JP2013152057A

JP2013152057A - Heat exchanger

Info

Publication number: JP2013152057A
Application number: JP2012013804A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Makibayashi; 康広槇林
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2012-01-26
Filing date: 2012-01-26
Publication date: 2013-08-08

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger capable of effectively exchanging heat by outside fluid flowing through an outside tube body.SOLUTION: An EGR cooler 1 as a heat exchanger exchanges heat between exhaust gas G flowing through an inside tube body 2 and cooling liquid C flowing through an outside tube body 3. Further, a fin 17 (fin for the outside liquid) for the cooling liquid inclined to an axial direction are arranged between the outside tube body 3 and the inside tube body 2, and thereby the cooling liquid flowing through the outside tube body turns in a helical shape from an upstream side to a down stream side by the fin for the cooling liquid.

Description

本発明は熱交換器に関し、詳しくは外側管体の内部に内側管体を設けて、上記内側管体を流通する内部流体と上記外側管体を流通する外部流体との間で熱交換をおこなわせる熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger, and more specifically, an inner tube is provided inside an outer tube, and heat exchange is performed between an internal fluid that flows through the inner tube and an external fluid that flows through the outer tube. It is related with the heat exchanger to be made.

従来、気体が流通する内側管体と、上記内側管体を収容するとともに該内側管体との間で液体を流通させる外側管体とを備え、上記内側管体内を流通する気体と上記外側管体を流通する液体との間で熱交換をおこなう熱交換器が知られている。
一方、自動車用エンジンから排出される排気ガスを再び吸気側に戻して再利用するＥＧＲ（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）という技術が知られており、このＥＧＲを効率的に行うため、上記熱交換器を排気ガスの温度を下げるためのいわゆるＥＧＲクーラーとして用いるものが知られている（特許文献１）。 2. Description of the Related Art Conventionally, an inner tube body through which a gas flows and an outer tube body that accommodates the inner tube body and allows a liquid to flow between the inner tube body and the gas flowing through the inner tube body and the outer tube are provided. 2. Description of the Related Art A heat exchanger that performs heat exchange with a liquid flowing through the body is known.
On the other hand, a technique called EGR (Exhaust Gas Recirculation) is known in which exhaust gas discharged from an automobile engine is returned to the intake side and reused. In order to efficiently perform this EGR, the heat exchanger is exhausted. What is used as what is called an EGR cooler for lowering | hanging the temperature of gas is known (patent document 1).

特開２０００−０７９４６２号公報JP 2000-077942 A

しかしながら上記特許文献１の構成を有するＥＧＲクーラーの場合、外側管体と内側管体との間を冷却水は上流側から下流側へと略軸方向に流通するため冷却水の滞留時間が短く、冷却水が十分に内側管体からの熱を吸収しないまま排出されるという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は効率的に熱交換を行うことが可能な熱交換器を提供するものである。 However, in the case of the EGR cooler having the configuration of Patent Document 1, the cooling water circulates in the axial direction from the upstream side to the downstream side between the outer tube body and the inner tube body, so the residence time of the cooling water is short. There was a problem that the cooling water was discharged without sufficiently absorbing the heat from the inner tube.
In view of such a problem, the present invention provides a heat exchanger capable of efficiently performing heat exchange.

すなわち、請求項１の発明にかかる熱交換器は、外側管体の内部に内側管体を設けて、上記内側管体を流通する内部流体と上記外側管体を流通する外部流体との間で熱交換をおこなわせる熱交換器において、
外側管体と上記内側管体との間に、軸方向に対して傾斜する外部流体用フィンを設けて、
上記外側管体を流通する外部流体を、上記外部流体用フィンによって上流側から下流側に向けて螺旋状に旋回させることを特徴としている。 That is, the heat exchanger according to the invention of claim 1 is provided between the internal fluid that flows through the inner tube and the external fluid that flows through the outer tube by providing an inner tube inside the outer tube. In heat exchangers that perform heat exchange,
An external fluid fin that is inclined with respect to the axial direction is provided between the outer tube body and the inner tube body,
The external fluid flowing through the outer tube is swirled spirally from the upstream side to the downstream side by the external fluid fin.

上記発明によれば、上記外側管体と内側管体との間に設けた外部流体用フィンによって、外部流体が外側管体を螺旋状に旋回しながら流通するため、外部流体による内側管体との接触時間を長くすることができ、また旋回流によって内側管体表面全体において外部流体との境界層を薄くすることができることから、熱交換を効率的に行うことができる。 According to the invention, since the external fluid flows while spirally swirling the outer tube body by the external fluid fin provided between the outer tube body and the inner tube body, The contact time can be increased, and the boundary layer with the external fluid can be made thin on the entire inner tube surface by the swirling flow, so that heat exchange can be performed efficiently.

本実施例にかかるＥＧＲクーラーの断面図Sectional drawing of the EGR cooler concerning a present Example 図１におけるＩＩ―ＩＩ部の断面図Sectional view of II-II part in FIG.

以下図示実施例について説明すると、図１は熱交換器としてのＥＧＲクーラー１の断面図を示しており、図２は図１におけるＩＩ―ＩＩ部の断面図を示している。
上記ＥＧＲクーラー１は、内部流体としての排気ガスＧを流通させる内側管体２と、上記内側管体２を収容するとともに該内側管体２との間に外部流体としての冷却液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は上記外側管体３の両端を貫通するように設けられて排気ガスＧを図１の図示左方から図示右方へと流通させるようになっており、図２は排気ガスＧの流通方向上流流側から見た図となっている。
上記外側管体３は上記内側管体２を収容する略円筒形状を有し、図示右方には冷却液Ｃの流入する流入ポート３ａが、図示左方には冷却液Ｃを排出する排出ポート３ｂが設けられている。
これにより、冷却液Ｃは上記外側管体３と内側管体２との間に形成された空間を図１の図示右方から図示左方へと流通するようになっており、図２は冷却液Ｃの流通方向下流側から見た図となっている。
なお、上記内側管体２および外側管体３における排気ガスＧおよび冷却液Ｃの流通方向は一例であり、例えば流入ポート３ａおよび排出ポート３ｂを逆の位置に設けて排気ガスＧおよび冷却液Ｃの流通方向を同方向としてもよい。
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の内部に排気ガスＧを流通させ、同時に上記外側管体３の内部に冷却液Ｃを流通させることで、排気ガスＧと冷却液Ｃとの間で熱交換を行い、排気ガスＧを冷却するものとなっている。 The illustrated embodiment will be described below. FIG. 1 shows a cross-sectional view of an EGR cooler 1 as a heat exchanger, and FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along a line II-II in FIG.
The EGR cooler 1 accommodates the inner tube body 2 that circulates the exhaust gas G as an internal fluid and the inner tube body 2 and circulates a coolant C as an external fluid between the inner tube body 2. The outer tube 3 is connected to an EGR circuit (not shown), and the outer tube 3 is connected to a coolant circuit (not shown).
The inner tubular body 2 is provided so as to penetrate both ends of the outer tubular body 3 so as to circulate the exhaust gas G from the left side of the drawing in FIG. 1 to the right side of the drawing. FIG. It is the figure seen from the distribution direction upstream flow side of G.
The outer tubular body 3 has a substantially cylindrical shape for accommodating the inner tubular body 2, and an inflow port 3 a into which the cooling liquid C flows is shown on the right side in the figure, and an exhaust port through which the cooling liquid C is discharged on the left side in the figure. 3b is provided.
As a result, the coolant C flows through the space formed between the outer tube body 3 and the inner tube body 2 from the right side in the figure to the left side in FIG. It is the figure seen from the distribution direction downstream of the liquid C. FIG.
The flow direction of the exhaust gas G and the cooling liquid C in the inner tube body 2 and the outer tube body 3 is an example. For example, the inflow port 3a and the discharge port 3b are provided at opposite positions, and the exhaust gas G and the cooling liquid C are provided. The distribution direction may be the same direction.
According to the EGR cooler 1 having the above-described configuration, the exhaust gas G and the coolant are circulated by allowing the exhaust gas G to flow inside the inner tube body 2 and simultaneously causing the coolant C to flow inside the outer tube body 3. Heat exchange with C is performed to cool the exhaust gas G.

上記内側管体２は、ＥＧＲ回路に連結されるフロント側パイプ１１と、排気ガスＧの流通方向上流側に設けた４つのフロント側ハウジング１２と、該フロント側ハウジング１２のリヤ側に連結される４つのリヤ側ハウジング１３と、これら４組のフロント側ハウジング１２およびリヤ側ハウジング１３の内部に収容される４つの整流手段１４とから構成されている。
なお図１では、図示左方の２組のフロント側ハウジング１２およびリヤ側ハウジング１３はその内部構造を示し、図示右方の２組のフロント側ハウジング１２およびリヤ側ハウジング１３は外部構造を示している。
上記フロント側パイプ１１はＬ字型のパイプであって、その後端部は上記外側管体３の外部から内部に貫通し、先端部にはＥＧＲ回路に接続するためのフランジ１５が設けられている。
上記フロント側ハウジング１２は、軸方向前方に突出する円筒状の小径部１２ａと、該小径部１２ａに隣接して設けられたリング状の連結部１２ｂと、該連結部１２ｂから軸方向後方に突出するリング状のフランジ１２ｃとから構成されている。
このうち最もフロント側に位置するフロント側ハウジング１２の小径部１２ａは、上記フロント側パイプ１１の後端部の外周面に嵌合し、それ以外のフロント側ハウジング１２の小径部１２ａは上記リヤ側ハウジング１３の後端部の内周面に嵌合するようになっている。 The inner tube body 2 is connected to a front side pipe 11 connected to the EGR circuit, four front side housings 12 provided upstream in the flow direction of the exhaust gas G, and a rear side of the front side housing 12. The four rear housings 13 and the four sets of front housings 12 and four rectifying means 14 housed in the rear housings 13 are configured.
In FIG. 1, the two sets of the front side housing 12 and the rear side housing 13 on the left side in the drawing show the internal structure, and the two sets of the front side housing 12 and the rear side housing 13 on the right side in the drawing show the external structure. Yes.
The front side pipe 11 is an L-shaped pipe, and its rear end portion penetrates from the outside to the inside of the outer tube 3 and a flange 15 for connection to the EGR circuit is provided at the front end portion. .
The front housing 12 includes a cylindrical small-diameter portion 12a protruding forward in the axial direction, a ring-shaped connecting portion 12b provided adjacent to the small-diameter portion 12a, and protruding rearward in the axial direction from the connecting portion 12b. And a ring-shaped flange 12c.
Among these, the small-diameter portion 12a of the front-side housing 12 located at the most front side is fitted to the outer peripheral surface of the rear end portion of the front-side pipe 11, and the other small-diameter portions 12a of the front-side housing 12 are the rear side. The housing 13 is adapted to be fitted to the inner peripheral surface of the rear end portion.

上記リヤ側ハウジング１３のうち、フロント側に位置する３つのリヤ側ハウジング１３は、軸方向前方に突出して上記フロント側ハウジング１２のフランジ１２ｃの内周面に嵌合する円筒状の大径部１３ａと、該大径部１３ａに隣接して設けられたリング状の連結部１３ｂと、該連結部１３ｂから軸方向後方に突出して上記フロント側ハウジング１２の小径部１２ａがその内周面に嵌合するリング状のフランジ１３ｃとから構成されている。
一方、最もリヤ側に位置するリヤ側ハウジング１３は、上記フランジ１３ｃに代えて連結部１３ｂから軸方向後方に突出する小径部１３ｄを備えており、この小径部１３ｄは上記外側管体３を貫通してその外部に突出するとともに、その後端部にはＥＧＲ回路に接続するためのフランジ１６が設けられている。
そして、各リヤ側ハウジング１３における上記大径部１３ａの外周面には、図２に示すように上記冷却液Ｃを旋回させる外部流体用フィンとしての冷却液用フィン１７が蝋付けなどの手段で等間隔に固定されている。 Of the rear housings 13, the three rear housings 13 positioned on the front side protrude in the axial direction forward and are fitted to the inner peripheral surface of the flange 12 c of the front side housing 12. A ring-shaped connecting portion 13b provided adjacent to the large-diameter portion 13a, and a small-diameter portion 12a of the front-side housing 12 that fits on the inner peripheral surface of the connecting portion 13b. And a ring-shaped flange 13c.
On the other hand, the rear-side housing 13 located on the most rear side includes a small-diameter portion 13d that protrudes rearward in the axial direction from the connecting portion 13b instead of the flange 13c, and the small-diameter portion 13d penetrates the outer tubular body 3. And the flange 16 for connecting to an EGR circuit is provided in the rear-end part while projecting to the exterior.
Then, on the outer peripheral surface of the large-diameter portion 13a in each rear-side housing 13, as shown in FIG. 2, cooling liquid fins 17 as external fluid fins for turning the cooling liquid C are brazed. It is fixed at regular intervals.

上記冷却液用フィン１７は、図１に示すように軸方向に対して傾斜しており、かつ全ての冷却液用フィン１７は同じ方向に傾斜するようになっている。
また各冷却液用フィン１７における外周側の端部は上記外側管体３の内周面に密着しており、ＥＧＲクーラー１の組み立ての際において外側管体３の内部への内側管体２の位置決めを容易に行うことができる。
このような構成により、図１に示すように図示右方に設けた流入ポート３ａより冷却液Ｃが流入すると、冷却液Ｃは図１の図示右側の上流側から図示左方の下流側へと流通しようとする。
ここで、上記外側管体３に設けられた各冷却液用フィン１７は軸方向に対して同じ方向に傾斜していることから、冷却液Ｃは図１の上記内側管体２よりも図示手前側の空間において左上方向に流れ、換言すると図２において図示反時計回りに旋回する旋回流を形成するようになっている。 The cooling liquid fins 17 are inclined with respect to the axial direction as shown in FIG. 1, and all the cooling liquid fins 17 are inclined in the same direction.
In addition, the outer peripheral end of each cooling liquid fin 17 is in close contact with the inner peripheral surface of the outer tubular body 3, and the inner tubular body 2 is inserted into the outer tubular body 3 when the EGR cooler 1 is assembled. Positioning can be performed easily.
With this configuration, when the coolant C flows from the inflow port 3a provided on the right side of the figure as shown in FIG. 1, the coolant C flows from the upstream side on the right side in FIG. 1 to the downstream side on the left side in the figure. Try to circulate.
Here, since the cooling liquid fins 17 provided on the outer tubular body 3 are inclined in the same direction with respect to the axial direction, the cooling liquid C is closer to the drawing than the inner tubular body 2 of FIG. In the side space, a swirl flow that flows in the upper left direction, that is, swirls counterclockwise as shown in FIG. 2 is formed.

また図２に示すように、外側管体３の上流側の端部に位置する流入ポート３ａは、外側管体３の中心軸に対して偏倚した位置に設けられており、該流入ポート３ａの接続部分における冷却液Ｃの流入方向が上記冷却液用フィン１７によって形成された旋回方向と同方向となるようにされている。
さらに外側管体３の下流側の端部に位置する排出ポート３ｂも、外側管体３の中心軸に対して偏倚した位置に設けられており、該排出ポート３ｂの接続部分における冷却液Ｃの排出方向が上記冷却液用フィン１７によって形成された旋回方向と同方向となるようにされている。
このように上記流入ポート３ａおよび排出ポート３ｂを設けることで、冷却液Ｃの流入時および排出時に、上記冷却用フィン１７が形成した旋回流の乱れを抑えるようになっている。 As shown in FIG. 2, the inflow port 3a located at the upstream end of the outer tubular body 3 is provided at a position deviated from the central axis of the outer tubular body 3, and the inflow port 3a The inflow direction of the coolant C at the connection portion is set to be the same direction as the turning direction formed by the coolant fins 17.
Further, the discharge port 3b located at the downstream end of the outer tube 3 is also provided at a position deviated with respect to the central axis of the outer tube 3, and the coolant C at the connection portion of the discharge port 3b is provided. The discharge direction is set to be the same as the turning direction formed by the cooling liquid fin 17.
By providing the inflow port 3a and the exhaust port 3b in this way, the turbulence of the swirling flow formed by the cooling fins 17 is suppressed when the coolant C is inflow and exhausted.

上記整流手段１４は、円盤状のプレート部２１と、上記プレート部２１の表面および裏面に放射状に設けた複数の内部流体用フィンとしての排気ガス用フィン２２とから構成されている。
上記プレート部２１は、図１に示すように上記内側管体２における大径部１３ａによって形成された空間を排気ガスＧの流入側の空間と、排出側の空間とに区画するようになっている。
一方、図２に示すように、上記プレート部２１の中心は上記大径部１３ａの中心と一致し、かつ上記小径部１３ｄよりも大径で大径部１３ａよりも小径に形成されており、これにより大径部１３ａの内周面と上記プレート部２１の外周縁との間に環状の隙間Ａを形成するようになっている。
上記排気ガス用フィン２２はプレート部２１の表面および裏面のそれぞれから軸方向に立設され、図２に示すように各排気ガス用フィン２２の内側の端部は上記小径部１３ｄよりも若干内側に突出した位置まで形成されている。
これにより、上記プレート部２１の中央には、これら排気ガス用フィン２２の内側の端部のさらに内側に、排気ガス用フィン２２の設けられていない平坦部２１ａが形成されている。 The rectifying means 14 includes a disk-shaped plate portion 21 and exhaust gas fins 22 as a plurality of internal fluid fins provided radially on the front and back surfaces of the plate portion 21.
As shown in FIG. 1, the plate portion 21 divides the space formed by the large-diameter portion 13a in the inner tubular body 2 into a space on the exhaust gas G inflow side and a space on the exhaust side. Yes.
On the other hand, as shown in FIG. 2, the center of the plate portion 21 coincides with the center of the large-diameter portion 13a, and is larger in diameter than the small-diameter portion 13d and smaller in diameter than the large-diameter portion 13a. Thus, an annular gap A is formed between the inner peripheral surface of the large diameter portion 13a and the outer peripheral edge of the plate portion 21.
The exhaust gas fins 22 are erected in the axial direction from the front surface and the back surface of the plate portion 21, and the inner end portions of the exhaust gas fins 22 are slightly inside the small diameter portions 13d as shown in FIG. It is formed to the position which protruded.
As a result, a flat portion 21 a in which the exhaust gas fins 22 are not provided is formed in the center of the plate portion 21 further inside the end portions on the inner side of the exhaust gas fins 22.

そして排気ガス用フィン２２における上記小径部１３ｄよりも内側に突出した部分には、軸方向に突出して上記小径部１３ｄの内周面に嵌合する位置決め突起２２ａが形成されている。
上記複数の排気ガス用フィン２２の位置決め突起２２ａが小径部１３ｄの内周面に嵌合することにより、整流手段１４を小径部１３ｄに対して位置決めでき、整流手段１４を内側管体２の内部で移動しないようにすることができる。
したがって、上記内側管体２を製造する際には、上記フロント側ハウジング１２の小径部１２ａに上記整流手段１４の排気ガス用フィン２２に上記位置決め突起２２ａを嵌合させ、この状態で上記リヤ側ハウジング１３の小径部１３ｄを嵌合させればよい。 A positioning projection 22a that protrudes in the axial direction and fits to the inner peripheral surface of the small-diameter portion 13d is formed in a portion of the exhaust gas fin 22 that protrudes inward from the small-diameter portion 13d.
When the positioning projections 22a of the plurality of exhaust gas fins 22 are fitted to the inner peripheral surface of the small diameter portion 13d, the rectifying means 14 can be positioned with respect to the small diameter portion 13d. You can prevent it from moving.
Therefore, when manufacturing the inner tube 2, the positioning projection 22 a is fitted to the exhaust gas fin 22 of the rectifying means 14 in the small diameter portion 12 a of the front housing 12, and in this state, the rear side What is necessary is just to fit the small diameter part 13d of the housing 13. FIG.

一方、排気ガス用フィン２２の外側の端部はプレート部２１の外周端まで形成され、それぞれプレート部２１の半径方向に対して傾斜し、その中央部がプレート部２１の外周側に向けて膨出する湾曲形状に形成されたものとなっている。
さらに図２に示すように実線で示すプレート部２１の表面側に設けた排気ガス用フィン２２は、破線で示す裏面側の排気ガス用フィン２２に対して、プレート部２１を軸方向から見た場合に反対方向に傾斜するように設けられている。 On the other hand, the outer end of the exhaust gas fin 22 is formed up to the outer peripheral end of the plate portion 21, and is inclined with respect to the radial direction of the plate portion 21, and the central portion thereof expands toward the outer peripheral side of the plate portion 21. The curved shape is formed.
Further, as shown in FIG. 2, the exhaust gas fin 22 provided on the front surface side of the plate portion 21 indicated by a solid line is viewed from the axial direction with respect to the exhaust gas fin 22 on the back surface side indicated by a broken line. It is provided so as to be inclined in the opposite direction.

上記構成を有するＥＧＲクーラー１によれば、ＥＧＲ回路を流通する排気ガスＧは、内側管体２における上記フロント側パイプ１１からフロント側ハウジング１２の小径部１２ａへと流入する。
排気ガスＧは上記小径部１２ａからリヤ側ハウジング１３の大径部１３ａによって形成される空間で上記整流手段１４のプレート部２１に衝突し、プレート部２１と連結部１２ｂとの間を、大径部１３ａの内側から外側に向けて流れる。
このとき、上記整流手段１４の排気ガス用フィン２２はプレート部２１の半径方向に対して傾斜し、かつ外周側に膨出していることから、上記排気ガスＧは図２における図示時計回りに旋回する旋回流となって大径部１３ａの外周側に移動する。 According to the EGR cooler 1 having the above configuration, the exhaust gas G flowing through the EGR circuit flows from the front side pipe 11 in the inner tubular body 2 to the small diameter portion 12 a of the front side housing 12.
The exhaust gas G collides with the plate portion 21 of the rectifying means 14 in the space formed by the large diameter portion 13a of the rear housing 13 from the small diameter portion 12a, and the large diameter is formed between the plate portion 21 and the connecting portion 12b. It flows from the inside to the outside of the part 13a.
At this time, since the exhaust gas fins 22 of the rectifying means 14 are inclined with respect to the radial direction of the plate portion 21 and bulge to the outer peripheral side, the exhaust gas G swivels in the clockwise direction in FIG. It moves to the outer peripheral side of the large-diameter portion 13a.

続いて、排気ガスＧは上記大径部１３ａとプレート部２１との間に形成された上記隙間Ａを介して上流側の空間から下流側の空間へと流入し、その後上記プレート部２１の裏面側に設けた排気ガス用フィン２２によって旋回流を維持しながら大径部１３ａの外側から内側に向けて流れる。
このとき、上記プレート部２１の下流側の排気ガス用フィン２２は上流側に設けた排気ガス用フィン２２とは反対側に傾斜しているため、排気ガスＧは上記裏面側の排気ガス用フィン２２によってその旋回方向が維持されるようになっている。
そしてプレート部２１の中央部に達した排気ガスＧは、その後小径部１２ａを流通して下流側に位置するリヤ側ハウジング１３の大径部１３ａに流入し、さらに上述したような経路を通過しながら、最終的にエンジンの吸気側に設けられた下流端に位置するリヤ側ハウジング１３の小径部１３ｄから排出される。 Subsequently, the exhaust gas G flows from the upstream space into the downstream space through the gap A formed between the large diameter portion 13a and the plate portion 21, and then the back surface of the plate portion 21. The exhaust gas fin 22 provided on the side flows from the outside to the inside of the large diameter portion 13a while maintaining the swirling flow.
At this time, since the exhaust gas fins 22 on the downstream side of the plate portion 21 are inclined to the opposite side of the exhaust gas fins 22 provided on the upstream side, the exhaust gas G is the exhaust gas fins on the back side. The turning direction is maintained by 22.
The exhaust gas G that has reached the center of the plate portion 21 then flows through the small diameter portion 12a, flows into the large diameter portion 13a of the rear side housing 13 located on the downstream side, and further passes through the path as described above. However, it is finally discharged from the small-diameter portion 13d of the rear housing 13 located at the downstream end provided on the intake side of the engine.

一方外側管体３の内部には、図１の図示右方の流入ポート３ａより冷却液Ｃが流入するが、この供給ポートは外側管体３の中心軸に対して偏倚していることから、流入した冷却液Ｃによって外側管体３の内部には図２における図示反時計回り旋回する冷却液Ｃの旋回流が形成される。
この冷却液Ｃはその後外側管体３と内側管体２との間に形成された空間を流通し、上記内側管体２の大径部１３ａに形成された冷却液用フィン１７によってさらに旋回流を維持しながら螺旋状に上流側から下流側へと流通する。
このとき、上記流入ポート３ａから流入して形成された旋回流はこの冷却液用フィン１７によって形成される旋回流と同方向となるため、上記旋回流が乱れることはない。 On the other hand, the coolant C flows into the outer tubular body 3 from the inflow port 3a on the right side of FIG. 1, but this supply port is offset with respect to the central axis of the outer tubular body 3. A swirling flow of the cooling liquid C swirling counterclockwise in FIG. 2 is formed inside the outer tubular body 3 by the flowing cooling liquid C.
The coolant C then flows through the space formed between the outer tube 3 and the inner tube 2, and is further swirled by the coolant fins 17 formed in the large-diameter portion 13 a of the inner tube 2. It is distributed spirally from the upstream side to the downstream side while maintaining the above.
At this time, the swirl flow formed by flowing in from the inflow port 3a has the same direction as the swirl flow formed by the coolant fins 17, so that the swirl flow is not disturbed.

そして上記冷却液Ｃは上記内側管体２の外周面に沿って流通することから、上記内側管体２の内部を流通する排気ガスＧとの間で熱交換を行い、排気ガスＧを冷却するようになっている。
このとき、内側管体２の内部では上記整流手段１４が排気ガスＧを上記小径部１２ａおよび大径部１３ａの内周面に沿って流通させるため、上記外側管体３を流通する冷却液Ｃとの接触面積を広くして、高い冷却効率を得ることができる。
また上記冷却液Ｃは上記冷却液用フィン１７によって旋回流とされ、内側管体２の外周面に沿って旋回しながら流通することから、上流側のフロント側ハウジング１２と下流側のリヤ側ハウジング１３との間に位置する冷却液Ｃも流動させることができ、内側管体２の外周面全体における冷却液Ｃの境界層を薄くして効率的な熱交換が可能となっている。
しかも、上記冷却液用フィン１７は上記外側管体３および内側管体２に密着していることから、熱伝導により上記内側管体２を流通する排気ガスＧの熱を効率的に排出することが可能となっている。
そして、外側管体３の下流側に冷却液Ｃが到達すると、この冷却液Ｃは上記排出ポート３ｂより排出されるが、上記排出ポート３ｂは外側管体３の中心軸に対して偏倚して設けられ、該排出ポート３ｂの接続部分において冷却液Ｃは上記冷却液用フィン１７によって形成された旋回方向と同方向に排出される。
これにより、上記冷却液用フィン１７が形成した旋回流が乱されること無く排出されるため、熱交換によって加熱された冷却液Ｃを速やかに排出することが可能となっている。 And since the said cooling fluid C distribute | circulates along the outer peripheral surface of the said inner side pipe body 2, it heat-exchanges with the exhaust gas G which distribute | circulates the inside of the said inner side pipe body 2, and cools the exhaust gas G It is like that.
At this time, since the rectifying means 14 circulates the exhaust gas G along the inner peripheral surfaces of the small-diameter portion 12a and the large-diameter portion 13a inside the inner tubular body 2, the coolant C flowing through the outer tubular body 3 is used. It is possible to obtain a high cooling efficiency by widening the contact area.
Further, the coolant C is swirled by the coolant fins 17 and flows while swirling along the outer peripheral surface of the inner tube body 2. Therefore, the upstream front housing 12 and the downstream rear housing are arranged. The cooling liquid C located between the inner pipe body 2 and the inner pipe body 2 can be made to flow, so that the boundary layer of the cooling liquid C on the entire outer peripheral surface of the inner tube body 2 can be thinned to efficiently exchange heat.
Moreover, since the coolant fins 17 are in close contact with the outer tube body 3 and the inner tube body 2, the heat of the exhaust gas G flowing through the inner tube body 2 can be efficiently discharged by heat conduction. Is possible.
When the coolant C reaches the downstream side of the outer tube 3, the coolant C is discharged from the discharge port 3 b, but the discharge port 3 b is biased with respect to the central axis of the outer tube 3. The coolant C is discharged at the connection portion of the discharge port 3b in the same direction as the turning direction formed by the coolant fins 17.
As a result, the swirling flow formed by the cooling liquid fins 17 is discharged without being disturbed, so that the cooling liquid C heated by heat exchange can be discharged quickly.

なお、上記実施例においては、本発明にかかる熱交換器を排気ガスＧを冷却するＥＧＲクーラー１として利用しているが、その他の分野においても利用することができる。
また、排気ガス用フィン２２の枚数や曲率については適宜変更することができ、冷却効率および圧力損失の異なるＥＧＲクーラー１を得ることが可能となっている。 In addition, in the said Example, although the heat exchanger concerning this invention is utilized as the EGR cooler 1 which cools the exhaust gas G, it can utilize also in another field | area.
Further, the number and curvature of the exhaust gas fins 22 can be changed as appropriate, and the EGR cooler 1 having different cooling efficiency and pressure loss can be obtained.

１ＥＧＲクーラー２内側管体
３外側管体３ａ流入ポート
３ｂ排出ポート１２フロント側ハウジング
１２ａ小径部１３リヤ側ハウジング
１３ａ大径部１４整流手段
１７冷却液用フィン（外部流体用フィン）
２１プレート
２２排気ガス用フィン（内部流体用フィン） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 EGR cooler 2 Inner tube 3 Outer tube 3a Inflow port 3b Outlet port 12 Front side housing 12a Small diameter part 13 Rear side housing 13a Large diameter part 14 Rectification means 17 Cooling liquid fin (fin for external fluid)
21 Plate 22 Exhaust gas fin (internal fluid fin)

Claims

外側管体の内部に内側管体を設けて、上記内側管体を流通する内部流体と上記外側管体を流通する外部流体との間で熱交換をおこなわせる熱交換器において、
外側管体と上記内側管体との間に、軸方向に対して傾斜する外部流体用フィンを設けて、
上記外側管体を流通する外部流体を、上記外部流体用フィンによって上流側から下流側に向けて螺旋状に旋回させることを特徴とする熱交換器。 In the heat exchanger that provides an inner tube inside the outer tube, and performs heat exchange between the internal fluid that flows through the inner tube and the external fluid that flows through the outer tube,
An external fluid fin that is inclined with respect to the axial direction is provided between the outer tube body and the inner tube body,
A heat exchanger characterized in that an external fluid flowing through the outer tubular body is spirally swirled from an upstream side to a downstream side by the external fluid fin.

上記内側管体を、同軸上に設けた円筒状の小径部および大径部と、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から構成して、上記外部流体用フィンを上記大径部と上記外側管体との間に設け、
さらに上記大径部の内側に、上記小径部よりも大径で大径部よりも小径のプレートを設け、さらに該プレートと上記連結部との間に、上記プレートの中央部から外周部に向けて放射状に伸びる複数の内部流体用フィンを設けて、
上記内側管体の内部流体を上記プレートおよび内部流体用フィンによって上記大径部の内側から外側、または外側から内側に向けて流通させることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。 The inner tubular body includes a cylindrical small-diameter portion and a large-diameter portion provided coaxially, and a ring-shaped connecting portion that connects the small-diameter portion and the large-diameter portion. Provided between the large diameter portion and the outer tube,
Furthermore, a plate having a diameter larger than that of the small diameter portion and smaller than that of the large diameter portion is provided inside the large diameter portion, and further, between the plate and the connecting portion, from the center portion of the plate toward the outer peripheral portion. A plurality of internal fluid fins extending radially,
2. The heat exchanger according to claim 1, wherein the internal fluid of the inner tubular body is circulated from the inside to the outside of the large diameter portion or from the outside to the inside by the plate and the fin for internal fluid.

上記外側管体の上流側の端部に、該外側管体の中心軸に対して偏倚する外部流体の流入ポートを設け、
該流入ポートの接続部分における外部流体の流入方向を、上記外部流体用フィンによって形成された旋回方向と同方向とする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熱交換器。 Provided at the upstream end of the outer tubular body is an external fluid inflow port that deviates with respect to the central axis of the outer tubular body,
3. The heat exchange according to claim 1, wherein an inflow direction of the external fluid at a connection portion of the inflow port is the same as a swirl direction formed by the external fluid fin. vessel.

上記外側管体の下流側の端部に、該外側管体の中心軸に対して偏倚する外部流体の排出ポートを設け、
該排出ポートの接続部分における外部流体の排出方向を、上記外部流体用フィンによって形成された旋回方向と同方向とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の熱交換器。 Provided at the downstream end of the outer tube is an external fluid discharge port that is biased with respect to the central axis of the outer tube,
The heat exchange according to any one of claims 1 to 3, wherein a discharge direction of the external fluid at the connection portion of the discharge port is the same as a turning direction formed by the fins for the external fluid. vessel.