JP2013053620A - 多管式熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 特に伝熱管群を扁平チューブで構成した多管式熱交換器において、ケースあるいはシェル内に導入される冷却媒体流にチューブシート内面に対する指向性と増速性をより高めて排気ガス流入口側での冷却媒体の沸騰防止作用を高めることができる多管式熱交換器の提供。
【解決手段】 ケーシングの両端部に設けられたチューブシートに複数積層された扁平伝熱管群が固着され、扁平伝熱管内を流通する排気ガスと前記ケーシング内を流通する冷却媒体との間で熱交換を行う方式の多管式熱交換器において、ケーシングの排気ガス流入口側端部付近に冷却媒体流入管を備えた冷却媒体分配器を設け、冷却媒体分配器とケーシングの接続部付近に、冷却媒体の噴出流速が冷却媒体分配器内より増速されるよう複数の噴出孔をケーシング長手方向と略直交する方向に有するノズル部材を備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジンあるいはガソリンエンジン等の冷却水等の液体状の冷却媒体によってエンジンの排気ガスからの熱回収や、ＥＧＲガスを冷却する多管式熱交換器に関するものである。

この種の多管式の熱交換器としては、例えば以下に記載するＥＧＲガス冷却装置（特許文献１〜５）が提案されている。

即ち、特許文献１には、図４１、図４２にその概略を示すように、両端部に冷却媒体流入口２０１−１ａ及び冷却媒体流出口２０１−２ａが設けられた胴管２０１の両端部付近に固定されたチューブシート２０３に伝熱管群２０２が固着配列され、さらに胴管２０１の両端部に端部キャップ２０４が固着され、該端部キャップ２０４にはＥＧＲガスの流入口２０４−１と及び流出口２０４−２が設けられ、該端部キャップ２０４のＥＧＲガスの流入口２０４−１と及び流出口２０４−２の外側開口端部に締結用フランジ２０５が外嵌固着された構造の多管式のＥＧＲガス冷却装置において、ＥＧＲガスの流入口２０４−１側に設ける複数個の冷却媒体流入口２０１−１ａを、胴管２０１内に流入した冷却媒体がＥＧＲガス流入口２０４−１側のチューブシート２０３に沿って流れるように胴管２０１の軸芯に対する垂直線に対し傾斜させて設けたＥＧＲガス冷却装置が示されている。

特許文献２には、図４３、図４４にその概略を示すように、複数並設された扁平チューブ２１２と、該扁平チューブ２１２の外周を囲繞するように形成されたケース２１３と、該ケース２１３の両端部に設けられ各扁平チューブの両端部が貫設されたヘッダプレート（チューブシート）２１４とを備え、扁平チューブ２１２内を流通する排気ガスと、ケース２１３内を流通する冷却水との間で熱交換を行うように構成されたＥＧＲクーラ２１１であって、基端部２２１がケース２１３に接続されると共に、先端部２２０に冷却水入口管２１６が接続される冷却水供給チャンバ２１５を備え、該冷却水供給チャンバ２１５は先端部２２０から基端部２２１に向って漸次幅広となる形状と成し、基端部２２１の幅がケース２１３の幅に略等しくなるように形成され、ケース２１３の他端部には冷却水出口管２２２が設けられたＥＧＲクーラが示されている。図中、２１７は端部キャップ、２１８は締結用フランジである。

特許文献３には、図４５、図４６にその概略を示すように、熱交換器のシェル２３１にチューブアセンブリ２３４を内蔵し、両端部をエンドプレート（チューブシート）２３３に支持された各扁平チューブ２３２の内部に高温のＥＧＲガスを通し、その外部に冷却水を通して熱交換するＥＧＲクーラ用熱交換器において、シェル２３１内に冷却水を導入する冷却水入口２３１−１を２箇所以上設け、シェル２３１内から冷却水を排出する冷却水出口２３１−２を１箇所設け、冷却水入口２３１−１に冷却水入口パイプアダプタ２３５を設ける構成となしたＥＧＲクーラ用熱交換器が示されている。図中、２３１−１ａは冷却水入口パイプ、２３１−２ａは冷却水出口パイプである。

特許文献４には、図４７、図４８にその概略を示すように、冷却水導入口２４１−１及び排出口２４１−２を備えた中空状のシェル２４１と、シェル２４１内部に配置されたＥＧＲガスが通過する複数の扁平チューブ２４２とを備えたＥＧＲクーラ２４０において、シェル２４１の下側面部２４１−３に設けた冷却水導入口２４１−１に冷却水を導入するアダプタ部材２４３を配置した構成のＥＧＲクーラが示されている。

特許文献５には、図４９、図５０にその概略を示すように、冷却水導入口２５１−１及び排出口２５１−２を備えた中空状のシェル２５１と、シェル２５１内部に配置されたＥＧＲガスが通過する複数の扁平チューブ２５２とを備えたＥＧＲクーラ２５０において、冷却水導入口２５１−１に取り付けられシェル２５１内に冷却水を導入するアダプタ部材２５３を備え、このアダプタ部材２５３は当該アダプタ部材内部からシェル２５１内まで延設され、冷却水導入口２５１−１からシェル２５１内に導入される冷却水の流入方向を調整する案内板２５４を備えたＥＧＲクーラが示されている。

特許文献６には、図５１、図５２にその概略を示すように、円筒状の冷却水入口パイプ２６１−１及び排出口（図面省略）を備えた中空状のシェル２６１と、シェル２６１内部に配置されたＥＧＲガスが通過する複数の扁平チューブ２６２とを備えたＥＧＲクーラ２６０において、冷却水入口パイプ２６１−１のシェル２６１内の出口に接合される有底筒状のプレス成形品であって、底面あるいは側面下部に冷却水を任意の方向に向けて放出する放出口２６１−２ａを形成したアタッチメント２６１−２を設けたＥＧＲクーラが示されている。

特許第４３８６２１５号 特開２００７−１５４６８３号 特開２００８−２３１９２９号 特開２００９−１１４９２４号 特開２００９−９１９４８号 特開２０１２−４７１０５号

しかしながら、上記した従来の多管式の熱交換器には、以下に記載する欠点がある。
即ち、前記特許文献１に記載されたＥＧＲガス冷却装置（図４１、図４２）は、冷却媒体流入口２０１−１ａを複数個設けることによりチューブシート２０３付近のオーバーヒートエリアをほとんど皆無にできるので冷却媒体の沸騰の解消に有効であるが、冷却媒体流入口２０１−１ａの流入方向に直角な断面積は冷却媒体流入口へ流入する配管の断面積とは略等しく、冷却媒体流入口から流入する冷却媒体の流速を冷却媒体流入口へ流入する配管内の流速より増速させる作用を有しないため、チューブシート２０３内面に沿って流れる流速の増速作用が十分に得られず、沸騰防止作用の不足が危惧されている。

特許文献２に記載されたＥＧＲガス冷却装置（図４３、図４４）は、冷却水供給チャンバ２１５がヘッダプレート２１４と平行に位置していることから、流入冷却水流にヘッダプレート２１４内面に対する指向性がなく、冷却水供給チャンバ２１５の先端部２２０から流入した冷却水は単に冷却水出口管２２２に向ってケース２１３の軸方向に流れるだけであるから、排気ガス（ＥＧＲガス）流入口側での冷却水の沸騰防止作用が十分に得られないという欠点がある。

特許文献３に記載されたＥＧＲクーラ用熱交換器（図４５、図４６）も、前記特許文献２に記載されたＥＧＲガス冷却装置と同様に、冷却水入口２３１−１よりシェル２３１内に流入する冷却水流にエンドプレート（チューブシート）２３３内面に対する指向性がなく、単に冷却水出口２３１−２ａに向ってシェル２３１の軸方向に流れるだけであるから、ＥＧＲガス流入口側での冷却水の沸騰防止作用が十分に得られないという欠点がある。

特許文献４に記載されたＥＧＲクーラ（図４７、図４８）の場合は、冷却水導入口２４１−１から流入した冷却水はアダプタ部材２４３を通過してシェル２４１内に流入しチューブ列の各チューブの間に導入され、シェル２４１内の各チューブの軸方向を側面に沿い、排出口２４１−２に向って流れるだけでありその冷却水流にエンドプレート内面に対する指向性がないため、前記特許文献２、３に記載されたＥＧＲガス冷却装置及びＥＧＲクーラ用熱交換器と同様に、ＥＧＲガス流入口側での冷却水の沸騰防止作用が十分に得られないという欠点がある。又、このＥＧＲクーラは、扁平伝熱管列として扁平伝熱管の長寸方向が上下方向を向くように垂直に配置された構成のものに限られ、扁平伝熱管が水平に配置されて積層された構造のＥＧＲクーラの場合は、局所的な冷却水の沸騰を防止する効果が得難いという難点がある。

特許文献５に記載されたＥＧＲクーラ（図４９、図５０）の場合は、冷却水導入口２５１−１からシェル２５１内に流入する冷却水流は、案内板２５４により扁平チューブ２５２の積層方向に指向されるのみでその冷却水流にエンドプレート内面に対する指向性がないため、前記特許文献２〜４に記載されたものと同様に、単にシェル２５１の軸方向を排出口２５１−２に向って流れるだけであるから、ＥＧＲガス流入口側での冷却水の沸騰防止作用が十分に得られないという欠点がある。

特許文献６に記載されたＥＧＲクーラ（図５１、図５２）の場合は、円筒状の冷却水入口パイプ２６１−１からシェル２６１内に流入する冷却水は、冷却水入口パイプ２６１−１のシェル２６１内の出口に接合された有底筒状のアタッチメント２６１−２によりガス入口側のエンドプレート２６４付近に向けて放出され、かつ左右に拡散して放出されるも、円筒状の冷却水入口パイプ２６１−１はシェル２６１の端部に設置されている関係上、冷却水の沸騰防止作用は冷却水入口パイプ２６１−１の近傍が最も大きく、冷却水入口パイプ２６１−１より離れるほど小さく、シェル２６１の幅方向全体にわたって均一な冷却水の沸騰防止効果が得難いという欠点がある。又、冷却水の放出口２６１−２ａをエンドプレート２６４付近に向けて形成したアタッチメント２６１−２であっても、シェル２６１の幅方向全体にわたって冷却水の放出量及び流入速度を適切に制御することができないため、排気ガス（ＥＧＲガス）流入口側での冷却水の沸騰防止作用を均一にかつ十分に高めることができないという欠点があり、特に大型のＥＧＲクーラには適さないという難点がある。図中、２６２は扁平チューブ、２６３は入口ヘッダである。

本発明は上記した従来の多管式熱交換器の問題を解決するためになされたもので、特に伝熱管群を扁平チューブで構成した多管式熱交換器において、ケースあるいはシェル内に導入される冷却水流に、ケーシングの軸芯に対する垂直線に対して傾斜してチューブシート（エンドプレート）内面に対する指向性と増速性をより高めて排気ガス（ＥＧＲガス）流入口側での冷却媒体の沸騰防止作用を十分に高めることができる多管式熱交換器を提供しようとするものである。

本発明に係る多管式熱交換器は、複数積層された扁平伝熱管と、該扁平伝熱管の外周を囲繞するように形成されたケーシングと、該ケーシングの両端部に設けられ、前記扁平伝熱管の両端部が貫設されたチューブシートとを備え、前記扁平伝熱管内を流通する排気ガスと前記ケーシング内を流通する冷却媒体との間で熱交換を行う方式の多管式熱交換器において、前記ケーシングの排気ガス流入口側端部付近に前記ケーシング長手方向と略直交する方向に基端部を接続すると共に冷却媒体流入管を備えた冷却媒体分配器を備え、前記冷却媒体分配器と前記ケーシングの接続部付近に、冷却媒体の噴出流速が前記冷却媒体分配器内より増速されるよう複数の噴出孔を該ケーシング長手方向と略直交する方向に有するノズル部材が設けられ、かつ前記噴出孔の断面積の総和が該冷却媒体分配器内の冷却媒体の流れ方向断面積より小さいことを特徴とするものである。

又、本発明に係る多管式熱交換器は、複数積層された扁平伝熱管と、該扁平伝熱管の外周を囲繞するように形成されたケーシングと、該ケーシングの両端部に設けられ、前記扁平伝熱管の両端部が貫設されたチューブシートとを備え、前記扁平伝熱管内を流通する排気ガスと前記ケーシング内を流通する冷却媒体との間で熱交換を行う方式の多管式熱交換器において、前記ケーシングの排気ガス流入口側端部に前記ケーシング長手方向と略直交する方向に設けた長孔からなる開口部に、該開口部を覆うように基端部を接続する冷却媒体分配器と、該冷却媒体分配器に接続した冷却媒体流入管を備え、かつ前記冷却媒体分配器は、前記ケーシング内に流入した冷却媒体が前記排気ガス流入口側のチューブシート内面に沿って流れるようにケーシングの軸芯に対する垂直線に対し傾斜させて設け、さらに、冷却媒体の噴出流速が前記冷却媒体分配器内より増速されるよう複数の噴出孔を設けたノズル部材を前記開口部付近に設け、かつ前記噴出孔の断面積の総和が該冷却媒体分配器内の冷却媒体の流れ方向断面積より小さいことを特徴とするものである。

上記本発明の多管式熱交換器は、冷却媒体分配器をケーシングの軸芯に対する垂直線に対して傾斜させて設けると規定しているように、冷却媒体分配器を傾斜して設置することを必須の構成要件としているが、冷却媒体分配器は例えば、ケーシングの軸芯に対する垂直線に対し平行（軸芯と直角方向）もしくは排気ガス流入口側へ前記と逆向きに設けて構成することも可能である。
即ち、この種の多管式熱交換器は、複数積層された扁平伝熱管と、該扁平伝熱管の外周を囲繞するように形成されたケーシングと、該ケーシングの両端部に設けられ、前記扁平伝熱管の両端部が貫設されたチューブシートとを備え、前記扁平伝熱管内を流通する排気ガスと前記ケーシング内を流通する冷却媒体との間で熱交換を行う方式の多管式熱交換器において、前記ケーシングの排気ガス流入口側端部に前記ケーシング長手方向と略直交する方向に設けた長孔からなる開口部に、該開口部を覆うように基端部を接続する冷却媒体分配器と、該冷却媒体分配器に接続した冷却媒体流入管を備え、かつ前記冷却媒体分配器は、ケーシングの軸芯に対する垂直線に対し平行（軸芯と直角方向）もしくは排気ガス流入口側へ逆向きに設けられ、さらに冷却媒体の噴出流速が前記冷却媒体分配器内より増速されるよう複数の噴出孔を設けたノズル部材が前記開口部付近に設けられ、かつ前記噴出孔の断面積の総和が該冷却媒体分配器内の冷却媒体の流れ方向断面積より小さく、かつ前記ケーシング内に流入した冷却媒体が前記排気ガス流入口側のチューブシート内面に沿って流れるように該噴出孔の軸芯が排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向していることを特徴とするものである。

又、本発明は、前記噴出孔の軸芯が、（ａ）排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向していること、（ｂ）積層された扁平伝熱管の間の空間部もしくは扁平伝熱管とケーシング内面との間の空間部を指向していること、のいずれかを好ましい態様とするものである。

更に、本発明は、前記ノズル部材が冷却水分配器内、及び、ケーシング内のいずれかに設けられることを好ましい態様とするものである。

前記ノズル部材は、伝熱管側に当該伝熱管の積層方向に連続して突出し、壁面に前記噴出孔を有する凸状部が設けられていることを好ましい態様とするものである。

本発明は又、前記凸状部の積層された各扁平伝熱管の間の空間部及び／又は扁平伝熱管とケーシング内面との間の空間部に突出部を有し、該突出部に前記噴出孔が設けられていることを好ましい態様とするものである。

前記ノズル部材には又、軸芯が積層された扁平伝熱管の間の空間部もしくは扁平伝熱管とケーシング内面との間の空間部を指向し、かつ排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向しない複数の流出孔が設けられていること、あるいは断面積の異なる噴出孔及び／又は流出孔が設けられていることを好ましい態様とするものである。さらに、前記ノズル部材には、噴出孔及び／又は流出孔が前記伝熱管の積層方向と略平行で略直線状に連続して配置されていることを好ましい態様とするものである。

又、前記ノズル部材の扁平伝熱管側に当該伝熱管の積層方向に連続して突出した凸状部が設けられ、該凸状部のチューブシート側壁面に前記噴出孔を有し、かつその他の壁面に流出孔が設けられていること、前記ノズル部材の扁平伝熱管側に当該伝熱管の積層方向に連続して突出した凸状部のケーシングの軸方向断面形状が、Ｖ字状、底部に平坦部を有する逆台形状、Ｕ字状、円弧状のいずれかの形状であることを好ましい態様とするものである。

更に又、本発明は、前記冷却媒体分配器内又はノズル部材あるいはケーシング内壁に、冷却媒体のガイド部材が設けられ、かつこのガイド部材は、積層された各扁平伝熱管の間の空間部もしくは扁平伝熱管とケーシング内面との間の空間部に延びる延伸部を有することを好ましい態様とするものである。なお、前記冷却媒体のガイド部材は、ガイド部の長さが扁平伝熱管の積層方向で異なることを好ましい態様とするものである。

又更に、前記ノズル部材に設けられた噴出孔には、ノズルブッシュ又はノズル管が装着されていること、及び該噴出孔は円形又は扁平伝熱管の軸芯方向に長径を有する楕円もしくは長円形であることを好ましい態様とするものである。

なお、本発明の多管式熱交換器において、ケーシングに設けられた開口部は扁平伝熱管の積層方向に略平行に設けられていることを好ましい態様とするものである。

本発明は、多管式熱交換器の排気ガス（ＥＧＲガス）流入口側での冷却媒体の沸騰防止作用を十分に高める手段として、冷却媒体をチューブシート内面に向けてより高速で流入させる冷却媒体分配器と、冷却媒体を前記冷却媒体分配器内より高速で流入させる複数の噴出孔を当該多管式熱交換器のケーシング長手方向と略直交する方向に有するノズル部材を設ける手段をこうじたもので、これにより冷却媒体の増速作用が得られると共に、チューブシートへの指向性がより高められ、排気ガス（ＥＧＲガス）流入口側での冷却媒体の沸騰防止効果をさらに向上させることが可能となる。
即ち、本発明に係る多管式熱交換器は、以下に記載する効果を奏する。
１．冷却媒体分配器をケーシングの軸芯に対する垂直線に対し好ましくは傾斜させて設けたことにより、冷却媒体が排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向して流入することとなり、ケーシング内に流入した冷却媒体が排気ガス流入口側のチューブシート内表面に沿って流れるので、チューブシート内表面付近での冷却媒体沸騰をより効果的に防止することができる。
２．ケーシングに設けられた開口部付近に、前記冷却媒体分配器内の冷却媒体の流れ方向断面積より小さい断面積の総和の、複数の噴出孔を当該多管式熱交換器のケーシング長手方向と略直交する方向に有するノズル部材を設けたことにより、冷却媒体の流入速度が増速されてチューブシート内表面付近でのより大きな冷却媒体沸騰防止効果が得られる。
３．前記噴出孔の軸芯を排気ガス流入口側のチューブシート内表面に指向させることにより、チューブシート内表面付近での冷却媒体沸騰防止作用をより高めることが可能となる。
４．前記噴出孔にノズルブッシュ又はノズル管を装着することにより、冷却媒体の流れをより効果的にチューブシート内表面に指向させることができるので、この場合もチューブシート内表面付近での冷却媒体沸騰防止作用をより一層高めることが可能となる。
５．前記噴出孔の付近に冷却媒体のガイド部材を設けて噴出孔からの冷却媒体の噴流を該ガイド部材表面に添わせることにより、冷却媒体をチューブシート内表面及び／又は各扁平伝熱管の間の空間に的確に導くことができるので、この場合もチューブシート内表面付近での冷却媒体沸騰防止作用をより一層高めることが可能となる。
６．冷却媒体分配器をケーシングの軸芯に対する垂直線に対して平行もしくは逆方向（排気ガス流入口側）に傾斜させて設けても、ノズル部材に設けられた複数の噴出孔がチューブシート側を指向していることにより、前記と同様に冷却媒体がチューブシート内面を指向して流入することとなり、ケーシング内に流入した冷却媒体が排気ガス流入口側のチューブシート内面に沿って流れるので、チューブシート内面付近での冷却媒体沸騰を防止できる。
７．エンジンの高負荷運転時にはＥＧＲガス温度が上昇しかつガス流量が増大するため、チューブシート内表面のみならず扁平伝熱管外表面からも冷却媒体の沸騰を生じる現象が起きるが、ノズル部材に異なる断面積の噴出孔及び／又は流出孔を設けたり、ノズル部材の伝熱管側に伝熱管の積層方向に連続して突出した凸状部を設け、かつ該凸状部のチューブシート側壁面に噴出孔を設けると共にその他の壁面に流出孔を設けたり、ノズル部材凸状部のケーシングの軸方向断面形状が、Ｖ字状、底部に平坦部を有する逆台形状、Ｕ字状、円弧状のいずれかの形状とすること等により、高負荷運転時であってもチューブシート付近からＥＧＲガスの流れ方向に少し沿った広い範囲での沸騰を確実に防止することができる。
８．ガイド部材のガイド部の長さを扁平伝熱管の積層方向で異なるように設けることにより、例えＥＧＲガス流に扁流があってもチューブシート内表面、扁平伝熱管のチューブシート側外表面からの冷却媒体の沸騰も効果的に防止できる。
９．上記のように、本発明の多管式熱交換器によれば、冷却媒体をチューブシート内表面に向けてより高速で流入させる冷却媒体分配器を設ける手段を講じたことにより、冷却媒体の増速作用が得られると共にチューブシートへの指向性がより高められ、排気ガス（ＥＧＲガス）流入口側のチューブシート内表面での冷却媒体の沸騰をほぼ確実に解消できる効果に加え、冷却媒体をチューブシート内表面のみならず各扁平伝熱管の間の空間にも的確に導くことができるので、扁平伝熱管が垂直に配置されたものに限らず、水平に配置された多管式熱交換器においても、チューブシート内表面付近の各扁平伝熱管の外表面からの冷却媒体沸騰防止作用をも、より一層高めることが可能となり、冷却媒体の沸騰に伴う熱交換性能の低下の防止、エンジンの排気ガスからの熱回収、ＥＧＲガス等の排気ガスの冷却に大きく寄与する。

本発明の第１実施例に係る多管式熱交換器を一部省略して示す要部破断概略側面図である。 図１に示す多管式熱交換器の排気ガス流入口側の外観を示す部分概略斜視図である。 図１に示す多管式熱交換器の冷却媒体流入管を一部破断して示す斜視図である。 図１に示す多管式熱交換器のノズル部材を示す平面図である。 本発明の第２実施例に係る多管式熱交換器の要部を示す概略縦断面図である。 図５に示す多管式熱交換器のノズル部材を示す斜視図である。 本発明の第３実施例に係る多管式熱交換器の要部を示す概略縦断面図である。 図７に示す多管式熱交換器のノズル部材の他の例を示す斜視図である。 本発明の第４実施例に係る多管式熱交換器の要部を示す概略縦断面図である。 本発明の第５実施例に係る多管式熱交換器の要部を示す概略縦断面図である。 図１０に示す多管式熱交換器のノズル部材を一部省略して示す斜視図である。 本発明の第６実施例に係る多管式熱交換器の要部を拡大して示す縦断面図である。 図１２に示す多管式熱交換器のノズル部材を一部省略して示す斜視図である。 本発明の第７実施例に係る多管式熱交換器の要部を拡大して示す概略縦断面図である。 図１４に示す多管式熱交換器のノズル部材を一部省略して示す概略側面図である。 本発明の第８実施例に係る多管式熱交換器の要部を拡大して示す概略縦断面図である。 本発明の第９実施例に係る多管式熱交換器の要部を拡大して示す概略縦断面図である。 本発明の第１０実施例に係る多管式熱交換器の要部を拡大して示す概略縦断面図である。 本発明の第１１実施例に係る多管式熱交換器の要部を示す概略縦断面図である。 図１９Ａ−Ａ線上の縦断正面図である。 図１９に示す多管式熱交換器のガイド部材を一部省略して示す拡大斜視図である。 本発明の第１２実施例に係る多管式熱交換器の要部を拡大して示す概略縦断面図である。 本発明の第１３実施例に係る多管式熱交換器の要部を拡大して示す概略縦断面図である。 本発明の第１４実施例に係る多管式熱交換器の要部を拡大して示す概略縦断面図である。 本発明の第１５実施例に係る多管式熱交換器の要部を示す図２相当図である。 本発明の第１６実施例に係る多管式熱交換器の要部を示す図２相当図である。 本発明の第１７実施例に係る多管式熱交換器を一部省略して示す図１相当図である。 図２７に示す多管式熱交換器の要部を拡大して示す図１２相当図である。 本発明の第１８実施例に係る多管式熱交換器の要部を拡大して示す図１２相当図である。 本発明の第１９実施例に係る多管式熱交換器のノズル部材を示す図４相当図である。 本発明の第２０実施例に係る多管式熱交換器のノズル部材を示す図４相当図である。 図３１に示す第２０実施例に係る多管式熱交換器の要部を拡大して示す図１２相当図である。 図３１に示す第２０実施例に係る多管式熱交換器のノズル部材を示す図１３相当図である。 本発明の第２１実施例に係る多管式熱交換器の要部を拡大して示す図１２相当図である。 本発明の第２２実施例に係る多管式熱交換器の要部を拡大して示す図１２相当図である。 図３５に示す第２２実施例に係る多管式熱交換器のノズル部材を示す図１３相当図である。 本発明の第２３実施例に係る多管式熱交換器の要部を拡大して示す図１２相当図である。 図１９〜図２１に示す第１１実施例に係る多管式熱交換器のガイド部材の変形例を一部省略して示す拡大斜視図である。 本発明の第２４実施例に係る多管式熱交換器の要部を拡大して示す概略縦断面図である。 本発明の第２５実施例に係る多管式熱交換器の要部を拡大して示す概略縦断面図である。 従来の多管式熱交換器の第１例を中央部を省略して示す概略平面図である。 図４１に示す多管式熱交換器の中央部を省略して示す概略縦断面図である。 従来の多管式熱交換器の第２例を中央部を省略して示す概略縦断面図である。 図４３のイ−イ線上の概略図である。 従来の多管式熱交換器の第３例を斜め下方から見た概略斜視図である。 図４５に示す多管式熱交換器の概略縦断面図である。 従来の多管式熱交換器の第４例を斜め下方から見た概略斜視図である。 図４７に示す多管式熱交換器の概略縦断面図である。 従来の多管式熱交換器の第５例を示す概略斜視図である。 図４９に示す多管式熱交換器の概略縦断面図である。 従来の多管式熱交換器の第６例を示す概略縦断面図である。 図５１に示す多管式熱交換器の概略横縦面図である。 なお、図２から図３８においては説明の便宜上、冷却媒体の供給部（符号６、８、９等）を図１と逆向きに記載しました。

図１〜４に示す本発明の第１実施例に係る多管式熱交換器は、好ましくは伝熱フィンが内挿固着された複数本の扁平伝熱管２が並設されて積層された扁平伝熱管群と、該扁平伝熱管群の外周を囲繞するように形成されたケーシング１と、該ケーシング１の両端部に設けられ、各扁平伝熱管２の両端部が貫通支持されたチューブシート３を備え、ケーシング１の片側の端部には排気ガス流入ボンネット４が、他端には排気ガス流出ボンネット５がそれぞれ設けられ、さらにケーシング外周壁面の排気ガス流入ボンネット４側端部には扁平伝熱管２の積層方向に略平行な略矩形の長孔からなる冷却媒体流入用開口部６が設けられ、排気ガス流出ボンネット５側端部には冷却媒体流出管７が接続されている。

前記冷却媒体流入用開口部６には、該開口部６を覆うように基端部（底部）が開口されたボックス形の冷却媒体分配器８をケーシング１内に流入した冷却媒体が該排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３に向かって流入するようにケーシング１の軸芯に対する垂直線に対し所望の角度傾斜させて固設する。ここで、前記冷却媒体分配器８の傾斜角度θとしては、特に限定するものではないが５〜４５°程度が好ましい。この冷却媒体分配器８は、基端部に前記開口部６を覆うフランジ部８−１を有し、該基端部と反対側端部に冷却媒体配管（図面省略）に接続する冷却媒体流入管９がケーシング外壁面と平行に横設されている。この冷却媒体流入管９には、図３に示すように前記冷却媒体分配器８内に連通する長孔からなる冷却媒体流入口９−１が設けられ、他端はキャップ９−２により閉鎖されている。さらに本発明では、前記冷却媒体分配器８の開口部６付近に、冷却媒体の噴出流速が冷却媒体分配器８内よりも増速されるように複数の噴出孔１０−１を当該多管式熱交換器のケーシング長手方向と略直交する方向に有するノズル部材１０をケーシング１内壁に取り付ける。このノズル部材１０は、図４に示すように積層された扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応する位置に噴出孔１０−１を設けた平板からなり、かつ前記噴出孔１０−１の断面積の総和が冷却媒体分配器８内の冷却媒体の流れ方向断面積より小さくなっている。その理由は、前記噴出孔１０−１より噴出する冷却媒体の流速を前記冷却媒体分配器８内の流速より増速させて高い運動エネルギーを付与することによって、ケーシング１内に噴出された後の流れの直進性を向上させてチューブシート３内表面に到達させて当該内表面付近に滞留する高温の冷却媒体を迅速に移動させることにより、チューブシート３内表面及び扁平伝熱管２のチューブシート３付近の表面温度を速やかに低下させてこれら表面からの冷却媒体の沸騰を確実に防止するためである。
なお、前記ノズル部材１０の噴出孔１０−１の形状としては、真円又は扁平伝熱管２の軸心方向に長径を有する楕円もしくは長円形状のいずれでもよい。

上記図１〜４に示す構成の多管式熱交換器の場合は、冷却媒体流入管９より冷却媒体分配器８、開口部６及びノズル部材１０を介して冷却媒体が排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３に向かって流入する際、ノズル部材１０の噴出孔１０−１より流出する冷却媒体の噴出流速が冷却媒体分配器８内よりも増速されることにより、チューブシート３内表面に速やかに到達して冷却し冷却媒体の沸騰がより効果的に防止される。

図５、図６に示す本発明の第２実施例に係る多管式熱交換器は、前記第１実施例に係る多管式熱交換器のノズル部材１０を当該多管式熱交換器のケーシング長手方向と略直交するよう冷却媒体分配器８内に設ける方式となしたもので、その構造は図５、図６に示すように断面略クランク形状に形成した板部材に、扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応する位置に噴出孔２０−１を設けたノズル部材２０を、当該ノズル部材２０の噴出孔２０−１の軸心が扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間の空間部及び排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３の内表面を指向するように冷却媒体分配器８の基端部近くに配設したものである。なお、このノズル部材２０も前記ノズル部材１０と同様に、噴出孔２０−１の断面積の総和が冷却媒体分配器８内の冷却媒体の流れ方向断面積より小さくなっている。又、前記ノズル部材２０の噴出孔２０−１の形状としては、前記のものと同様に真円又は扁平伝熱管２の軸心方向に長径を有する楕円もしくは長円形状のいずれでもよいことはいうまでもない。

上記図５、図６に示す構成の本発明の多管式熱交換器の場合は、冷却媒体流入管９より冷却媒体分配器８、ノズル部材２０を介して開口部６より冷却媒体が排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３に向かって流入する際、ノズル部材２０の噴出孔２０−１より流出する冷却媒体の噴出流速が冷却媒体分配器８内よりも増速されかつチューブシート３内表面を指向して高い運動エネルギーを持って噴出されることにより、チューブシート３内表面に速やかに到達して冷却し冷却媒体の沸騰がより効果的に防止される。

図７に示す本発明の第３実施例に係る多管式熱交換器は、前記第２実施例に係る多管式熱交換器と同様にノズル部材を冷却媒体分配器８内に設ける方式において、前記ノズル部材２０に替えて、冷却媒体をより確実に扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入させるためのガイド部一体型のノズル部材３０を採用したもので、その構造は図７にその断面構造を示すようにガイド部３０−２を有する断面略Ｓ字形の板部材に、扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応する位置に噴出孔３０−１を設けたノズル部材３０を、当該ノズル部材３０のガイド部３０−２が扁平伝熱管２とケーシング１内面との間の空間に位置するように開口部６を貫通してケーシング１内に挿入配置するとともに、当該ノズル部材３０の噴出孔３０−１の軸心が扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間の空間部を指向すると共に排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３の内表面を指向するように冷却媒体分配器８の基端部近くに配設したものである。なお、このノズル部材３０も前記ノズル部材２０と同様に、噴出孔３０−１の断面積の総和が冷却媒体分配器８内の冷却媒体の流れ方向断面積より小さく、又、前記ノズル部材３０の噴出孔３０−１の形状も前記のものと同様に真円又は扁平伝熱管２の軸心方向に長径を有する楕円もしくは長円形状のいずれでもよいことはいうまでもない。

又、前記ガイド部一体型のノズル部材３０としては、図８にその変形例を示すように、ガイド部３１−２と反対側端部を冷却媒体分配器８の内面に沿うように内側に折曲げて形成した屈曲部３１−３を有するノズル部材３１を採用してもよい。このノズル部材３１の場合も前記ノズル部材３０と同様に、当該ノズル部材３１のガイド部３１−２が扁平伝熱管２とケーシング１内面との間の空間に位置するように開口部６を貫通してケーシング１内に挿入配置するとともに、当該ノズル部材３１の噴出孔３１−１の軸心が扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間の空間部を指向すると共に排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３の内表面を指向するように冷却媒体分配器８の基端部近くに配設する。

上記図７、図８に示す構成の多管式熱交換器の場合は、冷却媒体流入管９より冷却媒体分配器８、ノズル部材３０又はノズル部材３１を介して開口部６より冷却媒体が排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３に向かって流入する際、ノズル部材３０、３１の噴出孔３０−１、３１−１より流出する冷却媒体の噴出流速が冷却媒体分配器８内よりも増速されかつチューブシート３内表面を指向して高い運動エネルギーを持って噴出されるとともに、その噴出孔３０−１、３１−１より流出した冷却媒体がガイド部３０−２、３１−２に沿って流れてより確実にチューブシート３内表面付近における扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入することにより冷却媒体の沸騰がより効果的に防止される。なお、ノズル部材３０、３１のガイド部３０−２、３１−２の部分を短冊状に形成して当該短冊状部分を各扁平伝熱管２の間の空間部に延伸させた構造とすると、後述するように冷却媒体がチューブシート３内表面に速やかにかつ的確に到達して冷却し沸騰がよりいっそう効果的に防止される。

図９に示す本発明の第４実施例に係る多管式熱交換器は、前記第２、第３実施例に係る多管式熱交換器と同様にノズル部材を冷却媒体分配器８内に設ける方式において、前記ノズル部材２０、３０、３１に替えて、断面Ｌ字状の溝形ノズル部材４０を採用したもので、その構造は図９にその断面構造を示すように扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応する位置に噴出孔４０−１を設けた断面Ｌ字状の溝形ノズル部材４０を、当該ノズル部材４０の噴出孔４０−１の軸心が排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３の内表面及び扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間の空間部を指向するように冷却媒体分配器８の基端部近くに開口部６を貫通して噴出孔４０−１の部分がケーシング１内に突出するように該冷却媒体分配器８に取付けて構成したものである。なお、このノズル部材４０も前記ノズル部材２０、３０、３１と同様に、噴出孔４０−１の断面積の総和が冷却媒体分配器８内の冷却媒体の流れ方向断面積より小さく、又、噴出孔４０−１の形状も前記のものと同様に真円又は扁平伝熱管２の軸心方向に長径を有する楕円もしくは長円形状のいずれでもよいことはいうまでもない。

上記図９に示す構成の多管式熱交換器の場合は、冷却媒体流入管９より冷却媒体分配器８、溝形ノズル部材４０を介して開口部６より冷却媒体が排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３に向かって流入する際、ノズル部材４０の噴出孔４０−１より流出する冷却媒体の噴出流速が冷却媒体分配器８内よりも増速されかつチューブシート３内表面を指向して高い運動エネルギーを持って噴出されるとともに、その噴出孔４０−１より流出した冷却媒体がチューブシート３内表面付近における扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入することにより冷却媒体の沸騰がより効果的に防止される。なお、噴出孔４０−１より流出する冷却媒体をより確実に扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入させるために該溝形ノズル部材４０の側面にガイド部材（図示せず）を取付けるとさらによい。

図１０、図１１に示す本発明の第５実施例に係る多管式熱交換器は、冷却媒体の流速を冷却媒体分配器８内よりも増速させるためのノズル部材をケーシング１の開口部付近に設ける方式において、前記ノズル部材２０、３０、３１、４０に替えて、断面略Ｚ状のノズル部材５０を採用したもので、その構造は図１０、図１１にその断面構造を示すように断面略Ｚ状の板部材の中央部の傾斜部５０−２に、扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応し且つケーシング長手方向と略直交する位置に噴出孔５０−１を設けたノズル部材５０を、当該ノズル部材５０の噴出孔５０−１の軸心が排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３の内表面及び扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間の空間部を指向するようにケーシング１の開口部６付近のケーシング１内壁に取付けて構成したものである。その際、ノズル部材５０は当該ノズル部材の上面側と下面側の一部がそれぞれ冷却媒体分配器８内とケーシング１内に突出するように両端部をケーシング内壁に取付ける。なお、このノズル部材５０も前記ノズル部材２０、３０、３１、４０と同様に、噴出孔５０−１の断面積の総和が冷却媒体分配器８内の冷却媒体の流れ方向断面積より小さく、又、噴出孔５０−１の形状も前記のものと同様に真円又は扁平伝熱管２の軸心方向に長径を有する楕円もしくは長円形状のいずれでもよいことはいうまでもない。

上記図１０、図１１に示す構成の多管式熱交換器の場合は、冷却媒体流入管９より冷却媒体分配器８、ノズル部材５０を介して開口部６より冷却媒体が排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３に向かって流入する際、ノズル部材５０の噴出孔５０−１より流出する冷却媒体の噴出流速が冷却媒体分配器８内よりも増速されかつチューブシート３内表面を指向して高い運動エネルギーを持って噴出されるとともに、その噴出孔５０−１より流出した冷却媒体がチューブシート３内表面付近における扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入することにより冷却媒体の沸騰がより効果的に防止される。なお、噴出孔５０−１より流出する冷却媒体をより確実に扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入させるために該ノズル部材５０の下面にガイド部材（図示せず）を取付けるとさらによい。

図１２、図１３に示す本発明の第６実施例に係る多管式熱交換器は、冷却媒体の流速を冷却媒体分配器８内よりも増速させるためのノズル部材をケーシング１の開口部付近に設ける方式において、前記ノズル部材２０、３０、３１、４０、５０に替えて、扁平伝熱管２側に断面略Ｖ字状もしくはＵ字状で扁平伝熱管２の積層幅に応じて突出した凸状部６０−３を有するノズル部材６０を採用したもので、その構造は図１２、図１３にその断面構造を示すように断面略Ｖ字状の凸状部６０−３の壁面の片側の傾斜部６０−２に、扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応し且つケーシング長手方向と略直交する位置に噴出孔６０−１を設けたノズル部材６０を、当該ノズル部材６０の噴出孔６０−１の軸心が排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３の内表面及び扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間の空間部を指向するようにケーシング１の開口部６付近のケーシング１内壁に取付けて構成したものである。その際、ノズル部材６０は当該ノズル部材のＶ字状の凸状部６０−３がケーシング１内に突出するように両端部をケーシング１内壁に取付ける。なお、このノズル部材６０も前記ノズル部材２０、３０、３１、４０、５０と同様に、噴出孔６０−１の断面積の総和が冷却媒体分配器８内の冷却媒体の流れ方向断面積より小さく、又、噴出孔６０−１の形状も前記のものと同様に真円又は扁平伝熱管２の軸心方向に長径を有する楕円もしくは長円形状のいずれでもよいことはいうまでもない。

上記図１２、図１３に示す構成の多管式熱交換器の場合も、前記図１０、図１１に示す構成の多管式熱交換器と同様に、冷却媒体流入管９より冷却媒体分配器８、開口部６、ノズル部材６０、凸状部６０−３を介して噴出孔６０−１より冷却媒体が排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３に向かって流入する際、ノズル部材６０の噴出孔６０−１より流出する冷却媒体の噴出流速が冷却媒体分配器８内よりも増速されかつチューブシート３の内表面を指向して高い運動エネルギーを持って噴出するとともに、その噴出孔６０−１より流出した冷却媒体がチューブシート３の内表面付近における扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入することにより冷却媒体の沸騰がより効果的に防止される。なおこの場合も、前記のものと同様に、噴出孔６０−１より流出する冷却媒体をより確実に扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入させるために該ノズル部材６０の下面にガイド部材（図示せず）を取付けるとさらによい。

図１４、図１５に示す本発明の第７実施例に係る多管式熱交換器は、冷却媒体の流速を冷却媒体分配器８内よりも増速させるためのノズル部材をケーシング１の開口部付近に設ける方式において、前記の各ノズル部材に替えて、扁平伝熱管２側に断面略Ｖ字状もしくはＵ字状で扁平伝熱管２の積層幅に対応して突出した凸状部７０−３を有し、さらに前記凸状部７０−３の扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間の空間部位に対応し且つケーシング長手方向と略直交する位置に該空間部位に突出する断面略Ｕ字状もしくはＶ字状の突出部７０−４を形成し、該突出部７０−４の壁面の片側の傾斜部７０−２に噴出孔７０−１を設けたノズル部材７０を採用したもので、その構造は図１４、図１５に示すように前記ノズル部材７０を、当該ノズル部材７０の噴出孔７０−１の軸心が扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間の空間部を指向するようにケーシング１の開口部６付近のケーシング１内壁に取付けて構成したものである。その際、ノズル部材７０は当該ノズル部材の凸状部７０−３及び突出部７０−４がケーシング１内に突出するように両端部をケーシング１内壁に取付ける。なお、このノズル部材７０も前記ノズル部材と同様に、噴出孔７０−１の断面積の総和が冷却媒体分配器８内の冷却媒体の流れ方向断面積より小さく、又、噴出孔７０−１の形状も前記のものと同様に真円又は扁平伝熱管２の軸心方向に長径を有する楕円もしくは長円形状のいずれでもよいことはいうまでもない。

上記図１４、図１５に示す構成の多管式熱交換器の場合も、前記の多管式熱交換器と同様に、冷却媒体流入管９より冷却媒体分配器８、開口部６を介してノズル部材７０より冷却媒体が排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３に向かって流入する際、ノズル部材７０の噴出孔７０−１より流出する冷却媒体の噴出流速が冷却媒体分配器８内よりも増速されかつチューブシート３の内表面を指向して高い運動エネルギーを持って噴出するとともに、その噴出孔７０−１より流出した冷却媒体がチューブシート３の内表面付近における扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入することにより冷却媒体の沸騰がより効果的に防止される。
なおこの場合は、ノズル部材７０の突出部７０−４が扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間の空間部位に突出位置することから、噴出孔７０−１より流出する冷却媒体を確実に扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入させることができるので、前記ガイド部材６１等はなくてもよい。

図１６に示す本発明の第８実施例に係る多管式熱交換器は、冷却媒体の噴出流速を冷却媒体分配器８内よりも増速させるためのノズル部材をケーシング１の開口部付近に設ける方式において、前記図１２、図１３に示す本発明の第６実施例に係る多管式熱交換器のノズル部材６０と類似の断面略Ｖ字状の凸状部を有するノズル部材８０を採用したもので、その構造は図１６にその断面構造を示すように断面略Ｖ字状の凸状部の壁面の片側の傾斜部に、扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応する位置に、先端に噴出孔８０−１を有し該扁平伝熱管２側に膨出した短管状のバーリングノズル８０−２を設けたノズル部材８０を、当該ノズル部材８０のバーリングノズル８０−２先端の噴出孔８０−１の軸心が排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３の内表面及び扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間の空間部を指向するようにケーシング１の開口部６付近のケーシング１内壁に取付けて構成したものである。その際、ノズル部材８０は当該ノズル部材のＶ字状凸状部のバーリングノズル８０−２部がケーシング１内に突出するように両端部をケーシング１内壁に取付ける。なお、このノズル部材８０も前記ノズル部材と同様に、噴出孔８０−１の断面積の総和が冷却媒体分配器８内の冷却媒体の流れ方向断面積より小さく、又、バーリングノズル８０−２及び噴出孔８０−１の孔形状も前記のものと同様に真円又は扁平伝熱管２の軸心方向に長径を有する楕円もしくは長円形状のいずれでもよいことはいうまでもない。

上記図１６に示す構成の多管式熱交換器の場合は、冷却媒体流入管９より冷却媒体分配器８、開口部６を介してノズル部材８０より冷却媒体が排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３に向かって流入する際、ノズル部材８０のバーリングノズル８０−２の管状のバーリング壁に案内されて直進性が向上して流出する冷却媒体の噴出流速が冷却媒体分配器８内よりも増速されかつチューブシート３の内表面を指向して高い運動エネルギーを持って噴出するとともに、そのバーリングノズル８０−２より流出した冷却媒体がチューブシート３の内表面付近における扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入するが、その際バーリングノズル８０−２の作用により冷却媒体の直線性がより増すことにより冷却媒体のチューブシート３内表面に速やかにかつ的確に到達して冷却し沸騰がより効果的に防止される。なお、ノズル部材８０の下面にガイド部材（図示せず）を取付けるとより効果的である。

図１７に示す本発明の第９実施例に係る多管式熱交換器は、噴出冷却媒体の流速を冷却媒体分配器８内よりも増速させるためのノズル部材をケーシング１の開口部付近に設ける方式において、前記図９に示す本発明の第４実施例に係る多管式熱交換器のノズル部材４０と類似のノズル部材９０を採用したもので、その構造は図１７にその断面構造を示すように扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応する位置に流出孔９０−３を設けた断面凹形の溝形部材の前記各流出孔９０−３の部分に、先端に噴出孔９０−１を有する比較的長尺のノズルブッシュ９０−２を同一軸心上に取付けたノズル部材９０を、当該ノズル部材９０の流出孔９０−３及びノズルブッシュ９０−２先端の噴出孔９０−１の軸心が扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間の空間部及びチューブシート３内面を指向するように冷却媒体分配器８の基端部近くに取付けて構成したものである。ここで、前記ノズルブッシュ９０−２付きノズル部材９０は、好ましくはノズルブッシュ９０−２が開口部６を貫通してその先端部分がケーシング１内に突出するように冷却媒体分配器８内に取付ける。更に、ノズルブッシュ９０−２より流出する冷却媒体をより確実にチューブシート３内面付近及び扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入させるために開口部６のケーシング１内壁にガイド部材（図示せず）を取付けてもよい。なお、このノズル部材９０の流通孔９０−３及び噴出孔９０−１及びノズルブッシュ９０−２の孔形状及び噴出孔９０−１も前記のものと同様に真円又は扁平伝熱管２の軸心方向に長径を有する楕円もしくは長円形状のいずれでもよいことはいうまでもない。又、ノズルブッシュ９０−２は、前記第８実施例のごとくノズル部材９０と一体に形成してもよい。

上記図１７に示す構成の多管式熱交換器の場合は、冷却媒体流入管９より冷却媒体分配器８、ノズル部材９０を介して開口部６より冷却媒体が排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３に向かって流入する際、ノズル部材９０の流通孔９０−３及びノズルブッシュ９０−２の噴出孔９０−１より流出する冷却媒体の噴出流速が冷却媒体分配器８内よりも増速されかつチューブシート３の内表面を指向して高い運動エネルギーを持って噴出するとともに、そのノズルブッシュ９０−２先端の噴出孔９０−１より流出した冷却媒体がチューブシート３の内表面付近における扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入するが、その際管状のノズルブッシュ９０−２の作用により冷却媒体の直進性がより増すことにより冷却媒体のチューブシート３内表面に速やかにかつ的確に到達して冷却し沸騰がより効果的に防止される。

図１８に示す本発明の第１０実施例に係る多管式熱交換器は、冷却媒体の噴出流速を冷却媒体分配器８内よりも増速させるためのノズル部材をケーシング１の開口部付近に設ける方式において、前記図１０に示す本発明の第５実施例に係る多管式熱交換器のノズル部材５０と類似のノズル部材に比較的長尺で先端に噴出孔１００−１を有するノズル管を一体的に設けたノズル部材を採用したもので、その構造は図１８にその断面構造を示すように断面略Ｚ状の板部材の中央部の傾斜部に、扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応する位置に当該板部材を貫通して軸心が扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間の空間部を指向するように先端に噴出孔１００−１を有する長尺のノズル管１００−２を取付けたノズル部材１００を、ケーシング１の開口部６付近のケーシング１内壁に取付けて構成したもので、かつ前記ノズル管１００−２内には、冷却媒体に旋回性を与えて直進性をさらに良くするためにスパイラルフィン１００−３を設けている。なお、このノズル部材１００のノズル管１００−２及び先端の噴出孔１００−１の断面形状は、前記のものと同様に真円又は扁平伝熱管２の軸心方向に長径を有する楕円もしくは長円形状のいずれでもよいことはいうまでもない。

上記図１８に示す構成の多管式熱交換器の場合は、冷却媒体流入管９より冷却媒体分配器８、ノズル部材１００及びノズル管１００−２を介して開口部６より冷却媒体が排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３に向かって流入する際、ノズル部材１００のノズル管１００−２先端の噴出孔１００−１より流出する冷却媒体の噴出流速が冷却媒体分配器８内よりも増速されかつチューブシート３の内表面を指向して高い運動エネルギーを持って噴出するとともに、その噴出孔１００−１より流出した冷却媒体がチューブシート３の内表面付近における扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入するが、その際ノズル管１００−２の作用により冷却媒体の直進性がより増すことにより冷却媒体のチューブシート３内表面に速やかにかつ的確に到達して冷却し沸騰がより効果的に防止される。なお、ノズル部材１００の下面にガイド部材（図示せず）を取付けるとより効果的である。

図１９〜図２１に示す本発明の第１１実施例に係る多管式熱交換器は、冷却媒体の噴出流速を冷却媒体分配器８内よりも増速させるためのノズル部材と、ケーシング１内に流入した冷却媒体がチューブシート内面に沿うように又は扁平伝熱管２の間の空間部を流れるようにするためのガイド部材を設ける方式であって、前記ガイド部材として櫛歯状ガイド部材を採用したもので、その構造は冷却媒体分配器８の開口部６付近のケーシング１内壁に取付けた、前記図１〜図４に示す本発明の第１実施例に係る多管式熱交換器と同じ噴出孔１０−１付きノズル部材１０と、積層された扁平伝熱管２の間の各空間部に延伸させて設けた短冊状ガイド部１１０−１を有する櫛歯状ガイド部材１１０を備え、櫛歯状ガイド部材１１０の短冊状ガイド部１１０−１を前記ノズル部材１０の噴出孔１０−１を貫通させてその上部両端部の屈曲部１１０−２を冷却媒体分配器８の内面に取付けて構成したものである。

上記図１９〜図２１に示す構成の多管式熱交換器の場合は、冷却媒体流入管９より冷却媒体分配器８、噴出孔１０−１付きノズル部材１０及び櫛歯状ガイド部材１１０を介して冷却媒体が排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３に向かって流入する際、開口部６より流出する冷却媒体の噴出流速が冷却媒体分配器８内よりも増速されるとともに、櫛歯状ガイド部材１１０の作用、即ち短冊状ガイド部１１０−１が延伸されていて扁平伝熱管群の間の空間を横断しかつそのガイド先端がチューブシート３内面付近に到達していることによる作用により、開口部６を介して噴出孔１０−１より高い運動エネルギーを持って噴出する冷却媒体が短冊状ガイド部１１０−１の表面に沿って流動して確実にその先端まで達するので、積層された扁平伝熱管２の間の各空間部を通ってチューブシート３内表面に速やかにかつ的確に到達して冷却し沸騰がより効果的に防止される。
なお、本実施例においては、冷却媒体の温度分布や流速、流れ方向の特性等に応じて短冊状ガイド部１１０−１の湾曲形状（ガイド面形状）を適宜、選択・変更することにより沸騰防止効果をより高めることが可能である。

図２２、図２３に示す多管式熱交換器は、ケーシング１内に流入した冷却媒体をガイド部材により排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３に向かって流入させる方式であり、このうち図２２に示す本発明の第１２実施例に係る多管式熱交換器は、ノズル部材は図示していないが前記第２実施例のノズル部材２０や第４実施例のノズル部材４０等を冷却媒体分配器８内に設け、前記ケーシング外周壁面に設けた冷却媒体流入用開口部６にガイド部材１２０を扁平伝熱管群の扁平伝熱管２とケーシング１内面との間の空間に位置するように当該ケーシング１内壁に取付けて構成したものである。なお、このガイド部材１２０は、前記図２１に示すように下端部を短冊状に形成して当該短冊状部分を各扁平伝熱管２の間の空間部に延伸させた構造としてもよい（２点鎖線で示す）。
上記図２２に示す構成の多管式熱交換器の場合は、冷却媒体流入管９より冷却媒体分配器８及び開口部６より流入する冷却媒体がガイド部材１２０の作用によりチューブシート３内表面に速やかに到達して冷却し冷却媒体の沸騰が効果的に防止される。

図２３に示す本発明の第１３実施例に係る多管式熱交換器は、ノズル部材は図示していないが前記第１実施例のノズル部材１０や第５実施例のノズル部材５０等をケーシング１内に設け、前記ガイド部材１２０と同様のガイド部材１３０を前記ケーシング外周壁面に設けた冷却媒体流入用開口部６を貫通して冷却媒体分配器８内壁に取付けで構成したもので、この場合も前記ガイド部材１３０は、前記図２１に示すように下端部を短冊状に形成して当該短冊状部分を各扁平伝熱管２の間の空間部に延伸させた構造としてもよい（２点鎖線で示す）。
上記図２３に示す構成の多管式熱交換器の場合も前記図２２に示す多管式熱交換器と同様に、冷却媒体流入管９より冷却媒体分配器８及び開口部６より流入する冷却媒体がガイド部材１３０の作用によりチューブシート３内表面に速やかに到達して冷却し冷却媒体の沸騰が効果的に防止される。

図２４に示す本発明の第１４実施例に係る多管式熱交換器は、前記ガイド部材１２０、１３０に替えて、冷却媒体の流速を冷却媒体分配器８内よりも増速化するためのガイド部一体型ノズル部材１４０を採用したもので、その構造は図２４に示すようにノズル部材に相当する上辺部に扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応する位置に噴出孔１４０−１を設け、その連続した端部を湾曲させて延伸して噴出孔に対向する位置にガイド部１４０−２を有するガイド部一体型ノズル部材１４０を、当該ガイド部１４０−２が扁平伝熱管群の扁平伝熱管２とケーシング１内面との間の空間に位置するようにケーシング１内壁に取付けて構成したものである。なお、このノズル部材１４０も前記ガイド部材１２０、１３０のものと同様に、下端部を短冊状に形成して当該短冊状部分を各扁平伝熱管２の間の空間部に延伸させた構造としてもよい（２点鎖線で示す）。又、噴出孔１４０−１の断面積の総和が冷却媒体分配器８内の冷却媒体の流れ方向断面積より小さく、該噴出孔１４０−１の形状も前記のものと同様に真円又は扁平伝熱管２の軸心方向に長径を有する楕円もしくは長円形状のいずれでもよいことはいうまでもない。

上記図２４に示す構成の多管式熱交換器の場合は、冷却媒体流入管９より冷却媒体分配器８、ノズル部材１４０を介して開口部６より冷却媒体が排気ガス流入ボンネット４側のチューブシート３に向かって流入する際、ノズル部材１４０の噴出孔１４０−１より流出する冷却媒体の噴出流速が冷却媒体分配器８内よりも増速されるとともに、その噴出孔１４０−１より流出した冷却媒体がガイド部１４０−２の作用によりチューブシート３内表面に速やかに到達して冷却し冷却媒体の沸騰が効果的に防止される。

上記本発明の図１〜図２４に示す実施例では、冷却媒体の供給方式として冷却媒体分配器８の基端部と反対側端部に冷却媒体流入管９を横設して冷却媒体を冷却媒体分配器８内に流入させる方式を採用した多管式熱交換器を示したが、冷却媒体の供給方式としては上記方式に限定されるものではなく、図２５及び図２６に示す供給方式を採用してもよい。
即ち、図２５及び図２６に示す本発明の第１５実施例及び第１６実施例に係る多管式熱交換器はそれぞれ、冷却媒体流入管１９、２９を直接冷却媒体分配器８に接続して供給する方式を採用したもので、図２５に示す多管式熱交換器は、上面を閉塞した冷却媒体分配器１８を用い、該冷却媒体分配器８の片方の側面上部もしくは両側面上部に、曲げ加工された冷却媒体流入管１９を接続して冷却媒体を供給する方式である。又、図２６に示す多管式熱交換器は、上記と同じ冷却媒体分配器２８を用い、冷却媒体分配器２８の背面上方に直線状の冷却媒体流入管２９を接続して冷却媒体を供給する方式である。なお、上記冷却媒体流入管１９、２９は、冷却媒体の流速を可及的に高めるために冷却媒体が上方より下向きに流入するように伝熱管２の管軸に対して傾斜させて設けるのが好ましい。

上記本発明の図１〜図２６に示す実施例は、冷却媒体分配器８、１８、２８をケーシング１の軸芯に対し傾斜させて設けた多管式熱交換器であるが、図２７、図２８に示す本発明の第１７実施例に係る多管式熱交換器は、前記冷却媒体分配器８をケーシング１の軸芯に対し傾斜させずに垂直（θ＝０度）に設けた構成となしたもので、その構造は図１２に示す第６実施例に係る熱交換器と同様に、冷却媒体の流速を冷却媒体分配器８内よりも増速させるためのノズル部材６０をケーシング１の開口部付近に設ける方式において、ケーシング１に設けられた冷却媒体流入用開口部６をフランジ８Ａ−１が覆うように基端部（底部）が開口されたボックス形の冷却媒体分配器８Ａをケーシング１の軸芯に対し垂直に固設し、扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応し且つケーシング長手方向と略直交する位置に噴出孔６０−１を設けたノズル部材６０を、当該ノズル部材６０の噴出孔６０−１の軸芯が排気ガス流入ボンネット４（図１）側のチューブシート３（図１）の内表面及び扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間の空間部を指向するようにケーシング１の冷却媒体流入用開口部６のケーシング１内壁に取付けて構成したものである。その際、ノズル部材６０は当該ノズル部材のＶ字状の凸状部６０−３がケーシング１内に突出するように両端部をケーシング１内壁に取付ける。なお、このノズル部材も前記ノズル部材２０、３０、３１、４０、５０と同様に、噴出孔６０−１の断面積の総和が垂直形の冷却媒体分配器８Ａ内の冷却媒体の流れ方向面積より小さく、又、噴出孔６０−１の形状も前記のものと同様に真円又は扁平伝熱管２の軸芯方向に長径の楕円もしくは長円形状のいずれでもよいことはいうまでもない。

上記図２７、図２８に示す構成の多管式熱交換器の場合、冷却媒体は冷却媒体分配器８Ａによりケーシング１の軸芯に対して垂直に流入するも、ノズル部材６０の噴出孔６０−１の軸芯が排気ガス流入ボンネット４（図１）側のチューブシート３（図１）の内表面及び扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間の空間部を指向するようにケーシング１の冷却媒体流入用開口部６のケーシング１内壁にケーシング長手方向と略直交するよう取付けられているため、開口部６、ノズル部材６０、凸状部６０−３を介して噴出孔６０−１より冷却媒体がチューブシート３に向かって流入する際、ノズル部材６０の噴出孔６０−１より流出する冷却媒体の噴出流速は前記のものと同様に冷却媒体分配器８Ａ内よりも増速されかつチューブシート３の内表面を指向して高い運動エネルギーを有して噴出するとともに、その噴出孔６０−１より流出した冷却媒体がチューブシート３の内表面付近における扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入することにより冷却媒体の沸騰が効果的に防止される。なおこの場合も、前記のものと同様に、噴出孔６０−１より流出する冷却媒体をより確実に扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入させるためにノズル部材６０の下面に前記ガイド部材（図示せず）を取付けるとさらに効果的である。

図２９に示す本発明の第１８実施例に係る多管式熱交換器は、前記冷却媒体分配器８Ａをケーシング１の軸芯に対し前記図１２に示す第６実施例に係る熱交換器と逆向きに所望の角度（−θ）に傾斜させて設置した構成となしたもの（冷却媒体分配器８Ｂ）で、その構造は図１２に示す第６実施例に係る熱交換器と同様に、冷却媒体の流速を冷却媒体分配器８Ｂ内よりも増速させるためのノズル部材６０をケーシング１の開口部付近に設ける方式において、ケーシング１に設けられた冷却媒体流入用開口部６をフランジ８Ｂ−１が覆うように基端部（底部）が開口されたボックス形の冷却媒体分配器８Ｂをケーシング１の軸芯に対し排気ガス流入ボンネット４（図１）側に所望の角度（−θ）傾斜させてケーシング１に固設し、扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応する位置に噴出孔６０−１を設けたノズル部材６０を、当該ノズル部材６０の噴出孔６０−１の軸芯が排気ガス流入ボンネット４（図１）側のチューブシート３（図１）の内表面及び扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間の空間部を指向し且つケーシング長手方向と略直交するようにケーシング１の冷却媒体流入用開口部６のケーシング１内壁に取付けて構成したものである。この場合も、ノズル部材６０は当該ノズル部材のＶ字状の凸状部６０−３がケーシング１内に突出するように両端部をケーシング１内壁に取付ける。なお、このノズル部材も前記ノズル部材２０、３０、３１、４０、５０と同様に、噴出孔６０−１の断面積の総和が垂直形の冷却媒体分配器８Ａ内の冷却媒体の流れ方向面積より小さく、又、噴出孔６０−１の形状も前記のものと同様に真円又は扁平伝熱管２の軸芯方向に長径の楕円もしくは長円形状のいずれでもよいことはいうまでもない。

上記図２９に示す構成の多管式熱交換器の場合、冷却媒体は冷却媒体分配器８Ｂによりケーシング１の軸芯に対して前記図１２に示す第６実施例に係る熱交換器と逆向きに流入していったんノズル部材６０の噴出孔６０−１と反対側傾斜面に当たるもガイドされて噴出孔６０−１側を指向し、当該ノズル部材６０の噴出孔６０−１の軸芯が排気ガス流入ボンネット４（図１）側のチューブシート３（図１）の内表面及び扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間の空間部を指向するようにケーシング１の冷却媒体流入用開口部６のケーシング１内壁に取付けられているため、開口部６、ノズル部材６０、凸状部６０−３を介して噴出孔６０−１より冷却媒体がチューブシート３に向かって流入する際、ノズル部材６０の噴出孔６０−１より流出する冷却媒体の噴出流速は前記のものと同様に冷却媒体分配器８Ｂ内よりも増速されかつチューブシート３の内表面を指向して高い運動エネルギーを有して噴出するとともに、その噴出孔６０−１より流出した冷却媒体がチューブシート３の内表面付近における扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入することにより冷却媒体の沸騰が効果的に防止される。なおこの場合も、前記のものと同様に、噴出孔６０−１より流出する冷却媒体をより確実に扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入させるためにノズル部材６０の下面に前記ガイド部材（図示せず）を取付けるとさらに効果的である。

図３０に示す本発明の第１９実施例に係る多管式熱交換器は、ノズル部材に断面積の異なる噴出孔を設けたノズル部材６０Ａを採用したもので、積層された扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応し且つケーシング長手方向と略直交する位置に設ける噴出孔として、断面積が扁平伝熱管の積層方向に沿って次第に大きくなるように断面積が異なる噴出孔６０Ａ−１〜６０Ａ−４を設けたものである。このようにノズル部材に異なる断面積の噴出孔６０Ａ−１〜６０Ａ−４を設けるのは、特に多数に扁平伝熱管を内蔵する大型の多管式熱交換器にあっては扁平伝熱管内のＥＧＲガス流量分布が均等ではなく、積層方向中央に向かうほど流量が多くかつ流速が速い場合、中央付近ほどチューブシート内表面及び扁平伝熱管外表面の温度が高温になり易く沸騰し易いこと、又、積層方向中央付近の噴出孔の断面積を徐々に大きくすることにより、冷却媒体量を徐々に増加、増速させて冷却性能を制御することにより、広い範囲での沸騰を効果的に防止することが可能となるためである。なお、噴出孔６０Ａ−１〜６０Ａ−４の断面積が順次変化する例を示したが、噴出孔の断面積を変化させる対応はこれに限定されるものではなく、各々の噴出孔毎に断面積を所望に変化させて良いことは言うまでもない。

図３１〜図３３に示す本発明の第２０実施例に係る多管式熱交換器は、ノズル部材に排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向する噴出孔と、チューブシート内面を指向しない流出孔を設けたノズル部材６０Ｂを採用したもので、その構造は、例えば伝熱管側に当該伝熱管の積層方向に連続して突出した断面略Ｖ字状の凸状部６０Ｂ−３のＥＧＲガスの流れ方向上流側壁面（傾斜部）６０Ｂ−２に、扁平伝熱管群の各扁平伝熱管の間に対応し且つケーシング長手方向と略直交する位置に噴出孔６０Ｂ−１を設けると共に、凸状部６０Ｂ−３のＥＧＲガスの流れ方向下流側壁面（傾斜部）６０Ｂ−４に、軸芯が積層された扁平伝熱管の間の空間部もしくは扁平伝熱管とケーシング内面との間の空間部を指向し、かつ排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向しない複数の小径の流出孔６０Ｂ−５を設けたノズル部材６０Ｂをケーシング１の内壁に取付けて構成したものである。
ここで、ノズル部材に排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向する噴出孔６０Ｂ−１のみならず、チューブシート内面を指向しない流出孔６０Ｂ−５を設けたノズル部材６０Ｂを採用したのは、エンジンの高負荷運転時にはＥＧＲガス温度が上昇しかつガス流量が増大するためチューブシート内表面のみならず、チューブシート付近の扁平伝熱管外表面からも冷却媒体の沸騰を生じる現象が起きること、又、噴出孔６０Ｂ−１からの冷却媒体によるチューブシート内面付近の冷却のみならず、小径の流出孔からの冷却媒体が増速されてチューブシート付近の扁平伝熱管間に流入し各扁平伝熱管の外表面を効果的に冷却することにより、高いエンジン負荷時であってもチューブシート付近の広い範囲での沸騰を確実に防止することができるためである。なお、流出孔６０Ｂ−５は、所望に応じ例えば扁平伝熱管の外表面が高温となる位置のみに設けたり、断面積を変化させて設けても良いことは言うまでもない。

図３４に示す本発明の第２１実施例に係る多管式熱交換器は、前記第２０実施例に係る多管式熱交換器の断面略Ｖ字状の凸状部６０Ｂ−３を有するノズル部材６０Ｂに替えて、断面略Ｕ字状の凸状部６０Ｃ−３を有するノズル部材６０Ｃを採用したもので、その構造は伝熱管側に当該伝熱管の積層方向に連続して突出した断面略Ｕ字状の凸状部６０Ｃ−３のＥＧＲガスの流れ方向上流側壁面（円弧状部）６０Ｃ−２に、扁平伝熱管群の各扁平伝熱管の間に対応し且つケーシング長手方向と略直交する位置に噴出孔６０Ｃ−１を設けると共に、略Ｕ字状凸状部６０Ｃ−３のＥＧＲガスの流れ方向下流側壁面（円弧状部）６０Ｃ−４に、軸芯が積層された扁平伝熱管の間の空間部もしくは扁平伝熱管とケーシング内面との間の空間部を指向し、かつ排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向しない複数の小径の流出孔６０Ｃ−５を設けたノズル部材６０Ｃをケーシング１に取付けて構成したものである。その際、前記ノズル部材６０Ｃの取付け方式としては、例えば当該ノズル部材６０Ｃの冷却媒体分配器８Ａ側の開口端部に形成した鍔部６０Ｃ−６の部分を冷却媒体分配器８Ａの基端部のフランジ部８Ａ−１との間に介在させてケーシング１の外面に固設する方式を採用することができる。そしてこの場合も、断面略Ｕ字状の凸状部６０Ｃ−３を有するノズル部材に排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向する噴出孔６０Ｃ−１のみならず、チューブシート内面を指向しない小径の流出孔６０Ｃ−５を設けたノズル部材６０Ｃを採用したのは、エンジンの高負荷運転時にはＥＧＲガス温度が上昇しかつガス流量が増大するためチューブシート内表面のみならず、チューブシート付近の扁平伝熱管外表面からも冷却媒体の沸騰を生じる現象が起きること、又、噴出孔６０Ｃ−１からの冷却水によるチューブシート内面付近の冷却のみならず、小径の流出孔６０Ｃ−５からの冷却媒体が増速されてチューブシート付近の扁平伝熱管間に流入し各扁平伝熱管の外表面を効果的に冷却することにより、高いエンジン負荷時であってもチューブシート付近の広い範囲での沸騰を確実に防止することができるためである。なお、ノズル部材６０Ｃをケーシング１の外面に固設する方式は、ケーシング１の内面に固設する方式に比べノズル部材の組み付け作業性が良い。なお、流出孔６０Ｃ−５は、所望に応じ例えば扁平伝熱管の外表面が高温となる位置のみに設けたり、断面積を変化させて設けても良いことは言うまでもない。

図３５、図３６に示す本発明の第２２実施例に係る多管式熱交換器は、ノズル部材に排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向する噴出孔と、チューブシート内面を指向しない流出孔、及び、前記噴出孔と流出孔の間に設けられたチューブシート内面を指向しない流出孔を設けたノズル部材６０Ｄを採用したもので、その構造は、例えば伝熱管側に当該伝熱管の積層方向に連続して突出した断面略逆台形状の凸状部６０Ｄ−３のＥＧＲガスの流れ方向上流側壁面（傾斜部）６０Ｄ−２に、扁平伝熱管群の各扁平伝熱管の間に対応し且つケーシング長手方向と略直交する位置に噴出孔６０Ｄ−１を設けると共に、凸状部６０Ｄ−３のＥＧＲガスの流れ方向下流側壁面（傾斜部）６０Ｄ−４に、軸芯が積層された扁平伝熱管の間の空間部もしくは扁平伝熱管とケーシング内面との間の空間部を指向し、かつ排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向しない複数の小径の流出孔６０Ｄ−５を設け、さらに前記噴出孔６０Ｄ−１と流出孔６０Ｄ−５との間に位置しかつ凸状部６０Ｄ−３の底部に軸芯が積層された扁平伝熱管の間の空間部もしくは扁平伝熱管とケーシング内面との間の空間部を指向し、かつ排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向しない複数の小径の流出孔６０Ｄ−６を有するノズル部材６０Ｄをケーシング１の内壁に取付けて構成したものである。

ここで、ノズル部材に排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向する噴出孔６０Ｄ−１及びチューブシート内面を指向しない流出孔６０Ｄ−５に加え、凸状部６０Ｄ−３の底部に小径の流出孔６０Ｄ−６を設けたノズル部材６０Ｄを採用したのは、エンジンの高負荷運転時にはＥＧＲガス温度が上昇しかつガス流量が増大するためチューブシート内表面のみならず、チューブシート付近の扁平伝熱管外表面からも冷却媒体の沸騰を生じる現象が起きること、又、噴出孔６０Ｄ−１からの冷却媒体によるチューブシート内面付近の冷却のみならず、冷却媒体分配器８ＡよりＥＧＲガスの流れ方向と概ね直交して流入する冷却媒体を流出孔６０Ｄ−６より扁平伝熱管間に流入させると共に、ＥＧＲガスの流れ方向下流側壁面に設けた小径の流出孔６０Ｄ−５からの冷却媒体が増速されてチューブシートより少し離れた扁平伝熱管間に流入し各扁平伝熱管の外表面を効果的に冷却することにより、高いエンジン負荷時であってもチューブシート付近を含めた広い範囲での沸騰をより確実に防止することができるためである。なお、噴出孔６０Ｄ−１の断面積は各々の噴出孔毎に断面積を所望に変化させて設けたり、流出孔６０Ｄ−５、６０Ｄ−６は、所望に応じ例えば扁平伝熱管の外表面が高温となる位置のみに設けたり、断面積を変化させて設けても良いことは言うまでもない。

図３７に示す本発明の第２３実施例に係る多管式熱交換器は、前記第２２実施例に係る多管式熱交換器の断面略逆台形状の凸状部６０Ｄ−３を有するノズル部材６０Ｄに替えて、断面略円弧状の凸状部６０Ｅ−３を有するノズル部材６０Ｅを採用したもので、その構造は例えば伝熱管側に当該伝熱管の積層方向に連続して突出した断面略円弧状の凸状部６０Ｅ−３のＥＧＲガスの流れ方向上流側壁面６０Ｅ−２に、扁平伝熱管群の各扁平伝熱管の間に対応し且つケーシング長手方向と略直交する位置に噴出孔６０Ｅ−１を設けると共に、凸状部６０Ｅ−３のＥＧＲガスの流れ方向下流側壁面６０Ｅ−４に、軸芯が積層された扁平伝熱管の間の空間部もしくは扁平伝熱管とケーシング内面との間の空間部を指向し、かつ排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向しない複数の小径の流出孔６０Ｅ−５を設け、さらに前記噴出孔６０Ｅ−１と流出孔６０Ｅ−５との間に位置しかつ凸状部６０Ｅ−３の底部に軸芯が積層された扁平伝熱管の間の空間部もしくは扁平伝熱管とケーシング内面との間の空間部を指向し、かつ排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向しない複数の小径の流出孔６０Ｅ−６を有するノズル部材６０Ｅを、前記と同様に鍔部６０Ｅ−７の部分をケーシング１の外面に固設する方式によりケーシング１に取付けて構成したものである。

ここで、ノズル部材に排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向する噴出孔６０Ｅ−１及びチューブシート内面を指向しない流出孔６０Ｅ−５に加え、凸状部６０Ｅ−３の底部に小径の流出孔６０Ｅ−６を設けたノズル部材６０Ｅを採用したのは、前記と同様にエンジンの高負荷運転時にはＥＧＲガス温度が上昇しかつガス流量が増大するためチューブシート内表面のみならず、チューブシート付近の扁平伝熱管外表面からも冷却媒体の沸騰を生じる現象が起きること、又、噴出孔６０Ｅ−１からの冷却媒体によるチューブシート内面付近の冷却のみならず、冷却媒体分配器８ＡよりＥＧＲガスの流れ方向と概ね直交して流入する冷却媒体を流出孔６０Ｅ−６より扁平伝熱管間に流入させると共に、ＥＧＲガスの流れ方向下流側壁面に設けた小径の流出孔６０Ｅ−５からの冷却媒体が増速されてチューブシートより少し離れた扁平伝熱管間に流入し各扁平伝熱管の外表面を効果的に冷却することにより、高いエンジン負荷時であってもチューブシート付近を含めた広い範囲での沸騰をより確実に防止することができるためである。なお、流出孔６０Ｅ−５、６０Ｅ−６は、所望に応じ例えば扁平伝熱管の外表面が高温となる位置のみに設けたり、断面積を変化させて設けても良いことは言うまでもない。

図３８に示す櫛歯状ガイド部材１１０Ａは、前記図１９〜図２１に示す櫛歯状ガイド部材において、ガイド部の長さを扁平伝熱管の積層方向で異なる長さとしたもので、その構造は積層された扁平伝熱管の間の各空間部に延伸させて設ける短冊状ガイド部１１０Ａ−１の長さが扁平伝熱管の積層方向に沿って次第に大きくなり、中央部分が最も長くなるように形成したものである。なお、短冊状ガイド部１１０Ａ−１には、当該ガイド部材１１０Ａを冷却媒体分配器８、８Ａに取付けるための屈曲部１１０Ａ−２を設けている。

ここで、ガイド部の長さを扁平伝熱管の積層方向で異なる長さとしたのは、以下に記載する理由による。
即ち、ＥＧＲガス冷却装置（ＥＧＲクーラ）に流入するＥＧＲガスの流速分布は均一ではなく偏流を生じながら流入すること、ＥＧＲガス流量が多くかつガス流速が速い扁平伝熱管付近のチューブシート及び扁平伝熱管の表面温度が最も高温となり、最も冷却を必要とする部位であること、ＥＧＲガスが高速で流入し高温となるチューブシート付近への冷却媒体の流量を確保すべく、チューブシートの温度分布に合わせてガイド部材のガイド部の長さを調整する必要があること、即ち、高温となる部位には長いガイド部を、高温とならない部位には短いガイド部を配置する必要があること、例えＥＧＲガス流量が偏流していてもチューブシート内表面、チューブシート内表面付近の扁平伝熱管外表面からも冷却媒体の沸騰を生じる現象を効果的に防止できること、をその理由とするものである。

図３９に示す本発明の第２４実施例に係る多管式熱交換器は、自然対流により発生した気泡が流出し易いので多用される扁平伝熱管を垂直（縦向き）向きではなく、気泡が流出し難い水平に配置した構成の多管式熱交換器に適用した実施例を示したもので、その構造は複数本の扁平伝熱管２が水平に並設されて積層された扁平伝熱管群が内部に収納されたケーシング１の片側の側面に、当該側面に設けた開口部６を覆うように冷却媒体流入管９付き冷却媒体分配器８Ａを固設し、扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応し且つケーシング長手方向と略直交する位置に排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向する噴出孔６０Ｆ−１を有するノズル部材６０Ｆをケーシング１の内壁に取付けて構成したものである。図中、７は冷却媒体流出管である。

上記図３９に示す構成の多管式熱交換器の場合、冷却媒体は冷却媒体分配器８Ａによりケーシング１の側面より水平に流入するも、ノズル部材６０Ｆの噴出孔６０Ｆ−１が扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応して排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向するようにケーシング１内壁に取付けられているので、開口部６、ノズル部材６０Ｆを介して噴出孔６０Ｆ−１より冷却媒体がチューブシートに向かって流入する際、ノズル部材６０Ｆの６０Ｆ−１よりほぼ水平方向に流出する冷却媒体の噴出流速はこの水平配置方式の場合も冷却媒体分配器８Ａ内よりも増速されかつチューブシートの内表面を指向して高い運動エネルギーを有して噴出するとともに、その噴出孔６０Ｆ−１より流出した冷却媒体がチューブシートの内表面付近における水平配置の扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入することにより冷却媒体の沸騰が効果的に防止される。一般的に複数本の扁平伝熱管２が水平に並設されて積層された扁平伝熱管群の場合、冷却媒体の温度上昇に伴う自然対流が発生しにくく流れが停滞して沸騰し易いが、本発明の方式によればノズル部材６０Ｆの噴出孔６０Ｆ−１からのチューブシートを指向したほぼ水平方向で各扁平伝熱管間への冷却媒体の高速な噴出により、冷却媒体の沸騰を確実に防止することが可能となる。また、例え微細な気泡が発生したとしても増速されて高速な冷却媒体流によって速やかに流下させる事が出来、流速が遅い場合に発生する気泡の成長とそれに伴う沸騰とを効果的に防止することができる。なお、ここでは一連式の扁平伝熱管群を例にとり説明したが、扁平伝熱管群を水平方向に並設した二連式の扁平伝熱管群（図示せず）の場合も同様の作用効果が得られることはいうまでもない。

図４０に示す本発明の第２５実施例に係る多管式熱交換器は、前記図３９に示す第２４実施例に係る多管式熱交換器（一連式の扁平伝熱管群）の他の実施例として、三連式の扁平伝熱管群を水平に配置した構成の多管式熱交換器を例示したもので、その構成は７本の扁平伝熱管２が水平に並設されて積層された扁平伝熱管群が水平に三列に配置された三連式の扁平伝熱管群が収納されたケーシング１の両側の側面に、当該両側面に設けた開口部６を覆うように冷却媒体流入管９付き冷却媒体分配器８Ａを固設し、両側の扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応し且つケーシング長手方向と略直交する位置に排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向する噴出孔６０Ｇ−１を有するノズル部材６０Ｇをケーシング１の両側の内壁に取付けて構成したものである。

上記図４０に示す構成の多管式熱交換器の場合、冷却媒体はケーシング１の両側に設けられた冷却媒体分配器８Ａによりケーシング１の側面より水平に流入するも、前記図３９に示す一連式の扁平伝熱管群からなる多管式熱交換器と同様に、ノズル部材６０Ｇの噴出孔６０Ｇ−１が扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に対応してチューブシート内面を指向し且つケーシング長手方向と略直交するようにケーシングの両側の内壁に取付けられているので、ケーシング両側の開口部６、ノズル部材６０Ｇを介して噴出孔６０Ｇ−１より冷却媒体がチューブシートに向かって流入する際、両方のノズル部材６０Ｇの噴出孔６０Ｇ−１よりほぼ水平方向に流出する冷却媒体の噴出流速は、冷却媒体分配器８Ａ内よりも増速されかつチューブシートの内表面を指向して高い運動エネルギーを有して噴出するとともに、その噴出孔６０Ｇ−１より流出した冷却媒体が水平配置の三連の扁平伝熱管群の各扁平伝熱管２の間に流入することにより冷却媒体の沸騰が効果的に防止される。即ち、三連式の扁平伝熱管群からなる多管式熱交換器の場合も、ケーシング１の両側に設けたノズル部材６０Ｇの噴出孔６０Ｇ−１からのチューブシートを指向したほぼ水平方向で各扁平伝熱管間への冷却媒体の高速な噴出により、両サイドの扁平伝熱管群のみならず中央の扁平伝熱管群においても冷却媒体の沸騰を確実に防止することが可能となる。

なお、ここでは、一連式と三連式の扁平伝熱管群からなる多管式熱交換器を例にとり説明したが、二連式の扁平伝熱管群（図示せず）の場合も同様の作用効果が得られることはいうまでもない。

本発明に係る多管式熱交換器は、排気ガス（ＥＧＲガス）流入口側での冷却媒体の沸騰防止作用を十分に高める手段として、冷却媒体をチューブシート内面に向けてより高速で流入させる冷却媒体分配器、冷却媒体を前記冷却媒体分配器内より高速で流入させる複数の噴出孔を当該多管式熱交換器のケーシング長手方向と略直交する方向に有するノズル部材、ガイド部材等を設ける手段をこうじたことにより、扁平伝熱管が垂直に並設されて積層された扁平伝熱管群を有する多管式熱交換器のみならず、扁平伝熱管が水平に並設されて積層された扁平伝熱管群を有する多管式熱交換器においても、冷却媒体の増速作用が得られると共にチューブシート内面側への指向性がより高められ、排気ガス（ＥＧＲガス）流入口側での冷却媒体の沸騰をほぼ確実に解消できるのみならず、チューブシート付近の各扁平伝熱管の外表面をも効果的に冷却することによりチューブシート付近の広い範囲での沸騰を確実に防止することが可能となり、冷却媒体の沸騰に伴う熱交換性能の低下を防止でき、エンジンの排気ガスからの熱回収や、ＥＧＲガス等の排気ガスの冷却に大きく寄与する。

１ ケーシング
２ 扁平伝熱管
３ チューブシート
４ 排気ガス流入ボンネット
５ 排気ガス出口ボンネット
６ 冷却媒体流入用開口部
７ 冷却媒体流出管
８、８Ａ、８Ｂ、１８、２８ 冷却媒体分配器
８−１、８Ａ−１、８Ｂ−１ フランジ部
９、１９、２９ 冷却媒体流入管
９−１ 冷却媒体流入口
９−２ キャップ
１０、２０、３０、３１、４０、５０、６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ、６０Ｅ、６０Ｆ、６０Ｇ、７０、８０、９０、１００ ノズル部材
１０−１、２０−１、３０−１、３１−１、４０−１、５０−１、６０−１、６０Ａ−１〜６０Ａ−４、６０Ｂ−１、６０Ｃ−１、６０Ｄ−１、６０Ｅ−１、６０Ｆ−１、６０Ｇ−１、７０−１、８０−１、９０−１、１００−１、１４０−１ 噴出孔
５０−２、６０−２、７０−２ 傾斜部
６０−３、６０Ｂ−３、６０Ｃ−３、６０Ｄ−３、６０Ｅ−３、７０−３ 凸状部
６０Ｂ−２、６０Ｃ−２、６０Ｄ−２、６０Ｅ−２ ＥＧＲガスの流れ方向上流側壁面
６０Ｂ−４、６０Ｃ−４、６０Ｄ−４、６０Ｅ−４ ＥＧＲガスの流れ方向下流側壁面
６０Ｂ−５、６０Ｃ−５、６０Ｄ−５、６０Ｄ−６、６０Ｅ−５、６０Ｅ−６ 流出孔
６０Ｃ−６、６０Ｅ−７ 鍔部
７０−４ 突出部
８０−２ バーリングノズル
９０−２ ノズルブッシュ
９０−３ 流通孔
１００−２ ノズル管
１００−３ スパイラルフィン
１１０、１１０Ａ 櫛歯状ガイド部材
１１０−１、１１０Ａ−１ 短冊状ガイド部
３１−３、１１０−２、１１０Ａ−２ 屈曲部
１２０、１３０ ガイド部材
１４０ ガイド部一体型ノズル部材
３０−２、３１−２、１４０−２ ガイド部

Claims (19)

1. 複数積層された扁平伝熱管と、該扁平伝熱管の外周を囲繞するように形成されたケーシングと、該ケーシングの両端部に設けられ、前記扁平伝熱管の両端部が貫設されたチューブシートとを備え、前記扁平伝熱管内を流通する排気ガスと前記ケーシング内を流通する冷却媒体との間で熱交換を行う方式の多管式熱交換器において、前記ケーシングの排気ガス流入口側端部付近に前記ケーシング長手方向と略直交する方向に基端部を接続すると共に冷却媒体流入管を備えた冷却媒体分配器を備え、前記冷却媒体分配器と前記ケーシングの接続部付近に、冷却媒体の噴出流速が前記冷却媒体分配器内より増速されるよう複数の噴出孔を該ケーシング長手方向と略直交する方向に有するノズル部材が設けられ、かつ前記噴出孔の断面積の総和が該冷却媒体分配器内の冷却媒体の流れ方向断面積より小さいことを特徴とする多管式熱交換器。
2. 複数積層された扁平伝熱管と、該扁平伝熱管の外周を囲繞するように形成されたケーシングと、該ケーシングの両端部に設けられ、前記扁平伝熱管の両端部が貫設されたチューブシートとを備え、前記扁平伝熱管内を流通する排気ガスと前記ケーシング内を流通する冷却媒体との間で熱交換を行う方式の多管式熱交換器において、前記ケーシングの排気ガス流入口側端部に前記ケーシング長手方向と略直交する方向に設けた長孔からなる開口部に、該開口部を覆うように基端部を接続する冷却媒体分配器と、該冷却媒体分配器に接続した冷却媒体流入管を備え、かつ前記冷却媒体分配器は、前記ケーシング内に流入した冷却媒体が前記排気ガス流入口側のチューブシート内面に沿って流れるようにケーシングの軸芯に対する垂直線に対し傾斜させて設けられ、さらに冷却媒体の噴出流速が前記冷却媒体分配器内より増速されるよう複数の噴出孔を設けたノズル部材が前記開口部付近に設けられ、かつ前記噴出孔の断面積の総和が該冷却媒体分配器内の冷却媒体の流れ方向断面積より小さいことを特徴とする多管式熱交換器。
3. 前記ノズル部材の噴出孔の軸芯が排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向していることを特徴とする請求項１又は２に記載の多管式熱交換器。
4. 複数積層された扁平伝熱管と、該扁平伝熱管の外周を囲繞するように形成されたケーシングと、該ケーシングの両端部に設けられ、前記扁平伝熱管の両端部が貫設されたチューブシートとを備え、前記扁平伝熱管内を流通する排気ガスと前記ケーシング内を流通する冷却媒体との間で熱交換を行う方式の多管式熱交換器において、前記ケーシングの排気ガス流入口側端部に前記ケーシング長手方向と略直交する方向に設けた長孔からなる開口部に、該開口部を覆うように基端部を接続する冷却媒体分配器と、該冷却媒体分配器に接続した冷却媒体流入管を備え、かつ前記冷却媒体分配器はケーシングの軸芯に対する垂直線に対し平行もしくは排気ガス流入口側へ逆向きに傾斜させて設けられ、さらに冷却媒体の噴出流速が前記冷却媒体分配器内より増速されるよう複数の噴出孔を設けたノズル部材が前記開口部付近に設けられ、前記噴出孔の断面積の総和が該冷却媒体分配器内の冷却媒体の流れ方向断面積より小さく、前記ケーシング内に流入した冷却媒体が前記排気ガス流入口側のチューブシート内面に沿って流れるように該噴出孔の軸芯が排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向していることを特徴とする多管式熱交換器。
5. 前記ノズル部材の噴出孔の軸芯が積層された扁平伝熱管の間の空間部もしくは扁平伝熱管とケーシング内面との間の空間部を指向していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の多管式熱交換器。
6. ノズル部材が冷却水分配器内に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の多管式熱交換器。
7. ノズル部材がケーシング内に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の多管式熱交換器。
8. ノズル部材の伝熱管側に当該伝熱管の積層方向に連続して突出し、壁面に前記噴出孔を有する凸状部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の多管式熱交換器。
9. 前記凸状部の積層された各扁平伝熱管の間の空間部及び／又は扁平伝熱管とケーシング内面との間の空間部に突出部を有し、該突出部に前記噴出孔が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の多管式熱交換器。
10. 前記ノズル部材には、軸芯が積層された扁平伝熱管の間の空間部もしくは扁平伝熱管とケーシング内面との間の空間部を指向しかつ排気ガス流入口側のチューブシート内面を指向しない複数の流出孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の多管式熱交換器。
11. 前記ノズル部材には、断面積の異なる噴出孔及び／又は流出孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の多管式熱交換器。
12. 前記ノズル部材には、噴出孔及び／又は流出孔が前記伝熱管の積層方向と略平行で略直線状に連続して配置されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の多管式熱交換器。
13. 前記ノズル部材の扁平伝熱管側に当該伝熱管の積層方向に連続して突出した凸状部が設けられ、該凸状部のチューブシート側壁面に前記噴出孔を有し、かつその他の壁面に前記流出孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の多管式熱交換器。
14. 前記ノズル部材の扁平伝熱管側に当該伝熱管の積層方向に連続して突出した凸状部のケーシングの軸方向断面形状がＶ字状、底部に平坦部を有する逆台形状、Ｕ字状、円弧状のいずれかの形状であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の多管式熱交換器。
15. 冷却媒体分配器内又はノズル部材あるいはケーシング内壁に、冷却媒体のガイド部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の多管式熱交換器。
16. ガイド部材は積層された各扁平伝熱管の間の空間部もしくは扁平伝熱管とケーシング内面との間の空間部に延びる延伸部を有することを特徴とする請求項１５に記載の多管式熱交換器。
17. 噴出孔にはノズルブッシュ又はノズル管が装着されていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の多管式熱交換器。
18. ケーシングに設けられた開口部は扁平伝熱管の積層方向に略平行に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の多管式熱交換器。
19. 噴出孔は円形又は扁平伝熱管の軸芯方向に長径を有する楕円もしくは長円形であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の多管式熱交換器。

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