各伝熱パイプ１５・１５・・・の内部にＥＧＲガスを流通させるとともに、各伝熱パイプ１５・１５・・・の外部に冷却水を流通させることによって、各伝熱パイプ１５・１５・・・を介してＥＧＲガスと冷却水の熱交換を行って、ＥＧＲガスを冷却するようにしている。つまり、ＥＧＲガス入口２ａからＥＧＲクーラー１１に流入したＥＧＲガスは、冷却されてＥＧＲガス出口２ｂから流出し、冷却水入口２ｃからＥＧＲクーラー１１に流入した冷却水は、昇温されて冷却水出口２ｄから流出する。
【００４９】
さらに、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す如く、エンドプレート１３には、冷却水と接触する側の面において開口され、冷却水の流路に連通する複数の孔部である冷却水孔１７・１７・・・を形成している。
冷却水孔１７は、エンドプレート１３の厚み内において穿設される孔部であり、冷却水上流側に開口する孔である入口部１７ａと、冷却水下流側に開口する孔である出口部１７ｂと、入口部１７ａおよび出口部１７ｂを連通する連通孔１７ｃと、により構成している。
【００５０】
また、冷却水孔１７・１７・・・は、各嵌合孔１３ａ・１３ａ・・・の間の部位であってエンドプレート１３による各伝熱パイプ１５・１５・・・の支持部を形成する境界部１３ｂ・１３ｂ・・・と、各嵌合孔１３ａ・１３ａ・・・に隣接する部位であってエンドプレート１３による各伝熱パイプ１５・１５・・・の支持部を形成する隣接部１３ｃ・１３ｄにおいて、各嵌合孔１３ａ・１３ａ・・・に対して平行に、かつ、各嵌合孔１３ａ・１３ａ・・・の幅以上の範囲で形成されている。
尚、冷却水孔１７の形成位置、孔径、形成範囲等は、各伝熱パイプ１５・１５・・・を支持するのに必要な強度や所望する冷却能力等を考慮して適宜設定する。
【００５１】
そして、図８（ａ）（ｂ）に示す如く、ＥＧＲクーラー１１において、エンドプレート１３は、各入口部１７ａ・１７ａ・・・および各出口部１７ｂ・１７ｂ・・・を、冷却水の流路に向けて開放する配置としている。
このような構成により、ＥＧＲクーラー１１では、図９（ａ）（ｂ）に示す如く、ケーシング２内を流通する冷却水の一部を分岐して、各冷却水孔１７・１７内に流通させることができ、冷却水によって、各境界部１３ｂ・１３ｂ・・・および各隣接部１３ｃ・１３ｄを冷却することができる。
【００５２】
このようにＥＧＲクーラー１１では、ケーシング２内を流通する冷却水が、エンドプレート１３の厚み内に形成される各冷却水孔１７・１７・・・内にも流通するため、従来冷却されにくかったエンドプレート１３による各伝熱パイプ１５・１５・・・の支持部（即ち、各境界部１３ｂ・１３ｂ・・・および各隣接部１３ｃ・１３ｄ）を冷却することができる。
【００５３】
また、本発明の第一の実施形態に係るＥＧＲクーラー１において、エンドプレート３に形成される冷却水溝７は、冷却水の入口および出口が定まっていないため、冷却水溝７に対する冷却水の出入りが安定しないという課題が生じる。
一方、本発明の第二の実施形態に係るＥＧＲクーラー１１において、エンドプレート１３に形成される冷却水孔１７は、入口部１７ａおよび出口部１７ｂが定まっていて、冷却水が入口部１７ａから流入して出口部１７ｂから流出するといったように、冷却水孔１７における冷却水の流れがより安定しているため、冷却性能の安定性という観点において、ＥＧＲクーラー１１はＥＧＲクーラー１に比して優れている。
【００５４】
即ち、本発明の第二の実施形態に係るＥＧＲクーラー１１において、冷却水孔１７は、エンドプレート１３の厚み内において穿設される、冷却水の上流側に形成される孔である入口部１７ａと、冷却水の下流側に形成される孔である出口部１７ｂと、入口部１７ａおよび出口部１７ｂを連通する孔である連通孔１７ｃと、により構成するものである。
このような構成により、各伝熱パイプ１５・１５・・・のエンドプレート１３による支持部周辺を確実に冷却することができる。
【００５５】
また、図３（ｂ）に示す如く、エンドプレート１４には、前述したエンドプレート４と同様に、各嵌合孔１４ａに隣接する部位等に冷却水溝を形成しておらず、この点でエンドプレート１３と相違している。
つまり、ＥＧＲクーラー１１では、前述したＥＧＲクーラー１と同様に、ＥＧＲガス上流側のエンドプレート１３に比して、より低温であり局所的な高温化が生じにくいＥＧＲガス下流側のエンドプレート１４は、冷却水溝等を形成しない簡易な構成としている。
【００５６】
即ち、本発明の第一および第二の実施形態に係る各ＥＧＲクーラー１・１１は、冷却水溝７および冷却水孔１７を、各伝熱パイプ５・５・・・、あるいは各伝熱パイプ１５・１５・・・の、ＥＧＲガスの流入側の各端部を支持するための一方の支持プレートであるエンドプレート３およびエンドプレート１３に形成するものである。
このような構成により、簡易な構成で、各伝熱パイプ５・５・・・および各伝熱パイプ１５・１５・・・の熱変形を防止できる。
【００５７】
また、エンドプレート３に冷却水孔１７を形成した場合において、冷却水が冷却水孔１７に流通しないことが懸念される。
そこで、ＥＧＲクーラー１１では、図８（ｂ）に示す如く、ケーシング２（冷却水の流路）内に、該ケーシング２内を流通する冷却水を各入口部１７ａ・１７ａ・・・に導くための抵抗部である流入ガイド１８・１８・・・を備える構成としている。
【００５８】
流入ガイド１８は、伝熱パイプ１５の扁平部を形成する外周面から突設される壁状の部位であって、隣接する伝熱パイプ１５・１５の間を流通する冷却水に抵抗を付与して、入口部１７ａの開口方向に沿う方向に一部の冷却水の流れ方向を変更する役割を果たしている。
【００５９】
流入ガイド１８は、伝熱パイプ１５をプレス成型して扁平形状とするときに、同時にプレス成型によって管外側に向けて突設して形成される壁状の突起部であり、隣接する伝熱パイプ１５・１５の各流入ガイド１８・１８の頂部同士を当接させることによって、隣接する伝熱パイプ１５・１５の間の冷却水の流路内に一体的な壁状の抵抗部を形成する構成としている。
また、本実施形態では、最も外側に配置された伝熱パイプ１５・１５に形成される各流入ガイド１８・１８に対応する突起部１８ａ・１８ｂをケーシング２の内周面に配設するようにしている。
尚、流入ガイド１８の形成位置、傾き、幅等は、冷却水孔１７における入口部１７ａの形成位置や孔径や、所望する冷却能力等に応じて適宜設定する。
また、流入ガイド１８の形状は、本実施形態に示すように直線状の壁部として形成する場合に限らず、所望する流れの状況に応じて適宜曲線状の壁部として形成することも可能である。
【００６０】
また、本実施形態では、伝熱パイプ１５のプレス成型時に、同時に流入ガイド１８をプレス成型により形成する態様を例示しているが、流入ガイドは、プレス成型により形成するものに限定されず、例えば、別部材として準備した壁状部材を伝熱パイプの外周面に溶接等により固設して、流入ガイドを形成する態様とすることも可能である。
【００６１】
そして、図９（ａ）（ｂ）に示す如く、ＥＧＲクーラー１１では、流入ガイド１８・１８・・・を備えているため、ケーシング２内を流通する冷却水の一部の流れを入口部１７ａに向かわせることができるため、冷却水を確実に冷却水孔１７内に導くことができる。
【００６２】
即ち、本発明の第二の実施形態に係るＥＧＲクーラー１１は、ケーシング２と各エンドプレート１３・１４によって形成する、前記冷却水の流路において、入口部１７ａに冷却水を導くための抵抗部である流入ガイド１８・１８・・・を備えるものである。
このような構成により、各伝熱パイプ１５・１５・・・のエンドプレート１３による支持部周辺をより確実に冷却することができる。
【００６３】
また、本発明の第二の実施形態に係るＥＧＲクーラー１１において、ガイド部材は、各伝熱パイプ１５・１５・・・の外周面から突設される壁状の突起部である流入ガイド１８・１８・・・とするものである。
このような構成により、入口部１７ａに冷却水を導くための抵抗部を簡易に形成することができる。
【００６４】
ところで、図１０（ａ）に示す如く、流入ガイド１８・１８・・・を備えるＥＧＲクーラー１１では、流入ガイド１８によって冷却水の流れが偏流されるため、流入ガイド１８の下流域において、冷却水の澱みが生じることが懸念される。
そこで、本発明の第二の実施形態に係るＥＧＲクーラー１１において、流入ガイド１８・１８・・・を備える場合には、出口部１７ｂから流出する冷却水を流入ガイド１８の下流域に導くための抵抗部である流出ガイド１９・１９・・・を備えることによって、流入ガイド１８の下流域における冷却水の澱みを解消することができる。
【００６５】
流出ガイド１９は、伝熱パイプ１５の扁平部を形成する外周面から突設される壁状の部位であって、隣接する伝熱パイプ１５・１５の間を流通する冷却水に抵抗を付与して、出口部１７ｂから流出する冷却水の一部の流れ方向を変更する役割を果たしている。
【００６６】
流出ガイド１９は、流入ガイド１８と同様に、伝熱パイプ１５をプレス成型して扁平形状とするときに、同時にプレス成型によって管外側に向けて突設して形成される壁状の突起部であり、隣接する伝熱パイプ１５・１５の各流出ガイド１９・１９の頂部同士を当接させることによって、隣接する伝熱パイプ１５・１５の間の冷却水の流路内に一体的な壁状の抵抗部を形成する構成としている。
尚、流出ガイド１９の形成位置、傾き、幅等は、冷却水孔１７における出口部１７ｂの形成位置や孔径等に応じて適宜設定する。
【００６７】
このように、ＥＧＲクーラー１１では、流出ガイド１９・１９・・・を備えているため、出口部１７ｂから流出する冷却水の流れを、流入ガイド１８・１８・・・の下流域に向けることができるため、流入ガイド１８・１８・・・の下流域において、冷却水の澱みが生じることを確実に防止することができる。
尚、本実施形態では、伝熱パイプ１５のプレス成型時に、同時に流出ガイド１９をプレス成型により形成する態様を例示しているが、流出ガイドは、プレス成型により形成するものに限定されず、例えば、別部材として準備した壁状部材を伝熱パイプの外周面に溶接等により固設して、流出ガイドを形成する態様とすることも可能である。
【００６８】
即ち、本発明の第二の実施形態に係るＥＧＲクーラー１１は、ケーシング２と各エンドプレート１３・１４によって形成する、前記冷却水の流路において、出口部１７ｂから流出する冷却水を、流入ガイド１８の下流域に導くための抵抗部である流出ガイド１９を備えるものである。
このような構成により、流入ガイド１８の下流域において、冷却水の澱みが生じることを防止できる。
【００６９】
また、ケーシング２内を流通する冷却水を各入口部１７ａ・１７ａ・・・に導くための抵抗部である流入ガイドの態様は、図１０（ｂ）に示すような流入ガイド２８・２８・・・の態様とすることも可能である。
流入ガイド２８は、伝熱パイプ１５の扁平部を形成する外周面から突設される略円筒状の部位であって、隣接する伝熱パイプ１５・１５の間を流通する冷却水に抵抗を付与して、入口部１７ａの開口方向に沿う方向に一部の冷却水の流れ方向を変更する役割を果たしている。
【００７０】
流入ガイド２８は、伝熱パイプ１５をプレス成型して扁平形状とするときに、同時にプレス成型によって管外側に向けて突設して形成される略円筒状の突起部であり、隣接する伝熱パイプ１５・１５の各流入ガイド２８・２８・・・の頂部同士を当接させることによって、隣接する伝熱パイプ１５・１５の間の冷却水の流路内に一体的な略円筒状の抵抗部を形成する構成としている。
尚、流入ガイド２８・２８・・・の形成位置、配列数等は、冷却水孔１７における入口部１７ａの形成位置や孔径、所望する冷却能力等に応じて適宜設定する。
【００７１】
このように、ＥＧＲクーラー１１において、流入ガイド２８・２８・・・を備える構成とすれば、ケーシング２内を流通する冷却水の一部を確実に冷却水孔１７に流通させることができる。
また、流入ガイド２８・２８・・・を備える構成では、冷却水が各流入ガイド２８・２８・・・の間を流通することができるため、流入ガイド２８・２８・・・の下流域に冷却水の澱みが生じることがない。
尚、本実施形態では、伝熱パイプ１５のプレス成型時に、同時に流入ガイド２８をプレス成型により形成する態様を例示しているが、流入ガイドは、プレス成型により形成するものに限定されず、例えば、別部材として準備した略円柱状の部材を伝熱パイプの外周面に溶接等により固設して、流入ガイドを形成する態様とすることも可能である。
【００７２】
即ち、本発明の第二の実施形態に係るＥＧＲクーラー１１において、ガイド部材は、各伝熱パイプ１５・１５・・・の外周面から突設される複数の略円柱状の突起部である流入ガイド２８・２８・・・とするものである。
このような構成により、流入ガイド２８・２８・・・の下流域における冷却水の澱みを生じさせることなく、入口部１７ａに冷却水を導くための抵抗部を簡易に形成できる。
【００７３】
尚、本実施形態では、ＥＧＲクーラー１１において、各流入ガイド１８・２８や流出ガイド１９を備える構成を例示しているが、ＥＧＲクーラー１において、各流入ガイド１８・２８や流出ガイド１９を備える構成とすることも可能である。
【００７４】
次に、円管状の伝熱パイプを採用した場合の本発明に係るＥＧＲクーラーの構成について、図１１を用いて説明をする。
本発明の第一および第二の実施形態に係る各ＥＧＲクーラー１・１１では、各伝熱パイプ５・１５が扁平形状を有する態様である場合を例示して説明をしているが、本発明に係るＥＧＲクーラーを構成する伝熱パイプは、必ずしも扁平形状である必要はなく、一般的に用いられている円管状の伝熱パイプを採用する構成であってもよい。
【００７５】
即ち、本発明の第一の実施形態に係るＥＧＲクーラー１における扁平形状を有する伝熱パイプ５を、円管状の複数の伝熱パイプで置換することによって、本発明の第三の実施形態に係るＥＧＲクーラー（図示せず）を構成できる。本発明の第三の実施形態に係るＥＧＲクーラーは、図１１（ａ）に示すようなエンドプレート２３を用いて構成することができる。
【００７６】
エンドプレート２３は、円管状の伝熱パイプ（図示せず）のＥＧＲガスの流通方向上流側の各端部を支持するための部材であり、エンドプレート２３には、伝熱パイプの軸方向と直交する平面による断面形状に対応しており、伝熱パイプと嵌合する孔部である複数の嵌合孔２３ａ・２３ａ・・・が形成されている。
エンドプレート２３に形成される複数の嵌合孔２３ａ・２３ａ・・・は、エンドプレート３における１個の扁平形状の嵌合孔３ａ（図３参照）を、１５個の円形状の嵌合孔２３ａ・２３ａ・・・で置き換えるような態様としている。
【００７７】
そして、エンドプレート２３には、エンドプレート３と同様に、冷却水と接触する側の面に冷却水溝７と同様の複数の溝部である冷却水溝２７・２７・・・を形成している。
冷却水溝２７・２７・・・は、各嵌合孔２３ａ・２３ａ・・・の間の部位であってエンドプレート２３による各伝熱パイプの支持部を形成する境界部２３ｂ・２３ｂ・・・と、各嵌合孔２３ａ・２３ａ・・・に隣接する部位であってエンドプレート２３による各伝熱パイプの支持部を形成する隣接部２３ｃ・２３ｄに形成されている。
【００７８】
また、本発明の第三の実施形態に係るＥＧＲクーラーでは、エンドプレート２３に対応する形状であって、ＥＧＲガスの下流側に配設する各冷却水溝２７・２７・・・を備えない態様のエンドプレート（図示せず）を一対で使用する。
【００７９】
また、本発明の第二の実施形態に係るＥＧＲクーラー１１における扁平形状を有する伝熱パイプ１５を、円管状の複数の伝熱パイプで置換することによって、本発明の第四の実施形態に係るＥＧＲクーラー（図示せず）を構成できる。本発明の第四の実施形態に係るＥＧＲクーラーは、図１１（ｂ）に示すようなエンドプレート３３を用いて構成することができる。
【００８０】
エンドプレート３３は、円管状の伝熱パイプ（図示せず）のＥＧＲガスの流通方向上流側の各端部を支持するための部材であり、エンドプレート３３には、伝熱パイプの軸方向と直交する平面による断面形状に対応しており、伝熱パイプと嵌合する孔部である複数の嵌合孔３３ａ・３３ａ・・・が形成されている。
エンドプレート３３に形成される複数の嵌合孔３３ａ・３３ａ・・・は、エンドプレート１３における１個の扁平形状の嵌合孔１３ａ（図７参照）を、１５個の円形状の嵌合孔３３ａ・３３ａ・・・で置き換えるような態様としている。
【００８１】
そして、エンドプレート３３には、エンドプレート１３と同様に、冷却水と接触する側の面に冷却水孔１７と同様の孔部である複数の冷却水孔３７・３７・・・を形成している。
冷却水孔３７・３７・・・は、各嵌合孔３３ａ・３３ａ・・・の間の部位であってエンドプレート３３による各伝熱パイプの支持部を形成する境界部３３ｂ・３３ｂ・・・と、各嵌合孔３３ａ・３３ａ・・・に隣接する部位であってエンドプレート３３による各伝熱パイプの支持部を形成する隣接部３３ｃ・３３ｄに形成されている。
【００８２】
また、本発明の第四の実施形態に係るＥＧＲクーラーでは、エンドプレート３３に対応する形状であって、ＥＧＲガスの下流側に配設する各冷却水孔３７・３７・・・を備えない態様のエンドプレート（図示せず）を一対で使用する。
【００８３】
即ち、本発明の第一〜第四の実施形態に係る各ＥＧＲクーラー１・１１等は、ＥＧＲガスが内部を流通する複数の各伝熱パイプ５・５・・・、各伝熱パイプ１５・１５・・・、あるいは円管状の各伝熱パイプ（図示せず）と、該各伝熱パイプ５・５・・・等を内蔵する筐体であるケーシング２と、該ケーシング２の内部において、各伝熱パイプ５・５・・・等を長さ方向の各両端部において支持するための部材である一対の支持プレートである各エンドプレート３・１３・２３・３３等、およびエンドプレート４・１４等と、を備え、ケーシング２と各エンドプレート３・１３・２３・３３、および各エンドプレート４・１４等によって、冷却水の流路を形成するものであって、各エンドプレート３・２３に、該各エンドプレート３・２３の厚み内に冷却水を流通させるための冷却水路である各冷却水溝７・２７を形成し、あるいは、各エンドプレート１３・３３に、該各エンドプレート１３・３３の厚み内に冷却水を流通させるための冷却水路である各冷却水孔１７・３７を形成するものである。
このような構成により、各伝熱パイプ５・５・・・、各伝熱パイプ１５・１５・・・、および円管状の各伝熱パイプの、各エンドプレート３・１３・２３・３３による支持部周辺を冷却することができる。
【００８４】
尚、扁平形状を有する伝熱パイプを備えるＥＧＲクーラー（例えば、第一および第二の実施形態に係る各ＥＧＲクーラー１・１１）では、円管状の伝熱パイプを有するＥＧＲクーラー（例えば、第三および第四の実施形態に係る各ＥＧＲクーラー）に比して、エンドプレートによる伝熱パイプの支持部において熱が篭りやすいため、エンドプレートによる各伝熱パイプの支持部を確実に冷却する必要性がより高くなる。
このため、本発明の第一および第二の実施形態に係る各ＥＧＲクーラー１・１１において、各エンドプレート３・１３の厚みの内部まで確実な冷却を可能とし、各エンドプレート３・１３による各伝熱パイプ５・１５の支持部を確実に冷却できるという本発明が奏する効果の有効性が特に高くなっている。
【００８５】
即ち、本発明の第一および第二の実施形態に係る各ＥＧＲクーラー１・１１において、各伝熱パイプ５・１５は扁平形状を有するものである。
このような構成により、扁平形状を有する各伝熱パイプ５・１５を備える各ＥＧＲクーラー１・１１であっても、各伝熱パイプ５・５・・・および各伝熱パイプ１５・１５・・・のエンドプレート３およびエンドプレート１３による支持部周辺を冷却することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１ＥＧＲクーラー（第一の実施形態）
２ケーシング
３エンドプレート（ＥＧＲガス上流側）
４エンドプレート（ＥＧＲガス下流側）
５伝熱パイプ
７冷却水溝
１１ＥＧＲクーラー（第二の実施形態）
１３エンドプレート（ＥＧＲガス上流側）
１４エンドプレート（ＥＧＲガス下流側）
１５伝熱パイプ
１７冷却水孔
１８流入ガイド
１９流出ガイド
２８流入ガイド
２３エンドプレート
３３エンドプレート

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＧＲガスが内部を流通する複数の伝熱パイプと、
該複数の伝熱パイプを内蔵する筐体と、
該筐体の内部において、前記複数の伝熱パイプを長さ方向の各両端部において支持するための部材である一対の支持プレートと、
を備え、
前記筐体と前記一対の支持プレートによって、冷却水の流路を形成するＥＧＲクーラーであって、
前記支持プレートに、
該支持プレートの厚み内に冷却水を流通させるための冷却水路を形成する、
ことを特徴とするＥＧＲクーラー。
【請求項２】
前記伝熱パイプは、
扁平形状を有する、
ことを特徴とする請求項１記載のＥＧＲクーラー。
【請求項３】
前記冷却水路を、
前記複数の伝熱パイプの、前記ＥＧＲガスの流入側の各端部を支持するための一方の前記支持プレートに形成する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のＥＧＲクーラー。
【請求項４】
前記冷却水路を、
前記支持プレートの厚み内において穿設される、冷却水の流れ方向における上流側に形成される孔である入口部と、冷却水の流れ方向における下流側に形成される孔である出口部と、前記入口部および前記出口部を連通する孔である連通孔と、により構成する、
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のＥＧＲクーラー。
【請求項５】
前記筐体と前記一対の支持プレートによって形成する、前記冷却水の流路において、
前記入口部に冷却水を導くための抵抗部である第一のガイド部材を備える、
ことを特徴とする請求項４記載のＥＧＲクーラー。
【請求項６】
前記第一のガイド部材は、
前記伝熱パイプの外周面から突設される壁状の突起部である、
ことを特徴とする請求項５記載のＥＧＲクーラー。
【請求項７】
前記第一のガイド部材は、
前記伝熱パイプの外周面から突設される複数の略円柱状の突起部である、
ことを特徴とする請求項５記載のＥＧＲクーラー。
【請求項８】
前記筐体と前記一対の支持プレートによって形成する、前記冷却水の流路において、
前記出口部から流出する冷却水を、前記第一のガイド部材の下流域に導くための抵抗部である第二のガイド部材を備える、
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のＥＧＲクーラー。

【図１】