【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガスを再循環して窒素酸化物の発生を低減させるＥＧＲ装置に付属されて再循環用排気ガスを冷却するＥＧＲクーラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車等のエンジンの排気ガスの一部をエンジンに再循環して窒素酸化物の発生を低減させるＥＧＲ装置が知られているが、このようなＥＧＲ装置では、エンジンに再循環する排気ガスを冷却すると、該排気ガスの温度が下がり且つその容積が小さくなることによって、エンジンの出力を余り低下させずに燃焼温度を低下して効果的に窒素酸化物の発生を低減させることができる為、エンジンに排気ガスを再循環するラインの途中に、排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを装備したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図４は前記ＥＧＲクーラの一例を示す断面図であって、図中１は円筒状に形成されたシェルを示し、該シェル１の軸心方向両端には、シェル１の端面を閉塞するようプレート２，２が固着されていて、該各プレート２，２には、多数のチューブ３の両端が貫通状態で固着されており、これら多数のチューブ３は略口径でシェル１の内部を軸心方向に延びている。
【０００４】
そして、シェル１の一方の端部近傍には、外部から冷却水入口管４が取り付けられ、シェル１の他方の端部近傍には、外部から冷却水出口管５が取り付けられており、冷却水９が冷却水入口管４からシェル１の内部に供給されてチューブ３の外側を流れ、冷却水出口管５からシェル１の外部に排出されるようになっている。
【０００５】
更に、各プレート２，２の反シェル１側には、椀状に形成されたボンネット６，６が前記各プレート２，２の端面を被包するように固着され、一方のボンネット６の中央には排気ガス入口７が、他方のボンネット６の中央には排気ガス出口８が夫々設けられており、エンジンの排気ガス１０が排気ガス入口７から一方のボンネット６の内部に入り、多数のチューブ３を通る間に該チューブ３の外側を流れる冷却水９との熱交換により冷却された後に、他方のボンネット６の内部に排出されて排気ガス出口８からエンジンに再循環するようになっている。
【０００６】
尚、図中１１は冷却水入口管４に対しシェル１の直径方向に対峙する位置に設けたバイパス出口管を示し、該バイパス出口管１１から冷却水９の一部を抜き出すことにより、冷却水入口管４に対峙する箇所に冷却水９の澱みが生じないようにしてある。
【０００７】
ここで、チューブ３の配列は、図５に示す如く、シェル１に対し外周側のチューブ３を沿わせて並べると共にシェル１の軸線Ｏに中心のチューブ３ａを配置するよう、同じ口径の複数のチューブ３を一定の間隔（ピッチ）でシェル１の軸線Ｏを中心とした同心の多重円周状に配列している。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２１３４２４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数のチューブ３を一定のシェル１の軸線Ｏを中心とした間隔で多重円周状に配列した場合であっても、排気ガス入口７から流れる高温の排気ガス１０は中央側のチューブ３を多く流れる傾向にあるため、中心側のチューブ３が外周側のチューブ３より高温化して局部的な熱変形を生じる虞れがあると共に、熱交換率が悪くなるという問題があった。
【００１０】
本発明は上述の実情に鑑みて成されたもので、中心側のチューブを効率的に冷却するよう配置し得るＥＧＲクーラを提供することを目的としている
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、チューブと、該チューブを包囲するシェルとを備え、該シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブ内にディーゼルエンジンから排気ガスを導いて該排気ガスと前記冷却水とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラであって、各チューブをシェルの軸線を中心とした同心の多重円周状に配列し、且つ円周状に配列されるチューブ間ピッチを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成したことを特徴とするものである。
【００１２】
このようにすれば、円周状に配列されるチューブ間ピッチを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成するので、冷却水をシェルの内部へ供給した際には中央側のチューブ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中央側のチューブを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を防止することができると共に、熱交換率を向上させることができる。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の発明は、チューブと、該チューブを包囲するシェルとを備え、該シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブ内にディーゼルエンジンから排気ガスを導いて該排気ガスと前記冷却水とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラであって、各チューブをシェルの軸線を中心とした同心の多重円周状に配列し、且つ多重に配置される円周間ピッチをシェルの径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
このようにすれば、多重に配置される円周間ピッチをシェルの径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成するので、冷却水をシェルの内部へ供給した際には中央側のチューブ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中央側のチューブを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を防止することができると共に、熱交換率を向上させることができる。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の発明は、チューブと、該チューブを包囲するシェルとを備え、該シェルの内部に冷却水を給排し且つ前記チューブ内にディーゼルエンジンから排気ガスを導いて該排気ガスと前記冷却水とを熱交換するようにしたＥＧＲクーラであって、各チューブをシェルの軸線を中心とした同心の多重円周状に配列し、且つ円周状に配列されるチューブ間ピッチを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成すると共に、多重に配置される円周間ピッチをシェルの径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成したことを特徴とするものである。
【００１６】
このようにすれば、中央側のチューブ間ピッチを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成すると共に、円周間ピッチをシェルの径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成するので、冷却水をシェルの内部へ供給した際には中央側のチューブ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中央側のチューブを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を確実に防止することができると共に、熱交換率を一層向上させることができる。
【００１７】
本発明の請求項２又は請求項３は、請求項４の如く、シェルの軸心に中心のチューブを配置し、且つ最も内側の円周状位置と中心のチューブとの円周間ピッチを最も大きくするよう形成することが好ましい。
【００１８】
請求項４の如く構成すると、最も排気ガスが流れる中心のチューブに対応して中央側の円周間ピッチを大きくするよう形成するので、冷却水をシェルの内部へ供給した際には中心のチューブ周囲に冷却水を多く流して中心のチューブを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中心のチューブを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を確実且つ容易に防止することができると共に、熱交換率を更に一層向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２０】
図１は本発明を実施する形態の第一例を示すものである。
【００２１】
本形態の第一例において、チューブ３の配列は、シェル１に対し外周側のチューブ３を沿わせて並べると共にシェル１の軸線Ｏに中心のチューブ３ａを配置するよう、同じ口径の複数のチューブ３をシェル１の軸線Ｏを中心とした同心の多重円周状に配列し、且つ円周状に配列されるチューブ間ピッチａ，ｂ，ｃを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成している。
【００２２】
ここで、複数のチューブ３を中心のチューブ３ａの周囲に三重円周状に配列した場合で具体的に説明すると、図１に示す如く、外側で円周状に配列される第一のチューブ間ピッチａと、外側から二番目で円周状に配列される第二のチューブ間ピッチｂと、外側から三番目で円周状に配列される第三のチューブ間ピッチｃとは、第一のチューブ間ピッチａから第二のチューブ間ピッチｂ、第三のチューブ間ピッチｃの順に大きくなるよう形成されている（ａ＜ｂ＜ｃ）。なお、チューブ間ピッチａ，ｂ，ｃとは、円周状に配列される複数のチューブ３において、隣接するチューブ軸心間の距離を意味している。
【００２３】
このように第一例によれば、円周状に配列されるチューブ間ピッチａ，ｂ，ｃを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成するので、冷却水をシェル１の内部へ供給した際には中央側のチューブ３，３ａ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブ３，３ａを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中央側のチューブ３，３ａを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を防止することができると共に、熱交換率を向上させることができる。
【００２４】
図２は本発明を実施する形態の第二例を示すものである。
【００２５】
本形態の第二例において、チューブ３の配列は、シェル１に対し外周側のチューブ３を沿わせて並べると共にシェル１の軸線Ｏに中心のチューブ３ａを配置するよう、同じ口径の複数のチューブ３をシェル１の軸線Ｏを中心とした同心の多重円周状に配列し、且つ多重に配置される円周間ピッチａ’，ｂ’，ｃ’をシェル１の径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成している。
【００２６】
ここで、複数のチューブ３を中心のチューブ３ａの周囲に三重円周状に配列した場合で具体的に説明すると、図２に示す如く、外側のチューブ３の円周状位置と外側から二番目のチューブ３の円周状位置との間で形成される第一の円周間ピッチａ’と、外側から二番目のチューブ３の円周状位置と外側から三番目のチューブ３の円周状位置との間で形成される第二の円周間ピッチｂ’と、外側から三番目のチューブ３の円周状位置と中心のチューブ３ａとの間で形成される第三の円周間ピッチｃ’とは、第一の円周間ピッチａ’から第二の円周間ピッチｂ’、第三の円周間ピッチｃ’の順に大きくなるよう形成されている（ａ’＜ｂ’＜ｃ’）。なお、円周間ピッチａ’，ｂ’，ｃ’とは、シェル１の径方向に向かって隣接するチューブ軸心間の距離を意味している。
【００２７】
このように第二例によれば、多重に配置される円周間ピッチａ’，ｂ’，ｃ’をシェル１の径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成するので、冷却水をシェル１の内部へ供給した際には中央側のチューブ３，３ａ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブ３，３ａを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中央側のチューブ３，３ａを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を防止することができると共に、熱交換率を向上させることができる。
【００２８】
又、シェル１の軸心に中心のチューブ３ａを配置し、且つ最も内側の円周状位置と中心のチューブ３ａとの円周間ピッチｃ’を最も大きくするよう形成すると、最も排気ガスが流れる中心のチューブ３ａに対応して中央側の円周間ピッチｃ’を大きくするので、冷却水をシェル１の内部へ供給した際には中心のチューブ３ａ周囲に冷却水を多く流して中心のチューブ３ａを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中心のチューブ３ａを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を確実且つ容易に防止することができると共に、熱交換率を更に一層向上させることができる。
【００２９】
図３は本発明を実施する形態の第三例を示すものである。
【００３０】
本形態の第三例において、チューブ３の配列は、シェル１に対し外周側のチューブ３を沿わせて並べると共にシェル１の軸線Ｏに中心のチューブ３ａを配置するよう、同じ口径の複数のチューブ３をシェル１の軸線Ｏを中心とした同心の多重円周状に配列し、且つ円周状に配列されるチューブ間ピッチａ，ｂ，ｃを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成すると共に、多重に配置される円周間ピッチａ’，ｂ’，ｃ’をシェル１の径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成している。
【００３１】
ここで、複数のチューブ３を中心のチューブ３ａの周囲に三重円周状に配列した場合で具体的に説明すると、図３に示す如く、外側で円周状に配列される第一のチューブ間ピッチａと、外側から二番目で円周状に配列される第二のチューブ間ピッチｂと、外側から三番目で円周状に配列される第三のチューブ間ピッチｃとは、第一のチューブ間ピッチａから第二のチューブ間ピッチｂ、第三のチューブ間ピッチｃの順に大きくなるよう形成されている（ａ＜ｂ＜ｃ）。又、外側のチューブ３の円周状位置と外側から二番目のチューブ３の円周状位置との間で形成される第一の円周間ピッチａ’と、外側から二番目のチューブ３の円周状位置と外側から三番目のチューブ３の円周状位置との間で形成される第二の円周間ピッチｂ’と、外側から三番目のチューブ３の円周状位置と中心のチューブ３ａとの間で形成される第三の円周間ピッチｃ’とは、第一の円周間ピッチａ’から第二の円周間ピッチｂ’、第三の円周間ピッチｃ’の順に大きくなるよう形成されている（ａ’＜ｂ’＜ｃ’）。なお、チューブ間ピッチａ，ｂ，ｃとは、第一例と略同様に、円周状に配列される複数のチューブ３において、隣接するチューブ軸心間の距離を意味し、円周間ピッチａ’，ｂ’，ｃ’とは、第二例と略同様に、シェル１の径方向に向かって隣接するチューブ軸心間の距離を意味している。
【００３２】
このように第三例によれば、中央側のチューブ間ピッチａ，ｂ，ｃを外側の円周状位置から内側の円周状位置へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成すると共に、円周間ピッチａ’，ｂ’，ｃ’をシェル１の径方向外側から中心へ向かうに従って徐々に大きくするよう形成するので、冷却水をシェル１の内部へ供給した際には中心のチューブ３ａ周囲に冷却水を多く流して中心のチューブ３ａを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中心のチューブ３ａを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を確実に防止することができると共に、熱交換率を一層向上させることができる。
【００３３】
又、シェル１の軸心に中心のチューブ３ａを配置し、且つ最も内側の円周状位置と中心のチューブ３ａとの円周間ピッチｃ’を最も大きくするよう形成すると、第二例と略同様に、最も排気ガスが流れる中心のチューブ３ａに対応して中央側の円周間ピッチｃ’を大きくするので、冷却水をシェル１の内部へ供給した際には中央側のチューブ３，３ａ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブ３，３ａを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中央側のチューブ３，３ａを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を確実且つ容易に防止することができると共に、熱交換率を更に一層向上させることができる。
【００３４】
尚、本発明のＥＧＲクーラは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、多重円周状に配列されるチューブは三重以上の数もしくは二重でもよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のＥＧＲクーラによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３６】
（Ｉ）請求項１及び請求項２によれば、冷却水をシェルの内部へ供給した際には中央側のチューブ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブを効率的に冷却するので、高温の排気ガスが中央側のチューブを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を防止することができると共に、熱交換率を向上させることができる。
【００３７】
（ＩＩ）請求項３によれば、冷却水をシェルの内部へ供給した際には中央側のチューブ周囲に冷却水を多く流して中央側のチューブを効率的に冷却するので、高温の排気ガスが中央側のチューブを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を確実に防止することができると共に、熱交換率を一層向上させることができる。
【００３８】
（ＩＩＩ）請求項４によれば、最も排気ガスが流れる中心のチューブに対応して中央側の円周間ピッチを大きくするので、冷却水をシェルの内部へ供給した際には中心のチューブ周囲に冷却水を多く流して中心のチューブを効率的に冷却し、結果的に、高温の排気ガスが中心のチューブを多く流れる傾向にあっても局部的な熱変形を確実且つ容易に防止することができると共に、熱交換率を更に一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の第一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明を実施する形態の第二例を示す概略断面図である。
【図３】本発明を実施する形態の第三例を示す概略断面図である。
【図４】従来のＥＧＲクーラの一例を示す断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ方向矢視図である。
【符号の説明】
１ シェル
３ チューブ
３ａ 中心のチューブ
９ 冷却水
１０ 排気ガス
ａ チューブ間ピッチ
ｂ チューブ間ピッチ
ｃ チューブ間ピッチ
ａ’ 円周間ピッチ
ｂ’ 円周間ピッチ
ｃ’ 円周間ピッチ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an EGR cooler attached to an EGR device that recirculates exhaust gas of a diesel engine to reduce the generation of nitrogen oxides and cools exhaust gas for recirculation.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an EGR device that recirculates part of exhaust gas from an engine of an automobile or the like to the engine to reduce the generation of nitrogen oxides is known. In such an EGR device, the exhaust gas recirculated to the engine is known. When cooling is performed, the temperature of the exhaust gas decreases and the volume thereof decreases, so that the combustion temperature can be reduced without significantly lowering the output of the engine, and the generation of nitrogen oxides can be effectively reduced. There is an engine equipped with an EGR cooler for cooling exhaust gas in the middle of a line for recirculating exhaust gas to an engine (for example, see Patent Document 1).
[0003]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the EGR cooler. In the figure, reference numeral 1 denotes a cylindrical shell, and both ends in the axial direction of the shell 1 are plate-shaped so as to close the end face of the shell 1. Each of the plates 2 and 2 has a plurality of tubes 3 fixed at both ends thereof in a penetrating state. The plurality of tubes 3 have a substantially diameter and extend inside the shell 1 in the axial direction. Extends to.
[0004]
A cooling water inlet pipe 4 is externally mounted near one end of the shell 1, and a cooling water outlet pipe 5 is externally mounted near the other end of the shell 1. 9 is supplied from the cooling water inlet pipe 4 to the inside of the shell 1, flows outside the tube 3, and is discharged from the cooling water outlet pipe 5 to the outside of the shell 1.
[0005]
Further, bonnets 6 and 6 formed in a bowl shape are fixed on the opposite side of the shell 1 of each of the plates 2 and 2 so as to cover the end surfaces of the plates 2 and 2. An exhaust gas inlet 7 is provided at the center of the other bonnet 6 and an exhaust gas outlet 8 is provided at the center of the other bonnet 6. Exhaust gas 10 of the engine enters the inside of one bonnet 6 from the exhaust gas inlet 7 and a large number of tubes 3 are provided. After being cooled by heat exchange with cooling water 9 flowing outside the tube 3 while passing through, the exhaust gas is discharged into the other bonnet 6 and recirculated from the exhaust gas outlet 8 to the engine.
[0006]
In the figure, reference numeral 11 denotes a bypass outlet pipe provided at a position facing the cooling water inlet pipe 4 in the diametrical direction of the shell 1, and by extracting a part of the cooling water 9 from the bypass outlet pipe 11, the cooling water 9 is removed. Stagnation of the cooling water 9 is prevented from occurring at a position facing the inlet pipe 4.
[0007]
Here, as shown in FIG. 5, the arrangement of the tubes 3 is such that a plurality of tubes 3 of the same diameter are arranged so that the tubes 3 on the outer peripheral side are arranged along the shell 1 and the center tube 3 a is arranged on the axis O of the shell 1. The tubes 3 are arranged at a constant interval (pitch) in a concentric multiple circumference centered on the axis O of the shell 1.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2000-213424 A
[Problems to be solved by the invention]
However, even when the plurality of tubes 3 are arranged in multiple circles at intervals around the axis O of the fixed shell 1, the high-temperature exhaust gas 10 flowing from the exhaust gas inlet 7 does not flow into the central tube 3. Therefore, there is a problem that the temperature of the tube 3 on the center side becomes higher than that of the tube 3 on the outer peripheral side to cause local thermal deformation, and the heat exchange rate is deteriorated.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an EGR cooler that can be arranged to efficiently cool a tube on the center side.
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 of the present invention includes a tube and a shell surrounding the tube, supplies and discharges cooling water to the inside of the shell, and guides exhaust gas from a diesel engine into the tube. An EGR cooler configured to exchange heat between exhaust gas and the cooling water, wherein each tube is arranged in a concentric multiple circumference centered on an axis of a shell, and between tubes arranged in a circumference. The pitch is formed so as to gradually increase from the outer circumferential position to the inner circumferential position.
[0012]
In this case, the pitch between the tubes arranged in the circumferential shape is formed so as to gradually increase from the outer circumferential position toward the inner circumferential position, so that the cooling water is supplied to the inside of the shell. In this case, a large amount of cooling water flows around the center tube to cool the center tube efficiently.As a result, even if high-temperature exhaust gas tends to flow through the center It is possible to prevent excessive thermal deformation and improve the heat exchange rate.
[0013]
The invention according to claim 2 of the present invention includes a tube and a shell surrounding the tube, supplies and discharges cooling water to the inside of the shell, and guides exhaust gas from a diesel engine to the inside of the tube. An EGR cooler for exchanging heat between exhaust gas and the cooling water, wherein each tube is arranged in a concentric multiple circumference centered on an axis of a shell, and a plurality of inter-circumference pitches arranged. Is formed so as to gradually increase from the radially outer side of the shell toward the center.
[0014]
With this configuration, the pitch between the circumferentially arranged multiplexes is formed so as to gradually increase from the radially outer side toward the center of the shell, so that when the cooling water is supplied to the inside of the shell, the center side is formed at the center side. Flowing a large amount of cooling water around the tubes to efficiently cool the central tubes, and consequently preventing local thermal deformation even when high-temperature exhaust gas tends to flow through the central tubes And the heat exchange rate can be improved.
[0015]
The invention according to claim 3 of the present invention includes a tube and a shell surrounding the tube, supplies and discharges cooling water to the inside of the shell, and guides exhaust gas from a diesel engine into the tube to guide the exhaust gas. An EGR cooler configured to exchange heat between exhaust gas and the cooling water, wherein each tube is arranged in a concentric multiple circumference centered on an axis of a shell, and between tubes arranged in a circumference. The pitch is formed so as to gradually increase from the outer circumferential position toward the inner circumferential position, and the pitch between the circumferentially arranged multiplexes is gradually increased from the radial outside of the shell toward the center. It is characterized by being formed so that.
[0016]
With this configuration, the pitch between the tubes on the center side is formed so as to gradually increase from the outer circumferential position toward the inner circumferential position, and the pitch between the tubes is centered from the radial outer side of the shell. As the cooling water is supplied to the inside of the shell, a large amount of cooling water flows around the center side tube to cool the center side tube efficiently, and as a result, Even if high-temperature exhaust gas tends to flow through the central tube, local thermal deformation can be reliably prevented, and the heat exchange rate can be further improved.
[0017]
According to a second or third aspect of the present invention, as in the fourth aspect, the center tube is disposed at the axis of the shell, and the pitch between the innermost circumferential position and the center tube is set to the minimum. It is preferable to form it so as to be large.
[0018]
According to this structure, since the pitch between the circumferences on the center side is made large corresponding to the center tube through which the exhaust gas flows most, when the cooling water is supplied to the inside of the shell, the center tube is formed. A large amount of cooling water flows around to efficiently cool the central tube, and as a result, local thermal deformation is reliably and easily prevented even when high-temperature exhaust gas tends to flow through the central tube. And the heat exchange rate can be further improved.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
[0021]
In the first example of the present embodiment, the tubes 3 are arranged such that a plurality of tubes having the same diameter are arranged such that the tubes 3 on the outer peripheral side are arranged along the shell 1 and the center tube 3 a is arranged on the axis O of the shell 1. 3 are arranged in a concentric multiple circumference centered on the axis O of the shell 1, and the pitches a, b, c between the tubes arranged in the circumference are changed from the outer circumference to the inner circumference. It is formed so as to gradually increase toward the position.
[0022]
Here, the case where a plurality of tubes 3 are arranged in a triple circumference around the center tube 3a will be specifically described. As shown in FIG. The pitch a, the second inter-tube pitch b that is arranged circumferentially second from the outside, and the third inter-tube pitch c that is arranged third circumferentially from the outside are the first It is formed so that the pitch between the tubes a, the second pitch between the tubes b, and the third pitch between the tubes c increase in this order (a <b <c). The inter-tube pitches a, b, and c mean the distance between adjacent tube axes in a plurality of tubes 3 arranged in a circumferential shape.
[0023]
As described above, according to the first example, the pitches a, b, and c between the tubes arranged in the circumferential direction are formed so as to gradually increase from the outer circumferential position to the inner circumferential position. When the cooling water is supplied to the inside of the shell 1, a large amount of cooling water flows around the tubes 3 and 3a on the central side to efficiently cool the tubes 3 and 3a on the central side. Even if the gas tends to flow through the central tubes 3 and 3a, local thermal deformation can be prevented and the heat exchange rate can be improved.
[0024]
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
[0025]
In the second example of the present embodiment, the tubes 3 are arranged in such a manner that the tubes 3 on the outer peripheral side are arranged along the shell 1 and a plurality of tubes having the same diameter are arranged so that the center tube 3 a is arranged on the axis O of the shell 1. 3 are arranged in a concentric multiple circumference centered on the axis O of the shell 1, and pitches a ′, b ′, c ′ arranged in multiples are directed from the radial outside of the shell 1 to the center. Is formed so as to gradually increase.
[0026]
Here, a specific description will be given of a case where a plurality of tubes 3 are arranged in a triple circumferential shape around the center tube 3a. As shown in FIG. Between the circumferential position of the first tube 3 and the circumferential position of the second tube 3 from the outside and the circumferential shape of the third tube 3 from the outside. And a third inter-circumference pitch b 'formed between the circumferential position of the third tube 3 from the outside and the center tube 3a. c ′ is formed so as to increase in the order of the first inter-circumference pitch a ′, the second inter-circle pitch b ′, and the third inter-circle pitch c ′ (a ′ <b ′ < c '). The pitches a ′, b ′, c ′ between the circumferences mean the distance between the tube axes adjacent to each other in the radial direction of the shell 1.
[0027]
As described above, according to the second example, the pitches a ′, b ′, and c ′ that are multiplexed are formed so as to gradually increase from the radial outside to the center of the shell 1. Is supplied to the inside of the shell 1, a large amount of cooling water flows around the tubes 3, 3 a on the center side to efficiently cool the tubes 3, 3 a on the center side. Even if there is a tendency to flow much through the tubes 3, 3a on the side, local thermal deformation can be prevented and the heat exchange rate can be improved.
[0028]
When the center tube 3a is arranged at the axis of the shell 1 and the pitch c 'between the innermost circumferential position and the center tube 3a is formed to be the largest, the exhaust gas flows most. Since the center-to-center pitch c 'is increased corresponding to the center tube 3a, a large amount of cooling water flows around the center tube 3a when cooling water is supplied to the inside of the shell 1, so that the center tube 3a 3a is efficiently cooled. As a result, even if the high-temperature exhaust gas tends to flow through the central tube 3a, local thermal deformation can be reliably and easily prevented, and the heat exchange rate can be reduced. It can be further improved.
[0029]
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention.
[0030]
In the third example of the present embodiment, the tubes 3 are arranged in such a manner that a plurality of tubes having the same diameter are arranged so that the tubes 3 on the outer peripheral side are arranged along the shell 1 and the center tube 3 a is arranged on the axis O of the shell 1. 3 are arranged in a concentric multiple circumference centered on the axis O of the shell 1, and the pitches a, b, c between the tubes arranged in the circumference are changed from the outer circumference to the inner circumference. The pitch between the circumferences a ′, b ′, and c ′ that are multiplexed are formed so as to gradually increase from the radial outer side toward the center of the shell 1. I have.
[0031]
Here, a specific description will be given of a case where a plurality of tubes 3 are arranged in a triple circumference around the center tube 3a. As shown in FIG. The pitch a, the second inter-tube pitch b that is arranged circumferentially second from the outside, and the third inter-tube pitch c that is arranged third circumferentially from the outside are the first It is formed so that the pitch between the tubes a, the second pitch between the tubes b, and the third pitch between the tubes c increase in this order (a <b <c). In addition, the first inter-circumference pitch a ′ formed between the circumferential position of the outer tube 3 and the circumferential position of the second tube 3 from the outside, and the pitch a ′ of the second tube 3 from the outside. The second inter-circumference pitch b 'formed between the circumferential position and the circumferential position of the third tube 3 from the outside, and the second circumferential pitch b' between the circumferential position and the center of the third tube 3 from the outside. The third inter-circumference pitch c ′ formed between the tube 3a and the first inter-circumference pitch a ′ is the second inter-circumference pitch b ′ and the third inter-circumference pitch c ′. (A ′ <b ′ <c ′). Note that the inter-tube pitches a, b, and c refer to the distance between adjacent tube axes in a plurality of tubes 3 arranged in a circle, substantially in the same manner as in the first example. a ′, b ′, c ′ mean the distance between the tube axes adjacent in the radial direction of the shell 1 in substantially the same manner as in the second example.
[0032]
As described above, according to the third example, the pitches a, b, and c between the tubes on the center side are formed so as to gradually increase from the outer circumferential position toward the inner circumferential position. Since the pitches a ', b', and c 'are formed so as to gradually increase from the radially outer side of the shell 1 toward the center, when cooling water is supplied to the inside of the shell 1, cooling around the center tube 3a is performed. The center tube 3a is efficiently cooled by flowing a large amount of water, and as a result, even if high-temperature exhaust gas tends to flow through the center tube 3a, local thermal deformation can be reliably prevented. At the same time, the heat exchange rate can be further improved.
[0033]
When the center tube 3a is arranged at the axis of the shell 1 and the pitch c ′ between the innermost circumferential position and the center tube 3a is formed to be the largest, the second example is substantially the same as the second example. Similarly, the center-to-center pitch c 'is increased corresponding to the center tube 3a through which the exhaust gas flows most. Therefore, when cooling water is supplied to the inside of the shell 1, the center tubes 3 and 3a A large amount of cooling water is supplied to the surroundings to efficiently cool the central tubes 3, 3a. As a result, even if high-temperature exhaust gas tends to flow through the central tubes 3, 3a, local heat is generated. Deformation can be reliably and easily prevented, and the heat exchange rate can be further improved.
[0034]
Note that the EGR cooler of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and that the number of tubes arranged in multiple circumferential shapes may be three or more or two or more. Of course, various changes can be made without departing from the scope.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the EGR cooler of the present invention, various excellent effects as described below can be obtained.
[0036]
(I) According to the first and second aspects, when the cooling water is supplied to the inside of the shell, a large amount of the cooling water flows around the center tube to efficiently cool the center tube. Even when high-temperature exhaust gas tends to flow through the central tube, local thermal deformation can be prevented and the heat exchange rate can be improved.
[0037]
(II) According to the third aspect, when the cooling water is supplied to the inside of the shell, a large amount of the cooling water flows around the tube on the center side to efficiently cool the tube on the center side. However, even if there is a tendency to flow through the central tube, local thermal deformation can be reliably prevented, and the heat exchange rate can be further improved.
[0038]
(III) According to the fourth aspect, the pitch between the circumferences on the center side is increased corresponding to the center tube through which the exhaust gas flows most. A large amount of cooling water is supplied to cool the center tube efficiently, and as a result, local thermal deformation can be reliably and easily prevented even when high-temperature exhaust gas tends to flow through the center tube. And the heat exchange rate can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a second example of the embodiment for carrying out the present invention.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a third example of the embodiment for carrying out the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a conventional EGR cooler.
FIG. 5 is a view in the direction of arrows VV in FIG. 4;
[Explanation of symbols]
1 Shell 3 Tube 3a Center tube 9 Cooling water 10 Exhaust gas a Tube pitch b Tube pitch c Tube pitch a 'Pitch between circumferences b' Pitch between circumferences c 'Pitch between circumferences
