JP4293323B2 - Exhaust gas cooler structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状のクーラケース内に複数の伝熱管を並行に設けてそれらの伝熱管内部に排気ガスを、伝熱管外部に冷却水をそれぞれ流れるように構成した内燃機関の排気ガス再循環システムに介装する排気ガス冷却器(以下、EGRクーラと称す)の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のEGRクーラは、図4および図5に示すように、筒状のクーラケース1内に複数の伝熱管4が並行して設けられ、その両端部に排気ガス入口2および出口3が設けられて排気ガス再循環システムの管路に接続されている。そして、クーラケース1の端部付近には下面に冷却水の入口5が、その他端上面に出口6がそれぞれ設けられてクーラケース1内に冷却水Wが導入され、伝熱管4外部を冷却水Wが流れて伝熱管4内部の排気ガスGと熱交換を行い、排気ガス再循環システムの排気ガスGを冷却するように構成されている。
【0003】
そして、これらの伝熱管4は、図6に示すように、その両端部を支持板8に固設されてクーラケース1内に支持されている。
このような構成においては、伝熱管4が長いと撓みが生じ、また振動によって支持板8の支持部の応力が高まり、不具合が発生する恐れがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題に対処し、伝熱管の振動を抑制して特に両端の伝熱管支持部分の応力集中を緩和し、併せて、水平に設置した場合に、水路内にエアの溜まるのが防止できるEGRクーラを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、筒状に形成されその両端部に排気ガス出入り口(2、3)が設けられたクーラケース(1)と、そのクーラケース(1)内に平行に設けられて内部に排気ガスを流し外部に冷却水を流す複数の伝熱管(4)とを有する内燃機関の排気ガス再循環システムに介装する排気ガス冷却器の構造において、クーラケース(1)内にその内部を2分しかつ各伝熱管(4)が貫通する仕切板を(19)設け、2分されたクーラケース(1A、1B)のそれぞれに排気ガス出口(3)寄りの長手方向一端の下面に冷却水入口(15a、15b)を設け、その冷却水入口(15a、15b)に連通する入口管(15)を設け排気ガス入口(3)寄りの長手方向他端の上面に冷却水出口(16a、16b)を設け、冷却水入口(15a、15b)の対向位置である上面にエア抜き口(17a、17b)を設け、その冷却水出口(16a、16b)及びエア抜き口(17a、17b)に連通する出口管(16)を設け、前記仕切板(19)は冷却水が流通可能なネット状に形成されている。
【0008】
本発明によれば、仕切板によってクーラケース内の伝熱管は互いに連結支持されて撓みや振動が抑制される。そして、クーラケース内は冷却水の流路が2分されて冷却水はそれぞれ下面にある入口から並列に流入し、ケース内をそれぞれ流れて伝熱管を冷却し、上面の出口から出る。また、ケースの上面には、入口の対向位置にエア抜き口が設けられ、エアがケース内に溜まることが防止される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、前記従来の技術項で説明した図4〜図6と同じ構成部品には同じ符号を付し、重複した説明は省略する。
図1において、ほぼ水平に設置されたクーラケース1内のほぼ中央に、各伝熱管4が貫通された仕切板9が設けられて伝熱管4が支持されている。そして、その仕切板9は、図2に詳細を示すようにネット状に形成されており、隣接する各伝熱管4は至近位置aで互いに連結され、他の部分bは冷却水が流通するように孔状になっている。
【0010】
また、冷却水入口5は、クーラケース1の一端(図1の右方)下側に設けられ、他端の上側には冷却水出口6が設けられている。そして、入口5に対向したケース1の上側には、径の細いエア抜き口7が設けられている。
【0011】
したがって、本実施形態では、各伝熱管4はその中央部で仕切板9で互いに連結されて支持され、撓みや振動が抑制されて両端部の支持板8の伝熱管4支持部分の応力集中が緩和される。そして、その仕切板9はネット状に形成されており、冷却水Wの流通に支障がなく、かつこのような構成のEGRクーラの伝熱管4の支持に対しては強度上充分であり、また、適度なダンピング効果もあって振動抑制が図られている。
【0012】
また、水平に設置されたクーラにおいては、クーラケース1内の上部に冷却水Wに含まれていたエアが溜まり、伝熱管4の一部が露出するようになれば、冷却効率が低下し、また、伝熱管4が加熱して不具合が生じる。冷却水出口6が上部にあれば、エアは流出して問題はないが、ケース内に仕切板が設けられている場合には、これが障壁になって仕切板の反出口側は、出口6からはエアが抜けない。本実施形態では、仕切板9がネット状であり、さらに冷却水出口6から離れた位置である入口5に対向位置のケース1の上側にエア抜き口7が設けられてエア抜きが行われる。エア抜き口7は小径に絞られ、冷却を行う主流に影響を及ぼすことなくバイパスしてエア抜きが行われる。
【0013】
次に、図3により、別の実施形態を説明する。
図において、クーラケース1内のほぼ中央に、各伝熱管4が貫通された仕切板19が設けられて伝熱管4が支持されている。したがって、クーラケース1内の冷却水流路は符号1Aおよび1Bで示すように2分されている。また、2分されたクーラケース1A、1Bのそれぞれに、排気ガス出口3寄りの長手方向一端の下面には冷却水入口15a、15bが設けられ、その入口15a、15bに連通する入口管15が取り付けられている。そして、排気ガス入口2寄りの他端の上面には冷却水出口16a、16bが設けられ、その出口16a、16bに連通する出口管16が取り付けられている。さらに、入口15a、15bの対向位置の上面にはそれぞれ小径のエア抜き口17a、17bが設けられ、前記出口管16に連通されている。
【0014】
この実施形態では、仕切板19によってケース1内は冷却水Wの流路が1Aおよび1Bに2分されており、入口管15で分岐された冷却水Wは、それぞれケース1下面にある入口15a、15bから並列に流入し、ケース1内をそれぞれ図の左方に流れて各伝熱管4を冷却し、ケース1上面の出口16a、16bから出て出口管16で合流する。また、ケース1の上面には、それぞれ出口16a、16bから離れた位置である入口15a、15bの対向位置にエア抜き口17a、17bが設けられ、エアは出口管16に抜けてケース1内に溜まることが防止されている。
【0015】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成され、以下に示す効果を奏する。
(1) クーラケース内にネット状の仕切板を設けて伝熱管を互いに連結支持することで撓みや振動が抑制され、両端の伝熱管支持部分の応力集中が緩和され、不具合による事故が防止される。
(2) また、クーラケース内を仕切板で2分した場合に、2分されたケース内に冷却水を並列に導入し、かつそれぞれにエア抜き口を設けることで冷却性能およびエア抜き性能に問題を生じることなく伝熱管は支持され、撓みや振動が抑制されて両端の伝熱管支持部分の応力が緩和され、不具合による事故が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す側面図。
【図2】図1の実施形態の仕切板の形状の詳細を示す正面図。
【図3】本発明の別の実施形態を示す側面図。
【図4】従来のEGRクーラを示す側面図。
【図5】図4のA−A断面図。
【図6】従来のEGRクーラの伝熱管の支持状態を示す側面図。
【符号の説明】
1・・・クーラケース
2、3・・・排気ガス出入口
4・・・伝熱管
5、15・・・冷却水入口
6、16・・・冷却水出口
7・・・エア抜き口
8・・・伝熱管支持板
9、19・・・仕切板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides an internal combustion engine exhaust gas recirculation configured such that a plurality of heat transfer tubes are provided in parallel in a cylindrical cooler case so that exhaust gas flows inside the heat transfer tubes and cooling water flows outside the heat transfer tubes. The present invention relates to the structure of an exhaust gas cooler (hereinafter referred to as an EGR cooler) interposed in the system.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIGS. 4 and 5, the conventional EGR cooler is provided with a plurality of
[0003]
Then, as shown in FIG. 6, these
In such a configuration, if the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention addresses the above-mentioned problems, suppresses vibration of the heat transfer tubes, relieves stress concentration particularly at the heat transfer tube support portions at both ends, and also collects air in the water channel when installed horizontally. It aims at providing the EGR cooler which can prevent.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a cooler case (1) formed in a cylindrical shape and provided with exhaust gas inlets (2, 3) at both ends thereof, and provided in parallel in the cooler case (1) and exhausted inside. In the structure of an exhaust gas cooler interposed in an exhaust gas recirculation system of an internal combustion engine having a plurality of heat transfer pipes (4) for flowing gas and flowing cooling water to the outside, the interior of the cooler case (1) has 2 A partition plate through which each heat transfer tube (4) passes is provided (19), and cooling water is provided on the lower surface of one end in the longitudinal direction near the exhaust gas outlet (3) in each of the two divided cooler cases (1A, 1B). An inlet (15a, 15b) is provided, an inlet pipe (15) communicating with the cooling water inlet (15a, 15b) is provided, and a cooling water outlet (16a, 16b) is provided on the upper surface at the other end in the longitudinal direction near the exhaust gas inlet (3). ) And cooling water inlets (15a, 15b) The air outlets (17a, 17b) are provided on the upper surface, which is the opposite position of the air outlet, the cooling water outlets (16a, 16b) and the outlet pipes (16) communicating with the air outlets (17a, 17b) are provided. (19) is formed in a net shape through which cooling water can flow.
[0008]
According to the present invention, the heat transfer tubes in the cooler case are connected and supported by the partition plate, and bending and vibration are suppressed. In the cooler case, the flow path of the cooling water is divided into two, and the cooling water flows in parallel from the inlets on the lower surface, respectively flows in the case to cool the heat transfer tubes, and exits from the outlet on the upper surface. In addition, an air vent is provided on the upper surface of the case at a position facing the inlet, and air is prevented from accumulating in the case.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as FIGS. 4-6 demonstrated by the said prior art term, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
In FIG. 1, a partition plate 9 through which each
[0010]
The
[0011]
Therefore, in the present embodiment, the
[0012]
Also, in the horizontally installed cooler, if the air contained in the cooling water W accumulates in the upper part of the
[0013]
Next, another embodiment will be described with reference to FIG.
In the figure, a
[0014]
In this embodiment, the flow path of the cooling water W is divided into 1A and 1B in the
[0015]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and has the following effects.
(1) By providing a net-like partition plate in the cooler case and supporting the heat transfer tubes together, bending and vibration are suppressed, stress concentration at the heat transfer tube support parts at both ends is alleviated, and accidents due to malfunctions are prevented. The
(2) In addition, when the inside of the cooler case is divided into two by the partition plate, cooling water is introduced in parallel into the divided case, and an air vent is provided in each case to improve cooling performance and air venting performance. The heat transfer tube is supported without causing a problem, bending and vibration are suppressed, stress at the heat transfer tube support portions at both ends is relieved, and an accident due to a malfunction is prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing details of the shape of the partition plate of the embodiment of FIG.
FIG. 3 is a side view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side view showing a conventional EGR cooler.
5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 6 is a side view showing a support state of a heat transfer tube of a conventional EGR cooler.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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