CN100404995C - Egr冷却器 - Google Patents

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Abstract

作为易于制造、且可促进热交换的EGR冷却器，对圆形横断面的导管1在通过其中心线的一平面内进行塑性变形，以形成内部被曲折为波形的废气通道。

Description

EGR冷却器
技术领域
本发明有关废气再循环装置(以下称为EGR冷却器)。
背景技术
作为EGR冷却器，存在有把多个圆形断面的直线状导管相互离间进行并列，使其两端与顶盖连通的同时，用套管把导管外周覆蔽的形式。而且，使冷却水流通套管内的同时，是废气流通导管内，在两者间进行热交换，以冷却废气。
进而，作为其他的EGR冷却器，在导管的内周面形成多条螺旋状的突起，使废气到处充分地接触导管的内周面的发明，作为特开2000-345925号而被提出。
作为现有的EGR冷却器的导管，其内面侧形成了多条螺旋状突起的那种，尽管可以在某种程度期待使废气和导管内周面的接触更加提高，但是那样不能说充分。
因此，本发明以提供可以在导管内充分搅拌废气进而促进热交换的同时，且容易制造的EGR冷却器为课题。进而，EGR冷却器有时在导管内发生冷凝液，这时还以圆滑地排除其冷凝液为目的。
发明内容
本发明第1方面是一种废气再循环装置用冷却器，其中，圆形断面的多个导管(1)相互离间并列，各自的导管(1)的两端连通一对顶盖(2)而组成，在导管(1)内流通被冷却用的废气(3)的同时，导管(1)的外面流通冷却流体(4)，
其特征在于，各自的上述导管(1)的断面为圆形，该导管(1)在含有其中心线的一平面内进行塑性变形，并由该导管(1)的中心线在上述一平面内被曲折形成为波形的同一形状的导管组成，
使这些导管的波形相位在各列中一致，相邻的列的波的相位相互相差180度，
各自的导管(1)的中心线的曲折方向的平面相对水平面(15)倾斜成同一的(θ)角度进行配置，
各自的导管(1)的长度方向的两端部，其中心线被形成为直线，并且其两端部的中心线(L1)位于整个波的中心线(L0)的下方，并且导管(1)形成为，使用与其中心线正交的板材(6)支持波的相互离间的两个顶部的下面时，利用整个导管的重力平衡，只朝向波曲折的平面上的一方侧。
本发明的EGR冷却器由以上构成组成，具有以下效果。
利用本发明的话，通过在通过导管1的中心线的一平面内，对导管1进行塑性变形，以使废气通道形成波形，可以使导管1内的废气充分曲折蛇行进行搅拌，促进与导管1的外面的冷却流体4的热交换。
此外，塑性变形部分由于是通过中心线在一平面内进行，所以可以通过冲压加工等很容易地对圆形横断面的部分进行塑性变形。
利用本发明的话，可以把多个凹陷部5分别离间在长度方向及圆周方向，利用塑性变形从外面曲折形成为内面侧，并且把凹陷部5的断面做成山形的同时，把其棱角线5a形成在与导管1的中心线相交的方向上，由此流通内部的废气3被导入凹陷部5的山形上，且利用棱角线5a以蜿蜒状流通，并未明显增加流通阻力地顺利地搅拌废气3、促进热交换。与此同时，难以引起堵塞。
此外，各自的凹陷部5由于是利用塑性变形从圆形断面的导管的外面侧进行曲折的，所以其制造很容易。
进而，由于导管1的两端部形成了圆形部1a，所以可以确保导管1的两端被插通的顶盖2的插通部的气密性。
而且，导管1由于基本上是圆形断面，所以耐压性高、可以使高压废气3流通。
此外，凹陷部5是相互在圆周方向180度离间的，可以使废气3周期性地以波形蜿蜒，从而可以进一步提高热交换性能。
利用本发明的话，可以缩短整个热交换器的长度的同时，还可以使其导管的排列密度与直线管的做成同一样。也就是说，与使用导管1内通道长度相同的直线管的情况相比，可以缩短其两端间的长度。
并且，这些导管1，由于是中心线在一平面内被曲折形成为波形的同一形状，并且是各列间的波形相位一致进行平行配置，所以可以提供小型并且性能好的EGR冷却器。
此外，利用导管1的波形，可以使流通导管1内的废气3以及流通其外面侧的流体充分搅拌并促进热交换。
利用本发明的话，可以促进导管1外面侧的流体的搅拌，使热交换性能提高。
利用本发明的话，可以使EGR冷却器导管1内部产生的冷凝液顺利地流下到导管1内的倾斜方向下方。为此，不会担心冷凝液滞留在导管1内使导管1腐蚀，从而可以提高耐久性高的EGR冷却器。
并且，导管1由于轴线被分别曲折成波形，所以对流通在导管1内的废气3进行搅拌的同时，传热面积扩大，从而可以促进与冷却流体4的热交换。
利用本发明的话，把多个导管1配置在一对板材6上时，可以使之在同一方向并列。也就是说，导管1并非朝向中心线周围的任意的方向，在板材6上被并列。由此，EGR冷却器组装时，可以把各自的曲折平面配置在同一方向很容易地组装。
利用本发明的话，导管1的顶部的下面侧被形成横断面V字形，由于这里有支持部7，所以利用具有与该支持部7整合的支持用V字凹部13的板材6，可以使多个导管1在其曲折平面维持在同一方向情况下进行并列。由此可以很容易地进行EGR冷却器的组装。
利用本发明的话，可以把导管1的长度方向两端的直线部连通顶盖2，并很容易地对该连通部进行气密固定。也就是说，利用与全长为直线状导管相同的方法，可以确保导管1和顶盖2的导管插通部的气密性。
附图简单说明
图1是本发明的EGR冷却器的局部断裂俯视图；图2是用于同EGR冷却器的导管1的主要部立体图；图3是图2的III-III向视横剖面图；图4是图3中的IV-IV向视剖面图；图5所示的是用于EGR冷却器的导管1的其他例子，图5(A)是其正视图，图5(B)～(D)是图5(A)的B-B、C-C、D-D的各剖面向视图；图6是图5(A)的VI-VI向视剖面简图；图7是表示本发明第2实施形态的EGR冷却器的局部断裂俯视图；图8是图7的VIII-VIII的向视图；图9是表示本发明EGR冷却器再有其他实施形态的主要部断裂正视图；图10是图9的X-X向视剖面简图；图11是在被用于同EGR冷却器的导管1组装前状态下，表示与一对板材6并列状态的正视图；图12是图11的XII-XII向视图；图13是把用于同EGR冷却器的导管安装在顶盖板2a上状态的说明图；图14是表示按照在同顶盖板2a上的导管1的使用状态的说明图；图15是表示用于同EGR冷却器的其他导管1的并列支持状态的正视图；图16是图15的F-F向视剖面图。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施形态。
图1是本发明的EGR冷却器的局部断裂俯视图，图2是用于其EGR冷却器的导管1的主要部立体图，图3是图2的III-III向视横剖面图，图4是图3中的IV-IV向视剖面图。
这个EGR冷却器，多个导管1相互离间并以规定间隔并列，各自的导管1的两端与一对的顶盖2连通。而且废气3从一方的顶盖2流入各导管1内，它被导入他方的顶盖2中。在各导管1的外周上，冷却水或冷却风等冷却流体4流通，可以冷却废气3。
如图2～图4所示，各自的导管1，在圆形断面的导管上多个凹陷部5在导管1的长度方向以及圆周方向相互离间而形成。相邻的凹陷部5相互在圆周方向180度离间。而且，如图4所示，各自的凹陷部5，与中心线L平行的断面的内外面曲折成山形，其山的顶部的棱角线5a与中心线正交。
此外，在导管1的长度方向两端不存在凹陷部5，在那里形成圆形部1a，该圆形部1a被插通在顶盖2的圆形孔8中，该插通部通过钎焊或焊接气密地接合。
此外，凹陷部5在热交换器的安装状态下，其棱角线5a位于重力方向。由此不使凹凸部形成在导管1的下面侧，从而可以是积存在导管内的冷凝水顺利地排除到外部。
而且，如图1所示，冷却流体4，流通在与导管1中心线L正交的方向。此外，流通在导管1内的废气3，因多个凹陷部5的存在而以蜿蜒状流通搅拌，从而可以促进与冷却流体4的热交换。
还有，在各自的导管1的外面侧流通的冷却流体4本身也因凹陷部5的存在被搅拌并可以促进热交换。
接着，图5以及图6所示的是本发明的用于EGR冷却器的导管1的其他例子，图5(A)是其正视图，图5(B)～(D)是图5(A)的B-B、C-C、D-D的各剖面向视图，此外，图6是图5(A)的VI-VI向视剖面简图。
这个例子与图2～图4不同之处在于凹陷部5的形状。这个例子的凹陷部5，其最大直径比导管1的直径大，其棱角线5a中的断面比半圆稍大，并且具有棱角线5a的两端仅仅扩开了一点的形状。这时，导管1在凹陷部5可以把在导管1中流通的废气3扩大在棱角线方向，由此，可以促进流体的搅拌并进一步提高热交换。
接着，图7是表示本发明的EGR冷却器其他例子的俯视图(局部省略)，图8是图7的VIII-VIII的向视图。
这个EGR冷却器，是由各自的导管1的中心线除其两端部外在一平面内被曲折形成波形的同一形状导管组成。而且，在其导管1的长度方向两端部，其中心线形成直线状。并且其两端部，插通在一对的顶盖板2a的导管插通孔中，其插通孔被气密地固定。
这个顶盖板2a闭塞顶盖主体2b的开口，由其顶盖板2a和顶盖主体2b形成顶盖2。
各列中的各自导管1的波形，如图7所示相互平行配置，以使相位一致。此外，上下相邻的各列的导管1和导管1间，其波的相位相差180度进行配置。
还有，右侧的顶盖2设置了废气出口管9。
这样组成的EGR冷却器，在图7中废气3从左侧顶盖2的出入口管流入，在各导管1内流通，然后它再从他方的顶盖2的废气出口管9被导入外部。在各导管1的外面侧，由冷却水或冷却空气组成的冷却流体4平行地流通在各自导管的曲折平面上，导管内的废气3被其冷却流体4冷却。
其废气3在导管1内以波形被引导并进行搅拌，促进与冷却流体4的热交换的同时，使因搅拌而附着在导管1内的煤剥离，防止导管1内闭塞。此外，由于冷却流体4平行地流通在导管1的曲折平面上，所以其冷却流体4本身也被搅拌，从而可以促进与废气3的热交换。
下面，图9是表示本发明的EGR冷却器的其他实施形态的主要部剖面正视图，图10是图9的X-X向视图。
这个EGR冷却器，与图7所示的相同，各自的导管1的中心线由被曲折成波形的同一形状的导管组成，它们相互平行配置，以使这些导管的波形相位在各列中一致。
与图7例不同之处在于套管4覆蔽多个导管1的集合体的外周，以及各导管1在所有列中波的相位一致。也就是说，上段侧的导管1和下段侧的导管1在同一方向被曲折为波形。而且整体如图9所示，相对水平面15倾斜θ角度配置。
各自的导管1是在把各曲折方向的面保持在水平的状态下，使其面相对水平面15倾斜θ角度的。由此，导管1内发生的冷凝液朝倾向方向下方顺利地流下。这样，不会担心导管1内积存冷凝液，而使导管腐蚀。
下面，有关该导管1的详细情况，如图15所示形成。
它在利用一对板材6支持各自的导管1的顶部10的下面11时，通过使导管1按照图15及图16的样式排列，将比较容易地组装热交换器。这时，各导管1如图15所示，其两端部的中心线L1位于整个波的中心线L0的下方。为此，根据重力平衡，各导管1在图15的状态下稳定。
如图15所示利用一对板材6支持导管1时，在L1位于L0的下方的情况下，它位于导管1的势能最低的稳定位置上。为此，在图15的朝向下稳定，因为它不会在不经意中旋转。
假设L1位于L0的上方的话，则整体上势能增加，受重力的影响，将向更低的地方移动，并稳定在图15的状态。结果，可以把多个导管1在板材6上如图16所示那样并列成同一朝向。通过这样并列，容易对EGR冷却器进行组装。即在其组装时，可以使各自导管的朝向一致，并且如图13所示，使各自的导管1并列在顶盖板2a的导管插通孔上。在这个例子中，可以把各自的导管1的波的曲折方向位于上下方向位置，使所有的导管1并列。
接着，把其整个组装体旋转90度，如图14所示定位，并且把其导管的曲折平面位于水平位置，进而通过把整体如图9所示相对水平面15倾斜θ角度，把在导管1的内面产生的冷凝液顺利地流下下方，可以防止它们积存在导管1的内部。
接着，图11和图12所示的是导管1的其他的实施形态，这个例子与图15、图16不同之处是在板材6的支持点上导管1的横断面形成为V字状。而且，板材6，为了与其整合，其上缘上多个支持用V字凹部13相互离间被并列着。
这时，也可以利用支持用V字凹部13和支持部7把并列的所有的导管1的朝向朝着同一方向。

Claims (1)

1.一种废气再循环装置用冷却器，其中，圆形断面的多个导管(1)相互离间并列，各自的导管(1)的两端连通一对顶盖(2)而组成，在导管(1)内流通被冷却用的废气(3)的同时，导管(1)的外面流通冷却流体(4)，
其特征在于，各自的上述导管(1)的断面为圆形，该导管(1)在含有其中心线的一平面内进行塑性变形，并由该导管(1)的中心线在上述一平面内被曲折形成为波形的同一形状的导管组成，
使这些导管的波形相位在各列中一致，相邻的列的波的相位相互相差180度，
各自的导管(1)的中心线的曲折方向的平面相对水平面(15)倾斜成同一的(θ)角度进行配置，
各自的导管(1)的长度方向的两端部，其中心线被形成为直线，并且其两端部的中心线(L1)位于整个波的中心线(L0)的下方，并且导管(1)形成为，使用与其中心线正交的板材(6)支持波的相互离间的两个顶部的下面时，利用整个导管的重力平衡，只朝向波曲折的平面上的一方侧。
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