EGR装置
【課題】排気ガス中の異物を効果的に捕集することができるとともに、煤等の堆積による捕集性能の低下を防止することができる異物捕集装置を備えたEGR装置を提供する。
【解決手段】EGR装置の配管1の一部に湾曲部1aを設けるとともに、湾曲部1aにおける排気ガスの流れの一部を取入れる開口を有して配置された分流壁4によって湾曲部1aの外側に形成された支流通路5と、この支流通路5の終端部分に形成され排気ガス中の異物を捕集蓄積する袋形状の蓄積部6と、分流壁4の下流側端部の近傍に形成され、排気ガス流れを支流通路5の途中からEGR通路2へ合流させる戻し口7とを有する異物捕集装置3を湾曲部1aに設け、異物捕集装置3を配管1に対して着脱可能に形成した。
【解決手段】EGR装置の配管1の一部に湾曲部1aを設けるとともに、湾曲部1aにおける排気ガスの流れの一部を取入れる開口を有して配置された分流壁4によって湾曲部1aの外側に形成された支流通路5と、この支流通路5の終端部分に形成され排気ガス中の異物を捕集蓄積する袋形状の蓄積部6と、分流壁4の下流側端部の近傍に形成され、排気ガス流れを支流通路5の途中からEGR通路2へ合流させる戻し口7とを有する異物捕集装置3を湾曲部1aに設け、異物捕集装置3を配管1に対して着脱可能に形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両のエンジンにおいて燃焼後に発生する排気ガスの一部をエンジンの吸気系に環流させるEGR装置に関し、特に排気ガスに含まれる煤等の異物を捕集する異物捕集装置を有するものに関する。
【背景技術】
【0002】
近年の車両には、ディーゼルエンジン等の内燃機関のNOx(窒素酸化物)排出量の低減を目的として、EGR(Exhaust Gas Recirculation:排気再循環)装置が搭載されている。
【0003】
このEGR装置では、エンジンより排出される排気ガスの一部を、配管によってエンジンの排気系からエンジンの吸気系に環流させることにより、エンジンの燃焼温度を低下させてNOxの排出量を低減させていた。
このようなEGR装置には、配管の経路中に排気ガスを冷却するEGRクーラを設けたものもあった。
【0004】
ところで、EGR装置によって環流される排気ガスには、煤等の異物が含まれている。この煤等が配管およびEGRクーラの内壁に付着、堆積すると、通気抵抗が増加してEGR装置の排気ガスの環流量が減少したり、EGRクーラの冷却性能の低下につながる。
また、EGR通路における自然冷却やEGRクーラにおける冷却によって排気ガス中の水分が結露して排気凝縮水となり、これがシリンダ内に混入するとエンジントラブルの原因になる。また、排気凝縮水には、排気ガスに含まれる硫黄等の成分が溶存しており、EGRクーラの腐食の原因となっていた。
【0005】
従来のEGR装置では、排気ガスからこのような煤等や排気凝縮水を除去するため、特許文献1のように配管中にトラップを設けたものや、特許文献2のようにEGRクーラのヘッダーにトラップを設けたものがあった。
このようなトラップは、配管またはEGRクーラの通路の一部に設けた湾曲する湾曲部に、上流側に向かって開口させて設置され、湾曲部を通過する排気ガスから比重の重い煤等や排気凝縮水を慣性によって分離して捕集、蓄積していた。
【0006】
このようなEGR装置ではトラップによって煤等や排気凝縮水を捕集することができるが、長期間使用すると、トラップに煤等の異物が堆積して次第に捕集性能が低下してしまう。
また、捕集した煤等や排気凝縮水に含まれる硫黄分と水が反応して硫酸や硝酸が生成されトラップを含めたEGR装置を腐食してしまうことがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2003−97361号公報
【特許文献2】特開2010−185413号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、排気ガス中の異物を効果的に捕集することができるとともに、煤等の堆積による捕集性能の低下を防止することができる異物捕集装置を備えたEGR装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明において、上記課題が解決される手段は以下の通りである。
第1の発明は、エンジンの排気系から排出される排気ガスの一部を上記エンジンの吸気系へ環流させるEGR通路を有するEGR装置であって、上記EGR通路の一部に湾曲部を設けるとともに、上記湾曲部における上記排気ガスの流れの一部を取入れる開口を有して配置された分流壁によって上記湾曲部の外側に形成された支流通路と、この支流通路の終端部分に形成され上記排気ガス中の異物を捕集蓄積する袋形状の蓄積部と、上記分流壁の下流側端部の近傍に形成され、上記排気ガス流れを支流通路の途中から上記EGR通路へ合流させる戻し口とを有する異物捕集装置を上記湾曲部に設け、上記異物捕集装置を上記EGR通路に対して着脱可能に形成したことを特徴とする。
【0010】
第2の発明は、上記異物捕集装置の上記支流通路内に、通路断面を細分化し上記排気ガスの流速を低下させる減速部材を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
第1の発明によれば、上記EGR通路の一部に湾曲部を設けるとともに、上記湾曲部における上記排気ガスの流れの一部を取入れる開口を有して配置された分流壁によって上記湾曲部の外側に形成された支流通路と、この支流通路の終端部分に形成され上記排気ガス中の異物を捕集蓄積する袋形状の蓄積部と、上記分流壁の下流側端部の近傍に形成され、上記排気ガス流れを支流通路の途中から上記EGR通路へ合流させる戻し口とを有する異物捕集装置を上記湾曲部に設けたことにより、異物捕集装置内に排気ガスが通過する支流通路が形成され、異物捕集装置を完全な袋小路にした場合に比べ、異物捕集装置に排気ガスが流入して異物を蓄積部に導入しやすくなり、捕集性能を向上させることができる。
【0012】
さらに、上記異物捕集装置を上記EGR通路に対して着脱可能に形成したことにより、異物捕集装置に異物が堆積したときには、異物捕集装置のみを取り外して交換または洗浄するといったメンテナンスを行うことができ、捕集性能の低下や腐食を防止することができる。
【0013】
第2の発明によれば、上記異物捕集装置の上記支流通路内に、通路断面を細分化し上記排気ガスの流速を低下させる減速部材を配置したことにより、支流通路における排気ガスの流れを維持しつつ速度を減速して、支流通路内に渦流が発生するのを防止し、蓄積部で捕集した煤等の巻き上げを防止して、異物を効率的に蓄積部に捕集することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の第1実施形態に係るEGR装置の配管を示す斜視図である。
【図2】同配管の断面説明図である。
【図3】同配管の異物捕集装置の一部切り欠き斜視図である。
【図4】同異物捕集装置の戻し口の減速部材を示す拡大説明図であり、(a)は多孔板状のもの、(b)は網を配置したもの、(c)はスリット付板状のものである。
【図5】同異物捕集装置の戻し口付近の支流通路に減速部材を配置した断面説明図である。
【図6】同異物捕集装置の支流通路の全体に減速部材を配置した断面説明図である。
【図7】本発明の第2実施形態に係るEGR装置の配管を示す斜視図である。
【図8】同配管の断面説明図である。
【図9】本発明の第3実施形態に係るEGR装置のEGRクーラを示す断面説明図である。
【図10】本発明の第4実施形態に係るEGR装置の配管を示す斜視図である。
【図11】同配管の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態に係る異物捕集装置を備えたEGR装置について説明する。
このEGR装置は、主にトラックや建機等の大型車両に搭載され、エンジンから排出される排気ガスの一部をエンジンの吸気系に環流し、吸気中に水や二酸化炭素等の不活性ガスを増加させることで燃焼温度を低下させ、NOxの生成量を減少させる。
【0016】
このEGR装置は、エンジンの排気系から分岐して排気ガスの一部をエンジンの吸気系へ戻す一または複数の配管を有し、経路中に排気ガスを冷却するEGRクーラを具備してもよい。
以下では、EGR装置の配管やEGRクーラにおいて排気ガスが通過する管路を、区別せずにEGR通路という。
【0017】
図1には、第1実施形態にかかるEGR装置の配管1を示している。
この配管1では、EGR通路2が湾曲する湾曲部1aを設けており、湾曲部1aでEGR通路が略90度方向変換している。
この湾曲部1aには、外方向に膨出して形成され、排気ガスから煤等や排気凝縮水といった異物を分離して捕集蓄積する異物捕集装置3が設けられている。
【0018】
図2に示すように、この異物捕集装置3では、湾曲部1aにおいて、排気ガスが流れ込む方向に沿って分流壁4が立設されており、本流であるEGR通路から排気ガスの流れの一部を取入れる開口を有して湾曲の外方向に分岐する支流通路5を形成している。支流通路5は、分流壁4によってEGR通路から区画されているが、ほぼEGR通路2に沿って延設されている。
【0019】
支流通路5の終端部分には、排気ガス中の異物を捕集蓄積する袋形状(袋小路状)の蓄積部6が設けられている。
また、分流壁4には、蓄積部6より上流の位置に戻し口7を形成して、支流通路5がEGR通路2に再び合流できるようにしている。
【0020】
図2、図3に示すように、この異物捕集装置3は、分流壁4の内側を境に配管1と別体に形成され、配管1に対して着脱可能に形成されている。
配管1と異物捕集装置3とにはフランジ8が形成され、ネジ9、ボルト等によって固定することができる。
【0021】
このようなEGR装置では、湾曲部1aに、排気ガスの流れの一部を取入れる開口を有して分流壁4によってEGR通路2から分岐する支流通路5が形成され、その終端部分に袋形状の蓄積部6が設けられることにより、湾曲部1aを通過する排気ガスに含まれる異物を慣性によってEGR通路2を通る排気ガスから分離し、異物捕集装置3の蓄積部6に捕集蓄積することができる。
また、分流壁4の下流側端部の近傍に、支流通路5をEGR通路2へ合流させる戻し口7を形成したことにより、異物捕集装置3内に排気ガスが通過する支流通路5が形成され、異物捕集装置3を完全な袋小路に形成した場合に比べ、異物捕集装置3に排気ガスが流入して異物を蓄積部6に導入しやすくなり、捕集性能を向上させることができる。
【0022】
さらに、異物捕集装置3がEGR通路2を構成する配管1の湾曲部1aに対して着脱可能に形成されていることにより、異物捕集装置3に異物が堆積したときには、異物捕集装置3のみを取り外して交換または洗浄するといったメンテナンスを行うことができ、捕集性能の低下や腐食を防止することができる。
【0023】
<変形例>
支流通路5および戻し口7を設けた異物捕集装置3では、支流通路5から蓄積部6にかけて排気ガスの渦流が発生することがあり、渦流が高速になると蓄積部6に捕集した煤を巻き上げて流出させてしまうことがあった。
そこで、異物捕集装置3内の排気ガスの流速を調節するため、支流通路5内に減速部材10を設けてもよい。
【0024】
減速部材10は、たとえば、図4に示すように、戻し口7を多数の小孔を有する多孔板状に形成したり(図4(a))、戻し口7に網状の減速部材10を配置したり(図4(b))、戻し口7を複数のスリットが並列したスリット板状に形成したり(図4(c))する。また、図示しないが、戻し口7に通気性のある多孔質フィルタを配置してもよい。
これらの減速部材10は、支流通路5を通過する排気ガスの流れを維持しつつ所望の速度に減速して、蓄積部6の煤等が巻き上げられるのを防止できる適切な大きさおよび形状に形成する。
【0025】
また、他の減速部材の例として、図5に示すように、支流通路5の蓄積部6より上流の位置の全面にわたって網11またはフィルタを張り渡してもよい。また、図6に示すように、支流通路5のほぼ全体にわたって網11またはフィルタを張り渡してもよい。この場合には、図6のように、網11またはフィルタを配置した範囲では、分流壁を廃止してもよい。
網11の目の粗さと重ねる枚数は、排気ガス中に含まれる煤等の量や排気ガスの流量に応じて、網11における目詰まりを防止し、排気ガスの流れを所望の速度に減速できるように設定する。
【0026】
支流通路5内に通路断面を細分化して排気ガスの流れを減速する減速部材10、11を配置すると、支流通路5における排気ガスの流れを維持しつつ速度を減速して、支流通路5内に渦流が発生するのを防止し、蓄積部6で捕集した煤等の巻き上げを防止して、異物を効率的に蓄積部6に捕集することができる。
なお、車両の種類やEGR装置のレイアウトによって、高頻度で異物捕集装置3のメンテナンスを行うことが予定されている場合には、減速部材10、11の目を細かくし、蓄積部6でより効率的に捕集できるようにすることもできる。
【0027】
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態として、図7、図8のように途中でU字状に湾曲する湾曲部12aを備えたEGR装置の配管12において、湾曲部12aに異物捕集装置3を設けてもよい。
このEGR装置においても、異物捕集装置3はEGR通路2に対して着脱可能に形成されている。
【0028】
このような第2実施形態では、U字状の湾曲部12aを設けているため、排気ガスの方向変換が大きくなり、慣性によって排気ガス中の異物を蓄積部6に効率的に捕集することができる。
また、図8のように配管12の上流端部と下流端部を同一直線上に形成すれば、直線状の配管に代えて異物捕集装置3付きの配管12を接続することができ、異物捕集装置3を有するEGR装置のレイアウトの自由度が向上する。
【0029】
<第3実施形態>
本発明の第3実施形態として、図9に示すように、EGR装置の一部を構成するEGRクーラ13に異物捕集装置3を設けてもよい。
このEGRクーラ13は、全体としてU字状のEGR通路2を有し、直線部分には排気ガスと冷媒との間で熱交換を行うコア部13b、13bを設け、2つのコア部13b、13bの間のU字状の湾曲部13aに異物捕集装置3を設けている。
また、この異物捕集装置3も、EGRクーラ13のEGR通路2に対し着脱可能に形成されている。
図9では、異物捕集装置3がEGRクーラ13の側方に配置されるような姿勢にしているが、異物捕集装置3がEGRクーラ13の下方に配置されるような姿勢にして、異物が自重により異物捕集装置3に捕集されやすくしてもよい。
【0030】
このような第3実施形態では、EGRクーラ13に異物捕集装置3を設けたことにより、異物捕集装置3を独立に設けるためのスペースが不要となり、省スペース化を実現することができる。
また、EGRクーラ13のコア部13bで排気ガスが冷却されることにより、水蒸気が凝縮して排気凝縮水が生じても、異物捕集装置3によってこれを捕集し、排気凝縮水がエンジンの吸気系に混入するのを防止することができる。
【0031】
<第4実施形態>
本発明の第4実施形態として、図10、図11に示すように、配管14を螺旋状に形成して、この途中に異物捕集装置3を設けてもよい。
このEGR装置においては、螺旋状に形成された配管14の湾曲部14aに、異物捕集装置3を設けている。図10のように、複数の蓄積部6を並列に設けた異物捕集装置3を螺旋状配管14の一側面に着脱可能に形成して、螺旋状配管14が複数の蓄積部6を備えるように構成している。
そのため、螺旋状配管14を通過する排気ガスは、支流通路5および蓄積部6によって異物を取り除かれる工程を複数回経て、より確実に異物を除去されてエンジンの吸気系に戻される。
【符号の説明】
【0032】
1 配管
1a 湾曲部
2 EGR通路
3 異物捕集装置
4 分流壁
5 支流通路
6 蓄積部
7 戻し口
8 フランジ
9 ネジ
10 減速部材
11 網(減速部材)
12 配管
12a 湾曲部
13 EGRクーラ
13a 湾曲部
13b コア部
14 (螺旋状)配管
14a 湾曲部
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両のエンジンにおいて燃焼後に発生する排気ガスの一部をエンジンの吸気系に環流させるEGR装置に関し、特に排気ガスに含まれる煤等の異物を捕集する異物捕集装置を有するものに関する。
【背景技術】
【0002】
近年の車両には、ディーゼルエンジン等の内燃機関のNOx(窒素酸化物)排出量の低減を目的として、EGR(Exhaust Gas Recirculation:排気再循環)装置が搭載されている。
【0003】
このEGR装置では、エンジンより排出される排気ガスの一部を、配管によってエンジンの排気系からエンジンの吸気系に環流させることにより、エンジンの燃焼温度を低下させてNOxの排出量を低減させていた。
このようなEGR装置には、配管の経路中に排気ガスを冷却するEGRクーラを設けたものもあった。
【0004】
ところで、EGR装置によって環流される排気ガスには、煤等の異物が含まれている。この煤等が配管およびEGRクーラの内壁に付着、堆積すると、通気抵抗が増加してEGR装置の排気ガスの環流量が減少したり、EGRクーラの冷却性能の低下につながる。
また、EGR通路における自然冷却やEGRクーラにおける冷却によって排気ガス中の水分が結露して排気凝縮水となり、これがシリンダ内に混入するとエンジントラブルの原因になる。また、排気凝縮水には、排気ガスに含まれる硫黄等の成分が溶存しており、EGRクーラの腐食の原因となっていた。
【0005】
従来のEGR装置では、排気ガスからこのような煤等や排気凝縮水を除去するため、特許文献1のように配管中にトラップを設けたものや、特許文献2のようにEGRクーラのヘッダーにトラップを設けたものがあった。
このようなトラップは、配管またはEGRクーラの通路の一部に設けた湾曲する湾曲部に、上流側に向かって開口させて設置され、湾曲部を通過する排気ガスから比重の重い煤等や排気凝縮水を慣性によって分離して捕集、蓄積していた。
【0006】
このようなEGR装置ではトラップによって煤等や排気凝縮水を捕集することができるが、長期間使用すると、トラップに煤等の異物が堆積して次第に捕集性能が低下してしまう。
また、捕集した煤等や排気凝縮水に含まれる硫黄分と水が反応して硫酸や硝酸が生成されトラップを含めたEGR装置を腐食してしまうことがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2003−97361号公報
【特許文献2】特開2010−185413号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、排気ガス中の異物を効果的に捕集することができるとともに、煤等の堆積による捕集性能の低下を防止することができる異物捕集装置を備えたEGR装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明において、上記課題が解決される手段は以下の通りである。
第1の発明は、エンジンの排気系から排出される排気ガスの一部を上記エンジンの吸気系へ環流させるEGR通路を有するEGR装置であって、上記EGR通路の一部に湾曲部を設けるとともに、上記湾曲部における上記排気ガスの流れの一部を取入れる開口を有して配置された分流壁によって上記湾曲部の外側に形成された支流通路と、この支流通路の終端部分に形成され上記排気ガス中の異物を捕集蓄積する袋形状の蓄積部と、上記分流壁の下流側端部の近傍に形成され、上記排気ガス流れを支流通路の途中から上記EGR通路へ合流させる戻し口とを有する異物捕集装置を上記湾曲部に設け、上記異物捕集装置を上記EGR通路に対して着脱可能に形成したことを特徴とする。
【0010】
第2の発明は、上記異物捕集装置の上記支流通路内に、通路断面を細分化し上記排気ガスの流速を低下させる減速部材を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
第1の発明によれば、上記EGR通路の一部に湾曲部を設けるとともに、上記湾曲部における上記排気ガスの流れの一部を取入れる開口を有して配置された分流壁によって上記湾曲部の外側に形成された支流通路と、この支流通路の終端部分に形成され上記排気ガス中の異物を捕集蓄積する袋形状の蓄積部と、上記分流壁の下流側端部の近傍に形成され、上記排気ガス流れを支流通路の途中から上記EGR通路へ合流させる戻し口とを有する異物捕集装置を上記湾曲部に設けたことにより、異物捕集装置内に排気ガスが通過する支流通路が形成され、異物捕集装置を完全な袋小路にした場合に比べ、異物捕集装置に排気ガスが流入して異物を蓄積部に導入しやすくなり、捕集性能を向上させることができる。
【0012】
さらに、上記異物捕集装置を上記EGR通路に対して着脱可能に形成したことにより、異物捕集装置に異物が堆積したときには、異物捕集装置のみを取り外して交換または洗浄するといったメンテナンスを行うことができ、捕集性能の低下や腐食を防止することができる。
【0013】
第2の発明によれば、上記異物捕集装置の上記支流通路内に、通路断面を細分化し上記排気ガスの流速を低下させる減速部材を配置したことにより、支流通路における排気ガスの流れを維持しつつ速度を減速して、支流通路内に渦流が発生するのを防止し、蓄積部で捕集した煤等の巻き上げを防止して、異物を効率的に蓄積部に捕集することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の第1実施形態に係るEGR装置の配管を示す斜視図である。
【図2】同配管の断面説明図である。
【図3】同配管の異物捕集装置の一部切り欠き斜視図である。
【図4】同異物捕集装置の戻し口の減速部材を示す拡大説明図であり、(a)は多孔板状のもの、(b)は網を配置したもの、(c)はスリット付板状のものである。
【図5】同異物捕集装置の戻し口付近の支流通路に減速部材を配置した断面説明図である。
【図6】同異物捕集装置の支流通路の全体に減速部材を配置した断面説明図である。
【図7】本発明の第2実施形態に係るEGR装置の配管を示す斜視図である。
【図8】同配管の断面説明図である。
【図9】本発明の第3実施形態に係るEGR装置のEGRクーラを示す断面説明図である。
【図10】本発明の第4実施形態に係るEGR装置の配管を示す斜視図である。
【図11】同配管の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態に係る異物捕集装置を備えたEGR装置について説明する。
このEGR装置は、主にトラックや建機等の大型車両に搭載され、エンジンから排出される排気ガスの一部をエンジンの吸気系に環流し、吸気中に水や二酸化炭素等の不活性ガスを増加させることで燃焼温度を低下させ、NOxの生成量を減少させる。
【0016】
このEGR装置は、エンジンの排気系から分岐して排気ガスの一部をエンジンの吸気系へ戻す一または複数の配管を有し、経路中に排気ガスを冷却するEGRクーラを具備してもよい。
以下では、EGR装置の配管やEGRクーラにおいて排気ガスが通過する管路を、区別せずにEGR通路という。
【0017】
図1には、第1実施形態にかかるEGR装置の配管1を示している。
この配管1では、EGR通路2が湾曲する湾曲部1aを設けており、湾曲部1aでEGR通路が略90度方向変換している。
この湾曲部1aには、外方向に膨出して形成され、排気ガスから煤等や排気凝縮水といった異物を分離して捕集蓄積する異物捕集装置3が設けられている。
【0018】
図2に示すように、この異物捕集装置3では、湾曲部1aにおいて、排気ガスが流れ込む方向に沿って分流壁4が立設されており、本流であるEGR通路から排気ガスの流れの一部を取入れる開口を有して湾曲の外方向に分岐する支流通路5を形成している。支流通路5は、分流壁4によってEGR通路から区画されているが、ほぼEGR通路2に沿って延設されている。
【0019】
支流通路5の終端部分には、排気ガス中の異物を捕集蓄積する袋形状(袋小路状)の蓄積部6が設けられている。
また、分流壁4には、蓄積部6より上流の位置に戻し口7を形成して、支流通路5がEGR通路2に再び合流できるようにしている。
【0020】
図2、図3に示すように、この異物捕集装置3は、分流壁4の内側を境に配管1と別体に形成され、配管1に対して着脱可能に形成されている。
配管1と異物捕集装置3とにはフランジ8が形成され、ネジ9、ボルト等によって固定することができる。
【0021】
このようなEGR装置では、湾曲部1aに、排気ガスの流れの一部を取入れる開口を有して分流壁4によってEGR通路2から分岐する支流通路5が形成され、その終端部分に袋形状の蓄積部6が設けられることにより、湾曲部1aを通過する排気ガスに含まれる異物を慣性によってEGR通路2を通る排気ガスから分離し、異物捕集装置3の蓄積部6に捕集蓄積することができる。
また、分流壁4の下流側端部の近傍に、支流通路5をEGR通路2へ合流させる戻し口7を形成したことにより、異物捕集装置3内に排気ガスが通過する支流通路5が形成され、異物捕集装置3を完全な袋小路に形成した場合に比べ、異物捕集装置3に排気ガスが流入して異物を蓄積部6に導入しやすくなり、捕集性能を向上させることができる。
【0022】
さらに、異物捕集装置3がEGR通路2を構成する配管1の湾曲部1aに対して着脱可能に形成されていることにより、異物捕集装置3に異物が堆積したときには、異物捕集装置3のみを取り外して交換または洗浄するといったメンテナンスを行うことができ、捕集性能の低下や腐食を防止することができる。
【0023】
<変形例>
支流通路5および戻し口7を設けた異物捕集装置3では、支流通路5から蓄積部6にかけて排気ガスの渦流が発生することがあり、渦流が高速になると蓄積部6に捕集した煤を巻き上げて流出させてしまうことがあった。
そこで、異物捕集装置3内の排気ガスの流速を調節するため、支流通路5内に減速部材10を設けてもよい。
【0024】
減速部材10は、たとえば、図4に示すように、戻し口7を多数の小孔を有する多孔板状に形成したり(図4(a))、戻し口7に網状の減速部材10を配置したり(図4(b))、戻し口7を複数のスリットが並列したスリット板状に形成したり(図4(c))する。また、図示しないが、戻し口7に通気性のある多孔質フィルタを配置してもよい。
これらの減速部材10は、支流通路5を通過する排気ガスの流れを維持しつつ所望の速度に減速して、蓄積部6の煤等が巻き上げられるのを防止できる適切な大きさおよび形状に形成する。
【0025】
また、他の減速部材の例として、図5に示すように、支流通路5の蓄積部6より上流の位置の全面にわたって網11またはフィルタを張り渡してもよい。また、図6に示すように、支流通路5のほぼ全体にわたって網11またはフィルタを張り渡してもよい。この場合には、図6のように、網11またはフィルタを配置した範囲では、分流壁を廃止してもよい。
網11の目の粗さと重ねる枚数は、排気ガス中に含まれる煤等の量や排気ガスの流量に応じて、網11における目詰まりを防止し、排気ガスの流れを所望の速度に減速できるように設定する。
【0026】
支流通路5内に通路断面を細分化して排気ガスの流れを減速する減速部材10、11を配置すると、支流通路5における排気ガスの流れを維持しつつ速度を減速して、支流通路5内に渦流が発生するのを防止し、蓄積部6で捕集した煤等の巻き上げを防止して、異物を効率的に蓄積部6に捕集することができる。
なお、車両の種類やEGR装置のレイアウトによって、高頻度で異物捕集装置3のメンテナンスを行うことが予定されている場合には、減速部材10、11の目を細かくし、蓄積部6でより効率的に捕集できるようにすることもできる。
【0027】
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態として、図7、図8のように途中でU字状に湾曲する湾曲部12aを備えたEGR装置の配管12において、湾曲部12aに異物捕集装置3を設けてもよい。
このEGR装置においても、異物捕集装置3はEGR通路2に対して着脱可能に形成されている。
【0028】
このような第2実施形態では、U字状の湾曲部12aを設けているため、排気ガスの方向変換が大きくなり、慣性によって排気ガス中の異物を蓄積部6に効率的に捕集することができる。
また、図8のように配管12の上流端部と下流端部を同一直線上に形成すれば、直線状の配管に代えて異物捕集装置3付きの配管12を接続することができ、異物捕集装置3を有するEGR装置のレイアウトの自由度が向上する。
【0029】
<第3実施形態>
本発明の第3実施形態として、図9に示すように、EGR装置の一部を構成するEGRクーラ13に異物捕集装置3を設けてもよい。
このEGRクーラ13は、全体としてU字状のEGR通路2を有し、直線部分には排気ガスと冷媒との間で熱交換を行うコア部13b、13bを設け、2つのコア部13b、13bの間のU字状の湾曲部13aに異物捕集装置3を設けている。
また、この異物捕集装置3も、EGRクーラ13のEGR通路2に対し着脱可能に形成されている。
図9では、異物捕集装置3がEGRクーラ13の側方に配置されるような姿勢にしているが、異物捕集装置3がEGRクーラ13の下方に配置されるような姿勢にして、異物が自重により異物捕集装置3に捕集されやすくしてもよい。
【0030】
このような第3実施形態では、EGRクーラ13に異物捕集装置3を設けたことにより、異物捕集装置3を独立に設けるためのスペースが不要となり、省スペース化を実現することができる。
また、EGRクーラ13のコア部13bで排気ガスが冷却されることにより、水蒸気が凝縮して排気凝縮水が生じても、異物捕集装置3によってこれを捕集し、排気凝縮水がエンジンの吸気系に混入するのを防止することができる。
【0031】
<第4実施形態>
本発明の第4実施形態として、図10、図11に示すように、配管14を螺旋状に形成して、この途中に異物捕集装置3を設けてもよい。
このEGR装置においては、螺旋状に形成された配管14の湾曲部14aに、異物捕集装置3を設けている。図10のように、複数の蓄積部6を並列に設けた異物捕集装置3を螺旋状配管14の一側面に着脱可能に形成して、螺旋状配管14が複数の蓄積部6を備えるように構成している。
そのため、螺旋状配管14を通過する排気ガスは、支流通路5および蓄積部6によって異物を取り除かれる工程を複数回経て、より確実に異物を除去されてエンジンの吸気系に戻される。
【符号の説明】
【0032】
1 配管
1a 湾曲部
2 EGR通路
3 異物捕集装置
4 分流壁
5 支流通路
6 蓄積部
7 戻し口
8 フランジ
9 ネジ
10 減速部材
11 網(減速部材)
12 配管
12a 湾曲部
13 EGRクーラ
13a 湾曲部
13b コア部
14 (螺旋状)配管
14a 湾曲部
【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る排気ガスの一部を上記エンジンの吸気系へ環流させるEGR通路を有するEGR装置であって、
上記EGR通路の一部に湾曲部を設けるとともに、
上記湾曲部における上記排気ガスの流れの一部を取入れる開口を有して配置された分流壁によって上記湾曲部の外側に形成された支流通路と、
この支流通路の終端部分に形成され上記排気ガス中の異物を捕集蓄積する袋形状の蓄積部と、
上記分流壁の下流側端部の近傍に形成され、上記排気ガス流れを支流通路の途中から上記EGR通路へ合流させる戻し口とを有する異物捕集装置を上記湾曲部に設け、
上記異物捕集装置を上記EGR通路に対して着脱可能に形成したことを特徴とするEGR装置。
【請求項2】
上記異物捕集装置の上記支流通路内に、通路断面を細分化し上記排気ガスの流速を低下させる減速部材を配置したことを特徴とする請求項1記載のEGR装置。
【請求項1】
エンジンの排気系から排出される排気ガスの一部を上記エンジンの吸気系へ環流させるEGR通路を有するEGR装置であって、
上記EGR通路の一部に湾曲部を設けるとともに、
上記湾曲部における上記排気ガスの流れの一部を取入れる開口を有して配置された分流壁によって上記湾曲部の外側に形成された支流通路と、
この支流通路の終端部分に形成され上記排気ガス中の異物を捕集蓄積する袋形状の蓄積部と、
上記分流壁の下流側端部の近傍に形成され、上記排気ガス流れを支流通路の途中から上記EGR通路へ合流させる戻し口とを有する異物捕集装置を上記湾曲部に設け、
上記異物捕集装置を上記EGR通路に対して着脱可能に形成したことを特徴とするEGR装置。
【請求項2】
上記異物捕集装置の上記支流通路内に、通路断面を細分化し上記排気ガスの流速を低下させる減速部材を配置したことを特徴とする請求項1記載のEGR装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−207633(P2012−207633A)
【公開日】平成24年10月25日(2012.10.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−75406(P2011−75406)
【出願日】平成23年3月30日(2011.3.30)
【出願人】(000220217)東京ラヂエーター製造株式会社 (71)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年10月25日(2012.10.25)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年3月30日(2011.3.30)
【出願人】(000220217)東京ラヂエーター製造株式会社 (71)
【Fターム(参考)】
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