JP4143966B2 - Flat tube for EGR cooler - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の排ガス再循環装置(EGR)に用いる排ガス冷却用クーラであって、それを構成する多数の偏平チューブの夫々に関する。
【0002】
【従来の技術】
偏平チューブを並列させ、それらのチューブの両端をヘッダに連通してコアを構成し、そのコアの外周にケーシングを被嵌し、ケーシング内に冷却水または冷却空気を流通させると共に、ヘッダを介して各偏平チューブ内に高温の排ガスを流通させ、その排ガスを冷却する熱交換が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
このような熱交換器において、各偏平チューブの内部に断面波形に曲折したインナーフィンを挿入したものが知られている。
さらにインナーフィンとして、その平面もウェーブ形に曲折されたウェーブフィンが知られている。これは、金属板を曲折して断面波形にすると共に、その平面において波の稜線および谷線が波形に蛇行されたものである。
このように断面および平面において共に波形に曲折形成されたものは、流体の攪拌をより促進し熱交換性能が良いものとなる。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−97578号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このようなインナーフィンを有する偏平チューブは、排ガスがチューブ内を流通するとき、インナーフィンの表面に排ガスの煤が付着し、熱交換器性能を低下させると共に、煤の付着により圧力損失を上昇させていた。
これはエンジンからのEGRガスの流量の変化や、その時々のガス組成の変化が生じているとき、ある条件のもとで排ガス中の煤等のデポジットがフィンに付着するものと考えられる。特に、ウェーブフィンではその平面頂部3bおよび平面谷部3cにおいて排ガスの滞留が生じ易く、そこに煤等のデポジットが付着していることが明らかとなった。
そこで本発明は、係る煤等のデポジットが付着することを防止するEGRクーラ用の偏平チューブを提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の本発明は、開口側が互いに整合する浅い溝形に形成され、その溝底が互いに対向するように嵌着されて、その嵌着部がろう付けされ、内部に偏平な流路を形成する一対の第1プレート(1)と第2プレート(2)と、
前記偏平な流路に挿入され、横断面波形に曲折形成され、その厚み方向の両端面が両プレート(1)(2)内面にろう付けされたインナーフィン(3)と、を具備し、
夫々のプレート(1)(2)には、その幅方向に沿って内面側に凹陥または突出する乱流形成部(4)が設けられ、多数のその乱流形成部(4)が長手方向に互いに離間して並列され、
前記インナーフィン(3)は、その波の夫々の稜線(3a)が平面波形に曲折し、その平面波形の平面頂部(3b)および平面谷部(3c)の位置で、前記乱流形成部(4)が夫々のプレート(1)(2)に配置されたEGRクーラ用の偏平チューブである。
【0007】
請求項2に記載の本発明は、請求項1において、
両プレート(1)(2)内面の前記乱流形成部(4) が、平面小円形に凹陥または突出するEGRクーラ用の偏平チューブである。
【0008】
請求項3に記載の本発明は、請求項1において、
前記乱流形成部(4) が両プレート(1)(2)内面に幅方向に形成された凹条からなるEGRクーラ用の偏平チューブである。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図1は本発明の偏平チューブ5の分解斜視図であり、図2はその組立て状態を示す平面図、図3は図2の III− III矢視断面における要部拡大図である。また、図4は本偏平チューブ5におけるインナーフィン3の平面波形状と、第1プレート1,第2プレート2における乱流形成部4との相対位置を示す説明図である。
この偏平チューブ5は、開口側が互いに整合する浅い溝形に形成された一対の第1プレート1と第2プレート2とを有し、その内部にインナーフィン3が挿入される。
【0011】
インナーフィン3はこの例では、金属板を横断面波形に曲折形成すると共に、その夫々の波の稜線3a(谷線を含む)が平面波形に曲折したものである。そしてその全幅および全長は、第1プレート1,第2プレート2のそれに略整合する。
第1プレート1,第2プレート2の内面には、この例では図3に示す如く多数の平面小円形の内面凹部4aが等間隔に配置されている。この内面凹部4aの位置は、インナーフィン3の横断面ではその谷部に存在する。しかも、そのインナーフィンの平面では、内面凹部4aは平面波形の平面頂部3bおよび平面谷部3cの位置に配置されている。
【0012】
この実施の形態では、夫々の内面凹部4aが本発明の第1の乱流形成部4を構成する。これは、図4においてインナーフィン3の平面における平面頂部3b,平面谷部3cには、実験の結果、排ガス中の煤等によるデポジットがより多く付着することが明らかになっていからである。そこでその部分に乱流形成部4としての内面凹部4aが配置され、そこの排ガスに乱流を起こして、煤の付着を防止するものである。即ち、平面頂部3b,平面谷部3cは、それ以外の部分に比べて排ガスが滞留しがちな部分であるが、そこに乱流形成部4が配置されることによりその付着を防止できる。
【0013】
次に、図5は本発明の偏平チューブの他の実施の形態であり、この例の乱流形成部4が図1〜図4のそれと異なる点は、図3の内面凹部4aの代わりに図5の内面凸部4bが設けられたものであり、他は図1〜図4のそれと同じである。そしてこの内面凸部4bが、本発明の第2の乱流形成部4を構成する。即ち、インナーフィン3の横断面では、その谷部に内面凸部4bが夫々突出され、それらが、インナーフィンの平面では平面波形の平面頂部3bおよび平面谷部3cの位置に配置されている。そして、その部分の排ガスに絞り効果を与え、流速を増加させて排ガス中の煤等の付着を防止する。
【0014】
次に、図6〜図8は本発明の第3の実施の形態を示し、この例は第1プレート1,第2プレート2に夫々二列の内面凹条部4cが多数並列されたものである。この内面凹条部4cの位置は、インナーフィン3の平面における波形の平面頂部3bおよび平面谷部3cの位置である。
この内面凹条部4cが、本発明の第3の乱流形成部4を構成する。この内面凹条部4cは図7から明らかなようにインナーフィン3の横断面における頂部にも谷部にも存在する。そしてこの内面凹条部4c部分のみインナーフィン3の表面と分離し、他の部分が全てインナーフィン3の厚み方向両端面と第1プレート1,第2プレート2の各内面とが一体にろう付け固定されている。
このような内面凹条部4cであっても、そのインナーフィン3の平面頂部3bおよび平面谷部3cに配置されているため、そこで乱流が起こり、その部分に生じがちな煤等の付着を防止できる。
【0015】
次に、図9は本発明の偏平チューブ5の第4の実施形態を示し、この例はインナーフィン3が前記第1〜第3の実施の形態と異なり、その波の稜線が平面において直線状に形成されたものである。また、第1プレート1,第2プレート2に形成された内面凹条部4cは、夫々の幅の略全長に渡って連続して形成され、長手方向に定間隔にそれが配置されている。
この例においても、内面凹条部4cが第1プレート1,第2プレート2の長手方向に定間隔に配置されているため、偏平チューブ5内を流通する排ガス11は定間隔毎に乱流が起こされ、インナーフィン3に煤等が付着することを防止できる。
【0016】
このようにしてなる各偏平チューブ5は、図10の如く、互いに僅かの間隔を隔てて並列され、その両端が夫々一対のチューブプレート6に液密に固定される。そして夫々のチューブプレート6にヘッダ本体7(左側を省略)の開口端が気密に接続されてコアを構成し、そのコアの外周にケーシング8が被嵌される。そしてケーシング8の長手方向両端には膨出部12が設けられ、その膨出部12に夫々入口パイプ9,出口パイプ10が連通する。そして、入口パイプ9から冷却水13が膨出部12内を流通して各偏平チューブ外面を通過し、出口パイプ10に流出する。そして一方のヘッダから排ガス11が他方のヘッダに偏平チューブ5内を流通する。このようにしてコア内で排ガス11と冷却水13とが熱交換されるものである。夫々の偏平チューブ5の外面には乱流形成部4が形成され、冷却水13自体にも乱流を起こさせ熱交換を促進する。
【0017】
【発明の作用・効果】
本発明のEGRクーラ用の偏平チューブは、その偏平チューブ5内に横断面波形に曲折形成されたインナーフィン3がろう付け接合されたものにおいて、夫々の第1プレート1,第2プレート2の内面側に凹陥または突出する乱流形成部4が設けられ、前記インナーフィン3は、その波の夫々の稜線3aが平面波形に曲折し、その平面波形の平面頂部3bおよび平面谷部3cの位置で、前記乱流形成部4が夫々のプレート1,2に配置されている。従って、このようにインナーフィン3が平面波形に曲折したものにおいて、その平面頂部3bおよび平面谷部3cで付着しがちな排ガスの煤を効果的に下流側に流し、熱交換性能を維持する効果がある。即ち、その乱流形成部4によって内部を流通する排ガス11の煤がインナーフィン3の表面に付着することを防止し、EGRクーラの性能を永続的に維持し得る。
また、この乱流形成部4は浅い溝形に形成された第1プレート1,第2プレート2の内面に設けられるものであるから、プレス成形により容易に量産できる構造のものであり、製造し易く安価にそれを提供できる。
【0018】
上記構成において、乱流形成部4を平面小円形の凹陥または突出したものとすることができる。
このような乱流形成部4を多数第1プレート1,第2プレート2の内面に設けることにより、インナーフィン3の各部の排ガスの媒の付着を効果的に防止できる。
【0019】
上記構成において、乱流形成部4を第1プレート1,第2プレート2の内面の幅方向に形成した凹条からなるものとすることができる。
このようにすることにより、その凹条の大きさをインナーフィン3の波のピッチに拘わらずより大きくして、偏平チューブ5内を流通する排ガスを周期的に乱流状態にし、排ガスの媒の付着をより効果的に防止すると共に、偏平チューブ5の外面側に流通する冷却水等の攪拌を促進して熱交換性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のEGRクーラ用の偏平チューブの分解斜視図。
【図2】同組立て状態を示す平面図。
【図3】図2の III− III矢視断面における要部拡大図。
【図4】インナーフィン3の平面波形の平面頂部3b,平面谷部3cと、第1プレート1,第2プレート2の乱流形成部4との相対位置関係を示す説明図。
【図5】本発明の第2の実施の形態を示す要部横断面図であって、図3に対応するもの。
【図6】本発明の第3の実施の形態を示す偏平チューブ5の平面図。
【図7】図6のVII −VII 矢視断面における要部拡大図。
【図8】インナーフィン3の平面における平面頂部3bおよび平面谷部3cと内面凹条部4cとの関係を示す説明図。
【図9】本発明の第4の実施の形態を示す偏平チューブ5の分解斜視図。
【図10】本発明の偏平チューブ5を用いたEGRクーラの一部破断斜視図。
【符号の説明】
1 第1プレート
2 第2プレート
3 インナーフィン
3a 稜線
3b 平面頂部
3c 平面谷部
4 乱流形成部
4a 内面凹部
4b 内面凸部
4c 内面凹条部
5 偏平チューブ
6 チューブプレート
7 ヘッダ本体
8 ケーシング
9 入口パイプ
10 出口パイプ
11 排ガス
12 膨出部
13 冷却水[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas cooling cooler used for an exhaust gas recirculation device (EGR) of an automobile or the like, and relates to each of a number of flat tubes constituting the cooler.
[0002]
[Prior art]
Flat tubes are arranged in parallel, both ends of the tubes communicate with the header to form a core, a casing is fitted on the outer periphery of the core, and cooling water or cooling air is circulated in the casing, and through the header Heat exchange is known in which high-temperature exhaust gas is circulated in each flat tube and the exhaust gas is cooled (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
In such a heat exchanger, one in which an inner fin bent in a cross-sectional waveform is inserted inside each flat tube is known.
Furthermore, as an inner fin, a wave fin whose plane is bent into a wave shape is known. In this case, the metal plate is bent to have a corrugated cross-section, and the ridges and valleys of the wave meander in the corrugation on the plane.
In this way, the one that is bent in a waveform in both the cross section and the plane further promotes the stirring of the fluid and has good heat exchange performance.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-97578
[Problems to be solved by the invention]
Such a flat tube having inner fins causes exhaust gas soot to adhere to the surface of the inner fin when the exhaust gas circulates in the tube, reducing the heat exchanger performance and increasing pressure loss due to the soot attachment. It was.
It is considered that deposits such as soot in the exhaust gas adhere to the fins under certain conditions when a change in the flow rate of EGR gas from the engine and a change in the gas composition from time to time occur. In particular, in the case of wave fins, it has become clear that exhaust gas is liable to stay in the
Then, this invention makes it a subject to provide the flat tube for EGR coolers which prevents that deposits, such as a soot, adhere.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention according to claim 1 is formed in a shallow groove shape whose opening sides are aligned with each other, the bottoms of the grooves are fitted so as to face each other, the fitting portions are brazed, and a flat flow is formed inside. A pair of first plate (1) and second plate (2) forming a path;
An inner fin (3) inserted into the flat flow path, bent into a corrugated cross-sectional shape, and brazed to the inner surfaces of both plates (1) and (2);
Each plate (1) (2) is provided with a turbulent flow forming portion (4) which is recessed or protrudes on the inner surface side along the width direction, and a number of the turbulent flow forming portions (4) are arranged in the longitudinal direction. Are parallel to each other,
Each ridgeline (3a) of the wave of the inner fin (3) bends into a plane waveform, and the turbulent flow forming section (at the position of the plane top (3b) and plane valley (3c) of the plane waveform ( 4) is an EGR cooler flat tube disposed on each of the plates (1) and (2) .
[0007]
The present invention according to
The turbulent flow forming portions (4) on the inner surfaces of both plates (1) and (2) are flat tubes for an EGR cooler that are recessed or protruded into a small planar circle.
[0008]
The present invention according to
The turbulent flow forming portion (4) is a flat tube for an EGR cooler composed of a concave strip formed in the inner surface of both plates (1) and (2) in the width direction.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view of the
The
[0011]
In this example, the
In this example, as shown in FIG. 3, a large number of planar small circular
[0012]
In this embodiment, each inner surface
[0013]
Next, FIG. 5 shows another embodiment of the flat tube according to the present invention. The turbulent
[0014]
Next, FIGS. 6 to 8 show a third embodiment of the present invention. In this example, a plurality of inner row
This inner surface
Even such an inner surface
[0015]
Next, FIG. 9 shows a fourth embodiment of the
Also in this example, since the inner surface
[0016]
As shown in FIG. 10, the
[0017]
[Operation and effect of the invention]
The flat tube for an EGR cooler according to the present invention is formed by brazing and joining the
Further, since the turbulent
[0018]
The said structure WHEREIN: The turbulent
By providing many such turbulent
[0019]
The said structure WHEREIN: The turbulent
By doing so, the size of the recesses is made larger regardless of the wave pitch of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a flat tube for an EGR cooler according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing the assembled state.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part in a cross section taken along line III-III in FIG.
4 is an explanatory diagram showing a relative positional relationship between a planar top 3b and a
FIG. 5 is a cross-sectional view of an essential part showing a second embodiment of the present invention, corresponding to FIG. 3;
FIG. 6 is a plan view of a
7 is an enlarged view of a main part in a cross section taken along the arrow VII-VII in FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the flat top 3b and
FIG. 9 is an exploded perspective view of a
FIG. 10 is a partially broken perspective view of an EGR cooler using the
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
10 Outlet pipe
11 exhaust gas
12 bulge
13 Cooling water
Claims (3)
前記偏平な流路に挿入され、横断面波形に曲折形成され、その厚み方向の両端面が両プレート(1)(2)内面にろう付けされたインナーフィン(3)と、を具備し、
夫々のプレート(1)(2)には、その幅方向に沿って内面側に凹陥または突出する乱流形成部(4)が設けられ、多数のその乱流形成部(4)が長手方向に互いに離間して並列され、
前記インナーフィン(3)は、その波の夫々の稜線(3a)が平面波形に曲折し、その平面波形の平面頂部(3b)および平面谷部(3c)の位置で、前記乱流形成部(4)が夫々のプレート(1)(2)に配置されたEGRクーラ用の偏平チューブ。A pair of first plates that are formed in shallow groove shapes whose opening sides are aligned with each other, the bottoms of the grooves are fitted to face each other, the fitting portions are brazed, and a flat flow path is formed inside 1) and the second plate (2),
An inner fin (3) inserted into the flat flow path, bent into a corrugated cross-sectional shape, and brazed to the inner surfaces of both plates (1) and (2);
Each plate (1) (2) is provided with a turbulent flow forming portion (4) which is recessed or protrudes on the inner surface side along the width direction, and a number of the turbulent flow forming portions (4) are arranged in the longitudinal direction. Are parallel to each other,
Each ridgeline (3a) of the wave of the inner fin (3) bends into a plane waveform, and the turbulent flow forming section (at the position of the plane top (3b) and plane valley (3c) of the plane waveform ( 4) is a flat tube for an EGR cooler arranged on each plate (1) (2) .
両プレート(1)(2)内面の前記乱流形成部(4)が、平面小円形に凹陥または突出するEGRクーラ用の偏平チューブ。In claim 1,
A flat tube for an EGR cooler in which the turbulent flow forming portions (4) on the inner surfaces of both plates (1) and (2) are recessed or protruded into a flat small circular shape.
前記乱流形成部(4)が両プレート(1)(2)内面に幅方向に形成された凹条からなるEGRクーラ用の偏平チューブ。In claim 1,
A flat tube for an EGR cooler in which the turbulent flow forming portion (4) is formed of a concave strip formed in the width direction on the inner surfaces of both plates (1) and (2).
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