JP2010112201A - U-turn type egr cooler - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a U-turn type EGR cooler of a compact structure capable of making both compatible in heat exchange performance and the prevention of clogging, and capable of also preventing heat damage. <P>SOLUTION: This U-turn type EGR cooler is formed by blocking up its opposite end surface by a circular arc header 2 formed in a circular arc shape, by arranging an inlet and an outlet of exhaust gas in parallel on the same end surface of a square cylindrical shell 1 for enclosing a heat exchange part. A tube 5 formed by blocking up by arranging a circular arc part on one end of a flat pipe, is transversely installed and laminated in large numbers in the heat exchange part. An offset fin 8 internally installed up to the circular arc part from the inlet and forming a forward passage part and a wavy fin 9 internally installed up to the outlet from the circular arc part and forming a backward passage part, are arranged in parallel in this tube 5. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明はEGRクーラに係り、特に、シェルの同一端面に排気ガスの出口と入口とを並設し、その反対端面に排気ガスがUターンする円弧ヘッダーを設けたUターン型EGRクーラに関する。   The present invention relates to an EGR cooler, and more particularly, to a U-turn type EGR cooler in which an exhaust gas outlet and an inlet are arranged in parallel on the same end surface of a shell, and an arc header on which the exhaust gas makes a U-turn is provided on the opposite end surface.

従来のプレートチューブタイプのEGRクーラでは、図9に示すように、扁平管にインナーフィン(例えばウェイビーフィン9)を挿入してろう付けしたチューブ11を使用していた。このチューブ11は、押出し成形による方法や、上下に2分割した上部プレート11aと下部プレート11bとをろう付けする方法によって製造する。
このようなチューブ11をシェル内で縦置きに多数並列して、シェルの一端を入口とし他端を出口として、チューブ11の内部を流れる排気ガスと周囲を流れる冷却水との間で熱交換を行うコア部を形成していた。
In the conventional plate tube type EGR cooler, as shown in FIG. 9, a tube 11 in which an inner fin (for example, a waby fin 9) is inserted and brazed into a flat tube is used. The tube 11 is manufactured by a method of extrusion molding or a method of brazing an upper plate 11a and a lower plate 11b that are divided into two vertically.
A large number of such tubes 11 are arranged in parallel in the shell, and heat exchange is performed between the exhaust gas flowing inside the tube 11 and the cooling water flowing around the tube 11 by using one end of the shell as an inlet and the other end as an outlet. The core part to be formed was formed.

また、近年では図10のように、シェル1内のコア部のガス通路を往路と復路とに2分割し、入口パイプ3aから流入した排気ガスが往路を経て反対端面の円弧ヘッダー2でUターンし、復路を通過して、入口パイプ3aと同じ端面に設けた出口パイプ3bから排出されるUターン型EGRクーラも用いられている(特許文献1、特許文献2)。このUターン型EGRクーラでは排気ガスの入口と出口とを同じ側に設ける構造であるため、限られたエンジンルームのスペースを有効活用することができる。   Further, in recent years, as shown in FIG. 10, the gas passage in the core portion in the shell 1 is divided into the forward path and the backward path, and the exhaust gas flowing in from the inlet pipe 3a passes through the forward path and is turned on the arc header 2 on the opposite end surface. However, a U-turn type EGR cooler that passes through the return path and is discharged from the outlet pipe 3b provided on the same end surface as the inlet pipe 3a is also used (Patent Documents 1 and 2). In this U-turn type EGR cooler, the exhaust gas inlet and outlet are provided on the same side, so that the limited engine room space can be utilized effectively.

従来のUターン型EGRクーラでも、図10に示すように扁平なチューブ11が縦置きに並列してエンドプレート10、12で固定されており、コア部の中央を境として往路と復路とに分けて使用されている。
図10中の矢印は排気ガスの流れを示している。出入口ヘッダー3の入口パイプ3aから流入した排気ガスは往路のチューブ11を通り反対側の円弧ヘッダー2内でUターンして、復路のチューブ11を通過し出入口ヘッダー3の出口パイプ3bから流出する構造となっている。また、各チューブ11の周囲では、冷却水が、シェル1の出入口ヘッダー3側下面に設けられた冷却水入口パイプ1aから円弧ヘッダー2側上面に設けられた冷却水出口パイプ1bに向かって流れており、排気ガスと冷却水との間で熱交換が行われる。
Also in the conventional U-turn type EGR cooler, as shown in FIG. 10, the flat tube 11 is arranged in parallel in the vertical direction and fixed by the end plates 10 and 12, and is divided into the forward path and the return path with the center of the core portion as a boundary. Have been used.
The arrows in FIG. 10 indicate the flow of exhaust gas. The exhaust gas flowing in from the inlet pipe 3a of the inlet / outlet header 3 passes through the tube 11 in the forward path, makes a U-turn in the arc header 2 on the opposite side, passes through the tube 11 in the return path, and flows out from the outlet pipe 3b of the inlet / outlet header 3 It has become. Further, around each tube 11, the cooling water flows from the cooling water inlet pipe 1 a provided on the lower surface on the inlet / outlet header 3 side of the shell 1 toward the cooling water outlet pipe 1 b provided on the upper surface on the arc header 2 side. Thus, heat exchange is performed between the exhaust gas and the cooling water.

チューブ11のインナーフィンとしては、図5に示すような熱交換性能に優れたオフセットフィン8が使われていた。しかし、オフセットフィン8は幾重にも重なるスリット状のフィン形状で煤が付着しやすく、エンジンの排気ガス中に含まれる粒子が煤としてフィンに付着し、時間とともにインナーフィンに付着した煤が成長して最終的に目詰まりを起こすことがあった。
また、チューブ入口側に堆積した煤の塊が排気ガスの圧力で吹き飛ばされ、チューブ出口側で引っかかり再び堆積して目詰まりの原因になることがあった。
As the inner fin of the tube 11, an offset fin 8 having excellent heat exchange performance as shown in FIG. 5 has been used. However, the offset fin 8 has a slit-like fin shape that overlaps many times, and soot easily adheres to it. Particles contained in the engine exhaust gas adhere to the fin as soot, and the soot attached to the inner fin grows over time. Finally, clogging sometimes occurred.
In addition, the soot lump deposited on the tube inlet side was blown off by the pressure of the exhaust gas, and caught on the tube outlet side and deposited again, which could cause clogging.

チューブにインナーフィンを挿入しないシェルチューブタイプのEGRクーラでは、煤による目詰まりを起こしづらく有利であるが、近年の車両のEGR率の増加によりEGRクーラでは熱交換性能が重視されており、コンパクトで熱交換効率の高いプレートチューブタイプのEGRクーラで目詰まり対策が求められていた。   Shell tube type EGR coolers that do not insert inner fins into the tube are advantageous in that clogging due to flaws is less likely to occur, but due to the recent increase in EGR rate of vehicles, heat exchange performance is emphasized in EGR coolers, which is compact. Countermeasures against clogging have been sought with a plate tube type EGR cooler with high heat exchange efficiency.

そのため、図6に示すような目詰まりしづらいウェイビーフィン9もインナーフィンとして用いられている(図9)。
ウェイビーフィン9は一枚の板を折り曲げた波板状の形状であり、切れ込みがなく煤が付着しづらいが、オフセットフィン8よりも熱交換性能に劣る。このため、EGR率の増大に伴いEGRクーラの高い熱交換性能が求められる場合には、チューブの本数を増やしたり、チューブの長さを延ばすなど、EGRクーラを大きくする必要があり、Uターン型EGRクーラにおいてもコンパクトに作ることは困難であった。
For this reason, the wavy fin 9 that is hard to be clogged as shown in FIG. 6 is also used as the inner fin (FIG. 9).
The waveby fin 9 has a corrugated shape obtained by bending a single plate, and is not cut and is difficult to attach wrinkles, but is inferior in heat exchange performance to the offset fin 8. For this reason, when high heat exchange performance of the EGR cooler is required as the EGR rate increases, it is necessary to increase the EGR cooler by increasing the number of tubes or extending the length of the tube. It was difficult to make the EGR cooler compact.

また、エンジンの仕様や使われ方によって煤の発生量や湿り具合が変化するため、このような従来のEGRクーラでは熱交換性能と目詰まり防止との両立が難しかった。
EGRクーラの上流に煤回収フィルタを設置することも考えられているが、高温に耐え得るフィルタが必要であったり、部品点数が増えることによるコストの増加、設置スペースの確保が必要であるなどの問題があった。
In addition, since the amount of soot generated and the wetness varies depending on the specifications and usage of the engine, it has been difficult to achieve both heat exchange performance and prevention of clogging with such a conventional EGR cooler.
It is also considered to install a soot collection filter upstream of the EGR cooler, but it is necessary to have a filter that can withstand high temperatures, increase the number of parts, and secure installation space. There was a problem.

目詰まりを起こす煤の微粒子は、排気ガスの温度が高い場合は乾燥してインナーフィンに付着しづらく、排気ガスの温度が低くなると湿気を帯び、インナーフィンへ付着しやすくなる傾向がある。このため、温度の低い排気ガスの出口側で煤が堆積しやすい。   The fine particles of the soot that cause clogging are difficult to dry and adhere to the inner fin when the temperature of the exhaust gas is high, and when the temperature of the exhaust gas becomes low, moisture tends to be attached and tends to adhere to the inner fin. For this reason, soot tends to accumulate on the outlet side of the exhaust gas having a low temperature.

また、図10に示すように、従来のUターン型EGRクーラではエンドプレート12によってシェル1内部のコア部と円弧ヘッダー2内部とを仕切っており、排気ガスが円弧ヘッダー2を通過する際には冷却水との熱交換は行われていなかった。このため、円弧ヘッダー2に排気ガスの熱が直接伝わって高温になり、エンジンルーム内への熱害も問題となっていた。
また、特許文献1のように曲り度の異なる複数のチューブを用いた場合、複数の型が必要になりコストがかかっていた。特許文献2では円弧ヘッダーでも熱交換を行うが、構造が複雑なものになっており、材料費もかかっていた。
Further, as shown in FIG. 10, in the conventional U-turn type EGR cooler, the core portion inside the shell 1 and the inside of the arc header 2 are partitioned by the end plate 12, and when the exhaust gas passes through the arc header 2, Heat exchange with cooling water was not performed. For this reason, the heat of the exhaust gas is directly transmitted to the arc header 2 and becomes high temperature, which causes a problem of heat damage to the engine room.
In addition, when a plurality of tubes having different degrees of bending as in Patent Document 1 are used, a plurality of molds are required and cost is increased. In Patent Document 2, heat exchange is performed even with an arc header, but the structure is complicated and material costs are also incurred.

特開2000−97113号公報JP 2000-97113 A 特開2004−116913号公報JP 2004-116913 A

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、熱交換性能と目詰まり防止とを両立させることができ、さらに熱害防止を図ることができてコンパクトな構造のUターン型EGRクーラを提供することをその課題とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can achieve both heat exchange performance and prevention of clogging, and further can prevent heat damage, and has a U-turn EGR having a compact structure. The challenge is to provide a cooler.

本発明において、上記課題が解決される手段は以下の通りである。
第1の発明は、熱交換部を囲う角筒状のシェルの一方側の端面に排気ガスの入口および出口を並列に設けるとともに、その反対側の端面を円弧状に形成した円弧ヘッダーで閉塞してなるUターン型EGRクーラであって、上記熱交換部には、扁平管の一端に円弧部を設け閉塞してなるチューブを横置きにして多数積層し、このチューブ内には、上記入口から円弧部までの間に内装されて往路部を形成するオフセットフィンと、上記円弧部から上記出口までの間に内装されて復路部を形成するウェイビーフィンとを並列配置したことを特徴とする。
In the present invention, means for solving the above problems are as follows.
In the first invention, an exhaust gas inlet and outlet are provided in parallel on one end face of a rectangular shell surrounding the heat exchanging portion, and the opposite end face is closed with an arc header formed in an arc shape. In this U-turn type EGR cooler, a large number of horizontally closed tubes are provided in the heat exchanging portion by providing a circular arc portion at one end of a flat tube, and the tube is stacked from the inlet. An offset fin that is internally provided between the arc portion and forms the forward path portion, and a waby fin that is internally provided between the arc portion and the outlet and forms the return path portion are arranged in parallel.

第2の発明は、第1の発明において、上記チューブは、上壁および側壁からなる上部プレートと、底板および側壁からなる下部プレートとを接合して形成されることを特徴とする。
第3の発明は、第1の発明において、上記チューブの上壁および底板の少なくとも一方から、上記往路部と上記復路部との間を仕切る仕切部を突設成形したことを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention, the tube is formed by joining an upper plate made of an upper wall and a side wall and a lower plate made of a bottom plate and a side wall.
A third invention is characterized in that, in the first invention, a partition part for partitioning the forward path part and the return path part is projected and formed from at least one of the upper wall and the bottom plate of the tube.

第4の発明は、第1の発明において、上記チューブを多数積層し、その出入口側の端部をエンドプレートで結束固定してなるチューブアッセンブリを、上記シェルおよび上記円弧ヘッダーの組立体に挿入してなることを特徴とする。   According to a fourth invention, in the first invention, a tube assembly formed by laminating a large number of the tubes and binding and fixing the end portion on the entrance / exit side with an end plate is inserted into the assembly of the shell and the arc header. It is characterized by.

第1の発明によれば、上記熱交換部には、扁平管の一端に円弧部を設け閉塞してなるチューブを横置きにして多数積層したことにより、1つのチューブで往路と復路とを実現できて部品点数を削減することができる。各チューブの規格も同一であり、型数を削減することもできる。また、円弧ヘッダーの内部でもチューブ内の排気ガスとチューブ周囲の冷却水との間で熱交換が行われるとともに、排気ガスと円弧ヘッダーとを冷却水によって遮熱することができて、エンジンルームへの熱害を防止することができる。   According to the first invention, in the heat exchanging part, a plurality of tubes, which are provided with a circular arc part at one end of a flat tube and are closed, are stacked in a horizontal position, thereby realizing a forward path and a return path with one tube. And the number of parts can be reduced. The standard of each tube is also the same, and the number of types can be reduced. In addition, heat is exchanged between the exhaust gas in the tube and the cooling water around the tube inside the arc header, and the exhaust gas and the arc header can be shielded by the cooling water to the engine room. Can prevent heat damage.

また、このチューブ内には、上記入口から円弧部までの間に内装されて往路部を形成するオフセットフィンと、上記円弧部から上記出口までの間に内装されて復路部を形成するウェイビーフィンとを並列配置したことにより、チューブ内の排気ガス通路を往路部と復路部とに分けることができて製造工数を削減することができる。さらに、排気ガスの温度が高く煤が付着しづらい往路部ではオフセットフィンにより熱交換性能を高め、排気ガスの温度が低く煤が付着しやすい復路部ではウェイビーフィンにより目詰まりを防止することができて、熱交換性能と目詰まり防止とを両立させることができる。   Further, in this tube, there are offset fins that are internally provided from the inlet to the arc part to form the forward path part, and waby fins that are provided from the arc part to the outlet to form the return part. Are arranged in parallel, the exhaust gas passage in the tube can be divided into the forward path part and the return path part, and the number of manufacturing steps can be reduced. Furthermore, the heat exchange performance is improved by offset fins in the forward path where exhaust gas temperature is high and soot is difficult to adhere, and clogging can be prevented by wayby fins in the return path where exhaust gas temperature is low and soot is likely to adhere. Thus, both heat exchange performance and prevention of clogging can be achieved.

第2の発明によれば、上記チューブは、上壁および側壁からなる上部プレートと、底板および側壁からなる下部プレートとを接合して形成されることにより、チューブを容易に製造することができる。
第3の発明によれば、上記チューブの上壁および底板の少なくとも一方から、上記往路部と上記復路部との間を仕切る仕切部を突設成形したことにより、チューブ内の排気ガス通路が明確に往路と復路とに分けられるため、インナーフィンをチューブに配置する際にズレのない位置決めを容易に行うことができ、また、高温高圧に耐えられるチューブを形成することができる。
According to 2nd invention, the said tube can be easily manufactured by joining the upper plate which consists of an upper wall and a side wall, and the lower plate which consists of a bottom plate and a side wall.
According to the third invention, the exhaust gas passage in the tube is clearly formed by projecting and forming the partition portion that partitions the forward path portion and the return path portion from at least one of the upper wall and the bottom plate of the tube. Therefore, when the inner fin is disposed on the tube, positioning without deviation can be easily performed, and a tube that can withstand high temperature and high pressure can be formed.

第4の発明によれば、上記チューブを多数積層し、その出入口側の端部をエンドプレートで結束固定してなるチューブアッセンブリを、上記シェルおよび上記円弧ヘッダーの組立体に挿入してなることにより、円弧ヘッダーの内部でも確実にチューブ内の排気ガスとチューブ周囲の冷却水との熱交換を実現するとともに、排気ガスと円弧ヘッダーとを冷却水によって遮熱することができて、エンジンルームへの熱害を防止することができる。   According to a fourth aspect of the present invention, a tube assembly formed by laminating a large number of the tubes and bundling and fixing the end portions on the inlet / outlet side thereof with the end plate is inserted into the assembly of the shell and the arc header. Even inside the arc header, heat exchange between the exhaust gas in the tube and the cooling water around the tube is ensured, and the exhaust gas and the arc header can be shielded by the cooling water. Heat damage can be prevented.

以下、本発明の実施形態に係るUターン型EGRクーラについて説明する。
本発明の第1実施形態に係るUターン型EGRクーラは、図1に示すように、角筒状のシェル1の両端に円弧ヘッダー2と出入口ヘッダー3とをそれぞれ接合してなり、シェル1および円弧ヘッダー2にはチューブアッセンブリ4(図2)を内蔵している。
Hereinafter, a U-turn type EGR cooler according to an embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the U-turn type EGR cooler according to the first embodiment of the present invention is formed by joining an arc header 2 and an inlet / outlet header 3 to both ends of a square shell 1, respectively. The arc header 2 incorporates a tube assembly 4 (FIG. 2).

ステンレス鋼(SUS)製のシェル1は、幅広な角筒状に形成され、出入口ヘッダー3側の下面には冷却水入口パイプ1aが接続され、円弧ヘッダー2側の上面には冷却水出口パイプ1bが接続され、内部を冷却水が流通するようになっている。
SUS製または鋼製の円弧ヘッダー2は、略半円状に形成された上面と底面とが、それぞれの円弧状部分に設けた側壁により接続されて形成されている。上面および下面の直径にあたる部分は側壁を設けずに開口してあり、シェル1と接合される。
The stainless steel (SUS) shell 1 is formed in a wide rectangular tube shape, a cooling water inlet pipe 1a is connected to the lower surface on the inlet / outlet header 3 side, and the cooling water outlet pipe 1b is connected to the upper surface on the arc header 2 side. Are connected, and cooling water flows through the inside.
The arc header 2 made of SUS or steel is formed by connecting an upper surface and a bottom surface formed in a substantially semicircular shape by side walls provided in respective arc-shaped portions. Portions corresponding to the diameters of the upper surface and the lower surface are opened without providing side walls and are joined to the shell 1.

SUS製または鋼製の出入口ヘッダー3は、一面を開口した箱形で、この開口面でシェル1と接続される。この開口面と対向する面には、入口パイプ3aと出口パイプ3bとが左右に並列して接続され(図1では右が入口パイプ3a、左が出口パイプ3b)、入口パイプ3aと出口パイプ3bの中間位置に出入口ヘッダー3の内部を左右に二分する仕切板3cが設けられている。   The entrance / exit header 3 made of SUS or steel has a box shape with one surface opened, and is connected to the shell 1 through this opening surface. An inlet pipe 3a and an outlet pipe 3b are connected in parallel to the left and right sides on the surface facing the opening surface (in FIG. 1, the right is the inlet pipe 3a and the left is the outlet pipe 3b), and the inlet pipe 3a and the outlet pipe 3b A partition plate 3c that bisects the inside of the entrance / exit header 3 to the left and right is provided at an intermediate position.

シェル1および円弧ヘッダー2に内蔵されるチューブアッセンブリ4は、図2のように、SUS製の扁平なチューブ5を横置きにして多数積層して構成されている。
個々のチューブ5は、扁平管の一端を円弧状の側壁で閉塞した形状であり、内部にはオフセットフィン8とウェイビーフィン9とが左右の2列に並んで内装されている(図2、図4)。
As shown in FIG. 2, the tube assembly 4 built in the shell 1 and the arc header 2 is constructed by laminating a number of flat SUS tubes 5 horizontally.
Each tube 5 has a shape in which one end of a flat tube is closed with an arc-shaped side wall, and offset fins 8 and wayby fins 9 are arranged in two rows on the left and right sides (FIGS. 2 and 2). 4).

このチューブ5は、図4に示すように、チューブ5の上壁部分から側壁を垂下した上部プレート6と、チューブ5の底板部分に側壁を立設した下部プレート7とからなり、上部プレート6を下部プレート7に被せ、溶接またはろう付けにて接合して形成する。このとき、上部プレート6の側壁が下部プレート7の側壁よりも一回り外側に設けられているため、下部プレート7の側壁は上部プレート6の側壁に内接する(図3(a))。   As shown in FIG. 4, the tube 5 includes an upper plate 6 having a side wall suspended from the upper wall portion of the tube 5, and a lower plate 7 having a side wall erected on the bottom plate portion of the tube 5. It is formed by covering the lower plate 7 and joining it by welding or brazing. At this time, since the side wall of the upper plate 6 is provided slightly outside the side wall of the lower plate 7, the side wall of the lower plate 7 is inscribed in the side wall of the upper plate 6 (FIG. 3A).

また、上部プレート6の上壁の上面には複数のダボ6aが所定の間隔で設置され、チューブ5を積層してチューブアッセンブリ4を形成したとき、冷却水が流通するための間隙を各チューブ5の相互の間に設けることができる(図2、図4)。   In addition, a plurality of dowels 6a are installed on the upper surface of the upper wall of the upper plate 6 at a predetermined interval, and when the tubes 5 are stacked to form the tube assembly 4, a gap for allowing cooling water to flow is provided for each tube 5. (Figs. 2 and 4).

図4に示すように、上部プレート6を下部プレート7に被せる前に、下部プレート7にはオフセットフィン8およびウェイビーフィン9を並列に敷設しておき、ろう付けにて接合する。入口パイプ3aの奥に対応する位置にはオフセットフィン8を配置して往路部とし、出口パイプ3bの奥に対応する位置にはウェイビーフィン9を配置して復路部とする。最も奥側で平面形状が略半円状の部分、すなわち円弧部にはインナーフィンを設けず、排気ガスが往路部から復路部へUターンできるようにする。   As shown in FIG. 4, before the upper plate 6 is put on the lower plate 7, offset fins 8 and wayby fins 9 are laid in parallel on the lower plate 7 and joined by brazing. An offset fin 8 is disposed at a position corresponding to the back of the inlet pipe 3a to be a forward path portion, and a waby fin 9 is disposed at a position corresponding to the back of the outlet pipe 3b to be a return path portion. The innermost fin is not provided in the innermost part of the innermost plane, that is, the arc part, so that the exhaust gas can make a U-turn from the forward path part to the return path part.

図5に示すように、オフセットフィン8は1枚のSUS板に切り込みを入れ、プレスによって所定の規則でオフセットすることで成形されており、高温の排気ガスが効率良く熱交換を行える形状のインナーフィンとなっている。
他方ウェイビーフィン9は、図6に示すように、切り込みのない1枚のSUS板を幾何学的に折り曲げて形成する形状であり、スリット状の切り込みがないため目詰まりしづらい形状となっている。ウェイビーフィン9は切り込みがない1枚の板で形成されるため、チューブ5内にろう付けした際に復路部を往路部に対し気密状態とすることができ、チューブ5内に特別な仕切りを設けることなく往路部と復路部とを区切ることができる。
As shown in FIG. 5, the offset fin 8 is formed by cutting a single SUS plate and offsetting it according to a predetermined rule by a press, so that the hot exhaust gas can exchange heat efficiently. It is a fin.
On the other hand, as shown in FIG. 6, the wayby fin 9 has a shape formed by geometrically bending one SUS plate without a cut, and has a shape that is difficult to clog because there is no slit-like cut. . Since the waveby fins 9 are formed of a single plate having no cuts, the return path portion can be airtight with respect to the forward path portion when brazed into the tube 5, and a special partition is provided in the tube 5. The forward path part and the return path part can be separated without any problem.

このようなチューブ5を多数積層し、チューブ5の開口端側をSUS製のエンドプレート10で束ねて固定し、チューブアッセンブリ4を構成する(図2)。このチューブアッセンブリ4をシェル1および円弧ヘッダー2の組立品に挿入し、組立品の開口部を出入口ヘッダー3により閉塞し、溶接またはろう付けにて接合して、Uターン型EGRクーラを形成する。出入口ヘッダー3をシェル1に接合する際、出入口ヘッダー3の仕切板3cがチューブアッセンブリ4のエンドプレート10に突き当たるように設定してあり、排気ガスの流入側と流出側とを仕切る役割を果たす。   A large number of such tubes 5 are stacked, and the open end side of the tubes 5 is bundled and fixed with an end plate 10 made of SUS to constitute the tube assembly 4 (FIG. 2). The tube assembly 4 is inserted into the assembly of the shell 1 and the arc header 2, and the opening of the assembly is closed by the entrance / exit header 3 and joined by welding or brazing to form a U-turn type EGR cooler. When the inlet / outlet header 3 is joined to the shell 1, the partition plate 3 c of the inlet / outlet header 3 is set to abut against the end plate 10 of the tube assembly 4, and serves to partition the exhaust gas inflow side and the outflow side.

図1中の破線矢印は、このように構成したUターン型EGRクーラにおける排気ガスの流れを示している。
入口パイプ3aから出入口ヘッダー3に流入した排気ガスは、各チューブ5の往路部に流れ込み、円弧部でUターンした後復路部を通過して、出入口ヘッダー3の出口パイプ3bから流出する。この排気ガスは往路部と復路部とを通過する際に、シェル1内のチューブ5周囲を流れる冷却水により冷却される。さらに、円弧ヘッダー2内部にもチューブ5の円弧部が収容されているから、排気ガスと冷却水との間で熱交換が行われ、熱交換効率が向上するとともに、排気ガスと円弧ヘッダー2とを冷却水によって遮熱することができて、エンジンルームへの熱害を防止することができる。
The broken line arrows in FIG. 1 indicate the flow of exhaust gas in the U-turn type EGR cooler configured as described above.
The exhaust gas flowing into the inlet / outlet header 3 from the inlet pipe 3a flows into the forward path portion of each tube 5, makes a U-turn at the arc portion, passes through the return path portion, and flows out from the outlet pipe 3b of the inlet / outlet header 3. The exhaust gas is cooled by the cooling water flowing around the tube 5 in the shell 1 when passing through the forward path part and the return path part. Further, since the arc portion of the tube 5 is accommodated inside the arc header 2, heat exchange is performed between the exhaust gas and the cooling water, so that the heat exchange efficiency is improved and the exhaust gas and the arc header 2 are Can be shielded by the cooling water, and heat damage to the engine room can be prevented.

また、排気ガスの温度が高く煤が付着しづらい往路部ではオフセットフィン8により効率的に熱交換が行われる。一方、排気ガスの温度が低い復路部では煤が湿気を帯びて付着しやすくなるため、ウェイビーフィン9により目詰まりを防止することができて、熱交換性能と目詰まり防止とを両立させることができる。また、オフセットフィン8とウェイビーフィン9とを並列配置したことにより、チューブ5内の排気ガス通路を往路部と復路部とに分けることができて製造工数を削減することができる。   Further, heat exchange is efficiently performed by the offset fins 8 in the forward path portion where the temperature of the exhaust gas is high and soot is difficult to adhere. On the other hand, since the soot easily gets wet and adheres in the return path portion where the temperature of the exhaust gas is low, clogging can be prevented by the waby fins 9, and both heat exchange performance and clogging prevention can be achieved. it can. Further, by arranging the offset fins 8 and the wayby fins 9 in parallel, the exhaust gas passage in the tube 5 can be divided into the forward path part and the return path part, and the number of manufacturing steps can be reduced.

<別態様>
別態様として、チューブ5の上壁および底板の少なくとも一方から、オフセットフィン8とウェイビーフィン9との間に、往路部と復路部とを仕切る仕切部5aを突出させてもよい。
図3(b)、図7、図8に示すように、この別態様ではチューブ5の下部プレート7の底板部分を凸状に折り曲げた仕切部5aを長手方向に延設している。図3(c)のようにチューブ5の上壁と底板との双方から仕切部5aを突出成形してもよく、また、上壁のみに仕切部5aを設けてもよい。
<Another aspect>
As another aspect, a partition portion 5 a that partitions the forward path portion and the return path portion may be projected between the offset fin 8 and the waby fin 9 from at least one of the upper wall and the bottom plate of the tube 5.
As shown in FIGS. 3B, 7, and 8, in this alternative embodiment, a partition portion 5 a that is a convexly bent bottom plate portion of the lower plate 7 of the tube 5 is extended in the longitudinal direction. As shown in FIG. 3C, the partition portion 5a may be formed by protruding from both the upper wall and the bottom plate of the tube 5, or the partition portion 5a may be provided only on the upper wall.

この仕切部5aによりチューブ5内で往路部と復路部とを明確に分けられるため、オフセットフィン8およびウェイビーフィン9をチューブ5に配置する際にがたつきや左右のズレを防止して、容易に位置決めすることができる。
また、仕切部5aによりチューブ5の剛性が上がるため、高温高圧に耐えられるチューブ5を実現できる。
Since the forward path part and the return path part can be clearly separated in the tube 5 by the partition part 5a, it is easy to prevent rattling and right / left misalignment when the offset fin 8 and the waby fin 9 are arranged on the tube 5. Can be positioned.
Moreover, since the rigidity of the tube 5 increases by the partition part 5a, the tube 5 that can withstand high temperature and pressure can be realized.

本発明の実施形態に係るUターン型EGRクーラの斜視図である。1 is a perspective view of a U-turn type EGR cooler according to an embodiment of the present invention. 同Uターン型EGRクーラに内蔵されるチューブアッセンブリの斜視図である。It is a perspective view of the tube assembly built in the U-turn type EGR cooler. (a)は本発明の実施形態に係るチューブの断面図、(b)および(c)は別態様に係るチューブの断面図である。(A) is sectional drawing of the tube which concerns on embodiment of this invention, (b) And (c) is sectional drawing of the tube which concerns on another aspect. 本発明の実施形態に係るチューブの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the tube which concerns on embodiment of this invention. 同チューブに内装されるオフセットフィンを示す図であり、(a)は斜視図、(b)は説明図である。It is a figure which shows the offset fin built in the tube, (a) is a perspective view, (b) is explanatory drawing. 同チューブに内装されるウェイビーフィンを示す図であり、(a)が斜視図、(b)は説明図である。It is a figure which shows the waveby fin built in the tube, (a) is a perspective view, (b) is explanatory drawing. 本発明の別態様に係るチューブの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the tube which concerns on another aspect of this invention. 同チューブの水平断面図である。It is a horizontal sectional view of the tube. 従来のEGRクーラに用いるチューブの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the tube used for the conventional EGR cooler. 従来のUターン型EGRクーラの平面図である。It is a top view of the conventional U-turn type EGR cooler.

符号の説明Explanation of symbols

1 シェル
1a 冷却水入口パイプ
1b 冷却水出口パイプ
2 円弧ヘッダー
3 出入口ヘッダー
3a 入口パイプ
3b 出口パイプ
3c 仕切板
4 チューブアッセンブリ
5 チューブ
5a 仕切部
6 上部プレート
6a ダボ
7 下部プレート
8 オフセットフィン
9 ウェイビーフィン
10 エンドプレート
11 チューブ
11a 上部プレート
11b 下部プレート
12 エンドプレート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shell 1a Cooling water inlet pipe 1b Cooling water outlet pipe 2 Arc header 3 Inlet / outlet header 3a Inlet pipe 3b Outlet pipe 3c Partition plate 4 Tube assembly 5 Tube 5a Partition part 6 Upper plate 6a Dowel 7 Lower plate 8 Offset fin 9 Wayby fin 10 End plate 11 Tube 11a Upper plate 11b Lower plate 12 End plate

Claims (4)

熱交換部を囲う角筒状のシェルの一方側の端面に排気ガスの入口および出口を並列に設けるとともに、その反対側の端面を円弧状に形成した円弧ヘッダーで閉塞してなるUターン型EGRクーラであって、
上記熱交換部には、扁平管の一端に円弧部を設け閉塞してなるチューブを横置きにして多数積層し、
このチューブ内には、上記入口から円弧部までの間に内装されて往路部を形成するオフセットフィンと、上記円弧部から上記出口までの間に内装されて復路部を形成するウェイビーフィンとを並列配置したことを特徴とするUターン型EGRクーラ。
A U-turn EGR comprising an exhaust gas inlet and outlet arranged in parallel on one end face of a rectangular tube-like shell surrounding the heat exchanging portion, and the opposite end face closed with an arc header formed in an arc shape. A cooler,
In the heat exchanging part, a large number of tubes are placed horizontally and closed by providing a circular arc part at one end of the flat tube,
In this tube, an offset fin, which is provided between the inlet and the arc portion and forms the forward path portion, and a waby fin which is provided between the arc portion and the outlet and forms the return portion are arranged in parallel. U-turn type EGR cooler characterized by being arranged.
上記チューブは、上壁および側壁からなる上部プレートと、底板および側壁からなる下部プレートとを接合して形成されることを特徴とする請求項1記載のUターン型EGRクーラ。   2. The U-turn type EGR cooler according to claim 1, wherein the tube is formed by joining an upper plate made of an upper wall and a side wall and a lower plate made of a bottom plate and a side wall. 上記チューブの上壁および底板の少なくとも一方から、上記往路部と上記復路部との間を仕切る仕切部を突出成形したことを特徴とする請求項1記載のUターン型EGRクーラ。   2. The U-turn type EGR cooler according to claim 1, wherein a partition part for partitioning the forward path part and the return path part is projected from at least one of an upper wall and a bottom plate of the tube. 上記チューブを多数積層し、その出入口側の端部をエンドプレートで結束固定してなるチューブアッセンブリを、上記シェルおよび上記円弧ヘッダーの組立体に挿入してなる請求項1記載のUターン型EGRクーラ。   The U-turn type EGR cooler according to claim 1, wherein a tube assembly in which a large number of the tubes are stacked and a tube assembly formed by bundling and fixing the end portion on the inlet / outlet side is inserted into the shell and the arc header assembly. .
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