JP2016080324A - 熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】排気通路に気体が流れる気体通路に前傾突出板25Aと後傾突出板25Bとを配置し、前傾突出板25Aは、排気通路の周面に接する底辺26Aと左右一対の側辺27A,28Aとを有する4角形以上の多角形であり、前傾突出板25Aの底辺26Aは、排気流れ方向SDの直交方向CDに対し斜め向きとなる設置角度β1で配置され、前傾突出板25Aの排気流れ方向SDの上流側に位置する一方の側辺27Aの底辺26Aに対する角度aは、前傾突出板25Aの排気流れ方向SDの下流側に位置する他方の側辺28Aの底辺26Aに対する角度bよりも大きく、前記前傾突出板25Aの頂辺29Aと後傾突出板25Bの頂辺29Bは、気体流れ方向からの正面視で傾斜方向が異なる。
【選択図】図9
Description
まず、本実施形態に係る熱交換器1の構成について、図面を参照しながら説明する。図1及び図2は、本実施形態に係る熱交換器1を示す図である。本実施形態に係る熱交換器1は、排気再循環装置としてのEGRクーラであるものとする。
次に、上述したチューブ20の構成について、図面を参照しながら説明する。図3〜図6は、本実施形態に係るチューブ20を示す図である。
前傾突出板25Aは、図6(b)に示すように、底辺26Aと、左右一対の側辺27A,28Aと、底辺26Aから最も離れた頂辺29Aから成る台形によって形成されている。
後傾突出板25Bは、排気流れ方向SD及びチューブ積層方向PDの直交方向CDに対して前傾突出板25Aと点対称に配置されている。つまり、後傾突出板25Bは、図6(c)に示すように、底辺26Bと、左右一対の側辺27B,28Bと、頂辺29Bから成る台形によって形成されている。
次に、本実施形態に係る熱交換器1の熱交換の促進作業について、図面を参照しながら説明する。図7〜図9は、本実施形態に係る熱交換器1を示す図である。なお、図7〜図9では、図7の左上のセグメント22を「セグメント22A」とし、図7の左下のセグメント22を「セグメント22B」とし、図7の右上のセグメント22を「セグメント22C」とし、図7の右下のセグメント22を「セグメント22D」とする。
以上説明した本実施形態では、前傾突出板25Aが台形であり、前傾突出板25Aの底辺26Aが直交方向CDに対し斜め向きとなる設置角度(β1)で配置され、一方の側辺27Aの底辺26Aに対する角度aが他方の側辺28Aの底辺26Aに対する角度bよりも大きい。これにより、前傾突出板25Aの頂辺29Aを超えて進む気流によって形成された強い横渦流Rは、他方の側辺28Aを回り込んで進入してきた気流Sによって強い縦渦流T1(T2,U1,U2)に変換される。この縦渦流T1は、横渦流Rのように早期に減衰せずに長期に亘って存在し、後傾突出板25Bで気体通路を構成する周面に向かう方向に進路変更(跳ね上げ、又は、跳ね下ろし)される。進路変更された縦渦流T1が排気通路20Aを構成する周面近傍に形成される境界層(排気停滞層))を乱しつつ流れるため、縦渦流T1が熱伝達を大きく促進させ、熱交換率の向上を図ることができる。
次に、上述した突出板25(前傾突出板25A及び後傾突出板25B)の渦の強さの比較評価について、図面を参照しながら説明する。図10は、比較例及び実施例1,2に係る突出板25の渦の強さを示す図である。
次に、上述した突出板25やセグメント22の様々な規定について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した実施例1に係る突出板25による渦の強さ(「1」)を基準に評価したものである。
まず、突出板25の規定1について、図11を参照しながら説明する。図11(a)は、突出板25を示す斜視図であり、図11(b)は、前傾突出板25Aの前傾角度α1を可変した場合の渦の強さを示す特性線図である。
次に、突出板25の規定2について、図12を参照しながら説明する。図12(a)は、突出板25を示す斜視図であり、図12(b)は、前傾突出板25Aの設置角度(β1)を可変した場合の渦の強さを示す特性線図である。
次に、突出板25の規定3について、図13を参照しながら説明する。図13(a)は、突出板25を示す斜視図であり、図13(b)は、前傾突出板25Aを示す正面図であり、図13(c)は、前傾突出板25Aの一方の側辺27Aと頂辺29Aとの角部R1,R2を可変した場合の渦の強さを示す特性線図である。
次に、突出板25の規定4について、図14を参照しながら説明する。図14(a)は、突出板25を示す斜視図であり、図14(b)は、前傾突出板25Aの幅W25を可変した場合の渦の強さを示す特性線図である。
次に、突出板25の規定5について、図15を参照しながら説明する。図15(a)は、突出板25を示す斜視図であり、図15(b)は、前傾突出板25Aの高さH25を可変した場合の渦の強さを示す特性線図である。
次に、突出板25の規定6について、図16を参照しながら説明する。図16(a)は、突出板25を示す斜視図であり、図16(b)は、前傾突出板25Aの他方の側辺28Aの長さL28を可変した場合の渦の強さを示す特性線図である。
次に、突出板25の規定7について、図17を参照しながら説明する。図17(a)は、突出板25を示す斜視図であり、図17(b)は、前傾突出板25Aと後傾突出板25Bとの最小間隔Dを可変した場合の渦の強さを示す特性線図である。
次に、突出板25の規定8について、図18を参照しながら説明する。図18(a)は、突出板25を示す斜視図であり、図18(b)は、前傾突出板25Aの底辺26Aの中央位置cを可変した場合の渦の強さを示す特性線図である。
次に、突出板25の規定9について、図19を参照しながら説明する。図19(a)は、突出板25を示す斜視図であり、図19(b)は、前傾突出板25Aの底辺26Aの中央位置cを可変した場合の渦の強さを示す特性線図である。
次に、突出板25の規定10について、図20を参照しながら説明する。図20(a)は、突出板25を示す正面図であり、図20(b)は、前傾突出板25Aと後傾突出板25Bとの重なりを可変した場合の渦の強さを示す特性線図である。
次に、セグメント22の規定11について、図21を参照しながら説明する。図21(a)は、突出板25及びセグメント22を示す斜視図であり、図21(b)は、セグメント22を可変した場合の渦の強さを示す特性線図である。
次に、セグメント22の規定12について、図22を参照しながら説明する。図22(a)は、突出板25及びセグメント22の一部を示す斜視図であり、図22(b)は、セグメント22を可変した場合の渦の強さを示す特性線図である。
次に、セグメント22の規定13について、図23を参照しながら説明する。図23(a)は、突出板25及びセグメント22を示す斜視図であり、図23(b)は、セグメント22を可変した場合の渦の強さを示す特性線図である。
次に、セグメント22の規定14について、図24を参照しながら説明する。図24(a)は、突出板25及びセグメント22を示す斜視図であり、図24(b)は、セグメント22の排気流れ方向SDに隣接したセグメント22とのずれ量を可変した場合の渦の強さを示す特性線図である。
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
10…外装ケース
11…冷却水入口部
12…冷却水出口部
13…冷却水通路(液体通路)
20…チューブ
20A…排気通路(気体通路)
21…フィン
22(22A〜22D)…セグメント
25…突出板
25A…前傾突出板
26A…底辺
27A…一方の側辺
28A…他方の側辺
29A…頂辺
25B…後傾突出板
26B…底辺
27B…他方の側辺
28B…側辺
29B…頂辺
Claims (1)
- 気体が流れる気体通路(20A)に、気体流れ方向の上流側に前倒れ状態となる前傾角度(α1)で配置された前傾突出板(25A)と、前記前傾突出板(25A)の下流に配置され、前記気体流れ方向の下流側に後倒れ状態となる後傾角度(α2)で配置された後傾突出板(25B)とを配置し、
前記前傾突出板(25A)及び前記後傾突出板(25B)は、前記気体通路(20A)の周面に接する底辺(26A)、(26B)と左右一対の側辺(27A,28A)、(27B,28B)とを有する4角形以上の多角形であり、
前記前傾突出板(25A)の前記底辺(26A)は、前記気体流れ方向の直交方向に対し斜め向きとなる設置角度(β1)で配置され、
前記前傾突出板(25A)の気体流れ方向の上流側に位置する一方の前記側辺(27A)の前記底辺(26A)に対する角度(a)は、前記前傾突出板(25A)の前記気体流れ方向の下流側に位置する他方の前記側辺(28A)の前記底辺(26A)に対する角度(b)よりも大きく形成され、
前記前傾突出板(25A)の頂辺(29A)と前記後傾突出板(25B)の頂辺(29B)は、前記気体流れ方向からの正面視において、前記各底辺(26A)、(26B)に対して互いに異なる方向に傾斜していることを特徴とする熱交換器(1)。
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