JP2008164189A - Water cooling heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はコアに多数の偏平チューブを並列したEGRクーラにおいて、偏平チューブ間の各部に均一に冷却水を流通させるものに関する。 The present invention relates to an EGR cooler in which a large number of flat tubes are arranged in parallel with a core, and in which cooling water is circulated uniformly in each part between the flat tubes.
多数の偏平チューブを有し、EGRクーラとして用いる熱交換器が下記特許文献に記載されている。
この熱交換器は、一対のヘッダプレート間に多数の偏平チューブを並列してコアを構成し、そのコアの外周にケーシングを被嵌するとともに、コア両端に一対のヘッダを配置したものである。そして、ケーシングの両端部に入口パイプと出口パイプとを連通させ、入口パイプ側のヘッダから高温の排ガスを各偏平チューブに流通させ、冷却水によりそれを冷却させて、エンジンに供給するものである。
A heat exchanger having a number of flat tubes and used as an EGR cooler is described in the following patent document.
In this heat exchanger, a large number of flat tubes are arranged in parallel between a pair of header plates to constitute a core, a casing is fitted on the outer periphery of the core, and a pair of headers are disposed at both ends of the core. Then, the inlet pipe and the outlet pipe are communicated with both ends of the casing, the high-temperature exhaust gas is circulated from the header on the inlet pipe side to each flat tube, cooled by cooling water, and supplied to the engine. .
上記の熱交換器は、冷却水入口パイプ側ヘッダに高温の排ガスを導き、両流体が平行流をなす。このようにすることにより、比較的低温の冷却水によって最も高温時の排ガスを冷却し、ヘッダープレート近傍部に冷却水の沸騰が生じるのを可及的に防止するものである。
しかしながら、そのヘッダープレートの近傍の各部に冷却水が不均一に流通する偏流が起こると冷却水の流量の少ない部分において沸騰を起こし、熱交換器の耐久性が低下する。それとともに、熱交換性能が低下する。
Said heat exchanger guide | induces hot exhaust gas to a cooling water inlet pipe side header, and both fluids make a parallel flow. By doing so, the exhaust gas at the highest temperature is cooled by the relatively low temperature cooling water, and the boiling of the cooling water in the vicinity of the header plate is prevented as much as possible.
However, if a drift occurs in which the cooling water flows non-uniformly in each part in the vicinity of the header plate, boiling occurs in a portion where the flow rate of the cooling water is small, and the durability of the heat exchanger is lowered. At the same time, the heat exchange performance decreases.
図4はこの状態を示すもので、これは熱交換器の冷却水入口4における横断面説明図であり、冷却水入口4は第1の平面6aの幅方向中心部に配置されている。そして、その冷却水入口4はこの例では並列された多数の偏平チューブ2の内、一対の偏平チューブ2aにのみに対向する。そして、冷却水入口4から流入した冷却水9は一対の偏平チューブ2aの間およびその偏平チューブ2aと隣接する偏平チューブ2bとの間に導かれる。
ついで、第1の平面6aに対向する第2の平面6bにそれが衝突すると、第2の平面6bに案内されて両側端に位置する偏平チューブ2cとケーシング6との間により多く冷却水9が流通する。さらにそれが再び第1の平面6aの内面に衝突し、偏平チューブ2cと2bとの間および偏平チューブ2bと2aとの間に分流する。その結果、最も冷却水9の流通量の少ないのは偏平チューブ2bと2cとの間である。すると、この部分に接するヘッダープレートの冷却水側表面に沸騰が起こり、その部分に劣化が生じる。
FIG. 4 shows this state, which is a cross-sectional explanatory view of the
Then, when it collides with the second
なお、この対策として第1の平面6aの冷却水入口4近傍を漏斗状に形成し、図4のような偏流を防止する考え方も存在する。しかしながら、その場合にはケーシング6の成形が面倒で、結果として熱交換器のコストアップにつながる。
そこで本発明は、かかる問題点を解決することを課題とする。
As a countermeasure against this, there is a concept of forming the vicinity of the
Therefore, an object of the present invention is to solve such problems.
請求項1に記載の本発明は、一対のヘッダープレート(1) 間に多数の偏平チューブ(2) が並列されたコア(3) と、
そのコア(3) の外周に被嵌され、その両端部に一対の冷却水入口(4)および冷却水出口が設けられた方形筒状のケーシング(6)と、を具備し、
その冷却水入口(4)は、一部の前記偏平チューブ(2) の断面の長軸側の一端面に対向してケーシング(6)の第1の平面(6a)で、その幅方向の中央位置に開口し、
その冷却水入口(4)に対向するケーシング(6)の第2の平面(6b)に、その横断面が幅方向の中心に谷部(11)を介して、その両側に低い山形 に形成された一対の断面山形部(7) を有することを特徴とする水冷熱交換器である。
The present invention according to
A square cylindrical casing (6) fitted on the outer periphery of the core (3) and provided with a pair of cooling water inlets (4) and cooling water outlets at both ends thereof,
The cooling water inlet (4) is a first flat surface (6a) of the casing (6) opposite to one end surface on the long axis side of the cross section of some of the flat tubes (2), and is centered in the width direction. Open to position,
On the second plane (6b) of the casing (6) facing the cooling water inlet (4), the cross section is formed in a low angle shape on both sides via a trough (11) at the center in the width direction. A water-cooled heat exchanger characterized by having a pair of cross-sectional chevron portions (7).
請求項2に記載の本発明は、請求項1において、
前記断面山形部(7) は、前記第2平面(6b)の幅方向両端部まで達しないように形成され、それによりその両端位置の前記偏平チューブより中心側に積極的に冷却水を流通させるように構成した水冷熱交換器である。
The present invention according to
The cross-sectional chevron (7) is formed so as not to reach both ends in the width direction of the second flat surface (6b), thereby allowing the cooling water to actively flow from the flat tubes at both ends to the center side. A water-cooled heat exchanger configured as described above.
請求項3に記載の本発明は、請求項1または請求項2において、
EGRクーラとして用いられる水冷熱交換器である。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect,
It is a water-cooled heat exchanger used as an EGR cooler.
本発明の水冷熱交換器は、冷却水入口4から流入した冷却水9が、対向する谷部11に衝突して、一対の山形部7に分流し、その両側の一対の山形部7内で流速を減じるとともに、その山形部7に案内されて、特に幅方向両端部の各偏平チューブ2間の隙間に均一に冷却水9を流通させ、熱交換を促進させる効果がある。
In the water-cooled heat exchanger according to the present invention, the cooling
次に図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図1はEGRクーラとして最適な熱交換器の横断面図であって、図2のI-I矢視断面図、図2は図1のII−II矢視断面略図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a heat exchanger optimal as an EGR cooler, and is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. 2, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
この熱交換器は、一対のヘッダープレート1(右側を省略)間に多数の偏平チューブ2が並列されてコア3を構成し、そのコア3の外周にケーシング6が被嵌されている。そして、ケーシング6の長手方向一端に冷却水入口4が開口し、その開口に入口パイプ12の一端が連通する。また、ケーシング6の長手方向他端には図示ない冷却水出口が開口し、それに図示ない出口パイプが連通する。
そして、冷却水入口4はケーシング6の幅方向中心部に開口し、それが並列された多数の偏平チューブ2の内、その幅方向中心部に位置する偏平チューブ2aに対向する。そして、各偏平チューブ2の幅方向の端部とケーシング6内面との間はわずかに隙間が形成されている。
In this heat exchanger, a large number of
And the
次にケーシング6の第1の平面6aに対向する第2の平面6bであって入口パイプ12に対向する位置には谷部11を介し、その両側に低い山形に形成された一対の山形部7がプレス機械等により形成されている。
この例では各山形部7は、谷部11とケーシング6の両側部との間に僅かの高さで滑らかに形成されている。また、各山形部7の長さは、冷却水入口4の開口の直径よりも少し長く形成されている。そして、山形部7によって冷却水のマニホールドを形成するとともに、その山形部7内面に案内されて、特にこの例では偏平チューブ2cと2bとの間に冷却水9を積極的に流通させるものである。
Next, a pair of
In this example, each mountain-
それによって偏平チューブ2cとケーシング6との間に流通しがちな冷却水9を、各隙間に均一に流通させる。それによって、入口パイプ12近傍のヘッダープレート1の冷却水側の沸騰を防止する。それとともに、偏平チューブ2各部における偏流を可及的になくし、熱交換を促進しうる。
なお、山形部7および谷部11の形状は、偏平チューブ2の数や冷却水入口4の形状および直径、その他により実験的にそれらを求めることができる。いずれにしても山形部7はケーシング6外周にわずかに形成すれば足り、その製造は容易なものとなる。
As a result, the
In addition, the shape of the mountain-
次に図3は本発明の第2の実施の形態であり、この形態が図1のそれと異なる点は、山形部7の断面形状のみである。
この例では、各山形部7がケーシング6の幅方向端部まで達しないように、すなわちその端部は偏平チューブ2bと2cとの間の近傍に位置する。それにより、冷却水9を偏平チューブ2bと2cとの隙間に積極的に流通させるものである。
Next, FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention, and this embodiment differs from that of FIG. 1 only in the cross-sectional shape of the
In this example, each
1 ヘッダープレート
2,2a〜2c 偏平チューブ
3 コア
4 冷却水入口
6 ケーシング
6a 第1の平面
6b 第2の平面
1
6a First plane
6b Second plane
7 山形部
8 ヘッダ
9 冷却水
10 排ガス
11 谷部
12 入口パイプ
7 Yamagata 8
10 exhaust gas
11 Tanibe
12 inlet pipe
Claims (3)
そのコア(3) の外周に被嵌され、その両端部に一対の冷却水入口(4)および冷却水出口が設けられた方形筒状のケーシング(6)と、を具備し、
その冷却水入口(4)は、一部の前記偏平チューブ(2) の断面の長軸側の一端面に対向してケーシング(6)の第1の平面(6a)で、その幅方向の中央位置に開口し、
その冷却水入口(4)に対向するケーシング(6)の第2の平面(6b)に、その横断面が幅方向の中心に谷部(11)を介して、その両側に低い山形 に形成された一対の断面山形部(7) を有することを特徴とする水冷熱交換器。 A core (3) in which a number of flat tubes (2) are arranged in parallel between a pair of header plates (1);
A square cylindrical casing (6) fitted on the outer periphery of the core (3) and provided with a pair of cooling water inlets (4) and cooling water outlets at both ends thereof,
The cooling water inlet (4) is a first flat surface (6a) of the casing (6) opposite to one end surface on the long axis side of the cross section of some of the flat tubes (2), and is centered in the width direction. Open to position,
On the second plane (6b) of the casing (6) facing the cooling water inlet (4), the cross section is formed in a low angle shape on both sides via a trough (11) at the center in the width direction. A water-cooled heat exchanger comprising a pair of cross-sectional chevron portions (7).
前記断面山形部(7) は、前記第2平面(6b)の幅方向両端部まで達しないように形成され、それによりその両端位置の前記偏平チューブより中心側に積極的に冷却水を流通させるように構成した水冷熱交換器。 In claim 1,
The cross-sectional chevron (7) is formed so as not to reach both ends in the width direction of the second flat surface (6b), thereby allowing the cooling water to actively flow from the flat tubes at both ends to the center side. A water-cooled heat exchanger configured as described above.
EGRクーラとして用いられる水冷熱交換器。 In claim 1 or claim 2,
A water-cooled heat exchanger used as an EGR cooler.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006351585A JP2008164189A (en) | 2006-12-27 | 2006-12-27 | Water cooling heat exchanger |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012132614A (en) * | 2010-12-21 | 2012-07-12 | Yutaka Giken Co Ltd | Heat exchanger |
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2006
- 2006-12-27 JP JP2006351585A patent/JP2008164189A/en active Pending
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