WO2013080892A1 - インナーフィン - Google Patents

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WO2013080892A1
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inner fin
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exhaust gas
gas flow
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Inventor
哲 横尾
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東京ラヂエーター製造株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F28F3/027—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements with openings, e.g. louvered corrugated fins; Assemblies of corrugated strips

Definitions

  • the present invention relates to an inner fin that is mainly housed in an EGR cooler and is housed in a tube that allows exhaust gas to pass through, and promotes heat exchange of the exhaust gas.
  • the plate material is pressed into a corrugated plate shape on a rectangular wave having unevenness in the width direction, and this repetition is performed in the gas flow direction.
  • some inner fins used in EGR coolers have a heat exchange area that is expanded by making the unevenness in the width direction of the inner fins (hereinafter referred to as fin pitch) fine in order to improve the heat dissipation performance of the tube. (Patent Document 1).
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, promotes heat exchange between exhaust gas and cooling water, is less likely to cause performance degradation due to clogging of soot, and is easy to assemble at the time of manufacture.
  • An object of the present invention is to provide an inner fin for a tube of an EGR cooler.
  • 1st invention is an inner fin used for the flat tube which is equipped with the EGR cooler which cools exhaust gas, and lets exhaust gas pass, Comprising: While forming a board
  • the first protrusion “inclined to the upstream side in the gas flow direction” includes the case where the first protrusion is inclined at a size of less than 90 degrees to the left or right from the upstream direction.
  • “Inclined downstream in the direction” includes the case where it is inclined at a size of less than 90 degrees to the left or right from the downstream direction.
  • the second invention is characterized in that a distance Lc between the first protrusion and the second protrusion is not less than 0.5 times and not more than 1.5 times a height Lh of the first protrusion and the second protrusion.
  • the third invention is characterized in that the first protrusion and the second protrusion are formed symmetrically with respect to the center position of the segment.
  • the plate material is formed in a shape in which irregularities are repeated in the width direction, and this repetition is formed in an offset shape that is alternately shifted to the left and right for each predetermined length in the gas flow direction.
  • the first protrusion By forming the second projection inclined to the downstream side in the gas flow direction at an angle equal to the inclination angle of the gas, the exhaust gas flowing into the segment is actively promoted to turbulent flow by the first projection, and the second projection Therefore, the heat dissipation performance of the tube can be improved without reducing the fin pitch.
  • soot contained in the exhaust gas accumulates on the upstream side of the first protrusion inclined to the upstream side, and hardly accumulates on the second protrusion inclined to the downstream side. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the heat dissipation performance of the tube and prolong the product life.
  • the distance Lc between the first protrusion and the second protrusion is not less than 0.5 times and not more than 1.5 times the height Lh of the first protrusion and the second protrusion.
  • the first protrusion and the second protrusion are formed symmetrically with respect to the center position of the segment.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the EGR cooler using the inner fin which concerns on embodiment of this invention.
  • A is a partial perspective view of the inner fin
  • (b) is a partial plan view of the inner fin.
  • (A) is side explanatory drawing which shows the inside of the segment of the inner fin
  • (b) is explanatory drawing of the use condition of the inner fin.
  • an EGR cooler in which the inner fin 1 is used has a large number of cylindrical shells 2 formed by combining a pair of U-shaped members made of SUS (stainless steel).
  • a flat SUS tube 3 is laminated at a predetermined interval to form a core portion 4.
  • a SUS inlet header 5 for supplying exhaust gas to the tube 3 and a SUS outlet header 6 for discharging the exhaust gas from the tube 3 are attached to both ends of the core portion 4 where the tube 3 is open. ing.
  • a cooling water inlet pipe 7 that supplies cooling water is connected to the lower surface portion of the inlet side of the shell 2, and a cooling water outlet pipe 8 that leads out the cooling water is connected to the upper surface portion of the outlet side of the shell 2.
  • the exhaust gas branches and passes through a number of tubes 3, and the cooling water flows through the cooling water flow path between the tubes 3 and the shell 2. Cooled by exchange.
  • the tube 3 includes a tube inner in which inner side walls are erected on both side ends of a substantially flat flat plate portion, and a tube outer in which outer side walls that circumscribe the inner side wall are erected on both side ends of the substantially flat flat plate portion.
  • a tube inner in which inner side walls are erected on both side ends of a substantially flat flat plate portion
  • a tube outer in which outer side walls that circumscribe the inner side wall are erected on both side ends of the substantially flat flat plate portion.
  • the tube inner and the tube outer are joined by brazing.
  • the bulging part which bulged the flat plate part in the thickness direction is formed in the longitudinal direction both ends of the tube inner and the tube outer. For this reason, when a large number of tubes 3 are stacked, the bulging portion comes into contact with another tube 3, thereby providing a predetermined gap serving as a cooling water flow path between the tubes 3.
  • Each tube 3 accommodates the offset-shaped inner fin 1 to promote the turbulent flow of the exhaust gas passing through the inside, increase the heat exchange area between the exhaust gas and the cooling water, and promote the heat exchange. is doing.
  • the inner fin 1 is disposed between the tube inner and the tube outer when they are assembled, and is brazed to the flat portion of the tube inner and the tube outer at the upper surface portion and the lower surface portion.
  • the inner fin 1 repeats irregularities in the width direction (left and right direction) of the SUS plate material and alternately repeats this for every predetermined length in the gas flow direction (front and rear direction). It is formed in an offset shape shifted left and right.
  • the left / right shift amount is set to about one-fourth of the fin pitch Fp (half of the concave or convex in the width direction).
  • the inner fin is provided with a large number of segments 10 surrounded by a pair of left and right side walls in the longitudinal direction and the width direction.
  • the inner fin 1 has a first protrusion 11 that cuts and raises a part of the upper surface portion or the lower surface portion for each segment 10 and protrudes into the gas passage.
  • the second protrusion 12 is formed.
  • the first protrusion 11 and the second protrusion 12 are both cut and raised in a trapezoidal shape, and the first protrusion 11 disposed on the upstream side in the gas flow direction is inclined upstream, and the second protrusion is disposed on the downstream side in the gas flow direction. 12 is inclined in the opposite direction of the first protrusion, that is, downstream.
  • Fig.3 (a) since the 1st protrusion 11 and the 2nd protrusion 12 are cut and raised by the angle of the same magnitude
  • the first protrusion 11 formed on the lower surface portion of the specific segment 10a is inclined to the upstream left side and the second protrusion 12 is inclined to the downstream right side
  • the first protrusion 11 is adjacent to the right and left sides.
  • the first protrusion 11 formed on the upper surface portion is inclined to the upstream left side at the same angle
  • the second protrusion 12 is inclined to the downstream right side at the same angle.
  • the first protrusion 11 is inclined to the upstream right side
  • the second protrusion 12 is inclined to the downstream left side.
  • the first protrusion 11 of the specific segment 10a is inclined to the left with respect to the gas flow direction, and the first protrusions 11 of the segments 10c and 10d adjacent to the upstream side or the downstream side thereof are in the gas flow direction.
  • the angle at which the second protrusion 12 of the specific segment 10a is inclined to the right with respect to the gas flow direction and the segment adjacent to the upstream side or the downstream side are equal to each other.
  • the size of the angle at which the second protrusions 12 of 10c and 10d are inclined leftward with respect to the gas flow direction is also equal.
  • the right and left tilt angles of the first protrusion 11 and the second protrusion 12 and the angle of raising and lowering in the height direction are optimal according to the ventilation resistance of the EGR cooler used and the flow rate of exhaust gas per unit time. Adjust so that
  • the broken-line arrows in FIGS. 3A and 3B indicate the flow of exhaust gas.
  • the first protrusion 11 is inclined to the upstream side in the gas flow direction, and has a shape that positively causes turbulence in the exhaust gas flowing into the segment 10. Since the second protrusion 12 is inclined to the downstream side in the gas flow direction, the exhaust gas whose turbulence is promoted by the first protrusion 11 is diffused to the two left and right segments 10 so as to flow smoothly. It has become.
  • the distance Lc between the first protrusion 11 and the second protrusion 12 is 0.5 times or more and 1.5 times the height Lh of the first protrusion 11 and the second protrusion 12. It is preferable to set as follows. When Lc is larger than 1.5 times Lh, the first projection 11 and the second projection 12 do not function synergistically, and the exhaust gas whose turbulence is promoted by the first projection 11 is caused by the second projection 12. The effect of smooth diffusion cannot be obtained. Further, if Lc is smaller than 0.5 times Lh, when the first protrusion 11 and the second protrusion 12 are formed on the inner fin 1, there is a possibility that the molding cannot be performed due to the influence of the mold strength. The heat dissipation performance of the tube 3 can be improved as Lc is set smaller within the range of 0.5 to 1.5 times Lh.
  • the center of the first protrusion 11 and the second protrusion 12 coincides with the center of the segment 10, and the first protrusion 11 and the second protrusion 12 are the center of the segment 10.
  • the exhaust gas dispersed and flowing into each segment 10 is turbulent by the first protrusion 11 inclined to the upstream side, and then the second inclined to the downstream side. Since the projection 12 smoothly diffuses to the downstream segment 10, heat exchange between the exhaust gas and the cooling water is promoted, and the heat dissipation performance of the tube 3 can be improved.
  • the distance Lc between the first protrusion 11 and the second protrusion 12 is set to 0.5 times or more and 1.5 times or less the height Lh of the first protrusion 11 and the second protrusion 12, the first protrusion 11 It is possible to achieve both improvement in heat dissipation performance due to the synergistic action of the first protrusion 11 and the second protrusion 12 and ease of forming the inner fin 1.
  • first protrusion 11 and the second protrusion 12 are formed symmetrically with respect to the center of the segment 10, and even if the first protrusion 11 and the second protrusion 12 are rotated 180 degrees in the horizontal direction, the internal structure of the segment 10 with respect to the exhaust gas flow does not change. Therefore, even if the inner fins 1 are arranged upside down when the tube 3 is assembled, the heat dissipation performance of the tube 3 does not deteriorate, there is no risk of erroneous assembly during manufacture, and the quality of the tube 3 is improved. It can be stabilized.
  • a tube containing an inner fin (Example) according to an embodiment of the present invention a tube containing an inner fin (Comparative Example 1) provided with neither a first protrusion nor a second protrusion as shown in FIG.
  • a fluid analysis is performed when exhaust gas is flowed at a flow rate of 15 m / s, and the heat dissipation performance is compared. The result was as shown in FIG.
  • Inner fin 1: Inner fin, 2: Shell, 3: Tube, 4: Core part, 5: Inlet header, 6: Outlet header, 7: Cooling water inlet pipe, 8: Cooling water outlet pipe, 9: (Conventional) inner fin 10 (10a, 10b, 10c, 10d): segment, 11: first protrusion, 12: second protrusion, 13: ridge

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Abstract

　本発明の目的の一つは、排気ガスと冷却水との熱交換を促進するとともに、煤の目詰まりによる性能低下を起こしにくく、かつ、製造時の組み付けが容易なＥＧＲクーラのチューブ用インナーフィンを提供することである。　排気ガスを冷却するＥＧＲクーラに内装され、排気ガスを通過させる扁平なチューブに用いられるインナーフィン（１）であって、板材を、幅方向に凹凸を繰り返す形状に形成するとともにこの繰り返しをガス流れ方向の所定長さごとに交互に左右にずらしたオフセット形状に形成し、一対の左右側壁で囲まれたセグメント（１０）ごとに、上面部または下面部のいずれか一方を切り起こして、ガス流れ方向上流側に傾斜させた第一突起（１１）と、この第一突起（１１）の下流側に配置され、第一突起（１１）の傾斜角と等しい角度でガス流れ方向下流側に傾斜させた第二突起（１２）とを形成した。

Description

インナーフィン
　本発明は、主にＥＧＲクーラに内装されて排気ガスを通過させるチューブに収容され、排気ガスの熱交換を促進するインナーフィンに関する。
　従来、ＥＧＲクーラのチューブ内に収容されるインナーフィンとしては、図５に示すように、板材を幅方向に凹凸を繰り返す矩形波上の波板状にプレス加工するとともに、この繰り返しをガス流れ方向の所定長さごとに交互に左右にずらしたオフセット形状のインナーフィン９がある。
　また、ＥＧＲクーラに用いられるインナーフィンには、チューブの放熱性能を向上させるために、インナーフィンの幅方向の凹凸(以下、フィンピッチという)を細かくすることで熱交換面積を拡大したものがあった(特許文献１)。
　また、放熱性能の向上のため、オフセットタイプのインナーフィンの上下面からガス流路内へ突出する突起を形成し、この突起によって排気ガスに乱流を発生させるインナーフィンがあった(特許文献２)。
日本国特開２００８－３９３８０号公報 日本国特開２０１０－９６４５６号公報
　しかし、特許文献１の構成では、フィンピッチを細かくしすぎた場合には、放熱性能が向上する代わりに、チューブの断面積においてインナーフィンが占める割合が大きくなり、チューブの通気抵抗が大きくなるという問題があった。
　また、チューブの断面積においてインナーフィンの占める割合が大きくなるため、排気ガスに含まれる煤、ＰＭ(パティキュレートマター)等が堆積しやすくなり、チューブに詰まりが発生し、熱交換器としての機能を失ってしまうおそれがあった。
　さらに、フィンピッチを細かくすると、インナーフィンの展開長が長くなり、材料が増えるため、材料コストが増加してしまった。
　また、特許文献２の構成では、このような突起はガス流れ方向(前後方向)に方向性を持つ形状に形成されたものが多く、製造時にインナーフィンをチューブに対して前後逆に組み付けてしまうと、所定の性能を発揮することができなかった。
　また、一つ一つの突起が乱流促進のために直立しているため、長期の使用に伴って排気ガスに含まれる煤やＰＭが突起に堆積しやすく、乱流促進機能の低下や熱伝達率の低下が生じるおそれがあった。
　本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、排気ガスと冷却水との熱交換を促進するとともに、煤の目詰まりによる性能低下を起こしにくく、かつ、製造時の組み付けが容易なＥＧＲクーラのチューブ用インナーフィンを提供することを目的とする。
　本発明において、上記課題が解決される手段は以下の通りである。
　第１の発明は、排気ガスを冷却するＥＧＲクーラに内装され、排気ガスを通過させる扁平なチューブに用いられるインナーフィンであって、板材を、幅方向に凹凸を繰り返す形状に形成するとともにこの繰り返しをガス流れ方向の所定長さごとに交互に左右にずらしたオフセット形状に形成し、一対の左右側壁で囲まれたセグメントごとに、上面部または下面部のいずれか一方を切り起こして、ガス流れ方向上流側に傾斜させた第一突起と、この第一突起の下流側に配置され、第一突起の傾斜角と等しい角度でガス流れ方向下流側に傾斜させた第二突起とを形成したことを特徴とする。
　なお、第一突起が「ガス流れ方向上流側に傾斜している」とは、上流方向から左右のいずれかに９０度未満の大きさで傾いている場合を含み、第二突起が「ガス流れ方向下流側に傾斜している」とは、下流方向から左右のいずれかに９０度未満の大きさで傾いている場合を含むものとする。
　第２の発明は、上記第一突起と上記第二突起との距離Ｌｃが、上記第一突起および上記第二突起の高さＬｈの０．５倍以上１．５倍以下であることを特徴とする。
　第３の発明は、上記セグメントの中心位置に対し、上記第一突起と上記第二突起とが対称に形成されていることを特徴とする。
　第1の発明によれば、板材を、幅方向に凹凸を繰り返す形状に形成するとともにこの繰り返しをガス流れ方向の所定長さごとに交互に左右にずらしたオフセット形状に形成し、一対の左右側壁で囲まれたセグメントごとに、上面部または下面部のいずれか一方を切り起こして、ガス流れ方向上流側に傾斜させた第一突起と、この第一突起の下流側に配置され、第一突起の傾斜角と等しい角度でガス流れ方向下流側に傾斜させた第二突起とを形成したことにより、セグメントに流入した排気ガスが第一突起で積極的に乱流化を促進され、第二突起で円滑に下流側のセグメントに拡散されるため、フィンピッチを細かくすることなく、チューブの放熱性能を向上させることができる。
　また、ＥＧＲクーラの使用に伴って、排気ガスに含まれる煤が、上流側に傾斜した第一突起の上流側に溜まっても、下流側に傾斜した第二突起にはほとんど堆積しない。そのため、チューブの放熱性能の低下を抑え、製品寿命を長期化することができる。
　第２の発明によれば、上記第一突起と上記第二突起との距離Ｌｃが、上記第一突起および上記第二突起の高さＬｈの０．５倍以上１．５倍以下である。この構成により、第一突起で乱流化を促進した排気ガスを第二突起で円滑に拡散する相乗作用によってチューブの放熱性能を向上させるとともに、インナーフィンの成形容易性を両立することができる。
　第３の発明によれば、上記セグメントの中心位置に対し、上記第一突起と上記第二突起とが対称に形成されている。この構成により、チューブの組み立ての際にインナーフィンを前後逆に配置してしまっても、チューブの放熱性能が低下することがなく、製造時の誤組み付けのおそれがなく、チューブの品質を安定させることができる。
本発明の実施形態に係るインナーフィンを用いたＥＧＲクーラを示す斜視図である。 （ａ）は同インナーフィンの部分斜視図であり、（ｂ）は同インナーフィンの部分平面図である。 （ａ）は同インナーフィンのセグメント内を示す側方説明図であり、（ｂ）、は同インナーフィンの使用状態の説明図である。 同インナーフィンと従来のインナーフィンとの放熱性能の比較試験の結果を示すグラフである。 従来のインナーフィンの部分斜視図である。
　以下、本発明の実施形態に係るＥＧＲクーラのチューブ用インナーフィンについて説明する。
　このインナーフィン１が用いられるＥＧＲクーラは、図１に示すように、一対の断面Ｕ字状のＳＵＳ(ステンレス鋼)製の部材を組み合わせてなる大径筒状のシェル２の内部に、多数の扁平なＳＵＳ製のチューブ３を所定の間隔を設けて積層し、コア部４を形成している。
　チューブ３が開口しているコア部４の両端には、チューブ３に排気ガスを供給するＳＵＳ製の入口ヘッダー５と、チューブ３から排気ガスを導出するＳＵＳ製の出口ヘッダー６とがそれぞれ取り付けられている。
　また、シェル２の入口側下面部には冷却水を供給する冷却水入ロパイプ７が接続され、シェル２の出口側上面部には冷却水を導出する冷却水出ロパイプ８が接続されている。
　このＥＧＲクーラのコア部４では、排気ガスが多数のチューブ３に分岐して通過するとともに、冷却水がチューブ３とシェル２との間の冷却水流路を流れて、排気ガスが冷却水と熱交換によって冷却される。
　チューブ３は、略平坦な平板部の両側端に内側壁を立設してなるチューブインナーと、略平坦な平板部の両側端に上記内側壁に外接する外側壁を立設してなるチューブアウターとを組み付けてなる中空の扁平管状に形成されている。チューブインナーとチューブアウターとは、ろう付けによって接合される。
　このチューブ３では、チューブインナーおよびチューブアウターの長手方向両端において、平板部を厚さ方向に膨出させた膨出部を形成している。このため、多数のチューブ３を積層すると、この膨出部が他のチューブ３に当接することによって、チューブ３相互の間に冷却水流路となる所定の間隙が設けられる。
　各チューブ３は、オフセット形状のインナーフィン１を収容することにより、内部を通過する排気ガスの乱流化を促進するとともに、排気ガスと冷却水との熱交換面積を増加させ、熱交換を促進している。
　インナーフィン１は、チューブインナーおよびチューブアウターを組み立てる際に両者の問に配置され、上面部および下面部でチューブインナーおよびチューブアウターの平板部にろう付けされる。
　このインナーフィン１は、図２（ａ）に示すように、ＳＵＳ製の板材を幅方向（左右方向）に凹凸を繰り返すとともにこの繰り返しをガス流れ方向（前後方向）の所定長さごとに交互に左右にずらしたオフセット形状に形成されている。左右のずらし量はフィンピッチＦｐの約４分の１（幅方向の凹または凸の半分）に設定している。
　これにより、インナーフィンには、一対の左右側壁で囲まれるセグメント１０が長手方向および幅方向に多数設けられる。
　図２（ａ），（ｂ）に示すように、インナーフィン１には、一つのセグメント１０ごとに、上面部または下面部の一部を切り起こし、ガス通路内へ突出する第一突起１１と第二突起１２とを形成している。
　第一突起１１および第二突起１２はともに台形状に切り起こされ、ガス流れ方向上流側に配置される第一突起１１は上流側へ傾斜し、ガス流れ方向下流側に配置される第二突起１２は第一突起の反対方向、すなわち下流側へ傾斜している。図３（ａ）に示すように、第一突起１１と第二突起１２とは、反対方向に同じ大きさの角度で切り起こしているため、図３（ａ）上で（側面視で）、第一突起１１が左上方に突出し、第突起１２が右上方に突出している。
　また、図２（ｂ）に示すように、第一突起１１は、ガス流れ方向（前後方向）に対して左右のいずれかに傾斜しており、その下流側の第二突起１２は、この第一突起１１と左右の反対方向に同じ角度で傾斜している。
　図２（ｂ）に示すように、特定のセグメント１０ａで下面部に形成された第一突起１１が上流左側へ傾斜し、第二突起１２が下流右側へ傾斜しているとき、その左右に隣接するセグメント１０ｂでは上面部に形成された第一突起１１が同じ角度で上流左側へ傾斜し、第二突起１２が同じ角度で下流右側へ傾斜している。
　他方、上記特定のセグメント１０ａの上流側または下流側に隣接するセグメント１０ｃ、１０ｄでは、第一突起１１が上流右側へ傾斜し、第二突起１２が下流左側へ傾斜している。なお、上記特定のセグメント１０ａの第一突起１１がガス流れ方向に対して左側へ傾斜する角度の大きさと、その上流側または下流側に隣接するセグメント１０ｃ、１０ｄの第一突起１１がガス流れ方向に対して右側へ傾斜する角度の大きさは等しく、上記特定のセグメント１０ａの第二突起１２がガス流れ方向に対して右側へ傾斜する角度の大きさと、その上流側または下流側に隣接するセグメント１０ｃ、１０ｄの第二突起１２がガス流れ方向に対して左側へ傾斜する角度の大きさも等しい。
　第一突起１１および第二突起１２の左右への傾きの角度および高さ方向の切り起こしの角度は、使用されるＥＧＲクーラの通気抵抗や排気ガスの単位時間あたりの流量に応じて、最適となるように調整する。
　図３（ａ），（ｂ）中の破線矢印は、排気ガスの流れを示している。
　第一突起１１は、ガス流れ方向上流側に傾斜しており、セグメント１０に流入する排気ガスに積極的に乱流を起こす形状になっている。
　第二突起１２は、ガス流れ方向下流側に傾斜しているため、第一突起１１で乱流化を促進された排気ガスを下流側の左右２つのセグメント１０へ拡散して円滑に流すようになっている。
　また、図３（ａ）に示すように、第一突起１１と第二突起１２との距離Ｌｃは、第一突起１１および第二突起１２の高さＬｈの０．５倍以上１．５倍以下に設定するのが好ましい。
　ＬｃをＬｈの１．５倍より大きくすると、第一突起１１と第二突起１２とが相乗的に機能せず、第一突起１１で乱流化を促進された排気ガスを第二突起１２で円滑に拡散するという効果が得られなくなってしまう。
　また、ＬｃをＬｈの０．５倍よりも小さくすると、インナーフィン１に第一突起１１および第二突起１２を形成する際に、金型強度の影響により成形できなくなるおそれがある。Ｌｈの０．５～１．５倍の範囲内でＬｃを小さく設定するほどチューブ３の放熱性能を向上させることができる。
　図２（ｂ）に示すように、第一突起１１と第二突起１２との中央は、セグメント１０の中心と一致しており、第一突起１１と第二突起１２とは、セグメント１０の中心に対して対称に形成されている。そのため、インナーフィン１を水平方向に１８０度回転させても、各セグメント１０では第一突起１１と第二突起１２との位置が互いに入れ替わるだけで、排気ガスの流れに対するセグメント１０の内部構造は変わらない。
　このようなインナーフィン１を収容したチューブ３では、分散されて各セグメント１０に流入した排気ガスは、上流側に傾斜した第一突起１１によって乱流を起こされ、次いで下流側に傾斜した第二突起１２により下流側のセグメント１０へ円滑に拡散されるため、排気ガスと冷却水との熱交換が促進され、チューブ３の放熱性能を向上させることができる。
　また、図３（ｂ）に示すように、ＥＧＲクーラの使用に伴って、排気ガスに含まれる煤１３が、上流側に傾斜した第一突起１１の上流面に堆積しても、下流側に傾斜した第二突起１２にはほとんど堆積しない。そのため、チューブ３の放熱性能の低下を抑え、製品寿命を長期化することができる。
　また、第一突起１１と第二突起１２との距離Ｌｃを、第一突起１１および第二突起１２の高さＬｈの０．５倍以上１．５倍以下に設定したことにより、第一突起１１と第二突起１２との相乗作用による放熱性能の向上とインナーフィン１の成形容易性とを両立することができる。
　さらに、第一突起１１と第二突起１２とがセグメント１０の中心に対して対称に形成され、水平方向に１８０度回転させても排気ガスの流れに対するセグメント１０の内部構造が変わらない。そのため、チューブ３の組み立ての際にインナーフィン１を前後逆に配置してしまっても、チューブ３の放熱性能が低下することがなく、製造時の誤組み付けのおそれがなく、チューブ３の品質を安定させることができる。
　＜試験＞
　本発明の実施形態に係るインナーフィン（実施例）を収容したチューブと、図５のように第一突起も第二突起も設けないインナーフィン（比較例１）を収容したチューブと、各セグメントに第一突起のみを設けて第二突起を設けないインナーフィン（比較例２）を収容したチューブとについて、排気ガスを流速１５ｍ／ｓで流した場合の流体解析を行い、放熱性能を比較したところ、図４のような結果となった。
　比較例１の放熱量を１００％とすると、比較例２の放熱量は１１７．４％となり、実施例の放熱量は１２１．９％となった。
　したがって、第一突起１１および第二突起１２を設けた実施例では、第一突起および第二突起を設けない比較例１に対し放熱性能が２１．９％向上し、第一突起のみを設けた比較例２に対しても、放熱性能が約３．８％向上することがわかった。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、2011年11月30日出願の日本特許出願・出願番号2011-261325に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　１：インナーフィン、２：シェル、３：チューブ、４：コア部、５：入口ヘッダー、６：出口ヘッダー、７：冷却水入口パイプ、８：冷却水出口パイプ、９：（従来の）インナーフィン、１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）：セグメント、１１：第一突起、１２：第二突起、１３：煤
 

Claims (3)

  1. 　排気ガスを冷却するＥＧＲクーラに内装され、排気ガスを通過させる扁平なチューブに用いられるインナーフィンであって、
    　板材を、幅方向に凹凸を繰り返す形状に形成するとともにこの繰り返しをガス流れ方向の所定長さごとに交互に左右にずらしたオフセット形状に形成し、
    　一対の左右側壁で囲まれたセグメントごとに、上面部または下面部のいずれか一方を切り起こして、ガス流れ方向上流側に傾斜させた第一突起と、この第一突起の下流側に配置され、第一突起の傾斜角と等しい角度でガス流れ方向下流側に傾斜させた第二突起とを形成したことを特徴とするインナーフィン。
  2. 　上記第一突起と上記第二突起との距離Ｌｃが、上記第一突起および上記第二突起の高さＬｈの０．５倍以上１．５倍以下であることを特徴とする請求項１に記載のインナーフィン。
  3. 　上記セグメントの中心位置に対し、上記第一突起と上記第二突起とが対称に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインナーフィン。
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