JP2014169857A - Exhaust heat transfer equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関から排出される排気と冷却流体との間で熱交換を行う排気熱交換装置に関するもので、ＥＧＲ（排気再循環装置）用の排気を冷却するＥＧＲガス熱交換装置（ＥＧＲガスクーラ）に適用して有効である。 The present invention relates to an exhaust heat exchange device that exchanges heat between exhaust gas discharged from an internal combustion engine and a cooling fluid, and an EGR gas heat exchange device (EGR) that cools exhaust gas for an EGR (exhaust gas recirculation device). It is effective when applied to a gas cooler.
従来の排気熱交換装置として、例えば特許文献１に示されるものが知られている。即ち、特許文献１の排気熱交換装置においては、内部にインナーフィンが収容され、ＥＧＲ用の排気（以下、ＥＧＲガス）の流通流路を形成するチューブが複数積層されて、細長筒状の水タンク（ケーシング）内に配設されている。水タンクの長手方向の一端側には、ＥＧＲガスを各チューブに分配供給する入口ガスタンクが設けられ、また、ケーシングの長手方向の他端側には、各チューブから流出されるＥＧＲガスを集合回収する出口ガスタンクが設けられている。水タンクの長手方向の両端部側には水タンクに対して冷却水が流入、流出する入口水パイプ（流入口）および出口水パイプ（流出口）が設けられている。そして、水タンク内部と各ガスタンク内とは、チューブの長手方向端部側に設けられたコアプレートによって仕切られて、チューブ内を流通するＥＧＲガスが、各水パイプを介して水タンク内でチューブの外側を流通する冷却水によって冷却されるようになっている。
As a conventional exhaust heat exchange device, for example, a device disclosed in
上記の各部材（チューブ、インナーフィン、入口ガスタンク、出口ガスタンク、入口水パイプ、出口水パイプ、およびコアプレート）は、すべてステンレス材によって形成されて、一体的にろう付されている。 Each of the above members (tube, inner fin, inlet gas tank, outlet gas tank, inlet water pipe, outlet water pipe, and core plate) are all formed of stainless steel and are integrally brazed.
特許文献１に記載の排気熱交換装置においては、上記のように各部材はステンレス材から形成されており、近年熱交換器の材料として広く使用されているアルミニウム材に比べて、重量面、材料費の面、ろう付け性の面で不利となっている。しかしながら、軽量化、および材料費低減、ろう付け性向上のために例えばアルミニウム化を図ろうとすると、アルミニウム材はステンレス材に比べて耐熱性が低いため、以下の問題が発生する。
In the exhaust heat exchange device described in
まず、特にＥＧＲガスの入口側においては、ＥＧＲガス温度に対して強度低下が大きく、入口ガスタンクにおける基本的なタンク強度が確保できなくなる。更に、ＥＧＲガスに晒される入口ガスタンクと冷却水に晒される水タンクとの間には、温度差に伴う熱膨張差が生じることになるが、アルミニウム材はステンレス材に対して線膨張係数が大きいため、アルミニウム材の場合ではステンレス材の場合に比べて入口ガスタンクと水タンクとの接続部において、大きな熱応力が発生する。よって、特に熱的に厳しい入口ガスタンクにおける温度低下を図る必要がある。 First, particularly on the EGR gas inlet side, the strength decreases greatly with respect to the EGR gas temperature, and the basic tank strength in the inlet gas tank cannot be secured. Furthermore, a thermal expansion difference due to a temperature difference occurs between the inlet gas tank exposed to the EGR gas and the water tank exposed to the cooling water, but the aluminum material has a larger linear expansion coefficient than the stainless steel material. Therefore, in the case of the aluminum material, a larger thermal stress is generated in the connection portion between the inlet gas tank and the water tank than in the case of the stainless material. Therefore, it is necessary to lower the temperature in the inlet gas tank that is particularly severe in terms of heat.
本発明の目的は、上記問題に鑑み、入口ガスタンクにおける温度低下を図り、耐熱性の低い材料での形成を可能とする排気熱交換装置を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an exhaust heat exchange device capable of lowering the temperature in an inlet gas tank and forming it with a material having low heat resistance.
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
請求項１に記載の発明では、内燃機関から排出される排気が流通し、断面が扁平形状を有し、扁平断面の長辺が互いに対向するように積層された複数本のチューブ（１１０）と、
チューブ（１１０）を内部に収容する筒状の水タンク（１３０）と、
排気が流通する排気流路（１４０Ｃ）を形成し、複数本のチューブ（１１０）へと排気を分配供給する、または複数本のチューブ（１１０）から流出した排気を集合させるガスタンク（１４０）と、
水タンク（１３０）の内部でチューブ（１１０）の外側に形成される水タンク内空間（１３０Ｅ）と、排気流路（１４０Ｃ）とを区画する区画部（１１２Ａ、１９０）とを備え、
水タンク内空間（１３０Ｅ）を流通する冷却流体と、チューブ（１１０）を流通する排気との間で熱交換する排気熱交換装置において、
ガスタンク（１４０）のうち、チューブ（１１０）へと排気を分配供給する入口ガスタンクは、排気流路（１４０Ｃ）が内部に形成された内側ガスタンク（１４０Ｂ）と、内側ガスタンク（１４０Ｂ）の外側に配された外側ガスタンク（１４０Ａ）と、内側ガスタンク（１４０Ｂ）と外側ガスタンク（１４０Ａ）との間に形成された外側空間（１４０Ｄ）と、外側ガスタンク（１４０Ａ）に接続され、冷却流体の全量を外側空間（１４０Ｄ）に流入させる冷却流体流入口（１７０）とを有し、
冷却流体流入口（１７０）の接続部側、および複数本のチューブ（１１０）のうち、積層方向の最も外側に配されるチューブと対向する部位において、外側ガスタンク（１４０Ａ）は、内側ガスタンク（１４０Ｂ）、区画部（１１２Ａ、１９０）、および水タンク（１３０）のうちいずれかと接合されており、
外側空間（１４０Ｄ）と水タンク内空間（１３０Ｅ）とを連通させ、外側空間（１４０Ｄ）から水タンク内空間（１３０Ｅ）へと流入した冷却流体がチューブ（１１０）の積層方向と交差する向きに流れる位置に連通部（１５０）が設けられていることを特徴としている。
In the first aspect of the present invention, a plurality of tubes (110) stacked such that the exhaust discharged from the internal combustion engine flows, the cross section has a flat shape, and the long sides of the flat cross section face each other are provided. ,
A cylindrical water tank (130) containing the tube (110) therein;
A gas tank (140) that forms an exhaust passage (140C) through which the exhaust flows, distributes and supplies exhaust to the plurality of tubes (110), or collects exhaust that has flowed out of the plurality of tubes (110);
A water tank internal space (130E) formed outside the tube (110) inside the water tank (130), and partition sections (112A, 190) that partition the exhaust flow path (140C),
In the exhaust heat exchange device for exchanging heat between the cooling fluid flowing through the water tank inner space (130E) and the exhaust flowing through the tube (110),
Among the gas tanks (140), an inlet gas tank that distributes and supplies exhaust gas to the tube (110) is disposed outside the inner gas tank (140B) and the inner gas tank (140B) in which the exhaust passage (140C) is formed. The outer gas tank (140A), the outer space (140D) formed between the inner gas tank (140B) and the outer gas tank (140A), and the outer gas tank (140A) are connected to the outer space. A cooling fluid inlet (170) for flowing into (140D),
The outer gas tank (140A) is connected to the inner gas tank (140B) at the connection portion side of the cooling fluid inlet (170) and at the portion of the plurality of tubes (110) facing the outermost tube in the stacking direction. ), The partition (112A, 190), and the water tank (130),
The outer space (140D) communicates with the water tank inner space (130E) so that the cooling fluid flowing from the outer space (140D) into the water tank inner space (130E) intersects the stacking direction of the tubes (110). A communication part (150) is provided at the flowing position.
この発明によれば、通常、水タンク内空間（１３０Ｅ）を流通する冷却流体を、連通部（１５０）によってガスタンク（１４０）の外側空間（１４０Ｄ）にも流すことができるので、排気の熱の影響を最も受けやすいガスタンク（１４０）を冷却流体によって効果的に冷却することができる。よって、「課題の項」で説明したような問題点、つまりガスタンク（１４０）の温度上昇に伴う、ガスタンク（１４０）自身のタンク強度低下、および水タンク（１３０）とガスタンク（１４０）間の過大な熱応力の発生、について抑制することができ、例えばアルミニウム材のような耐熱性の低い材料を用いた排気熱交換装置（１００Ａ）の形成が可能となる。 According to the present invention, the cooling fluid that normally circulates in the water tank inner space (130E) can also be caused to flow to the outer space (140D) of the gas tank (140) by the communication portion (150). The most sensitive gas tank (140) can be effectively cooled by the cooling fluid. Therefore, the problems as described in the “Problem section”, that is, the gas tank (140) itself is reduced in strength due to the temperature rise of the gas tank (140), and the water tank (130) and the gas tank (140) are excessively large. Generation of a thermal stress can be suppressed, and for example, an exhaust heat exchange device (100A) using a material having low heat resistance such as an aluminum material can be formed.
また、冷却流体流入口（１７０）が外側ガスタンク（１４０Ａ）に設けられていることから、冷却流体をガスタンク（１４０）の外側空間（１４０Ｄ）に流した後に、連通部（１５０）を介して水タンク内空間（１３０Ｅ）に流すことができるので、排気熱交換装置（１００Ａ）に使用される冷却流体の全量をガスタンク（１４０）の外側空間（１４０Ｄ）に供給でき、ガスタンク（１４０）を効果的に冷却することができる。 Further, since the cooling fluid inlet (170) is provided in the outer gas tank (140A), the cooling fluid flows into the outer space (140D) of the gas tank (140), and then the water is passed through the communication portion (150). Since it can flow into the tank internal space (130E), the entire amount of the cooling fluid used in the exhaust heat exchange device (100A) can be supplied to the outer space (140D) of the gas tank (140), and the gas tank (140) is effectively used. Can be cooled to.
また、ガスタンク（１４０）は、外側ガスタンク（１４０Ａ）と内側ガスタンク（１４０Ｂ）とから形成されていることから、複雑な加工を不用として容易に外側空間（１４０Ｄ）を備えるガスタンク（１４０）を形成することができる。 Moreover, since the gas tank (140) is formed of the outer gas tank (140A) and the inner gas tank (140B), the gas tank (140) including the outer space (140D) is easily formed without using complicated processing. be able to.
請求項２に記載の発明では、連通部（１５０）は、少なくとも冷却流体流入口（１７０）の接続部と対向する側に設けられていることを特徴としている。 The invention according to claim 2 is characterized in that the communication part (150) is provided at least on the side facing the connection part of the cooling fluid inlet (170).
この発明によれば、冷却流体流入口（１７０）から外側空間（１４０Ｄ）に流入された冷却流体を、２つの流れに分流させてそれぞれ外側空間（１４０Ｄ）の周方向に流れさせ、更に冷却流体流入口（１７０）とは反対側の連通部（１５０）において合流するように流すことができる。よって、冷却流体を外側空間（１４０Ｄ）の全体に渡って流すことができるので、ガスタンク（１４０）およびフランジ（１４８）を効果的に冷却することができる。 According to the present invention, the cooling fluid that has flowed into the outer space (140D) from the cooling fluid inlet (170) is divided into two flows to flow in the circumferential direction of the outer space (140D). It can flow so that it may merge in the communicating part (150) on the opposite side to the inflow port (170). Therefore, since the cooling fluid can flow over the entire outer space (140D), the gas tank (140) and the flange (148) can be effectively cooled.
請求項３に記載の発明では、連通部（１５０）は、冷却流体流入口（１７０）の接続部と近接して設けられ、
外側空間（１４０Ｄ）における冷却流体流入口（１７０）の接続部側の領域と、連通部（１５０）側の領域との間には、両領域を仕切る仕切り部（１４９）が形成されたことを特徴としている。
In the invention according to claim 3, the communication part (150) is provided close to the connection part of the cooling fluid inlet (170),
Between the region on the connection side of the cooling fluid inflow port (170) in the outer space (140D) and the region on the communication portion (150) side, a partition portion (149) that partitions both regions is formed. It is a feature.
この発明によれば、冷却流体流入口（１７０）から外側空間（１４０Ｄ）に流入された冷却流体を、仕切り部（１４９）によって直接的に連通部（１５０）に流入させることなく、外側空間（１４０Ｄ）内において周方向にほぼ一周分、冷却流体を流すことができる。よって、冷却流体を外側空間（１４０Ｄ）の全体に渡って流すことができるので、ガスタンク（１４０）を効果的に冷却することができる。 According to this invention, the cooling fluid that has flowed into the outer space (140D) from the cooling fluid inlet (170) is not directly flowed into the communication portion (150) by the partition portion (149), but the outer space ( 140D), the cooling fluid can be made to flow substantially once in the circumferential direction. Therefore, since the cooling fluid can flow over the entire outer space (140D), the gas tank (140) can be effectively cooled.
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description mentioned later.
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 A plurality of modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly indicate that the combination is possible in each embodiment, but also a combination of the embodiments even if they are not clearly specified unless there is a problem with the combination. It is also possible.
（第１実施形態）
第１実施形態は、本発明に係る排気熱交換装置を車両用ディーゼルエンジンあるいはガソリンエンジン（内燃機関であり、以下エンジン）の排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）におけるＥＧＲガスクーラ１００Ａに適用したものである。以下、図１〜図４を用いて、ＥＧＲガスクーラ１００Ａの構成について説明する。
(First embodiment)
In the first embodiment, the exhaust heat exchange device according to the present invention is applied to an EGR gas cooler 100A in an exhaust gas recirculation device (EGR) of a vehicle diesel engine or a gasoline engine (which is an internal combustion engine, hereinafter referred to as an engine). . Hereinafter, the configuration of the EGR gas cooler 100A will be described with reference to FIGS.
図１はＥＧＲガスクーラ１００Ａの外観全体を示す斜視図、図２は図１における各構成部材を示す分解斜視図、図３は図１におけるＥＧＲガスクーラ１００Ａの下側外観を示す斜視図（図１の上下を反転した斜視図）、図４は連通部１５０を示す断面図である。尚、図１、図２、図４において図面の上側を各構成説明における「上側」とし、図面の下側を各構成説明における「下側」としている。
1 is a perspective view showing the overall appearance of the EGR gas cooler 100A, FIG. 2 is an exploded perspective view showing each component in FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view showing the lower appearance of the EGR gas cooler 100A in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the
ＥＧＲガスクーラ１００Ａは、エンジンの吸気側に再循環させる排気を、エンジン冷却用の冷却流体としての冷却水によって冷却する排気熱交換装置である。このＥＧＲガスクーラ１００Ａは、図１〜図４に示すように、内部にインナーフィン１２０が配設される複数のチューブ１１０、水タンク１３０、入口ガスタンク１４０、出口ガスタンク１６０、入口水パイプ１７０、および出口水パイプ１８０等から構成されている。以下説明する各部材は、軽量で熱伝導性に優れ、且つ安価なアルミニウム材、あるいはアルミニウム合金材から成形されており、各部材の当接部がろう付あるいは溶接により接合されている。
The EGR gas cooler 100A is an exhaust heat exchange device that cools the exhaust gas recirculated to the intake side of the engine with cooling water as cooling fluid for engine cooling. 1 to 4, the EGR gas cooler 100A includes a plurality of
チューブ１１０は、内部を排気が流通する管部材であり、２枚のチューブプレートから形成されている（図省略）。各チューブプレートは、プレス加工またはロール加工によって平板から断面が浅いコの字形状に形成されている。そして、各チューブプレートの開口側が互いに接合されることで、チューブ１１０は、長手方向に交差する横断面が、扁平な矩形形状を成す細長の管部材として形成されている。チューブ１１０の内部には、薄肉板材から断面波形状にプレス加工されたインナーフィン１２０が配設されている。インナーフィン１２０は、チューブ１１０の内面（後述するチューブ基本面１１１）に接合されている。このインナーフィン１２０を有するチューブ１１０は、インナーフィン１２０を両チューブプレートによって挟み込むようにして組付けを行った後に、接合することで形成される。
The
チューブ１１０は、扁平矩形断面の長辺側となるチューブ基本面１１１が互いに対向するように複数積層されており、チューブ１１０の内部に形成されるガス流路１１４、およびチューブ１１０の外側に形成される水流路１１５（詳細後述）を有している。ガス流路１１４には、排気が流通し、また、水流路１１５には、冷却水が流通する。
A plurality of
チューブ基本面１１１には、凸部１１２および凹部１１３が設けられている。凸部１１２は、チューブ基本面１１１の表面から外方に向けて突出するようにプレス加工された打出し部であり、チューブ基本面１１１の外周部に堰のように形成されている。そして、凹部１１３は、上記凸部１１２の突出頂点からチューブ基本面１１１側にへこむへこみ部として形成されている。換言すると、凹部１１３は、凸部１１２の成形されない凸部非成形部として設けられている。凹部１１３の形成される位置は、ここではチューブ基本面１１１における１つの対角の位置となる２箇所としている。図２で説明するならば、凹部１１３はチューブ基本面１１１の左下部と右上部とに形成されている。上記チューブ１１０は、図２に示すように、チューブ基本面１１１に形成された凸部１１２が互いに当接するように複数積層されて、各凸部１１２同士が接合されている。
The tube
そして、凸部１１２のうち、各チューブ１１０の長手方向端部に形成された凸部１１２同士が接合されることで、複数積層されたチューブ１１０の長手方向端部には、後述する水タンク１３０の内部（水流路１１５）と各ガスタンク１４０、１６０の内部とを区画する区画部１１２Ａが形成されている。
And the
ここで、複数積層されるチューブ１１０間において、凸部１１２の内側領域には空間が形成されて、この空間が冷却水用の水流路１１５となっている。また、チューブ基本面１１１で２箇所形成される凹部１１３のうち、チューブ１１０長手方向の一方（図２中の左下側）の凹部１１３同士によって形成される開口部は、外部と上記水流路１１５とが連通して冷却水が流入する流入側開口部１１３ａとなっている。また、チューブ基本面１１１で２箇所形成される凹部１１３のうち、チューブ１１０長手方向の他方（図２中の右上側）の凹部１１３同士によって形成される開口部は、外部と上記水流路１１５とが連通して冷却水が流出する流出側開口部１１３ｂとなっている。ここでは、ガス流路１１４（チューブ１１０内）において、排気ガスが流入する側を流入側開口部１１３ａとし、その反対側を流出側開口部１１３ｂとしている。
Here, between the
そして、チューブ１１０の流入側開口部１１３ａ側となるチューブ基本面１１１には、チューブ１１０の外表面における冷却水の温度境界層の温度を低下させる温度低下手段としての凸状部が形成されている。凸状部は、ここでは、複数のディンプル１１６として形成されている。ディンプル１１６は、例えば円筒形の凸状部として設定することができ、碁盤目状に複数配置されている。ディンプル１１６の突出寸法は、チューブ１１０の外周部の凸部１１２の突出寸法と同一としている。
And the convex part as a temperature fall means to lower the temperature of the temperature boundary layer of the cooling water in the outer surface of the
また、チューブ基本面１１１の流入側開口部１１３ａの近傍には、冷却水の流れをできるだけチューブ基本面１１１の全体に拡げ、流出側開口部１１３ｂへと向かうようにするための整流部１１７が設けられている。整流部１１７も上記ディンプル１１６と同様にチューブ基本面１１１から突出するようにして形成されている。
Further, in the vicinity of the
水タンク１３０は、複数積層されたチューブ１１０を内部に収容する筒状の容器体であり、第１水タンク１３０Ａと第２水タンク１３０Ｂとから形成されている。
The
第１水タンク１３０Ａは、チューブ基本面１１１に対向する本体部１３１と、この本体部１３１の上側端部からチューブ１１０側に略９０度に折り曲げられた上面部１３２と、本体部１３１の下側端部からチューブ１１０側に略９０度に折り曲げられた下面部１３３とを備えて、横断面形状がコの字状を成している。上面部１３２の長手方向における流出側開口部１１３ｂに対応する側の端部には、外側（上側）に膨出する膨出部１３２ａが形成されており、更に、この膨出部１３２ａの領域内には、バーリング部（縁立て部）を備え、出口水パイプ１８０接続用となるパイプ孔１３２ｂが穿設されている。また、下面部１３３の長手方向の両端部には、外側（下側）に膨出する膨出部１３３ａ、１３３ｂが形成されている。
The
第２水タンク１３０Ｂは、チューブ基本面１１１に対向する本体部１３４と、この本体部１３４の上側端部からチューブ１１０側に略９０度に折り曲げられた上面部１３５と、本体部１３１の下側端部からチューブ１１０側に略９０度に折り曲げられた下面部１３６とを備えて、横断面形状が上記第１水タンク１３０Ａよりも浅いコの字状を成している。上面部１３５の長手方向における流出側開口部１１３ｂに対応する側の端部には、第１水タンク１３０Ａと同様に、外側（上側）に膨出する膨出部１３５ａが形成されている。また、下面部１３６の長手方向の両端部には、第１水タンク１３０Ａと同様に、外側（下側）に膨出する膨出部１３６ａ、１３６ｂが形成されている。
The
第１水タンク１３０Ａと第２水タンク１３０Ｂとは、コの字状断面の開口側が互いに接合されて、断面四角形状を成す筒状の水タンク１３０を形成している。水タンク１３０の長手方向の両端部は、外部に開口する開口側端部１３０Ｃ、１３０Ｄとなっている。そして、両開口側端部１３０Ｃ、１３０Ｄのうち、後述する入口ガスタンク１４０側となる開口側端部１３０Ｃには、水タンク膨出部としての膨出部１３３ｃが形成されている。膨出部１３３ｃは、四角形状を成す開口側端部１３０Ｃの下側の辺の中央部で、この下側の辺よりも外側（下側）に膨出するようにして、且つ上述した膨出部１３３ａに繋がるように形成されている。
The
入口ガスタンク１４０は、排気管からの排気を内部に流通させて、この排気を複数のチューブ１１０に分配供給するための排気流路１４０Ｃを形成するものであり、外側ガスタンク１４０Ａと内側ガスタンク１４０Ｂとから形成されて、二重構造を成している。
The
外側ガスタンク１４０Ａは、外形形状が直方体状を成して、チューブ１１０側となる一方の面が開口する半容器体として形成されている。開口している部位は、開口部１４１となっている。開口部１４１は、四角形状を成している。この開口部１４１と対向する側となる他方の面の下方には、バーリング部を備え、フランジ１４８接続用となる円形のフランジ孔１４２が穿設されている。また、外側ガスタンク１４０Ａの上側となる面には、入口水パイプ１７０の接続用のパイプ孔１４３が穿設されている。
The
更に、外側ガスタンク１４０Ａの下側となる外側壁部１４４には、ガスタンク膨出部としての膨出部１４５が形成されている（図３）。膨出部１４５は、四角形状を成す開口部１４１の下側の辺の中央部で、この下側の辺よりも外側（下側）に膨出すると共に、フランジ孔１４２側に向けて順次膨出量が小さくなるように形成されている。膨出部１４５は、外側ガスタンク１４０Ａにおいてパイプ孔１４３の形成された面に対向する（反対側となる）面に設けられている。
Furthermore, a bulging
内側ガスタンク１４０Ｂは、漏斗状を成して内部に排気流路１４０Ｃを形成するものであり、チューブ１１０側となる一方側に四角形状を成す開口部１４６が形成され、他方側にバーリング部を備え、フランジ１４８接続用となる円形のフランジ孔１４７が形成されている。開口部１４６は本願発明における一方の開口部に対応し、フランジ孔１４７は本願発明における他方の開口部に対応する。他方の開口部は、一方の開口部を貫く軸線に沿った方向に開口している。
The
内側ガスタンク１４０Ｂは、外側ガスタンク１４０Ａの内部に挿入され、開口部１４６の外周面と、膨出部１４５を除く開口部１４１の内周面とが互いに接合され、またフランジ孔１４７のバーリング部の外周面と、フランジ孔１４２のバーリング部の内周面とが互いに接合されて、入口ガスタンク１４０が形成されている。このように形成される入口ガスタンク１４０は、内側ガスタンク１４０Ｂと外側ガスタンク１４０Ａとの二重構造によって、内側ガスタンク１４０Ｂの排気流路１４０Ｃの外側、つまり内側ガスタンク１４０Ｂと外側ガスタンク１４０Ａとの間に外側空間１４０Ｄを備えるタンクとなっている。外側空間１４０Ｄは、膨出部１４５を介して入口ガスタンク１４０の外部と連通している。
The
入口ガスタンク１４０には、排気ガス再循環装置における相手側排気管との接続用のフランジ１４８が接合されている。フランジ１４８は、外形が菱形状を成す板部材であり、中心部に連通孔１４８ａが穿設され、また両端側にボルトによる締結用のボルト孔（雌ねじ）１４８ｂが形成されている。連通孔１４８ａと、入口ガスタンク１４０のフランジ孔１４２、１４６とが連通するようにして、フランジ１４８は、入口ガスタンク１４０に接合されている。そして、入口ガスタンク１４０の開口部１４６の内周面は、複数積層されたチューブ１１０の区画部１１２Ａの外周面に接合されている。よって、内側ガスタンク１４０Ｂの排気流路１４０Ｃは、各チューブ１１０内のガス流路１１４と連通している。
The
出口ガスタンク１６０は、漏斗状を成して内部に排気流路を形成するものであり、チューブ１１０側となる一方側に四角形状を成す開口部１６１が形成され、他方側にバーリング部を備え、フランジ１６３接続用となる円形のフランジ孔１６２が形成されている。出口ガスタンク１６０には、排気ガス再循環装置における相手側排気管との接続用のフランジ１６３が接合されている。フランジ１６３は、上記フランジ１４８と同様に、外形が菱形状を成す板部材であり、中心部に連通孔が穿設され、また両端側にボルトによる締結用のボルト孔（雌ねじ）が形成されている。連通孔と、出口ガスタンク１６０のフランジ孔１６２とが連通するようにして、フランジ１６３は、出口ガスタンク１６０に接合されている。そして、出口ガスタンク１６０の開口部１６１の内周面は、複数積層されたチューブ１１０の区画部１１２Ａの外周面に接合されている。よって、出口ガスタンク１６０の内部となる排気流路は、各チューブ１１０内のガス流路１１４と連通している。
The
そして、第１水タンク１３０Ａ、第２水タンク１３０Ｂは、チューブ積層方向から複数積層されたチューブ１１０の外側を覆うように組付けされて、チューブ１１０は水タンク１３０内に収容された形となっている。水タンク１３０の開口側端部１３０Ｃ、１３０Ｄの内周面は、各ガスタンク１４０の開口部１４１、１６１の外周面に接合されている。
The
よって、水タンク１３０の膨出部１３３ａ、１３６ａによって形成される空間と、複数積層されたチューブ１１０の側面部における開口部１１３ａとが連通している。また、水タンク１３０の膨出部１３２ａ、１３５ａによって形成される空間と、複数積層されたチューブ１１０の側面部における開口部１１３ｂとが連通している。また、チューブ１１０の側面部と膨出部１３３ｂ、１３６ｂとの間には空間が形成されている。また、最外方のチューブ１１０（チューブ基本面１１１）と本体部１３１、１３４との間には、各チューブ１１０間に形成される水流路１１５と同様の水流路１１５が形成されている。更に、チューブ１１０の上側の側面部と上面部１３２、１３５との間、およびチューブの下側の側面部と下面部１３３、１３６との間には隙間が形成されている。水タンク１３０の内部でチューブ１１０の外側に形成される空間が水タンク内空間１３０Ｅとなっている。
Therefore, the space formed by the bulging
更に、水タンク１３０の膨出部１３３ｃの内周面が、入口ガスタンク１４０の膨出部１４５の外周面に接合され、膨出部１３３ｃと膨出部１４５とが接続されている。この両膨出部１３３ｃ、１４５によって、両膨出部１３３ｃ、１４５の内側に流路が形成されて、この流路が連通部１５０となっている。連通部１５０によって、水タンク１３０の膨出部１３３ａ、１３６ａによって形成される空間と、入口ガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄとが連通している。
Furthermore, the inner peripheral surface of the bulging
入口水パイプ１７０は、エンジンから流出される冷却水が流入する冷却流体流入口を形成するものであり、管部材から形成されている。入口水パイプ１７０の先端部は、外側ガスタンク１４０Ａのパイプ孔１４３に挿入されて接合されている。入口水パイプ１７０は、入口ガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄと連通している。
The
出口水パイプ１８０は、チューブ１１０の水流路１１５を流通した冷却水が流出する冷却流体流出口を形成するものであり、管部材から形成されている。出口水パイプ１８０の先端部は、水タンク１３０の膨出部１３２ａにおけるパイプ孔１３２ｂに挿入されて接合されている。出口水パイプ１８０は、水タンク１３０の膨出部１３２ａ、１３５ａによって形成される空間と連通している。
The
以上のように構成されるＥＧＲガスクーラ１００Ａにおいては、図１に示すように、エンジンから排出された排気の一部が、フランジ１４８、入口ガスタンク１４０（内側ガスタンク１４０Ｂの排気流路１４０Ｃ）を経て複数のチューブ１１０内のガス流路１１４を流通して、出口ガスタンク１６０、フランジ１６３から流出される。流出された排気は再びエンジンに吸入される。
In the EGR gas cooler 100A configured as described above, as shown in FIG. 1, a part of the exhaust discharged from the engine passes through a
一方、エンジンの冷却水は、図１、図４に示すように、排気の流入側となる入口水パイプ１７０、入口ガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄ、膨出部１４５、連通部１５０、膨出部１３３ｃ、膨出部１３３ａ、１３６ａ、水タンク内空間１３０Ｅ（主に流入側開口部１１３ａ、水流路１１５、流出側開口部１１３ｂ）を流通して、膨出部１３２ａ、１３５ａ、出口水パイプ１８０から流出される。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 4, the engine coolant is supplied to the
そして、上記ガス流路１１４を流通する排気と、主に水流路１１５を流通する冷却水との間で熱交換が行われて、排気ガスが冷却される。
Then, heat exchange is performed between the exhaust gas flowing through the
本実施形態においては、入口ガスタンク１４０を二重構造として、内側ガスタンク１４０Ｂの排気流路１４０Ｃの外側に外側ガスタンク１４０Ａによって外側空間１４０Ｄを形成し、また、水タンク１３０の水タンク内空間１３０Ｅと、入口ガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄとを連通させる連通部１５０を形成している。
In the present embodiment, the
これにより、通常、水タンク１３０内（水タンク内空間１３０Ｅ）を流通する冷却水を、連通部１５０によってガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄにも流すことができるので、排気の熱の影響を最も受けやすい入口ガスタンク１４０およびフランジ１４８を冷却水によって効果的に冷却することができる。よって、「課題の項」で説明したような問題点、つまり入口ガスタンク１４０およびフランジ１４８の温度上昇に伴う、フランジ１４８の排気管との機械的な締結強度低下、入口ガスタンク１４０自身のタンク強度低下、および水タンク１３０と入口ガスタンク１４０間の過大な熱応力の発生、について抑制することができ、例えばアルミニウム材のような耐熱性の低い材料を用いた排気熱交換装置１００Ａの形成が可能となる。
As a result, the cooling water that normally circulates in the water tank 130 (water tank space 130E) can be made to flow also to the
また、連通部１５０を水タンク１３０の膨出部１３３ｃと、入口ガスタンク１４０の膨出部１４５とを接続することで形成するようにしているので、専用の配管等を用いることなく、水タンク１３０および入口ガスタンク１４０に一体で連通部１５０を形成することができる。
Further, since the
また、入口水パイプ１７０をガスタンク１４０に設けるようにしているので、冷却水をガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄに流した後に、連通部１５０を介して水タンク内空間１３０Ｅに流すことができるので、排気熱交換装置１００Ａに使用される冷却水の全量を入口ガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄに供給でき、入口ガスタンク１４０およびフランジ１４８を効果的に冷却することができる。
In addition, since the
また、入口ガスタンク１４０のフランジ１４８側の開口部（フランジ孔１４２、１４７）が、チューブ１１０側の開口部１４１、１４６を貫く軸線に沿う方向に開口するものにおいて、入口水パイプ１７０を、入口ガスタンク１４０の開口部１４１、１４６を形成する外周面において連通部１５０とは反対側に配置するようにしている。よって、入口水パイプ１７０から外側空間１４０Ｄに流入された冷却流体を、２つの流れに分流させてそれぞれ外側空間１４０Ｄの周方向に流れさせ、更に入口水パイプ１７０とは反対側の連通部１５０において合流するように流すことができるので、冷却水を外側空間１４０Ｄの全体に渡って流すことができ、入口ガスタンク１４０およびフランジ１４８を効果的に冷却することができる。
In addition, in the case where the opening portions (flange holes 142 and 147) on the
また、外側ガスタンク１４０Ａと内側ガスタンク１４０Ｂとを接合することで、入口ガスタンク１４０を形成するようにしているので、複雑な加工を不用として容易に外側空間１４０Ｄを備えるガスタンク１４０を形成することができる。
Moreover, since the
また、複数のチューブ１１０の長手方向端部の全周に形成された凸部１１２を互いに接合することで、水タンク１３０内部（水タンク内空間１３０Ｅ）と各ガスタンク１４０、１６０内部との間の区画を行う区画部１１２Ａを形成するようにしているので、例えばプレート部材のような専用の区画用部品を不用として排気熱交換装置１００Ａを形成することができる。
Further, the
（第２実施形態）
第２実施形態の排気熱交換装置１００Ｂを図５、図６に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、外側ガスタンク１４０Ａを水タンク１３０と一体的に形成すると共に、冷却水、および排気の流入流出方向を変更し、連通部１５０に対して連通部１５１を増設したものである。
(Second Embodiment)
An exhaust
チューブ１１０の凹部１１３は、チューブ基本面１１１の一方の長辺側に２箇所設けられており、流入側開口部１１３ａ、流出側開口部１１３ｂは、複数積層されたチューブの同一の側面部に形成されている。よって水流路１１５は、Ｕ字状の流路となっている。
The
水タンク１３０は、チューブ１１０の上側に配設される第１水タンク１３０Ａと、チューブ１１０の下側に配設される第２水タンク１３０Ｂとから形成されている。第１水タンク１３０Ａにおいて、流入側開口部１１３ａ、流出側開口部１１３ｂに対応する部位には、それぞれ膨出部１３２ｃ、１３２ａが設けられている。また、第２水タンク１３０Ｂのチューブ１１０の側面部に対向する部位には、チューブ１１０の長手方向に沿う膨出部１３６ｃと、この膨出部１３６ｃに連通する膨出部１３３ｂが形成されている。更に、水タンク１３０の側面には、膨出部１３２ａから膨出部１３３ｂに連通する膨出部１３１ａ、１３１ｂがそれぞれ設けられている。
The
入口ガスタンク１４０の外側ガスタンク１４０Ａは、水タンク１３０と一体的に形成されている。入口ガスタンク１４０の内側ガスタンク１４０Ｂにおける一方の開口部はチューブ１１０の区画部１１２Ａの外周面に接合されている。また、内側ガスタンク１４０Ｂにおける他方の開口部、即ちフランジ１４８側となるフランジ孔１４７は、一方の開口部を貫く軸線に対して交差する方向に開口している。つまり、図５において、内側ガスタンク１４０Ｂの一方の開口部はチューブ１１０の長手方向に開口しているが、フランジ孔１４７は下側に向かって開口しており、内側ガスタンク１４０Ｂの内部流路はＬ字状となっている。
The
そして、入口ガスタンク１４０における外側空間１４０Ｄに連通する入口水パイプ１７０は、内側ガスタンク１４０Ｂにおける一方の開口部を貫く軸線に沿う方向に開口するように接合されている。つまり、入口水パイプ１７０は、チューブ１１０の長手方向に沿う方向に開口している。
The
水タンク１３０の内部と入口ガスタンク１４０における外側空間１４０Ｄとを連通させる連通部は、少なくとも２箇所設定されている。即ち、外側空間１４０Ｄと膨出部１３２ｃとの間に１つの連通部１５０が形成され、また、外側空間１４０Ｄと膨出部１３６ｃとの間にもう１つの連通部１５１が形成されている。このように本実施形態では、連通部１５０、１５１は入口ガスタンク１４０（内側ガスタンク１４０Ｂ）の一方の開口部の周方向に少なくとも２箇所、互いに対向するように配置されている。
There are at least two communicating portions for communicating the inside of the
出口ガスタンク１６０は、一方の開口部がチューブ１１０の区画部１１２Ａの外周面に接合され、他方の開口部、即ちフランジ１６３側となるフランジ孔１６２は、一方の開口部を貫く軸線に対して交差する方向に開口している。つまり、図７において一方の開口部はチューブ１１０の長手方向に開口しているが、フランジ孔１６２は下側に向かって開口しており、出口ガスタンク１６０の内部流路はＬ字状となっている。
In the
第２実施形態においては、図５、図６に示すように、エンジンから排出された排気の一部が、下側からフランジ１４８、入口ガスタンク１４０（内側ガスタンク１４０Ｂ）を経て複数のチューブ１１０内のガス流路１１４を流通して、出口ガスタンク１６０、フランジ１６３から下側に向けて流出される。流出された排気は再びエンジンに吸入される。
In the second embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, a part of the exhaust discharged from the engine passes through the
一方、エンジンの冷却水は、水平方向から入口水パイプ１７０、入口ガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄに至り、以下大きく２つの流れを形成する。１つは、外側空間１４０Ｄの上側を通り、連通部１５０から膨出部１３２ｃ、Ｕ字状の水流路１１５、膨出部１３２ａ、出口水パイプ１８０の順に向かう流れである。もう１つは、外側空間１４０Ｄの下側を通り、連通部１５１から膨出部１３６ｃ、膨出部１３３ｂ、膨出部１３１ａ、１３１ｂ、膨出部１３２ａ、出口水パイプ１８０の順に向かう流れである。
On the other hand, the cooling water of the engine reaches the
このように、本実施形態のような冷却水、および排気の流入流出方向を持つものにおいては、入口水パイプ１７０から外側空間１４０Ｄに流入した冷却水を、対向配置された少なくとも２箇所の連通部１５０、１５１向けて流すことができるので、入口水パイプ１７０が入口ガスタンク１４０の一方の開口部を貫く軸線に沿って開口している場合においても、冷却水を外側空間１４０Ｄの全体に渡って流すことができ、入口ガスタンク１４０およびフランジ１４８を効果的に冷却することができる。
As described above, in the cooling water having the inflow / outflow direction of the cooling water as in the present embodiment, the cooling water flowing into the
（第３実施形態）
第３実施形態の排気熱交換装置１００Ｃを図７、図８に示す。第３実施形態は、上記第１実施形態に対して、入口水パイプ１７０を水タンク１３０に設け、連通部１５０に対して連通部１５１を増設したものである。
(Third embodiment)
An exhaust heat exchange device 100C of the third embodiment is shown in FIGS. 3rd Embodiment provides the
チューブ１１０の凹部１１３は、チューブ基本面１１１の一方の長辺側に２箇所設けられており、流入側開口部１１３ａ、流出側開口部１１３ｂは、複数積層されたチューブの同一の側面部に形成されている。よって水流路１１５は、Ｕ字状の流路となっている。
The
水タンク１３０において、流入側開口部１１３ａ、流出側開口部１１３ｂに対応する部位には、それぞれ膨出部１３２ｃ、１３２ａが設けられている。また、水タンク１３０において、各開口部１１３ａ、１１３ｂが形成されたチューブ１１０の側面部とは反対側の側面部と対向する部位には、入口ガスタンク１４０側からチューブ１１０の長手方向に沿う膨出部１３６ｃと、この膨出部１３６ｃに連通する膨出部１３３ｂが形成されている。更に、水タンク１３０の本体部１３１、１３４には、膨出部１３２ａから膨出部１３３ｂに連通する膨出部１３１ａ、１３４ａがそれぞれ設けられている。
In the
そして、水タンク１３０には、膨出部１３２ｃ内部に連通する入口水パイプ１７０が接合されている。
The
水タンク１３０の内部と入口ガスタンク１４０における外側空間１４０Ｄとを連通させる連通部は、少なくとも２箇所設定されている。即ち、外側空間１４０Ｄと入口水パイプ１７０の設けられた膨出部１３２ｃとの間に１つの連通部１５０が形成され、また、外側空間１４０Ｄと膨出部１３６ｃとの間にもう１つの連通部１５１が形成されている。このように本実施形態では、連通部１５０、１５１のうち、１つの連通部１５０は、入口水パイプ１７０に近接して設けられ、もう１つの連通部１５１は、入口ガスタンク１４０（内側ガスタンク１４０Ｂ）の一方の開口部の周上において対向するように配置されている。
There are at least two communicating portions for communicating the inside of the
出口ガスタンク１６０は、一方の開口部がチューブ１１０の区画部１１２Ａの外周面に接合され、他方の開口部、即ちフランジ１６３側となるフランジ孔１６２は、一方の開口部を貫く軸線に対して交差する方向に開口している。つまり、図７において一方の開口部はチューブ１１０の長手方向に開口しているが、フランジ孔１６２は下側に向かって開口しており、出口ガスタンク１６０の内部流路はＬ字状となっている。
In the
第３実施形態においては、図７、図８に示すように、エンジンから排出された排気の一部が、水平方向からフランジ１４８、入口ガスタンク１４０（内側ガスタンク１４０Ｂ）を経て複数のチューブ１１０内のガス流路１１４を流通して、出口ガスタンク１６０、フランジ１６３から下側に向けて流出される。流出された排気は再びエンジンに吸入される。
In the third embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, a part of the exhaust discharged from the engine passes through the
一方、エンジンの冷却水は、上側から入口水パイプ１７０、膨出部１３２ｃ内に至り、以下大きく２つの流れを形成する。１つは、膨出部１３２ｃからＵ字状の水流路１１５、膨出部１３２ａ、出口水パイプ１８０の順に向かう流れである。もう１つは、膨出部１３２ｃ、連通部１５０から、入口ガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄで周方向に分流し、連通部１５１で合流して、膨出部１３６ｃ、膨出部１３３ｂ、膨出部１３１ａ、１３４ａ、膨出部１３２ａ、出口水パイプ１８０の順に向かう流れである。
On the other hand, the cooling water of the engine reaches the
このように、本実施形態のような冷却水、および排気の流入流出方向を持つものにおいては、水タンク１３０に供給される冷却水の一部を、連通部１５０を介してガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄに流すことができる。これは、ガスタンク１４０およびフランジ１４８に対する排気の熱の影響の度合いによっては、冷却水の全量を外側空間１４０Ｄ内に供給する必要のない場合に用いて好適である。
As described above, in the cooling water having the inflow / outflow direction of the exhaust gas as in the present embodiment, a part of the cooling water supplied to the
更に、本実施形態では、入口水パイプ１７０から水タンク１３０に流入された冷却水の一部を、入口水パイプ１７０に近接する一方の連通部１５０からガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄに流入させ、２つの流れに分流させてそれぞれ外側空間１４０Ｄの周方向に流れさせ、更に対向する側の他方の連通部１５１において合流させて、再び水タンク１３０に流入させることができる。よって、冷却水を外側空間１４０Ｄの全体に渡って流すことができるので、ガスタンク１４０およびフランジ１４８を効果的に冷却することができる。
Furthermore, in the present embodiment, a part of the cooling water that has flowed into the
（第４実施形態）
第４実施形態の排気熱交換装置１００Ｄを図９、図１０に示す。第４実施形態は、上記第２実施形態に対して、外側ガスタンク１６０Ａを水タンク１３０と一体的に形成すると共に、冷却水の流出方向を変更したものである。
(Fourth embodiment)
An exhaust
水タンク１３０は、チューブ１１０の上側に配設される第１水タンク１３０Ａと、チューブ１１０の下側に配設される第２水タンク１３０Ｂとから形成されている。水タンク１３０は、上記第２実施形態に対して、入口ガスタンク１４０の外側ガスタンク１４０Ａが、水タンク１３０と一体的に形成されると共に、出口ガスタンク１６０の外側ガスタンク１６０Ａも水タンク１３０と一体的に形成されている。また、水タンク１３０の側面における膨出部１３１ａ、１３１ｂは廃止されている。
The
出口ガスタンク１６０は、入口ガスタンク１４０と同様の構成となっている。即ち、出口ガスタンク１６０は、外側ガスタンク１６０Ａと内側ガスタンク１６０Ｂとから形成されており、外側ガスタンク１６０Ａは、上記のように水タンク１３０と一体的に形成されている。内側ガスタンク１６０Ｂにおける一方の開口部はチューブ１１０の区画部１１２Ａの外周面に接合されている。また、内側ガスタンク１６０Ｂにおける他方の開口部、即ちフランジ１６３側となるフランジ孔１６２は、一方の開口部を貫く軸線に対して交差する方向に開口している。つまり、図９において、内側ガスタンク１６０Ｂの一方の開口部はチューブ１１０の長手方向に開口しているが、フランジ孔１６２は下側に向かって開口しており、内側ガスタンク１６０Ｂの内部流路はＬ字状となっている。
The
そして、出口ガスタンク１６０における外側空間１６０Ｄに連通する出口水パイプ１８０は、内側ガスタンク１６０Ｂにおける一方の開口部を貫く軸線に沿う方向に開口するように接合されている。つまり、出口水パイプ１８０は、チューブ１１０の長手方向に沿う方向に開口している。
The
水タンク１３０の内部と出口ガスタンク１６０における外側空間１６０Ｄとを連通させる連通部は、少なくとも２箇所設定されている。即ち、外側空間１６０Ｄと膨出部１３２ａとの間に１つの連通部１５２が形成され、また、外側空間１６０Ｄと膨出部１３６ｃとの間にもう１つの連通部１５３が形成されている。
There are at least two communicating portions that connect the inside of the
第４実施形態においては、図９、図１０に示すように、エンジンから排出された排気の一部が、下側からフランジ１４８、入口ガスタンク１４０（内側ガスタンク１４０Ｂ）を経て複数のチューブ１１０内のガス流路１１４を流通して、出口ガスタンク１６０（内側ガスタンク１６０Ｂ）、フランジ１６３から下側に向けて流出される。流出された排気は再びエンジンに吸入される。
In the fourth embodiment, as shown in FIGS. 9 and 10, a part of the exhaust discharged from the engine passes through the
一方、エンジンの冷却水は、水平方向から入口水パイプ１７０、入口ガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄに至り、以下大きく２つの流れを形成する。１つは、外側空間１４０Ｄの上側を通り、連通部１５０から膨出部１３２ｃ、Ｕ字状の水流路１１５、膨出部１３２ａ、連通部１５２、出口ガスタンク１６０の外側空間１６０Ｄの上側、出口水パイプ１８０の順に向かう流れである。もう１つは、外側空間１４０Ｄの下側を通り、連通部１５１から膨出部１３６ｃ、連通部１５３、出口ガスタンク１６０の外側空間１６０Ｄの下側、出口水パイプ１８０の順に向かう流れである。
On the other hand, the cooling water of the engine reaches the
このように、本実施形態のような冷却水、および排気の流入流出方向を持つものにおいては、入口水パイプ１７０から外側空間１４０Ｄに流入した冷却水を、上記第２実施形態と同様に、対向配置された少なくとも２箇所の連通部１５０、１５１向けて流すことができるので、入口水パイプ１７０が入口ガスタンク１４０の一方の開口部を貫く軸線に沿って開口している場合においても、冷却水を外側空間１４０Ｄの全体に渡って流すことができ、入口ガスタンク１４０およびフランジ１４８を効果的に冷却することができる。
As described above, in the cooling water as in this embodiment and the one having the inflow / outflow direction of the exhaust, the cooling water flowing into the
（第５実施形態）
第５実施形態の排気熱交換装置１００Ｅを図１１〜図１３に示す。第５実施形態は、上記第１実施形態に対して、冷却水の流入方向を変更し、入口ガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄに仕切り部１４９を設けたものである。
(Fifth embodiment)
An exhaust
入口ガスタンク１４０の外側ガスタンク１４０Ａは、内側ガスタンク１４０Ｂと同様に漏斗状に形成されており、外側ガスタンク１４０Ａと内側ガスタンク１４０Ｂとの間は全体に渡って一様の隙間が形成され、この隙間が外側空間１４０Ｄとなっている。
The
入口水パイプ１７０は、図１１に示すように、外側ガスタンク１４０Ａの下側となる外側壁部１４４に設けられたパイプ孔（図示せず）に挿入されて接合されている。よって、入口水パイプ１７０は、連通部１５０と近接配置されている。入口水パイプ１７０は、入口ガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄと連通している。
As shown in FIG. 11, the
そして、外側空間１４０Ｄにおいて、入口水パイプ１７０側の領域（入口水パイプ１７０と外側空間１４０Ｄとが連通する領域）と、連通部１５０側の領域との間には、両領域を仕切る仕切り部１４９が形成されている。仕切り部１４９は、図１３に示すように、例えば板部材から形成されて、外側ガスタンク１４０Ａの内壁と、内側ガスタンク１４０Ｂの外壁と、に接合されている。
In the
第５実施形態においては、図１１に示すように、エンジンから排出された排気の一部が、水平方向からフランジ１４８、入口ガスタンク１４０（内側ガスタンク１４０Ｂ）を経て複数のチューブ１１０内のガス流路１１４を流通して、出口ガスタンク１６０、フランジ１６３から下側に向けて流出される。流出された排気は再びエンジンに吸入される。
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 11, a part of the exhaust discharged from the engine passes through the
一方、エンジンの冷却水は、図１３に示すように、下側から入口水パイプ１７０を介して外側空間１４０Ｄに流入する。そして、冷却水は、仕切り部１４９によって直接的な連通部１５０への流入が阻止されて、入口ガスタンク１４０の軸線（排気の流れる方向）に対して、周方向に、ほぼ外側空間１４０Ｄを一周分、流れた後に、連通部１５０に至る。更に、冷却水は、連通部１５０を介して水タンク内空間１３０Ｅ（主に流入側開口部１１３ａ、水流路１１５、流出側開口部１１３ｂ）を流通して、出口水パイプ１８０から流出される。
On the other hand, the engine cooling water flows into the
このように、本実施形態では、外側空間１４０Ｄ内において周方向にほぼ一周分、冷却水を流すことができ、冷却水を外側空間１４０Ｄの全体に渡って流すことができるので、ガスタンク１４０およびフランジ１４８を効果的に冷却することができる。
As described above, in the present embodiment, the cooling water can be flown in the
（第６実施形態）
第６実施形態のＥＧＲガスクーラ１００Ｆを図１４に示す。上記第１実施形態のＥＧＲガスクーラ１００Ａでは、水平方向に連通部１５０を流通する冷却水は、水タンク内空間１３０Ｅに流入した後、チューブ１１０の長手方向に沿うように出口水パイプ１８０側に向けて流れやすくなる。よって、連通部１５０に対して水タンク内空間１３０Ｅの奥側、且つ入口ガスタンク１４０側となる領域に冷却水の流れが淀む死水域が形成されやすく、排気の熱による冷却水の局部沸騰発生の虞があった。そこで、第６実施形態は、上記第１実施形態に対して、水タンク内空間１３０Ｅにおいて死水域の発生を抑制するために、偏向部１５４および偏向リブ１１８を追加したものとしている。
(Sixth embodiment)
An EGR gas cooler 100F of the sixth embodiment is shown in FIG. In the EGR gas cooler 100A of the first embodiment, the cooling water flowing through the
偏向部１５４は、膨出部１３３ｃおよび膨出部１４５から形成される連通部１５０において、入口ガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄから水タンク１３０の水タンク内空間１３０Ｅへ向かう下流側端部に形成された階段状の段部として形成されている。偏向部１５４は、図１４に示すように、連通部１５０を流通する水平方向の冷却水の流れを、チューブ１１０の長手方向に対して交差する方向、即ち、水タンク内空間１３０Ｅの奥側に向かう垂直方向にするようになっている。
The
また、偏向リブ１１８は、チューブ１１０の長手方向において、入口ガスタンク１４０側となる端部近傍の表面から外方に突出する突部として、チューブ１１０の幅方向に複数形成されている。偏向リブ１１８は、細長形状になっており、その長手方向は、偏向部１５４側から水タンク内空間１３０Ｅの奥側となるチューブ１１０の角部側を向くように斜めに配置されている。
A plurality of
第６実施形態においては、外側空間１４０Ｄから連通部１５０を水平方向に流れる冷却水は、偏向部１５４に衝突して、垂直方向の流れとなって、水タンク内空間１３０Ｅに流入する。更に、複数の偏向リブ１１８によって、冷却水の流れの一部は、入口ガスタンク１４０側を向くように曲げられつつ、偏向部１５４側から奥側のチューブ１１０の角部側に向けて流れる。そして、冷却水は、チューブ１１０の長手方向に向けて流れ、出口水パイプ１８０から流出する。
In the sixth embodiment, the cooling water flowing in the horizontal direction through the
したがって、連通部１５０から水タンク内空間１３０Ｅに流入する冷却水は、チューブ１１０の表面全体に渡って流れるようになるので、死水域の発生を抑制することができる。よって、冷却水の淀みによって、排気から受ける熱によって冷却水が局部的に沸騰してしまうことを抑制することができる。
Therefore, since the cooling water flowing into the water tank inner space 130E from the
（第７実施形態）
第７実施形態のＥＧＲガスクーラ１００Ｇを図１５に示す。例えば、外側ガスタンク１４０Ａが内側ガスタンク１４０Ｂと同様に、漏斗状を成していると、フランジ１４８は、フランジ孔１４７のフランジ部の外周面のみでろう付けされることになり、ろう付け面積が小さなものにとどまり、ろう付け強度が充分に得られない。そこで、第７実施形態は、フランジ１４８と外側ガスタンク１４０Ａとを強固にろう付けするようにしている。
(Seventh embodiment)
An EGR gas cooler 100G of the seventh embodiment is shown in FIG. For example, when the
外側ガスタンク１４０Ａは、直方体形状を成しており、フランジ孔（他方の開口部）１４７の周りには、フランジ孔１４７を貫く軸線に対して直交する平面部１４０ａが形成されている。外側ガスタンク１４０Ａの表裏面には、ろう材がクラッドされている。
The
一方、フランジ１４８は、菱形状の厚い板部材であって、平面部１４０ａと対向する面は、当然のことながら、菱形の平面として形成されている。フランジ１４８の連通孔１４８ａの内周面は、外側ガスタンク１４０のフランジ孔１４７のフランジ部の外周面とろう付けされており、更に、フランジ１４８の菱形の平面は、対向する平面部１４０ａと当接する領域において、ろう付けされている。
On the other hand, the
第７実施形態においては、フランジ１４８と外側ガスタンク１４０Ａとのろう付け面積を拡大することができるので、外側ガスタンク１４０Ａに対するフランジ１４８の接合強度を向上させることができる。更には、フランジ１４８と外側ガスタンク１４０Ａとの接合面積が拡大されていることから、外側空間１４０Ｄを流通する冷却水によって、フランジ１４８を効果的に冷却することができる。よって、排気の熱によるフランジ１４８の温度上昇を抑えて、フランジ１４８の耐熱強度を向上させることができる。
In the seventh embodiment, since the brazing area between the
（第８実施形態）
第８実施形態のＥＧＲガスクーラ１００Ｈを図１６に示す。フランジ１４８は、通常アルミニウムの厚肉板材から、切削加工や打ち抜き加工によって形成される。よって、フランジ１４８においては、主に板材からプレス加工によって形成されるチューブ１１０や各タンク１３０、１４０とは異なり、表面に犠牲腐食層を予めクラッドすることができない。フランジ１４８の連通孔１４８ａの内周面は、排気に晒されるため腐食されやすいという問題がある。そこで、第８実施形態は、上記第１実施形態に対して、フランジ１４８の連通孔１４８ａの内周面に、カラー２０１を用いて犠牲腐食層を設けるようにしている。
(Eighth embodiment)
FIG. 16 shows an EGR gas cooler 100H according to the eighth embodiment. The
カラー２０１は、リング状の部材である。連通孔１４８ａには、各ガスタンク１４０Ａ、１４０Ｂのそれぞれのフランジ孔１４２、１４７におけるフランジ部が嵌合されているが、カラー２０１の外周面は、上記フランジ部を除く領域で連通孔１４８ａの内周面に当接するようにろう付けされている。そして、カラー２０１の内周面には犠牲腐食層が予め形成されている。
The
第８実施形態においては、カラー２０１の内周面に設けられた犠牲腐食層が、まず排気によって腐食されていくので、フランジ１４８の連通孔１４８ａの内周面（フランジ１４８の母材）が直接的に腐食されるのを抑制することができる。
In the eighth embodiment, since the sacrificial corrosion layer provided on the inner peripheral surface of the
尚、上記カラー２０１に対して、図１７に示すように、フランジ部２０２ａを有するカラー２０２を用いるようにしても良い。
Note that a
（第９実施形態）
第９実施形態のＥＧＲガスクーラ１００Ｉを図１８、図１９に示す。上記第１実施形態のＥＧＲガスクーラ１００Ａのように、複数のチューブ１１０が、凸部１１２において直接的に当接して積層される場合では、ろう付け前に対して、ろう付け後では、チューブ１１０間のろう材が溶けて流れる分、チューブ１１０の積層寸法が小さくなる。そして、積層したチューブ１１０の長手方向端部の外周面に、内側ガスタンク１４０Ｂ、外側ガスタンク１４０Ａ、更には水タンク１３０が板厚方向に重なるように組付けられていると（例えば第１実施形態の図４）、チューブ１１０における積層寸法が小さくなることによって、特にチューブ１１０と直接当接する部材（例えば内側ガスタンク１４０Ｂ）との間に隙間が発生してしまい、ろう付け品質が充分に確保できなくなる。そこで、第９実施形態では、入口ガスタンク１４０に折曲げ部１４０ｂ、１４０ｃを設け、また、水タンク１３０と入口ガスタンク１４０との間に板部材２１０を追加することで、ろう付け時におけるチューブ１１０の積層寸法の減少分を吸収可能とするようにしている。
(Ninth embodiment)
An EGR gas cooler 100I of the ninth embodiment is shown in FIGS. As in the case of the EGR gas cooler 100A of the first embodiment, in the case where the plurality of
水タンク１３０は、第１水タンク１３０Ａと第２水タンク１３０Ｂとから形成されており、それぞれの本体部１３１、１３４がチューブ基本面１１１に対向している。よって、ろう付け前の状態において、第１水タンク１３０Ａと第２水タンク１３０Ｂは、チューブ１１０の積層方向に分割された形となっている。水タンク１３０は、第１水タンク１３０Ａの上面部１３２および下面部１３３に、第２水タンク１３０Ｂの上面部１３５および下面部１３６がそれぞれ外側から重なるようにして、ろう付けされて形成されている。ろう付け前の段階で、第１、第２水タンク１３０Ａ、１３０Ｂのチューブ１１０の積層方向における重なり代を調整することで、水タンク１３０の積層方向の寸法は調整可能となっている。
The
折曲げ部１４０ｂは、外側ガスタンク１４０Ａにおいて四角形状を成す開口部１４１に形成されている。折曲げ部１４０ｂは、四角形状の開口部１４１の四辺のうち、チューブ１１０の積層方向と交差する方向に沿う一辺に繋がる側壁が、切起しによってチューブ１１０の積層方向に沿うように折曲げられることで形成されている。折曲げ部１４０ｂが形成される開口部１４１の一辺は、第２水タンク１３０Ｂの本体部１３４と対向する一辺となっている。
The
また、折曲げ部１４０ｃは、上記折曲げ部１４０ｂと同様に、内側ガスタンク１４０Ｂにおいて四角形状を成す開口部１４６に形成されている。折曲げ部１４０ｃは、四角形状の開口部１４６の四辺のうち、チューブ１１０の積層方向と交差する方向に沿う一辺に繋がる側壁が、切起しによってチューブ１１０の積層方向に沿うように折曲げられることで形成されている。折曲げ部１４０ｃが形成される開口部１４６の一辺は、第２水タンク１３０Ｂの本体部１３４と対向する一辺となっている。
Further, like the
板部材２１０は、長方形の平板が幅方向の中間部で長辺に沿って折曲げられて、断面がＬ字状となるように形成されている。長方形の平板の長辺の長さは、チューブ１１０の扁平矩形断面の長辺の長さと略等しい。折曲げによって形成される各面は、第１面部２１０ａと第２面部２１０ｂとなっている。板部材２１０は、図１９に示すように、第２水タンク１３０Ｂと入口ガスタンク１４０の間に介在されて、ろう付けされている。
The
即ち、複数積層されたチューブ１１０の長手方向端部の外周面に、内側ガスタンク１４０Ｂの開口部１４６のうち折曲げ部１４０ｃを除く３辺が嵌合されてろう付けされている。また、板部材２１０の第１面部２１０ａが、第２水タンク１３０Ｂの本体部１３４に対向するチューブ１１０の凸部１１２に当接されてろう付けされ、第２面部２１０ｂが内側ガスタンク１４０Ｂの折曲げ部１４０ｃに当接されてろう付けされている。
That is, three sides excluding the
尚、内側ガスタンク１４０Ｂおよび板部材２１０を組付けしたときには、折曲げ部１４０ｃの先端部と第１面部２１０ａとの間には所定の隙間が形成されている。また、内側ガスタンク１４０Ｂの折曲げ部１４０ｃから繋がる側壁と第２面部２１０ｂとの間には所定の隙間が形成されている。
When the
また、第１水タンク１３０Ａは、内側ガスタンク１４０Ｂの開口部１４６のうち折曲げ部１４０ｃを除く３辺に当接されてろう付けされている。また、第２水タンク１３０Ｂの上面部１３５、下面部１３６は、第１水タンク１３０Ａの上面部１３２、下面部１３３にそれぞれ当接されてろう付けされている。また、第２水タンク１３０Ｂの本体部１３４の内面１３７は、板部材２１０の第１面部２１０ａに当接されてろう付けされている。
The
また、第１水タンク１３０Ａの外周面に、外側ガスタンク１４０Ａの開口部１４１のうち折曲げ部１４０ｂを除く３辺が嵌合されてろう付けされている。更に、外側ガスタンク１４０Ａの折曲げ部１４０ｂが、第２面部２１０ｂに当接されてろう付けされている。
Further, three sides of the
各部材を組付けてＥＧＲガスクーラ１００Ｉの形にし、一体的にろう付けする際には、図１９に示すように各部材を組付けた後に、例えば仮組み冶具によって、チューブ１１０の積層方向に向けて、つまり、第２水タンク１３０Ｂの本体部１３４側から第１水タンク１３０Ａの本体部１３１側に向けて、所定の力を加えて仮固定する。そして、仮組み治具によって仮固定された組み立て体をろう付け炉内に投入して、ろう付けを行う。
When assembling each member into the shape of the EGR gas cooler 100I and brazing integrally, after assembling each member as shown in FIG. That is, a predetermined force is applied and temporarily fixed from the
このとき、積層された各チューブ１１０間のろう材が溶けて流れるため、その分、チューブ１１０の積層寸法が小さくなる。しかしながら、本実施形態では、ガスタンク１４０に折曲げ部１４０ｂ、１４０ｃを設け、更に、断面Ｌ字状の板部材２１０を介在させるようにしている。よって、チューブ１１０の積層寸法が小さくなっても、板部材２１０の第１面部２１０ａは、第２水タンク１３０Ｂと共に、チューブ１１０の積層寸法が小さくなる方向への移動が可能であり、また、板部材２１０の第２面部２１０ｂは、折曲げ部１４０ｂ、１４０ｃに沿って移動可能となる。したがって、ろう付け時において、チューブ１１０の積層寸法が小さくなっても、チューブ１１０と各部材との間に隙間が発生することがなく、ろう付け品質を充分に確保することができる。
At this time, since the brazing material between the
（第１０実施形態）
第１０実施形態のＥＧＲガスクーラ１００Ｊを図２０に示す。第１０実施形態も上記第９実施形態と同様に、複数のチューブ１１０が直接的に当接して積層される場合に、ろう付け時におけるチューブ１１０の積層寸法の減少分を吸収可能とするようにしたものである。
(10th Embodiment)
An EGR gas cooler 100J of the tenth embodiment is shown in FIG. As in the ninth embodiment, in the tenth embodiment, when a plurality of
水タンク１３０は、チューブ１１０の積層方向に分割された第１水タンク１３０Ａと第２水タンク１３０Ｂとから形成されている。
The
入口ガスタンク１４０の外側ガスタンク１４０Ａは、第１ガスタンク１４０１と第２ガスタンク１４０２とから形成されている。第１ガスタンク１４０１は、第１水タンク１３０Ａのように断面がコの字状に形成されている。つまり、第９実施形態で説明した外側ガスタンク１４０Ａの第２水タンク１３０Ｂの本体部１３４と隣り合う側壁が取り除かれた形となっている。また、第２ガスタンク１４０２は、第１ガスタンク１４０１の側壁が取り除かれた部位を塞ぐ板状のタンクとなっている。
The
内側ガスタンク１４０Ｂには、上記第９実施形態と同様に折曲げ部１４０ｃが形成されている。また、出口ガスタンク１６０にも、内側ガスタンク１４０Ｂの折曲げ部１４０ｃと同様の折曲げ部１６４が形成されている。
A
そして、第２水タンク１３０Ｂと第２ガスタンク１４０２は、一体で形成されている。以下、一体形成された第２水タンク１３０Ｂと第２ガスタンク１４０２とを一体タンク１３１４と呼ぶことにする。一体タンク１３１４の外周部は、略９０度折り曲げられて縁立てされた縁立て部１３８が形成されており、一体タンク１３１４は浅い蓋状となっている。一体タンク１３１４において、内側ガスタンク１４０Ｂの折曲げ部１４０ｃに対応する位置には、内側ガスタンク１４０Ｂ側にへこむ凹部１４０３が形成されている。
The
ろう付け前の段階で、一体タンク１３１４は、第１水タンク１３０Ａ、外側ガスタンク１４０Ａ、および出口ガスタンク１６０の開口している側から被せられるようにして、各タンク１３０Ａ、１４０Ａ、１６０に組付けされる。このとき、第２水タンク１３０Ｂの本体部１３４は、チューブ１１０の凸部１１２に当接し、外周の縁立て部１３８は、第１水タンク１３０Ａ、外側ガスタンク１４０Ａ、および出口ガスタンク１６０の開口側周囲の壁面に当接する。また、凹部１４０３は、内側ガスタンク１４０Ｂの折曲げ部１４０ｃに当接する。この組付け状態においては、一体タンク１３１４は、チューブ１１０の積層方向における縁立て部１３８および凹部１４０３での重なり代を調整することで、一体タンク１３１４の積層方向の位置が調整可能となっている。
In the stage before brazing, the
各部材を組付けてＥＧＲガスクーラ１００Ｊの形にし、一体的にろう付けする際には、図２０に示すように各部材を組付けた後に、例えば仮組み冶具によって、チューブ１１０の積層方向に、つまり、一体タンク１３１４側から第１水タンク１３０Ａの本体部１３１に向けて、所定の力を加えて固定する。そして、仮組み治具によって仮固定された組み立て体をろう付け炉内に投入して、ろう付けを行う。
When assembling each member into the shape of the EGR gas cooler 100J and brazing integrally, as shown in FIG. 20, after assembling each member, for example, with a temporary assembly jig, in the stacking direction of the
このとき、積層された各チューブ１１０間のろう材が溶けて流れるため、その分、チューブ１１０の積層寸法が小さくなる。しかしながら、本実施形態では、第２水タンク１３０Ｂと、外側ガスタンク１４０Ａの第２ガスタンク１４０２とを、一体形成された一体タンク１３１４とし、浅い蓋部材のごとく被せて組付けするようにしている。よって、チューブ１１０の積層寸法が小さくなっても、一体タンク１３１４は、チューブ１１０の積層寸法が小さくなる方向への移動が可能である。したがって、ろう付け時において、チューブ１１０の積層寸法が小さくなっても、チューブ１１０と各部材との間に隙間が発生することがなく、ろう付け品質を充分に確保することができる。
At this time, since the brazing material between the
（第１１実施形態）
第１１実施形態のＥＧＲガスクーラ１００Ｋを図２１〜図２３に示す。上記の第９実施形態、第１０実施形態では、複数のチューブ１１０が直接的に当接して積層されるものにおいては、ろう付け時にチューブ積層寸法が減少することから、全体のろう付け品質が充分に確保できないという問題があり、ろう付け時において、第２水タンク１３０Ｂ、あるいは一体タンク１３１４がチューブ１１０の積層方向に移動可能となるものとした。これに対して、プレート部材を用いて、このプレート部材にチューブの長手方向端部を貫通させ、プレート部材の外周面を水タンク１３０の内周面、あるいはガスタンク１４０、１６０の内周面に接合したものとしても良い。第１１実施形態では、水タンク内空間１３０Ｅと排気流路１４０Ｃとを区画する区画部をチューブ１１０Ａに対して別部材となる区画プレート１９０によって形成するようにしたものである。
(Eleventh embodiment)
An EGR gas cooler 100K according to an eleventh embodiment is shown in FIGS. In the ninth and tenth embodiments described above, in the case where a plurality of
チューブ１１０Ａは、上記の第９実施形態、第１０実施形態（第１実施形態）で説明したチューブ１１０に対して、凸部１１２および凹部１１３を廃止した通常のチューブである。
The
区画プレート１９０は、チューブ１１０Ａの両長手方向端部にそれぞれ１つずつ設けられた区画部である。区画プレート１９０には、四角形状の板部材にチューブ１１０Ａの長手方向端部が貫通されるチューブ孔１９０ａと、外周部において板面方向が略９０度に折り曲げられた縁立て部１９０ｂとが形成されている。チューブ１１０Ａの長手方向端部は、チューブ孔１９０ａに貫通されて、ろう付けされている。
The
水タンク１３０は、第１水タンク１３０Ａと第２水タンク１３０Ｂとから形成されている。第１、第２水タンク１３０Ａ、１３０Ｂは、チューブ１１０Ａの長手方向に交差する方向に分割されており、分割される位置は、チューブ１１０Ａの長手方向に交差する方向のほぼ中央位置となっている。ここでは、チューブ１１０Ａの長手方向に交差する方向は、チューブ１１０Ａの積層方向と一致するようになっている。
The
水タンク１３０の出口水パイプ１８０が接続される面であって、出口水パイプ１８０の入口水パイプ１７０側となる近傍には、チューブ１１０Ａ側にへこむ凹部１３９が形成されている。凹部１３９の底部は、チューブ１１０Ａの外側面に接合されている。この凹部１３９によって、連通部１５０から水タンク１３０内（水タンク内空間１３０Ｅ）に流入した冷却水が、図２２中の上方向に流れ、更に、更に右方向となる出口水パイプ１８０に向かい直接的に出口水パイプ１８０から流出してしまうことが抑制されるようになっている。即ち、水タンク１３０内に流入した冷却水は、水タンク１３０内を偏り無く流れるようになっている。
A
外側ガスタンク１４０は、水タンク１３０と同様に、第１ガスタンク１４０１と第２ガスタンクとから形成されている。第１、第２ガスタンク１４０１、１４０２は、チューブ１１０Ａの長手方向に交差する方向に分割されており、分割される位置は、チューブ１１０Ａの長手方向に交差する方向のほぼ中央位置となっている。ここでは、チューブ１１０Ａの長手方向に交差する方向は、チューブ１１０Ａの積層方向と一致するようになっている。
Similar to the
更に、第１水タンク１３０Ａと第１ガスタンク１４０１とは、一体で形成されている。以下、一体形成された第１水タンク１３０Ａと第１ガスタンク１４０１とを第１一体タンク１３１４ａと呼ぶことにする。また、第２水タンク１３０Ｂと第２ガスタンク１４０２とは、一体で形成されている。以下、一体形成された第２水タンク１３０Ｂと第２ガスタンク１４０２とを第２一体タンク１３１４ｂと呼ぶことにする。
Furthermore, the
第１一体タンク１３１４ａと第２一体タンク１３１４ｂのそれぞれの外周部は、板状の端部同士が突合せされてろう付けされている。尚、第１一体タンク１３１４ａと第２一体タンク１３１４ｂとのろう付けにあたっては、第１一体タンク１３１４ａと第２一体タンク１３１４ｂのそれぞれの外周部に、略９０度折り曲げられて縁立てされた縁立て部を形成して、この縁立て部同士を当接させてろう付けするようにしても良い。この場合は、第１一体タンク１３１４ａ、あるいは第２一体タンク１３１４ｂのいずれか一方の縁立て部に部分的に爪部を設けて（複数箇所）、この爪部を他方の縁立て部に被せるように折曲げて、仮止めした後にろう付けするようにしても良い。
The outer peripheral portions of the first
チューブ１１０Ａの両長手方向端部における一方の区画プレート１９０の縁立て部１９０ｂの内周面に、内側ガスタンク１４０Ｂの開口部１４６の外周面が嵌合されてろう付けされている。同様に、他方の区画プレート１９０の縁立て部１９０ｂの内周面に、出口ガスタンク１６０の開口部１６１の外周面が嵌合されてろう付けされている。更に、両区画プレート１９０の縁立て部１９０ｂの外周面に、第１、第２一体タンク１３１４ａ、１３１４ｂの内周面が当接してろう付けされている。
The outer peripheral surface of the
第１１実施形態においては、水タンク内空間１３０Ｅと排気流路１４０Ｃとを区画する区画部をチューブ１１０Ａに対して別部材となる区画プレート１９０によって形成するようにしている。よって、積層される各チューブ１１０Ａ間には予め隙間が形成される形となるので、第１〜第１０実施形態のように、複数のチューブ１１０Ａが直接的に当接して積層されることによって、ろう付け時にチューブ積層寸法が減少することがない。したがって、ろう付け時において、チューブ１１０Ａと各部材との間に隙間が発生することがなく、ろう付け品質を充分に確保することができる。
In the eleventh embodiment, a partition section that partitions the water tank inner space 130E and the
また、水タンク１３０と外側ガスタンク１４０Ａとが、第１一体タンク１３１４ａと第２一体タンク１３１４ｂとから形成されるようにしている。よって、区画プレート１９０に対して、水タンク１３０および外側ガスタンク１４０Ａをろう付けする際に、各タンク１３０、１４０Ａの嵌合部において両者が板厚方向に重なる部位をなくすことができる。したがって、ろう付けする際に各部材の寸法精度のバラツキや、組付け状態のバラツキ等によって両タンク１３０、１４０Ａ間に隙間が形成されることがなく、ろう付け品質を向上させることができる。
Further, the
（その他の実施形態）
上記第１〜第１１実施形態では、連通部１５０（１５１）は、水タンク１３０側の膨出部１３３ｃと、入口ガスタンク１４０側の膨出部１４５とを接合することで形成するようにしたが、これに限らず、パイプ部材等によって水タンク１３０内部（水タンク内空間１３０Ｅ）と入口ガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄとを連通させるようにしても良い。
(Other embodiments)
In the first to eleventh embodiments, the communication portion 150 (151) is formed by joining the bulging
また、チューブ１１０、１１０Ａは、２つのチューブプレートから形成されるものとしたが、これに限らず、一体の管部材から形成されるようにしても良い。また、チューブ１１０、１１０Ａの断面形状は、扁平矩形状のものに限らず、丸形状等他の形状のものとしても良い。
The
また、水タンク１３０も、第１水タンク１３０Ａ、第２水タンク１３０Ｂから形成されるものとしたが、筒状部材からなる一体のものとしても良い。
In addition, the
また、ＥＧＲガス冷却装置１００Ａ〜１００Ｋの冷却流体としてエンジン１０の冷却水を活用するものとして説明したが、これに限らず、エンジン１０とは独立して形成される専用冷却水回路の冷却水を活用するものとしても良い。専用冷却水回路としては、例えばサブラジエータおよび専用ポンプを備える回路等が挙げられる。
Moreover, although demonstrated as what utilizes the cooling water of the engine 10 as a cooling fluid of EGR
また、上記第１〜第１１実施形態では本発明の排気熱交換装置をＥＧＲガスクーラ１００Ａ〜１００Ｋに適用したものとして説明したが、これに限定されることなく、他の熱交換器へも広く適用可能であり、例えば外気に排出される排気ガスと冷却水との間で熱交換して、冷却水を加熱する排熱回収熱交換器に適用しても良い。
In the first to eleventh embodiments, the exhaust heat exchanger of the present invention has been described as being applied to the
１００Ａ〜１００Ｋ ＥＧＲガスクーラ（排気熱交換装置）
１１０ チューブ
１１２ 凸部（張出し部）
１１２Ａ 区画部
１１８ 偏向リブ
１３０ 水タンク
１３０Ａ 第１水タンク
１３０Ｂ 第２水タンク
１３０Ｃ 開口側タンク
１３０Ｅ 水タンク内空間
１３３ｃ 膨出部（水タンク膨出部）
１３７ 内面
１４０ 入口ガスタンク（ガスタンク）
１４０Ａ 外側ガスタンク
１４０Ｂ 内側ガスタンク
１４０Ｃ 排気流路
１４０Ｄ 外側空間
１４０ａ 平面部
１４０ｂ 折曲げ部
１４０ｃ 折曲げ部
１４０１ 第１ガスタンク
１４０２ 第２ガスタンク
１４４ 外側壁部
１４５ 膨出部（ガスタンク膨出部）
１４６ 開口部（一方の開口部）
１４７ フランジ孔（他方の開口部）
１４８ フランジ
１４８ａ 連通孔
１４９ 仕切り部
１５０、１５１ 連通部
１５４ 偏向部
１７０ 入口水パイプ（冷却流体流入口）
１９０ 区画プレート（区画部）
２１０ 板部材
100A-100K EGR gas cooler (exhaust heat exchanger)
110
140A
146 opening (one opening)
147 Flange hole (the other opening)
148
190 Compartment plate (compartment section)
210 Plate member
Claims (3)
前記チューブ（１１０）を内部に収容する筒状の水タンク（１３０）と、
前記排気が流通する排気流路（１４０Ｃ）を形成し、複数本の前記チューブ（１１０）へと前記排気を分配供給する、または複数本の前記チューブ（１１０）から流出した前記排気を集合させるガスタンク（１４０）と、
前記水タンク（１３０）の内部で前記チューブ（１１０）の外側に形成される水タンク内空間（１３０Ｅ）と、前記排気流路（１４０Ｃ）とを区画する区画部（１１２Ａ、１９０）とを備え、
前記水タンク内空間（１３０Ｅ）を流通する冷却流体と、前記チューブ（１１０）を流通する前記排気との間で熱交換する排気熱交換装置において、
前記ガスタンク（１４０）のうち、前記チューブ（１１０）へと前記排気を分配供給する入口ガスタンクは、前記排気流路（１４０Ｃ）が内部に形成された内側ガスタンク（１４０Ｂ）と、前記内側ガスタンク（１４０Ｂ）の外側に配された外側ガスタンク（１４０Ａ）と、前記内側ガスタンク（１４０Ｂ）と前記外側ガスタンク（１４０Ａ）との間に形成された外側空間（１４０Ｄ）と、前記外側ガスタンク（１４０Ａ）に接続され、前記冷却流体の全量を前記外側空間（１４０Ｄ）に流入させる冷却流体流入口（１７０）とを有し、
前記冷却流体流入口（１７０）の接続部側、および複数本の前記チューブ（１１０）のうち、積層方向の最も外側に配されるチューブと対向する部位において、前記外側ガスタンク（１４０Ａ）は、前記内側ガスタンク（１４０Ｂ）、前記区画部（１１２Ａ、１９０）、および前記水タンク（１３０）のうちいずれかと接合されており、
前記外側空間（１４０Ｄ）と前記水タンク内空間（１３０Ｅ）とを連通させ、前記外側空間（１４０Ｄ）から前記水タンク内空間（１３０Ｅ）へと流入した前記冷却流体が前記チューブ（１１０）の積層方向と交差する向きに流れる位置に連通部（１５０）が設けられていることを特徴とする排気熱交換装置。 A plurality of tubes (110) stacked such that the exhaust discharged from the internal combustion engine flows, the cross section has a flat shape, and the long sides of the flat cross section face each other;
A cylindrical water tank (130) for accommodating the tube (110) therein;
A gas tank that forms an exhaust passage (140C) through which the exhaust flows, distributes and supplies the exhaust to a plurality of tubes (110), or collects the exhaust that has flowed out of the plurality of tubes (110). (140),
A water tank inner space (130E) formed outside the tube (110) inside the water tank (130) and a partition part (112A, 190) that partitions the exhaust flow path (140C). ,
In the exhaust heat exchange device for exchanging heat between the cooling fluid flowing through the water tank inner space (130E) and the exhaust flowing through the tube (110),
Among the gas tanks (140), an inlet gas tank for distributing and supplying the exhaust gas to the tube (110) includes an inner gas tank (140B) in which the exhaust passage (140C) is formed, and the inner gas tank (140B). ) Are connected to the outer gas tank (140A), the outer space (140D) formed between the inner gas tank (140B) and the outer gas tank (140A), and the outer gas tank (140A). A cooling fluid inlet (170) for allowing the entire amount of the cooling fluid to flow into the outer space (140D),
The outer gas tank (140A) is connected to the cooling fluid inlet (170) and at a portion facing the outermost tube in the stacking direction among the plurality of tubes (110). It is joined to any of the inner gas tank (140B), the partition (112A, 190), and the water tank (130),
The outer space (140D) communicates with the water tank inner space (130E), and the cooling fluid flowing from the outer space (140D) into the water tank inner space (130E) is stacked on the tube (110). An exhaust heat exchange device, wherein a communication portion (150) is provided at a position that flows in a direction crossing the direction.
前記外側空間（１４０Ｄ）における前記冷却流体流入口（１７０）の接続部側の領域と、前記連通部（１５０）側の領域との間には、両領域を仕切る仕切り部（１４９）が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の排気熱交換装置。 The communication part (150) is provided close to the connection part of the cooling fluid inlet (170),
A partition portion (149) that partitions both regions is formed between the region on the connection portion side of the cooling fluid inflow port (170) and the region on the communication portion (150) side in the outer space (140D). The exhaust heat exchanger according to claim 1, wherein
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