JP2006291721A - 排気ガス冷却用熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】排ガスに対する冷却効率が高く、しかも、冷却後の空気(温風)による車輌への熱害の影響をなくすことのできる排気ガス冷却用熱交換器を提供する。
【解決手段】波状の第1フィン及び第2フィンと、フィン間に介在される仕切板とを積層して、排ガスHGを流通させる第1の流通路10Aと、排ガスと熱交換される冷却空気RGを流通させる第2の流通路10Bとを形成したプレートフィン型の熱交換器10を、第2の流通路に冷却空気を導入する空気導入面10b1を車両前方に向け、且つ、第2の流通路から冷却空気を導出する空気導出面10b2を車両後方に向けた姿勢で、車両後端1B付近に配備した。
【選択図】図2
【解決手段】波状の第1フィン及び第2フィンと、フィン間に介在される仕切板とを積層して、排ガスHGを流通させる第1の流通路10Aと、排ガスと熱交換される冷却空気RGを流通させる第2の流通路10Bとを形成したプレートフィン型の熱交換器10を、第2の流通路に冷却空気を導入する空気導入面10b1を車両前方に向け、且つ、第2の流通路から冷却空気を導出する空気導出面10b2を車両後方に向けた姿勢で、車両後端1B付近に配備した。
【選択図】図2
Description
本発明は、車両に搭載されてエンジンの排ガスを冷却する排気ガス冷却用熱交換器に関する。
エンジンの排ガスの温度を下げることで、排ガスの体積流量を減少させ、管内流速低減による圧力損失及び気流騒音の低減を図る技術が従来より知られている。
特許文献1には、マフラを構成するアウタパイプが外気に触れて冷却されていることで、アウタパイプ内を流通する排ガスを冷却する技術が開示されている。
また、特許文献2には、空冷用のフィンを設けたサブマフラに冷却ファンで起こした風を当てて、マフラ内を流通する排ガスの温度を下げる技術が開示されている。
特開2000−161042号公報
実開平2−105509号公報
ところで、特許文献1に記載の技術では、冷却効果がマフラの外周の空気状態に大きく影響されるため、特に高負荷運転時には十分な冷却効果が得られない可能性がある。
また、特許文献2に記載の技術では、冷却ファンによってメインマフラの前のサブマフラを強制冷却するようにしているが、冷却後の空気(温風)が別の場所に熱害を与える可能性があり、他の部品を熱害から守る目的で遮熱板などを設ける等の熱害対策を講じなくてはならない場合があった。
本発明は、上記事情を考慮し、排ガスに対する冷却効率が高く、しかも、冷却後の空気(温風)による熱害の影響をなくすことのできる排気ガス冷却用熱交換器を提供することを目的とする。
請求項1の発明は、波板状の第1フィン及び第2フィンと、前記フィン間に介在される仕切板とを積層して、排ガスを流通させる第1の流通路と、この排ガスと熱交換される冷却空気を流通させる第2の流通路とを形成し、前記第2の流通路に冷却空気を導入する空気導入面を車両前方に向け、且つ、第2の流通路から冷却空気を導出する空気導出面を車両後方に向けた状態で、車両後端付近に配備したことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載の排気ガス冷却用熱交換器であって、前記空気導入面を、走行風の通過経路内に配置したことを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1に記載の排気ガス冷却用熱交換器であって、前記空気導入面を、冷却ファンの冷却風吐出口に対向させると共に、冷却ファンの空気吸込口を、走行風の通過経路内に走行風の流れてくる方向に向けて配置したことを特徴とする。
請求項1の発明の排気ガス冷却用熱交換器は、波板状のフィンと仕切板とを交互に積層したプレートフィン型の熱交換器であるから、フィンと仕切板によって形成される流通路を排ガスが流れる際に、排ガスを効率良く冷却することができる。従って、冷却性の向上により、高い消音効果を得ることができる。また、熱交換器を車両後端付近に位置させたことで、熱交換器以降の排気管の長さを短くすることができるので、熱交換器以降の排気管の共鳴を抑制して、効率よく消音することができる。その結果、この熱交換器自体をマフラの代わりに使用することができる。また、この熱交換器を車両後端付近に配置することにより、冷却後の空気(熱交換されて暖まった温風)の排出部が車両後端部に位置することになるので、車両の他の部位への熱害の影響をなくすこともできる。
請求項2の発明によれば、第2の流通路の空気導入面を走行風の通過経路内に配置したので、走行風を有効に利用して排ガスの冷却を行うことができる。
請求項3の発明によれば、冷却ファンによって熱交換器を強制冷却するので、走行状態によらず、排ガスを効率よく冷却することができる。また、冷却ファンの空気吸込口を、走行風の通過経路内に走行風の流れてくる方向に向けて配置しているので、走行風の風圧を有効に利用しながら、冷却ファンによって熱交換器を効率よく冷却することができる。
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図1(a)は実施形態の排気ガス冷却用熱交換器の構成を示す分解斜視図、(b)は組立状態の熱交換器の斜視図である。
この熱交換器10は、波状の第1フィン11及び第2フィン12と、フィン11、12間に介在される仕切板13とを、フィン11、12の向きが90°の角度をもって交互になるように順番に複数枚積層し、積層方向の両端に端面板13Eを配置して積層体10Sを構成し、その積層体10Sを直方体状のケース15の内部に収容して、ロウ付けあるいは拡散接合したプレートフィン型の熱交換器である。
第1フィン11及び第2フィン12は、波の方向が互いに直交する方向に向くようにして積層してあり、第1フィン11と仕切板13とにより、排ガスHGを流通させる第1の流通路10Aを形成し、また、第2フィン12と仕切板13とにより、仕切板13を介して排ガスHGと熱交換される冷却空気RGを流通させる第2の流通路10Bを形成している。ここでは、図(b)において、方向を示す矢印10A、10Bで、各流通路を便宜的に示してある。
ケース15は、排ガス用の第1の流通路10Aの両端開口面10aに対応する側面部にレジューサ部15aを有しており、冷却空気用の第2の流通路10Bの両端開口面10b(空気導入面1b1,空気導出面1b2)に対応する側面部が開放したものであり、排ガスHGは、ディフュ−ザ部15aを介して第1の流通路10Aに導入され、反対側のディフュ−ザ部15aを介して外部に導出される。また、冷却空気RGは、開放した空気導入面10b1及び空気導出面10b2を介して第1の流通路10Bを自由に流通するようになっている。なお、第1の流通路10Aと第2の流通路10Bは互いに漏れなく遮断されている。
図2は第1実施形態の説明図で、(a)は前記のように構成された熱交換器10を、エンジン2から車両後方に延びる排気管3の途中に介在させた車両1の平面図、(b)は熱交換器10に対する排ガスHG及び冷却空気RGの流れを示す図であり、(a)において矢印FRは車両1の前進する方向を示している。
図2(a)において、1Aは車両1の前端、1Bは車両1の後端であり、エンジン2は車両1の前部に搭載され、エンジン2から延びる排気管3の途中に触媒4が設けられ、触媒4より下流の排気管3の後端付近に前記熱交換器10が配設されている。
この熱交換器10は、両ディフュ−ザ部15aを排気管3に接続することで排気管3の途中に介在されており、第2の流通路10Bに冷却空気を導入する空気導入面10b1を車両1の前方に向け、且つ、第2の流通路10Bから冷却空気を導出する空気導出面10b2を車両1の後方に向けた姿勢で車両1の後端1B付近に配備されている。従って、熱交換器10よりも下流側に接続された排気管の端末部3Eは、長さが短く設定されている。また、この熱交換器10は、前記空気導入面10b1を、走行風のよく通る通過経路18内に位置させて配置されている。
このように構成された熱交換器10は、波板状の第1フィン11、第2フィン12と仕切板13とを交互に積層したプレートフィン型の熱交換器であるから、第1フィン11と仕切板13とによって形成される第1の流通路10Aを排ガスHGが流れる際に、走行風(冷却空気RG)が、仕切板13を隔てた隣の第2の流通路10Bを排ガスHGと直交する向きで流れる。従って、仕切板13を介して排ガスHGが冷却空気RGにより効率良く冷却され、冷却性の向上により、高い消音効果を得ることができる。
また、熱交換器10を車両1の後端1B付近に位置させたことで、熱交換器10以降の排気管3の長さを短くすることができるので、熱交換器以降の排気管3Eの共鳴を抑制して、効率よく消音することができる。
その結果、この熱交換器10自体を従来のマフラの代わりに使用することができる。また、この熱交換器10を車両1の後端1B付近に配置することにより、冷却後の空気(温風)の排出部が車両1の後端部に位置することになるので、車両1の他の部位への熱害の影響をなくすこともできる。
図3は本発明の第2実施形態の説明図で、(a)は前記熱交換器10を搭載した車両1の平面図、(b)は熱交換器10に対する排ガスHG及び冷却空気RGの流れを示す図である。
熱交換器10は、第1実施形態と同じ姿勢で車両1に搭載されており、熱交換器10の前側に冷却ファン20が配置され、熱交換器10の空気導入面10b1が冷却ファン20の冷却風吐出口23に対向している。また、冷却ファン20の空気吸込口22が、走行風の通過経路18内に走行風の流れてくる方向に向けて配置されている。
このように熱交換器10を配設したことにより、冷却ファン20によって熱交換器10を強制冷却することができる。従って、走行状態によらず、排ガスHGを効率よく冷却することができる。また、冷却ファン20の空気吸込口22を、走行風の通過経路18内に走行風の流れてくる方向に向けて配置しているので、走行風の風圧を有効に利用しながら、冷却ファン20によって熱交換器10を効率よく冷却することができる。
1…車両
3…排気管
10…熱交換器(排気ガス冷却用熱交換器)
10A…第1の流通路
10B…第2の流通路
10b1…空気導入面
10b2…空気導出面
11…第1フィン
12…第2フィン
13…仕切板
18…走行風の通過経路
20…冷却ファン
22…空気吸込口
23…空気吐出口
HG…排ガス
RG…冷却空気
3…排気管
10…熱交換器(排気ガス冷却用熱交換器)
10A…第1の流通路
10B…第2の流通路
10b1…空気導入面
10b2…空気導出面
11…第1フィン
12…第2フィン
13…仕切板
18…走行風の通過経路
20…冷却ファン
22…空気吸込口
23…空気吐出口
HG…排ガス
RG…冷却空気
Claims (3)
- 波板状の第1フィン(11)及び第2フィン(12)と、前記フィン(11,12)間に介在される仕切板(13)とを積層して、排ガス(HG)を流通させる第1の流通路(10A)と、この排ガス(HG)と熱交換される冷却空気(RG)を流通させる第2の流通路(10B)とを形成し、前記第2の流通路(10B)に冷却空気(RG)を導入する空気導入面(10b1)を車両前方に向け、且つ、第2の流通路(10B)から冷却空気(RG)を導出する空気導出面(10b2)を車両後方に向けた状態で、車両後端(1B)付近に配備した
ことを特徴とする排気ガス冷却用熱交換器(10)。 - 請求項1に記載の排気ガス冷却用熱交換器であって、
前記空気導入面(10b1)を、走行風の通過経路(18)内に配置した
ことを特徴とする排気ガス冷却用熱交換器(10)。 - 請求項1に記載の排気ガス冷却用熱交換器であって、
前記空気導入面(10b1)を、冷却ファン(20)の冷却風吐出口(23)に対向させると共に、冷却ファン(20)の空気吸込口(22)を、走行風の通過経路(18)内に走行風の流れてくる方向に向けて配置した
ことを特徴とする排気ガス冷却用熱交換器(10)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005109064A JP2006291721A (ja) | 2005-04-05 | 2005-04-05 | 排気ガス冷却用熱交換器 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005109064A JP2006291721A (ja) | 2005-04-05 | 2005-04-05 | 排気ガス冷却用熱交換器 |
Publications (1)
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Family
ID=37412564
Family Applications (1)
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JP2005109064A Pending JP2006291721A (ja) | 2005-04-05 | 2005-04-05 | 排気ガス冷却用熱交換器 |
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JP (1) | JP2006291721A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010163899A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Fuji Heavy Ind Ltd | 排気熱回収装置 |
JP2012220081A (ja) * | 2011-04-07 | 2012-11-12 | Toyota Central R&D Labs Inc | 凝縮器、及びこれを備えた凝縮システム |
CN103429981A (zh) * | 2010-11-10 | 2013-12-04 | 法雷奥空调***有限责任公司 | 用于车辆的板式热交换器和空调回路 |
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2005
- 2005-04-05 JP JP2005109064A patent/JP2006291721A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010163899A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Fuji Heavy Ind Ltd | 排気熱回収装置 |
CN103429981A (zh) * | 2010-11-10 | 2013-12-04 | 法雷奥空调***有限责任公司 | 用于车辆的板式热交换器和空调回路 |
CN103429981B (zh) * | 2010-11-10 | 2016-01-20 | 法雷奥空调***有限责任公司 | 用于车辆的板式热交换器和空调回路 |
JP2012220081A (ja) * | 2011-04-07 | 2012-11-12 | Toyota Central R&D Labs Inc | 凝縮器、及びこれを備えた凝縮システム |
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