CN105143810A - 换热器 - Google Patents

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Abstract

一种换热器。该换热器在气体通路(20A)中设有前倾突出片(25A)和后倾突出片(25B)，该前倾突出片(25A)以成为朝向气体流动方向的上游侧倾斜的前倾状态的前倾角度(α1)配置，该后倾突出片(25B)配置于前倾突出片(25A)的下游，以成为朝向气体流动方向的下游侧倾斜的后倾状态的后倾角度(α2)配置。前倾突出片(25A)为具有与气体通路(20A)的周面相接触的底边(26A)和左右一对侧边(27A、28A)的四边形以上的多边形。底边(26A)以相对于与气体流动方向正交的方向成为倾斜朝向的设置角度(β1)配置，位于气体流动方向的上游侧的一侧边(27A)相对于底边(26A)的角度(a)大于位于气体流动方向的下游侧的另一侧边(28A)相对于底边(26A)的角度(b)。

Description

换热器
技术领域
本发明涉及一种换热器，特别涉及一种供气体流动的气体通路和供液体流动的液体通路被层叠了的换热器。
背景技术
专利文献1公开了一种供气体流动的气体通路和供液体流动的液体通路被层叠了的换热器。如图25所示，专利文献1中公开的排气换热装置100包括外壳101、收容在外壳101内的多个管110、以及配置于多个管110的两端的一对罐120、121。
在外壳101上设有冷却水(冷却流体)的冷却水入口部102和冷却水出口部103。在外壳101内，利用相邻的管110彼此之间的间隙等形成有冷却水通路104。
所有的管110的两端在一对罐120、121的内部开口。在一个罐120上设有排气入口部120a，在另一个罐121上设有排气出口部121a。
管110被层叠起来。如图26所示，各管110由两个扁平构件110a、110b形成。在各管110的内部形成有排气通路111。在排气通路111内配置有散热片112。
如图27所示，散热片112以在从排气流动方向S的上游侧观察时成为矩形的波形形状的方式形成。在散热片112上沿排气流动方向S空开间隔地切开翘起有多个突出片113。各突出片113具有三角形状，以阻碍排气通路111内的排气流动的方式突出。突出片113的设置角度相对于与排气流动方向S正交的方向倾斜。
来自内燃机的排气在各管110内的排气通路111中流动。冷却水在外壳101内的冷却水通路104中流动。排气和冷却水之间借助管110和散热片112进行热交换。在该热交换过程中，利用散热片112的突出片113扰乱排气的流动，从而促进热交换。
如图28所示，由于在排气通路111中流动的排气因突出片113而无法直行，因此，在紧接着突出片113的下游(背后)形成低压区域。如图29的(a)、图29的(b)所示，碰撞到突出片113的排气越过突出片113的斜边113a、113b而绕到突出片113的背后。由于突出片113具有三角形状(由于斜边113a、113b的倾斜)，因此，对于越过斜边113a的第1流和越过斜边113b的第2流，在倾斜上方侧的流量较多，在倾斜下方侧的流量较少。当具有这样的流量分布的流动被引入上述的低压区域时，在第1流和第2流上分别作用回转力。其结果，如图29的(c)所示，第1流和第2流各自成为涡流。这样，在突出片113的下游形成两个涡流。由于这两个涡流一边扰乱已形成于排气通路111的内表面附近的边界层(排气停滞层)一边流动，因此，热交换率提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-96456号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述排气换热装置100中，由于突出片113为三角形状，因此，拦截排气流动的区域(面积)较小，形成于紧接着突出片113的下游的低压区域的压力不够低。因此，将第1流和第2流向低压区域引入的力较小，而仅形成两个较小的涡流。即使在第1流和第2流中的一者大于另一者而仅形成一个涡流的情况下，也因引入力较弱而仅形成较弱的涡流。由于当涡流较弱时无法充分地搅拌排气流动，因而无法大幅度地促进热传递。
本发明的目的在于提供一种能够通过形成大幅度地促进热传递的涡流来提高热交换率的换热器。
用于解决问题的方案
本发明的一实施方式为一种换热器，该换热器在供气体流动的气体通路中设置有前倾突出片和后倾突出片，该前倾突出片以成为朝向气体流动方向的上游侧倾斜的前倾状态的前倾角度α1配置，该后倾突出片配置于上述前倾突出片的下游，以成为朝向上述气体流动方向的下游侧倾斜的后倾状态的后倾角度配置，上述前倾突出片为具有与上述气体通路的周面相接触的底边和左右一对侧边的四边形以上的多边形，上述前倾突出片的上述底边以相对于与上述气体流动方向正交的方向成为倾斜朝向的设置角度配置，上述前倾突出片的位于气体流动方向的上游侧的一上述侧边相对于上述底边的角度大于上述前倾突出片的位于上述气体流动方向的下游侧的另一上述侧边相对于上述底边的角度。
根据上述实施方式，由越过前倾突出片的顶边而流动的气流形成的较强的横涡流被绕过另一侧边流动的气流转换为较强的纵涡流。纵涡流不像横涡流那样较早地减弱而是长时间存在，且由后倾突出片改变路径而向上方升起。由于路径改变了的纵涡流一边扰乱在划分出气体通路的周面附近形成的边界层(排气停滞层)一边流动，因此，大幅度地促进热传递，从而提高热交换率。
优选的是，另一上述侧边长于一上述侧边。
优选的是，上述前倾突出片的距上述底边最远的顶边在从上述气体流动方向正面观察时以该顶边的一上述侧边那一侧变低的方式相对于上述底边倾斜。
优选的是，上述气体通路通过在与上述气体流动方向正交的方向上重复凹凸状，并且形成为沿着上述气体流动方向每隔规定长度交替错开而成的偏置(日语：オフセット)形状，从而被分割为沿上述气体流动方向和上述正交方向配置的多个区段，上述前倾突出片和上述后倾突出片设于各上述区段。
优选的是，上述前倾突出片形成于与供液体流动的液体通路紧密接触的面，于在与气体流动方向正交的方向上相邻接的各上述区段内配置为相同朝向。
优选的是，上述前倾突出片形成于与供液体流动的液体通路紧密接触的面，在气体流动方向上相邻接的各上述区段内以相对于与上述气体流动方向正交的方向呈线对称的方式配置。
优选的是，一上述侧边相对于上述底边的角度为90度以上，另一上述侧边相对于上述底边的角度为90度以下。
优选的是，上述前倾突出片的上述前倾角度相对于上述气体流动方向为40度～50度。
优选的是，上述前倾突出片的上述设置角度相对于上述气体流动方向为35度～60度。
也可以是，上述前倾突出片的上述侧边和上述前倾突出片的距上述底边最远的顶边所形成的角部为圆弧形状。
优选的是，上述后倾突出片的底边在从空气流动方向SD正面观察时配置在与上述前倾突出片的底边相同的位置。
优选的是，上述后倾突出片为具有与上述气体通路的周面相接触的底边和左右一对侧边的四边形以上的多边形，上述前倾突出片的上述底边设为与上述后倾突出片的上述底边平行。
优选的是，上述前倾突出片的沿着与上述气体流动方向正交的方向的宽度为上述区段的沿着与上述气体流动方向正交的方向的宽度的50％～75％。
优选的是，上述前倾突出片的沿着与上述气体流动方向正交的方向的高度为上述区段的沿着与上述气体流动方向正交的方向的高度的33％～42％。
优选的是，上述前倾突出片的另一上述侧边的沿着气体流动方向的长度为上述区段的沿着上述气体流动方向的长度的15％～28％。
优选的是，上述前倾突出片与上述后倾突出片之间的最小间隔为上述前倾突出片的另一上述侧边的沿着气体流动方向的长度的36％～65％。
优选的是，上述前倾突出片的上述底边的中央位置设定在上述区段的沿着上述气体流动方向的长度的35％～65％的范围内。
优选的是，上述前倾突出片的上述底边的中央位置设定在上述区段的沿着与气体流动方向正交的方向的宽度的25％～70％的范围内。
优选的是，上述前倾突出片在从气体流动方向正面观察时与上述后倾突出片重叠70％以上。
优选的是，上述区段的沿着与气体流动方向正交的方向的高度为上述区段的沿着气体流动方向的长度的22％～38％。
优选的是，上述区段的沿着与气体流动方向正交的方向的宽度为上述区段的沿着气体流动方向的长度的15％～40％。
优选的是，上述区段的沿着与气体流动方向正交的方向的宽度为上述区段的沿着与气体流动方向正交的方向的高度的82％～112％。
优选的是，各上述区段以在气体流动方向上与各上述区段相邻接的另一上述区段的宽度的30％～70％的尺寸相对于另一上述区段错开地配置。
优选的是，上述后倾突出片配置为与上述前倾突出片呈点对称。
附图说明
图1表示本发明的一实施方式的换热器，图1的(a)是换热器的侧视图，图1的(b)是换热器的主视图，图1的(c)是换热器的俯视图。
图2表示本发明的一实施方式的换热器的一部分，图2的(a)是换热器的局部横剖视图，图2的(b)是换热器的局部纵剖视图。
图3是本发明的一实施方式的散热片的俯视图。
图4是本发明的一实施方式的散热片的立体图。
图5是表示本发明的一实施方式的散热片，图5的(a)是散热片的放大俯视图，图5的(b)是散热片的放大主视图，图5的(c)是一个区段的突出片的俯视图。
图6表示本发明的一实施方式的突出片，图6的(a)是突出片的剖视图，图6的(b)是从前倾突出片的上游侧看到的主视图，图6的(c)是从后倾突出片的下游侧看到的主视图。
图7是本发明的一实施方式的散热片的局部示意俯视图。
图8表示本发明的一实施方式的散热片，图8的(a)是图7的A1-A1剖视图，图8的(b)是图7的A2-A2剖视图。
图9表示本发明的一实施方式的散热片，图9的(a)是图7的B1-B1剖视图，图9的(b)是图7的B2-B2剖视图。
图10表示由比较例以及实施例1、2的突出片形成的旋涡的强度的图。
图11是用于说明本发明的规定1的图，图11的(a)是突出片的立体图，图11的(b)是表示在使前倾突出片的前倾角度变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
图12是用于说明本发明的规定2的图，图12的(a)是突出片的立体图，图12的(b)是表示在使前倾突出片的设置角度变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
图13是用于说明本发明的规定3的图，图13的(a)是突出片的立体图，图13的(b)是前倾突出片的主视图，图13的(c)是表示在使前倾突出片的由侧边和顶边形成的角部的圆弧倒角形状变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
图14是用于说明本发明的规定4的图，图14的(a)是突出片的立体图，图14的(b)是表示在使前倾突出片的宽度变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
图15是用于说明本发明的规定5的图，图15的(a)是突出片的立体图，图15的(b)是表示在使前倾突出片的高度变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
图16是用于说明本发明的规定6的图，图16的(a)是突出片的立体图，图16的(b)是表示在使前倾突出片的另一侧边的长度变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
图17是用于说明本发明的规定7的图，图17的(a)是突出片的立体图，图17的(b)是表示在使前倾突出片与后倾突出片之间的最小间隔变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
图18是用于说明本发明的规定8的图，图18的(a)是突出片的立体图，图18的(b)是表示在使前倾突出片的底边的中央位置(底边中点的位置)变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
图19是用于说明本发明的规定9的图，图19的(a)是突出片的立体图，图19的(b)是表示在使前倾突出片的底边的中央位置变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
图20是用于说明本发明的规定10的图，图20的(a)是突出片的主视图，图20的(b)是表示在使前倾突出片与后倾突出片之间的重叠率变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
图21是用于说明本发明的规定11的图，图21的(a)是表示突出片和区段的关系的立体图，图21的(b)是表示在使区段的尺寸变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
图22是用于说明本发明的规定12的图，图22的(a)是表示突出片和区段的关系的立体图，图22的(b)是表示在使区段的尺寸变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
图23是用于说明本发明的规定13的图，图23的(a)是表示突出片和区段的关系的立体图，图23的(b)是表示在使区段的尺寸变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
图24是用于说明本发明的规定14的图，图24的(a)是表示突出片和区段的关系的立体图，图24的(b)是表示在使排气流动方向上相邻接的区段之间的错开量变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
图25是以往技术的排气换热装置的局部剖主视图。
图26是图25的排气换热装置中的管的立体图。
图27是图25的排气换热装置中的散热片的立体图。
图28是图25的排气换热装置中的突出片的立体图。
图29表示图25的排气换热装置中的突出片，图29的(a)是从图28的C方向观察突出片而得到的图，图29的(b)是突出片的俯视图，图29的(c)是从突出片的下游侧观察被形成于突出片的下游的涡流而得到的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式的换热器。另外，对相同或相似的部分标注相同或相似的附图标记，并省略详细说明。另外，附图为示意性的，可能存在各尺寸的关系、比例等与实际情况不同的情况，还可能存在附图彼此之间不一致的情况。另外，以下说明中的“上”、“下”、“左右”等表示方向的用语是为了方便说明各部位之间的位置关系而设定的，实际的装置的安装姿态等并不限定于此。
换热器
首先，参照附图说明本实施方式的换热器1的结构。图1和图2是表示本实施方式的换热器1的图。换热器1例如为在使内燃机的排气回流为进气的排气再循环装置中用于对回流的排气进行冷却的EGR冷却器。
如图1和图2所示，换热器1包括外壳10、收容在外壳10内的多个管20、以及配置于多个管20的两端的一对罐30、40。这些构件由耐热性、耐腐蚀性优异的材料(例如不锈钢)形成。这些构件通过对彼此抵接部位进行例如钎焊而将彼此抵接部位相互固定。
在外壳10上设有冷却水(冷却流体)的冷却水入口部11和冷却水出口部12。在外壳10内的管20的外侧形成有作为液体通路的冷却水通路13。具体而言，冷却水通路13形成于相邻的管20彼此之间的间隙内、以及外壳10的内表面与位于最外侧的管20之间的间隙内。
多个管20被互相层叠。由此，将冷却水通路13和供作为气体的排气流动的气体通路即排气通路20A交替地设置。
各管20的两端在一对罐30、40的内部开口。在一侧的罐30上安装有入口集管31，在该入口集管31上形成有用于导入排气的入口31a，在另一侧的罐40上安装有出口集管41，在该出口集管41上形成有用于排出排气的出口41a。
管
参照附图说明管20的结构。图3～图6是表示本实施方式的管20的图。
如图2所示，管20包括两个扁平构件20C。在扁平构件20C的长度方向两端部形成有鼓出部20B。鼓出部20B在各管20层叠起来的状态下与相邻接的管20抵接。由此，在相邻的管20之间形成成为冷却水通路13的间隙。
在管20的内部形成有排气通路20A。在排气通路20A内设置有散热片21，如图3～图5所示，排气通路20A被散热片21分割为多个区段22。如图4和图6所示，散热片21由波纹板形成，该波纹板在与排气流动方向SD正交的截面上具有由水平壁23和垂直壁24交替且连续配置而成的矩形波形状的截面。各水平壁23密合于管20的扁平构件20C的内表面(即，划分形成冷却水通路13的流路壁的表面)。各垂直壁24将排气通路20A分割为多个区段22。如图3和图4所示，散热片21具有使多个凹凸图案在正交方向CD上的位置在排气流动方向SD上每隔规定长度地偏移(偏置)并沿排气流动方向SD排列而成的形状，其中，该凹凸图案是将多个在管层叠方向PD上的由水平壁23和垂直壁24形成的凹凸沿着与排气流动方向SD和管层叠方向PD这两个方向正交的方向CD(以下也称为正交方向CD)排列而成的。也就是说，如图3和图4所示，区段22通过使凹凸形状在与排气流动方向SD及管层叠方向PD这两个方向正交的方向CD上重复、并且形成为沿着排气流动方向SD每隔规定长度交替偏移而成的偏置形状，从而在排气流动方向SD以及正交方向CD上配置有多个。
区段22包括沿着排气流动方向SD延伸的多个内表面(管20的一个内表面和散热片21的三个内表面共计四个面)。在构成各区段22的水平壁23上通过切开翘起而在排气流动方向SD上空开间隔地形成有多个突出片25。
突出片25以阻碍排气通路20A内的排气流动的方式突出。具体而言，突出片25包括前倾突出片25A和后倾突出片25B，该前倾突出片25A以成为朝向排气流动方向SD的上游侧倾斜的前倾状态(以突出片的顶端侧位于比基端侧靠上游侧的位置的方式倾斜的姿态)的前倾角度α1配置，该后倾突出片25B配置于前倾突出片25A的下游，以成为朝向排气流动方向SD的下游侧倾斜的后倾状态(以突出片的顶端侧位于比基端侧靠下游侧的位置的方式倾斜的姿态)的后倾角度α2配置。前倾角度α1为在与排气流动方向SD平行且与水平壁23垂直的截面上、前倾突出片25A与水平壁23所成的角度(例如参照图11)。另外，后倾角度α2为在与排气流动方向SD平行且与水平壁23垂直的截面上、后倾突出片25B与水平壁23所成的角度(例如参照图11)。
前倾突出片
如图6的(b)所示，前倾突出片25A形成为包括位于划分形成排气通路20A的周面上的底边26A、左右一对侧边27A、28A以及距底边26A最远的顶边29A的梯形形状。
底边26A以相对于正交方向CD成为倾斜朝向的设置角度β1(以与正交方向CD倾斜地交叉的方式)配置。设置角度β1为底边26A相对于正交方向CD的角度(例如参照图11)。一侧边27A在排气流动方向SD上位于比另一侧边28A靠上游侧的位置。一侧边27A短于另一侧边28A。换句话说，另一侧边28A长于一侧边27A。
如图6的(b)所示，在从排气流动方向SD的下游侧观察前倾突出片25A时，一侧边27A相对于底边26A的角度(在一侧边27A与底边26A之间形成的角度)a大于另一侧边28A相对于底边26A的角度(在另一侧边28A与底边26A之间形成的角度)b。具体而言，角度a设定为90度以上，角度b设定为90度以下。顶边29A在从排气流动方向SD的下游侧正面观察(参照图6的(b))时以该顶边29A的一侧边27A那一侧变低的方式相对于底边26A倾斜。
如图3～图5所示，前倾突出片25A于在正交方向CD上相邻接的各区段22中配置为相同朝向。另外，前倾突出片25A于在排气流动方向SD上相邻接的各区段22中以相对于正交方向CD呈线对称的方式配置。也就是说，对于一侧边27A在正交方向CD上的位置，于在正交方向CD上相邻的区段22之间相同，且于在排气流动方向SD相邻的区段22之间呈面对称。
后倾突出片
在从管层叠方向PD正面观察时，后倾突出片25B配置为与前倾突出片25A呈点对称。也就是说，如图6的(c)所示，后倾突出片25B形成为包括底边26B、左右一对侧边27B、28B以及顶边29B的梯形形状。
如图6的(c)所示，在从排气流动方向SD的下游侧正面观察时，后倾突出片25B的底边26B配置在与前倾突出片25A的底边26A相同的位置。换句话说，如图5的(c)所示，后倾突出片25B的底边26B的一端和前倾突出片25A的底边26A的另一端配置在与排气流动方向SD平行的直线L1上，后倾突出片25B的底边26B的另一端和前倾突出片25A的底边26A的一端配置在与排气流动方向SD平行的直线L2上。在本实施方式中，后倾突出片25B的底边26A的中心(中点)和前倾突出片25A的底边26B的中心(中点)配置在区段22的宽度方向(正交方向CD)上的中心线C1上。由此，即使在组装管20时将散热片21前后颠倒地配置，由于垂直壁24与各突出片25A、25B之间的间隙的尺寸(供气流通过的空间的大小)相同，因此，绕过侧边28A、28B而流动的气流S的强度也相同，从而能够维持性能。
底边26B以相对于正交方向CD成为倾斜朝向的设置角度β2(以与正交方向CD倾斜地交叉的方式)配置。底边26B设为与前倾突出片25A的底边26A平行。设置角度β2为底边26B相对于正交方向CD的角度(例如参照图11)。一侧边27B在排气流动方向SD上位于比另一侧边28B靠下游侧的位置。一侧边27B短于另一侧边28B。换句话说，另一侧边28B长于一侧边27B。
如图6的(c)所示，在从排气流动方向SD的下游侧观察后倾突出片25B时，一侧边27B相对于底边26B的角度(在一侧边27B与底边26B之间形成的角度)a’大于另一侧边28B相对于底边26B的角度(在另一侧边28B与底边26B之间形成的角度)b’。具体而言，角度a’设定为90度以上，角度b’设定为90度以下。在从排气流动方向SD的下游侧(或朝向排气流动方向SD的方向)正面观察(参照图6的(c))时，顶边29B以该顶边29B的一侧边27B那一侧变低的方式相对于底边26B倾斜。
如图3～图5所示，后倾突出片25B于在正交方向CD上相邻接的各区段22内配置为相同朝向。另外，后倾突出片25B于在排气流动方向SD上相邻接的各区段22内配置为相对于正交方向CD呈线对称。也就是说，对于一侧边27B在正交方向CD上的位置，于在正交方向CD上相邻的区段22之间相同，且于在排气流动方向SD上相邻的区段22之间呈面对称。
热交换的促进作用
根据图7～图9说明换热器1的热交换的促进作用。另外，在关于图7～图9的说明中，将图7的左上方的区段22设为“区段22A”，将图7的左下方的区段22设为“区段22B”，将图7的右上方的区段22设为“区段22C”，将图7的右下方的区段22设为“区段22D”。
在换热器1中，自内燃机排出的排气在各管20内的排气通路20A中流动。冷却水在外壳10内的冷却水通路13内流动。排气和冷却水借助管20和散热片21进行热交换。在该热交换过程中，散热片21的前倾突出片25A和后倾突出片25B扰乱排气通路20A内的排气的流动，从而促进热交换。
如图7所示，在排气通路20A中流动的排气在各区段22A～22D内与前倾突出片25A相碰撞，从而其流动被阻碍。因此，排气无法在各区段22A～22D内直行，而在前紧接着倾突出片25A的下游(背后)形成低压区域。在本实施方式中，前倾突出片25A的形状为梯形(四边形以上的多边形)，由于排气气流的拦截区域(面积)较大，因此，相比于突出片的形状为三角形的情况，在紧接着前倾突出片25A的下游形成的低压区域的压力充分地低。
另外，由于前倾突出片25A以朝向排气流动方向SD的上游侧倾斜的前倾状态配置，因此，越过前倾突出片25A的顶边29A而前进的排气的气流无法像将突出片配置为后倾状态的情况那样顺畅地将流动的朝向改变为朝向上方。因此，排气的气流容易被引入到前倾突出片25A下游的低压区域。由于越过了前倾突出片25A的顶边29A的气流被引入的方向为朝向底边26A所位于的周面的方向，因此，在前倾突出片25A的下游，由因越过前倾突出片25A的顶边29A而流动的气流形成较强的横涡流R(参照图7的区段22A)。
另外，绕过前倾突出片25A的左右侧边27A、28A的气流也被引入到前倾突出片25A下游的低压区域。对于前倾突出片25A下游的低压区域的压力，由于在另一侧边28A处低于在一侧边27A处，因此，气流更容易被引入到另一侧边28A侧。此外，由于一侧边27A相对于底边26A的角度a大于另一侧边28A相对于底边26A的角度b，因此，在另一侧边28A侧绕进更多的气流S。因而，比一侧边27A侧的气流强的气流S被引入到前倾突出片25A的下游，从而使上述横涡流R回旋。由于气流S被引入的方向与越过顶边29A的气流被引入的方向不同，因此，利用气流S改变上述横涡流R的回旋方向。
由越过前倾突出片25A的顶边29A而流动的气流形成的较强的横涡流R被绕过另一侧边28A而流动的气流S转换为较强的纵涡流T1。纵涡流T1不像横涡流R那样较早地减弱，而是长时间存在的旋涡，在区段22A中，如图9的(a)所示，从排气流动方向SD的上游侧观察，纵涡流T1为右旋转。如图8的(a)和图9的(a)所示，纵涡流T1由后倾突出片25B改变路径而向上方(在区段22A内，靠近没有设有突出片25的周面、且靠近后侧突出片25B的一侧边27B的区域)升起，一边扰乱在划分形成排气通路20A的周面附近形成的边界层(管20的内表面、散热片21的水平壁23等的排气停滞层)一边流动。因此，能够利用纵涡流T1大幅度地促进热传递，从而能够谋求热交换率提高。
在区段22A内利用后倾突出片25B升起的纵涡流T1在上述的路径上移动，大部分进入到区段22C内，而少部分进入到区段22D内。
在区段22C内基于上述机理而产生有纵涡流U2。因区段22C内的突出片25相对于区段22A内的突出片25配置为线对称，因此纵涡流U2的旋转朝向与纵涡流T1的旋转朝向相反(即，如图9的(b)所示，从排气流动方向SD的上游侧观察为左旋转)。由于区段22C在正交方向CD上的位置与区段22A偏移(偏置)，因此，在区段22C中，如图9的(b)所示，在纵涡流T1与纵涡流U2之间的边界部(双点划线内)内，纵涡流T1的流动朝向和纵涡流U2的流动朝向相同。由此，两个纵涡流T1、U2之间的剪切速度降低，使涡流旋转停止的作用减小，因此，能够进一步延长纵涡流T1的寿命和纵涡流U2的寿命。而且，通过长时间地维持旋涡，从而能够进一步提高热交换率。另外，在区段22B内产生的纵涡流U1的少部分也进入到区段22C内。由于纵涡流U1具有与纵涡流U2相同的旋转方向、且具有诱发纵涡流U2产生的作用，因此，能够生成更强的纵涡流U2。
另一方面，如图7、图8的(b)以及图9的(a)所示，根据上述机理在区段22B内产生有与纵涡流T1逆向旋转(左旋转)的纵涡流U1。如图9的(b)所示，纵涡流U1的大部分进入到区段22D内。在纵涡流U1与在区段22D内产生的纵涡流T2(右旋转)之间的边界部(双点划线内)，能够使纵涡流T2的流动朝向与纵涡流U1的流动朝向相同，从而能够进一步延长纵涡流T2的寿命和纵涡流U1的寿命。
另外，在区段22A内产生的纵涡流T1的一部分(少量)也进入到区段22D内。纵涡流T1具有与纵涡流T2相同的旋转方向，具有诱发纵涡流T2的作用，因此，能够实现生成更强的纵涡流T2。
作用、效果
在以上说明的本实施方式中，前倾突出片25A为梯形，前倾突出片25A的底边26A以相对于正交方向CD成为倾斜朝向的设置角度β1配置，一侧边27A相对于底边26A的角度a大于另一侧边28A相对于底边26A的角度b。由此，由越过前倾突出片25A的顶边29A而流动的气流形成的较强的横涡流R被绕过另一侧边28A而流动的气流S转换为较强的纵涡流T1(T2、U1、U2)。该纵涡流T1不会像横涡流R那样地较早地减弱，而是长时间存在，并能够由后倾突出片25B改变路径而向上方升起。路径改变了的纵涡流T1一边扰乱在划分形成排气通路20A的周面附近形成的边界层(排气停滞层)一边流动，因此，能够较大程度地促进热传递，从而提高热交换率。
另外，在本实施方式中，由于另一侧边28A长于一侧边27A，因此能够产生更强的横涡流R，相伴于此，将横涡流R转换为纵涡流T1的强度增大。
另外，在本实施方式中，前倾突出片25A的顶边29A在从排气流动方向SD正面观察时以该顶边29A的一侧边27A那一侧变低的方式相对于底边26A倾斜，且另一侧边28A位于比一侧边27A靠下游侧的位置，因此，相比于顶边29A在从排气流动方向SD观察时与底边26A平行的情况，将横涡流R转换为纵涡流T1的强度进一步增大。
另外，在本实施方式中，由于在配置于排气流动方向SD和正交方向CD上的各区段22中设有前倾突出片25A和后倾突出片25B，因此，纵涡流T1除了碰到上述的边界层(排气停滞层)以外，还会碰到一侧边27B侧的垂直壁24，因此能够由纵涡流T1大幅度地促进热传递。
另外，在本实施方式中，由于前倾突出片25A于在正交方向CD上相邻接的各区段22内配置为相同朝向，因此，能够产生上述的纵涡流T1、T2(右旋转)以及纵涡流U1、U2(左旋转)，能够在各区段22内抑制涡流之间的剪切速度而减小使涡流旋转停止的作用，从而能够进一步延长旋涡的寿命。
另外，在本实施方式中，由于前倾突出片25A于在排气流动方向SD上相邻接的各区段22内配置为相对于正交方向CD呈线对称，因此，与上述相同，在各区段22内涡流之间的剪切速度降低，从而使涡流彼此之间的旋转停止的作用减小，能够进一步延长旋涡的寿命。
另外，在本实施方式中，由于一侧边27A相对于底边26A的角度a设定为90度以上，另一侧边28A相对于底边26A的角度b设定为90度以下，因此，容易使另一侧边28A与垂直壁24之间的间隔在排气流动方向SD上大致相同。因此，能够自前倾突出片25A的顶边29A至底边26A生成强度大致相同的气流S，能够利用该气流S更强地将横涡流R转换为纵涡流T1。
另外，在本实施方式中，由于后倾突出片25B与前倾突出片25A配置为点对称，因此，即使在组装管20时将散热片21前后颠倒地配置，热交换率也不会下降，且不必担心制造时的错误组装，使换热器1的品质稳定。
另外，在本实施方式中，由于后倾突出片25B的底边26B在自排气流动方向SD正面观察时配置在与前倾突出片25A的底边26A相同的位置，因此，即使在组装管20时将散热片21前后颠倒地配置，热交换率也不会下降，且不必担心制造时的错误组装，而使换热器1的品质稳定。
比较评价
接着，评价利用突出片25(前倾突出片25A和后倾突出片25B)生成的旋涡的强度。图10是表示利用比较例以及实施例1、2的突出片生成的旋涡的强度。
在此，从排气流动方向的上游侧观察时，比较例的突出片形成为顶边与底边平行、且左右侧边相对于底边的角度相等的梯形(等腰梯形)状。从排气流动方向SD的上游侧观察时，实施例1的突出片25形成为一侧边27A相对于底边26A的角度为60度、另一侧边28B相对于底边26A的角度为90度、且顶边29A与底边26A平行的梯形状。实施例2的突出片25为上述的实施方式中说明的突出片。
测量利用比较例以及实施例1、2的突出片生成的旋涡的强度，将利用实施例1的突出片生成的旋涡的强度设为“1(基准值)”，比较利用比较例和实施例2的突出片生成的旋涡的强度。如图10所示，实施例1、2中产生的旋涡强于比较例中产生的旋涡，从而证实了利用上述的旋涡生成机理能够生成更强的涡流。另外，旋涡的强度例如能够通过以下方式求得：在将以突出片(旋涡产生部)的设置位置为原点的排气流动方向SD的坐标设为x、将突出片的高度设为h时，求得在某一流路截面处的速度梯度张量的第2不变量Q的值为正的情况下的“每单位面积的Q的值IA”，将该IA关于x’(＝x/h)进行积分。
突出片、区段的规定
接着，说明突出片25、区段22的各种规定(用于规定突出片25的形状、尺寸、区段22的形状、尺寸的参数)。另外，以下所说明的各规定的评价以利用实施例1的突出片25生成的旋涡的强度为基准“1”。
(规定1)
首先，参照图11说明突出片25的规定1。图11的(a)是突出片25的立体图，图11的(b)是表示在使前倾突出片25A的前倾角度α1变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
在此，将设置角度β1设为45度，将一侧边27A相对于底边26A的角度a设为135度，将另一侧边28A相对于底边26A的角度b设为45度，使前倾突出片25A的前倾角度α1变化。
如图11的(a)和图11的(b)所示，通过将前倾突出片25A的前倾角度α1相对于排气流动方向SD设定为30度～90度，从而能够获得强于实施例1的涡流。
特别优选的是，前倾突出片25A的前倾角度α1相对于排气流动方向SD为40度～50度。由此，相对于实施例1(旋涡的强度为“1.00”)，旋涡的强度为“1.25”以上。
(规定2)
接着，参照图12说明突出片25的规定2。图12的(a)是突出片25的立体图，图12的(b)是表示在使前倾突出片25A的设置角度β1变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
在此，将前倾角度α1设为45度，将一侧边27A相对于底边26A的角度a设为135度，将另一侧边28A相对于底边26A的角度b设为45度，使前倾突出片25A的设置角度β1变化。
如图12的(a)和图12的(b)所示，通过将前倾突出片25A的设置角度β1相对于排气流动方向SD设定为10度～60度，从而能够获得强于实施例1的旋涡(旋涡的强度在“1.1”以上)。
特别优选的是，前倾突出片25A的设置角度β1相对于排气流动方向SD为35度～60度。由此，相对于实施例1(旋涡的强度为“1.00”)，旋涡的强度为“1.25”以上。
(规定3)
接着，参照图13说明突出片25的规定3。图13的(a)是突出片25的立体图，图13的(b)是前倾突出片25A的主视图，图13的(c)是表示在使前倾突出片25A的在侧边27A与顶边29A之间形成的角部的曲率半径R1、在侧边28A与顶边29A之间形成的角部的曲率半径R2变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
在此，将前倾角度α1设为45度，将设置角度β1设为45度，将一侧边27A相对于底边26A的角度a设为135度，将另一侧边28A相对于底边26A的角度b设为45度，使前倾突出片25A的在侧边27A与顶边29A之间形成的角部的曲率半径R1、在侧边28A与顶边29A之间形成的角部的曲率半径R2变化。
如图13的(a)和图13的(b)所示，为了使刀具长寿命化，前倾突出片25A的一侧边27A和顶边29A所形成的角部带有圆弧形状(圆弧倒角形状)。优选的是，前倾突出片25A的在侧边27A与顶边29A之间形成的角部的曲率半径R1、在侧边28A与顶边29A之间形成的角部的曲率半径R2为前倾突出片25A的自底边26A到顶边29A的最高顶点的高度H25的5％～55％。由此，相对于实施例1(旋涡的强度为“1.00”)，旋涡的强度为1.25以上。
(规定4)
接着，参照图14说明突出片25的规定4。图14的(a)是突出片25的立体图，图14的(b)是表示使前倾突出片25A的宽度W25变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
在此，使前倾突出片25A在正交方向CD上的宽度W25相对于排气通路20A(区段22)的宽度W22的比例变化。另外，前倾突出片25A的其他条件与规定3相同。
如图14的(a)和图14的(b)所示，通过将前倾突出片25A的宽度W25相对于排气通路20A(区段22)的宽度W22的比例设定为40％～80％，从而能够获得强于实施例1的旋涡(旋涡的强度为“1.1”以上)。
特别优选的是，前倾突出片25A的宽度W25相对于区段22的宽度W22的比例设定为50％～75％。由此，相对于实施例1(旋涡的强度为“1.00”)，旋涡的强度为“1.25”以上。
(规定5)
接着，参照图15说明突出片25的规定5。图15的(a)是突出片25的立体图，图15的(b)是表示在使前倾突出片25A的高度H25变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
在此，使前倾突出片25A的高度H25相对于排气通路20A(区段22)的高度H22的比例变化。另外，前倾突出片25A的其他条件与规定3相同。
如图15的(a)和图15的(b)所示，通过将前倾突出片25A的高度H25相对于排气通路20A(区段22)的高度H22的比例设定为25％～45％，从而能够获得强于实施例1的旋涡。
特别优选的是，前倾突出片25A的高度H25相对于排气通路20A(区段22)的高度H22的比例设定为33％～42％。由此，相对于实施例1(旋涡的强度为“1.00”)，旋涡的强度为“1.25”以上。
(规定6)
接着，参照图16说明突出片25的规定6。图16的(a)是突出片25的立体图，图16的(b)是表示使前倾突出片25A的另一侧边28A的长度L28变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
在此，使前倾突出片25A的另一侧边28A在排气流动方向SD上的长度L28相对于区段22的沿排气流动方向SD的长度L22的比例变化。另外，前倾突出片25A的其他条件与规定3相同。
如图16的(a)和图16的(b)所示，通过将前倾突出片25A的长度L28设定为区段22的沿排气流动方向SD的长度L22的12％～35％，从而能够获得强于实施例1的旋涡。
特别优选的是，前倾突出片25A的长度L28为区段22的长度L22的15％～28％。由此，相对于实施例1(旋涡的强度为“1.00”)，旋涡的强度为“1.25”以上。
(规定7)
接着，参照图17说明突出片25的规定7。图17的(a)是突出片25的立体图，图17的(b)是表示使前倾突出片25A与后倾突出片25B之间的最小间隔D变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
在此，使前倾突出片25A与后倾突出片25B之间的D变化。另外，前倾突出片25A的其他条件与规定3相同。
如图17的(a)和图17的(b)所示，通过将前倾突出片25A与后倾突出片25B之间的最小间隔D设定为前倾突出片25A的另一侧边28A的沿排气流动方向SD的长度L28的30％～70％，从而能够获得强于实施例1的旋涡(旋涡的强度在“1.23”以上)。
特别优选的是，前倾突出片25A与后倾突出片25B之间的最小间隔D设定为前倾突出片25A的另一侧边28A的长度L28的36％～65％。由此，相对于实施例1(旋涡的强度“1.00”)，旋涡的强度为“1.25”以上。
(规定8)
接着，参照图18说明突出片25的规定8。图18的(a)是突出片25的立体图，图18的(b)是表示使前倾突出片25A的底边26A的中央位置c变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
在此，使前倾突出片25A的底边26A的中央位置c变化。另外，前倾突出片25A的其他条件与规定3相同。
如图18的(a)和图18的(b)所示，将前倾突出片25A的底边26A的中央位置c自区段22的上游侧起设定在区段22的在排气流动方向SD上的长度L22的30％～70％的范围z内，从而能够获得强于实施例1的旋涡(旋涡的强度在“1.17”以上)。
特别优选的是，前倾突出片25A的底边26A的中央位置c自区段22的上游侧起设定在区段22的在排气流动方向SD上的长度L22的35％～65％的范围z内。由此，相对于实施例1(旋涡的强度“1.00”)，旋涡的强度为“1.25”以上。
(规定9)
接着，参照图19说明突出片25的规定9。图19的(a)是突出片25的立体图，图19的(b)是表示在使前倾突出片25A的底边26A的中央位置c变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
在此，使前倾突出片25A的底边26A的中央位置c变化。另外，其他条件与前倾突出片25A的规定3相同。
如图19的(a)和图19的(b)所示，优选的是，前倾突出片25A的底边26A的中央位置c以宽度方向上的中央为基准(50％)而位于区段22的正交方向CD上的宽度W22的25％～70％的范围内。由此，能够获得强于实施例1(旋涡的强度为“1.00”)的旋涡(旋涡的强度为“1.25”以上)。
特别优选的是，前倾突出片25A的底边26A的中央位置c以宽度方向上的中央为基准而位于区段22的宽度W22的40％～60％的范围内。由此，相对于实施例1(旋涡的强度为“1.00”)，旋涡的强度为“1.31”以上。
(规定10)
接着，参照图20说明突出片25的规定10。图20的(a)是突出片25的主视图，图20的(b)是表示在使前倾突出片25A与后倾突出片25B之间的重叠率变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
在此，使前倾突出片25A与后倾突出片25B之间的重叠率，即、在排气流动方向SD上的投影中，前倾突出片25A的投影区域与后倾突出片25B的投影区域之间的重叠区域在前倾突出片25A的投影区域中所占的比例变化。另外，前倾突出片25A的其他条件与规定3相同。
如图20的(a)和图20的(b)所示，通过将前倾突出片25A与后倾突出片25B之间的重叠率设为50％以上，从而能够获得强于实施例1(旋涡的强度为“1.00”)的旋涡(旋涡的强度为“1.10”以上)。
特别优选的是，对于前倾突出片25A，将前倾突出片25A与后倾突出片25B之间的重叠率设为70％以上。由此，相对于实施例1(旋涡的强度为“1.00”)，旋涡的强度为“1.25”以上。
(规定11)
接着，参照图21说明区段22的规定11。图21的(a)是突出片25和区段22的立体图，图21的(b)是表示在使区段22的尺寸变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
在此，使区段22在管层叠方向PD上的高度H22、和区段22在排气流动方向SD上的长度L22变化。另外，除区段22的结构以外，突出片25的条件与规定3相同。
如图21的(a)和图21的(b)所示，优选的是，区段22的高度H22设定为区段22的长度L22的22％～38％。由此，相对于实施例1(旋涡的强度为“1.00”)，旋涡的强度为“1.25”以上。
(规定12)
接着，参照图22说明区段22的规定12。图22的(a)是表示突出片25和区段22的一部分的立体图，图22的(b)是表示使区段22变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
在此，使区段22在正交方向CD上的宽度W22、和区段22在排气流动方向SD上的长度L22变化。另外，除区段22的结构以外，突出片25的条件与规定3相同。
如图22的(a)和图22的(b)所示，优选的是，区段22的宽度W22设定为相对于区段22的长度L22的15％～40％。由此，相对于实施例1(旋涡的强度为“1.00”)，旋涡的强度为“1.25”以上。
(规定13)
接着，参照图23说明区段22的规定13。图23的(a)是突出片25和区段22的立体图，图23的(b)是表示使区段22变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
在此，使区段22的宽度W22和高度H22变化。另外，除区段22的结构以外，突出片25的条件与规定3相同。
如图23的(a)和图23的(b)所示，优选的是，区段22的宽度W22设定为区段22的高度H22的82％～112％。由此，相对于实施例1(旋涡的强度为“1.00”)，旋涡的强度为“1.25”以上。
(规定14)
接着，参照图24说明区段22的规定14。图24的(a)是突出片25和区段22的立体图，图24的(b)是表示使在排气流动方向SD上相邻接的区段22之间的错开量(在正交方向CD上的位置的错开量)变化的情况下的旋涡的强度的变化的特性线图。
在此，使在排气流动方向SD上相邻接的区段22之间的错开量变化。另外，除区段22的结构以外，突出片25的条件与规定3相同。
如图24的(a)和图24的(b)所示，优选的是，各区段22的中心线CL相对于在排气流动方向SD上相邻接的区段22(例如下游侧的区段22)的中心线CL错开区段22的正交方向CD上的宽度W22的30％～70％地配置。也就是说，优选的是，将在排气流动方向SD上相邻接的两个区段22的中心线CL之间的距离设定为区段22的宽度W22的30％～70％。由此，相对于实施例1(旋涡的强度为“1.00”)，旋涡的强度为“1.25”以上。
特别优选的是，各区段22的中心线CL相对于在排气流动方向SD上相邻接的区段22(例如下游侧的区段22)以各区段22的中心线CL为基准错开区段22的宽度W22的35％～65％地配置。由此，相对于比较例(旋涡的强度为“1.00”)，旋涡的强度为“1.30”以上。
(其他实施方式)
如上所述，通过本发明的实施方式公开了本发明的内容，但并不应理解为构成该公开的一部分的论述和附图用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，根据该公开能够明确各种替代实施方式、实施例以及应用技术。
例如，本发明的实施方式能够如下那样变更。具体而言，说明了换热器1为EGR冷却器的情况，但并不限定于此，还可以是将气体和制冷剂进行热交换的换热器(例如进气冷却器(CAC冷却器)、排热回收器)。
另外，说明了突出片25形成于区段22的水平壁23的情况，但并不限定于此，还可以形成于区段22的垂直壁24。
另外，说明了前倾突出片25A为梯形的情况，但并不限定于此，只要是具有与排气通路20A的周面相接触的底边和左右一对侧边的四边形以上的多边形即可。另外，四边形以上的多边形是指四边形、五边形、六边形等由四个以上的线段围成的平面图形。后倾突出片25B也同样。也就是说，说明了后倾突出片25B为梯形的情况，但并不限定于此，只要是具有与排气通路20A的周面相接触的底边和左右一对侧边的四边形以上的多边形即可。
另外，说明了前倾突出片25A的一侧边27A短于另一侧边28A的情况，但并不限定于此，例如，还可以是与另一侧边28A相同或稍微短于另一侧边28A。
另外，说明了前倾突出片25A的顶边29A相对于底边26A倾斜的情况，但并不限定于此，还可以设为与底边26A平行。
另外，说明了区段22形成为偏置形状的情况，但并不限定于此，还可以简单地使凹凸状沿正交方向CD反复。
另外，说明了前倾突出片25A的一侧边27A相对于底边26A的度a设定为90度以上、另一侧边28A相对于底边26A的角度b设定为90度以下的情况，但并不限定于此，只要是该角度a大于角度b，就可以设定为任何度数。
另外，说明了前倾突出片25A于在正交方向CD上相邻接的各区段22内配置为相同朝向的情况，但并不限定于此，也可以于在正交方向CD上相邻接的各区段22内配置为线对称。
另外，说明了前倾突出片25A于在排气流动方向SD上相邻接的各区段22内相对于正交方向CD配置为线对称的情况，但并不限定于此，也可以于在排气流动方向SD上相邻接的各区段22内配置为相同朝向。
另外，说明了后倾突出片25B相对于与排气流动方向SD和管层叠方向PD这两个方向正交的方向CD配置为与前倾突出片25A呈点对称的情况，但并不限定于此，还可以与前倾突出片25A呈线对称、或与前倾突出片25A不对称。
这样，本发明当然包括在此未记载的各种实施方式等。因而，根据上述的说明，本发明的保护范围仅由适当的权利要求书的发明特定技术特征确定。
本申请基于2013年4月23日申请的日本国特许申请第2013-090129号及2014年2月27日申请的日本国特许申请第2014-036638号主张优先权，这些申请的全部内容通过参照编入到本说明书中。
产业上的可利用性
采用本发明，能够获得一种通过形成大幅度促进热传递的涡流、从而能够提高热交换率的换热器。
附图标记说明
1、换热器；10、外壳；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、管；20A、排气通路(气体通路)；21、散热片；22(22A～22D)、区段；25、突出片；25A、前倾突出片；26A、底边；27A、一侧边；28A、另一侧边；29A、顶边；25B、后倾突出片；26B、底边；27B、另一侧边；28B、侧边；29B、顶边。

Claims (12)

1.一种换热器，其特征在于，
在供气体流动的气体通路中设置有前倾突出片和后倾突出片，该前倾突出片以成为朝向气体流动方向的上游侧倾斜的前倾状态的前倾角度(α1)配置，该后倾突出片配置于上述前倾突出片的下游，以成为朝向上述气体流动方向的下游侧倾斜的后倾状态的后倾角度配置，
上述前倾突出片为具有与上述气体通路的周面相接触的底边和左右一对侧边的四边形以上的多边形，
上述前倾突出片的上述底边以相对于与上述气体流动方向正交的方向成为倾斜朝向的设置角度配置，
上述前倾突出片的位于气体流动方向的上游侧的一上述侧边相对于上述底边的角度大于上述前倾突出片的位于上述气体流动方向的下游侧的另一上述侧边相对于上述底边的角度。
2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，
另一上述侧边长于一上述侧边。
3.根据权利要求1或2所述的换热器，其特征在于，
上述前倾突出片的距上述底边最远的顶边在从上述气体流动方向正面观察时以该顶边的一上述侧边那一侧变低的方式相对于上述底边倾斜。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的换热器，其特征在于，上述气体通路通过在与上述气体流动方向正交的方向上重复凹凸状，并且形成为沿着上述气体流动方向每隔规定长度交替地错开而成的偏置形状，从而被分割为沿上述气体流动方向和上述正交方向配置的多个区段，
上述前倾突出片和上述后倾突出片设于各上述区段。
5.根据权利要4所述的换热器，其特征在于，
上述前倾突出片形成于与供液体流动的液体通路紧密接触的面，于在与气体流动方向正交的方向上相邻接的各上述区段内配置为相同朝向。
6.根据权利要4或5所述的换热器，其特征在于，
上述前倾突出片形成于与供液体流动的液体通路紧密接触的面，在气体流动方向上相邻接的各上述区段内以相对于与上述气体流动方向正交的方向呈线对称的方式配置。
7.根据权利要1～6中任一项所述的换热器，其特征在于，
一上述侧边相对于上述底边的角度为90度以上，另一上述侧边相对于上述底边的角度为90度以下。
8.根据权利要1～7中任一项所述的换热器，其特征在于，
上述前倾突出片的上述前倾角度相对于上述气体流动方向为40度～50度。
9.根据权利要1～8中任一项所述的换热器，其特征在于，
上述前倾突出片的上述设置角度相对于上述气体流动方向为35度～60度。
10.根据权利要1～9中任一项所述的换热器，其特征在于，
上述后倾突出片的底边在从排气流动方向(SD)正面观察时配置在与上述前倾突出片的底边相同的位置。
11.根据权利要1～10中任一项所述的换热器，其特征在于，
上述后倾突出片为具有与上述气体通路的周面相接触的底边和左右一对侧边的四边形以上的多边形，
上述前倾突出片的上述底边设为与上述后倾突出片的上述底边平行。
12.根据权利要1～11中任一项所述的换热器，其特征在于，
上述后倾突出片配置为与上述前倾突出片呈点对称。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109952485A (zh) * 2016-11-10 2019-06-28 赛峰集团 热交换器

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6347719B2 (ja) * 2014-10-22 2018-06-27 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
JP2016099028A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
JP2016099026A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
JP2016099027A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
JP6382696B2 (ja) * 2014-11-20 2018-08-29 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
JP6548324B2 (ja) 2015-06-30 2019-07-24 東京ラヂエーター製造株式会社 熱交換器のインナーフィン
JP2017101904A (ja) * 2015-12-04 2017-06-08 三桜工業株式会社 熱交換器用フィン
US20170336153A1 (en) * 2016-05-12 2017-11-23 Price Industries Limited Gas turbulator for an indirect gas-fired air handling unit
BE1024621B1 (fr) * 2016-10-03 2018-05-24 Safran Aero Boosters S.A. Matrice d'echangeur de chaleur air huile de turboreacteur
DE112018006027T5 (de) * 2017-11-27 2020-09-17 Dana Canada Corporation Verbesserte wärmeübertragungsfläche

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003227691A (ja) * 2002-02-06 2003-08-15 Denso Corp 排気熱交換装置
JP2003279293A (ja) * 2002-03-20 2003-10-02 Denso Corp 排気熱交換器
WO2007009220A1 (en) * 2005-07-18 2007-01-25 Dana Canada Corporation Heat exchangers with corrugated heat exchange elements of improved strength
JP2008232498A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Daikin Ind Ltd 熱交換器用フィン及びその製造方法
CN102435085A (zh) * 2010-09-28 2012-05-02 日立空调·家用电器株式会社 翅管式换热器及设置了该翅管式换热器的空调机
CN102483313A (zh) * 2009-09-16 2012-05-30 开利公司 用于换热器的自由排放的带翅片表面构造

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6060590U (ja) * 1983-09-28 1985-04-26 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
US4787442A (en) * 1987-12-04 1988-11-29 Carrier Corporation Delta wing and ramp wing enhanced plate fin
JPH02160371A (ja) 1988-12-13 1990-06-20 Toshiba Corp 燃料電池のガスチャンネル
DE19531383A1 (de) 1995-08-26 1997-02-27 Martin Dipl Ing Behle Wärmeübertrager
US7139805B2 (en) * 2000-05-30 2006-11-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Scalable java servers for network server applications
DE10162198A1 (de) * 2000-12-19 2002-08-08 Denso Corp Wärmetauscher
JP3985509B2 (ja) * 2000-12-19 2007-10-03 株式会社デンソー 排気熱交換装置
JP3912080B2 (ja) * 2001-07-25 2007-05-09 株式会社デンソー 排気熱交換装置
US7337831B2 (en) * 2001-08-10 2008-03-04 Yokohama Tlo Company Ltd. Heat transfer device
US6578627B1 (en) * 2001-12-28 2003-06-17 Industrial Technology Research Institute Pattern with ribbed vortex generator
FR2834783B1 (fr) * 2002-01-17 2004-06-11 Air Liquide Ailette d'echange thermique, son procede de fabrication et echangeur de chaleur correspondant
JP3729136B2 (ja) 2002-02-01 2005-12-21 株式会社デンソー 排気熱交換装置
JP4196857B2 (ja) * 2003-03-19 2008-12-17 株式会社デンソー 熱交換器および伝熱部材
DE102004012796A1 (de) 2003-03-19 2004-11-11 Denso Corp., Kariya Wärmetauscher und Wärmeübertragungselement mit symmetrischen Winkelabschnitten
DE102005029321A1 (de) * 2005-06-24 2006-12-28 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager
IL173539A0 (en) 2006-02-05 2006-07-05 Rami Noach Flow distributor plate
US7609430B2 (en) * 2007-07-05 2009-10-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical beam scanning device restraining beam position error due to temperature change with diffraction grating and image forming apparatus using the same
DE102008046691A1 (de) 2008-09-10 2010-03-11 Behr Gmbh & Co. Kg Rippe für einen Wärmetauscher
JP4683111B2 (ja) 2008-10-17 2011-05-11 株式会社デンソー 排気熱交換装置
US7961462B2 (en) * 2009-05-28 2011-06-14 Alcatel Lucent Use of vortex generators to improve efficacy of heat sinks used to cool electrical and electro-optical components
JP5768795B2 (ja) * 2011-10-18 2015-08-26 カルソニックカンセイ株式会社 排気熱交換装置
JP2013090129A (ja) 2011-10-18 2013-05-13 Sony Corp 画像処理装置、および画像処理方法、並びにプログラム
JP5887115B2 (ja) * 2011-11-30 2016-03-16 東京ラヂエーター製造株式会社 インナーフィン
JP5280571B1 (ja) 2012-08-20 2013-09-04 株式会社タイショーテクノス 食品用液体色素製剤およびそれを用いる加工食品の製造方法
JP6046558B2 (ja) * 2013-05-23 2016-12-14 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
JP2016080325A (ja) * 2014-10-22 2016-05-16 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
JP2016080323A (ja) * 2014-10-22 2016-05-16 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
JP6347719B2 (ja) * 2014-10-22 2018-06-27 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
JP2016099027A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
JP2016099026A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
JP2016099028A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
JP6382696B2 (ja) * 2014-11-20 2018-08-29 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003227691A (ja) * 2002-02-06 2003-08-15 Denso Corp 排気熱交換装置
JP2003279293A (ja) * 2002-03-20 2003-10-02 Denso Corp 排気熱交換器
WO2007009220A1 (en) * 2005-07-18 2007-01-25 Dana Canada Corporation Heat exchangers with corrugated heat exchange elements of improved strength
JP2008232498A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Daikin Ind Ltd 熱交換器用フィン及びその製造方法
CN102483313A (zh) * 2009-09-16 2012-05-30 开利公司 用于换热器的自由排放的带翅片表面构造
CN102435085A (zh) * 2010-09-28 2012-05-02 日立空调·家用电器株式会社 翅管式换热器及设置了该翅管式换热器的空调机

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109952485A (zh) * 2016-11-10 2019-06-28 赛峰集团 热交换器
CN109952485B (zh) * 2016-11-10 2021-08-03 赛峰集团 热交换器

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Publication number Publication date
DE112014002091T5 (de) 2016-01-14
JP2014224669A (ja) 2014-12-04
US20160069623A1 (en) 2016-03-10
WO2014175158A1 (ja) 2014-10-30
CN105143810B (zh) 2017-08-22
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JP6203080B2 (ja) 2017-09-27

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