CN116583660A - Egr冷却器以及车辆用废热回收器 - Google Patents

Egr冷却器以及车辆用废热回收器 Download PDF

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CN116583660A CN202180073846.6A CN202180073846A CN116583660A CN 116583660 A CN116583660 A CN 116583660A CN 202180073846 A CN202180073846 A CN 202180073846A CN 116583660 A CN116583660 A CN 116583660A
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cooling water
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菅田征二
岳下正挥
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Abstract

一种EGR冷却器(1)，其通过使废气在管内流动，从而经由管在废气与冷却水之间进行热交换，EGR冷却器(1)具有气体入口部(20)、气体出口部、水入口部和水出口部(50)。水出口部(50)具有：主体部(53)，其形成供冷却水通过的水出口通道(52)；以及阻止部(54)，其从比水出口通道(52)靠近水入口部的一侧的主体部(53)向远离水入口部的方向延伸。

Description

EGR冷却器以及车辆用废热回收器
技术领域
本发明涉及EGR冷却器以及车辆用废热回收器。
背景技术
根据专利文献1等，已知有对汽车等的废气进行冷却的EGR冷却器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-128611号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
专利文献1所记载的EGR冷却器，通过在冷却水的入口处使冷却水均等地在废气通过其中的扁平管的外表面侧流通，从而提高冷却效率。
然而，利用专利文献1的结构，即使能够提高冷却水的入口附近的冷却效率，在提高EGR冷却器整体冷却效率这一点上也存在改善的余地。
因此，本发明提供一种提高了整体冷却效率的EGR冷却器以及车辆用废热回收器。
用于解决问题的技术手段
本发明的一方面所涉及的EGR冷却器，
具有：多个管，废气在多个所述管的内部流动；以及壳体，所述壳体容纳所述管，
通过使冷却水在所述壳体内流动，从而经由所述管在所述废气与所述冷却水之间进行热交换，
所述EGR冷却器具有：
气体入口部，所述气体入口部向所述管导入所述废气；
气体出口部，所述气体出口部从所述管排出所述废气；
水入口部，所述水入口部向所述壳体导入所述冷却水；以及
水出口部，所述水出口部从所述壳体排出所述冷却水，
所述水出口部具有：
主体部，所述主体部形成供所述冷却水通过的水出口通道；以及
阻止部，所述阻止部从比所述水出口通道更靠近所述水入口部的一侧的所述主体部向远离所述水入口部的方向延伸。
本发明的一方面所涉及的车辆用废热回收器，
具有：多个管，废气在多个所述管的内部流动；以及壳体，所述壳体容纳所述管，
通过使冷却水在所述壳体内流动，从而经由所述管在所述废气与所述冷却水之间进行热交换，
所述车辆用废热回收器具有：
气体入口部，所述气体入口部向所述管导入所述废气；
气体出口部，所述气体出口部从所述管排出所述废气；
水入口部，所述水入口部向所述壳体导入所述冷却水；以及
水出口部，所述水出口部从所述壳体排出所述冷却水，
所述水出口部具有：
主体部，所述主体部形成供所述冷却水通过的水出口通道；以及
阻止部，所述阻止部从比所述水出口通道更靠近所述水入口部的一侧的所述主体部向远离所述水入口部的方向延伸。
发明效果
根据本发明，提供一种提高了整体冷却效率的EGR冷却器以及车辆用废热回收器。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的EGR冷却器的立体图。
图2是EGR冷却器的分解立体图。
图3是从上方观察到的EGR冷却器的剖视图。
图4是图3中的IV-IV截面的剖视图。
图5是图3中的V-V截面的剖视图。
图6是图5中的VI部的放大图。
图7是附加件的立体图。
图8是表示本发明的第一变形例所涉及的EGR冷却器的附加件的俯视图。
图9是表示本发明的第二变形例所涉及的EGR冷却器的附加件的俯视图。
符号说明
1 EGR冷却器
10 热交换部
11 管
12 壳体
13 凹痕
14 前端板
15 后端板
16 装配孔
20 气体入口部
30 气体出口部
40 水入口部
50 水出口部
51 附加件
52 水出口通道
53 主体部
54 阻止部
55 立壁部
56 延长壁部
A 前上区域
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本发明的优选实施例进行详细描述。另外，对于与在实施方式的说明中已经说明的部件具有相同附图标记的部件，为了便于说明，省略其说明。另外，为了便于说明，本附图所示的各部件的尺寸有时与实际的各部件的尺寸不同。
另外，在本实施方式的说明中，为了便于说明，适当地提及“左右方向”、“前后方向”、“上下方向”。在此，“上下方向”是包括“上方向”以及“下方向”的方向。“前后方向”是包括“前方向”及“后方向”的方向。“左右方向”是包括“左方向”以及“右方向”的方向。以下说明的附图中所示的符号U表示上方向。符号D表示下方向。符号F表示前方向。符号B表示后方向。符号L表示左方向。符号R表示右方向。另外，在将EGR冷却器安装于车辆时，并不限定这些方向与针对车辆设定的各个方向一致。
图1是本发明的实施方式所涉及的EGR冷却器1的立体图。如图1所示，EGR冷却器1具有热交换部10、向热交换部10导入废气的气体入口部20、从热交换部10排出废气的气体出口部30、向热交换部10导入冷却水的水入口部40、以及从热交换部10排出冷却水的水出口部50(参照图2)。
在图1所示的例子中，热的废气从前方通过气体入口部20向热交换部10流入，在热交换部10的内部与冷却水进行热交换，被冷却后的废气从热交换部10通过气体出口部30向后方排出。另外，冷的冷却水从下方通过热交换部10后部的水入口部40向热交换部10流入，并在热交换部10的内部与废气进行热交换，被加热后的冷却水通过热交换部10前部的水出口部50向下方排出。图示的EGR冷却器1是所谓对置流型的EGR冷却器，即：在热交换部10中，废气的流动方向与冷却水的流动方向相对。
图2是EGR冷却器1的分解立体图。如图2所示，热交换部10具有多个管11和容纳这些管11的壳体12。管11是在前后方向上较长的扁平且中空的板状部件。废气在管11的内部流动。冷却水在壳体12内部在管11之间的空间流动。在管11的内部设置有翅片17，帮助废气与冷却水的热交换。在管11的外表面设置有在冷却水中引起紊流而促进热交换的凹痕13。
壳体12是在前后方向上较长的方筒状的部件。在壳体12前方的端部安装有前端板14。在壳体12后方的端部安装有后端板15。气体入口部20经由前端板14安装于壳体12。气体出口部30经由后端板15安装于壳体12。管11安装于这些前端板14和后端板15。
图3是从上方观察到的EGR冷却器1的剖视图。图4是图3的IV-IV截面的剖视图。如图3及图4所示，多个管11在壳体12内沿左右方向排列。在前端板14的与管11的开口对应的位置设置有开口14a，能够将废气导入到管11内。在后端板15的与管11的开口对应的位置设置有开口，能够将废气从管11排出到外部。前端板14的开口14a之间以及后端板15的开口之间被封闭，在壳体12、管11、前端板14和后端板15之间形成有密闭的空间。冷却水在该密闭的空间内流动。
图5是图3中的V-V截面的剖视图。在本实施方式中，在壳体12的下表面设置有水入口部40和水出口部50。图6是图5的VI部的放大图。如图6所示，在本实施方式中，水出口部50形成为安装于壳体12上的附加件51。该附加件51具备：主体部53，其形成供冷却水通过的水出口通道52；以及阻止部54，其从比水出口通道52更靠近水入口部40的一侧的主体部53向远离水入口部40的方向延伸。
然而，一般而言，流体会以最短距离从入口流到出口。因此，在与本实施方式不同的、没有阻止部而是冷却水从水入口部朝向水出口部直线地流动的情况下，冷却水容易在壳体内的前上区域附近停滞。若冷却水停滞，则在该区域难以进行冷却水与废气的热交换，难以提高作为EGR冷却器整体冷却效率。
然而，根据本实施方式所涉及的EGR冷却器1，在水出口部50设置有阻止部54，该阻止部54从比水出口通道52更靠近水入口部40的一侧的主体部53向远离水入口部40的方向延伸。因此，阻止部54遮挡欲从水入口部40向水出口部50直接流出的冷却水的流动。
如图6所示，被阻止部54遮挡的冷却水Y1沿着阻止部54回绕到比水出口通道52靠前方的位置，与前端板14碰撞而使朝向改变为向下方，进而与壳体12的下表面碰撞而将朝向改变为向前方然后通过水出口通道52向外部排出。以这样绕过阻止部54的方式流动的冷却水Y1将壳体12内的前上区域A附近的冷却水Y2卷入而流动。因此，通过设置阻止部54，冷却水能够在壳体12内广泛地流动。由此，在壳体12内的远离水入口部40、水出口部50的“冷却水容易停滞的部位”即前上区域A也产生冷却水的流动，也能够使用以往热交换的贡献程度低的部位来冷却废气，提高了作为EGR冷却器1整体的冷却效率。
在本实施方式的EGR冷却器1中，水出口部50设置在比水入口部40更靠近气体入口部20的位置，阻止部54朝向气体入口部20延伸。即，本实施方式的EGR冷却器1是对置流型。
在这样的对置流型的EGR冷却器1的情况下，向气体入口部20附近的管11吹送未冷却的热的废气。因此，气体入口部20附近的管11容易成为高温。在本实施方式的EGR冷却器1中，利用以由于朝向气体入口部20延伸的阻止部54而回绕到气体入口部20附近的方式流动的冷却水，能够对容易成为该高温的管11的部位进行冷却。因此，本实施方式适合于对置流型的EGR冷却器1。
图7是附加件51的立体图。如图7所示，在附加件51的主体部53的上表面53a设置有朝向上方延伸的立壁部55和延长壁部56。立壁部55是在左右方向上延伸的部位。延长壁部56是从立壁部55的右端和左端朝向前方延伸的部位。立壁部55阻止从水入口部40沿着壳体12的下表面流动的冷却水，并使其向上方改变流动。延长壁部56阻止从后方向前方流动的冷却水从立壁部55的左方和右方流向水出口通道52。
在该立壁部55和延长壁部56的上表面设置有阻止部54。阻止部54是沿着前后方向及左右方向延伸的板状。阻止部54是在左右方向上较长的大致矩形状的部位。阻止部54的前端(末端)中，左右方向上的中央部54a向与水入口部40相反的一侧延伸得最长，左右方向上的两端部54b比中央部54a短。阻止部54的前端延伸至将水出口通道52的至少一部分覆盖的位置。
如图7所示，在本实施方式的EGR冷却器1中，水出口部50具有：立壁部55，其从比水出口通道52更靠近水入口部40的一侧的主体部53朝向壳体12的内部突出；以及阻止部54，其从立壁部55的末端向远离水入口部40的方向延伸。
根据这样的结构，能够通过立壁部55和阻止部54使冷却水回绕到远离水出口部50的部位，能够使冷却水更广泛地在壳体12整体中流动。由此，能够实现冷却效率更高的EGR冷却器1。
另外，如图7所示，在本实施方式的EGR冷却器1中，水出口部50具有立壁部55和延长壁部56。立壁部55从比水出口通道52更靠近水入口部40的一侧的主体部53朝向壳体12的内部突出，以将水入口部40与水出口通道52之间遮挡的方式延伸。延长壁部56从立壁部55的两端向远离水入口部40的方向延伸。
根据这样的结构，能够通过阻止部54使冷却水向远离壳体12下侧面的方向流动，能够通过延长壁部56使冷却水向远离水出口部50的方向流动。由此，能够使冷却水更大范围回绕，能够使冷却水更广泛地在壳体12整体中流动。由此，能够实现冷却效率更高的EGR冷却器1。
另外，如图6及图7所示，在本实施方式的EGR冷却器1中，阻止部54设置于壳体12的内侧。与将阻止部54设置于壳体12的外侧的情况相比，能够将EGR冷却器1构成为小型。
另外，如图6及图7所示，在本实施方式的EGR冷却器1中，阻止部54在壳体12的内表面与管11之间的空间延伸。
根据这样的结构，能够使从水入口部40沿着壳体12的下表面流动来的冷却水朝向进行热交换的管11流动，能够进一步提高冷却效率。
而且，如图7所示，在本实施方式的EGR冷却器1中，在壳体12形成有装配孔16(参照图6)，主体部53装配于装配孔16。另外准备包括阻止部54在内的复杂形状的附加件51，通过将该附加件51安装于壳体12，从而能够简单地组装EGR冷却器1。
另外，也可以与本实施方式不同，将包括阻止部54在内的水出口部50与壳体12一体地构成。例如，在由铝、不锈钢或者铜等金属构成壳体12的情况下，能够通过开孔加工、冲压加工等将水出口部50与壳体12一体地设置。
而且，如图7所示，在本实施方式的EGR冷却器1中，阻止部54以面对水出口通道52的方式延伸。阻止部54的末端部中，与水出口通道52对应的中央部54a比阻止部54的端部54b向与水入口部40相反的一侧延伸。
一般而言，在图3所示的截面中，在壳体12内的左右方向上的中央区域流动的冷却水的流量比在壳体12内的左右方向上的左区域及右区域流动的冷却水的流量大。通过使阻止部54末端的中央部54a向与水入口部40相反的一侧延伸得最长，从而使中央区域的冷却水难以流动，且使左区域和右区域的冷却水容易流动，由此能够使壳体12内的冷却水的流动更均匀。
另外，附加件51的形状不限于上述实施方式中说明的形状。图8是表示本发明的第一变形例所涉及的EGR冷却器的附加件151的俯视图。图9是表示本发明的第二变形例所涉及的EGR冷却器的附加件251的俯视图。
如图8所示，附加件151的阻止部154也可以是俯视时将长方形和半圆形组合而成的形状。在图的上部设置有立壁部155，并且设置有从立壁部155朝向气体入口部20(图的下方)延伸的阻止部154。在该情况下，阻止部154的末端部的左右方向的中央部154a与两端部154b相比也是朝向气体入口部20较长地延伸。
如图9所示，附加件251的阻止部254也可以在俯视时形成为梯形。在图的上部设置立壁部255，并且设置有从立壁部255朝向气体入口部20(图的下方)延伸的阻止部254。在该情况下，阻止部254的末端部的左右方向的中央部254a与端部254b相比也是朝向气体入口部20较长地延伸。
此外，在上述的实施方式中，对将本发明应用于EGR冷却器的例子进行了说明，但本发明也可以应用于车辆用废热回收器。车辆用废热回收器是指也被称为热收集器的搭载于车辆的部件。车辆用废热回收器用于在废气与冷却水之间进行热交换，并利用被加热的冷却水加热发动机来提高燃油效率等。这样的车辆用废热回收器也具备管、壳体等，能够与上述的结构同样地构成。
本申请适当引用了2020年11月2日申请的日本专利申请(日本特愿2020-183825号)中公开的内容。

Claims (9)

1.一种EGR冷却器，其特征在于，
具有：多个管，废气在多个所述管的内部流动；以及壳体，所述壳体容纳所述管，
通过使冷却水在所述壳体内流动，从而经由所述管在所述废气与所述冷却水之间进行热交换，
所述EGR冷却器具有：
气体入口部，所述气体入口部向所述管导入所述废气；
气体出口部，所述气体出口部从所述管排出所述废气；
水入口部，所述水入口部向所述壳体导入所述冷却水；以及
水出口部，所述水出口部从所述壳体排出所述冷却水，
所述水出口部具有：
主体部，所述主体部形成供所述冷却水通过的水出口通道；以及
阻止部，所述阻止部从比所述水出口通道更靠近所述水入口部的一侧的所述主体部向远离所述水入口部的方向延伸。
2.根据权利要求1所述的EGR冷却器，其特征在于，
所述水出口部设置在比所述水入口部更靠近所述气体入口部的位置，
所述阻止部朝向所述气体入口部延伸。
3.根据权利要求1所述的EGR冷却器，其特征在于，
所述水出口部具有：
立壁部，所述立壁部从比所述水出口通道更靠近所述水入口部的一侧的所述主体部朝向所述壳体的内部突出；以及
所述阻止部，所述阻止部从所述立壁部的末端向远离所述水入口部的方向延伸。
4.根据权利要求1所述的EGR冷却器，其特征在于，
所述水出口部具有：
立壁部，所述立壁部从比所述水出口通道更靠近所述水入口部的一侧的所述主体部朝向所述壳体的内部突出，以将所述水入口部与所述水出口通道之间遮挡的方式延伸；以及
延长壁部，所述延长壁部从所述立壁部的两端朝向远离所述水入口部的方向延伸。
5.根据权利要求1所述的EGR冷却器，其特征在于，
所述阻止部设置于所述壳体的内侧。
6.根据权利要求1所述的EGR冷却器，其特征在于，
所述阻止部在所述壳体的内表面与所述管之间的空间延伸。
7.根据权利要求1所述的EGR冷却器，其特征在于，
在所述壳体形成有装配孔，
所述主体部装配于所述装配孔。
8.根据权利要求1所述的EGR冷却器，其特征在于，
所述阻止部以面向所述水出口通道的方式延伸，
所述阻止部的末端部的与所述水出口通道对应的中央部比所述阻止部的端部更向与所述水入口部相反的一侧延伸。
9.一种车辆用废热回收器，其特征在于，
具有：多个管，废气在多个所述管的内部流动；以及壳体，所述壳体容纳所述管，
通过使冷却水在所述壳体内流动，从而经由所述管在所述废气与所述冷却水之间进行热交换，
所述车辆用废热回收器具有：
气体入口部，所述气体入口部向所述管导入所述废气；
气体出口部，所述气体出口部从所述管排出所述废气；
水入口部，所述水入口部向所述壳体导入所述冷却水；以及
水出口部，所述水出口部从所述壳体排出所述冷却水，
所述水出口部具有：
主体部，所述主体部形成供所述冷却水通过的水出口通道；以及
阻止部，所述阻止部从比所述水出口通道更靠近所述水入口部的一侧的所述主体部向远离所述水入口部的方向延伸。
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