特開 2024-16798 排気ガス冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024016798

(43)【公開日】2024-02-07

(54)【発明の名称】排気ガス冷却装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/29 20160101AFI20240131BHJP

   F02M 26/06 20160101ALI20240131BHJP

   F02M 26/28 20160101ALI20240131BHJP

【ＦＩ】

F02M26/29

F02M26/06

F02M26/28

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023093663

(22)【出願日】2023-06-07

(31)【優先権主張番号】22186965

(32)【優先日】2022-07-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】515191442

【氏名又は名称】ヴィンタートゥール ガス アンド ディーゼル リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ウルリッヒ シュタイガー

【テーマコード（参考）】

3G062

【Ｆターム（参考）】

3G062AA05

3G062ED08

(57)【要約】

【課題】大型内燃機関用の排気ガス冷却装置１及び内燃機関を提供すること。
【解決手段】排気ガス冷却装置１は、予冷却噴射チューブ２と、流出チューブ３と、吸収器ユニット４とを備える。吸収器ユニット４は、高さｈ、最大幅ｗ、及び最大長さｌを有し、最大長さｌは最大幅ｗよりも長い。排気ガス冷却装置１は、吸収器ユニット４の長さｌに沿ってテーパ状で、予冷却噴射チューブ２及び吸収器ユニット４と流体的に接続された流入デフレクタ・ハウジング６、並びに、吸収器ユニットの長さｌに沿ってテーパ状で、吸収器ユニット４及び流出チューブ３と流体的に接続された流出デフレクタ・ハウジング７をさらに備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

予冷却噴射チューブ（２）と、
流出チューブ（３）と、
高さ（ｈ）、最大幅（ｗ）、及び最大長さ（ｌ）を有し、前記最大長さ（ｌ）が前記最大幅（ｗ）よりも長い、吸収器ユニット（４）と、
前記吸収器ユニット（４）の前記長さ（ｌ）に沿ってテーパ状で、前記予冷却噴射チューブ（２）及び前記吸収器ユニット（４）と流体的に接続された流入デフレクタ・ハウジング（６）と、
前記吸収器ユニット（４）の前記長さ（ｌ）に沿ってテーパ状で、前記吸収器ユニット（４）及び前記流出チューブ（３）と流体的に接続された流出デフレクタ・ハウジング（７）と
を備える大型内燃機関（１００）用の排気ガス冷却装置（１）。

【請求項2】

前記吸収器ユニットが、前記吸収器ユニットの前記長さ（ｌ）に沿って並列に配置された少なくとも１つの単体の吸収器（５）、好ましくは少なくとも２つの単体の吸収器（５）を備える、請求項１に記載の排気ガス冷却装置（１）。

【請求項3】

前記単体の吸収器（５）が矩形の流れ領域を備える、又は並列に配置されたいくつかの単体の吸収器（５）が円形の流れ領域を備える、請求項２に記載の排気ガス冷却装置（１）。

【請求項4】

少なくとも１つの水ノズル（８）が前記予冷却噴射チューブ（２）に配置されている、請求項１から３までの少なくとも一項に記載の排気ガス冷却装置（１）。

【請求項5】

前記予冷却噴射チューブ（２）がＪ字形状である、請求項１から４までの少なくとも一項に記載の排気ガス冷却装置（１）。

【請求項6】

前記テーパ状の流入デフレクタ・ハウジング（６）の開口径（１４）が、前記排気ガスの流路に沿って小さくなっている、請求項１から５までの少なくとも一項に記載の排気ガス冷却装置（１）。

【請求項7】

前記テーパ状の流出デフレクタ・ハウジング（７）の開口径（１５）が、前記排気ガスの流路の反対方向に小さくなっている、請求項１から６までの少なくとも一項に記載の排気ガス冷却装置（１）。

【請求項8】

前記流入デフレクタ・ハウジング（６）が前記吸収器ユニット（４）の下方に配置され、及び／又は、前記流出デフレクタ・ハウジング（７）が前記吸収器ユニット（４）の上方に配置される、請求項１から７までの少なくとも一項に記載の排気ガス冷却装置（１）。

【請求項9】

前記吸収器ユニット（４）が冷却層（９）を備える、請求項１から８までの少なくとも一項に記載の排気ガス冷却装置（１）。

【請求項10】

前記吸収器ユニット（４）が少なくとも１つの水噴霧ノズル（１０）を備え、前記水噴霧ノズル（１０）がコモン・レール（１１）によって接続されることが好ましく、前記吸収器ユニット（４）がいくつかの単体の吸収器と、単体の各吸収器に対して少なくとも１つの水噴霧ノズルとを備えることが好ましい、請求項１から９までの少なくとも一項に記載の排気ガス冷却装置（１）。

【請求項11】

前記流出チューブ（３）がデミスタ（１２）を備える、請求項１から１０までの少なくとも一項に記載の排気ガス冷却装置（１）。

【請求項12】

冷却水戻りライン（１３）が前記流入デフレクタ・ハウジング（６）に、好ましくは最も低い地点で接続される、請求項１から１１までの少なくとも一項に記載の排気ガス冷却装置（１）。

【請求項13】

少なくとも２００ｍｍの内径（１０２）を有する少なくとも１つのシリンダ（１０１）を備え、請求項１から１２までの少なくとも一項に記載の排気ガス冷却装置（１）を備える内燃機関（１００）、すなわち大型船舶用機関又は定置機関、好ましくは２行程機関又は２行程クロス・ヘッド機関。

【請求項14】

前記内燃機関（１００）が少なくとも１つのターボ過給機（１０２）を備え、前記ターボ過給機（１０３）がタービン（１０４）及び圧縮機（１０５）を備え、前記内燃機関（１００）が、前記シリンダ（１０１）の排気出口（１０８）と空気入口（１０９）との間に流体的に配置された少なくとも低圧ＥＧＲ経路（１０７）を有する排気ガス再循環用のシステム（１０６）をさらに備え、排気ガスが、前記ターボ過給機（１０３）の前記タービン（１０４）を経由して案内可能であり、前記排気ガスの少なくとも一部が、前記ターボ過給機（１０３）の前記圧縮機（１０５）を通って前記シリンダ（１０１）の前記空気入口（１０９）に案内可能であり、前記排気ガス冷却装置（１）が前記低圧ＥＧＲ経路（１０７）に配置された、請求項１３に記載の内燃機関（１００）。

【請求項15】

前記排気ガス冷却装置（１）が、前記シリンダ・ジャケット及び／又は機関フレーム及び／又は機関プラットフォームに取り付けられた、請求項１４に記載の内燃機関（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関用の排気ガス冷却装置及び内燃機関に関する。

【0002】

本発明は、好ましくは、シリンダの内径が少なくとも２００ｍｍの大型の舶用若しくは船用機関又は定置機関のような内燃機関に関する。機関は、２行程機関又は２行程クロス・ヘッド機関であることが好ましい。機関は、ディーゼル機関又はガス機関、二元燃料機関又は多種燃料機関とすることができる。このような機関では、自己着火又は強制着火に加えて、液体燃料及び又は気体燃料の燃焼も可能である。

【0003】

内燃機関は、長手方向掃気式２行程機関とすることができる。

【0004】

内燃機関という用語はまた、燃料の自己着火によって特徴付けられるディーゼル・モードだけでなく、燃料の点火によって特徴付けられるオットー・モード、又は両者を混合したモードで運転することができる大型機関を指す。さらに、内燃機関という用語は、特に、燃料の自己着火が別の燃料の点火のために使用される二元燃料機関及び大型機関を含む。

【0005】

機関速度は、特に４行程機関では８００ＲＰＭ未満が好ましく、特に２行程機関では、低速エンジンの呼称を示す２００ＲＰＭ未満がより好ましい。

【0006】

燃料は、ディーゼル油若しくは舶用ディーゼル油、又は重油、又はエマルジョン、又はスラリー、又はメタノール、又はエタノール、及び液化天然ガス（ＬＮＧ：ｌｉｑｕｉｄ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ）、液化石油ガス（ＬＰＧ：ｌｉｑｕｉｄ ｐｅｔｒｏｌ ｇａｓ）などの気体とすることができる。

【0007】

さらに可能な燃料としては、要求に応じて、ＬＢＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｂｉｏｇａｓ、液化バイオガス）、生物燃料（例えば、藻類又は海藻から作られた油）、アンモニア、水素、ＣＯ２からの合成燃料（例えば、パワー・ツー・ガス（Ｐｏｗｅｒ－ｔｏ－Ｇａｓ）又はパワー・ツー・リキッド（Ｐｏｗｅｒ－ｔｏ－Ｌｉｑｕｉｄ）によって作られる）を加えることができる。

【背景技術】

【0008】

大型船、特に貨物輸送用の船舶は、通常、内燃機関、特にディーゼル機関及び／又はガス機関、主に２行程クロス・ヘッド機関によって動力を得る。

【0009】

ガス／空気混合物の反応性及びメタン・スリップを減少させるために、例えば欧州特許出願公開第３７２２５７２（Ａ１）号に示されるように、排気ガス再循環（ＥＧＲ：ｅｘｈａｕｓｔ ｇａｓ ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）、特に低圧排気ガス再循環（ＥＧＲ）を行うことが知られている。排気ガスの一部はシリンダ内に再循環され、一方、排気ガスの別の部分は煙突に案内されて環境中に放出される。

【0010】

高圧ＥＧＲ経路が排気マニホールドと吸気マニホールドとの間に概ね直接挿入されるのに対し、低圧ＥＧＲ経路はターボ過給機のタービン下流で分岐され、再循環される排気ガスを新気とともにターボ過給機の圧縮機を通るように案内することができる。

【0011】

典型的には、低圧ＥＧＲ経路は低圧ＥＧＲ冷却装置を備える。低圧ＥＧＲクーラは、機関の近くに又は機関自体に取り付けるには大きすぎるサイズを有することがある。

【0012】

ＥＧＲクーラがシリンダ・ブロックの外側に配置されると、他の補機類との干渉の問題が生じる。さらに、重量物の支持強度を解決しておかねばならない。

【0013】

欧州特許第２８５３７２６（Ｂ１）号は、低圧クーラを小型化することができる特定の機関設計を開示している。

【0014】

特開２０００２４８９３６（Ａ２）号は、設置スペースが小さいＥＧＲクーラを有する機関を開示している。ＥＧＲクーラは、機関本体の後端部の近くに配置される。ＥＧＲクーラは、機関本体の一部分と吸気管の一部分とに結合された単一の取付ステーによって支持される。

【0015】

しかしながら、ＥＧＲクーラがかなりの体積と重量を有するとき、機関自体が大きくなり、狭い機関室にコンパクトに設置することができない。特に、低圧ＥＧＲクーラは低圧で低速であるため、水を垂らして冷却する冷却吸収器は、機関の長辺に取り付けることができないほど大きなサイズを有する。吸収器は、機関と機関室壁との間で利用可能なスペースを超える。

【0016】

米国特許第１０，１００，７８７（Ｂ２）号及びドイツ特許出願公開第１０２０１４１１５４５３（Ａ１）号は、熱交換器として動作し、ＥＧＲガスが案内されて通る、並列に配置されたチャネルを有するＥＧＲクーラを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0017】

【特許文献1】欧州特許出願公開第３７２２５７２（Ａ１）号

【特許文献2】欧州特許第２８５３７２６（Ｂ１）号

【特許文献3】特開２０００２４８９３６（Ａ２）号

【特許文献4】米国特許第１０，１００，７８７（Ｂ２）号

【特許文献5】ドイツ特許出願公開第１０２０１４１１５４５３（Ａ１）号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0018】

本発明は、知られている欠点を回避する排気ガス冷却装置及び内燃機関を提供するという課題に基づいており、特に、機関取付けのＥＧＲ冷却装置を有する機関を提供するために、配置変更が容易なＥＧＲ冷却装置を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0019】

この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。

【0020】

本発明によれば、大型内燃機関用の排気ガス冷却装置は、予冷却噴射チューブと、流出チューブと、吸収器ユニットとを備える。

【0021】

予冷却噴射チューブは排気ガス入口を備え、流出チューブは排気ガス出口を備える。吸収器ユニットは、予冷却噴射チューブと流出チューブとの間に流体的に配置される。

【0022】

標準的なチューブ・タイプの冷却吸収器は直径が１～６ｍである。吸収器ユニットは、高さ、最大幅、及び最大長さを有し、最大長さは最大幅よりも長い。最大幅は、同等の標準的なチューブ・タイプの吸収器の直径の５０％未満であることが好ましい。最大幅は３ｍより狭いことが好ましい。

【0023】

流れ領域は、排気ガスが流れる主流方向に垂直な断面の領域である。吸収器ユニット又は単体の吸収器の流れ領域は、吸収器ユニット又は単体の吸収器の幅と長さにわたる平面に平行であり、吸収器ユニットを通る流れ方向は高さの方向に平行である。

【0024】

排気ガス冷却装置は、吸収器ユニットの長さに沿ってテーパ状の流入デフレクタ・ハウジングをさらに備える。流入デフレクタ・ハウジングは、予冷却噴射チューブ及び吸収器ユニットと流体的に接続される。

【0025】

流入デフレクタ・ハウジングのテーパ状の形態は、流入デフレクタ・ハウジング内の第１の主流方向から吸収器ユニット内の第２の主流方向へガスの主流方向を変えるために提供することができ、第２の主流方向は、第１の主流方向に対して垂直であることが好ましい。

【0026】

流入デフレクタ・ハウジングの流れ領域は、吸収器ユニットの長さにわたって、流入デフレクタ・ハウジングを通る主流方向に小さくしてもよい。

【0027】

排気ガス冷却装置は、吸収器ユニットの長さに沿ってテーパ状の流出デフレクタ・ハウジングをさらに備える。流出デフレクタ・ハウジングは、吸収器ユニット及び流出チューブと流体的に接続される。

【0028】

流出デフレクタ・ハウジングのテーパ状の形態は、吸収器ユニット内の第２の主流方向から流出デフレクタ・ハウジング内の第３の主流方向へガスの主流方向を変えるために提供することができ、第２の主流方向は、第３の主流方向に対して垂直であることが好ましい。

【0029】

流出デフレクタ・ハウジングの流れ領域は、吸収器ユニットの長さにわたって、流出デフレクタ・ハウジングを通る主流方向に大きくしてもよい。流入デフレクタ・ハウジング及び流出デフレクタ・ハウジングはそれぞれ吸収器ユニットに隣接して配置される。

【0030】

流入デフレクタ・ハウジングのテーパ状の形態により、吸収器ユニットの流れ領域への排気ガスの流れを均質にすることができ、一方、流出デフレクタ・ハウジングのテーパ状の形態により、吸収器ユニットの流れ領域からの排気ガスの流れを均質にすることができる。これはまた、排気ガスの圧力が低いとき、例えば、低圧排気ガス再循環システムにおいて適用される。

【0031】

したがって、非対称な流れ領域を有する吸収器ユニットに対しても、排気ガスの圧力を均等に分布させることができる。この文脈では、非対称な流れ領域とは、最大幅が最大長さより小さいため、流れ領域の円対称性又は二次対称性を有さない流れ領域を意味する。

【0032】

非対称な流れ領域を有する吸収器ユニットでは、クーラの配置に対してより多様性がある。冷却に必要な流れ領域は、十分狭い幅で実現することができ、機関の周り及び／又は機関と機関室の壁との間で利用可能なスペースに適合させることができる。

【0033】

予冷却噴射チューブ、流出チューブ、吸収器ユニット、流入デフレクタ・ハウジング、及び流出デフレクタ・ハウジングは別個の構造部品であることが好ましく、排気ガスが最初に予冷却噴射チューブを通り、次いで流入デフレクタ・ハウジングを通り、吸収器ユニットを通り、流出デフレクタ・ハウジングを通り、最後に流出チューブを通って流れる限り、これらの各構造部品は、互いに対して選択可能な向きで組み合わせることができる。したがって、排気ガス冷却装置は、特定の空間条件に適合させることができる。

【0034】

予冷却噴射チューブ、流入デフレクタ・ハウジング、流出デフレクタ・ハウジング、吸収器ユニットの壁、及び流出チューブは、酸性の冷却水に耐えるようにステンレス鋼又はめっき鋼から作られてもよい。壁の厚さは３～８ｍｍとすることができる。

【0035】

これに代えて、壁はまた、１００℃までの温度に耐えることができる合成材料で作ることができる。

【0036】

吸収器ユニットは、少なくとも１つの単体の吸収器を備えることができる。吸収器ユニットは、吸収器ユニットの長さに沿って並列に配置された少なくとも２つの単体の吸収器を備えることが好ましい。

【0037】

吸収器ユニットの総流れ領域は、単体の吸収器の流れ領域によって定められる。

【0038】

単体の吸収器は、典型的には、閉鎖壁を有する。

【0039】

並列のいくつかの単体の吸収器は、同一の機能タイプのものであってもよく、及び／又は、それぞれが同一の流れ領域及び同一の高さを有する同一の形状、好ましくは円筒形であってもよい。

【0040】

高さは０．５～５ｍ、長さは２～１０ｍ、及び直径は０．５～３ｍの範囲とすることができる。

【0041】

並列に配置されたいくつかの単体の吸収器では、吸収器ユニットの幅は、典型的には、単体の吸収器の幅によって与えられる。吸収器ユニットの長さは、いくつかの単体の吸収器の長さの合計と単体の吸収器間の距離によって与えられる。

【0042】

単体の吸収器は、矩形の流れ領域を有する円筒の形状を備えてもよい。

【0043】

並列に配置されたいくつかの単体の吸収器はそれぞれ、円形又は矩形の流れ領域を有する円筒の形状を備えてもよい。

【0044】

単体の吸収器は、吸収器ユニットの幅が吸収器ユニットの長さよりも狭い限り、任意の流れ領域の形状、例えば楕円形を有してもよい。

【0045】

矩形の流れ領域は、吸収器ユニット内に、より大きな流れ領域をもたらすことができる。円形又は楕円形の流れ領域は、耐圧性を向上させることができ、これは、シリンダ内で失火が発生し、クーラ内の圧力が０．５ｂａｒまで上昇した場合に必要となることがある。

【0046】

吸収器ユニット、特に各単体の吸収器は冷却層を備えてもよい。冷却層は、バルク材として提供されるステンレス鋼の圧延シート又はストリップを備えてもよい。ステンレス鋼は、典型的には、排気ガス中に含まれる可能性のあるいかなる腐食性の汚染物質にも抗する。

【0047】

排気ガスはバルク材料を通って流れることができ、その熱を圧延シートに放出する。

【0048】

少なくとも１つの水ノズルが予冷却噴射チューブに配置される。ノズルは、予冷却噴射チューブの内壁に噴霧するように配置されることが好ましい。したがって、管を通って流れる排気ガスは管に熱を放出し、その管は水によって冷却される。

【0049】

排気は、約２３０℃～２８０℃の温度から、予冷却噴射チューブに沿って約８０～９０℃の温度に冷却することができることが好ましい。その長さは冷却能力によっており、吸収器ユニットの高さ以上が好ましい。

【0050】

予冷却噴射チューブは、排気ガスを導き、冷却水を案内するようにＪ字形状を有することが好ましい。予冷却噴射チューブ及び流出チューブは、典型的には、円形断面を有する。

【0051】

その直径は吸収器ユニットの幅に等しいことが好ましい。

【0052】

テーパ状の流入デフレクタ・ハウジングの開口径は、排気ガスの流路に沿って小さくなり、その結果、圧力は吸収器ユニットの長さに沿ってほぼ一定のままである一方、より多くの排気が流入デフレクタ・ハウジングから吸収器ユニットへ出ていくことが好ましい。

【0053】

並列の単体の吸収器のそれぞれに同様の量の排気ガスを案内することができる。

【0054】

テーパ状の流出デフレクタ・ハウジングの開口径は、排気ガスの流路の反対方向に小さくなる、すなわち、排気ガスの流路に沿って大きくなることが好ましい。したがって、圧力は吸収器ユニットの長さに沿ってほぼ一定のままである一方、より多くの排気が吸収器ユニットから流出デフレクタ・ハウジングに加えられる。

【0055】

流入デフレクタ・ハウジングは吸収器ユニットの下方に配置され、及び／又は、流出デフレクタ・ハウジングは吸収器ユニットの上方に配置されることが好ましい。したがって、排気ガスは下から上に吸収器ユニットを通って流れる。これは、吸収器ユニット内に冷却用の水が供給されている場合に特に有利である。

【0056】

吸収器ユニットは、少なくとも１つの水噴霧ノズルを備えてもよい。吸収器ユニットは、並列に配置されたいくつかの単体の吸収器と、各単体の吸収器に対して少なくとも１つの水噴霧ノズルとを備えることが好ましい。

【0057】

噴霧ノズルは冷却層の上方に配置され、冷却層に向けられていることが好ましい。したがって、排気ガスから熱を吸収する冷却層は水によって冷却される。冷却水の温度によって、排気ガスを十分冷却することができる。特に、噴霧ノズルは、吸収器ユニットの壁に向かないように配置される。というのは、この場合、冷却水は壁から離れて流れるからである。排気ガスは、吸収器ユニット内で８０～９０℃の温度から３０～３５℃の温度に冷却することができる。

【0058】

噴霧ノズルは、直径１～２ｍｍの液滴を有する雨のような水シャワーを生成することが好ましい。

【0059】

複数の噴霧ノズルはコモン・レールによって接続されてもよい。コモン・レールは、予冷却噴射チューブに冷却水をやはり供給する給水管から分岐してもよい。

【0060】

流出チューブはデミスタを備えてもよい。デミスタは、排気ガス中に含まれる水滴の大きさを、好ましくは４０ミクロン未満の直径まで小さくする。

【0061】

冷却水戻りラインは流入デフレクタ・ハウジングに、好ましくは最も低い地点で接続されてもよい。流入デフレクタ・ハウジングのテーパ状の形態により、水を冷却水戻りラインに案内することができる。

【0062】

予冷却噴射チューブ及び吸収器ユニットからの冷却水は、流入デフレクタ・ハウジングに集めることができ、冷却水戻りラインに案内することができる。

【0063】

冷却水戻りラインは，循環水タンクに流体的に接続されてもよい。循環水は、適切な温度にされてもよく、特に冷却されてもよく、及び／又は、洗浄されてもよく、予冷却噴射チューブ及び／又は吸収器ユニットの冷却水として再び使用されてもよい。

【0064】

本発明によれば、内燃機関、すなわち大型船舶用機関又は定置機関は２行程機関又は２行程クロス・ヘッド機関であることが好ましい。本内燃機関は、少なくとも２００ｍｍの内径を有する少なくとも１つのシリンダを備える。

【0065】

本内燃機関は上記の排気ガス冷却装置を備える。

【0066】

本内燃機関は、少なくとも１つのターボ過給機を備えることが好ましく、ターボ過給機はタービン及び圧縮機を備える。

【0067】

本内燃機関は、シリンダの排気出口と空気入口との間に流体的に配置された少なくとも低圧ＥＧＲ経路を有する排気ガス再循環用のシステムをさらに備えてもよい。低圧ＥＧＲ経路によって、排気ガスはターボ過給機のタービンを経由して案内可能であってもよい。排気ガスの少なくとも一部は、ターボ過給機の圧縮機を通ってシリンダの空気入口に案内可能であってもよい。本排気ガス冷却装置は、タービンと圧縮機との間の低圧ＥＧＲ経路に配置することができる。

【0068】

本排気ガス冷却装置は、シリンダ・ジャケット及び／又は機関フレーム及び／又は機関プラットフォームに取り付けることができる。

【0069】

シリンダ・ジャケットはシリンダの保持構造体である。機関プラットフォームは、シリンダ・ジャケットに接続される。シリンダ・ジャケット、機関フレーム、及び機関プラットフォームは、安定性を与えるために、通常、鋳鉄から作られる。

【0070】

したがって、本排気ガス冷却装置は、船又は機関ハウスの一部ではなく、「機関自体に」取り付けることができる。

【0071】

本発明のさらに有利な態様を、例示的な実施例及び図によって以下に説明する。図は概略的に示されている。

【図面の簡単な説明】

【0072】

【図1】内燃機関の概略図である。

【図2】排気ガス冷却装置の第１の実例の第１の概略側面図である。

【図3】排気ガス冷却装置の第１の実例の第２の概略側面図である。

【図4】排気ガス冷却装置の第１の実例の概略斜視図である。

【図5】排気ガス冷却装置の第２の実例の概略斜視図である。

【図6】排気ガス冷却装置の第３の実例の概略斜視図である。

【図7】排気ガス冷却装置の第４の実例の概略斜視図である。

【図8】排気ガス冷却装置の第２の実例を有する内燃機関の第１の実例の第１の概略斜視図である。

【図9】内燃機関の第１の実例の第２の概略斜視図である。

【図10】排気ガス冷却装置の第２の実例を有する内燃機関の第２の実例の第１の概略斜視図である。

【図11】内燃機関の第２の実例の第２の概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0073】

図１は内燃機関１００の概略図である。

【0074】

内燃機関１００は、少なくとも２００ｍｍの内径１０２を有する少なくとも１つのシリンダ１０１を備える。

【0075】

内燃機関１００は、タービン１０４及び圧縮機１０５を有するターボ過給機１０３を備える。内燃機関１００は、シリンダ１０１の排気出口１０８と空気入口１０９との間に流体的に配置された低圧ＥＧＲ経路１０７を有する排気ガス再循環（ＥＧＲ）用のシステム１０６をさらに備える。排気ガスは、ターボ過給機１０３のタービン１０４を経由して案内される。排気ガスの一部は、新気ＦＡも吸引するターボ過給機１０３の圧縮機１０５を通ってシリンダ１０１の空気入口１０９に案内される。

【0076】

新気、又は新気と再循環された排気との混合物は、掃気レシーバ１１０に案内される。往復動ピストンが低い位置にあるとき、新気、又は新気と再循環された排気との混合物は、シリンダ１０１に入ることができる。

【0077】

ＥＧＲ弁１１２がＥＧＲ経路１０７に配置される。ＥＧＲ経路１０７内の圧力は、背圧弁１１３によって調整することができる。

【0078】

排気ガス冷却装置１は、低圧ＥＧＲ経路１０７に、この実例ではＥＧＲ弁１１２の下流に配置される。

【0079】

図２は、排気ガス冷却装置１の第１の実例の第１の概略側面図である。

【0080】

排気ガス冷却装置１は、Ｊ字形状の予冷却噴射チューブ２を備える。２つの水ノズル８が予冷却噴射チューブ２に配置される。排気ガス冷却装置１は、デミスタ１２を有する流出チューブ３を備える。排気ガス冷却装置１は吸収器ユニット４をさらに備える。

【0081】

排気ガスは、排気ガス冷却装置１の予冷却噴射チューブ２に入り、吸収器ユニット４を通り、流出チューブ３を通った後に排気ガス冷却装置１を出る。

【0082】

吸収器ユニット４は、高さｈ、最大幅ｗ（図６参照）、及び最大長さｌを有し、最大長さｌは最大幅ｗよりも長い。

【0083】

排気ガス冷却装置１は、吸収器ユニット４の長さｌに沿ってテーパ状の流入デフレクタ・ハウジング６を備え、流入デフレクタ・ハウジング６は、予冷却噴射チューブ２及び吸収器ユニット４と流体的に接続される。テーパ状の流入デフレクタ・ハウジング６の鉛直方向の開口径１４は、排気ガスの流路に沿って小さくなっている。

【0084】

この実例では、予冷却噴射チューブ２の流出端１６は、吸収器ユニット４に接続されるように広くされている。システムの最も低い位置は冷却水戻りシステムに接続される。

【0085】

排気ガス冷却装置１は、吸収器ユニット４の長さｌに沿ってテーパ状の流出デフレクタ・ハウジング７を備える。流出デフレクタ・ハウジング７は、吸収器ユニット４及び流出チューブ３と流体的に接続される。テーパ状の流出デフレクタ・ハウジング７の鉛直方向の開口径１５は、排気ガスの流路の反対方向に小さくなっている。開口径１５は、排気ガスの流路に沿って大きくなっている。

【0086】

流入デフレクタ・ハウジング６は、吸収器ユニット４の下方に配置され、流出デフレクタ・ハウジング７は、吸収器ユニット４の上方に配置される。

【0087】

吸収器ユニット４は、吸収器ユニット４の長さｌに沿って並列に配置された４つの単体の吸収器５を備える。

【0088】

単体の各吸収器５は冷却層９を備える。単体の各吸収器５に対して、冷却層９に水を噴霧するために水噴霧ノズル１０が配置される。水噴霧ノズル１０はコモン・レール１１によって接続される。

【0089】

吸収器ユニット４及び予冷却噴射チューブ２の冷却水を集めるための冷却水戻りライン１３は、流入デフレクタ・ハウジング６に最も低い地点で接続される。

【0090】

図３は、排気ガス冷却装置１の第１の実例の第２の概略側面図である。排気ガス冷却装置１は、内燃機関１００と機関室の壁（図示せず）との間に排気ガス冷却装置１を配置することができるように、狭い幅２を有するいくつかの単体の吸収器を有するほっそりとした設計である。

【0091】

図４は、排気ガス冷却装置１の第１の実例の一部の概略斜視図である。排気ガス冷却装置１は、円形の流れ領域を有する４つの単体の吸収器５を備える。

【0092】

テーパ状の流入デフレクタ・ハウジング６とテーパ状の流出デフレクタ・ハウジング７は、予冷却噴射チューブ２と流出チューブ３が互いに隣接して配置されるような向きに配置される。

【0093】

図５は、排気ガス冷却装置１の第２の実例の概略斜視図である。テーパ状の流入デフレクタ・ハウジング６とテーパ状の流出デフレクタ・ハウジング７は、予冷却噴射チューブ２と流出チューブ３が吸収器ユニット４に対して互いに反対側に配置されるような向きに配置される。

【0094】

図６は、排気ガス冷却装置１の第３の実例の概略斜視図である。高さｈ、長さｌ、及び幅ｗを有する吸収器ユニット４は、矩形の流れ領域を有する単体の吸収器５を１つだけ備える。

【0095】

図７は、排ガス冷却装置１の第４の実例の概略斜視図である。吸収器ユニット４は、それぞれ矩形の流れ領域を有して並列に配置された２つの単体の吸収器５を備える。

【0096】

図８は、排気ガス冷却装置１の第２の実例を有する内燃機関１００の第１の実例の一部の第１の概略斜視図である。

【0097】

図９は、内燃機関１００の第１の実例の一部の第２の概略斜視図である。排気ガス冷却装置１は、機関の自由端又は駆動端において、機関プラットフォームに、又は支持体によって機関ハウジングに固定され、吸収器ユニット４（図８参照）の長さｌは、機関のクランク軸の方向１７を横切る方向に向けられる。

【0098】

図１０は、排気ガス冷却装置１の第２の実例を有する内燃機関１００の第２の実例の一部の第１の概略斜視図である。

【0099】

図１１は、内燃機関１００の第２の実例の一部の第２の概略斜視図である。排気ガス冷却装置１の第２の実例は、ターボ過給機ユニットに近くの機関１の長辺に配置され、吸収器ユニット４の長さｌは、クランク軸の方向１７（図１０参照）に沿う向きに配置される。排気ガス冷却装置１は、プラットフォーム１１１に、又は機関ハウジングの支持体（図には明示されていない）によって取り付けられてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【外国語明細書】