特許 5939013 ＥＧＲクーラー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5939013

(24)【登録日】2016年5月27日

(45)【発行日】2016年6月22日

(54)【発明の名称】ＥＧＲクーラー

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/35 20160101AFI20160609BHJP

   F02M 26/22 20160101ALI20160609BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20160609BHJP

   F01N 3/28 20060101ALI20160609BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20160609BHJP

   B23K 101/14 20060101ALN20160609BHJP

【ＦＩ】

   F02M25/07 580D

   F02M25/07 580E

   F01N3/24 S

   F01N3/24 L

   F01N3/28 P

   B23K1/00 330L

   B23K101:14

【請求項の数】2

【全頁数】6

(21)【出願番号】特願2012-96709(P2012-96709)

(22)【出願日】2012年4月20日

(65)【公開番号】特開2013-224607(P2013-224607A)

(43)【公開日】2013年10月31日

【審査請求日】2015年3月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100068021

【弁理士】

【氏名又は名称】絹谷 信雄

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 朝幸

(72)【発明者】

【氏名】飯島 章

【審査官】 小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−０３８９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１４６４６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ １／００− ３／０８、３１／０２、３３／００

Ｆ０１Ｎ ３／００、 ３／０２、 ３／０４− ３／３８、

９／００−１１／００

Ｆ２８Ｄ １／００−１３／００

Ｆ２８Ｆ ９／００−１９／０６

Ｆ０２Ｍ ２６／３５、２６／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路に配設されるＥＧＲクーラー本体と、前記ＥＧＲクーラー本体内に間隔を隔てて配設され、前記ＥＧＲクーラー本体内に冷却水室を区画形成する一対のエンドプレートと、前記一対のエンドプレート間に架け渡され、内部にＥＧＲガスが流通する複数本のＥＧＲガス管と、前記ＥＧＲガス管を前記エンドプレートにろう付けすることにより前記ＥＧＲガス管と前記エンドプレートとの間に形成されるろう付け接合部とを備え、前記ろう付け接合部は、ＥＧＲガスに含まれる粒子状物質を浄化する触媒成分を混ぜたろう付け材を用いて形成されることを特徴とするＥＧＲクーラー。

【請求項2】

前記触媒成分は、Ｐｔ、Ｐｄ及びＲｈの内の少なくとも一つを有する請求項１に記載のＥＧＲクーラー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の排気通路から吸気通路に還流させるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラーに関する。

【背景技術】

【0002】

ＮＯｘ（窒素酸化物）をより低減させるために、ＥＧＲ（排気還流又は排気再循環）ガスを冷却するＥＧＲクーラーがディーゼルエンジン等の内燃機関に取り付けられている。ＥＧＲクーラーは、一般的に、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路の途中に配設されるＥＧＲクーラー本体と、ＥＧＲクーラー本体内に間隔を隔てて配設され、ＥＧＲクーラー本体内に冷却水室を区画形成する一対のエンドプレートと、一対のエンドプレート間に架け渡され、内部にＥＧＲガスが流通する複数本のＥＧＲガス管とを備え、このＥＧＲガス管を用いて冷却水室内の冷却水との熱交換（ＥＧＲガスの冷却）を行っている。

【0003】

ＥＧＲクーラーのＥＧＲガス管内には、ＥＧＲガスに含まれる未燃燃料成分やスート等の粒子状物質が堆積する場合がある。このような粒子状物質がＥＧＲガス管内に堆積することにより、ＥＧＲクーラーの冷却性能が劣化する。

【0004】

そこで、ＥＧＲガス管の内周面に貴金属やＰＧＭ等の触媒成分を塗布することにより、この触媒成分によってＥＧＲガス中の未燃燃料成分及びスートを酸化させて、ＥＧＲガスに含まれる粒子状物質によるＥＧＲガス管内の堆積物をなくすことが考えられる（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００−３８９６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一般的に、貴金属やＰＧＭ等の触媒成分をＥＧＲガス管の内周面に塗布するには、ウォッシュコート（触媒）や、ウォッシュコートをメタル（金属）に着けるためにアンカー材と称される接着剤が必要となる。

【0007】

しかしながら、ウォッシュコートやアンカー材は熱伝導率が比較的低いため、ウォッシュコートやアンカー材をＥＧＲガス管の内周面に塗布することで、ＥＧＲクーラーの本来の機能である冷却性能が損なわれてしまう虞がある。

【0008】

そこで、本発明の目的は、ＥＧＲクーラーの本来の機能である冷却性能を損なわずに、ＥＧＲクーラーのＥＧＲガス管内に未燃燃料成分やスート等の粒子状物質が堆積することを抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述の目的を達成するために、本発明に係るＥＧＲクーラーは、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路に配設されるＥＧＲクーラー本体と、前記ＥＧＲクーラー本体内に間隔を隔てて配設され、前記ＥＧＲクーラー本体内に冷却水室を区画形成する一対のエンドプレートと、前記一対のエンドプレート間に架け渡され、内部にＥＧＲガスが流通する複数本のＥＧＲガス管と、前記ＥＧＲガス管を前記エンドプレートにろう付けすることにより前記ＥＧＲガス管と前記エンドプレートとの間に形成されるろう付け接合部とを備え、前記ろう付け接合部が、ＥＧＲガスに含まれる粒子状物質を浄化する触媒成分を含むものである。

【0010】

前記触媒成分は、Ｐｔ、Ｐｄ及びＲｈの内の少なくとも一つを有するものであっても良い。

【0011】

前記ろう付け接合部は、前記触媒成分を混ぜたろう付け材を用いて前記ＥＧＲガス管を前記エンドプレートにろう付けすることにより前記ＥＧＲガス管と前記エンドプレートとの間に形成されるものであっても良い。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、ＥＧＲクーラーの本来の機能である冷却性能を損なわずに、ＥＧＲクーラーのＥＧＲガス管内に未燃燃料成分やスート等の粒子状物質が堆積することを抑制することができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係るＥＧＲクーラーの側断面図である。

【図2】本発明の他の実施形態に係るＥＧＲクーラーの側断面図である。

【図3】ＥＧＲクーラーが取り付けられる内燃機関の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

【0015】

図３に本実施形態に係るＥＧＲクーラーが取り付けられる内燃機関を示す。

【0016】

図３に示すように、本実施形態に係るＥＧＲクーラー１０が取り付けられる内燃機関（例えば、ディーゼルエンジン）１は、内燃機関１の排気ポート１ａに接続された排気通路（排気マニホールド及び排気配管）２と、内燃機関１の吸気ポート１ｂに接続された吸気通路（吸気マニホールド及び吸気配管）３と、排気通路２と吸気通路３とを連通するＥＧＲ通路（ＥＧＲ配管）４とを備える。ＥＧＲクーラー１０は、ＥＧＲ通路４の途中に配設されている。

【0017】

図１に本実施形態に係るＥＧＲクーラーを示す。

【0018】

図１に示すように、本実施形態に係るＥＧＲクーラー１０は、ＥＧＲ通路４の途中に配設されるＥＧＲクーラー本体（ケーシング）１１と、ＥＧＲクーラー本体１１内に間隔を隔てて配設され、ＥＧＲクーラー本体１１内に冷却水室１２を区画形成すると共に冷却水室１２の両側にガス室（入口側ガス室１３及び出口側ガス室１４）を区画形成する一対のエンドプレート（仕切板）１５と、一対のエンドプレート１５間に架け渡され、内部にＥＧＲガスが流通する複数本のＥＧＲガス管１６と、ＥＧＲクーラー本体１１に設けられ、冷却水を冷却水室１２に導入する冷却水導入管１７と、ＥＧＲクーラー本体１１に設けられ、冷却水を冷却水室１２から排出する冷却水排出管１８とを備える。

【0019】

ＥＧＲクーラー１０は、ＥＧＲガスが高温で且つ硫黄分を含み得ることから、高温強度及び耐腐食性に優れる材料（例えば、ステンレス）により製作される。また、ＥＧＲクーラー１０は、複数の部品（ＥＧＲクーラー本体１１、エンドプレート１５、ＥＧＲガス管１６、冷却水導入管１７及び冷却水排出管１８等）を相互にろう付け（ロー付け）することにより製作される。特に、各エンドプレート１５には、ＥＧＲガス管１６を挿通するための挿通孔１５ａがＥＧＲガス管１６の本数分だけ開口されており、これら挿通孔１５ａには、複数本のＥＧＲガス管１６の両端がその端部を所定長さだけ突出させた状態でろう付けにより固定されている。

【0020】

本実施形態に係るＥＧＲクーラー１０においては、ＥＧＲガス管１６をエンドプレート１５にろう付けすることにより、ＥＧＲガス管１６の外周面１６ａとエンドプレート１５の外側面（入口側ガス室１３側又は出口側ガス室１４側の側面）１５ｂとの間にろう付け接合部１９が形成されており、このろう付け接合部１９が、ＥＧＲガスに含まれる未燃燃料成分（ＳＯＦ）やスート（煤）等の粒子状物質（ＰＭ）を浄化する触媒成分を含んでいる。これは、ＥＧＲクーラー１０を製造する際（ＥＧＲガス管１６をエンドプレート１５にろう付けする際）に、貴金属やＰＧＭ（白金族元素）等の触媒成分をろう付け材（例えば、銀ろう）に混ぜることにより実現可能となる。なお、ＥＧＲガス管１６の外周面１６ａとエンドプレート１５の外側面１５ｂとの間に形成されるろう付け接合部１９以外の箇所（ろう付け接合部）については、触媒成分が含まれない通常のろう付け材を使用してろう付けしても良い。

【0021】

ＥＧＲガスに含まれる粒子状物質を浄化する触媒成分としては、貴金属やＰＧＭ（貴金属触媒）を用いることができる。貴金属とは、一般的には、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｏｓ（オスミウム）の八つの元素を指す。また、ＰＧＭとは、一般的に、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｏｓ（オスミウム）の六つの元素を指す。このような貴金属やＰＧＭを触媒成分として用いることができるが、特に、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）又はＲｈ（ロジウム）の内の少なくとも一つを触媒成分として用いることが好ましい。

【0022】

本実施形態に係るＥＧＲクーラー１０の作用効果を説明する。

【0023】

本実施形態に係るＥＧＲクーラー１０においては、ＥＧＲガス管１６をエンドプレート１５にろう付けすることによりＥＧＲガス管１６の外周面１６ａとエンドプレート１５の外側面１５ｂとの間に形成されるろう付け接合部１９が、ＥＧＲガスに含まれる粒子状物質を浄化する触媒成分を含んでいる。

【0024】

ＥＧＲガスに含まれる粒子状物質を入口側ガス室１３側のろう付け接合部１９中の触媒成分と反応させて酸化させることにより、ＥＧＲガス管１６に流入するＥＧＲガス中の未燃燃料成分及びスートが減少し、ＥＧＲガスに含まれる粒子状物質のＥＧＲガス管１６内への付着性が低減されるため、ＥＧＲガス管１６内にＥＧＲガスに含まれる粒子状物質が堆積することを抑制することが可能になる。また、ウォッシュコートやアンカー材を用いずに、ウォッシュコートやアンカー材に比べて熱伝導性に優れるろう付け材、及び触媒成分をＥＧＲガス管１６に直接塗布することにより、ＥＧＲクーラー１０の本来の機能である冷却性能が損なわれることはない。

【0025】

従って、本実施形態に係るＥＧＲクーラー１０によれば、ＥＧＲクーラー１０の本来の機能である冷却性能を損なわずに、ＥＧＲガス管１６内に未燃燃料成分やスート等の粒子状物質が堆積することを抑制することができる。そのため、ＥＧＲガスに含まれる粒子状物質によるＥＧＲガス管１６内の堆積物をなくすことが可能になる。

【0026】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。

【0027】

例えば、ＥＧＲクーラー１０が取り付けられる内燃機関１は、ディーゼルエンジンには限定はされず、ガソリンエンジン等であっても良い。

【0028】

また、ＥＧＲガスに含まれる未燃燃料成分やスート等の粒子状物質を浄化する触媒成分は、貴金属及びＰＧＭ（貴金属触媒）に限定はされず、ＥＧＲガスに含まれる粒子状物質を浄化することができるものであれば良い。

【0029】

さらに、図２に示すＥＧＲクーラー２０のように、ＥＧＲガス管１６の内周面１６ｂに、ＥＧＲガスに含まれる未燃燃料成分やスート等の粒子状物質を浄化する触媒成分を含む触媒層２１を設けても良い。これは、例えば、貴金属やＰＧＭ等の触媒成分（特に、Ｐｔ、Ｐｄ及びＲｈ）を混ぜたろう付け材（例えば、銀ろう）をＥＧＲガス管１６の内周面１６ｂに塗布することにより実現可能になる。ウォッシュコートやアンカー材をＥＧＲガス管１６の内周面１６ｂに塗布せずに、ウォッシュコートやアンカー材に比べて熱伝導性に優れるろう付け材、及び触媒成分をＥＧＲガス管１６の内周面１６ｂに直接塗布することにより、ＥＧＲクーラー２０の本来の機能である冷却性能が損なわれることはない。

【符号の説明】

【0030】

１ エンジン
２ 排気通路
３ 吸気通路
４ ＥＧＲ通路
１０ ＥＧＲクーラー
１１ ＥＧＲクーラー本体
１２ 冷却水室
１３ 入口側ガス室
１４ 出口側ガス室
１５ エンドプレート
１６ ＥＧＲガス管
１７ 冷却水導入管
１８ 冷却水排出管
１９ ろう付け接合部
２０ ＥＧＲクーラー
２１ 触媒層

【図1】

【図2】

【図3】