JP2017008913A - 熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱交換器において、コアに流入する媒体の流量の偏りを十分に抑えること。
【解決手段】EGRクーラ1(熱交換器)のタンク30は、入口31から出口39へと向かう冷却液(媒体)を導くガイド面32A、32Bと、ガイド面32A、32Bを挟んで互いに対向する第1側面32C及び第2側面32Dと、ガイド面32A及び第1側面32Cから突出して冷却液の流れ方向を出口39へと向けるガイドリブ33を有する。ガイドリブ33は、出口39に対向してコア20との間に冷却液が流れる第1中間流路44を形成する先端33Aと、第2側面32Dとの間に冷却液が流れる第2中間流路45を形成する側端33Bと、を有する。
【選択図】図2
【解決手段】EGRクーラ1(熱交換器)のタンク30は、入口31から出口39へと向かう冷却液(媒体)を導くガイド面32A、32Bと、ガイド面32A、32Bを挟んで互いに対向する第1側面32C及び第2側面32Dと、ガイド面32A及び第1側面32Cから突出して冷却液の流れ方向を出口39へと向けるガイドリブ33を有する。ガイドリブ33は、出口39に対向してコア20との間に冷却液が流れる第1中間流路44を形成する先端33Aと、第2側面32Dとの間に冷却液が流れる第2中間流路45を形成する側端33Bと、を有する。
【選択図】図2
Description
本発明は、循環する媒体と通過する流体との間で熱交換が行われる熱交換器に関する。
特許文献1には、冷却水が循環するシェルと、シェルの内部に配置されEGRガスが通過する複数のチューブからなるコアと、を備えるEGRクーラが開示されている。
上記EGRクーラは、循環する冷却水をシェルに導く中空のアダプタ部材を備える。シェルには、冷却水をコアに導く複数の流入穴部が開口する。アダプタ部材は、シェルの各流入穴部を覆うように設けられ、その一端に冷却水が導入される導入口が開口する。流入穴部と導入口とは、互いに直交するように配置される。
エンジンの運転時には、循環する冷却水が導入口からアダプタ部材内に流入する。導入口からアダプタ部材内に流入した冷却水は、その流れ方向がアダプタ部材によって各流入穴部に向けられ、各流入穴部からシェル内のコアに流入する。コアでは、チューブのまわりを冷却水が循環し、チューブの内部をEGRガスが通過することにより、EGRガスが冷却される。
しかしながら、このような従来のEGRクーラにあっては、冷却水の流れがアダプタ部材によって曲げられるために、冷却水が一部の流入穴部から集中してコアに流入する作動状態があり、コアに流入する冷却水の流量の偏りを十分に抑えられないという問題がある。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、熱交換器において、コアに流入する媒体の流量の偏りを十分に抑えることを目的とする。
本発明のある態様によれば、循環する媒体と通過する流体との間で熱交換が行われるコアと、媒体をコアに導くタンクと、を備える熱交換器であって、タンクは、媒体を流入させる入口と、媒体をコアへと流出させる出口と、入口から出口へと向かう媒体を導くガイド面と、ガイド面を挟んで互いに対向する第1側面及び第2側面と、ガイド面及び第1側面から突出して媒体の流れ方向を出口へと向けるガイドリブと、を有し、ガイドリブは、出口に対向してコアとの間に媒体が流れる第1中間流路を形成する先端と、第2側面との間に媒体が流れる第2中間流路を形成する側端と、を有することを特徴とする熱交換器が提供される。
上記態様によれば、タンク内には、媒体がガイドリブに案内されてコアへと向かう流れと、媒体が第1中間流路を通ってコアへと向かう流れと、媒体が第2中間流路を通りガイド面に案内されてコアへと向かう流れと、が生じる。これにより、コアに流入する媒体の流量の偏りを十分に抑えることができる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、各図面において、互いに直交するX、Y、Zの3軸を設定して説明する。
図1に示すEGRクーラ1では、エンジン(図示省略)に還流されるEGRガスが矢印Aで示すように通過し、エンジンの冷却液(媒体)が矢印Bで示すように循環する。EGRクーラ1は、高温のEGRガスを冷却液によって冷却する熱交換器である。
エンジンは、シリンダ(図示省略)から排出される排気の一部をEGRガスとしてシリンダに還流するEGR通路(図示省略)を備える。
エンジンは、冷却液が循環する冷却液回路(図示省略)を備える。冷却液回路では、ポンプ(図示省略)によって送られる冷却液がウォータジャケット(図示省略)とラジエータ(図示省略)との間で循環する。
シェル10の両端には、EGRガスを導く一対のヘッダ11が設けられる。各ヘッダ11には、EGR通路を構成するEGRガス管(図示省略)が各フランジ部21を介して接続される。
図2に示すように、EGRクーラ1は、筒状のシェル10と、シェル10の内部に収容されるコア19と、を備える。
コア19は、複数のチューブ12をX軸方向に積層して形成される。各チューブ12は、Y軸方向及びZ軸方向に延び、X軸方向に間隔をもって並ぶように配置される。
各チューブ12は、扁平な筒状に形成され、その内部に伝熱フィン13を有する。各チューブ12の両端(図示省略)は、各ヘッダ11内に臨んで開口する。各チューブ12の内部には、EGRガスが流れるEGRガス流路14が設けられる。
エンジンの運転時には、EGRガスが図1に矢印Aで示すように一方のヘッダ11を通じてコア19内の各チューブ12に流入する。EGRガスは、各チューブ12をY軸方向に流れた後に、他方のヘッダ11を通じて流出する。
シェル10の内部には、各チューブ12のまわりに冷却液を循環させる媒体流路18が設けられる。コア19の内部は、各チューブ12によってEGRガス流路14と媒体流路18とに仕切られる。
シェル10には、冷却液を流入させる導入管15及びタンク30と、冷却液を流出させる導出管16と、が設けられる。導入管15及び導出管16には、冷却液回路を構成する配管(図示省略)がそれぞれ接続される。
エンジンの運転時には、冷却液が矢印Bで示すように導入管15及びタンク30を通じてシェル10内に流入する。冷却液は、シェル10内の媒体流路18において各チューブ12のまわりを流れた後に、導出管16を通じて流出する。コア19では、通過するEGRガスの熱が循環する冷却液に各チューブ12を介して伝えられることにより、EGRガスが冷却される。
図3、図4に示すように、タンク30は、導入管15から導かれる冷却液を流入させる入口31と、冷却液をコア20へと流出させる出口39と、冷却液を入口31から出口39へと導く内面32と、内面32から板状に突出するガイドリブ33と、を有する。
入口31は、導入管15が接続されるタンク30の開口部である。入口31及び導入管15は、冷却液を流入させる入口流路41を形成する。入口流路41は、円柱状の空間として形成される。入口31の流路中心線O31は、上方(Z軸方向)から見て各チューブ12の積層方向(X軸方向)に延びるように配置される。
出口39は、シェル10の入口17に接続するタンク30の開口部である。出口39は、冷却液を流出させる出口流路46を形成する。出口流路46は、略矩形の断面形状を有する空間として形成される。出口39の流路中心線O39は、Z軸方向に延びるように配置される。
上記構成によって、タンク30の入口31及び出口39は、互いに略直交して傾斜するように配置される。
タンク30の内面32は、入口31から流入する冷却液の流れ方向を出口39へと向ける第1ガイド面32A及び第2ガイド面32Bと、第1ガイド面32A及び第2ガイド面32Bを挟むように延びる第1側面32C及び第2側面32Dと、を有する。
第1ガイド面32A、第1側面32C、及び第2側面32Dは、入口31の流路中心線O31と略平行に延びるように配置される。第1ガイド面32Aは、X軸方向及びY軸方向に延びる平面状に形成される。第1側面32C及び第2側面32Dは、X軸方向及びZ軸方向に延びる平面状に形成され、第1ガイド面32Aと略直交する。
第2ガイド面32Bは、入口31の流路中心線O31に対して傾斜する平面状に形成される。第2ガイド面32Bは、入口31及び出口39に対向して、入口31から流入する冷却液の流れ方向を出口39へと向けるようになっている。
ガイドリブ33は、第1ガイド面32A及び第1側面32Cから突出する。タンク30内の空間は、ガイドリブ33によって上流路42と下流路43とに仕切られる。
ガイドリブ33は、コア20に対向する先端33Aと、第2側面32Dに対向する側端33Bと、を有する。先端33Aと側端33Bとは、互いに略直交するように形成される。先端33AはY軸方向に延び、側端33BはZ軸方向に延びる。
図2に示すように、ガイドリブ33の先端33Aとコア20との間には、第1中間流路44が形成される。第1中間流路44は、Y軸方向及びZ軸方向に延びる空間として形成される。
図3に示すように、ガイドリブ33の側端33Bと第2側面32Dとの間には、第2中間流路45が形成される。第2中間流路45は、Y軸方向及びZ軸方向に延びる空間として形成される。
ガイドリブ33は、上方(Z軸方向)から見てその側端33Bが入口31の流路中心線O31の近傍に延びるように形成される。これにより、ガイドリブ33は、X軸方向から見て入口31の一部(略半分)に対向するように配置される。
ガイドリブ33は、入口31の流路中心線O31に略直交し、X軸方向及びZ軸方向に延びる平板状に形成される。
エンジンの運転時には、矢印Bで示すように冷却液が導入管15及び入口31を通じてタンク30内に流入する。タンク30内では、図2、図4に矢印Cで示すようにガイドリブ33に案内されてコア20へと向かう流れと、矢印Dで示すように第1中間流路44を通ってコア20へと向かう流れと、矢印Eで示すように第2中間流路45を通ってコア20へと向かう流れと、が生じる。これにより、コア20に流入する冷却液の流量の偏りを十分に抑えられ、各チューブ12の間に流入する冷却液の流量差を小さくすることができる。
比較例として、タンク30にガイドリブ33を備えないEGRクーラでは、冷却液が第2ガイド面32Bにあたってタンク30の奥側(図2において左側)に向かい、矢印Gで示すようにコア20の図2において左側の部分に集中し、矢印Hで示すようにコア20図2において右側の部分に流入する冷却液の流れが少なくなる。このため、コア20の図2において右側の部分では、冷却液が矢印Fで示すように各チューブ12の間を上昇して出口39に向かう流れが生じる。このような作動状態では、出口39付近の媒体流路18にて冷却水の流れに淀みが生じて、チューブ12の温度が局所的に上昇するおそれがある。
これに対して、EGRクーラ1では、タンク30にガイドリブ33を備えることにより、上述したように、冷却液がコア20の一部に集中して流入することが抑えられる。このため、コア20の温度が局所的に上昇することが防止され、コア20の耐熱性が確保される。
ガイドリブ33は、チューブ12の長手方向(Y軸方向)に延びるように形成される。これにより、タンク30内の上流路42では、入口31から流入してガイドリブ33によって曲げられる冷却液が各チューブ12の積層方向(X軸方向)に流れる。このため、タンク30では、ガイドリブ33の形状及び配置によってチューブ12の積層方向(X軸方向)に分配される冷却液の流量が調整される。
タンク30内の下流路43では、冷却液がガイドリブ33を迂回する第1中間流路44及び第2中間流路45を通ってコア20へと向かうことにより、冷却液の流れに淀みが生じることが抑えられる。
図3に示すように、ガイドリブ33は、各チューブ12の積層方向(X軸方向)について出口46の流路中心線O39と並ぶように形成される。ガイドリブ33は、各チューブ12の積層方向(X軸方向)についてコア20の中央部に対峙するように配置される。これにより、タンク30内では、ガイドリブ33によって仕切られる上流路42及び下流路43の容積が十分に確保されるため、冷却液の流れに淀みが生じることが抑えられ、冷却液が円滑に流れる。
次に、図5〜図7に示すタンク30の変形例について説明する。
ガイドリブ33は、各チューブ12の積層方向(X軸方向)について出口46の流路中心線O39より入口31に近い位置に形成される。ガイドリブ33は、各チューブ12の積層方向(X軸方向)についてコア20の中央部より入口31に近い位置に対峙するように配置される。
これにより、タンク30内では、矢印Cで示すように冷却液がガイドリブ33に案内されてコア20へと向かう流れの勢力が強まる。このため、コア20の図5において右側の部分に流入する冷却液の流量が確保され、矢印Fで示すように各チューブ12の間を上昇して出口39に向かう流れが生じることが有効に防止できる。
次に、図8〜図10に示すタンク30の他の変形例について説明する。
ガイドリブ33は、入口31の流路中心線O31に対して傾斜する平板状に形成される。ガイドリブ33は、第2ガイド面32Bに対向する上向きに傾斜する傾斜部を構成する。ガイドリブ33は、基端33Cより先端33Aが入口31に近づくように傾斜する。
これにより、タンク30内では、矢印Cで示すように冷却液が傾斜するガイドリブ33に案内されてコア20へと向かう流れの勢力が強まる。
次に、図11〜図13に示すタンク30の他の変形例について説明する。
ガイドリブ33は、入口31の流路中心線O31に対して略直交する平板状の直交部33Dと、直交部33Dから先端33Aにかけて入口31に近づくように湾曲する板状の湾曲部33Eと、を有する。
これにより、タンク30内では、矢印Cで示すように冷却液がガイドリブ33の直交部33D及び湾曲部33Eに案内されてコア20へと向かう流れの勢力が強まる。
次に、図14〜図16に示すタンク30の他の変形例について説明する。
ガイドリブ33は、入口31の流路中心線O31に対して傾斜する平板状の傾斜部33Fと、傾斜部33Fから先端33Aにかけて入口31に近づくように湾曲する板状の湾曲部33Gと、を有する。
これにより、タンク30内では、矢印Cで示すように冷却液がガイドリブ33の傾斜部33F及び湾曲部33Gに案内されてコア20へと向かう流れの勢力が強まる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
例えば、上記実施形態ではコア20は、チューブ12の内部にEGRガスのEGRガス流路14が形成され、チューブ12の外部に冷却液の媒体流路18が形成される。これに限らず、コア20は、チューブ(図示省略)の外部にEGRガスのEGRガス流路14が形成され、チューブの内部に冷却液の媒体流路18が形成される構成としてもよい。この場合には、各チューブが並んで開口するプレート(図示省略)がタンク30に結合される。
本発明は、EGRクーラに限らず、車両に搭載されるチャージエアクーラなどの熱交換器にも適用できる。また、車両以外に使用される熱交換器にも適用できる。
1 EGRクーラ(熱交換器)
12 チューブ
14 EGRガス流路
18 媒体流路
20 コア
30 タンク
31 入口
32B ガイド面
32C 第1側面
32D 第2側面
33 ガイドリブ
33A 先端
33B 側端
39 出口
44 第1中間流路
45 第2中間流路
33E、33G 湾曲部
33F 傾斜部
12 チューブ
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18 媒体流路
20 コア
30 タンク
31 入口
32B ガイド面
32C 第1側面
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33 ガイドリブ
33A 先端
33B 側端
39 出口
44 第1中間流路
45 第2中間流路
33E、33G 湾曲部
33F 傾斜部
Claims (6)
- 循環する媒体と通過する流体との間で熱交換が行われるコアと、
媒体を前記コアに導くタンクと、を備える熱交換器であって、
前記タンクは、
媒体を流入させる入口と、
媒体を前記コアへと流出させる出口と、
前記入口から前記出口へと向かう媒体を導くガイド面と、
前記ガイド面を挟んで互いに対向する第1側面及び第2側面と、
前記ガイド面及び前記第1側面から突出して媒体の流れ方向を前記出口へと向けるガイドリブと、を有し、
前記ガイドリブは、
前記出口に対向して前記コアとの間に媒体が流れる第1中間流路を形成する先端と、
前記第2側面との間に媒体が流れる第2中間流路を形成する側端と、を有することを特徴とする熱交換器。 - 請求項1に記載の熱交換器であって、
前記コアは、媒体が流れる媒体流路とEGRガスが流れるEGRガス流路とを仕切るように積層される複数のチューブを備え、
前記ガイドリブは、前記チューブの長手方向に沿って延びることを特徴とする熱交換器。 - 請求項1又は2に記載の熱交換器であって、
前記ガイドリブは、前記チューブの積層方向について前記コアの中央部に対峙することを特徴とする熱交換器。 - 請求項1又は2に記載の熱交換器であって、
前記ガイドリブは、前記チューブの積層方向について前記コアの中央部より前記入口に近い位置に対峙することを特徴とする熱交換器。 - 請求項1から4のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記ガイドリブは、前記先端が前記入口に近づくように傾斜する傾斜部を有することを特徴とする熱交換器。 - 請求項1から5のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記ガイドリブは、前記先端が前記入口に近づくように湾曲する湾曲部を有することを特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015128601A JP2017008913A (ja) | 2015-06-26 | 2015-06-26 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2015128601A JP2017008913A (ja) | 2015-06-26 | 2015-06-26 | 熱交換器 |
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Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=57763572
Family Applications (1)
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JP2015128601A Pending JP2017008913A (ja) | 2015-06-26 | 2015-06-26 | 熱交換器 |
Country Status (1)
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---|---|---|---|---|
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JP2021099195A (ja) * | 2019-12-23 | 2021-07-01 | マレリ株式会社 | 熱交換器 |
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-
2015
- 2015-06-26 JP JP2015128601A patent/JP2017008913A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
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