JP2013245863A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器に関し、特に、複数の伝熱パイプの内部を流通するガスと、各伝熱パイプの外側面に沿って流通する冷却水との間で熱交換を行う熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, to a heat exchanger that performs heat exchange between a gas that flows through a plurality of heat transfer pipes and cooling water that flows along the outer surface of each heat transfer pipe. .
従来、この種の熱交換器としては、車両用内燃機関の排気再循環(EGR:Exhaust Gas Recirculation)装置に適用されるEGRクーラがあり、EGRクーラは、いわゆるシェルアンドチューブ式熱交換器である。 Conventionally, as this type of heat exchanger, there is an EGR cooler applied to an exhaust gas recirculation (EGR) device of a vehicle internal combustion engine, and the EGR cooler is a so-called shell and tube heat exchanger. .
EGRクーラの一例としては、複数の伝熱パイプと、一対のエンドプレートと、両端が開口したケーシングとを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。 As an example of an EGR cooler, there is one provided with a plurality of heat transfer pipes, a pair of end plates, and a casing that is open at both ends (see, for example, Patent Document 1).
伝熱パイプは、流路断面の縦横比率が大きい扁平な形状となっている。エンドプレートには、伝熱パイプの端部が差し込まれる孔が、それぞれ伝熱パイプの数に応じて、エンドプレートの厚み方向に貫通するよう穿設されている。これらの孔は、平行に並んだ細長いスリット状に形成されている。 The heat transfer pipe has a flat shape with a large aspect ratio of the cross section of the flow path. In the end plate, holes into which the end portions of the heat transfer pipes are inserted are formed so as to penetrate in the thickness direction of the end plate according to the number of heat transfer pipes. These holes are formed in the shape of elongated slits arranged in parallel.
一方のエンドプレートの孔には、各伝熱パイプの一端部が差し込まれている。一方のエンドプレートの孔の内周面と、伝熱パイプの外周面においてエンドプレートの孔の内周面に向き合う個所とは、全周にわたり、ろう付けによって接合されている。 One end of each heat transfer pipe is inserted into the hole of one end plate. The inner peripheral surface of one end plate hole and the portion of the outer peripheral surface of the heat transfer pipe facing the inner peripheral surface of the end plate hole are joined by brazing over the entire periphery.
他方のエンドプレートの孔には、各伝熱パイプの他端部が差し込まれている。他方のエンドプレートの孔の内周面と、伝熱パイプの外周面においてエンドプレートの孔の内周面に向き合う個所とは、全周にわたり、ろう付けによって接合されている。 The other end of each heat transfer pipe is inserted into the hole of the other end plate. The inner peripheral surface of the hole of the other end plate and the portion facing the inner peripheral surface of the hole of the end plate on the outer peripheral surface of the heat transfer pipe are joined by brazing over the entire periphery.
一対のエンドプレートは、複数の伝熱パイプを平行に支持する役割を担っており、複数の伝熱パイプと一対のエンドプレートとで、コアを構成している。 The pair of end plates plays a role of supporting the plurality of heat transfer pipes in parallel, and the plurality of heat transfer pipes and the pair of end plates constitute a core.
コアは、ケーシングの内部に配置されており、一対のエンドプレートと、ケーシングの内側面とによって囲まれる冷却水通路を形成するようになっている。 The core is disposed inside the casing, and forms a cooling water passage surrounded by the pair of end plates and the inner surface of the casing.
一方のエンドプレートの外縁面と、ケーシングの内側面において一方のエンドプレートの外縁面に向き合う個所とは、全周にわたり、ろう付けによって接合されている。他方のエンドプレートの外縁面と、ケーシングの内側面において他方のエンドプレートの外縁面に向き合う個所とは、全周にわたり、ろう付けによって接合されている。 The outer edge surface of one end plate and the part facing the outer edge surface of one end plate on the inner surface of the casing are joined by brazing over the entire circumference. The outer edge surface of the other end plate and the portion facing the outer edge surface of the other end plate on the inner surface of the casing are joined by brazing over the entire circumference.
ケーシングの一端部には、ケーシングの外部から各伝熱パイプへ向けてエンジンの排出ガスを導入するための排出ガス入口が設けられている。排出ガス入口は、排出ガスの流通方向上流側から下流側へ向けて、流路断面が次第に拡大するよう形成されている。 An exhaust gas inlet for introducing engine exhaust gas from the outside of the casing toward each heat transfer pipe is provided at one end of the casing. The exhaust gas inlet is formed such that the cross section of the flow path gradually expands from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the exhaust gas.
ケーシングの他端部には、各伝熱パイプからケーシングの外部へ向けて排出ガスを送出するための排出ガス出口が設けられている。排出ガス出口は、排出ガスの流通方向上流側から下流側へ向けて、流路断面が次第に縮小するよう形成されている。 The other end of the casing is provided with an exhaust gas outlet for sending exhaust gas from each heat transfer pipe toward the outside of the casing. The exhaust gas outlet is formed such that the cross section of the flow path gradually decreases from the upstream side to the downstream side in the exhaust gas flow direction.
排出ガス入口には、エンジン排気経路から分流させた排出ガスが流入するようになっている。排出ガスは、各伝熱パイプの内部を流通し、排出ガス出口を経てエンジン吸気経路へ送出されるようになっている。この後、排気ガスは、エンジンの外部から吸引された空気に混ざり、吸気として気筒の内部に還流されるようになっている。 The exhaust gas branched from the engine exhaust path flows into the exhaust gas inlet. Exhaust gas flows through the inside of each heat transfer pipe, and is sent to the engine intake path via the exhaust gas outlet. Thereafter, the exhaust gas is mixed with the air sucked from the outside of the engine, and is returned to the inside of the cylinder as intake air.
ケーシングの他端外側部には、ケーシングの外部から冷却水通路へ冷却水を導入するための冷却水入口が設けられている。また、ケーシングの一端外側部には、冷却水通路からケーシングの外部へ冷却水を送出するための冷却水出口が設けられている。 A cooling water inlet for introducing cooling water from the outside of the casing to the cooling water passage is provided on the outer side of the other end of the casing. In addition, a cooling water outlet for sending the cooling water from the cooling water passage to the outside of the casing is provided at one end outer side of the casing.
冷却水入口には、ラジエータにおいて除熱された冷却水が流入するようになっている。冷却水は、冷却水通路を流通し、冷却水出口を経てラジエータへ送出されるようになっている。 Cooling water removed by the radiator flows into the cooling water inlet. The cooling water flows through the cooling water passage and is sent to the radiator through the cooling water outlet.
各伝熱パイプの内部を流通する排出ガスの熱は、伝熱パイプを介して冷却水通路を流通する冷却水に伝達され、これにより、伝熱パイプからエンジン吸気経路へ送出される排出ガスの温度が下がることになる。 The heat of the exhaust gas flowing inside each heat transfer pipe is transferred to the cooling water flowing through the cooling water passage through the heat transfer pipe, and thereby the exhaust gas sent from the heat transfer pipe to the engine intake path. The temperature will drop.
エンドプレートを作製するのにあたり、前述した細長いスリット状の孔をプレス加工で加工対象材料である金属板に穿設する場合、隣接するスリット状の孔の間隔は、例えば、金属板の厚みの2倍以上としている。 In manufacturing the end plate, when the above-described elongated slit-like holes are punched in the metal plate as the material to be processed by press working, the interval between adjacent slit-like holes is, for example, 2 of the thickness of the metal plate. More than double.
これは、孔の間隔が金属板の厚みの2倍未満に狭まると、パンチが金属板を打ち抜く際に、エンドプレートにおいて隣接する孔の間になる部分がダイへ巻き込まれて、孔の開口形状が歪んでしまうからである。このように、孔の開口形状が歪むと、孔の内周面と伝熱パイプの外周面を、ろう付けによって接合することが困難になるという問題が生じる。 This is because when the distance between the holes narrows to less than twice the thickness of the metal plate, when the punch punches out the metal plate, the portion between the adjacent holes in the end plate is wound into the die, and the opening shape of the hole This is because it is distorted. Thus, when the opening shape of the hole is distorted, there arises a problem that it is difficult to join the inner peripheral surface of the hole and the outer peripheral surface of the heat transfer pipe by brazing.
このため、例えば、エンドプレートにおいて隣接する孔の間隔を、金属板の厚みの2倍以上にして、孔の開口形状の歪みを防ぎ、孔の内周面と伝熱パイプの外周面を、ろう付けによって確実に接合できるようにしていた。 For this reason, for example, the interval between adjacent holes in the end plate is set to be twice or more the thickness of the metal plate to prevent distortion of the opening shape of the holes, and the inner peripheral surface of the holes and the outer peripheral surface of the heat transfer pipe are brazed. By attaching, it was possible to be surely joined.
よって、エンドプレートにおいて隣接する孔の間隔が、前述したように制約される従来のEGRクーラでは、エンドプレートに支持させる伝熱パイプの数を増やして、排出ガスの冷却性能を向上させることはできなかった。 Therefore, in the conventional EGR cooler in which the interval between adjacent holes in the end plate is restricted as described above, the number of heat transfer pipes supported by the end plate can be increased to improve the exhaust gas cooling performance. There wasn't.
また、板厚が薄い金属板を加工対象材料に用い、エンドプレートにおいて隣接する孔の間隔を狭め、エンドプレートに支持させる伝熱パイプの数を増やすことも考えられるが、エンドプレートと伝熱パイプとを、ろう付けによって確実に接合し、かつエンドプレートとケーシングとを、ろう付けによって確実に接合するためには、ろう付け代としてエンドプレートに所定の厚みを持たせる必要があるため、エンドプレートの厚みを薄くすることにより、孔の開口形状の歪みを防止するという手立ては採れない。 It is also conceivable to use a thin metal plate as the material to be processed, narrow the gap between adjacent holes in the end plate, and increase the number of heat transfer pipes supported by the end plate. Are securely joined by brazing and the end plate and the casing are securely joined by brazing, the end plate needs to have a predetermined thickness as a brazing allowance. By reducing the thickness of the hole, there is no way to prevent distortion of the opening shape of the hole.
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、ガスの冷却性能を向上させることができる熱交換器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a heat exchanger capable of improving the gas cooling performance.
本発明に係る熱交換器は、上記課題を解決するため、(1)ガスが内部を流通する複数の伝熱パイプと、前記伝熱パイプの両端部を支持する一対の端部プレートと、両端が開口したケーシングとを備え、前記伝熱パイプおよび前記端部プレートを前記ケーシングに収容し、前記端部プレートの外縁面を前記ケーシングの内側面に接合して、前記端部プレートと、前記ケーシングの内側面とにより、冷却水が流通する冷却水通路を形成した熱交換器において、前記端部プレートは、金属薄板を積層することにより構成され、前記金属薄板には、前記伝熱パイプが貫通する複数の孔が穿設されている。 In order to solve the above-described problems, a heat exchanger according to the present invention includes (1) a plurality of heat transfer pipes through which gas flows, a pair of end plates that support both ends of the heat transfer pipe, And the heat transfer pipe and the end plate are accommodated in the casing, an outer edge surface of the end plate is joined to an inner side surface of the casing, and the end plate and the casing In the heat exchanger in which a cooling water passage through which cooling water flows is formed by the inner surface of the end plate, the end plate is configured by stacking thin metal plates, and the heat transfer pipe penetrates the thin metal plate. A plurality of holes are formed.
この構成により、本発明に係る熱交換器においては、金属薄板に伝熱パイプが貫通する複数の孔を穿設し、この金属薄板を積層して伝熱パイプを端部プレートとするので、端部プレートにおいて隣接する孔の間隔を、金属薄板の厚みに応じて狭めることができるようになる。よって、端部プレートに支持させる伝熱パイプの数を増やして、ガスの冷却性能を向上させることができる。 With this configuration, in the heat exchanger according to the present invention, a plurality of holes through which the heat transfer pipe passes are formed in the metal thin plate, and the metal transfer plate is laminated to form the heat transfer pipe as an end plate. The interval between adjacent holes in the part plate can be reduced according to the thickness of the thin metal plate. Therefore, the number of heat transfer pipes supported by the end plate can be increased, and the gas cooling performance can be improved.
また、上記(1)に記載の熱交換器において、(2)前記金属薄板は、かしめ加工により一体的に締結されている。 Moreover, in the heat exchanger according to (1) above, (2) the metal thin plate is integrally fastened by caulking.
この構成により、本発明に係る熱交換器は、複数の金属薄板を相互に締結させるための作業を簡便に行うことができる。 With this configuration, the heat exchanger according to the present invention can easily perform an operation for fastening a plurality of thin metal plates to each other.
さらに、上記(2)に記載の熱交換器において、(3)前記かしめ加工は、前記金属薄板が板厚方向に凹凸形状となるよう、前記金属薄板同士を互いに塑性変形させることにより構成されている。 Furthermore, in the heat exchanger according to the above (2), (3) the caulking process is configured by plastically deforming the metal thin plates with each other so that the metal thin plates have an uneven shape in the plate thickness direction. Yes.
この構成により、本発明に係る熱交換器は、複数の金属薄板を確実に締結させることができる。 With this configuration, the heat exchanger according to the present invention can securely fasten a plurality of thin metal plates.
本発明によれば、ガスの冷却性能を向上させることができる熱交換器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat exchanger which can improve the cooling performance of gas can be provided.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1、図2は、本発明に係る熱交換器を、車両用内燃機関のEGR装置におけるEGRクーラ10に適用したものであり、EGRクーラ10は、複数の伝熱パイプ20と、一対の端部プレート30と、両端が開口したケーシング40とを備えている。
1 and 2 show a case where a heat exchanger according to the present invention is applied to an
伝熱パイプ20は、金属製で、図4、図5に示すように、流路断面の縦横比率が大きい扁平な形状となっている。端部プレート30は、金属製で、図3に示す円板状の金属薄板32により構成されている。ケーシング40は、金属製で、円形断面の中空構造体であり、伝熱パイプ20と端部プレート30とを収容するようになっている。図1、図2に示すように、ケーシング40の両端部には、塑性加工が施してある。
The
端部プレート30には、伝熱パイプ20の端部が差し込まれる孔31が、それぞれ伝熱パイプ20の数に応じて、端部プレート30の厚み方向に貫通するよう穿設されている。これらの孔31は、平行に並んだ細長いスリット状に形成されている。
In the
一方の端部プレート30の孔31には、各伝熱パイプ20の一端部が差し込まれている。一方の端部プレート30の孔31の内周面と、伝熱パイプ20の外周面において端部プレート30の孔31の内周面に向き合う個所とは、全周にわたり、ろう付けによって接合されている。
One end of each
他方の端部プレート30の孔31には、各伝熱パイプ20の他端部が差し込まれている。他方の端部プレート30の孔31の内周面と、伝熱パイプ20の外周面において端部プレート30の孔31の内周面に向き合う個所とは、全周にわたり、ろう付けによって接合されている。
The other end of each
一対の端部プレート30は、複数の伝熱パイプ20を平行に支持する役割を担っており、複数の伝熱パイプ20と一対の端部プレート30とで、コア50を構成している。
The pair of
コア50は、ケーシング40の内部に配置されており、一対の端部プレート30と、ケーシング40の内側面とによって囲まれる冷却水通路60を形成するようになっている。
The
一方の端部プレート30の外縁面と、ケーシング40の内側面において一方の端部プレート30の外縁面に向き合う個所とは、全周にわたり、ろう付けによって接合されている。他方の端部プレート30の外縁面と、ケーシング40の内側面において他方の端部プレート30の外縁面に向き合う個所とは、全周にわたり、ろう付けによって接合されている。
The outer edge surface of one
ケーシング40の一端部には、ケーシング40の外部から各伝熱パイプ20へ向けてエンジンの排出ガスGを導入するための排出ガス入口41が設けられている。排出ガス入口41は、例えば、後述するような周知の塑性加工方法であるスピニング加工等によって、ケーシング40と一体的に、かつ排出ガスGの流通方向上流側から下流側へ向けて、流路断面が次第に拡大するよう形成されている。
An
ケーシング40の他端部には、各伝熱パイプ20からケーシング40の外部へ向けて排出ガスGを送出するための排出ガス出口42が設けられている。排出ガス出口42は、排出ガス入口41と同様にスピニング加工等によって、ケーシング40と一体的に、かつ排出ガスGの流通方向上流側から下流側へ向けて、流路断面が次第に縮小するよう形成されている。
At the other end of the
排出ガス入口41には、エンジン排気経路から分流させた排出ガスGが流入するようになっている。排出ガスGは、各伝熱パイプ20の内部を流通し、排出ガス出口42を経てエンジン吸気経路へ送出されるようになっている。この後、排気ガスGは、エンジンの外部から吸引された空気に混ざり、吸気として気筒の内部に還流されるようになっている。
Exhaust gas G diverted from the engine exhaust path flows into the
ケーシング40の他端外側部には、ケーシング40の外部から冷却水通路60へ冷却水Wを導入するための冷却水入口43が設けられ、ケーシング40の一端外側部には、冷却水通路60からケーシング40の外部へ冷却水Wを送出するための冷却水出口44が設けられている。
A cooling
冷却水入口43および冷却水出口44は、円筒状の金属部材であり、ケーシング40の他端外側部および一端外側部に穿設した孔に差し込まれている。そして、冷却水入口43および冷却水出口44は、ろう付けによってケーシング40に接合されている。
The cooling
冷却水入口43には、ラジエータにおいて除熱された冷却水が流入するようになっている。冷却水Wは、冷却水通路60を流通し、冷却水出口44を経てラジエータへ送出されるようになっている。
The cooling water removed from the radiator flows into the cooling
各伝熱パイプ20の内部を流通する排出ガスGの熱は、伝熱パイプ20を介して冷却水通路60を流通する冷却水Wに伝達され、これにより、伝熱パイプ20からエンジン吸気経路へ送出される排出ガスGの温度が下がることになる。
The heat of the exhaust gas G flowing inside each
本実施形態に係るEGRクーラ10の特徴部分は、加工対象材料である金属板に複数の孔をプレス加工により穿設する場合において、隣接する孔の間隔と金属板の厚みとの関係に着目し、金属薄板32を積層して締結することにより、端部プレート30を構成した点にある。
The characteristic part of the
金属薄板32は、ケーシング40の内部に同軸に嵌まり込むよう、円板状に形成されている。金属薄板32には、伝熱パイプ20の端部が差し込まれる孔31が、それぞれ伝熱パイプ20の数に応じて、金属薄板32の厚み方向に貫通するよう穿設されている。金属薄板32は、端部プレート30の構成部材であるので、これらの孔31は、平行に並んだ細長いスリット状に形成されている。
The
端部プレート30は、複数の金属薄板32を積層したものである。各端部プレート30における孔31は、同じ位置で重なっている。さらに、積層した金属薄板32は、複数の塑性加工部33によって一体的に締結されている。塑性加工部33は、端部プレート30の周方向に等間隔に位置している。
The
塑性加工部33は、積層した金属薄板32に対して、各金属薄板32の所定個所を板厚方向に塑性変形させる加工(かしめ加工)を施すことにより形成されている。塑性加工部33は、金属薄板32が板厚方向に凹凸形状となるよう、金属薄板32同士を互いに塑性変形させたものである。隣接する金属薄板32は、塑性加工部33において金属薄板32の相互間に生じた摩擦力により固定されている。
The
したがって、個々の金属薄板32に注目すると、金属薄板32のそれぞれの孔31には、伝熱パイプ20の一端部が差し込まれており、金属薄板32の孔31の内周面と、伝熱パイプ20の外周面において金属薄板32の孔31の内周面に向き合う個所とは、全周にわたり、ろう付けによって接合されている。また、金属薄板32の外縁面と、ケーシング40の内側面において端部プレート30の外縁面に向き合う個所とは、全周にわたり、ろう付けによって接合されている。
Therefore, paying attention to the individual
金属薄板32において、隣接するスリット状の孔31の間隔dは、金属薄板32の厚みtの2倍以上としている。これは、前述したように孔31の間隔dが金属薄板32の厚みtの2倍未満に狭まると、パンチが金属薄板32を打ち抜く際に、金属薄板32において隣接する孔31の間になる部分がダイへ巻き込まれて、孔31の開口形状が歪んでしまうからである。
In the metal
本実施形態に係るEGRクーラ10において、例えば、端部プレート30と伝熱パイプ20とが、ろう付けによって確実に接合され、かつ端部プレート30とケーシング40とが、ろう付けによって確実に接合されるのに必要なろう付け代が、3mmであったとすると、厚みtが0.6mmの金属薄板32を5枚積層して締結すれば、ろう付け代、つまり、厚みが3mmの端部プレート30が得られる。
In the
厚みtが0.6mmの金属薄板32において、スリット状の孔31の開口形状が歪まないように、隣接する孔31の間隔dを厚みtの2倍に設定すると、間隔dは、1.2mmになる。したがって、端部プレート30を全体的に見ると、スリット状の孔31の間隔dは、端部プレート30の厚みの2倍未満になる。
In the
また、厚みtが1.5mmの金属薄板32を2枚積層して締結し、厚みが3mmの端部プレート30を得る場合に、隣接する孔31の間隔dを厚みtの2倍に設定すれば、間隔dは、端部プレート30の厚みの2倍である3mmになる。
Further, when two metal
さらに、厚みtが0.3mmの金属薄板32を10枚積層して締結し、厚みが3mmの端部プレート30を得る場合に、隣接する孔31の間隔dを厚みtの2倍に設定すれば、間隔dは、端部プレート30の厚みの2倍未満である0.6mmになる。
Furthermore, when ten metal
これに対して、厚みが3mmの金属板に、金属板の厚み方向に貫通する複数の孔を穿設する場合、孔の開口形状が歪まないようにするためには、隣接する孔の間隔を、金属板の厚みの2倍以上、すなわち、6mm以上にする必要がある。 On the other hand, when a plurality of holes penetrating in the thickness direction of the metal plate are drilled in a metal plate having a thickness of 3 mm, in order to prevent the opening shape of the holes from being distorted, the interval between adjacent holes is set to The thickness of the metal plate needs to be twice or more, that is, 6 mm or more.
このように、本実施形態に係るEGRクーラ10によれば、端部プレート30において隣接する孔31の間隔dを、金属薄板32の厚みtに応じて、端部プレート30の厚みの2倍未満に狭めることができる。よって、端部プレート30に支持させる伝熱パイプ20の数を増やして、排出ガスGの冷却性能を向上させることができる。
Thus, according to the
次いで、本実施形態に係るEGRクーラ10の組み立て手順を説明する。
Next, an assembly procedure of the
直管状のケーシング40を用意し、ケーシング40の一端部に、周知の塑性加工であるスピニング加工を施して、排出ガス入口41を一体的に形成する。図1、図2において、EGRクーラ10の左端部に二点鎖線で図示される個所は、スピニング加工が施される前のケーシング40の一端部を表している。
A straight
具体的には、ケーシング40に対して相対的に公転する複数のスピニングローラ(図示せず)を、ケーシング40の軸線方向と径方向に同時に移動させつつ、ケーシング40の一端部に押し当てて、所定の輪郭を持つ回転対称の排出ガス入口41を形成させるようにする。
Specifically, a plurality of spinning rollers (not shown) that revolve relative to the
スピニング加工を施すのにあたっては、ケーシング40を固定し、このケーシング40に対してスピニングローラを公転させるような工法、スピニングローラを公転させずに、ケーシング40を周方向に回転させるような工法、あるいは、ケーシング40を周方向に回転させるとともに、このケーシング40に対してスピニングローラを公転させるような工法を、適宜に選択できる。
In performing the spinning process, a method of fixing the
また、ケーシング40の他端外側部に、冷却水入口43を差し込むための孔を穿設し、ケーシング40の一端外側部に、冷却水出口44を差し込むための孔を穿設しておく。
Further, a hole for inserting the cooling
複数の金属薄板32を積層し、これらの金属薄板32を、塑性加工部33により締結して、一対の端部プレート30のそれぞれを構成させる。そして、各伝熱パイプ20の一端部を、一方の端部プレート30の孔31に差し込むとともに、各伝熱パイプ20の他端部を、他方の端部プレート30の孔31に一端部が差し込んで、複数の伝熱パイプ20と一対の端部プレート30とで、コア50を構成させるようにする。
A plurality of
コア50を構成させるときには、各端部プレート30の孔31の内周面と、伝熱パイプ20の外周面において端部プレート30の孔31の内周面に向き合う個所との間に、ろう付け用のフィラー金属を介在させておく。フィラー金属としては、例えば、溶剤等を主な材料としたバインダと、ろう材としての金属粉とを混合したペースト状のものがある。
When the
さらに、図2に示すように、ケーシング40の他端部、すなわち、EGRクーラ10の右端側から、コア50をケーシング40の内部に挿入する。このとき、端部プレート30の外縁面と、ケーシング40の内側面において端部プレート30の外縁面に向き合う個所との間に、ろう付け用のフィラー金属を介在させておく。
Further, as shown in FIG. 2, the
冷却水入口43および冷却水出口44を、ケーシング40の他端外側部および一端部に穿設した孔に差し込む。このとき、ケーシング40の外側部に穿設した各孔の内周面と、冷却水入口43および冷却水出口44の外周面においてケーシング40の各孔の内周面に向き合う個所との間に、ろう付け用のフィラー金属を介在させておく。
The cooling
そして、コア50、冷却水入口43および冷却水出口44を組み付けたケーシング40を加熱炉に封入し、加熱炉の内部に所定の雰囲気ガスを充填したうえ、ケーシング40、コア50、冷却水入口43および冷却水出口44を、全体的に加熱して、フィラー金属を溶融させるようにする。
Then, the
フィラー金属が溶融したならば、加熱を止め、ケーシング40、コア50、冷却水入口43および冷却水出口44を自然冷却させると、フィラー金属が固化する。これにより、伝熱パイプ20と端部プレート30とが接合され、端部プレート30とケーシング40とが接合され、冷却水入口43および冷却水出口44とケーシング40とが接合されることになる。
If the filler metal is melted, the filler metal is solidified when the heating is stopped and the
この後、ケーシング40の他端部に、ケーシング40の一端部と同様にスピニング加工を施して、前述した排出ガス出口42を一体的に形成し、EGRクーラ10を成立させる。図1において、EGRクーラ10の右端部に二点鎖線で図示される個所は、スピニング加工が施される前のケーシング40の他端部を表している。
Thereafter, the other end portion of the
本実施形態に係るEGRクーラ10では、金属製の円筒にスピニング加工を施すことによりケーシング40を形成しているが、ケーシング40は、金属板をプレス加工して作製するようにしてもよい。また、ケーシング40を、ダイカスト等の鋳造方法によって作成するようにしてもよい。
In the
ケーシング40の断面形状は、円形のみに特定されず、例えば、矩形であってもよい。ケーシング40の断面形状を、矩形等の円形以外の形状とした場合、端部プレート30の形状は、ケーシング40の断面形状に合わせるようにする。
The cross-sectional shape of the
本実施形態に係るEGRクーラ10では、排出ガス入口41および排出ガス出口42を、ケーシング40に一体的に形成しているが、排出ガス入口41および排出ガス出口42を別に作製し、ケーシング40に接合するようにしてもよい。
In the
本実施形態に係るEGRクーラ10では、伝熱パイプ20の流路断面が、扁平な形状となっているが、伝熱パイプ20は、通常の管材でも差し支えない。伝熱パイプ20に通常の管材を用いた場合には、端部プレート30の孔31の形状は円形となる。
In the
また、伝熱パイプ20の流路断面形状、伝熱パイプ20の数、およびケーシング40の断面形状は、熱交換容量等の設計諸元に応じて適宜に選択される。
Further, the cross-sectional shape of the flow path of the
さらに、伝熱パイプ20の流路断面形状、伝熱パイプ20の数、およびケーシング40の断面形状を変更した場合でも、端部プレート30において隣接する孔31の間隔dを、金属薄板32の厚みtに応じて、端部プレート30の厚みの2倍未満に狭めることは達成できる。よって、本実施形態と同様に、端部プレート30に支持させる伝熱パイプ20の数を増やして、排出ガスGの冷却性能を向上させることができる。
Furthermore, even when the flow path cross-sectional shape of the
以上説明したように、本発明は、ガスの冷却性能を向上させることができる熱交換器を提供することができる、という効果を奏するものであり、車両用内燃機関におけるEGR装置に適用されるEGRクーラとして有用である。 As described above, the present invention has an effect of providing a heat exchanger capable of improving the gas cooling performance, and is an EGR applied to an EGR device in a vehicle internal combustion engine. Useful as a cooler.
10 EGRクーラ
20 伝熱パイプ
30 端部プレート
31 孔
33 塑性加工部
40 ケーシング
60 冷却水通路
G 排出ガス
W 冷却水
10 EGR cooler 20
Claims (3)
前記伝熱パイプの両端部を支持する一対の端部プレートと、
両端が開口したケーシングとを備え、
前記伝熱パイプおよび前記端部プレートを前記ケーシングに収容し、前記端部プレートの外縁面を前記ケーシングの内側面に接合して、前記端部プレートと、前記ケーシングの内側面とにより、冷却水が流通する冷却水通路を形成した熱交換器において、
前記端部プレートは、金属薄板を積層することにより構成され、
前記金属薄板には、前記伝熱パイプが貫通する複数の孔が穿設されていることを特徴とする熱交換器。 A plurality of heat transfer pipes through which gas flows;
A pair of end plates that support both ends of the heat transfer pipe;
A casing with both ends open,
The heat transfer pipe and the end plate are accommodated in the casing, the outer edge surface of the end plate is joined to the inner side surface of the casing, and the end plate and the inner side surface of the casing provide cooling water. In a heat exchanger that forms a cooling water passage through which
The end plate is configured by laminating thin metal plates,
The metal thin plate is provided with a plurality of holes through which the heat transfer pipe penetrates.
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