JP2013068131A

JP2013068131A - スワールプレート

Info

Publication number: JP2013068131A
Application number: JP2011206289A
Authority: JP
Inventors: Takumi Fukaya; 拓未深谷; Yasuhiro Makibayashi; 康広槇林
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2013-04-18

Abstract

【解決手段】スワールプレート１４は、略円盤状のプレート部２１と、該プレート部２１に対して略垂直に立設されるとともに上記プレート部２１の円周方向に規則的に設けられた複数のフィン部２２とから構成されている。
上記プレート部２１は周方向に分割した複数の分割プレートＰから構成され、上記フィン部２２は各分割プレートＰの周方向の一方の端部から突出するとともに、その基部で分割プレートＰに対して略垂直に折り曲げられている。
そして、分割プレートＰにおける上記フィン部２２の基部と、隣接する分割プレートＰの他方の端部とを当接させて、上記プレート部２１を隙間Ａ無く円形にするようになっている。
【効果】軽量で材料コストの低いスワールプレートを得ることができる。
【選択図】図３

Description

本発明はスワールプレートに関し、詳しくは略円盤状のプレート部と、該プレート部に立設されるとともに上記プレート部の円周方向に規則的に設けられた複数のフィン部とを備えたスワールプレートに関する。

従来、略円盤状のプレート部と、該プレート部に立設されるとともに上記プレート部の円周方向に規則的に設けられた複数のフィン部とを備えたスワールプレートが知られている。
このようなスワールプレートでは、上記プレート部を流体の流れに対して略直交する方向に設けて、このプレートに衝突した流体を上記フィン部に沿って旋回流とするようになっている。
一方、上述したようなプレート部とフィン部とを備えたインペラが知られており、一枚の金属板を切断するとともにプレス加工により折り曲げて上記フィン部を形成し、当該フィン部の裏面にプレート部を装着した構成を有している（特許文献１）。

特開２００５−２４０５５７号公報

ここで、上記スワールプレートはプレートに衝突した流体を上記フィン部によって旋回流とするものであるから、フィン部とフィン部との間には隙間が無いようにしなければならない。
そのため、上記特許文献１のようにフィンの裏面にプレートを装着しなければならないが、上記プレートを設けることによって重量が増加し、また材料コストが高いという問題がある。
このような問題に鑑み、本発明は軽量で材料コストの低いスワールプレートを提供するものである。

すなわち請求項１の発明は、略円盤状のプレート部と、該プレート部に立設されるとともに上記プレート部の円周方向に規則的に設けられた複数のフィン部とを備えたスワールプレートにおいて、
上記プレート部を周方向に分割した複数の分割プレートから構成し、
上記フィン部を各分割プレートの周方向の一方の端部から突出させるとともに、その基部で分割プレートに対して略垂直に折り曲げることにより成形し、
分割プレートにおける上記フィン部の基部と、隣接する分割プレートの他方の端部とを当接させて、上記プレート部を隙間無く円形にすることを特徴としている。

上記発明によれば、上記分割プレートを連結して形成したプレート部には隙間がなくなるため、別途のプレート部を設ける必要がなく、スワールプレートを軽量にすることができるとともに、材料コストを抑えることが可能となっている。

本実施例にかかるＥＧＲクーラーの断面図。図１のＩＩ―ＩＩ部の断面図。スワールプレートの構造を説明する図。

以下、図示実施例について説明すると、図１はエンジンからの排気熱を冷却してこれを再びエンジンに還流させるＥＧＲクーラー１の断面図を示している。
上記ＥＧＲクーラー１は、排気ガスＧを流通させる内側管体２と、内部に上記内側管体２を収容するとともに該内側管体２との間に冷却液Ｃを流通させる外側管体３とを備え、上記内側管体２は図示しないＥＧＲ回路に、外側管体３は図示しない冷却液回路にそれぞれ接続されている。
上記内側管体２は、同軸上に設けた円筒状の小径部１１および大径部１２と、これら小径部１１と大径部１２とを連結するリング状の連結部１３とを複数連結した構成を有しており、各大径部１２の内部にはそれぞれ２枚のスワールプレート１４が収容されている。
各スワールプレート１４は、それぞれ排気ガスＧの流入方向に対して直交する方向に配置された略円盤状のプレート部２１と、該プレート部２１に立設されるとともに上記プレート部２１の円周方向に規則的に設けられた複数のフィン部２２とを備えている。
そして２枚のスワールプレート１４は上記プレート部２１同士が相互に当接した状態で上記大径部１２に収容されており、上記フィン部２２は排気ガスＧの流通方向に対して上流側および下流側に突出するようになっている。
また上記プレート部２１の直径は、上記小径部１１よりも大径で大径部１２よりも小径となっており、このため大径部１２の内周面と上記プレート部２１との間には隙間Ａが形成されている。
このような構成とすることで、上記プレート部２１によって上記大径部１２の内部を排気ガスＧの上流側および下流側の空間に区画し、これらの空間を上記隙間Ａによって連通させるようになっている。

上記構成を有するＥＧＲクーラー１によれば、上記内側管体２の小径部１１より排気ガスＧが流入すると、最初に排気ガスＧは大径部１２に収容された上流側に位置するスワールプレート１４のプレート部２１に衝突する。
そして排気ガスＧはスワールプレート１４に形成されたフィン部２２に沿って連結部１３とプレート部２１との間を大径部１２の外周側に移動しながら旋回流を形成する。
その後、排気ガスＧは大径部１２の外周側で上記隙間Ａを通過した後、下流側に位置するスワールプレート１４のフィン部２２によって大径部の内周側に旋回しながら移動する。
このとき、排気ガスＧは上記内側管体２の大径部１２や上記連結部１３に接触しながら流通するため、内側管体２と外側管体３との内部を流通する冷却液Ｃとの間で熱交換が行われ、排気ガスＧが冷却されるようになっている。

以下、上記スワールプレート１４について詳細に説明するが、本実施例のＥＧＲクーラー１におけるスワールプレート１４はいずれも同形状であるため、一つのスワールプレート１４について説明する。
上記プレート部２１は、上述したように上記内側管路２の大径部１２の直径よりも小径に形成され、上記排気ガスＧが上記隙間Ａだけを通過して大径部１２の上流側の空間から下流側の空間へと流通するよう、隙間の無い円形を有している。
上記フィン部２２は、上記プレート部２１から突出して上記連結部１３に当接し、上記２枚のスワールプレート１４は２枚の連結部１３によって挟持されるようになっている。
各フィン部２２の外側の端部はプレート部２１の外周端と同じ位置まで形成され、内側の端部はプレート部２１の中心から外周側に離隔した位置まで形成されている。これによりプレート部２１の中央部分には上記フィン部２２の形成されていない平坦部分２１ａが形成されるようになっている。
また上記フィン部２２の内側の端部は、上記内側管路の小径部１１の内側に突出した位置まで形成されおり、このフィン部２２における上記小径部１１よりも内側に臨んだ部分には、軸方向に突出して小径部１１に嵌合する位置決め突起２２ａが形成されている。
上記位置決め突起２２ａを設けることで、スワールプレート１４は軸方向に対して直交する方向への移動が規制され、上記プレート部２１と大径部１２の内周面との隙間Ａを一定に保つことが可能となっている。

図２に示すように、フィン部２２はプレート部２１の円周方向に沿って等間隔に複数設けられ、それぞれプレート部２１の半径方向に対して傾斜するとともに、各フィン部２２の中央部はプレート部２１の外周側に膨出する湾曲した形状を有している。
また図２は、排気ガスＧの流通方向上流側から見た図を示しており、実線で示した上流側に設置したスワールプレート１４のフィン部２に対し、破線で示した下流側に設置したスワールプレート１４のフィン部２は反対方向に傾斜するようになっている。
このような構成とすることで、内側管体２の小径部１１から流入した排気ガスＧは、上流側に位置するスワールプレート１４のフィン部２２によって図示時計回りに旋回しながらプレート部２１の外周へと移動する旋回流を形成する。
この旋回流は上記大径部１２の内周面に到達すると、プレート部２１と大径部１２の内周面との隙間Ａを通過し、下流側に位置するスワールプレート１４のフィン部２２によって図示時計回りの旋回方向を維持したまま、プレート部２１の中央へと移動する旋回流を形成するようになっている。

図３は上記スワールプレート１４の構造を説明する図を示し、本実施例のスワールプレート１４は同形状の５つの分割プレートＰによって構成されていることを示している。
具体的に説明すると、上記分割プレートＰを円周方向に整列させることで円形の上記プレート部２１が得られるようになっており、さらに上記フィン部２２は各分割プレートＰにおける周方向の一方の端部Ｐ１から突出している。
上記分割プレートＰと上記フィン部２２とは平板状の板を切断することによって一体的に得ることができ、その後上記フィン部２２をその基部でプレス加工等により略垂直に折り曲げるようになっている。
さらに、上記分割プレートＰにおける周方向の一方の端部Ｐ１には、上記フィン部２２の基部を構成する曲線部分と、上記プレート部の平坦部分２１ａを構成する直線部分とが形成されている。
他方、分割プレートＰにおける他方の端部Ｐ２には、隣接する分割プレートＰにおける一方の端部Ｐ１と密着するよう、上記一方の端部Ｐ１の曲線部分と同形状の曲線部分および直線部分が形成されている。
このような構成とすることで、これらの分割プレートＰからスワールプレート１４を製造する際には、最初に各分割プレートＰにおける一方の端部Ｐ１でフィン部２２を折り曲げ成形した後、上記分割プレートＰを円周方向に整列させて、分割プレートＰにおける周方向の一方の端部Ｐ１と、これに隣接する分割プレートＰの他方の端部Ｐ２とを当接させ、これらを溶接すればよい。

上記構造としたことで、本実施例のスワールプレート１４におけるプレート部２１は、上記分割プレートＰを周方向に連結することで隙間無く円形にすることが可能となる。
その結果、図１に示すように２つのスワールプレート１４とスワールプレート１４との間に、排気ガスＧの流れを阻止するためのプレートを設ける必要が無く、材料コストを抑えるとともにＥＧＲクーラーを軽量化することが可能となる。
これに対し、特許文献１のように円形の素材に複数のフィン部２２を形成してこれを折り曲げた構成とすると、フィン部２２とフィン部２２との間に隙間が生じてしまうため、上記実施例におけるＥＧＲクーラー１に用いようとした場合には別途円形のプレートを設けなければならなかった。

なお、上記分割プレートＰの枚数は５枚に限らず、必要なフィン部２２の数に応じて増減することが可能である。
また上記スワールプレートについては、上記ＥＧＲクーラー１に限らず、旋回流を発生させるための他の機器に設けてもよい。

１ＥＧＲクーラー２内側管体
３外側管体１１小径部
１２大径部１３連結部
１４スワールプレート２１プレート部
２２フィン部２２ａ位置決め突起
Ｐ分割プレート

Claims

略円盤状のプレート部と、該プレート部に立設されるとともに上記プレート部の円周方向に規則的に設けられた複数のフィン部とを備えたスワールプレートにおいて、
上記プレート部を周方向に分割した複数の分割プレートから構成し、
上記フィン部を各分割プレートの周方向の一方の端部から突出させるとともに、その基部で分割プレートに対して略垂直に折り曲げることにより成形し、
分割プレートにおける上記フィン部の基部と、隣接する分割プレートの他方の端部とを当接させて、上記プレート部を隙間無く円形にすることを特徴とするスワールプレート。
上記分割プレートにおける周方向の一方の端部に、上記フィン部の基部を構成する曲線部分を形成し、当該分割プレートにおける他方の端部に上記曲線部分と同形状の曲線部分を形成することで、上記フィン部を湾曲した形状とすることを特徴とする請求項１に記載のスワールプレート。
上記スワールプレートを、排気ガスを流通させる内側管体と、内部に上記内側管体を収容するとともに該内側管体との間に冷却液を流通させる外側管体とからなるＥＧＲクーラーに設け、
上記内側管体は、筒状の小径部と、２つの上記スワールプレートを収容するとともに上記プレート部よりも大径の大径部と、これら小径部と大径部とを連結するリング状の連結部とを備え、
上記２つのスワールプレートのプレート部を相互に当接させるとともに、上記フィン部を上記連結部に当接させ、さらに上記フィン部に上記小径部の内周面に嵌合する位置決め突起を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のスワールプレート。