JP2001041108A - 排気熱交換器 - Google Patents
排気熱交換器Info
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- tube
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 排気チューブ内での圧力損失及び微粒子の堆
積を防止する。 【解決手段】 セグメント１１２の方向ＳＤを、排気チ
ューブ１１０の長手方向に対して、冷却水連通路１２０
ｂ間を結ぶ対角線Ｌ１と逆向きに傾ける。これにより、
セグメント１１２の方向ＳＤとＥＧＲガスの主流流れと
の交差角度が小さくなるので、ＥＧＲガスが排気チュー
ブ１１０内を流通する際に発生する圧力損失を低減する
ことができる。また、セグメント１１２の壁面に衝突す
るＥＧＲガス流れによりセグメント１１２に付着した微
粒子が剥離されるとともに、セグメント１１２間を横切
るＥＧＲガス流れによりセグメント１１２の後流直下に
滞留した微粒子を強制的に下流側に流されるので、微粒
子がフィン１１１（排気チューブ１１０）内に堆積して
いくことを防止できる。
積を防止する。 【解決手段】 セグメント１１２の方向ＳＤを、排気チ
ューブ１１０の長手方向に対して、冷却水連通路１２０
ｂ間を結ぶ対角線Ｌ１と逆向きに傾ける。これにより、
セグメント１１２の方向ＳＤとＥＧＲガスの主流流れと
の交差角度が小さくなるので、ＥＧＲガスが排気チュー
ブ１１０内を流通する際に発生する圧力損失を低減する
ことができる。また、セグメント１１２の壁面に衝突す
るＥＧＲガス流れによりセグメント１１２に付着した微
粒子が剥離されるとともに、セグメント１１２間を横切
るＥＧＲガス流れによりセグメント１１２の後流直下に
滞留した微粒子を強制的に下流側に流されるので、微粒
子がフィン１１１（排気チューブ１１０）内に堆積して
いくことを防止できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼により発生し
た排気と水等の冷却流体との間で熱交換を行う排気熱交
換器に関するもので、ＥＧＲ（排気再循環装置）用の排
気を冷却するＥＧＲガス熱交換器（以下、ＥＧＲクーラ
と呼ぶ。）に適用して有効である。
た排気と水等の冷却流体との間で熱交換を行う排気熱交
換器に関するもので、ＥＧＲ（排気再循環装置）用の排
気を冷却するＥＧＲガス熱交換器（以下、ＥＧＲクーラ
と呼ぶ。）に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】ＥＧＲクーラは、ＥＧＲ用の排気を冷却
することにより、排気ガス中のＥＧＲの効果（排気中の
窒素酸化物の低減効果）を高めるものである。そこで、
発明者等はＥＧＲの効果を向上させるべく、図１１
（ａ）に示すように、排気が流通する排気チューブ１１
０内にオフセットフィン（図１１（ｂ）参照）１１１を
配設したＥＧＲクーラを試作検討した。
することにより、排気ガス中のＥＧＲの効果（排気中の
窒素酸化物の低減効果）を高めるものである。そこで、
発明者等はＥＧＲの効果を向上させるべく、図１１
（ａ）に示すように、排気が流通する排気チューブ１１
０内にオフセットフィン（図１１（ｂ）参照）１１１を
配設したＥＧＲクーラを試作検討した。
【０００３】なお、オフセットフィン（マルチエントリ
型フィン）とは、熱交換器設計ハンドブック（工学図書
株式会社発行）や第１９回・日本電熱シンポジウム講演
論文集等に記載されているように、板状のセグメント１
１２を千鳥状にオフセット配置したものである。
型フィン）とは、熱交換器設計ハンドブック（工学図書
株式会社発行）や第１９回・日本電熱シンポジウム講演
論文集等に記載されているように、板状のセグメント１
１２を千鳥状にオフセット配置したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記試作品で
は、排気チューブ内を流通する排気中に含まれる炭素等
の微粒子がセグメント１１２の板面（壁面）１１２ａに
付着してしまうとともに、排気の流速が小さくなるセグ
メント間に微粒子が堆積し易く、オフセットフィンが目
詰まりし易いといった問題があった。
は、排気チューブ内を流通する排気中に含まれる炭素等
の微粒子がセグメント１１２の板面（壁面）１１２ａに
付着してしまうとともに、排気の流速が小さくなるセグ
メント間に微粒子が堆積し易く、オフセットフィンが目
詰まりし易いといった問題があった。
【０００５】さらに、上記試作品では、冷却水が流通す
る複数本の冷却水チューブを連通させる冷却水通路（タ
ンク）１２０ｂが、図１１（ａ）に示すように、排気が
流通する排気チューブ１１０の対角の部位に位置してい
るため、セグメント１１２の方向と排気の流通の向きと
が交差してしまい、排気が排気チューブ１１０内を流通
する際に発生する圧力損失が大きいと言う問題も有して
いた。
る複数本の冷却水チューブを連通させる冷却水通路（タ
ンク）１２０ｂが、図１１（ａ）に示すように、排気が
流通する排気チューブ１１０の対角の部位に位置してい
るため、セグメント１１２の方向と排気の流通の向きと
が交差してしまい、排気が排気チューブ１１０内を流通
する際に発生する圧力損失が大きいと言う問題も有して
いた。
【０００６】ここで、セグメント１１２の方向とは、セ
グメント１１２と平行でかつ、排気流れに沿う方向を言
う。
グメント１１２と平行でかつ、排気流れに沿う方向を言
う。
【０００７】本発明は、上記点に鑑み、排気チューブ内
での圧力損失及び微粒子の堆積を防止することを目的と
する。
での圧力損失及び微粒子の堆積を防止することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１、３に記載の発明では、排気チ
ューブ（１１０）のうちその長手方向両端側それぞれに
は、複数本の冷却流体チューブ（１２０）間を連通させ
る冷却流体連通路（１２０ｂ）が形成されているととも
に、これら冷却流体連通路（１２０ｂ）は、排気チュー
ブ（１１０）の短径方向から見て対角の部位に位置し、
さらに、セグメント（１１２）は、排気チューブ（１１
０）の長手方向に対して、冷却流体連通路（１２０ｂ）
間を結ぶ対角線（Ｌ１）と逆向きに傾いてことを特徴と
する。
成するために、請求項１、３に記載の発明では、排気チ
ューブ（１１０）のうちその長手方向両端側それぞれに
は、複数本の冷却流体チューブ（１２０）間を連通させ
る冷却流体連通路（１２０ｂ）が形成されているととも
に、これら冷却流体連通路（１２０ｂ）は、排気チュー
ブ（１１０）の短径方向から見て対角の部位に位置し、
さらに、セグメント（１１２）は、排気チューブ（１１
０）の長手方向に対して、冷却流体連通路（１２０ｂ）
間を結ぶ対角線（Ｌ１）と逆向きに傾いてことを特徴と
する。
【０００９】これにより、セグメント（１１２）の方向
と排気の主流流れとの交差角度が小さくなるので、排気
が排気チューブ（１１０）内を流通する際に発生する圧
力損失を低減することができる。したがって、排気チュ
ーブ（１１０）内を流通する排気量が増大するので、排
気熱交換器の熱交換能力が増大する。
と排気の主流流れとの交差角度が小さくなるので、排気
が排気チューブ（１１０）内を流通する際に発生する圧
力損失を低減することができる。したがって、排気チュ
ーブ（１１０）内を流通する排気量が増大するので、排
気熱交換器の熱交換能力が増大する。
【００１０】また、セグメント（１１２）の方向と排気
の主流流れとの交差角度が小さくなると言えども、セグ
メント（１１２）の方向排気の主流流れとは、完全に平
行とはならないので、セグメント（１１２）の板面に直
接衝突する排気流れ、及び各セグメント（１１２）間を
横切る排気流れが存在する。
の主流流れとの交差角度が小さくなると言えども、セグ
メント（１１２）の方向排気の主流流れとは、完全に平
行とはならないので、セグメント（１１２）の板面に直
接衝突する排気流れ、及び各セグメント（１１２）間を
横切る排気流れが存在する。
【００１１】したがって、セグメント（１１２）の板面
に直接衝突する排気流れによりセグメント（１１２）に
付着した微粒子が剥離されるとともに、セグメント（１
１２）間を横切る排気流れによりセグメント（１１２）
の後流直下に滞留した微粒子を強制的に下流側に流され
るので、微粒子がオフセットフィン（１１１）に堆積し
ていくことを防止できる。
に直接衝突する排気流れによりセグメント（１１２）に
付着した微粒子が剥離されるとともに、セグメント（１
１２）間を横切る排気流れによりセグメント（１１２）
の後流直下に滞留した微粒子を強制的に下流側に流され
るので、微粒子がオフセットフィン（１１１）に堆積し
ていくことを防止できる。
【００１２】以上に述べたように、本発明によれば、排
気チューブ（１１０）内での圧力損失及び微粒子の堆積
を防止しつつ、排気熱交換器の熱交換能力が増大させる
ことができる。
気チューブ（１１０）内での圧力損失及び微粒子の堆積
を防止しつつ、排気熱交換器の熱交換能力が増大させる
ことができる。
【００１３】請求項２、３に記載の発明では、排気チュ
ーブ（１１０）のうちその長手方向両端側それぞれに
は、複数本の冷却流体チューブ（１２０）間を連通させ
る冷却流体連通路（１２０ｂ）が形成されているととも
に、これら冷却流体連通路（１２０ｂ）は、前記排気チ
ューブ（１１０）の短径方向から見て対角の部位に位置
し、さらに、セグメント（１１２）の方向は、排気チュ
ーブ（１１０）の長手方向一端部における排気が流通し
得る部分の中点（ＣＰ１）と、排気チューブ（１１０）
の長手方向他端部における排気が流通し得る部分の中点
（ＣＰ２）とを結ぶ排気主流線（Ｌ２）に略平行となっ
ていることを特徴とする。
ーブ（１１０）のうちその長手方向両端側それぞれに
は、複数本の冷却流体チューブ（１２０）間を連通させ
る冷却流体連通路（１２０ｂ）が形成されているととも
に、これら冷却流体連通路（１２０ｂ）は、前記排気チ
ューブ（１１０）の短径方向から見て対角の部位に位置
し、さらに、セグメント（１１２）の方向は、排気チュ
ーブ（１１０）の長手方向一端部における排気が流通し
得る部分の中点（ＣＰ１）と、排気チューブ（１１０）
の長手方向他端部における排気が流通し得る部分の中点
（ＣＰ２）とを結ぶ排気主流線（Ｌ２）に略平行となっ
ていることを特徴とする。
【００１４】これにより、請求項１に記載の発明と同様
に、セグメント（１１２）は、排気チューブ（１１０）
の長手方向に対して、冷却流体連通路（１２０ｂ）間を
結ぶ対角線（Ｌ１）と逆向きに傾いた状態となるので、
排気チューブ（１１０）内での圧力損失及び微粒子の堆
積を防止しつつ、排気熱交換器の熱交換能力が増大させ
ることができる。
に、セグメント（１１２）は、排気チューブ（１１０）
の長手方向に対して、冷却流体連通路（１２０ｂ）間を
結ぶ対角線（Ｌ１）と逆向きに傾いた状態となるので、
排気チューブ（１１０）内での圧力損失及び微粒子の堆
積を防止しつつ、排気熱交換器の熱交換能力が増大させ
ることができる。
【００１５】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
【００１６】
【発明の実施の形態】本実施形態は、本発明に係る排気
熱交換器をディーゼルエンジン（内燃機関）用のＥＧＲ
ガス冷却装置に適用したものであり、図１は本実施形態
に係るＥＧＲガス冷却装置（以下、ＥＧＲクーラと呼
ぶ。）１００を用いたＥＧＲ（排気再循環装置）の模式
図である。
熱交換器をディーゼルエンジン（内燃機関）用のＥＧＲ
ガス冷却装置に適用したものであり、図１は本実施形態
に係るＥＧＲガス冷却装置（以下、ＥＧＲクーラと呼
ぶ。）１００を用いたＥＧＲ（排気再循環装置）の模式
図である。
【００１７】図１中、２００はディーゼルエンジン（以
下、エンジンと略す。）であり、２１０はエンジン２０
０から排出される排気の一部をエンジン２００の吸気側
に還流させる排気再循環管である。
下、エンジンと略す。）であり、２１０はエンジン２０
０から排出される排気の一部をエンジン２００の吸気側
に還流させる排気再循環管である。
【００１８】２２０は排気再循環管２１０の排気流れ途
中に配設されて、エンジン２００の稼働状態に応じてＥ
ＧＲガス量を調節する周知のＥＧＲバルブであり、ＥＧ
Ｒクーラ１００は、エンジン２００の排気側とＥＧＲバ
ルブ２２０との間に配設されてＥＧＲガスとエンジン冷
却水（以下、冷却水と略す。）との間で熱交換を行いＥ
ＧＲガスを冷却する。
中に配設されて、エンジン２００の稼働状態に応じてＥ
ＧＲガス量を調節する周知のＥＧＲバルブであり、ＥＧ
Ｒクーラ１００は、エンジン２００の排気側とＥＧＲバ
ルブ２２０との間に配設されてＥＧＲガスとエンジン冷
却水（以下、冷却水と略す。）との間で熱交換を行いＥ
ＧＲガスを冷却する。
【００１９】次に、ＥＧＲクーラ１００の構造について
述べる。
述べる。
【００２０】図２はＥＧＲクーラ１００の斜視図であ
る、図３はＥＧＲクーラ１００の外形図であり、図４は
図３のＡ−Ａ断面図であり、図５は図３のＢ−Ｂ断面図
であり、図６は図３のＡ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ａ
断面図である。
る、図３はＥＧＲクーラ１００の外形図であり、図４は
図３のＡ−Ａ断面図であり、図５は図３のＢ−Ｂ断面図
であり、図６は図３のＡ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ａ
断面図である。
【００２１】そして、図５中、１１０はＥＧＲガス（排
気）が流通する排気通路１１０ａを構成する矩形扁平状
の排気チューブであり、１２０は冷却水（流体）が流通
する冷却水通路１２０ａを構成する矩形扁平状の冷却水
チューブである。なお、両チューブ１１０、１２０は、
その短径（短軸）方向（図５の上下方向）に交互に積層
されて隣接している。
気）が流通する排気通路１１０ａを構成する矩形扁平状
の排気チューブであり、１２０は冷却水（流体）が流通
する冷却水通路１２０ａを構成する矩形扁平状の冷却水
チューブである。なお、両チューブ１１０、１２０は、
その短径（短軸）方向（図５の上下方向）に交互に積層
されて隣接している。
【００２２】また、排気通路１１０ａ内には、ＥＧＲガ
スとの接触面積を拡大してＥＧＲガスと冷却水との熱交
換を促進するステンレス製のインナーフィン（以下、フ
ィンと略す。）１１１が配設されており、このフィン１
１１は、排気チューブ１１０の短径方向と平行な板状の
セグメント１１２が排気チューブ１１０の長手方向に千
鳥状にずれて設けられた、いわゆるオフセット型のフィ
ンである。
スとの接触面積を拡大してＥＧＲガスと冷却水との熱交
換を促進するステンレス製のインナーフィン（以下、フ
ィンと略す。）１１１が配設されており、このフィン１
１１は、排気チューブ１１０の短径方向と平行な板状の
セグメント１１２が排気チューブ１１０の長手方向に千
鳥状にずれて設けられた、いわゆるオフセット型のフィ
ンである。
【００２３】なお、セグメント１１２は、前述のごと
く、排気チューブ１１０の短径方向と平行とすることが
望ましいが、実際のフィン１１１は、製造上の問題によ
り、ローラ又はプレス成形機の抜き勾配分だけ短径方向
に対して傾いたものとなる。したがって、排気チューブ
１１０の短径方向と平行とは、短径方向と完全に平行で
あることを意味するものではなく、抜き勾配程度の傾き
を含んだ意味である。
く、排気チューブ１１０の短径方向と平行とすることが
望ましいが、実際のフィン１１１は、製造上の問題によ
り、ローラ又はプレス成形機の抜き勾配分だけ短径方向
に対して傾いたものとなる。したがって、排気チューブ
１１０の短径方向と平行とは、短径方向と完全に平行で
あることを意味するものではなく、抜き勾配程度の傾き
を含んだ意味である。
【００２４】因みに、両チューブ１１０、１２０は、所
定形状にプレス成形された積層プレート（薄板プレー
ト）１３１、１３２を２枚一組として、この組をなす積
層プレート１３１、１３２をその厚み方向（紙面上下方
向）に積層した後、各積層プレート１３１、１３２をフ
ィン１１１と共に所定のろう材にてろう付け接合するこ
とにより構成されたものである。このため、排気通路１
１０ａ及び冷却水通路１２０ａは、図４、６に示すよう
に、積層プレート１３１、１３２の板面と平行な方向
（紙面左右方向）に延びるように形成されている。
定形状にプレス成形された積層プレート（薄板プレー
ト）１３１、１３２を２枚一組として、この組をなす積
層プレート１３１、１３２をその厚み方向（紙面上下方
向）に積層した後、各積層プレート１３１、１３２をフ
ィン１１１と共に所定のろう材にてろう付け接合するこ
とにより構成されたものである。このため、排気通路１
１０ａ及び冷却水通路１２０ａは、図４、６に示すよう
に、積層プレート１３１、１３２の板面と平行な方向
（紙面左右方向）に延びるように形成されている。
【００２５】また、積層プレート１３１、１３２は、略
長方形のステンレス製の薄板材を所定形状にプレス成形
したものであり、一組の積層プレート１３１、１３２の
うち、一方側の積層プレート１３１の端部には、図５に
示すように、積層プレート１３１、１３２の積層方向
（図５の上下方向）Ｄの一端側に向けて突出する第１突
出壁１３３がプレス加工にて一体形成され、他方側の積
層プレート１３２の端部には、積層方向Ｄの他端側に向
けて突出する第２突出壁１３４がプレス加工にて一体形
成されている。
長方形のステンレス製の薄板材を所定形状にプレス成形
したものであり、一組の積層プレート１３１、１３２の
うち、一方側の積層プレート１３１の端部には、図５に
示すように、積層プレート１３１、１３２の積層方向
（図５の上下方向）Ｄの一端側に向けて突出する第１突
出壁１３３がプレス加工にて一体形成され、他方側の積
層プレート１３２の端部には、積層方向Ｄの他端側に向
けて突出する第２突出壁１３４がプレス加工にて一体形
成されている。
【００２６】そして、両突出壁１３３、１３４は、積層
方向Ｄと平行な面１３３ａ、１３４ａにて互いにろう付
け接合されているとともに、図４に示すように、両突出
壁１３３、１３４にＥＧＲガスを排気通路１１０ａに導
入する排気導入口１４１、及び排気通路１１０ａから流
出するＥＧＲガスを排出する排気排出口１４２が形成さ
れている。このため、ＥＧＲガスの主流流れは、ＥＧＲ
クーラ１００内においては略直線的に排気チューブ１１
０の長手方向一端側から他端側に向けて流通することと
なる。
方向Ｄと平行な面１３３ａ、１３４ａにて互いにろう付
け接合されているとともに、図４に示すように、両突出
壁１３３、１３４にＥＧＲガスを排気通路１１０ａに導
入する排気導入口１４１、及び排気通路１１０ａから流
出するＥＧＲガスを排出する排気排出口１４２が形成さ
れている。このため、ＥＧＲガスの主流流れは、ＥＧＲ
クーラ１００内においては略直線的に排気チューブ１１
０の長手方向一端側から他端側に向けて流通することと
なる。
【００２７】因みに、本実施形態では、図５に示すよう
に、両突出壁１３３、１３４により、両通路１１０、１
２０からなるＥＧＲクーラコア部１０１を収納するタン
ク部１０２が構成されている。
に、両突出壁１３３、１３４により、両通路１１０、１
２０からなるＥＧＲクーラコア部１０１を収納するタン
ク部１０２が構成されている。
【００２８】また、排気導入口１４１及び排気排出口１
４２には、図４、６に示すように、排気再循環管２１０
（外部配管）が接続されるジョイントブロック（以下、
ジョイントと略す。）１４３がろう付け接合されてい
る。なお、ジョイント１４３は、図７に示すように、積
層プレート１３１、１３２の両突出壁１３３、１３４に
ろう付け接合される矩形状（正方形）の第１フランジ部
１４３ａと排気再循環管２１０にボルト固定される略菱
形状の第１フランジ部１４３ｂとからなるステンレス製
のものであり、第１フランジ部１４３ａには、ジョイン
ト１４３を排気導入口１４１及び排気排出口１４２に対
して位置決めするための突出部（インロー部）１４３ｃ
が形成されている。
４２には、図４、６に示すように、排気再循環管２１０
（外部配管）が接続されるジョイントブロック（以下、
ジョイントと略す。）１４３がろう付け接合されてい
る。なお、ジョイント１４３は、図７に示すように、積
層プレート１３１、１３２の両突出壁１３３、１３４に
ろう付け接合される矩形状（正方形）の第１フランジ部
１４３ａと排気再循環管２１０にボルト固定される略菱
形状の第１フランジ部１４３ｂとからなるステンレス製
のものであり、第１フランジ部１４３ａには、ジョイン
ト１４３を排気導入口１４１及び排気排出口１４２に対
して位置決めするための突出部（インロー部）１４３ｃ
が形成されている。
【００２９】ところで、図４、６中、１５１は冷却水通
路１２０ａに冷却水を流入させる流入口側接続パイプで
あり、１５２はＥＧＲクーラ１００内にて熱交換を終え
た冷却水を流出させる流出口側パイプである。そして、
各冷却水チューブ１２０（冷却水通路１２０ａ）は、図
８に示すように、排気チューブ１１０のうちその長手方
向両端側それぞれに形成された冷却水連通路（冷却水タ
ンク）１２０ｂにより連通しており、これら冷却水連通
路１２０ｂは、両接続パイプ１５１、１５２と略直線的
に連通するように、排気チューブ１１０の短径方向から
見て対角の位置に形成されている。
路１２０ａに冷却水を流入させる流入口側接続パイプで
あり、１５２はＥＧＲクーラ１００内にて熱交換を終え
た冷却水を流出させる流出口側パイプである。そして、
各冷却水チューブ１２０（冷却水通路１２０ａ）は、図
８に示すように、排気チューブ１１０のうちその長手方
向両端側それぞれに形成された冷却水連通路（冷却水タ
ンク）１２０ｂにより連通しており、これら冷却水連通
路１２０ｂは、両接続パイプ１５１、１５２と略直線的
に連通するように、排気チューブ１１０の短径方向から
見て対角の位置に形成されている。
【００３０】なお、本実施形態では、冷却水通路１２０
ａ内での冷却水流れと、排気通路１１０ａ内でのＥＧＲ
ガス流れとが対向流れとなるように、流入口側接続パイ
プ１５１は排気排出口１４２側に設けられ、流出口側接
続パイプ１５２は排気導入口１４１側に設けられてい
る。
ａ内での冷却水流れと、排気通路１１０ａ内でのＥＧＲ
ガス流れとが対向流れとなるように、流入口側接続パイ
プ１５１は排気排出口１４２側に設けられ、流出口側接
続パイプ１５２は排気導入口１４１側に設けられてい
る。
【００３１】次に、本実施形態の特徴であるフィン１１
１（セグメント１１２）の配置及びその効果について述
べる。
１（セグメント１１２）の配置及びその効果について述
べる。
【００３２】本実施形態に係るフィン１１１では、図
８、９に示すように、セグメント１１２の方向ＳＤを、
排気チューブ１１０の長手方向に対して、冷却水連通路
１２０ｂ間を結ぶ対角線Ｌ１と逆向きに所定角度（本実
施形態では、排気チューブ１１１の長手方向とのなす角
が５°〜３０°となるように）傾けている。
８、９に示すように、セグメント１１２の方向ＳＤを、
排気チューブ１１０の長手方向に対して、冷却水連通路
１２０ｂ間を結ぶ対角線Ｌ１と逆向きに所定角度（本実
施形態では、排気チューブ１１１の長手方向とのなす角
が５°〜３０°となるように）傾けている。
【００３３】つまり、図８に示すように、排気導入口１
４１側の排気チューブ１１０の長手方向端部における、
ＥＧＲガスが流通し得る部分（排気チューブ１１０の長
径寸法Ａ１から冷却水連通路１２０ｂの寸法Ｃ１を差し
引いた部分）の中点ＣＰ１と、排気排出口１４２側の排
気チューブ１１０の長手方向端部における、ＥＧＲガス
が流通し得る部分（排気チューブ１１０の長径寸法Ａ２
から冷却水連通路１２０ｂの寸法Ｃ２を差し引いた部
分）の中点ＣＰ２とを結ぶガス主流線（排気主流線）Ｌ
２を考えたとき、このガス主流線Ｌ２とセグメント１１
２の方向ＳＤとが略平行となるように、セグメント１１
２（の方向ＳＤ）を傾けたものである。
４１側の排気チューブ１１０の長手方向端部における、
ＥＧＲガスが流通し得る部分（排気チューブ１１０の長
径寸法Ａ１から冷却水連通路１２０ｂの寸法Ｃ１を差し
引いた部分）の中点ＣＰ１と、排気排出口１４２側の排
気チューブ１１０の長手方向端部における、ＥＧＲガス
が流通し得る部分（排気チューブ１１０の長径寸法Ａ２
から冷却水連通路１２０ｂの寸法Ｃ２を差し引いた部
分）の中点ＣＰ２とを結ぶガス主流線（排気主流線）Ｌ
２を考えたとき、このガス主流線Ｌ２とセグメント１１
２の方向ＳＤとが略平行となるように、セグメント１１
２（の方向ＳＤ）を傾けたものである。
【００３４】これにより、セグメント１１２の方向ＳＤ
とＥＧＲガスの主流流れとの交差角度が小さくなるの
で、ＥＧＲガスが排気チューブ１１０内を流通する際に
発生する圧力損失を低減することができる。延いては、
排気チューブ１１０内を流通するＥＧＲガス量が増大す
るので、ＥＧＲクーラ１００の熱交換能力が増大する。
とＥＧＲガスの主流流れとの交差角度が小さくなるの
で、ＥＧＲガスが排気チューブ１１０内を流通する際に
発生する圧力損失を低減することができる。延いては、
排気チューブ１１０内を流通するＥＧＲガス量が増大す
るので、ＥＧＲクーラ１００の熱交換能力が増大する。
【００３５】また、セグメント１１２の方向ＳＤとＥＧ
Ｒガスの主流流れとの交差角度が小さくなると言えど
も、セグメント１１２の方向ＳＤとＥＧＲガスの主流流
れとは、完全に平行とはならないので、セグメント１１
２の板面（壁面）に直接衝突するＥＧＲガス流れ、及び
各セグメント１１２間を横切るＥＧＲガス流れが存在す
る。
Ｒガスの主流流れとの交差角度が小さくなると言えど
も、セグメント１１２の方向ＳＤとＥＧＲガスの主流流
れとは、完全に平行とはならないので、セグメント１１
２の板面（壁面）に直接衝突するＥＧＲガス流れ、及び
各セグメント１１２間を横切るＥＧＲガス流れが存在す
る。
【００３６】したがって、セグメント１１２の板面（壁
面）に直接衝突するＥＧＲガス流れによりセグメント１
１２に付着した微粒子が剥離されるとともに、セグメン
ト１１２間を横切るＥＧＲガス流れによりセグメント１
１２の後流直下に滞留した微粒子を強制的に下流側に流
されるので、微粒子がフィン１１１（排気チューブ１１
０）内に堆積していくことを防止できる。
面）に直接衝突するＥＧＲガス流れによりセグメント１
１２に付着した微粒子が剥離されるとともに、セグメン
ト１１２間を横切るＥＧＲガス流れによりセグメント１
１２の後流直下に滞留した微粒子を強制的に下流側に流
されるので、微粒子がフィン１１１（排気チューブ１１
０）内に堆積していくことを防止できる。
【００３７】以上に述べたように、本実施形態によれ
ば、排気チューブ１１０内での圧力損失及び微粒子の堆
積を防止しつつ、ＥＧＲクーラ１００の熱交換能力が増
大させることができる。
ば、排気チューブ１１０内での圧力損失及び微粒子の堆
積を防止しつつ、ＥＧＲクーラ１００の熱交換能力が増
大させることができる。
【００３８】因みに、セグメントをチューブの長手方向
に対して傾けた熱交換器として、特開平５−２７２８４
５号公報に記載の発明があるが、この公報に記載の熱交
換器では、セグメントを傾けることによりチューブ内を
流通する流体を攪乱して熱交換能力を増大させているの
で、必然的にチューブ内での圧力損失が大きくなってし
まう。
に対して傾けた熱交換器として、特開平５−２７２８４
５号公報に記載の発明があるが、この公報に記載の熱交
換器では、セグメントを傾けることによりチューブ内を
流通する流体を攪乱して熱交換能力を増大させているの
で、必然的にチューブ内での圧力損失が大きくなってし
まう。
【００３９】また、上記公報に記載熱交換器は、そもそ
も圧縮機等のポンプ手段により流体を圧送する（循環さ
せる）ものであるので、チューブ内での圧力損失が大き
くなっても、その圧力損失をポンプ手段により補うこと
ができる。
も圧縮機等のポンプ手段により流体を圧送する（循環さ
せる）ものであるので、チューブ内での圧力損失が大き
くなっても、その圧力損失をポンプ手段により補うこと
ができる。
【００４０】これに対して、本実施形態は、エンジンの
燃焼により発生した排気（ＥＧＲガス）をポンプ手段に
て流通させることなく、単にＥＧＲクーラの排気入口側
と出口側との圧力差により流通させるものであるので、
排気チューブ１１０での圧力損失が大きいと、排気（Ｅ
ＧＲガス）が流通し難くなり、熱交換能力が低下してし
まう。したがって、上記公報に記載熱交換器を、そのま
まＥＧＲクーラ１００に適用することはできない。
燃焼により発生した排気（ＥＧＲガス）をポンプ手段に
て流通させることなく、単にＥＧＲクーラの排気入口側
と出口側との圧力差により流通させるものであるので、
排気チューブ１１０での圧力損失が大きいと、排気（Ｅ
ＧＲガス）が流通し難くなり、熱交換能力が低下してし
まう。したがって、上記公報に記載熱交換器を、そのま
まＥＧＲクーラ１００に適用することはできない。
【００４１】ところで、上述の実施形態では、ＥＧＲク
ーラ１００に本発明に係る排気熱交換器を適用したが、
マフラー内に配設されて排気の熱エネルギを回収する熱
交換器等のその他の熱交換器にも適用してもよい。
ーラ１００に本発明に係る排気熱交換器を適用したが、
マフラー内に配設されて排気の熱エネルギを回収する熱
交換器等のその他の熱交換器にも適用してもよい。
【００４２】また、上述の実施形態では、排気導入口１
４１及び排気排出口１４２は、排気チューブ１１０の長
手方向に向けて開口していたが、図１０に示すように、
排気導入口１４１及び排気排出口１４２が、排気チュー
ブ１１０の長手方向と直交する方向に向けて開口した排
気熱交換装置にも適用することができる。
４１及び排気排出口１４２は、排気チューブ１１０の長
手方向に向けて開口していたが、図１０に示すように、
排気導入口１４１及び排気排出口１４２が、排気チュー
ブ１１０の長手方向と直交する方向に向けて開口した排
気熱交換装置にも適用することができる。
【図１】ＥＧＲの模式図である
【図２】本発明の実施形態に係るＥＧＲクーラの斜視図
である。
である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るガスクーラの上面
図である。
図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図３のＡ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ａ断面図
である。
である。
【図７】ジョイントブロックの二面図である。
【図８】本発明の実施形態における排気チューブ内のセ
グメントの方向を示す説明図である。
グメントの方向を示す説明図である。
【図９】本発明の実施形態における排気チューブ内のセ
グメントの方向を示す斜視図である。
グメントの方向を示す斜視図である。
【図１０】本発明の変形例に係るＥＧＲクーラの正面図
である。
である。
【図１１】（ａ）は従来の技術に係る排気チューブ内の
セグメントの方向を示す説明図であり、（ｂ）はオフセ
ットフィンの斜視図である。
セグメントの方向を示す説明図であり、（ｂ）はオフセ
ットフィンの斜視図である。
１００…排気チューブ、１１１…インナーフィン（オフ
セットフィン）、１１２…セグメント、１２０ｂ…冷却
水連通路（冷却流体連通路）。
セットフィン）、１１２…セグメント、１２０ｂ…冷却
水連通路（冷却流体連通路）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大河内 隆樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 内村 克則 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 大道 重樹 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 Ｆターム(参考） 3G062 ED08 GA08 GA10
Claims (3)
- 【請求項１】 燃焼により発生した排気と冷却流体との
間で熱交換を行う排気熱交換器であって、 前記排気が流通するとともに、断面形状が扁平状に形成
された排気チューブ（１１０）と、 前記排気チューブ（１１０）の短径方向両端側に隣接し
て配設され、前記冷却流体が流通する複数本の冷却流体
チューブ（１２０）と、 前記排気チューブ（１１０）内に配設され、前記排気チ
ューブ（１１０）の短径方向と略平行な板状のセグメン
ト（１１２）が前記排気チューブ（１１０）の長手方向
に千鳥状に設けられたオフセットフィン（１１１）とを
備え、 前記排気チューブ（１１０）のうちその長手方向両端側
それぞれには、前記複数本の冷却流体チューブ（１２
０）間を連通させる冷却流体連通路（１２０ｂ）が形成
されているとともに、これら冷却流体連通路（１２０
ｂ）は、前記排気チューブ（１１０）の短径方向から見
て対角の部位に位置し、 さらに、前記セグメント（１１２）は、前記排気チュー
ブ（１１０）の長手方向に対して、前記冷却流体連通路
（１２０ｂ）間を結ぶ対角線（Ｌ１）と逆向きに傾いて
ことを特徴とする排気熱交換器。 - 【請求項２】 燃焼により発生した排気と冷却流体との
間で熱交換を行う排気熱交換器であって、 前記排気が流通するとともに、断面形状が扁平状に形成
された排気チューブ（１１０）と、 前記排気チューブ（１１０）の短径方向両端側に隣接し
て配設され、前記冷却流体が流通する複数本の冷却流体
チューブ（１２０）と、 前記排気チューブ（１１０）内に配設され、前記排気チ
ューブ（１１０）の短径方向と略平行な板状のセグメン
ト（１１２）が前記排気チューブ（１１０）の長手方向
に千鳥状に設けられたオフセットフィン（１１１）とを
備え、 前記排気チューブ（１１０）のうちその長手方向両端側
それぞれには、前記複数本の冷却流体チューブ（１２
０）間を連通させる冷却流体連通路（１２０ｂ）が形成
されているとともに、これら冷却流体連通路（１２０
ｂ）は、前記排気チューブ（１１０）の短径方向から見
て対角の部位に位置し、 さらに、前記セグメント（１１２）の方向は、前記排気
チューブ（１１０）の長手方向一端部における排気が流
通し得る部分の中点（ＣＰ１）と、前記排気チューブ
（１１０）の長手方向他端部における排気が流通し得る
部分の中点（ＣＰ２）とを結ぶ排気主流線（Ｌ２）に略
平行となっていることを特徴とする排気熱交換器。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の排気熱交換器に
て、内燃機関の排気を冷却し、その冷却された排気を前
記内燃機関の吸気側に還流させることを特徴とするＥＧ
Ｒガス冷却装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21789699A JP4035651B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 排気熱交換器 |
| US09/626,359 US6247523B1 (en) | 1999-07-30 | 2000-07-27 | Exhaust gas heat exchanger |
| DE60000493T DE60000493T2 (de) | 1999-07-30 | 2000-07-27 | Abgaswärmetauscher mit schräg angeordneten Gasleitsegmenten |
| EP00115085A EP1072783B1 (en) | 1999-07-30 | 2000-07-27 | Exhaust gas heat exchanger with tilted segment arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21789699A JP4035651B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 排気熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001041108A true JP2001041108A (ja) | 2001-02-13 |
| JP4035651B2 JP4035651B2 (ja) | 2008-01-23 |
Family
ID=16711465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21789699A Expired - Fee Related JP4035651B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 排気熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4035651B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100679002B1 (ko) | 2003-06-11 | 2007-02-07 | 우수이 고쿠사이 산교 가부시키가이샤 | 가스 냉각 기구 |
| WO2018047469A1 (ja) * | 2016-09-12 | 2018-03-15 | 株式会社デンソー | 熱交換器 |
-
1999
- 1999-07-30 JP JP21789699A patent/JP4035651B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100679002B1 (ko) | 2003-06-11 | 2007-02-07 | 우수이 고쿠사이 산교 가부시키가이샤 | 가스 냉각 기구 |
| WO2018047469A1 (ja) * | 2016-09-12 | 2018-03-15 | 株式会社デンソー | 熱交換器 |
| JP2018044680A (ja) * | 2016-09-12 | 2018-03-22 | 株式会社デンソー | 熱交換器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4035651B2 (ja) | 2008-01-23 |
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