CN105247312B - 换热器 - Google Patents

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Abstract

一种换热器，其中，具备：多个换热体，其并列配置，分别在内部沿同一方向流通成为冷却对象的流体；壳体，对每个所述换热体在其周围形成使制冷剂流通的制冷剂通路；制冷剂导入部以及制冷剂排出部，其设置于与所述换热体的沿成为所述冷却对象的流体的流通方向的一端侧相对应的位置；分隔部，其在与所述换热体的沿成为所述冷却对象的流体的流通方向的另一端侧相对应的位置留出使所述制冷剂通路彼此连通的连通部，将对每个所述换热体形成的制冷剂通路分隔开；和流路面积扩大部，其将所述连通部的流路面积扩大。

Description

换热器
技术领域
本发明涉及换热器。
背景技术
以往，已知各种换热器。例如，在专利文献1中公开了一种换热器，其具备：由具有供作为第一流体的加热体流通的多个单元的蜂窝构造体形成的第一流体流通部；和设置于该第一流体流通部的外周部的第二流体流通部。在第二流体流通部中，制冷剂流通，从在第一流体流通部内流通的加热体夺取热量以冷却加热体。另外，在专利文献1中，公开了多个蜂窝构造体以相互之间具有用于第二流体流通的间隔的状态层叠的技术方案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开2011/071161号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，如上述专利文献1所公开的将多个蜂窝构造体层叠的技术方案那样，在设为蜂窝构造体、即配置有多个换热体的结构的情况下，由于该配置，制冷剂有可能滞留或沸腾。具体地说，由于换热体与制冷剂的入口以及出口的关系和/或制冷剂的处理状况，存在制冷剂的滞留、沸腾的危险。如果产生制冷剂的滞留和/或沸腾，则冷却效率下降。在上述专利文献1中，在这些方面仍具有改善的余地。
因此，其课题在于得到本说明书公开的换热器的良好的冷却性能。
用于解决课题的技术方案
为了解决该课题，本说明书所公开的换热器具备：多个换热体，其并列配置，分别在内部沿同一方向流通成为冷却对象的流体；壳体，对每个所述换热体在其周围形成使制冷剂流通的制冷剂通路；制冷剂导入部以及制冷剂排出部，其设置于与所述换热体的沿成为所述冷却对象的流体的流通方向的一端侧相对应的位置；分隔部，其在与所述换热体的沿成为所述冷却对象的流体的流通方向的另一端侧相对应的位置留出使所述制冷剂通路彼此连通的连通部，将对每个所述换热体形成的制冷剂通路分隔开；和流路面积扩大部，其将所述连通部的流路面积扩大。
由此，能够抑制制冷剂的滞留，得到换热器的良好的冷却性能。
所述制冷剂导入部以及所述制冷剂排出部，也可以设置于所述换热体中的成为所述冷却对象的流体的流通方向下游侧。通过将制冷剂导入部以及制冷剂排出部设为这样的配置，制冷剂从成为冷却对象的流体的流动的下游侧导入，在上游侧折返，再次向下游侧流动而排出。制冷剂沿着这样的路径，能够将从制冷剂导入部导入的温度更低的制冷剂的流动设为与成为冷却对象的流体的流动相对的对向流，能够提高冷却效率。另外，在制冷剂成为高温的制冷剂排出部附近，成为冷却对象的流体的温度变低，由此能够在换热器内抑制制冷剂沸腾。
也可以在所述制冷剂通路中配置进行所述制冷剂的整流的制冷剂导向部。制冷剂导向部也可以螺旋状地配置于各个所述换热体的周围。通过使制冷剂高效地流通，能够提高冷却效率。
能够使所述制冷剂通路的流路面积、所述连通部的流路面积、所述制冷剂导入部的流路面积以及所述制冷剂排出部的流路面积一致。通过使制冷剂通过的各部的流路面积一致，能够避免制冷剂的压力损失极端变大的部位出现而提高冷却效率。
所述分隔部可以具备空气排出部。如果空气混入制冷剂通路的一部分，则该空气滞留的部分有可能相对于制冷剂露出而露出部分变为高温。通过具备空气排出部，能够避免露出部分的出现。
另外，所述制冷剂导入部也可以设置为相对于所述换热体偏置。由此， 能够创造出制冷剂的涡流。
可以使向配置于靠近所述制冷剂导入部一侧的所述换热体流入的成为所述冷却对象的流体的流入量比向其他换热体流入的成为所述冷却对象的流体的流入量多。变为越是接近制冷剂导入部的位置，制冷剂的温度越低、冷却能力越高的状态。因此，通过使更多的冷却对象流入冷却能力更高一侧，能够使作为换热器的冷却效率提高。
发明效果
根据本说明书公开的换热器，能够得到换热器的良好的冷却性能。
附图说明
图1(A)是从背面侧观察第1实施方式的EGR冷却器的立体图，图1(B)是从正面侧观察第1实施方式的EGR冷却器的立体图。
图2是示意性地表示第1实施方式的EGR冷却器的内部的说明图。
图3是表示分解后的第1实施方式的EGR冷却器的主要部分的说明图。
图4是图2中的A－A线剖视图。
图5(A)～(C)是分别示意性表示比较例中的冷却水的流通状态的说明图。
图6是示意性地表示冷却水螺旋状地在第1实施方式的EGR冷却器内流通的样子的说明图。
图7(A)是图6中的B1－B1线剖视图，图7(B)是与图7(A)相对应的比较例的剖视图。
图8(A)是图6中的B2－B2线剖视图，图8(B)是与图8(A)相对应的比较例的剖视图。
图9是比较例的剖视图。
图10是示意性地表示第2实施方式的EGR冷却器的内部的说明图。
图11(A)是表示第2实施方式的EGR冷却器中的流路面积、图11(B)是表示比较例2中的流路面积的说明图。
图12是表示第2实施方式的EGR冷却器中的各部的流路面积的说明图。
图13是示意性地表示第3实施方式的EGR冷却器的说明图。
图14是示意性地表示第4实施方式的EGR冷却器的说明图。
图15是示意性地表示第5实施方式的EGR冷却器的说明图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。但是，在附图中各部的尺寸、比例等有的未以与实际的尺寸、比例完全一致的方式图示。另外，根据不同附图，有的也将细部省略未予描绘。
(第1实施方式)
首先，参照图1至图9，对第1实施方式的EGR冷却器1进行说明。EGR冷却器1是换热器的一例，本说明书公开的换热器能够将各种流体设为冷却对象。第1实施方式中的EGR冷却器1，被组装入于装备于内燃机的排气再循环装置。因此，成为第1实施方式中的冷却对象的流体为EGR(Exhaust Gas Recirculation，排气回流)气体。
图1(A)是从背面侧观察第1实施方式的EGR冷却器1的立体图，图1(B)是从正面侧观察第1实施方式的EGR冷却器1的立体图。图2是示意性地表示第1实施方式的EGR冷却器1的内部的说明图。图3是表示分解后的第1实施方式的EGR冷却器1的主要部分的说明图。图4是图2中的A－A线剖视图。图5(A)～(C)是分别示意性地表示比较例中的冷却水的流通状态的说明图。
如果参照图1和/或图2，则EGR冷却器1具备2根并列配置的换热体、即第1换热体2以及第2换热体3。成为冷却对象的流体、即在本实施方式中EGR气体分别在第1换热体2、第2换热体3中通过。EGR气体的流通方向为同一方向。第1换热体2以及第2换热体3为碳化硅(SiC)陶瓷制的。陶瓷材料具有高效的热传导，并且能够发挥高耐腐蚀性。因此，具有高热传导率的陶瓷材料可以作为换热体。第1换热体2以及第2换热 体3是同一部件，分别成形为圆筒状，形成有通路使得EGR气体能够通过。第1换热体2以及第2换热体3，能够与在后面详细说明的第1制冷剂通路11、第2制冷剂通路12内流通的冷却水进行换热。由此，将EGR气体冷却。另外，换热体的数量并不限定于2根，也可以装备更多的根数。另外，换热体的形状并不限定于圆筒状，也可以采用其他的形状。
EGR冷却器1具备壳体4，所述壳体对每个换热体在在换热体的周围形成使制冷剂流通的制冷剂通路。具体地说，壳体4，在第1换热体2的周围形成第1制冷剂通路11，在第2换热体3的周围形成第2制冷剂通路12。壳体4是不锈钢(SUS)制的。如果参照图3，则使第1对切部件4a与第2对切部件4b组合而呈壳体4大体的外形形状。第1对切部件4a具备位于第1换热体2的周围的第1弯曲部4a1和位于第2换热体3的周围的第2弯曲部4a2。同样，第2对切部件4b具备位于第1换热体2的周围的第1弯曲部4b1和位于第2换热体3的周围的第2弯曲部4b2。在第2对切部件4b的第1弯曲部4b1，设有后面详细说明的制冷剂导入部6。另外，第2在对切部件4b的第2弯曲部4b2，设有制冷剂排出部7。在制冷剂导入部6，形成有制冷剂导入口6a。在制冷剂排出部7，形成有制冷剂排出口7a。另外，制冷剂可以是任何的制冷剂，但在本实施方式中，使用冷却水。
第1对切部件4a与第2对切部件4b，以形成2根筒状部的方式相对地组合，形成壳体4。在壳体4内，收纳有第1换热体2以及第2换热体3。在壳体4的两端部，分别装配有将2个环状部分连接而成的形状的连接部件8。由此，将第1换热体2以及第2换热体3被支撑于壳体4，并且将冷却水的泄漏止住。
第1换热体2以及第2换热体3被收纳于壳体4内，由连接部件8支撑，由此形成有第1制冷剂通路11以及第2制冷剂通路12。如果是保持原样的状态，则第1制冷剂通路11以及第2制冷剂通路12成为在第1换热体2以及第2换热体3的纵长方向的大致整个区域中连通的状态。在本实施方式的EGR冷却器1中，装备有形成将第1制冷剂通路11与第2制 冷剂通路12分隔开的分隔部的板状的隔板10。另外，为了形成分隔部，也可以变更第1对切部件4a以及第2对切部件4b的形状。具体地说，也可以在将第1对切部件4a与第2对切部件4b组合时，形成有分隔部。
如果参照图2，则隔板10靠近EGR气体的排出侧而装配。即，隔板10以在EGR气体的流通方向上游侧形成使第1制冷剂通路11与第2制冷剂通路12连通的连通部13的状态配置于第1换热体2与第2换热体3之间。这样隔板10为将第1制冷剂通路11与第2制冷剂通路12分隔开的部件，以在一部分留有连通部13的状态装配于壳体4内。
如上所述，EGR冷却器1，在壳体4具备制冷剂导入部6以及制冷剂排出部7。制冷剂导入部6以及制冷剂排出部7被设置于与沿EGR气体的流通方向的一端侧相对应的位置。即，制冷剂导入部6以及制冷剂排出部7被设置于EGR气体的流通方向的同一端部。在本实施方式中，制冷剂导入部6以及制冷剂排出部7都设置于EGR气体的流通方向下游侧。在本实施方式中，连通部13被设置于EGR气体的流通方向上游侧。因此，本实施方式中的制冷剂即冷却水从EGR气体的流通方向下游侧导入，向EGR气体的流通方向上游侧流动。接着，流通方向在EGR气体的流通方向上游侧折返，冷却水在EGR气体的流通方向下游侧排出。制冷剂导入部6位于下侧，制冷剂排出部7被配置于上侧。另外，制冷剂导入部6以及制冷剂排出部7也可以都设置于EGR气体的流通方向上游侧。
在这里，对连通部13、与制冷剂导入部6以及制冷剂排出部7的位置关系进行说明。如上所述，制冷剂导入部6以及制冷剂排出部7被设置于与沿EGR气体的流通方向的一端侧相对应的位置。与此相对，连通部13被设置于与沿EGR气体的流通方向的另一端侧相对应的位置。由此，能够使冷却水沿并列配置的第1换热体2、第2换热体3流通。
如果参照图4，则EGR冷却器1具备将连通部13的流路面积扩大的流路面积扩大部5a。如在图1中明确表示，流路面积扩大部5a由设置于壳体4的背面侧的凸部5形成。如图3、图4中明确表示，如果从壳体4的内侧观察凸部5，则可知形成有凹状的流路面积扩大部5a。该流路面积 扩大部5a，与相连通部13的位置对应而设置。由此，使冷却水的滞留得到抑制，冷却水从第1制冷剂通路11向第2制冷剂通路12的流入变得顺利。
在图1和/或图3中，虽然省略了，但EGR冷却器1在其上游侧端部以及下游侧端部分别具备圆锥状的部件。具体地说，在EGR气体的流通方向上游侧具备上游侧圆锥部件9a。在EGR气体的流通方向下游侧具备下游侧圆锥部件9b。上游侧圆锥部件9a为成为向壳体4内的第1换热体2以及第2换热体3导入EGR气体的导入部的部件。下游侧圆锥部件9b为成为从壳体4内的第1换热体2以及第2换热体3排出EGR气体的排出部的部件。上游侧圆锥部件9a以及下游侧圆锥部件9b分别通过钎焊而接合于壳体4，使得直径较大的一侧覆盖壳体4的端部。
以上是本实施方式的EGR冷却器1的概略结构。如上所述，EGR冷却器1中，从EGR气体的流通方向下游侧向上游侧导入冷却水。而且，冷却水在上游侧折返，再次向下游侧流动，在下游侧排出。冷却水沿着这样的路径，由此能够将从制冷剂导入部6导入的温度更低的冷却水的流动设为与EGR气体的流动相对的对向流。由此能够提高EGR冷却器的冷却效率。如果冷却效率提高，则冷却水容易沸腾，但冷却水的温度变为高温的制冷剂排出部7附近的EGR气体温度变低，所以能够抑制冷却水的沸腾。对以上那样的EGR冷却器1的特性，一边参照图5(A)～(C)表示比较例一边进行说明。
首先，如果参照图5(A)，则EGR冷却器100在EGR气体的流通方向下游侧具备制冷剂导入部106，并且在EGR气体的流通方向上游侧具备制冷剂排出部107。制冷剂导入部106以及制冷剂排出部107在附图上都位于上侧。而且，与第1实施方式的EGR冷却器1不同，不具备隔板10。这样的EGR冷却器100中的冷却水难以到达位于下侧的第1换热体2的周围。即，从制冷剂导入部106导入的冷却水的流动中，朝向制冷剂排出部107的流动变强，冷却水难以到达第1换热体2的周围。其结果，在图中X1所示的区域容易产生冷却水的流动的沉淀，成为难以发挥充分的 冷却效率的状态。
接下来，如果参照图5(B)，则EGR冷却器110，在EGR气体的流通方向下游侧具备制冷剂导入部116，并且在EGR气体的流通方向上游侧具备制冷剂排出部117。也没有装备隔板10。而且，制冷剂导入部116在附图上位于上侧，与此相对，制冷剂排出部117在附图上位于下侧。因此，制冷剂导入部116与制冷剂排出部117成为被配置于EGR冷却器110的对角线上的状态。这样的EGR冷却器110中的冷却水难以到达第1换热体2的下游侧周边和/或第2换热体3的上游侧周边。即，从制冷剂导入部116导入的冷却水的流动中朝向制冷剂排出部117的流动变强，难以到达第1换热体2的下游侧和/或第2换热体3的上游侧的周围。其结果，在图中、X2、X3所示的区域容易产生冷却水的流动的沉淀，成为难以发挥充分的冷却效率的状态。
接下来，如果参照图5(C)，则EGR冷却器120在EGR气体的流通方向上游侧具备制冷剂导入部126以及制冷剂排出部127。而且，装备有隔板10。然而，隔板10靠近EGR气体的流通方向上游侧而装配，在下游侧形成有连通部。即，成为第1实施方式的EGR冷却器1与制冷剂导入部、制冷剂排出部以及连通部的配置替换后的技术方案。从制冷剂排出部127排出的冷却水已经在EGR冷却器120内循环，成为换热后的状态，所以温度升高。使这样变为高温的冷却水与经过上游侧圆锥部件9a导入的高温的EGR气体进行换热，容易产生冷却水的沸腾，所以从有效冷却的方面来看，可以说还有改善的余地。
如以上那样，可知，在比较例中，在沉淀的产生等方面具有改善的余地，由第1实施方式的EGR冷却器1所进行的冷却是有效的。
以下，对于这样的EGR冷却器1的各部中的冷却水的流通状态，适宜地一边表示比较例一边进行说明。
首先，如果参照图6，则可知制冷剂螺旋状地流动。即，从制冷剂导入部6向壳体4内导入的冷却水，如图中箭头14a、14b以及14c所示那样在第1制冷剂通路11内螺旋状地流动。而且，冷却水经过连通部13向第 2制冷剂通路12内流入，在第2制冷剂通路12中也如图中箭头15a、15b以及15c所示那样螺旋状地流通。第1制冷剂通路11与第2制冷剂通路12通过隔板10分隔开，所以能够在各通路内形成螺旋状的流动。冷却水螺旋状地流动，由此能够沿第1换热体2以及第2换热体3的外周壁流动，可极力抑制沉淀。由此，能够使冷却性能提高。
另外，如果参照图7(A)，则制冷剂导入部6设置为相对第1换热体2偏置。具体地说，制冷剂导入部6位于第1换热体2的侧方，进一步设置于从第1换热体2的中心轴偏离的位置。因此，被导入的冷却水在导入时刻能够形成涡流。一旦形成涡流，则该涡流如上所述，能够在第1制冷剂通路11以及第2制冷剂通路12内螺旋状地流动。另外，制冷剂排出部7也设置为相对于第2换热体3偏置。具体地说，制冷剂排出部7位于第2换热体3的侧方，进一步设置于从第2换热体3的中心轴偏离的位置。由此，螺旋状地流动过来的冷却水被顺利地向壳体4的外部排出。与此相对，在图7(B)所示的比较例的EGR冷却器20中，制冷剂导入部26设置为与第1换热体2的中心部一致。另外，制冷剂排出部17也设置为与第2换热体3的中心部一致。因此，从制冷剂导入部26导入的冷却水，容易与第1换热体2碰撞，容易产生压力损失。另外，在制冷剂排出部27，以从两侧在第2换热体3的周围绕过的状态流动过来的冷却水彼此也容易碰撞，在这里也容易产生压力损失。如果是第1实施方式的EGR冷却器1，则能够避免这些不良情况。
接下来，如果参照图8(A)，则本实施方式的EGR冷却器1在连通部13处确保距离L，形成有流路面积扩大部5a，所以能够将螺旋状的涡流从第1制冷剂通路11向第2制冷剂通路12顺利地引导。即，能够抑制通部13中的压力损失的产生。与此相对，在图8(B)所示的比较例的EGR冷却器30中，在连通部没有采取任何的对策，形成有节流部31。其结果，妨碍了冷却水的顺利的移行，也产生压力损失。如果是第1实施方式的EGR冷却器1，则能够避免这些不良情况。另外，如图9所示，如果在连通部位外的部位、即配置有隔板41的部位也形成流路面积扩大部41a，则 在图中、X4和/或X5所示的区域难以形成涡流，容易成为沿轴向的流动。即使在一部分存在这样的部位，螺旋状的流动也会中途结束。其结果，顺利的冷却水流通受到妨碍。
(第2实施方式)
接下来，一边参照图10至图12一边对第2实施方式进行说明。第2实施方式的EGR冷却器50在以下方面与第1实施方式的EGR冷却器1不同。即，第2实施方式的EGR冷却器50在在第1制冷剂通路11以及第2制冷剂通路12具备进行冷却水的整流的制冷剂导向部16的方面与第1实施方式不同。具体地说，制冷剂导向部16由螺旋状地配置于第1换热体2以及第2换热体3的各自的周围的铁丝状部件形成。通过设置螺旋状地配置的制冷剂导向部16，即使在向壳体4内导入的冷却水的流速较慢、惯性力较弱的情况下也能够形成涡流。由此，能够抑制沉淀的产生。另外，确保配置宽度(间距)W而配置的制冷剂导向部16，如图11(A)所示使流路截面面积减小，所以在同量的冷却水流通的情况下，能够提高流速。其结果，导热效率升高，温度效率提高。另外，图11(B)表示不具备制冷剂导向部16的情况下的流路面积S1。在不具备制冷剂导向部16的情况下，第1制冷剂通路11或第2制冷剂通路12的环状的形状原样制约流路面积，变得比图11(A)所示的具备制冷剂导向部16的情况下的流路面积S2大。换而言之，通过设置制冷剂导向部16，流路面积受制冷剂导向部16的配置宽度、即间距W、换热体与壳体4的间隙制约，流路面积S2能够比流路面积S1小。
在这里，一边参照图12一边对第2实施方式的EGR冷却器50的各部的流路面积进行说明。如果参照图12，则第1制冷剂通路11以及第2制冷剂通路12的流路面积通过S2表示。制冷剂导入部6的流路面积、具体地说制冷剂导入口6a的面积用S3表示。制冷剂排出部7的流路面积、具体地说制冷剂排出口7a的面积用S4表示。连通部13的流路面积、更具体地说流路面积扩大部5a的流路面积用S5表示。这些流路面积S2至S5一致。通过这样使各部的流路面积一致，可认为不会局部地产生压力损失。其结果，能够通过整体，使冷却水顺利地流动，能够得到良好的冷却性能。
(第3实施方式)
接下来，一边参照图13一边对第3实施方式进行说明。图13是示意性地表示第3实施方式的EGR冷却器60的说明图。第3实施方式的EGR冷却器60在形成分隔部的隔板10上具备空气排出部61。如果空气混入制冷剂通路的一部分，则该空气滞留的部分相对于冷却水露出，露出部分有可能变为高温。特别是，在如本实施例那样配置有隔板10，第1制冷剂通路11与第2制冷剂通路12被分隔开的情况下，可以设想空气滞留于成为流路的角部那样的部位。如果空气滞留，则该部位成为相对于冷却水露出的露出部分。因此，设置空气排出部61。此时，EGR冷却器60倾斜地搭载于车辆。更具体地说，EGR冷却器60倾斜地搭载于车辆，使得空气排出部61位于比连通部13靠上侧的位置。由此，空气直接向制冷剂排出部7侧移动，从EGR冷却器60内排出。
(第4实施方式)
接下来，一边参照图14一边对第4实施方式的EGR冷却器70进行说明。图14是示意性地表示第4实施方式的EGR冷却器70的说明图。第4实施方式的EGR冷却器70使向配置于接近制冷剂导入部6一侧的换热体即第1换热体2流入的EGR气体的流入量比向第2换热体3流入的EGR气体的流入量多。成为越接近制冷剂导入部6的位置，制冷剂的温度越低、冷却能力越高的状态。因此，通过使更多的冷却对象向冷却能力更高一侧流入，使作为换热器的冷却效率提高。具体地说，变更上游侧圆锥部件79的形状，使向第1换热体2侧流入的EGR气体的流入量增大。通过使上游侧圆锥部件79的下边缘79a1的长度比上边缘79a2长而变更上游侧圆锥部件79的内侧的容积分配。即，第1换热体2侧的容积扩大，成为EGR气体更容易向第1换热体2流入的状态。由此，能够更有效地冷却EGR气体。
(第5实施方式)
接下来，一边参照图15一边对第5实施方式的EGR冷却器80进行说明。图15是示意性地表示第5实施方式的EGR冷却器的说明图。与第4实施方式的EGR冷却器70同样，第5实施方式的EGR冷却器80使向第1换热体2流入的EGR气体的流入量比向第2换热体3流入的EGR气体的流入量多。第5实施方式与第4实施方式，变更EGR气体的流入量的手段不同。第5实施方式的EGR冷却器80，其第1换热体82的直径Din比第2换热体83的直径Dout大。即，通过使成为接近制冷剂导入部6一侧的第1换热体82的直径比第2换热体83的直径大，使在第1换热体82冷却的EGR气体的量增大。由此，能够更有效地冷却EGR气体。
根据上述记载，可以明确：上述实施例只不过是用于实施本发明的例子，本发明并不限定于这些，对这些实施例进行各种变形为本发明的范围内，进一步在本发明的范围内可以有其他的各种实施例。例如，也可以使用于EGR冷却器以外的用途。
附图标记说明
1、50、60、70、80：EGR冷却器
2：第1换热体
3：第2换热体
4：壳体
5：凸部
5a：流路面积扩大部
6：制冷剂导入部
7：制冷剂排出部
8：连接部件
9a：上游侧圆锥部件
9b：下游侧圆锥部件
10：隔板
11：第1制冷剂通路
12：第2制冷剂通路
13：连通部

Claims (8)

1.一种换热器，其中，具备：
多个换热体，其并列配置，分别在内部沿同一方向流通成为冷却对象的流体；
壳体，对每个所述换热体在其周围形成使制冷剂流通的制冷剂通路；
制冷剂导入部以及制冷剂排出部，其设置于与所述换热体的沿成为所述冷却对象的流体的流通方向的一端侧相对应的位置；
分隔部，其在与所述换热体的沿成为所述冷却对象的流体的流通方向的另一端侧相对应的位置留出使所述制冷剂通路彼此连通的连通部，将对每个所述换热体形成的制冷剂通路分隔开；和
流路面积扩大部，其将所述连通部的流路面积扩大。
2.根据权利要求1所述的换热器，其中：
所述制冷剂导入部以及所述制冷剂排出部，设置于所述换热体中的成为所述冷却对象的流体的流通方向下游侧。
3.根据权利要求1或2所述的换热器，其中：
在所述制冷剂通路中配置有进行所述制冷剂的整流的制冷剂导向部。
4.根据权利要求3所述的换热器，其中：
所述制冷剂导向部螺旋状地配置于各个所述换热体的周围。
5.根据权利要求1或2所述的换热器，其中：
所述制冷剂通路的流路面积、所述连通部的流路面积、所述制冷剂导入部的流路面积以及所述制冷剂排出部的流路面积一致。
6.根据权利要求1或2所述的换热器，其中：
所述分隔部具备空气排出部。
7.根据权利要求1或2所述的换热器，其中：
所述制冷剂导入部设置为相对于所述换热体偏置。
8.根据权利要求1或2所述的换热器，其中：
向配置于靠近所述制冷剂导入部一侧的所述换热体流入的成为所述冷却对象的流体的流入量比向其他换热体流入的成为所述冷却对象的流体的流入量多。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101887743B1 (ko) * 2016-04-22 2018-08-10 현대자동차주식회사 차량의 배기 시스템 및 그 제어방법
DE102018109688A1 (de) * 2018-04-23 2019-10-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Abgasrückführungsanordnung mit Wärmetauscher, Wärmetauscher und Brennkraftmaschine
JP7027247B2 (ja) * 2018-05-16 2022-03-01 本田技研工業株式会社 冷却器
JP7244251B2 (ja) * 2018-10-19 2023-03-22 株式会社ティラド 積層型熱交換器
KR20200118539A (ko) * 2019-04-08 2020-10-16 현대자동차주식회사 튜브-핀 어셈블리
JP2021020509A (ja) * 2019-07-25 2021-02-18 サンデン・オートモーティブクライメイトシステム株式会社 熱媒体加熱装置
EP3828406A1 (en) * 2019-11-29 2021-06-02 Borgwarner Emissions Systems Spain, S.L.U. Heat exchanger device for egr systems
CN114111386A (zh) * 2021-12-01 2022-03-01 浙江银轮机械股份有限公司 Egr冷却器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS629183A (ja) * 1985-07-04 1987-01-17 Kyocera Corp ハニカム熱交換器
JPH11241891A (ja) * 1998-02-25 1999-09-07 Tennex Corp 内燃機関のｅｇｒガスクーラ
JP2007132575A (ja) * 2005-11-09 2007-05-31 Rinnai Corp 小型熱交換器
CN201250720Y (zh) * 2008-08-18 2009-06-03 潍坊恒安散热器集团有限公司 Egr冷却器
CN101650138A (zh) * 2009-07-03 2010-02-17 广州联合冷热设备有限公司 管壳式换热器
CN102652249A (zh) * 2009-12-11 2012-08-29 日本碍子株式会社 热交换器

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58112870U (ja) * 1982-01-20 1983-08-02 株式会社日立製作所 横置式伝熱装置
FR2653544B1 (fr) * 1989-10-24 1992-02-14 Gaz De France Pompe a vapeur a echangeur air-produits de combustion a contre-courant sans fluide intermediaire.
JP3509563B2 (ja) * 1998-03-10 2004-03-22 トヨタ自動車株式会社 燃焼式ヒータを有する内燃機関
JP4247942B2 (ja) 1999-07-14 2009-04-02 臼井国際産業株式会社 Ｅｇｒガス冷却装置
JP2003065147A (ja) 2001-08-23 2003-03-05 Yanmar Co Ltd 内燃機関のシリンダライナ冷却水通路構造
JP4324924B2 (ja) * 2004-09-28 2009-09-02 株式会社ティラド 熱交換器
JP2007093142A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Main Kk 分解可能な構造をもつ流路
JP2007211748A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Toyota Motor Corp 熱交換器及び熱発電装置
JP5001752B2 (ja) 2007-08-28 2012-08-15 愛三工業株式会社 Ｅｇｒクーラバイパス切替システム
US7774937B2 (en) * 2007-10-02 2010-08-17 Honeywell International Inc. Heat exchanger with divided coolant chamber
JP5506428B2 (ja) 2010-01-27 2014-05-28 住友精密工業株式会社 積層型熱交換器
JP5533715B2 (ja) 2010-04-09 2014-06-25 株式会社デンソー 排気熱交換装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS629183A (ja) * 1985-07-04 1987-01-17 Kyocera Corp ハニカム熱交換器
JPH11241891A (ja) * 1998-02-25 1999-09-07 Tennex Corp 内燃機関のｅｇｒガスクーラ
JP2007132575A (ja) * 2005-11-09 2007-05-31 Rinnai Corp 小型熱交換器
CN201250720Y (zh) * 2008-08-18 2009-06-03 潍坊恒安散热器集团有限公司 Egr冷却器
CN101650138A (zh) * 2009-07-03 2010-02-17 广州联合冷热设备有限公司 管壳式换热器
CN102652249A (zh) * 2009-12-11 2012-08-29 日本碍子株式会社 热交换器

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Publication number Publication date
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