CN109631650A - 内散热片 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个目的是提供一种EGR冷却器的管子用内散热片，其在促进排放气体和冷却水之间的热交换的同时，防止由于烟尘堵塞引起的性能下降，并且在制造时容易组装。内散热片(1)用于扁平的管子，该管子安装于冷却排放气体的EGR冷却器内，并使排放气体通过，该内散热片(1)形成为将板材形成为沿宽度方向重复凹凸的形状并使该重复凹凸在气体流动方向上每隔预定的长度交替地左右偏移的错列形状，该内散热片(1)在每一个由一对左右侧壁包围的段(10)上将上表面部和下表面部的任一者切出立起而形成有：第一突起(11)，其向气体流动方向上游侧倾斜；和第二突起(12)，其配置于该第一突起(11)的下游侧，以与第一突起(11)的倾斜角相同的角度向气体流动方向下游侧倾斜。
Description
本申请是基于2012年11月22日提交的专利申请号为201280058935.4(PCT/JP2012/080385)、名为“内散热片”的申请(进入中国国家阶段日期：2014年5月29日)的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种内散热片，其主要收容于安装于EGR冷却器内并使排放气体通过的管子，并促进排放气体的热交换。
背景技术
以往，作为收容于EGR冷却器的管子内的内散热片，如图5所示，存在如下的内散热片9：将板材冲压加工为沿宽度方向重复凹凸的矩形波形的波板形，并且，将该重复凹凸在气体流动方向上每隔预定的长度交替地左右偏移的错列形状。
此外，在用于EGR冷却器的内散热片中存在如下的内散热片：为了提高管子的散热性能，通过使内散热片的宽度方向的凹凸(以下称为散热片间距)减小，从而扩大了换热面积(专利文献1)。
此外，存在如下的内散热片：为了提高散热性能，形成从错列型内散热片的上下表面向气体流路内突出的突起，通过该突起使排放气体产生紊流(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-39380号公报
专利文献2:日本特开2010-96456号公报
发明所要解决的课题
但是，专利文献1的构成中，当使散热片间距过小时，虽说散热性能提高，但是存在管子的截面积中的内散热片所占的比例增大而管子的通气阻力变大的问题。
此外，由于管子的截面积中的内散热片所占的比例增大，所以包含于排放气体的烟尘、PM(颗粒物)等容易堆积，管子发生堵塞，有可能丧失作为换热器的功能。
进而，减小散热片间距的话，则内散热片的展开长度变长，材料增加，所以导致材料成本增加。
此外，在专利文献2的构成中，这样的突起大多形成为沿气体流动方向(前后方向)具有方向性的形状，如果在制造时将内散热片前后颠倒地组装于管子，则不能发挥预定的性能。
此外，由于一个一个的突起为了促进紊流而直立设置，所以伴随长期的使用，包含于排放气体的烟尘、PM容易堆积于突起，有可能发生紊流促进功能的下降、热传递率的降低。
发明内容
本发明是为了解决所述的问题点而提出的，其目的在于提供一种EGR冷却器的管子用内散热片，其在促进排放气体和冷却水之间的热交换的同时，不易由于烟尘堵塞而引起性能下降，并且在制造时容易组装。
用于解决课题的方法
本发明中，用于解决所述课题的方法如下所述。
第一发明为一种内散热片，其用于扁平的管子，该管子安装于冷却排放气体的EGR冷却器内并使排放气体通过，所述内散热片的特征在于，所述内散热片形成为将板材形成为沿宽度方向重复凹凸的形状并使该重复凹凸在气体流动方向上每隔预定的长度交替地左右偏移的错列形状，所述内散热片在每一个由一对左右侧壁包围的段上将上表面部和下表面部的任一者切出立起而形成有：第一突起，其向气体流动方向上游侧倾斜；和第二突起，其配置于该第一突起的下游侧，以与第一突起的倾斜角相同的角度向气体流动方向下游侧倾斜。
此外，第一突起“向气体流动方向上游侧倾斜”是指包括从上游方向向左、右任一侧以小于90度大小倾斜的情况，第二突起“向气体流动方向下游侧倾斜”是指包括从下游方向向左、右任一侧以小于90度大小倾斜的情况。
第二发明的特征在于，所述第一突起和所述第二突起的距离Lc为所述第一突起以及所述第二突起的高度Lh的0.5倍以上1.5倍以下。
第三发明的特征在于，相对于所述段的中心位置，所述第一突起和所述第二突起对称地形成。
发明效果
根据第一发明，内散热片形成为将板材形成为沿宽度方向重复凹凸的形状并使该重复凹凸在气体流动方向上每隔预定的长度交替地左右偏移的错列形状，其在每个以一对左、右侧壁包围的段上，内散热片将上表面部和下表面部的任一者切出立起而形成有：第一突起，其向气体流动方向上游侧倾斜；和第二突起，其配置于该第一突起的下游侧，以与第一突起的倾斜角相同的角度向气体流动方向下游侧倾斜，由此，流入到段中的排放气体在第一突起处被积极地促进紊流化，在第二突起处被顺畅地向下游侧的段扩散，所以，不需要将散热片间距设置得较小，就能够提高管子的散热性能。
此外，伴随EGR冷却器的使用，包含于排放气体的烟尘即使蓄积于向上游侧倾斜的第一突起的上游侧，也几乎不会堆积到向下游侧倾斜的第二突起。因此，能够抑制管子的散热性能的下降，并能够延长产品的寿命。
根据第二发明，所述第一突起和所述第二突起的距离Lc为所述第一突起以及所述第二突起的高度Lh的0.5倍以上1.5倍以下。通过该构成，由于被第一突起促进了紊流化后的排放气体被第二突起圆滑地扩散的乘积效应，能够同时实现管子的散热性能的提高和内散热片的成型容易性。
根据第三发明，相对于所述段的中心位置，所述第一突起和所述第二突起对称地形成。通过该构成，在组装管子时，即使将内散热片前后颠倒地进行配置，也不会降低管子的散热性能，不担心在制造时的错误安装，能够稳定管子的质量。
附图说明
图1为表示本发明的实施方式所涉及的使用内散热片的EGR冷却器的立体图。
图2(a)为所述内散热片的局部立体图，(b)为所述内散热片的局部俯视图。
图3(a)为表示所述内散热片的段内的侧面说明图，(b)为所述内散热片的使用状态的说明图。
图4为表示所述内散热片和现有的内散热片的散热性能的比较试验的结果的图表。
图5为现有内散热片的局部立体图。
附图标记说明
1：内散热片
2：外壳
3：管子
4：芯部
5：入口集管
6：出口集管
7：冷却水入口管
8：冷却水出口管
9：(现有的)内散热片
10(10a、10b、10c、10d)：段
11：第一突起
12：第二突起
13：烟尘
具体实施方式
以下，关于本发明的实施方式所涉及的EGR冷却器的管子用内散热片进行说明。
如图1所示，使用该内散热片1的EGR冷却器形成有如下的芯部4：在组合一对截面为U字形的SUS(不锈钢)制的部件而成的大径筒状外壳2的内部，将多个扁平的SUS制的管子3以预定的间隔叠层。
在芯部4的使管子3敞开的两端，分别安装有向管子3供给排放气体的SUS制的入口集管5和从管子3导出排放气体的SUS制的出口集管6。
此外，在外壳2的入口侧下表面部，连接有供给冷却水的冷却水入口管7，在外壳2的出口侧上表面部连接有导出冷却水的冷却水出口管8。
在该EGR冷却器的芯部4中，排放气体分支并通过多个管子3，并且冷却水流经管子3和外壳2之间的冷却水流路，排放气体通过与冷却水进行热交换而被冷却。
管子3是将在大致平坦的平板部的两侧端竖立设置内侧壁而成的管里件、和在大致平坦的平板部的两侧端竖立设置外接于所述内侧壁的外侧壁而成的管表件组装而成的，形成为中空的扁平管状。管里件和管表件通过钎焊而接合。
在该管子3上，在管里件以及管表件的长度方向两端形成有使平板部沿厚度方向膨出的膨出部。因此，若叠层多个管子3，则通过该膨出部与其他的管子3抵接，从而在管子3相互之间设置有作为冷却水流路的预定间隙。
各管子3通过收容错列形状的内散热片1，从而在促进通过内部的排放气体的紊流化的同时，增加排放气体和冷却水的热交换面积，促进热交换。
在对管里件以及管表件进行组装时，将内散热片1配置于两者之间，并在上表面部以及下表面部钎焊于管里件的平板部以及管表件的平板部。
如图2(a)所示，该内散热片1形成为将SUS制的板材沿宽度方向(左右方向)重复凹凸、并使该重复凹凸在气体流动方向(前后方向)上每隔预定长度交替地左右偏移的错列形状。左右的偏移量设定为散热片间距Fp的大约4分之1(宽度方向的凹或凸的一半)。
由此，在内散热片上，沿长度方向以及宽度方向设置有多个由一对左右侧壁包围的段10。
如图2(a)、(b)所示，在内散热片1的每一个段10上，将上表面部或下表面部的一部分切出立起，形成有向气体通道内突出的第一突起11和第二突起12。
第一突起11以及第二突起12均切出立起为梯形形状，配置于气体流动方向上游侧的第一突起11向上游侧倾斜，配置于气体流动方向下游侧的第二突起12向第一突起的相反方向、即下游侧倾斜。如图3(a)所示，第一突起11和第二突起12沿相反方向以相同大小的角度切出立起，所以在图3(a)上(侧视图中)，第一突起11向左上方突出，第二突起12向右上方突出。
此外，如图2(b)所示，第一突起11相对于气体流动方向(前后方向)向左和右的任一方倾斜，其下游侧的第二突起12向与该第一突起11左右相反的相反方向以相同的角度倾斜。
如图2(b)所示，在特定的段10a中，形成于下表面部的第一突起11向上游左侧倾斜、且第二突起12向下游右侧倾斜时，在与该段10a左右相邻的段10b中，形成于上表面部的第一突起11以相同的角度向上游左侧倾斜，第二突起12以相同的角度向下游右侧倾斜。
另一方面，在与所述特定的段10a的上游侧或下游侧相邻的段10c、10d中，第一突起11向上游右侧倾斜，第二突起12向下游左侧倾斜。此外，所述特定的段10a的第一突起11相对于气体流动方向向左侧倾斜的角度大小等于与其上游侧或下游侧相邻的段10c、10d的第一突起11相对于气体流动方向向右侧倾斜的角度大小，所述特定的段10a的第二突起12相对于气体流动方向向右侧倾斜的角度大小也等于与其上游侧或下游侧相邻的段10c、10d的第二突起12相对于气体流动方向向左侧倾斜的角度大小。
根据所使用的EGR冷却器的通气阻力、排放气体的每单位时间的流量将第一突起11以及第二突起12的向左右倾斜的角度以及高度方向的切出立起的角度调整为最适当。
图3(a)、(b)中的虚线箭头表示排放气体的流动。
第一突起11向气体流动方向上游侧倾斜，为使流入段10的排放气体积极地发生紊流的形状。
第二突起12向气体流动方向下游侧倾斜，所以使由第一突起11促进了紊流化后的排放气体向下游侧的左右两个段10扩散并顺畅地流动。
此外，如图3(a)所示，第一突起11和第二突起12的距离Lc优选设定为第一突起11以及第二突起12的高度Lh的0.5倍以上1.5倍以下。
如果使Lc大于Lh的1.5倍，则第一突起11和第二突起12不会以乘积效应发挥作用，不能获得用第二突起12使由第一突起11促进了紊流化后的排放气体顺畅地扩散的效果。
此外，如果Lc小于Lh的0.5倍，则在内散热片1上形成第一突起11以及第二突起12时，有可能受模具强度的影响而不能成型。在Lh的0.5～1.5倍的范围内，Lc设定得越小，越能够提高管子3的散热性能。
如图2(b)所示，第一突起11和第二突起12的中央与段10的中心一致，第一突起11和第二突起12相对于段10的中心对称地形成。因此，即使使内散热片1沿水平方向转动180度，在各段10中，也仅是互换第一突起11和第二突起12的位置，而段10的相对于排放气体流动的内部结构不会改变。
在收容有这样的内散热片1的管子3中，分散并流入各段10内的排放气体由于向上游侧倾斜的第一突起11而发生紊流，然后由于向下游侧倾斜的第二突起12而向下游侧的段10顺畅地扩散，所以促进排放气体和冷却水的热交换，能够提高管子3的散热性能。
此外，如图3(b)所示，伴随EGR冷却器的使用，包含于排放气体中的烟尘13即使堆积向上游侧倾斜的第一突起11的上游表面，也几乎不会堆积于向下游侧倾斜的第二突起12上。因此，能够抑制管子3的散热性能的下降，能够延长产品寿命。
此外，通过将第一突起11和第二突起12的距离Lc设定为第一突起11以及第二突起12的高度Lh的0.5倍以上1.5倍以下，从而能够同时实现内散热片1的成型容易性和由第一突起11和第二突起12的乘积效应带来的散热性能的提高。
进而，第一突起11和第二突起12相对于段10的中心对称地形成，即使沿水平方向旋转180度，段10的相对于排放气体流动的内部结构也不会改变。因此，在进行管子3的组装时，即使前后颠倒地配置内散热片1，也不会导致管子3的散热性能下降，也不担心制造时的误安装，能够稳定管子3的质量。
＜试验＞
关于收容有本发明的实施方式所涉及的内散热片(实施例)的管子、收容有如图5所示那样既不设置第一突起也不设置第二突起的内散热片(比较例1)的管子、以及收容有在各段上仅设置第一突起而不设置第二突起的内散热片(比较例2)的管子，进行使排放气体以15m/s的流速流动时的流体解析，对散热性能进行了比较，得到图4那样的结果。
以比较例1的散热量为100％，则比较例2的散热量为117.4％，实施例的散热量为121.9％。
因此，可知：在设置有第一突起11以及第二突起12的实施例中，相对于未设置第一突起以及第二突起的比较例1，散热性能提高21.9％，相对于仅设置第一突起的比较例2，散热性能也提高了大约3.8％。
虽然参照特定的实施方式对本发明进行了详细说明，但是，对于本领域的技术人员来说显而易见，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能够进行各种变更、修改。
本申请基于2011年11月30日提交的日本专利申请(申请号2011-261325)，并且将其内容通过参照而引入于此。
Claims (3)
1.一种内散热片，其用于扁平的管子，该管子安装于冷却排放气体的EGR冷却器内并使排放气体通过，所述内散热片的特征在于，
所述内散热片形成为将板材形成为沿宽度方向重复凹凸的形状并使该重复凹凸在气体流动方向上每隔预定的长度交替地左右偏移的错列形状，
所述内散热片在每一个由一对左右侧壁包围的段上将上表面部和下表面部的任一者切出立起并使其相对于铅垂方向倾斜而形成有：第一突起，其顶端部与基端部相比向气体流动方向上游侧倾斜；和第二突起，其配置于该第一突起的下游侧并相对于铅垂方向倾斜，顶端部与基端部相比以与第一突起的倾斜角相同的角度向气体流动方向下游侧倾斜。
2.如权利要求1所述的内散热片，其特征在于，
所述第一突起和所述第二突起的距离Lc为所述第一突起以及所述第二突起的高度Lh的0.5倍以上1.5倍以下。
3.如权利要求1所述的内散热片，其特征在于，
相对于所述段的中心位置，所述第一突起和所述第二突起对称地形成。
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