JP7733596B2 - Valve device - Google Patents
Valve deviceInfo
- Publication number
- JP7733596B2 JP7733596B2 JP2022042213A JP2022042213A JP7733596B2 JP 7733596 B2 JP7733596 B2 JP 7733596B2 JP 2022042213 A JP2022042213 A JP 2022042213A JP 2022042213 A JP2022042213 A JP 2022042213A JP 7733596 B2 JP7733596 B2 JP 7733596B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bypass
- flow path
- valve
- gas
- valve stem
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Multiple-Way Valves (AREA)
Description
この明細書に開示される技術は、EGRガス等の高温の流体の流路を開閉する弁装置に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a valve device that opens and closes a flow path for high-temperature fluids such as EGR gas.
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献1に記載される「排気熱回収装置」が知られている。この装置は、内燃機関(エンジン)から排出される排気ガスと媒体との熱交換を行う熱交換器が配置された冷却流路と、排気ガスが熱交換器を迂回するバイパス通路(バイパス流路)と、バイパス流路を開閉するバイパス弁とを備える。これらの部材が筒状のケーシング(ハウジング)の中に設けられる。熱交換器は、バイパス流路の周囲にてバイパス流路と同軸に配置される。バイパス弁は、弁軸を中心に揺動する弁体を含む。弁体は、バイパス流路の出口を弁座として着座可能に設けられる。弁軸は、バイパス流路の出口近傍であって冷却流路の出口から流れ出る排気ガスの流路の途中に配置される。そして、バイパス弁が閉弁した状態では、装置の上流側から流入した排気ガスは、バイパス流路の周囲にて熱交換器(冷却流路)を流れ、更にバイパス流路の出口の周囲を経由して装置の下流側から流れ出る。一方、バイパス弁が開弁した状態では、装置の上流側に流入した排気ガスの一部がバイパス流路を流れると共に、残りの排気ガスがバイパス流路の周囲にて冷却流路を流れる。そして、冷却流路の出口から流れ出た排気ガス(クーラガス)とバイパス流路の出口から流れでた排気ガス(バイパスガス)が装置の下流側で合流してミキシングされるようになっている。 An example of this type of technology is the "exhaust heat recovery device" described in Patent Document 1 below. This device includes a cooling passage in which a heat exchanger is disposed to exchange heat between exhaust gas emitted from an internal combustion engine and a medium, a bypass passage (bypass passage) through which the exhaust gas bypasses the heat exchanger, and a bypass valve that opens and closes the bypass passage. These components are housed within a cylindrical casing (housing). The heat exchanger is disposed coaxially with and around the bypass passage. The bypass valve includes a valve element that pivots around a valve stem. The valve element is positioned so that it can seat on the outlet of the bypass passage. The valve stem is disposed near the outlet of the bypass passage, midway through the flow path of exhaust gas flowing out from the outlet of the cooling passage. When the bypass valve is closed, exhaust gas flowing in from the upstream side of the device flows through the heat exchanger (cooling passage) around the bypass passage, then flows around the outlet of the bypass passage and out the downstream side of the device. On the other hand, when the bypass valve is open, some of the exhaust gas that flows into the upstream side of the device flows through the bypass passage, while the remaining exhaust gas flows through the cooling passage around the bypass passage. The exhaust gas (cooler gas) flowing out from the outlet of the cooling passage and the exhaust gas (bypass gas) flowing out from the outlet of the bypass passage meet and mix downstream of the device.
ところが、特許文献1に記載の装置では、バイパス弁が開弁したときに、冷却流路から流れ出たクーラガスが弁軸や弁体と干渉し、その流れが妨げられたり、バイパスガスの熱が弁体や弁軸に伝わり、弁軸が過熱するおそれがあった。ここで、クーラガスの流れが妨げられると、クーラガスとバイパスガスとのミキシングが不十分となり、装置の下流側から流れ出る合流後の排気ガスが適度な温度まで下がらなくなるおそれがあった。この場合、装置より下流の排気通路に、樹脂製部材が設けられると、その樹脂製部材が溶損するおそれがある。一方、バイパスガスの熱により弁軸が過熱すると、バイパス弁に関連した部材、例えば、軸受やシール部材に熱害が生じるおそれがあった。 However, with the device described in Patent Document 1, when the bypass valve opens, the cooler gas flowing out of the cooling passage may interfere with the valve stem or valve element, obstructing its flow, or the heat of the bypass gas may be transferred to the valve element or valve stem, causing the valve stem to overheat. If the flow of cooler gas is obstructed, mixing of the cooler gas and bypass gas may become insufficient, and the temperature of the combined exhaust gas flowing out from the downstream side of the device may not drop to an appropriate level. In this case, if a resin component is installed in the exhaust passage downstream of the device, the resin component may melt. Meanwhile, if the valve stem overheats due to the heat of the bypass gas, thermal damage may occur to components associated with the bypass valve, such as bearings and seals.
この開示技術は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その第1の目的は、バイパス弁の開弁時に冷却流路(熱交換器)から流れ出るクーラ流体とバイパス流路から流れ出るバイパス流体とのミキシング効果を高めることを可能とした弁装置を提供することにある。また、この開示技術の第2の目的は、第1の目的に加え、バイパス弁に関連した部材の熱害を抑制することを可能とした弁装置を提供することにある。 This disclosed technology was developed in consideration of the above circumstances, and its first objective is to provide a valve device that can improve the mixing effect between the cooler fluid flowing out of the cooling flow path (heat exchanger) and the bypass fluid flowing out of the bypass flow path when the bypass valve is open. Furthermore, the second objective of this disclosed technology is to provide a valve device that, in addition to achieving the first objective, can also suppress thermal damage to components related to the bypass valve.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の技術は、高温の流体を流す流路が形成されるハウジングを含み、流路は、入口と出口を含み、流体を冷却するための熱交換器が配置される冷却流路と、入口と出口を含み、冷却流路を迂回したバイパス流路と、冷却流路の出口から流れ出るクーラ流体とバイパス流路の出口から流れ出るバイパス流体とが合流して流れる合流流路と、を含み、バイパス流路を開閉するためのバイパス弁が設けられ、バイパス弁は、冷却流路及びバイパス流路より下流に配置され、弁軸を中心に揺動する弁体を含み、弁体がバイパス流路の出口を弁座として着座可能に設けられる弁装置において、弁体は、弁軸に対しレバーを介して支持され、弁体の開弁時に、ハウジングとレバーとの間で、バイパス流路の出口から流れ出るバイパス流体が、冷却流路の出口と合流流路へ向けて分散して流れる分散流路が形成され、レバーには、冷却流路の出口へ向けて分散するバイパス流体の一部を更に弁軸へ向けて分散させるための開口部が設けられることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technology described in claim 1 is a valve device including: a housing in which a flow path for flowing a high-temperature fluid is formed; the flow path includes a cooling flow path having an inlet and an outlet and in which a heat exchanger for cooling the fluid is disposed; a bypass flow path including the inlet and the outlet and bypassing the cooling flow path; and a confluence flow path in which a cooler fluid flowing out from the outlet of the cooling flow path and a bypass fluid flowing out from the outlet of the bypass flow path are converged and flow; a bypass valve is provided for opening and closing the bypass flow path; the bypass valve is located downstream of the cooling flow path and the bypass flow path and includes a valve body that swings around a valve stem, and the valve body is arranged so that it can be seated on the outlet of the bypass flow path as a valve seat; the valve body is supported on the valve stem via a lever; and when the valve body is open, dispersion flow paths are formed between the housing and the lever so that the bypass fluid flowing out from the outlet of the bypass flow path is dispersed and flows toward the outlet of the cooling flow path and the confluence flow path, and the lever is provided with an opening for further dispersing a portion of the bypass fluid dispersed toward the outlet of the cooling flow path toward the valve stem .
上記技術の構成によれば、バイパス弁の弁体の開弁時には、ハウジングとレバーとの間で、バイパス流路の出口から流れ出るバイパス流体が、冷却流路の出口と合流流路へ向けて分散して流れる分散流路が形成される。従って、バイパス流体の一部が分散流路により分散し、冷却流路(熱交換器)の出口から流れ出るクーラ流体に合流し、その合流した流体が、分散流路により合流流路へ向けて分散した他の一部のバイパス流体と合流流路にて合流する。また、レバーには、冷却流路の出口へ向けて分散するバイパス流体の一部を更に弁軸へ向けて分散させるための開口部が設けられる。従って、開口部を介して分散されたバイパス流体が合流流路へ流れ、合流流路にて他のバイパス流体及びクーラ流体と合流する。 According to the configuration of the above technology, when the valve element of the bypass valve is open, a dispersion flow path is formed between the housing and the lever, through which bypass fluid flowing out from the outlet of the bypass flow path is dispersed and flows toward the outlet of the cooling flow path and the merging flow path. Therefore, a portion of the bypass fluid is dispersed by the dispersion flow path and merges with the cooler fluid flowing out from the outlet of the cooling flow path (heat exchanger), and this merged fluid merges in the merging flow path with another portion of the bypass fluid dispersed by the dispersion flow path toward the merging flow path. Furthermore, the lever is provided with an opening for further dispersing a portion of the bypass fluid dispersed toward the outlet of the cooling flow path toward the valve stem. Therefore, the dispersed bypass fluid flows through the opening to the merging flow path, where it merges with the other bypass fluid and the cooler fluid.
上記目的を達成するために、請求項2に記載の技術は、請求項1に記載の技術において、ハウジングには、弁軸を挿入するための挿入孔が形成され、挿入孔には、ハウジングと弁軸との間をシールするためのシール部材が設けられ、シール部材の、少なくともバイパス流路の出口に接近する部分には、バイパス流体の熱からシール部材を保護するためのシール保護手段が設けられることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technology described in claim 2 is the technology described in claim 1 , wherein an insertion hole for inserting the valve stem is formed in the housing, a seal member for sealing between the housing and the valve stem is provided in the insertion hole, and a seal protection means for protecting the seal member from the heat of the bypass fluid is provided at least in a portion of the seal member close to the outlet of the bypass flow path.
上記技術の構成によれば、請求項1に記載の技術の作用に加え、シール部材の、少なくともバイパス流路の出口に接近する部分にシール保護手段が設けられるので、シール部材がバイパス流体の熱から保護される。 According to the configuration of the above technology, in addition to the effect of the technology described in claim 1 , a seal protection means is provided at least in a portion of the seal member that approaches the outlet of the bypass flow path, so that the seal member is protected from the heat of the bypass fluid.
上記目的を達成するために、請求項3に記載の技術は、請求項2に記載の技術において、シール保護手段は、バイパス流体が衝突する第1の衝立を含むことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technology described in claim 3 is the technology described in claim 2 , wherein the seal protection means includes a first partition against which the bypass fluid collides.
上記技術の構成によれば、請求項2に記載の技術の作用に加え、シール部材の、少なくともバイパス流路の出口に接近する部分にバイパス流体が衝突する第1の衝立がシール保護手段として設けられるので、シール部材がバイパス流体の熱から保護される。 According to the configuration of the above technology, in addition to the effect of the technology described in claim 2 , a first partition against which the bypass fluid collides is provided as seal protection means at least in a portion of the seal member approaching the outlet of the bypass flow path, so that the seal member is protected from the heat of the bypass fluid.
上記目的を達成するために、請求項4に記載の技術は、請求項2に記載の技術において、シール保護手段は、分散流路により合流流路へ向けて分散するバイパス流体の流れをシール部材から遠ざける方向へオフセットさせる構成を含むことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technology described in claim 4 is the technology described in claim 2 , wherein the seal protection means includes a configuration that offsets the flow of bypass fluid that is dispersed by the dispersion flow paths toward the merging flow path in a direction away from the seal member.
上記技術の構成によれば、請求項2に記載の技術の作用に加え、分散流路により合流流路へ向けて分散するバイパス流体の流れをシール部材から遠ざける方向へオフセットさせた分だけバイパス流体の熱がシール部材に伝わり難くなる。 According to the configuration of the above technology, in addition to the effect of the technology described in claim 2 , the flow of the bypass fluid dispersed by the dispersion flow path toward the merging flow path is offset in a direction away from the seal member, making it more difficult for heat from the bypass fluid to be transmitted to the seal member.
上記目的を達成するために、請求項5に記載の技術は、請求項1乃至4のいずれかに記載の技術において、弁軸には、レバーの開口部から分散するバイパス流体の熱から弁軸を保護するための弁軸保護手段が設けられることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technology described in claim 5 is the technology described in any one of claims 1 to 4 , wherein the valve stem is provided with a valve stem protection means for protecting the valve stem from the heat of the bypass fluid dispersed from the opening of the lever.
上記技術の構成によれば、請求項1乃至4のいずれかに記載の技術の作用に加え、弁軸には、弁軸保護手段が設けられるので、レバーの開口部から分散するバイパス流体の熱から弁軸が保護される。 According to the configuration of the above technology, in addition to the effect of the technology described in any one of claims 1 to 4 , a valve stem protection means is provided on the valve stem, so that the valve stem is protected from the heat of the bypass fluid dispersed from the opening of the lever.
上記目的を達成するために、請求項6に記載の技術は、請求項5に記載の技術において、弁軸保護手段は、バイパス流体が衝突する第2の衝立を含むことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, a sixth aspect of the present invention provides the fifth aspect of the present invention, wherein the valve stem protection means includes a second partition against which the bypass fluid collides.
上記技術の構成によれば、請求項5に記載の技術の作用に加え、弁軸には、バイパス流体が衝突する第2の衝立が弁軸保護手段として設けられるので、レバーの開口部から分散するバイパス流体の熱から弁軸が保護される。 According to the configuration of the above technology, in addition to the effect of the technology described in claim 5 , a second partition against which the bypass fluid collides is provided on the valve stem as valve stem protection means, so that the valve stem is protected from the heat of the bypass fluid that disperses from the opening of the lever.
上記目的を達成するために、請求項7に記載の技術は、請求項5又は6に記載の技術において、弁軸保護手段は、弁軸と前記レバーとの間に介在するスペーサを含むことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technology described in claim 7 is the technology described in claim 5 or 6 , in which the valve stem protection means includes a spacer interposed between the valve stem and the lever.
上記技術の構成によれば、請求項5又は6に記載の技術の作用に加え、弁軸とレバーとの間に、スペーサが弁軸保護手段として設けられるので、弁軸とレバーとの接触面積が減り、その分だけレバーから弁軸へバイパス流体の熱が伝わり難くなる。 According to the configuration of the above technology, in addition to the effect of the technology described in claim 5 or 6 , a spacer is provided between the valve stem and the lever as a valve stem protection means, so that the contact area between the valve stem and the lever is reduced, and accordingly, heat of the bypass fluid is less likely to be transferred from the lever to the valve stem.
上記目的を達成するために、請求項8に記載の技術は、請求項1乃至7のいずれかに記載の技術において、弁軸とレバーとの間の少なくとも一部には、弁軸とレバーとの接触面積を削減するための隙間が設けられることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technology described in claim 8 is a technology described in any one of claims 1 to 7 , in which a gap is provided at least in a portion between the valve stem and the lever to reduce the contact area between the valve stem and the lever.
上記技術の構成によれば、請求項1乃至7のいずれかに記載の技術の作用に加え、弁軸とレバーとの間の少なくとも一部に隙間が設けられるので、弁軸とレバーとの接触面積が削減され、その分だけレバーから弁軸へバイパス流体の熱が伝わり難くなる。 According to the configuration of the above technology, in addition to the effect of the technology described in any one of claims 1 to 7 , a gap is provided at least partially between the valve stem and the lever, so that the contact area between the valve stem and the lever is reduced, and accordingly, heat of the bypass fluid is less likely to be transferred from the lever to the valve stem.
上記目的を達成するために、請求項9に記載の技術は、請求項1乃至8のいずれかに記載の技術において、合流流路に対応するハウジングには、合流流路を流れる流体の流れの中心へ向かって括れる括れ部が設けられることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technology described in claim 9 is the technology described in any one of claims 1 to 8 , wherein a housing corresponding to the converging flow path is provided with a constricted portion that constricts toward the center of the flow of fluid flowing through the converging flow path.
上記技術の構成によれば、請求項1乃至8のいずれかに記載の技術の作用に加え、合流流路に対応するハウジングには、括れ部が設けられるので、合流流路を流れるクーラ流体とバイパス流体がその括れ部に当たり、それら流体の流速が抑えられると共に流れの向きが合流流路の中心へ向けられる。 According to the configuration of the above technology, in addition to the effect of the technology described in any one of claims 1 to 8 , a constricted portion is provided in the housing corresponding to the confluent flow path, so that the cooler fluid and bypass fluid flowing through the confluent flow path hit the constricted portion, thereby reducing the flow velocity of these fluids and directing the flow direction toward the center of the confluent flow path.
請求項1に記載の技術によれば、バイパス弁の開弁時に冷却流路(熱交換器)の出口から流れ出るクーラ流体とバイパス流路から流れ出るバイパス流体とのミキシング効果を高めることができる。 According to the technology of claim 1, when the bypass valve is opened , it is possible to enhance the mixing effect between the cooler fluid flowing out from the outlet of the cooling flow passage (heat exchanger) and the bypass fluid flowing out from the bypass flow passage.
請求項2に記載の技術によれば、請求項1に記載の技術の効果に加え、バイパス弁に関連した部材であるシール部材の、バイパス流体の熱による熱害を抑制することができる。 According to the technology of claim 2 , in addition to the effect of the technology of claim 1 , it is possible to suppress thermal damage to the seal member, which is a member related to the bypass valve, caused by the heat of the bypass fluid.
請求項3に記載の技術によれば、請求項2に記載の技術と同等の効果を得ることができる。 According to the technology described in claim 3 , it is possible to obtain the same effect as the technology described in claim 2 .
請求項4に記載の技術によれば、請求項2に記載の技術と同等の効果を得ることができる。 According to the technique described in claim 4 , it is possible to obtain the same effect as the technique described in claim 2 .
請求項5に記載の技術によれば、請求項1乃至4のいずれかに記載の技術の効果に加え、バイパス流体の熱が直に弁軸へ伝わることを防止することができ、弁軸から伝わる熱によるシール部材の熱害を抑制することができる。 According to the technology described in claim 5 , in addition to the effect of the technology described in any one of claims 1 to 4 , it is possible to prevent the heat of the bypass fluid from being directly transmitted to the valve stem, and to suppress thermal damage to the sealing member due to heat transmitted from the valve stem.
請求項6に記載の技術によれば、請求項5に記載の技術と同等の効果を得ることができる。 According to the technology described in claim 6 , it is possible to obtain the same effect as the technology described in claim 5 .
請求項7に記載の技術によれば、請求項5又は6に記載の技術の効果に加え、レバーから弁軸へ伝わるバイパス流体の熱を減らすことができ、弁軸から伝わる熱によるシール部材の熱害を更に抑制することができる。 According to the technology described in claim 7 , in addition to the effect of the technology described in claim 5 or 6 , it is possible to reduce the heat of the bypass fluid transmitted from the lever to the valve stem, and further suppress thermal damage to the sealing member caused by the heat transmitted from the valve stem.
請求項8に記載の技術によれば、請求項1乃至7のいずれかに記載の技術の効果に加え、レバーから弁軸へ伝わるバイパス流体の熱を減らすことができ、弁軸から伝わる熱によるシール部材の熱害を更に抑制することができる。 According to the technology described in claim 8 , in addition to the effect of the technology described in any one of claims 1 to 7 , it is possible to reduce the heat of the bypass fluid transmitted from the lever to the valve stem, and further suppress thermal damage to the sealing member caused by the heat transmitted from the valve stem.
請求項9に記載の技術によれば、請求項1乃至8のいずれかに記載の技術の効果に加え、クーラ流体とバイパス流体とのミキシング効果を更に高めることができる。 According to the technology of claim 9 , in addition to the effect of the technology of any one of claims 1 to 8 , it is possible to further enhance the mixing effect of the cooler fluid and the bypass fluid.
以下、弁装置をEGRクーラバイパス装置に具体化したいくつかの実施形態について説明する。 Below, we will explain several embodiments in which the valve device is embodied in an EGR cooler bypass device.
<第1実施形態>
先ず、第1実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1に、この実施形態のEGRクーラバイパス装置1を断面図により示す。図2に、図1のEGRクーラバイパス装置1の一部(下流側)を断面図により示す。図3に、図1のEGRクーラバイパス装置1の1点鎖線四角S1で囲った部分を拡大した断面図により示す。図4に、EGRクーラバイパス装置1の一部を図2のA-A線断面図により示す。図5に、EGRクーラバイパス装置1の一部(下流側)を破断して斜視図により示す。図6に、図5に示す破断部分の一部を拡大して斜視図により示す。
First Embodiment
First, a first embodiment will be described in detail with reference to the drawings. Fig. 1 shows a cross-sectional view of an EGR cooler bypass device 1 according to this embodiment. Fig. 2 shows a cross-sectional view of a portion (downstream side) of the EGR cooler bypass device 1 shown in Fig. 1. Fig. 3 shows an enlarged cross-sectional view of a portion of the EGR cooler bypass device 1 shown in Fig. 1 enclosed by a dashed-dotted rectangle S1. Fig. 4 shows a cross-sectional view of a portion of the EGR cooler bypass device 1 taken along line A-A in Fig. 2. Fig. 5 shows a cutaway perspective view of a portion (downstream side) of the EGR cooler bypass device 1. Fig. 6 shows an enlarged perspective view of a portion of the cutaway portion shown in Fig. 5.
[EGRクーラバイパス装置の概要]
このEGRクーラバイパス装置1は、周知のように、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部をEGRガスとして吸気通路へ流すEGR通路(図示略)に設けられる装置であり、EGR通路におけるEGRガスを、EGRクーラ(熱交換器)にて冷却する流れと、EGRクーラを迂回する流れとに振り分けるようになっている。図1~図3に示すように、この装置1は、高温の流体であるEGRガスを流す二つの流路2,3が形成されるハウジング4を備える。二つの流路2,3の一方は、入口2aと出口2bを含み、EGRガスを冷却するための熱交換器5が配置される冷却流路2であり、他方は、入口3aと出口3bを含み、冷却流路2を迂回したバイパス流路3である。熱交換器5は、例えば、エンジンの冷却水を循環させることで冷却流路2を流れるEGRガスを冷却するように構成される。ここでは、その詳しい説明は省略する。
[Outline of EGR cooler bypass device]
As is well known, this EGR cooler bypass device 1 is a device provided in an EGR passage (not shown) that flows a portion of exhaust gas discharged from an engine into an exhaust passage as EGR gas into an intake passage. The device is configured to divide the EGR gas in the EGR passage into a flow that is cooled in an EGR cooler (heat exchanger) and a flow that bypasses the EGR cooler. As shown in FIGS. 1 to 3 , this device 1 includes a housing 4 in which two flow paths 2, 3 are formed for flowing EGR gas, which is a high-temperature fluid. One of the two flow paths 2, 3 is a cooling flow path 2 that includes an inlet 2a and an outlet 2b and in which a heat exchanger 5 for cooling the EGR gas is disposed. The other is a bypass flow path 3 that includes an inlet 3a and an outlet 3b and bypasses the cooling flow path 2. The heat exchanger 5 is configured to cool the EGR gas flowing through the cooling flow path 2, for example, by circulating engine cooling water therethrough. A detailed description thereof will be omitted here.
図1~図3に示すように、ハウジング4には、両流路2,3の入口2a,3aより上流(図1の右側)に、ハウジング4にEGRガスを導入するための導入口6が設けられ、両流路2,3の出口2b,3bより下流(図1の左側)に、ハウジング4からEGRガスを導出するための導出口7が設けられる。また、ハウジング4には、両流路2,3の出口2b,3bと導出口7との間に、更に、冷却流路2の出口2bから流れ出るクーラガスとバイパス流路3の出口3bから流れ出るバイパスガスとが合流して流れる合流流路8が設けられる。クーラガスは、この開示技術のクーラ流体の一例に相当し、バイパスガスは、この開示技術のバイパス流体の一例に相当する。 As shown in Figures 1 to 3, the housing 4 is provided with an inlet 6 for introducing EGR gas into the housing 4 upstream (on the right side in Figure 1) of the inlets 2a, 3a of both flow paths 2, 3, and an outlet 7 for discharging EGR gas from the housing 4 downstream (on the left side in Figure 1) of the outlets 2b, 3b of both flow paths 2, 3. The housing 4 also has a confluence passage 8 between the outlets 2b, 3b of both flow paths 2, 3 and the outlet 7, through which cooler gas flowing out from the outlet 2b of the cooling flow path 2 and bypass gas flowing out from the outlet 3b of the bypass flow path 3 converge and flow. The cooler gas corresponds to an example of a cooler fluid in the disclosed technology, and the bypass gas corresponds to an example of a bypass fluid in the disclosed technology.
図1~図4に示すように、ハウジング4において、両流路2,3の出口2b,3bより下流には、バイパス流路3を開閉するためのバイパス弁10が設けられる。このバイパス弁10は、弁軸11を中心に揺動する弁体12を含み、弁体12がバイパス流路3の出口3bを弁座として着座可能に設けられる。また、ハウジング4には、弁軸11を回動可能に支持するための軸受13と、軸受13を保持するための軸受ケース14が配置される。軸受ケース14は、ハウジング4と一体をなしてハウジング4を形成し、軸受13を保持するために軸受13が圧入される筒部14aと、その筒部14aの一端に形成されるフランジ部14bとを含む。この実施形態では、軸受13とし、例えば、ボールベアリングを想定することができる。また、筒部14aと弁軸11との間には、リップシール15が、軸受13に隣接して配置される。リップシール15は、軸受13と同様、筒部14aに圧入される。すなわち、この実施形態で、ハウジング4を構成する軸受ケース14の筒部14aに、挿入孔14aaが形成される。その挿入孔14aaには、軸受ケース14(ハウジング4)と弁軸11との間をシールするためのリップシール15が設けられる。リップシール15は、この開示技術のシール部材の一例に相当する。 As shown in Figures 1 to 4, a bypass valve 10 for opening and closing the bypass flow path 3 is provided in the housing 4 downstream of the outlets 2b, 3b of the flow paths 2, 3. This bypass valve 10 includes a valve element 12 that pivots about a valve stem 11, and the valve element 12 is arranged so that it can seat on the outlet 3b of the bypass flow path 3 as a valve seat. The housing 4 also includes a bearing 13 for rotatably supporting the valve stem 11 and a bearing case 14 for holding the bearing 13. The bearing case 14 is integral with the housing 4 to form the housing 4 and includes a cylindrical portion 14a into which the bearing 13 is press-fitted to hold it, and a flange portion 14b formed at one end of the cylindrical portion 14a. In this embodiment, the bearing 13 can be, for example, a ball bearing. A lip seal 15 is disposed adjacent to the bearing 13 between the cylindrical portion 14a and the valve stem 11. Like the bearing 13, the lip seal 15 is press-fitted into the cylindrical portion 14a. That is, in this embodiment, an insertion hole 14aa is formed in the cylindrical portion 14a of the bearing case 14 that constitutes the housing 4. A lip seal 15 is provided in the insertion hole 14aa to seal between the bearing case 14 (housing 4) and the valve shaft 11. The lip seal 15 corresponds to an example of a sealing member of this disclosed technology.
図2~図6に示すように、この実施形態で、弁体12は、弁軸11に対しレバー16を介して支持される。レバー16は、弁軸11と直交する方向へ伸び、その基端部がリベット17を介して弁軸11に固定され、その先端部に弁体12がリベット18を介して固定される。図1に示すように、ハウジング4の外側には、弁軸11を回動するためのダイアフラム式のアクチュエータ19が設けられる。図4に示すように、弁軸11の基端(図4の左端)は、軸受ケース14のフランジ部14bよりも外側へ突出し、その端部には、アクチュエータ19にリンクを介して連結されるレバー20が固定される。従って、図1~図6に示す開弁状態から、アクチュエータ19により弁軸11が反時計方向へ回動され、弁体12が弁軸11を中心に反時計方向へ揺動することにより、弁体12がバイパス流路3の出口3bに着座して閉弁する。 As shown in Figures 2 to 6, in this embodiment, the valve element 12 is supported on the valve stem 11 via a lever 16. The lever 16 extends in a direction perpendicular to the valve stem 11, with its base end fixed to the valve stem 11 via a rivet 17, and the valve element 12 fixed to its tip end via a rivet 18. As shown in Figure 1, a diaphragm-type actuator 19 for rotating the valve stem 11 is provided on the outside of the housing 4. As shown in Figure 4, the base end (left end in Figure 4) of the valve stem 11 protrudes outward beyond the flange portion 14b of the bearing case 14, and a lever 20 connected to the actuator 19 via a link is fixed to that end. Therefore, from the open state shown in Figures 1 to 6, the valve stem 11 is rotated counterclockwise by the actuator 19, and the valve element 12 swings counterclockwise around the valve stem 11, causing the valve element 12 to seat on the outlet 3b of the bypass flow path 3 and close the valve.
[バイパスガスとクーラガスのミキシングに関する構成について]
図7には、バイパスガスの流れを図3に準ずる断面図により示す。図7に示すように、弁体12の開弁時には、ハウジング4とレバー16及び弁体12との間で、バイパス流路3の出口3bから流れ出るバイパスガスが、冷却流路2の出口2bと合流流路8へ向けて分散して流れる分散流路21,22が形成される。すなわち、第1の分散流路21は、図7に太い一点鎖線で示すように、バイパスガスの一部が冷却流路2の出口2bへ向けて流れ、第2の分散流路22は、図7に太い一点鎖線で示すように、バイパスガスの一部が合流流路8へ向けて流れる。なお、図2~図7においては、アクチュエータ19の図示を省略している。
[Configuration for mixing bypass gas and cooler gas]
Fig. 7 shows the flow of bypass gas in a cross-sectional view similar to Fig. 3. As shown in Fig. 7, when the valve element 12 is open, dispersion channels 21 and 22 are formed between the housing 4, the lever 16, and the valve element 12, through which the bypass gas flowing out from the outlet 3b of the bypass channel 3 is dispersed and flows toward the outlet 2b of the cooling channel 2 and the merging channel 8. That is, in the first dispersion channel 21, as shown by a thick dashed line in Fig. 7, a portion of the bypass gas flows toward the outlet 2b of the cooling channel 2, and in the second dispersion channel 22, as shown by a thick dashed line in Fig. 7, a portion of the bypass gas flows toward the merging channel 8. Note that the actuator 19 is not shown in Figs. 2 to 7.
加えて、図2~図7に示すように、レバー16には、第1の分散流路21にて冷却流路2の出口2bへ向けて分散するバイパスガスの一部を更に弁軸11へ向けて分散させるための開口部16aが設けられる。そして、この開口部16aには、図7に太い一点鎖線で示すように、第1の分散流路21を流れるバイパスガスの一部が流れ込み、弁軸11へ向けて分散するようになっている。 In addition, as shown in Figures 2 to 7, the lever 16 is provided with an opening 16a for further dispersing, toward the valve stem 11, a portion of the bypass gas that is dispersed in the first dispersion flow path 21 toward the outlet 2b of the cooling flow path 2. As shown by the thick dashed dotted line in Figure 7, a portion of the bypass gas flowing through the first dispersion flow path 21 flows into this opening 16a and is dispersed toward the valve stem 11.
[シール保護手段について]
ここで、バイパス流路3の出口3bから第2の分散流路22を通じて合流流路8へ向けて流れる高温のバイパスガスは、リップシール15の近傍を流れる。そこで、この実施形態では、図2~図6に示すように、リップシール15の、少なくともバイパス流路3の出口3bに接近する部分には、バイパスガスの熱からリップシール15を保護するためのシール保護手段が設けられる。この実施形態で、シール保護手段は、バイパスガスが衝突することでリップシール15をバイパスガスから保護する第1の衝立16bを含む。第1の衝立16bは、レバー16の一部を直角に折り返すことでレバー16と一体に形成される。
[Seal protection measures]
Here, the high-temperature bypass gas flowing from the outlet 3b of the bypass flow path 3 through the second dispersion flow path 22 toward the merging flow path 8 flows near the lip seal 15. Therefore, in this embodiment, as shown in FIGS. 2 to 6 , a seal protection means is provided in at least a portion of the lip seal 15 close to the outlet 3b of the bypass flow path 3 to protect the lip seal 15 from the heat of the bypass gas. In this embodiment, the seal protection means includes a first partition 16b against which the bypass gas collides, protecting the lip seal 15 from the bypass gas. The first partition 16b is formed integrally with the lever 16 by folding back a portion of the lever 16 at a right angle.
加えて、この実施形態では、シール保護手段として、第2の分散流路22により合流流路8へ向けて分散するバイパスガスの流れをリップシール15から遠ざける方向へオフセットさせる構成を含む。すなわち、この実施形態では、図4に示すように、バイパス流路3の出口3bと弁体12の中心の位置P1が、バイパス流路3の中心軸線P0よりもリップシール15から遠ざける方向へオフセットされている。 In addition, this embodiment includes a seal protection mechanism that offsets the flow of bypass gas dispersed by the second dispersion flow path 22 toward the merging flow path 8 in a direction away from the lip seal 15. That is, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the position P1 of the outlet 3b of the bypass flow path 3 and the center of the valve element 12 is offset from the central axis P0 of the bypass flow path 3 in a direction away from the lip seal 15.
[弁軸保護手段について]
ここで、レバー16の開口部16aから分散する高温のバイパスガスは、弁軸11へ向けて流れる。そこで、この実施形態では、図2~図6に示すように、弁軸11には、レバー16の開口部16aから分散する高温のバイパスガスの熱から弁軸11を保護するための弁軸保護手段が設けられる。この実施形態で、弁軸保護手段は、バイパスガスが衝突する第2の衝立24aと、 弁軸11とレバー16との間に介在するスペーサ24bとを含む。第2の衝立24aとスペーサ24bは、ほぼ直角に折り曲げられた曲げ板24により一体に形成される。この実施形態では、図3に示すように、第2の衝立24aの長さL1は、弁軸11の径方向の長さL2よりも長くなっている。また、図4に示すように、第2の衝立24aの幅W1は、開口部16aの幅W2よりも大きくなっている。
[Valve stem protection means]
Here, the high-temperature bypass gas dispersing from the opening 16a of the lever 16 flows toward the valve stem 11. Therefore, in this embodiment, as shown in FIGS. 2 to 6 , the valve stem 11 is provided with a valve stem protection means for protecting the valve stem 11 from the heat of the high-temperature bypass gas dispersing from the opening 16a of the lever 16. In this embodiment, the valve stem protection means includes a second partition 24a against which the bypass gas collides and a spacer 24b interposed between the valve stem 11 and the lever 16. The second partition 24a and the spacer 24b are integrally formed by a bent plate 24 bent at a substantially right angle. In this embodiment, as shown in FIG. 3 , the length L1 of the second partition 24a is longer than the radial length L2 of the valve stem 11. Furthermore, as shown in FIG. 4 , the width W1 of the second partition 24a is greater than the width W2 of the opening 16a.
[EGRクーラバイパス装置の作用及び効果について]
以上説明したこの実施形態のEGRクーラバイパス装置の構成によれば、バイパス弁10の弁体12の開弁時には、ハウジング4とレバー16との間で、バイパス流路3の出口3bから流れ出るバイパスガスが、冷却流路2(熱交換器5)の出口2bと合流流路8へ向けて分散して流れる分散流路21,22が形成される。従って、バイパスガスの一部が第1の分散流路21により分散し、冷却流路2(熱交換器5)の出口2bから流れ出るクーラガスに合流し、その合流したクーラガスとバイパスガスが、第2の分散流路22により合流流路8へ向けて分散した他の一部のバイパスガスと合流流路8にて合流する。このため、バイパス弁10の開弁時に冷却流路2(熱交換器5)の出口2bから流れ出るクーラガスとバイパス流路3から流れ出るバイパスガスとのミキシング効果を高めることができる。
[Operation and Effects of the EGR Cooler Bypass Device]
According to the configuration of the EGR cooler bypass device of this embodiment described above, when the valve body 12 of the bypass valve 10 is opened, dispersion passages 21, 22 are formed between the housing 4 and the lever 16, through which bypass gas flowing out from the outlet 3b of the bypass passage 3 is dispersed and flows toward the outlet 2b of the cooling passage 2 (heat exchanger 5) and the junction passage 8. Therefore, a portion of the bypass gas is dispersed by the first dispersion passage 21 and merges with the cooler gas flowing out from the outlet 2b of the cooling passage 2 (heat exchanger 5), and the merged cooler gas and bypass gas are merged in the junction passage 8 with another portion of the bypass gas dispersed toward the junction passage 8 by the second dispersion passage 22. Therefore, when the bypass valve 10 is opened, the mixing effect of the cooler gas flowing out from the outlet 2b of the cooling passage 2 (heat exchanger 5) and the bypass gas flowing out of the bypass passage 3 can be improved.
この実施形態の構成によれば、レバー16には、冷却流路2の出口2bへ向けて分散するバイパスガスの一部を更に弁軸11へ向けて分散させるための開口部16aが設けられる。従って、開口部16aを介して分散されたバイパスガスが合流流路8へ流れ、合流流路8にて他のバイパスガス及びクーラガスと合流する。すなわち、この実施形態では、第1の分散流路21へ分散するバイパスガスをレバー16の開口部16aにて更に分散させることで、バイパスガスを合流流路8へ向けて拡散させている。このため、クーラガスとバイパスガスとのミキシング効果を更に高めることができる。 In this embodiment, the lever 16 is provided with an opening 16a for further dispersing a portion of the bypass gas dispersed toward the outlet 2b of the cooling channel 2 toward the valve stem 11. Therefore, the bypass gas dispersed through the opening 16a flows into the confluence channel 8, where it merges with other bypass gas and cooler gas. In other words, in this embodiment, the bypass gas dispersed into the first dispersion channel 21 is further dispersed by the opening 16a of the lever 16, thereby diffusing the bypass gas toward the confluence channel 8. This further enhances the mixing effect between the cooler gas and the bypass gas.
この実施形態では、第1の分散流路21を介して冷却流路2の出口2bへ向けて分散するバイパスガスの一部が開口部16aを介して弁軸11へ向けて分散する。従って、リップシール15や軸受ケース14の外周へのバイパスガスの流入が低減する。このため、バイパスガスの熱によるリップシール15や弁軸11の熱害を抑制することができる。また、リップシール15や軸受ケース14の外周へのバイパスガスの流入が低減する分だけ、軸受ケース14の外周へクーラガスが流入するので、軸受ケース14が冷やされ、リップシール15の耐熱性を向上させることができる。 In this embodiment, a portion of the bypass gas that disperses through the first dispersion flow path 21 toward the outlet 2b of the cooling flow path 2 is dispersed toward the valve stem 11 through the opening 16a. This reduces the inflow of bypass gas into the lip seal 15 and the outer periphery of the bearing case 14. This reduces thermal damage to the lip seal 15 and the valve stem 11 caused by the heat of the bypass gas. Furthermore, since the inflow of bypass gas into the outer periphery of the lip seal 15 and the bearing case 14 is reduced, cooler gas flows into the outer periphery of the bearing case 14 to the same extent, cooling the bearing case 14 and improving the heat resistance of the lip seal 15.
この実施形態の構成によれば、リップシール15の、少なくともバイパス流路3の出口3bに接近する部分にシール保護手段として第1の衝立16bが設けられるので、リップシール15がバイパスガスの熱から保護される。このため、バイパス弁10に関連した部材であるリップシール15のバイパスガスの熱による熱害を抑制することができる。 In this embodiment, the first partition 16b is provided as a seal protection means at least in the portion of the lip seal 15 that is close to the outlet 3b of the bypass flow path 3, protecting the lip seal 15 from the heat of the bypass gas. This prevents thermal damage to the lip seal 15, which is a component associated with the bypass valve 10, caused by the heat of the bypass gas.
この実施形態の構成によれば、更に、シール保護手段として、バイパス流路3の出口3bと弁体12の中心の位置P1が、バイパス流路3の中心軸線P0よりもリップシール15から遠ざかる方向へオフセットされる。従って、第2の分散流路22により合流流路8へ向けて分散するバイパスガスの流れをリップシール15から遠ざける方向へオフセットさせた分だけバイパスガスの熱がリップシール15に伝わり難くなる。この意味でも、バイパス弁10に関連した部材であるリップシール15の、バイパスガスの熱による熱害を抑制することができる。 According to the configuration of this embodiment, as a further seal protection measure, the position P1 of the outlet 3b of the bypass flow path 3 and the center of the valve element 12 is offset away from the lip seal 15 from the central axis P0 of the bypass flow path 3. Therefore, the flow of bypass gas dispersed toward the merging flow path 8 by the second dispersion flow path 22 is offset away from the lip seal 15, making it more difficult for heat from the bypass gas to be transmitted to the lip seal 15. In this sense, thermal damage to the lip seal 15, which is a component associated with the bypass valve 10, due to the heat of the bypass gas can be suppressed.
この実施形態の構成によれば、弁軸11には、弁軸保護手段として第2の衝立24aが設けられるので、レバー16の開口部16aから分散するバイパスガスの熱から弁軸11が保護される。このため、バイパスガスの熱が直に弁軸11へ伝わることを防止することができ、弁軸11から伝わる熱によるリップシール15の熱害を抑制することができる。 In this embodiment, the valve stem 11 is provided with a second partition 24a as a valve stem protection means, protecting the valve stem 11 from the heat of the bypass gas dispersing from the opening 16a of the lever 16. This prevents the heat of the bypass gas from being directly transferred to the valve stem 11, thereby suppressing thermal damage to the lip seal 15 due to heat transferred from the valve stem 11.
この実施形態の構成によれば、弁軸保護手段として弁軸11とレバー16との間にスペーサ24bが設けられるので、弁軸11とレバー16との接触面積が減り、その分だけレバー16から弁軸11へバイパスガスの熱が伝わり難くなる。このため、レバー16から弁軸11へ伝わるバイパスガスの熱を減らすことができ、弁軸11から伝わる熱によるリップシール15の熱害を更に抑制することができる。 In this embodiment, a spacer 24b is provided between the valve stem 11 and the lever 16 as a valve stem protection means, reducing the contact area between the valve stem 11 and the lever 16 and making it more difficult for the heat of the bypass gas to be transferred from the lever 16 to the valve stem 11. This reduces the heat of the bypass gas transferred from the lever 16 to the valve stem 11, further suppressing thermal damage to the lip seal 15 caused by heat transferred from the valve stem 11.
[バイパスガスとクーラガスの温度解析結果について]
ここで、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果について説明する。図8には、バイパス弁10の開弁時におけるバイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図2に準ずる断面図により示す。図9には、ハウジング4の導出口7におけるバイパスガスとクーラガスの温度解析結果を断面図により示す。図8、図9において、ドット密度が最も高い暗色部分は「240℃」前後の温度を示し、ドット密度が最も低い明色部分は「80℃」前後の温度を示す。図8、図9において、ハウジング4等の部材の断面ハッチングは省略した(後で示す他の温度解析結果の断面図についても同様。)。
[Bypass gas and cooler gas temperature analysis results]
Here, the results of the temperature analysis of the bypass gas and cooler gas will be explained. Fig. 8 shows the results of the temperature analysis of the bypass gas and cooler gas when the bypass valve 10 is open in a cross-sectional view similar to Fig. 2. Fig. 9 shows the results of the temperature analysis of the bypass gas and cooler gas at the outlet 7 of the housing 4 in a cross-sectional view. In Figs. 8 and 9, the dark areas with the highest dot density indicate a temperature of around 240°C, and the light areas with the lowest dot density indicate a temperature of around 80°C. In Figs. 8 and 9, cross-sectional hatching of components such as the housing 4 has been omitted (the same applies to the cross-sectional views of the other temperature analysis results shown later).
この実施形態では、図8に示すように、バイパス流路3の出口3bから流れ出た高温のバイパスガスは、第1の分散流路21と第2の分散流路22へ分散して流れると共に、第1の分散流路21を流れる高温のバイパスガスの一部が、レバー16の開口部16aから弁軸11へ向けて分散することがわかる。また、第1の分散流路21へ分散した高温のバイパスガスは、冷却流路2の出口2bから流れ出るクーラガスと合流し、合流ガスとして温度が低下することがわかる。温度を低下させた合流ガスは、更に下流の合流流路8にて、開口部16aから流れ出たバイパスガスと合流し、その合流ガスが、更に下流の合流流路8にて、第2の分散流路22へ分散したバイパスガスと合流し、合流ガスとして温度が更に低下することがわかる。なお、この実施形態で、リップシール15でのガス温度は「137℃」となった。これは、第1の衝立16bによりリップシール15がバイパスガスから保護されたことと、第2の衝立24aとスペーサ24bにより、開口部16aから弁軸11へ向けて分散したバイパスガスの熱が弁軸11に伝わり難くなったことによると考えられる。この実施形態では、バイパス流路3の出口3bから流れ出たバイパスガスを3つの流れに分散させたことで、バイパスガスとクーラガスとのミキシング改善とリップシール15の保護を両立させることができた。 In this embodiment, as shown in Figure 8, the high-temperature bypass gas flowing out from the outlet 3b of the bypass flow path 3 is dispersed into the first dispersion flow path 21 and the second dispersion flow path 22, and a portion of the high-temperature bypass gas flowing through the first dispersion flow path 21 is dispersed from the opening 16a of the lever 16 toward the valve stem 11. It can also be seen that the high-temperature bypass gas dispersed into the first dispersion flow path 21 merges with the cooler gas flowing out from the outlet 2b of the cooling flow path 2, and the temperature of the combined gas decreases. The cooled combined gas merges with the bypass gas flowing out from the opening 16a in the downstream merger flow path 8, and this combined gas merges with the bypass gas dispersed into the second dispersion flow path 22 in the downstream merger flow path 8, and the temperature of the combined gas decreases further. In this embodiment, the gas temperature at the lip seal 15 was 137°C. This is thought to be because the first partition 16b protects the lip seal 15 from the bypass gas, and the second partition 24a and spacer 24b make it difficult for the heat of the bypass gas dispersed from the opening 16a toward the valve stem 11 to be transferred to the valve stem 11. In this embodiment, by dispersing the bypass gas flowing out from the outlet 3b of the bypass flow path 3 into three flows, it is possible to achieve both improved mixing of the bypass gas and cooler gas and protection of the lip seal 15.
上記のようなミキシングの結果、ハウジング4の導出口7を流れ出るEGRガスの温度は、図9に示すように、位置(1)で「183.5℃」を示し、位置(2)で「175.0℃」を示し、位置(3)で「98.3℃」を示し、位置(4)で「98.8℃」を示した。そして、最終的には、最高温度が「184.1℃」、最低温度が「97.3℃」、平均温度が「152.2℃」となった。この実施形態では、導出口7での最高温度が低下し、かつ、導出口7の中央に高温ガスが分散し、外周部でガス温度が低下した。 As a result of the above mixing, the temperature of the EGR gas flowing out of the outlet 7 of the housing 4 was 183.5°C at position (1), 175.0°C at position (2), 98.3°C at position (3), and 98.8°C at position (4), as shown in Figure 9. The final maximum temperature was 184.1°C, the minimum temperature was 97.3°C, and the average temperature was 152.2°C. In this embodiment, the maximum temperature at the outlet 7 decreased, and the high-temperature gas was dispersed in the center of the outlet 7, resulting in a decrease in gas temperature at the periphery.
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、第1実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and will not be described again, and differences will be mainly described.
この実施形態では、バイパスガスとクーラガスのミキシングに関する構成と、弁軸保護手段の構成の点で第1実施形態と異なる。図10に、EGRクーラバイパス装置1の一部を図2に準ずる断面図により示す。図11に、EGRクーラバイパス装置1の一部を図3に準ずる拡大断面図により示す。図12に、EGRクーラバイパス装置1の一部を図10のB-B線断面図により示す。図13に、EGRクーラバイパス装置1の一部を図6に準ずる斜視図により示す。図14に、バイパスガスの流れを図11に準ずる断面図により示す。 This embodiment differs from the first embodiment in the configuration related to mixing of bypass gas and cooler gas and the configuration of the valve stem protection means. Figure 10 shows a portion of the EGR cooler bypass device 1 in a cross-sectional view equivalent to Figure 2. Figure 11 shows a portion of the EGR cooler bypass device 1 in an enlarged cross-sectional view equivalent to Figure 3. Figure 12 shows a portion of the EGR cooler bypass device 1 in a cross-sectional view taken along line B-B in Figure 10. Figure 13 shows a portion of the EGR cooler bypass device 1 in a perspective view equivalent to Figure 6. Figure 14 shows the flow of bypass gas in a cross-sectional view equivalent to Figure 11.
[バイパスガスとクーラガスのミキシングに関する構成について]
図10~図14に示すように、この実施形態のレバー16には、開口部16aが設けられていない点で第1実施形態と構成が異なる。
[Configuration for mixing bypass gas and cooler gas]
As shown in FIGS. 10 to 14, the lever 16 of this embodiment differs from the first embodiment in that it does not have an opening 16a.
[弁軸保護手段について]
この実施形態では、レバー16に開口部16aが設けられていないので、レバー16を透過した高温のバイパスガスが弁軸11へ向けて流れることはない。そのため、この実施形態では、図10~図14に示すように、高温のバイパスガスの熱から弁軸11を保護するための弁軸保護手段については、第2の衝立24aとスペーサ24bを含む曲げ板24は設けられていない。その代わり、弁軸保護手段として、別の構成が設けられる。
[Valve stem protection means]
In this embodiment, the lever 16 is not provided with an opening 16a, so the high-temperature bypass gas that has passed through the lever 16 does not flow toward the valve stem 11. Therefore, in this embodiment, as shown in Figures 10 to 14, the bent plate 24 including the second partition 24a and spacer 24b is not provided as valve stem protection means for protecting the valve stem 11 from the heat of the high-temperature bypass gas. Instead, a different configuration is provided as the valve stem protection means.
すなわち、図15に、弁軸11に対するレバー16の取り付け状態を弁軸11の軸線方向に沿って切断した断面図により示す。図16に、弁軸11に対するレバー16の取り付け状態を弁軸11の先端側(図15の矢印X1の方向)から視た図により示す。図12、図15に示すように、この実施形態では、弁軸11とレバー16との間の一部に、弁軸11とレバー16との接触面積を削減するための隙間26が設けられる。この実施形態で、レバー16には、リベット17の頭部17aが接する表側に凹部16cが、その反対の裏側に凸部16dが形成される。弁軸11とレバー16との間の隙間26は、レバー16が、その凸部16dにて弁軸11と接することで形成される。 That is, Figure 15 shows a cross-sectional view taken along the axial direction of the valve stem 11, illustrating the attachment state of the lever 16 to the valve stem 11. Figure 16 shows the attachment state of the lever 16 to the valve stem 11, viewed from the tip side of the valve stem 11 (the direction of arrow X1 in Figure 15). As shown in Figures 12 and 15, in this embodiment, a gap 26 is provided in a portion between the valve stem 11 and the lever 16 to reduce the contact area between the valve stem 11 and the lever 16. In this embodiment, the lever 16 has a recess 16c on the front side where the head 17a of the rivet 17 contacts, and a protrusion 16d on the opposite back side. The gap 26 between the valve stem 11 and the lever 16 is formed when the lever 16 contacts the valve stem 11 at the protrusion 16d.
[その他の構成について]
また、この実施形態では、図15、図16に示すように、弁軸11の先端側にて、レバー16にストッパ16eが設けられる。このストッパ16eは、弁軸11に対しレバー16を回り止めするために、レバー16の一部が折り曲げられて弁軸11の端面に係合する。また、このストッパ16eは、図13に示すように、弁軸11へ向けて湾曲するので、レバー16の表面に衝突したバイパスガスが、レバー16における第1の衝立16bの反対側へ流れ易くなる。このため、レバー16に衝突したバイパスガスを、リップシール15から離れる方向へ案内することができる。
[Other configurations]
15 and 16, a stopper 16e is provided on the lever 16 at the tip end of the valve stem 11. This stopper 16e is formed by bending a portion of the lever 16 to engage with the end surface of the valve stem 11 to prevent the lever 16 from rotating relative to the valve stem 11. Furthermore, as shown in FIG. 13, the stopper 16e is curved toward the valve stem 11, so that bypass gas that collides with the surface of the lever 16 can easily flow to the side of the lever 16 opposite the first partition 16b. Therefore, the bypass gas that collides with the lever 16 can be guided in a direction away from the lip seal 15.
[EGRクーラバイパス装置の作用及び効果について]
以上説明したこの実施形態のEGRクーラバイパス装置1の構成によれば、弁軸11とレバー16との間の少なくと一部に隙間26が設けられるので、弁軸11とレバー16との接触面積が削減され、その分だけレバー16から弁軸11へバイパスガスの熱が伝わり難くなる。このため、レバー16から弁軸11へ伝わるバイパスガスの熱を減らすことができ、弁軸11から伝わる熱によるリップシール15の熱害を更に抑制することができる。
[Operation and Effects of the EGR Cooler Bypass Device]
According to the configuration of the EGR cooler bypass device 1 of this embodiment described above, the gap 26 is provided at least partially between the valve stem 11 and the lever 16, thereby reducing the contact area between the valve stem 11 and the lever 16 and making it more difficult for heat of the bypass gas to be transferred from the lever 16 to the valve stem 11. This reduces the heat of the bypass gas transferred from the lever 16 to the valve stem 11, and further suppresses thermal damage to the lip seal 15 due to heat transferred from the valve stem 11.
[バイパスガスとクーラガスの温度解析結果について]
ここで、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果について説明する。図17には、バイパス弁10の開弁時におけるバイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図8に準ずる断面図により示す。図18には、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図17のC-C線断面図により示す。図19には、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図9に準ずる断面図により示す。
[Bypass gas and cooler gas temperature analysis results]
The results of the temperature analysis of the bypass gas and cooler gas will now be described. Figure 17 shows the results of the temperature analysis of the bypass gas and cooler gas when the bypass valve 10 is open in a cross-sectional view equivalent to Figure 8. Figure 18 shows the results of the temperature analysis of the bypass gas and cooler gas in a cross-sectional view taken along line CC in Figure 17. Figure 19 shows the results of the temperature analysis of the bypass gas and cooler gas in a cross-sectional view equivalent to Figure 9.
この実施形態では、図17、図18に示すように、バイパス流路3の出口3bから流れ出た高温のバイパスガスは、第1の分散流路21と第2の分散流路22の二つの流路へ分散することがわかる。また、第1の分散流路21へ分散した高温のバイパスガスは、冷却流路2の出口2bから流れ出るクーラガスと合流し、合流ガスとして温度を低下させながら合流流路8を下流へ向けて流れることがわかる。そして、温度を低下させた合流ガスは、合流流路8にて、第2の分散流路22へ分散したバイパスガスと平行しながら、合流流路8の下流側にて互いに合流し、合流ガスとして温度が低下する傾向がある。なお、この実施形態では、リップシール15でのガス温度は「171℃」となった。 In this embodiment, as shown in Figures 17 and 18, the high-temperature bypass gas flowing out from the outlet 3b of the bypass flow path 3 is dispersed into two flow paths: the first dispersion flow path 21 and the second dispersion flow path 22. The high-temperature bypass gas dispersed into the first dispersion flow path 21 merges with the cooler gas flowing out from the outlet 2b of the cooling flow path 2, and flows downstream through the merged flow path 8 while decreasing in temperature as the merged gas. The lowered-temperature merged gas flows parallel to the bypass gas dispersed into the second dispersion flow path 22 in the merged flow path 8, and the two gases merge downstream of the merged flow path 8, tending to decrease in temperature as the merged gas. In this embodiment, the gas temperature at the lip seal 15 was 171°C.
上記のようなミキシングの結果、ハウジング4の導出口7を流れ出るEGRガスの温度は、図19に示すように、最高温度はやや低下するが、導出口7の外周上部でガス温度が高くなり、それ以外では低くなる傾向を示した。なお、最終的には、最高温度が「206℃」となった。これは、バイパスガスを二つの分散流路21,22に分散させたことにより、バイパスガスの流速がやや高まり、クーラガスとバイパスガスとのミキシングが悪化したことによると考えられる。 As a result of the above-described mixing, the temperature of the EGR gas flowing out of the outlet 7 of the housing 4 decreased slightly in maximum temperature, as shown in Figure 19, but the gas temperature tended to be higher at the upper periphery of the outlet 7 and lower elsewhere. The final maximum temperature was 206°C. This is thought to be because the bypass gas was dispersed into the two dispersion flow paths 21 and 22, slightly increasing its flow velocity and worsening the mixing of the cooler gas and bypass gas.
[第2実施形態の変形例に関するバイパスガスとクーラガスの温度解析結果について]
ここで、第2実施形態の変形例に関するバイパスガスとクーラガスの温度解析結果について説明する。この変形例では、レバー16に第1の衝立16bが設けられない点で第2実施形態と構成が異なる。図20には、バイパス弁10の開弁時におけるバイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図8に準ずる断面図により示す。図21には、ハウジング4の導出口7におけるバイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図9に準ずる断面図により示す。
[Results of temperature analysis of bypass gas and cooler gas for the modified example of the second embodiment]
Here, the results of temperature analysis of the bypass gas and cooler gas in a modified example of the second embodiment will be described. This modified example differs from the second embodiment in that the lever 16 does not have the first partition 16b. Figure 20 shows the results of temperature analysis of the bypass gas and cooler gas when the bypass valve 10 is open, in a cross-sectional view equivalent to Figure 8. Figure 21 shows the results of temperature analysis of the bypass gas and cooler gas at the outlet 7 of the housing 4, in a cross-sectional view equivalent to Figure 9.
図20に示すように、この変形例では、第2実施形態と同様、バイパス流路3の出口3bから流れ出た高温のバイパスガスは、第1の分散流路21と第2の分散流路22の二つに分散する。また、第1の分散流路21へ分散した高温のバイパスガスは、冷却流路2の出口2bから流れ出るクーラガスと合流し、合流ガスとして温度を低下させながら合流流路8を下流へ向けて流れる。そして、温度を低下させた合流ガスが、第2の分散流路22へ分散したバイパスガスと平行して流れ、合流流路8の下流側にて互いに合流し、合流ガスとして温度が低下する傾向がある。 As shown in FIG. 20 , in this modified example, similar to the second embodiment, the high-temperature bypass gas flowing out from the outlet 3b of the bypass flow path 3 is dispersed into two paths: the first dispersion path 21 and the second dispersion path 22. The high-temperature bypass gas dispersed into the first dispersion path 21 merges with the cooler gas flowing out from the outlet 2b of the cooling path 2, and flows downstream through the merged path 8 as a merged gas, lowering its temperature. The lowered-temperature merged gas then flows parallel to the bypass gas dispersed into the second dispersion path 22, and the two gases merge downstream of the merged path 8, tending to decrease in temperature as a merged gas.
上記のようなミキシングの結果、ハウジング4の導出口7を流れ出るEGRガスの温度は、図21に示すように、位置(1)で「224.1℃」を示し、位置(2)で「211.1℃」を示し、位置(3)で「126.9℃」を示し、位置(4)で「125.2℃」を示した。最終的には、最高温度が「225.6℃」、最低温度が「124.9℃」、平均温度が「158.2℃」となった。また、リップシール15でのガス温度は「201℃」となった。すなわち、この変形例では、第2実施形態に対し、最高温度がやや増大し、かつ、リップシール15でのガス温度もやや増大した。 As a result of the above mixing, the temperature of the EGR gas flowing out of the outlet 7 of the housing 4 was 224.1°C at position (1), 211.1°C at position (2), 126.9°C at position (3), and 125.2°C at position (4), as shown in Figure 21. Ultimately, the maximum temperature was 225.6°C, the minimum temperature was 124.9°C, and the average temperature was 158.2°C. The gas temperature at the lip seal 15 was 201°C. In other words, in this modified example, the maximum temperature was slightly higher than in the second embodiment, and the gas temperature at the lip seal 15 was also slightly higher.
<第3実施形態>
次に、第3実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
Third Embodiment
Next, a third embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
この実施形態では、バイパスガスとクーラガスのミキシングに関する構成と、シール保護手段及び弁軸保護手段の構成の点で前記各実施形態と異なる。図22に、EGRクーラバイパス装置1の一部を図2に準ずる断面図により示す。図23に、EGRクーラバイパス装置1の一部を図3に準ずる拡大断面図により示す。図24に、EGRクーラバイパス装置1の一部を図22のD-D線断面図により示す。図25に、EGRクーラバイパス装置1の一部を図6に準ずる斜視図により示す。図26に、バイパスガスの流れを図23に準ずる断面図により示す。 This embodiment differs from the previous embodiments in terms of the configuration related to mixing of bypass gas and cooler gas, and the configuration of the seal protection means and valve stem protection means. Figure 22 shows a portion of the EGR cooler bypass device 1 in a cross-sectional view equivalent to Figure 2. Figure 23 shows a portion of the EGR cooler bypass device 1 in an enlarged cross-sectional view equivalent to Figure 3. Figure 24 shows a portion of the EGR cooler bypass device 1 in a cross-sectional view taken along line D-D in Figure 22. Figure 25 shows a portion of the EGR cooler bypass device 1 in a perspective view equivalent to Figure 6. Figure 26 shows the flow of bypass gas in a cross-sectional view equivalent to Figure 23.
[バイパスガスとクーラガスのミキシングに関する構成について]
図22~図26に示すように、この実施形態では、第2実施形態と同様、レバー16には開口部16aが設けられていない。
[Configuration for mixing bypass gas and cooler gas]
As shown in FIGS. 22 to 26, in this embodiment, similar to the second embodiment, the lever 16 is not provided with an opening 16a.
[シール保護手段について]
この実施形態では、第2実施形態の変形例と同様、第1実施形態で説明した第1の衝立16bは設けられていない。また、この実施形態では、バイパスガスの流れをリップシール15から遠ざけるための、バイパス流路3の出口3bと弁体12の配置のオフセットはなされていない。その代わりに、この実施形態では、図24、図25に示すように、レバー16の表側には、その両脇に長手方向に沿って伸びる突条16fが形成される。これら突条16fにより、バイパス流路3の出口3bから流れ出てレバー16に衝突するバイパスガスが各分散流路21,22へ案内されるようになっている。
[Seal protection measures]
In this embodiment, as in the modified example of the second embodiment, the first partition 16b described in the first embodiment is not provided. Furthermore, in this embodiment, the outlet 3b of the bypass flow path 3 and the valve body 12 are not offset from each other to direct the flow of bypass gas away from the lip seal 15. Instead, in this embodiment, as shown in Figures 24 and 25, protrusions 16f extending along the longitudinal direction are formed on both sides of the front side of the lever 16. These protrusions 16f guide the bypass gas that flows out from the outlet 3b of the bypass flow path 3 and hits the lever 16 to each of the dispersion flow paths 21, 22.
[弁軸保護手段について]
この実施形態では、第2実施形態と同様、レバー16に開口部16aが設けられていないので、図22~図26に示すように、高温のバイパスガスの熱から弁軸11を保護するための弁軸保護手段については、第2の衝立16gとスペーサ24bを含む曲げ板24が設けられていない。
[Valve stem protection means]
In this embodiment, similarly to the second embodiment, the lever 16 is not provided with an opening 16a, and therefore, as shown in Figures 22 to 26, the bent plate 24 including the second partition 16g and the spacer 24b is not provided as a valve stem protection means for protecting the valve stem 11 from the heat of the high-temperature bypass gas.
[EGRクーラバイパス装置の作用及び効果について]
以上説明したこの実施形態のEGRクーラバイパス装置1の構成によれば、前記各実施形態と同様、バイパス弁10の弁体12の開弁時には、ハウジング4とレバー16との間で、バイパス流路3の出口3bから流れ出るバイパスガスが、冷却流路2(熱交換器5)の出口2bと合流流路8へ向けて分散して流れる分散流路21,22が形成される。従って、バイパスガスの一部が第1の分散流路21により分散し、冷却流路2(熱交換器5)の出口2bから流れ出るクーラガスに合流し、その合流したガスが、第2の分散流路22により合流流路8へ向けて分散した他の一部のバイパスガスと合流流路8にて合流する。このため、この実施形態でも、バイパス弁10の開弁時に冷却流路2(熱交換器5)の出口2bから流れ出るクーラガスとバイパス流路3から流れ出るバイパスガスとのミキシング効果を高めることができる。
[Operation and Effects of the EGR Cooler Bypass Device]
According to the configuration of the EGR cooler bypass device 1 of this embodiment described above, similarly to the previous embodiments, when the valve body 12 of the bypass valve 10 is opened, dispersion passages 21, 22 are formed between the housing 4 and the lever 16, through which the bypass gas flowing out from the outlet 3b of the bypass passage 3 is dispersed and flows toward the outlet 2b of the cooling passage 2 (heat exchanger 5) and the junction passage 8. Therefore, a portion of the bypass gas is dispersed by the first dispersion passage 21 and merges with the cooler gas flowing out from the outlet 2b of the cooling passage 2 (heat exchanger 5), and this merged gas merges in the junction passage 8 with another portion of the bypass gas dispersed by the second dispersion passage 22 toward the junction passage 8. Therefore, in this embodiment as well, when the bypass valve 10 is opened, the mixing effect of the cooler gas flowing out from the outlet 2b of the cooling passage 2 (heat exchanger 5) and the bypass gas flowing out of the bypass passage 3 can be improved.
[バイパスガスとクーラガスの温度解析結果について]
ここで、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果について説明する。図27には、バイパス弁10の開弁時におけるバイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図8に準ずる断面図により示す。図28には、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図18に準ずる断面図により示す。図29には、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図19に準ずる断面図により示す。
[Bypass gas and cooler gas temperature analysis results]
The results of the temperature analysis of the bypass gas and the cooler gas will now be described. Figure 27 shows the results of the temperature analysis of the bypass gas and the cooler gas when the bypass valve 10 is open, in a cross-sectional view similar to Figure 8. Figure 28 shows the results of the temperature analysis of the bypass gas and the cooler gas, in a cross-sectional view similar to Figure 18. Figure 29 shows the results of the temperature analysis of the bypass gas and the cooler gas, in a cross-sectional view similar to Figure 19.
この実施形態では、第2実施形態の変形例と同様、レバー16に第1の衝立16bが設けられておらず、バイパスガスの流れをリップシール15から遠ざけるための、バイパス流路3の出口3bと弁体12の配置のオフセットがなされていないので、リップシール15でのガス温度は「265℃」となった。 In this embodiment, as with the modified example of the second embodiment, the lever 16 is not provided with the first partition 16b, and the outlet 3b of the bypass flow path 3 and the valve body 12 are not offset to direct the flow of bypass gas away from the lip seal 15, so the gas temperature at the lip seal 15 is 265°C.
この実施形態では、図27、図28に示すように、第2実施形態と同様、バイパス流路3の出口3bから流れ出た高温のバイパスガスは、第1の分散流路21と第2の分散流路22の二つに分散して流れる。また、第1の分散流路21へ分散した高温のバイパスガスは、冷却流路2の出口2bから流れ出るクーラガスと合流し、合流ガスとして温度を低下させながら合流流路8を下流へ向けて流れるが、合流の度合いが第2実施形態のそれよりもやや低下する。そして、温度を低下させた合流ガスが、合流流路8にて、第2の分散流路22へ分散したバイパスガスと平行してながれ、合流流路8の下流側にて互いに合流し、合流ガスとして温度を低下させる。 In this embodiment, as shown in Figures 27 and 28, similar to the second embodiment, the high-temperature bypass gas flowing out from the outlet 3b of the bypass flow path 3 is dispersed into two paths, the first dispersion path 21 and the second dispersion path 22. The high-temperature bypass gas dispersed into the first dispersion path 21 merges with the cooler gas flowing out from the outlet 2b of the cooling path 2, and flows downstream through the merged path 8 while its temperature is reduced as the merged gas; however, the degree of merging is slightly lower than in the second embodiment. The cooled merged gas then flows in parallel with the bypass gas dispersed into the second dispersion path 22 in the merged path 8, and the two gases merge downstream of the merged path 8, reducing their temperature as the merged gas.
上記のようなミキシングの結果、ハウジング4の導出口7を流れ出るEGRガスの温度は、図29に示すように、最高温度はやや低下するが、導出口7の外周上部でガス温度が高くなり、それ以外で低くなる傾向を示した。なお、最終的には、最高温度は「194℃」となった。 As a result of the above mixing, the temperature of the EGR gas flowing out of the outlet 7 of the housing 4 decreased slightly in maximum temperature, as shown in Figure 29, but the gas temperature tended to be higher at the upper periphery of the outlet 7 and lower elsewhere. The final maximum temperature was 194°C.
<第4実施形態>
次に、第4実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
Fourth Embodiment
Next, a fourth embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
この実施形態では、特に、合流流路8に対応するハウジング4の形状の点で前記各実施形態と構成が異なる。図30には、バイパス弁10の開弁時におけるバイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図8に準ずる断面図により示す。図31には、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図18に準ずる断面図により示す。図32には、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図19に準ずる断面図により示す。 This embodiment differs from the previous embodiments in terms of the shape of the housing 4 corresponding to the merging flow path 8. Figure 30 shows the results of temperature analysis of the bypass gas and cooler gas when the bypass valve 10 is open, in a cross-sectional view equivalent to Figure 8. Figure 31 shows the results of temperature analysis of the bypass gas and cooler gas, in a cross-sectional view equivalent to Figure 18. Figure 32 shows the results of temperature analysis of the bypass gas and cooler gas, in a cross-sectional view equivalent to Figure 19.
[合流流路の構成について]
図30に示すように、この実施形態では、合流流路8に対応するハウジング4には、合流流路8を流れるEGRガスの流れの中心へ向かって括れる括れ部8aが設けられる。その他の構成は前記各実施形態のそれぞれと同じとする。
[Configuration of the confluence flow path]
30, in this embodiment, the housing 4 corresponding to the junction passage 8 is provided with a constricted portion 8a that narrows toward the center of the flow of EGR gas flowing through the junction passage 8. The other configurations are the same as those of the above-described embodiments.
[EGRクーラバイパス装置の作用及び効果について]
以上説明したこの実施形態のEGRクーラバイパス装置1の構成によれば、前記各実施形態の作用及び効果に加え次のような作用及び効果を得ることができる。すなわち、合流流路8に対応するハウジング4には、括れ部8a設けられるので、合流流路8を流れるクーラガスとバイパスガスがその括れ部8aに当たり、それらガスの流速が抑えられると共に流れの向きが合流流路8の中心へ向けられる。このため、クーラガスとバイパスガスとのミキシング効果を更に高めることができる。特に、合流流路8の下流側でのクーラガスとバイパスガスとのミキシングを改善することができる。
[Operation and Effects of the EGR Cooler Bypass Device]
The configuration of the EGR cooler bypass device 1 of this embodiment described above provides the following advantages in addition to the advantages of the previous embodiments. That is, the housing 4 corresponding to the junction passage 8 is provided with a constricted portion 8a, so that the cooler gas and bypass gas flowing through the junction passage 8 hit the constricted portion 8a, reducing the flow velocity of these gases and directing their flow toward the center of the junction passage 8. This further enhances the mixing effect of the cooler gas and the bypass gas. In particular, this improves the mixing of the cooler gas and the bypass gas downstream of the junction passage 8.
なお、この実施形態での導出口7でのEGRガスの最高温度は「183℃」であり、リップシール15でのガス温度は「214℃」であった。 In this embodiment, the maximum temperature of the EGR gas at the outlet 7 was 183°C, and the gas temperature at the lip seal 15 was 214°C.
[第4実施形態の第1の変形例について]
ここで、第4実施形態の第1の変形例につき、図30を参照して説明する。この変形例では、図30に2点鎖線で示すように、括れ部8bの位置を、第4実施形態の括れ部8aよりも合流流路8の下流側へ移動させている。これにより、第2の分散流路22へ流れるバイパスガスの圧損を、第4実施形態のそれよりも低減させることができ、バイパスガスとクーラガスとのミキシングを改善することができる。
[Regarding the first modified example of the fourth embodiment]
A first modified example of the fourth embodiment will now be described with reference to Fig. 30. In this modified example, as indicated by the two-dot chain line in Fig. 30, the position of the constricted portion 8b is moved downstream of the constricted portion 8a of the fourth embodiment in the merging passage 8. This makes it possible to reduce the pressure loss of the bypass gas flowing into the second dispersion passage 22 more than in the fourth embodiment, thereby improving the mixing of the bypass gas and the cooler gas.
[第4実施形態の第2変形例について]
次に、第4実施形態の第2の変形例につき、図33~図35を参照して説明する。この変形例では、バイパス弁10の構成の点で第4実施形態と異なる。図33には、バイパス弁10の開弁時におけるバイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図30に準ずる断面図により示す。図34には、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図31に準ずる断面図により示す。図35には、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図32に準ずる断面図により示す。
[Regarding the second modified example of the fourth embodiment]
Next, a second modified example of the fourth embodiment will be described with reference to Figures 33 to 35. This modified example differs from the fourth embodiment in the configuration of the bypass valve 10. Figure 33 shows the results of temperature analysis of the bypass gas and cooler gas when the bypass valve 10 is open, in a cross-sectional view equivalent to Figure 30. Figure 34 shows the results of temperature analysis of the bypass gas and cooler gas, in a cross-sectional view equivalent to Figure 31. Figure 35 shows the results of temperature analysis of the bypass gas and cooler gas, in a cross-sectional view equivalent to Figure 32.
図33に示すように、この実施形態では、バイパス弁10の開弁時に、第2の分散流路22の流路面積を縮小するための第3の衝立28aが弁軸11に設けられる。図33に示すように、第3の衝立28aは、弁軸11とレバー16との間に介在するスペーサ28bと一体をなし、ほぼ直角に折り曲げられた曲げ板28により構成される。この変形例の構成によれば、合流流路8の下流側でのバイパスガスとクーラガスとのミキシング効果を向上させることができる。ただし、第2の分散流路22でのバイパスガスの圧損が増加するので、その分だけバイパスガスの弁軸11の近傍へ流れ込む量が増大し、リップシール15の熱害の点で不利ではある。 As shown in Figure 33, in this embodiment, a third partition 28a is provided on the valve stem 11 to reduce the flow area of the second dispersion flow path 22 when the bypass valve 10 is open. As shown in Figure 33, the third partition 28a is formed integrally with a spacer 28b interposed between the valve stem 11 and the lever 16 and is composed of a bent plate 28 bent at a nearly right angle. This modified configuration improves the mixing effect of the bypass gas and cooler gas downstream of the merging flow path 8. However, since the pressure loss of the bypass gas in the second dispersion flow path 22 increases, the amount of bypass gas flowing near the valve stem 11 increases accordingly, which is disadvantageous in terms of thermal damage to the lip seal 15.
<別の実施形態>
なお、この開示技術は前記各実施形態等に限定されるものではなく、開示技術の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して次のように実施することもできる。
<Another embodiment>
It should be noted that the disclosed technology is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented as follows by appropriately modifying part of the configuration within the scope of the disclosed technology.
(1)前記第2実施形態では、レバー16に凸部16dを形成することにより、弁軸11の外周とレバー16との間に隙間26を設けた。これに対し、図36に示すように、弁軸11の外周に凹部11aを形成することで、弁軸11とレバー16との間に隙間27を設けることができる。この場合、弁軸11の外周に凹部11aを形成した分だけ、その部分の軸径D1が縮小する。このため、弁軸11からリップシール15への伝熱面積を削減することができ、リップシール15の熱害を抑制することができる。図36には、弁軸11に対するレバー16の取り付け状態を図15に準ずる断面図により示す。 (1) In the second embodiment, a convex portion 16d was formed on the lever 16, thereby providing a gap 26 between the outer periphery of the valve stem 11 and the lever 16. In contrast, as shown in Figure 36, a concave portion 11a is formed on the outer periphery of the valve stem 11, thereby providing a gap 27 between the valve stem 11 and the lever 16. In this case, the shaft diameter D1 of the portion where the concave portion 11a is formed on the outer periphery of the valve stem 11 is reduced by the amount of the concave portion 11a. This reduces the heat transfer area from the valve stem 11 to the lip seal 15, thereby suppressing thermal damage to the lip seal 15. Figure 36 is a cross-sectional view similar to Figure 15 showing the attachment state of the lever 16 to the valve stem 11.
(2)上記(1)の別の実施形態では、弁軸11の外周に凹部11aを形成することにより、弁軸11とレバー16との間に隙間27を設けた。これに対し、図37に示すように、弁軸11の外周から凹部11aを省略することで、弁軸11とレバー16との間の隙間27を省略することもできる。図37には、弁軸11に対するレバー16の取り付け状態を図15に準ずる断面図により示す。 (2) In another embodiment of (1) above, a recess 11a is formed on the outer periphery of the valve stem 11, thereby providing a gap 27 between the valve stem 11 and the lever 16. In contrast, as shown in Figure 37, the recess 11a can be omitted from the outer periphery of the valve stem 11, thereby eliminating the gap 27 between the valve stem 11 and the lever 16. Figure 37 shows the attachment state of the lever 16 to the valve stem 11 in a cross-sectional view similar to Figure 15.
(3)前記第1実施形態では、図3に示すように、開口部16aから流入するバイパスガスが衝突する位置に配置される第2の衝立24aと、 弁軸11とレバー16との間に介在するスペーサ24bとを含む曲げ板24を、弁軸保護手段として設けた。これに対し、図38に示すように、第2の衝立24aを省略する代わりに、開口部16aを形成するために、レバー16の一部を打ち抜き折り曲げて第2の衝立16gとすることもできる。この場合は、第2の衝立24aと比べて第2の衝立16gが厚肉となることから、同衝立16gが開口部16aに近付き、開口部16aの流路面積CAが縮小する。また、第2の衝立16gの長さや幅が、開口部16aの大きさ限定される。この点で、第2の衝立16gは、第2の衝立24aよりもバイパスガスに対する衝突抑制面積は劣るものの、弁軸11の保護機能は有する。また、第2の衝立16gをレバー16と一体形成することができ、バイパス弁10を構成するための部品点数を削減することができる。更に、図38に示すように、スペーサ24bを省略する代わりに、レバー16の表側には凹部16cを、その反対の裏側には凸部16dを形成し、その凸部16dにてレバー16を弁軸11に接することで、レバー16と弁軸11との間に隙間26を設けることができる。これにより、レバー16と弁軸11との接触面積を削減することができる。図38には、弁軸11に対するレバー16の取り付け状態を弁軸11に直交する方向に切断した断面図により示す。 (3) In the first embodiment, as shown in FIG. 3, a bent plate 24 including a second partition 24a positioned at a position where the bypass gas flowing in from the opening 16a collides and a spacer 24b interposed between the valve stem 11 and the lever 16 is provided as a valve stem protection means. Alternatively, as shown in FIG. 38, instead of omitting the second partition 24a, a second partition 16g can be formed by punching and bending a portion of the lever 16 to form the opening 16a. In this case, the second partition 16g is thicker than the second partition 24a, and therefore the partition 16g is closer to the opening 16a, thereby reducing the flow area CA of the opening 16a. Furthermore, the length and width of the second partition 16g are limited by the size of the opening 16a. In this respect, although the second partition 16g has a smaller collision prevention area for the bypass gas than the second partition 24a, it still functions to protect the valve stem 11. In addition, the second partition 16g can be formed integrally with the lever 16, reducing the number of parts required to construct the bypass valve 10. Furthermore, as shown in Figure 38, instead of omitting the spacer 24b, a recess 16c can be formed on the front side of the lever 16 and a protrusion 16d can be formed on the opposite back side. By contacting the lever 16 with the valve stem 11 at the protrusion 16d, a gap 26 can be created between the lever 16 and the valve stem 11. This reduces the contact area between the lever 16 and the valve stem 11. Figure 38 shows the attachment state of the lever 16 to the valve stem 11 in a cross-sectional view taken perpendicular to the valve stem 11.
(4)前記実施形態では、冷却流路2とバイパス流路3をハウジング4に一体に形成したが、これら二つの流路を別体に形成して合流させることもできる。 (4) In the above embodiment, the cooling flow path 2 and the bypass flow path 3 are formed integrally in the housing 4, but these two flow paths can also be formed separately and merged.
この開示技術は、エンジンの排気通路やEGR通路に利用する利用することができる。 This disclosed technology can be used in engine exhaust passages and EGR passages.
1 EGRクーラバイパス装置
2 冷却流路
2a 入口
2b 出口
3 バイパス流路
3a 入口
3b 出口
4 ハウジング
5 熱交換器
8 合流流路
8a 括れ部
8b 括れ部
10 バイパス弁
11 弁軸
12 弁体
13 軸受
14 軸受ケース(ハウジング)
14aa 挿入孔
15 リップシール(シール部材)
16 レバー
16a 開口部
16b 第1の衝立(シール保護手段)
16g 第2の衝立(弁軸保護手段)
21 第1の分流流路
22 第2の分流流路
24a 第2の衝立(弁軸保護手段)
24b スペーサ(弁軸保護手段)
26 隙間(弁軸保護手段)
27 隙間(弁軸保護手段)
REFERENCE SIGNS LIST 1 EGR cooler bypass device 2 Cooling flow path 2a Inlet 2b Outlet 3 Bypass flow path 3a Inlet 3b Outlet 4 Housing 5 Heat exchanger 8 Merging flow path 8a Narrowed portion 8b Narrowed portion 10 Bypass valve 11 Valve shaft 12 Valve body 13 Bearing 14 Bearing case (housing)
14aa Insertion hole 15 Lip seal (sealing member)
16 Lever 16a Opening 16b First partition (seal protection means)
16g Second partition (valve stem protection means)
21 First branch flow path 22 Second branch flow path 24a Second partition (valve stem protection means)
24b Spacer (valve stem protection means)
26 Gap (valve stem protection means)
27 Gap (Valve stem protection means)
Claims (9)
前記流路は、
入口と出口を含み、流体を冷却するための熱交換器が配置される冷却流路と、
入口と出口を含み、前記冷却流路を迂回したバイパス流路と、
前記冷却流路の前記出口から流れ出るクーラ流体と前記バイパス流路の前記出口から流れ出るバイパス流体とが合流して流れる合流流路と、を含み、
前記バイパス流路を開閉するためのバイパス弁が設けられ、
前記バイパス弁は、前記冷却流路及び前記バイパス流路より下流に配置され、弁軸を中心に揺動する弁体を含み、
前記弁体が前記バイパス流路の前記出口を弁座として着座可能に設けられる弁装置において、
前記弁体は、前記弁軸に対しレバーを介して支持され、
前記弁体の開弁時に、前記ハウジングと前記レバーとの間で、前記バイパス流路の前記出口から流れ出る前記バイパス流体が、前記冷却流路の前記出口と前記合流流路へ向けて分散して流れる分散流路が形成され、
前記レバーには、前記冷却流路の前記出口へ向けて分散する前記バイパス流体の一部を更に前記弁軸へ向けて分散させるための開口部が設けられる
ことを特徴とする弁装置。 a housing having a flow path for a high-temperature fluid;
The flow path is
a cooling flow path including an inlet and an outlet, in which a heat exchanger is disposed for cooling the fluid;
a bypass flow path including an inlet and an outlet, the bypass flow path bypassing the cooling flow path;
a confluence flow path in which a cooler fluid flowing out from the outlet of the cooling flow path and a bypass fluid flowing out from the outlet of the bypass flow path are joined together and flow,
a bypass valve for opening and closing the bypass flow path is provided;
the bypass valve is disposed downstream of the cooling flow path and the bypass flow path and includes a valve body that swings around a valve stem,
In the valve device, the valve element is provided so as to be able to seat on the outlet of the bypass flow path as a valve seat,
the valve body is supported on the valve stem via a lever,
When the valve body is opened, a dispersion flow path is formed between the housing and the lever, through which the bypass fluid flowing out from the outlet of the bypass flow path is dispersed and flows toward the outlet of the cooling flow path and the merging flow path ,
The lever is provided with an opening for further dispersing a portion of the bypass fluid that is dispersed toward the outlet of the cooling channel toward the valve stem.
A valve device characterized by:
前記ハウジングには、前記弁軸を挿入するための挿入孔が形成され、
前記挿入孔には、前記ハウジングと前記弁軸との間をシールするためのシール部材が設けられ、
前記シール部材の、少なくとも前記バイパス流路の前記出口に接近する部分には、バイパス流体の熱から前記シール部材を保護するためのシール保護手段が設けられる
ことを特徴とする弁装置。 The valve device according to claim 1 ,
an insertion hole for inserting the valve stem is formed in the housing;
a seal member for sealing between the housing and the valve stem is provided in the insertion hole;
10. A valve device according to claim 9, further comprising a seal protection means for protecting said seal member from heat of the bypass fluid, at least at a portion of said seal member that is close to said outlet of said bypass flow passage.
前記シール保護手段は、前記バイパス流体が衝突する第1の衝立を含む
ことを特徴とする弁装置。 3. The valve device according to claim 2 ,
10. A valve device according to claim 9, wherein the seal protection means includes a first partition against which the bypass fluid collides.
前記シール保護手段は、前記分散流路により前記合流流路へ向けて分散する前記バイパス流体の流れを前記シール部材から遠ざける方向へオフセットさせる構成を含む
ことを特徴とする弁装置。 3. The valve device according to claim 2 ,
The valve device according to claim 1, wherein the seal protection means includes a structure for offsetting the flow of the bypass fluid dispersed by the dispersion flow paths toward the merging flow path in a direction away from the seal member.
前記弁軸には、前記レバーの前記開口部から分散する前記バイパス流体の熱から前記弁軸を保護するための弁軸保護手段が設けられる
ことを特徴とする弁装置。 The valve device according to any one of claims 1 to 4 ,
A valve device characterized in that the valve stem is provided with a valve stem protection means for protecting the valve stem from heat of the bypass fluid dissipating from the opening of the lever.
前記弁軸保護手段は、前記バイパス流体が衝突する第2の衝立を含む
ことを特徴とする弁装置。 The valve device according to claim 5 ,
The valve device according to claim 1, wherein the valve stem protection means includes a second partition against which the bypass fluid collides.
前記弁軸保護手段は、前記弁軸と前記レバーとの間に介在するスペーサを含む
ことを特徴とする弁装置。 7. The valve device according to claim 5 or 6 ,
The valve device according to claim 1, wherein the valve stem protection means includes a spacer interposed between the valve stem and the lever.
前記弁軸と前記レバーとの間の少なくとも一部には、前記弁軸と前記レバーとの接触面積を削減するための隙間が設けられる
ことを特徴とする弁装置。 The valve device according to any one of claims 1 to 7 ,
A valve device, characterized in that a gap is provided at least partially between the valve stem and the lever to reduce the contact area between the valve stem and the lever.
前記合流流路に対応する前記ハウジングには、前記合流流路を流れる前記流体の流れの中心へ向かって括れる括れ部が設けられる
ことを特徴とする弁装置。 9. The valve device according to claim 1,
The valve device according to claim 1, wherein the housing corresponding to the merging passage is provided with a constricted portion that is constricted toward a center of the flow of the fluid flowing through the merging passage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022042213A JP7733596B2 (en) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | Valve device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022042213A JP7733596B2 (en) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | Valve device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023136497A JP2023136497A (en) | 2023-09-29 |
| JP7733596B2 true JP7733596B2 (en) | 2025-09-03 |
Family
ID=88145780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022042213A Active JP7733596B2 (en) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | Valve device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7733596B2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022023773A (en) | 2020-07-27 | 2022-02-08 | 愛三工業株式会社 | EGR system |
-
2022
- 2022-03-17 JP JP2022042213A patent/JP7733596B2/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022023773A (en) | 2020-07-27 | 2022-02-08 | 愛三工業株式会社 | EGR system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023136497A (en) | 2023-09-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2896802B1 (en) | Exhaust heat recovery device | |
| CN102959294B (en) | Fluid control valve | |
| US6718956B2 (en) | Cooler of an exhaust gas recirculation system and exhaust gas recirculation system including one such cooler | |
| JP2009052495A (en) | Egr cooler bypass changeover system | |
| JP2018071779A (en) | Control valve | |
| JP6247357B2 (en) | Turbine housing | |
| JP5074317B2 (en) | Flow path switching valve | |
| JP7733596B2 (en) | Valve device | |
| JP2016180339A (en) | Exhaust gas recirculation device | |
| KR101399417B1 (en) | Bypass valve assembly for egr cooler | |
| JP7142150B2 (en) | control valve | |
| US7182315B2 (en) | Exhaust-gas recirculation valve | |
| JP5673229B2 (en) | Exhaust heat exchanger | |
| JP4293459B2 (en) | Reflux gas cooling mechanism | |
| JP6667488B2 (en) | Turbine housing | |
| JP2007247638A (en) | Exhaust heat recovery device | |
| US10731608B2 (en) | Exhaust heat recovery device | |
| JP2023136495A (en) | valve device | |
| JP4591251B2 (en) | Exhaust device for internal combustion engine | |
| US11815052B2 (en) | EGR cooler | |
| JP4902590B2 (en) | Exhaust gas passage switching valve | |
| KR101825106B1 (en) | Bypass valve assembly | |
| JP7409928B2 (en) | control valve | |
| CN112154258B (en) | Exhaust heat recovery device | |
| JP4090109B2 (en) | Intake manifold for internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20241108 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250610 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250611 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250715 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250729 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250822 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7733596 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |