JP2007163092A - ２重管式熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】外管と内管との間の外側流路内における流体の滞留を防止して該流体の全体的な流れを促進することができる構造が簡素で安価な２重管式熱交換器を提供する。
【解決手段】２重管式熱交換器１は、円筒形のシェル２と、シェル２内に同軸に配置され、管伸長方向に伸びる凸部１１と凹部１２とが円周方向に交互に形成された伝熱管３とを備えている。熱交換器１では、シェル２の前端部近傍及び後端部近傍に、それぞれ、シェル２と伝熱管３との間の外側流路に冷却媒体を給排する冷却媒体導入管６及び冷却媒体排出管７が設けられている。管伸長方向にみて、冷却媒体導入管６と冷却媒体排出管７との間に、各凸部１１に当接しつつ伝熱管３を囲繞して外側流路を管直径方向に仕切る囲繞部１４と、シェル２の内周面と各凸部１１とに当接して凸部１１よりも外側の外側流路を管伸長方向に仕切る仕切部１５、１６とを有する仕切部材１３が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、外管と、外管内に配置され該外管と同一方向に伸長する内管とを備えていて、内管内に形成された内側流路を流れる流体と、外管と内管との間に形成された外側流路を流れる流体とが互いに熱交換を行うようになっている２重管式熱交換器に関するものである。

一般に、内燃機関には、排気ガス中の窒素酸化物を低減するために、排気ガスの一部を吸気系に再循環させる排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）が設けられる。そして、このＥＧＲ装置には、再循環する高温の排気ガス（ＥＧＲガス）を、吸気系に再導入する前に冷却する熱交換器（ＥＧＲクーラ）が設けられる。ここで、高温のＥＧＲガスが内部を流れる伝熱管の材料としては、一般に、耐熱性及び耐腐食性の高いステンレス材等が用いられる。従来、ＥＧＲクーラとしては、多くの場合、多管式熱交換器が用いられている。

図９及び図１０は、ＥＧＲクーラとして用いることができる多管式熱交換器の一例を示している。図９及び図１０に示すように、この多管式熱交換器１００では、高温のＥＧＲガスは、シェル１０１内において両結束板１０２間を伸びる複数の伝熱管１０３内を流れる。他方、冷却液（冷却水）は、シェル１０１と両結束板１０２と複数の伝熱管１０３とによって画成された冷却液通路１０４内を流れる。

高温のＥＧＲガスは、矢印Ｓ１で示すように多管式熱交換器１００の一端に導入され、複数の伝熱管１０３内を流通しつつ冷却液によって冷却される。冷却されたＥＧＲガスは、矢印Ｓ２で示すように多管式熱交換器１００の他端から排出され、この後吸気系に導入される。なお、冷却液は、矢印Ｓ３で示すように冷却液通路１０４に導入され、この冷却液通路１０４内を流通した後、矢印Ｓ４で示すように排出される。

多管式熱交換器１００では、一般に、伝熱管１０３と結束板１０２との接合、あるいは伝熱管１０３と他の構成部品との接合は、ろう接により行われる。そして、伝熱管１０３と結束板１０２との接合強度は、接合に用いられるろう材の強度に依存するが、ろう材の強度は、その温度が高いほど低下する。したがって、伝熱管１０３内に高温の被冷却流体、例えば高温のＥＧＲガスを流す場合、被冷却流体の温度を、ろう材の耐熱温度よりも低くしなければならないといった制約がある。また、多管式熱交換器１００は、構成部品が多いので、その製作コストが高くなるといった問題もある。

このような被冷却流体の温度についての制約を解消するために、伝熱管１０３と結束板１０２とを溶接により接合するといった対応が考えられる。しかし、この場合、溶接時に熱の影響により結束板１０２に歪みが生じたり、気密不良が生じたりするのを防止するため、伝熱管１０３の配置間隔を広げる必要がある。このように伝熱管１０３の配置間隔を広げると、多管式熱交換器１００の寸法が大きくなるといった問題が生じる。また、複数の伝熱管１０３を１本ずつ溶接しなければならないので、不経済であるといった問題も生じる。

そこで、図１１及び図１２に示すような２重管式熱交換器が提案されている（特許文献１参照）。この２重管式熱交換器１１０では、外管１１１内に単一の内管１１２が同軸に配置されている。そして、高温のＥＧＲガスは、矢印Ｓ５及び矢印Ｓ６で示すように内管１１２内を流れる。他方、冷却液は、矢印Ｓ７及び矢印Ｓ８で示すように、外管１１１と内管１１２とによって画成された外側流路１１３内を流れる。

この２重管式熱交換器１１０では、内管１１２に、それぞれ管伸長方向に伸びる凹部１１４と凸部１１５とが、管円周方向に等角度間隔で交互に形成され、内管１１２は異形断面形状を有している。この内管１１２では、凹部１１４及び凸部１１５が形成されているので、単純な略円筒形の内管に比べて、その伝熱面積が大きくなり、熱交換率の向上が図られる。
特開２０００−１６１８７１号公報（段落［００１５］、図１）

しかし、例えば特許文献１に係る従来の２重管式熱交換器１１０では、内管１１２の断面形状を異形にして伝熱面積を増加させても、以下の理由により冷却性能は十分には高められないのが現実である。すなわち、外管１１１と内管１１２との間に形成される外側流路では、管円周方向にみて、冷却液の流れが速い部位と、冷却液が停滞する位置とが存在するが、冷却液が停滞する位置では熱伝達が悪いので、熱交換器全体としては十分な熱交換性能が得られない。また、異形断面形状を備えた内管１１２の凹部１１４の谷底付近では、冷却液が停滞して流れがほとんど生じないので、熱交換器全体として熱交換性能がさらに悪くなる。

図１３及び図１４は、異形断面形状の内管を用いたもう１つの２重管式熱交換器を示している。図１３及び図１４に示すように、この２重管式熱交換器１２０では、円筒形の外管１２１内に、外周に複数の凹状の溝部１２３が形成された花弁状の異形断面形状を備えた内管１２２が同軸に配置されている。被冷却流体（例えば、ＥＧＲガス）は、矢印Ｓ９及び矢印Ｓ１０で示すように内管１２２内を流通する。そして、外管１２１と内管１２２との間に形成された外側通路１２４に、矢印Ｓ１１で示すように冷却液（冷却水）を導入する冷却液入口１２５と、矢印Ｓ１２で示すように冷却液を排出する冷却液出口１２６とが、管円周方向にみて同一位置に配置されている。

しかし、この２重管式熱交換器１２０では、冷却液は、矢印Ｓ１３で示すように、冷却液入口１２５及び冷却液出口１２６が配置された側でショートパスする。他方、矢印Ｓ１４で示すように、反対側では冷却液の流れが停滞する。このため、熱交換器全体としては十分な熱交換性能が得られない。

ここで、外管１２１と内管１２２との間隔を大きくすれば、比較的均一な流れを生じさせることができる。しかし、この場合、外管１２１の外径が大きくなるので、レイアウトに制約が生じたり、冷却液量が不必要に保有されて重量の増加を招いたりするといった問題が生じる。また、花弁状異形断面を備えた内管１２２の凹状の溝部１２３の谷底部での冷却液の流速が小さくなり、熱交換性能が低下するといった問題も生じる。

図１５は、ガイドプレートを用いた従来のさらなる２重管式熱交換器（オイルクーラ）を示している。図１５に示すように、この２重管式熱交換器１３０では、略円筒形の外管１３１内に、外周に複数の凹状の溝部１３３が形成された異形断面形状を備えた内管１３２が同軸に配置されている。そして、外管１３１と内管１３２との間の外側流路１３５には、螺旋状のガイドプレート１３４が配設されている。この２重管式熱交換器１３０では、内管１３２内を矢印Ｓ１５及び矢印Ｓ１６で示すように冷却流体が流通し、外管１３１と内管１３２との間の外側流路１３５を、矢印Ｓ１７及び矢印Ｓ１８で示すように被冷却流体が流通する。

この２重管式熱交換器１３０では、外管１３１と内管１３２との間の外側流路１３５内で、被冷却流体が螺旋状のガイドプレート１３４によって矢印Ｓ１９で示すように案内され、乱流が発生する。このため、内管１３２の凹状の溝部１３３の谷底部では被冷却流体が停滞せず、熱交換器全体としての熱交換性能が高められる。ただし、この２重管式熱交換器１３０は、凹状の溝部１３３の谷底部での被冷却流体の流速を積極的に高めるものではない。

しかし、この従来の２重管式熱交換器１３０では、外管１３１と内管１３２との間に螺旋状のガイドプレート１３４を設けているので、構成部材の増加によるコスト増と、該部材の取り付け作業によるコスト増とを招き、該２重管式熱交換器１３０の製作コストが上昇するといった問題がある。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、外管と内管との間に形成された外側流路内における流体の滞留ないしは停留を防止して該流体の全体的な流れを促進することができる、熱交換性能が高く、構造が簡素で製造コストが低い２重管式熱交換器を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る２重管式熱交換器は、円筒形（ないしは略円筒形）の外管（シェル）と、外管内に配置され該外管と同一方向に（又は同軸に）伸長する内管（伝熱管）とを備えている。そして、内管内に形成された内側流路を流れる流体と、外管と内管との間に形成された外側流路を流れる流体とが互いに熱交換を行うようになっている。

この２重管式熱交換器では、管伸長方向（すなわち管長手方向ないしは管軸線方向）にみて内管の両端部にそれぞれ外管の内周面に当接する円筒部が設けられる一方、両円筒部間において内管に、管伸長方向に伸び外管の内周面（ないしは円筒部の外周面）より小径の凸部と管伸長方向に伸びる凹部とが管円周方向に交互に形成された異形断面部（花弁状異形断面部）が設けられている。また、管伸長方向にみて外管の一方の端部近傍に、外側流路に流体を導入する流体導入部が設けられる一方、他方の端部近傍に、外側流路から流体を排出する流体排出部が設けられている。

そして、管伸長方向にみて流体導入部と流体排出部との間に仕切部材が設けられている。この仕切部材は、各凸部に当接しつつ内管を囲繞して外側流路を管直径方向に仕切る囲繞部（筒状部）と、外管内周面と各凸部とに当接して凸部よりも外側の外側流路を管伸長方向に仕切る１つ又は複数の仕切部（環状部）とを有する。

上記２重管式熱交換器においては、仕切部材の囲繞部に、凸部よりも外側の外側流路と内側の外側流路とを連通させる穴部（連通孔）が設けられていてもよい。仕切部材の仕切部は、管伸長方向にみて囲繞部の両端部又は一方の端部に配設されているのが好ましい。

上記２重管式熱交換器においては、内管の円筒部の外周面と外管の内周面とが互いに接合又は接着されているのが好ましい。また、管伸長方向にみて外管の両端部に、それぞれ、内側流路に流体を給排するための流体給排口（又は流体給排通路）を備えたキャップが取り付けられているのが好ましい。

上記２重管式熱交換器においては、内側流路を流れる流体が被冷却流体であり、外側流路を流れる流体が冷却媒体であるのが好ましい。被冷却流体としては例えば高温のＥＧＲガスなどがあげられ、冷却媒体としては例えば冷却水があげられる。

本発明にかかる２重管式熱交換器においては、管伸長方向にみて仕切部材に対応する部位では、囲繞部の内周面と内管の各凸部とが当接しているので、外側流路には、凹部ごとに、囲繞部の内周面と内管の外周面とによって、互いに独立した流路が形成される。つまり、この部位において凸部の頂部より内側（管中央側）の外側流路は、凹部の数と同数の互いに独立した細長い流路に区分ないしは分割されている（以下、この流路を「区分流路」という。）。他方、凸部より外側（外管周縁側）の外側流路（以下「周縁外側流路」という。）は仕切部によって管伸長方向に仕切られているので、周縁外側流路では仕切部によって管伸長方向の流体の流れは妨げられる。したがって、外側流路のこの部位では、流体は各区分流路のみを流れ、周縁外側流路は流れない。ここで、各区分流路内では、それぞれ、流体が高速でほぼ均一に流れるので、凹部の谷底部に流体の滞留ないしは停留は生じない。

また、管伸長方向にみて流体導入部に対応する部位には仕切部材が存在しないので、この部位では、外側流路は何ら区分されず、各区分流路はここで互いに連通し、流体は外側流路内を自在に流れることができる。このため、流体導入部から外側流路に導入された流体は、各区分流路にほぼ均等に分配され、これにより各区分流路の流量はほぼ同一となる。また、流体排出部に対応する部位にも仕切部材が存在しないので、この部位では、外側流路は何ら区分されず、各区分流路は互いに連通し、各区分流路内を流通した流体は、円滑に流体排出部に排出される。

したがって、本発明にかかる２重管式熱交換器によれば、外管と内管との間に仕切部材を設けるだけの簡素な構造でもって、外側流路内における流体の滞留ないしは停留を防止して該流体の全体的な流れを促進することができ、その熱交換性能を高めることができる。つまり、本発明によれば、熱交換性能が高く、構造が簡素で製造コストが低い２重管式熱交換器を実現することができる。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施の形態（本発明を実施するための最良の形態）を具体的に説明する。
図１（ａ）、（ｂ）、図２及び図３に示すように、本発明に係る２重管式熱交換器１（以下、略して「熱交換器１」という。）は、内径及び外径がそれぞれ均一である円筒形のシェル２（外管）と、シェル２内にこれと同軸に配置ないしは挿入された異形断面形状（花弁状異形断面形状）を有する伝熱管３（内管）とを備えている。この熱交換器１は、例えば自動車用エンジン（内燃機関）のＥＧＲ装置用のＥＧＲクーラ等として用いることができる。なお、シェル２と伝熱管３とは、同一方向に伸びるように配置されていれば、同軸でなくてもよい。

熱交換器１においては、伝熱管３内に形成された内側流路を、矢印Ｐ１及び矢印Ｐ２で示す向きに被冷却流体（ＥＧＲクーラとして用いる場合はＥＧＲガス）が流れる。他方、シェル２と伝熱管３との間に形成された外側流路を、矢印Ｐ３及び矢印Ｐ４で示す向きに冷却媒体（ＥＧＲクーラとして用いる場合は冷却水）が流れる。そして、内側流路を流れる被冷却流体と外側流路を流れる冷却媒体とが互いに熱交換を行う。

以下では便宜上、被冷却流体の流れ方向にみて、上流側（図２、図３中では左側）及び下流側（図２、図３中では右側）を、それぞれ、「前」及び「後」ということにする。シェル２の前端部には、被冷却流体の導入口４ａを備えた前側キャップ４が、例えばろう接、溶接等により接合されている。他方、シェル２の後端部には、被冷却流体の排出口５ａを備えた後側キャップ５が、例えばろう接、溶接等により接合されている。なお、両キャップ４、５の接合は、伝熱管３をシェル２内に挿入した後で行われる。両キャップ４、５は、伝熱管３の両端部に蓋をするととともに、被冷却流体の通路として機能する。また、シェル２の前端部近傍には、シェル２と伝熱管３との間の外側流路に冷却媒体を導入するための冷却媒体導入管６（流体導入部）が接続される一方、後端部近傍には、外側流路から冷却媒体を排出するための冷却媒体排出管７（流体排出部）が接続されている。

伝熱管３は、その前端部に形成された前端円筒部８と、その後端部に形成された後端円筒部９と、前端円筒部８と後端円筒部９との間に形成された断面が花弁形状の異形断面部１０とで構成されている。異形断面部１０には、それぞれ前後方向（伝熱管伸長方向）に伸びる、複数の凸部１１（山部）及び複数の凹部１２（溝部）が形成されている。凸部１１と凹部１２とは、伝熱管円周方向に等角度間隔（６０°）で交互に配置されている。凸部１１の最大外径は、両円筒部８、９の外径ないしはシェル２の内径よりも小さく（小径）、したがって、凸部１１はシェル２の内周面と離間している。このように、伝熱管３が異形断面形状を有しているので、単純な円筒形の伝熱管に比べて、その伝熱面積が大きくなり、熱交換性能が向上する。

伝熱管３の前端円筒部８及び後端円筒部９の外周面はシェル２の内周面とほぼ同一径（上記外周面は上記内周面よりごくわずかに小径）であり、両円筒部８、９の外周面とシェル２の内周面とは互いに嵌合して接合されている。また、両キャップ４、５の本体部（大径部）の内周面は、それぞれ、伝熱管３の前後の円筒部８、９の外周面とほぼ同一径であり、両キャップ４、５の内周面と両円筒部８、９の外周面とは、それぞれ、互いに嵌合して接合されている。なお、これらを、接合するのではなく、接着剤で接着してもよい。

熱交換器１には、その熱交換性能ないしは熱交換率を高めるために仕切部材１３が設けられているが、以下この仕切部材１３の構成及び機能を具体的に説明する。仕切部材１３には、前後方向にみて冷却媒体導入管６と冷却媒体排出管７との間に、各凸部１１に当接しつつ伝熱管３を囲繞して外側流路を管直径方向に仕切る円筒形の囲繞部１４が設けられている。ここで、囲繞部１４の内周面は、伝熱管３の各凸部の頂部とほぼ同径である。

そして、囲繞部１４の前端部及び後端部には、それぞれ、外周部がシェル２の内周面に当接（嵌合）する一方、内周部が各凸部１１の頂部に当接（嵌合）し、周縁外側流路（凸部よりも外側の外側流路）を前後方向に仕切る環形の前端仕切部１５及び後端仕切部１６が設けられている。すなわち、仕切部材１３は、管直径方向にみれば、伝熱管３の凸部１１の頂部とシェル２の内周面との間に位置している。

仕切部材１３は一体形成されたものではなく、２つのパーツに分割されている（一体形成では伝熱管３に取り付けることができない）。すなわち、仕切部材１３は、それぞれ半割円筒状に形成された、互いに対称な第１仕切板１３ａと第２仕切板１３ｂとで構成されている。第１仕切板１３ａには、囲繞部１４ａと、前端仕切部１５ａと、後端仕切部１６ａと、両側部の２つの当接部１７ａとが設けられている。同様に、第２仕切板１３ｂには、囲繞部１４ｂと、前端仕切部１５ｂと、後端仕切部１６ｂと、２つの当接部１７ｂとが設けられている。

この熱交換器１では、第１仕切板１３ａと第２仕切板１３ｂとを、伝熱管３を両者間に挟んで当接部１７ａと当接部１７ｂとが当接するように組み合わせた上で、伝熱管３と両仕切板１３ａ、１３ｂとからなる集合体をシェル２内に挿入すれば、両仕切板１３ａ、１３ｂすなわち仕切部材１３の位置及び形状が固定される。したがって、熱交換器１の製造時に、第１仕切板１３ａと第２仕切板１３ｂとをあえて接合する必要はない。しかし、これらを、ろう接、溶接等により接合してもよい。

図４に示すように、熱交換器１の、冷却媒体導入管６に対応する部分では、シェル２の内周面と伝熱管３の各凸部１１とは離間し、かつ仕切部材１３は存在しない。このため、この部分において外側流路内には、シェル２と伝熱管３と前端仕切部１５（１５ａ、１５ｂ）とによって囲まれた空間部（以下、「冷却媒体分配部」という。）が形成される。この冷却媒体分配部では、冷却媒体は前後方向及びシェル円周方向に自在に流れることができる。また、図示していないが、熱交換器１の、冷却媒体排出管７に対応する部分でも、シェル２と伝熱管３と後端仕切部１６（１６ａ、１６ｂ）とによって囲まれた空間部（以下、「冷却媒体集合部」という。）が形成される。この冷却媒体集合部でも、冷却媒体は前後方向及びシェル円周方向に自在に流れることができる。なお、図４において、矢印は冷却媒体の全体的な流れ方向を示している。

図５に示すように、熱交換器１の外側流路の、仕切部材１３が存在する部分（以下、「冷却媒体分流部」という。）では、仕切部材１３の囲繞部１４の内周面と伝熱管３の各凸部１１とは、凸部１１の頂部（外向きに最も突出した部分）で当接している。ここで、各凸部１１の頂部は湾曲形状であるので、囲繞部１４の内周面と各凸部１１との当接部は、前後方向に伸びる非常に細い帯状ないしは直線状の領域である。したがって、該当接により、伝熱管３の有効伝熱面積は、ほとんど減少しない。

このように、熱交換器１の冷却媒体分流部では、仕切部材１３の内周面と各凸部１１とが当接しているので、仕切部材１３と伝熱管３との間の外側流路には、凹部１２ごとに、仕切部材１３の内周面と伝熱管３の外周面（主として凹部１２の表面）とによって、互いに独立した区分流路が形成される。つまり、冷却媒体分流部では、外側流路は、凹部１２の数と同数の互いに独立した細長い区分流路に区分ないしは分割されている。

かくして、熱交換器１では、冷却媒体導入管６から冷却媒体分配部に流入した冷却媒体は、冷却媒体分配部内を前後方向、径方向及びシェル円周方向に自在に流れ、凹部１２ごとの各区分流路にほぼ均等に分配される。そして、各区分流路内では、それぞれ、冷却媒体が高速で、かつその位置にかかわりなくほぼ均一に流れ、凹部１２の谷底部に冷却媒体の滞留ないしは停留は生じない。このため、熱交換器１の熱交換性能ないしは熱交換率が大幅に高められる。この後、各区分流路を流通した冷却媒体は、冷却媒体集合部で円滑に合流し、冷却媒体排出管７を経由して外部に排出される。他方、被冷却流体は、伝熱管３内を前側から後側に向かって流通する際に冷却媒体によって冷却される。なお、熱交換器１では、周縁外側流路における前後方向の冷却媒体の流れが妨げられるので、冷却媒体のショートパス（ショートサーキット）は生じない。

このように、熱交換器１では、シェル２と伝熱管３との間に仕切部材１３を配設するだけの簡素な構造でもって、シェル２と伝熱管３との間の外側流路内における冷却媒体の滞留ないしは停留を防止して、該冷却媒体の全体的な流れを促進することができ、その熱交換性能を有効に高めることができる。また、熱交換器１を低コストで製造することができる。

図６に示すように、本発明に係る熱交換器１においては、第１、第２仕切板１３ａ、１３ｂの囲繞部１４ａ、１４ｂに、凸部１１よりも外側の周縁外側流路と内側の外側流路（すなわち、区分流路）とを連通させる複数の小径の穴部１８（連通孔）を設けてもよい。なお、穴部１８は１つでもよい。このようにすれば、周縁外側流路、すなわちシェル２内周面と仕切部材１３（囲繞部１４）の外周面との間の空間部に収容されている冷却媒体を、適度に入れ換えることができ、冷却媒体が停滞したり、高温化（あるいは沸騰）したりするのを防止することができる。

前記のとおり、図１〜図６に示す熱交換器１では、仕切部材１３（第１、第２仕切板１３ａ、１３ｂ）の前端部及び後端部の２箇所に仕切部１５（１５ａ、１５ｂ）、１６（１６ａ、１６ｂ）が設けられている。これらの仕切部１５、１６は、周縁外側流路（凸部よりも外側の外側流路）を前後方向に仕切ることを目的としているが、この目的は、仕切部を１箇所に設けるだけでも達成することができる。

そこで、図７及び図８に示すように、仕切板１３ａ、１３ｂ（仕切部材１３）の前端部のみに仕切部１５ａ、１５ｂ（１５）を設けてもよい。また、図示していないが、仕切板１３ａ、１３ｂ（仕切部材１３）の後端部のみに仕切部を設けてもよく、あるいは仕切板１３ａ、１３ｂ（仕切部材１３）の前端部と後端部の間の任意の位置に仕切部を設けてもよい。なお、仕切板１３ａ、１３ｂ（仕切部材１３）に、前後方向の位置が互いに異なる３つ以上の仕切部を設けてもよい。

（ａ）は本発明に係る２重管式熱交換器の分解斜視図であり、（ｂ）は伝熱管に取り付けられた仕切部材の斜視図である。 本発明に係る２重管式熱交換器の側面断面図である。 図２に示す２重管式熱交換器の斜視図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の変形例に係る仕切部材の分解斜視図である。 本発明のもう１つの変形例に係る仕切部材の分解斜視図である。 本発明のさらなる変形例に係る仕切部材の分解斜視図である。 従来の多管式熱交換器の側面断面図である。 図９に示す多管式熱交換器の伝熱管が配設された部分の模式的な正面断面図である。 従来の２重管式熱交換器の側面断面図である。 図１１に示す２重管式熱交換器の正面断面図である。 従来のもう１つの２重管式熱交換器の斜視図である。 図１３に示す２重管式熱交換器の正面断面図である。 ガイドプレートを備えた従来の２重管式熱交換器の側面断面図である。

符号の説明

１ ２重管式熱交換器、２ シェル、３ 伝熱管、４ 前側キャップ、５ 後側キャップ、６ 冷却媒体導入管、７ 冷却媒体排出管、８ 伝熱管の前端円筒部、９ 伝熱管の後端円筒部、１０ 伝熱管の異形断面部、１１ 凸部、１２ 凹部、１３ 仕切部材、１３ａ 第１仕切板、１３ｂ 第２仕切板、１４ 囲繞部、１４ａ 囲繞部、１４ｂ 囲繞部、１５ 前端仕切部、１５ａ 前端仕切部、１５ｂ 前端仕切部、１６ 後端仕切部、１６ａ 後端仕切部、１６ｂ 後端仕切部、１７ａ 当接部、１７ｂ 当接部、１８ 穴部。

Claims (7)

1. 円筒形の外管と、
   外管内に配置され、該外管と同一方向に伸長する内管とを備えていて、
   内管内に形成された内側流路を流れる流体と、外管と内管との間に形成された外側流路を流れる流体とが互いに熱交換を行うようになっている２重管式熱交換器であって、
   管伸長方向にみて内管の両端部にそれぞれ外管の内周面に当接する円筒部が設けられる一方、両円筒部間において内管に、管伸長方向に伸び外管の内周面より小径の凸部と管伸長方向に伸びる凹部とが管円周方向に交互に形成された異形断面部が設けられ、
   管伸長方向にみて外管の一方の端部近傍に、外側流路に流体を導入する流体導入部が設けられる一方、他方の端部近傍に、外側流路から流体を排出する流体排出部が設けられ、
   管伸長方向にみて流体導入部と流体排出部との間に、各凸部に当接しつつ内管を囲繞して外側流路を管直径方向に仕切る囲繞部と、外管内周面と各凸部とに当接して凸部よりも外側の外側流路を管伸長方向に仕切る１つ又は複数の仕切部とを有する仕切部材が設けられていることを特徴とする２重管式熱交換器。
2. 仕切部材の囲繞部に、凸部よりも外側の外側流路と内側の外側流路とを連通させる穴部が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の２重管式熱交換器。
3. 仕切部材の仕切部が、管伸長方向にみて囲繞部の両端部又は一方の端部に配設されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の２重管式熱交換器。
4. 内管の円筒部の外周面と外管の内周面とが互いに接合又は接着されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の２重管式熱交換器。
5. 管伸長方向にみて外管の両端部に、それぞれ、内側流路に流体を給排するための流体給排口を備えたキャップが取り付けられていることを特徴とする、請求項４に記載の２重管式熱交換器。
6. 内側流路を流れる流体が被冷却流体であり、外側流路を流れる流体が冷却媒体であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の２重管式熱交換器。
7. 被冷却流体が高温のＥＧＲガスであり、冷却媒体が冷却水であることを特徴とする、請求項６に記載の２重管式熱交換器。

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