JP2014224655A

JP2014224655A - Heat exchanger

Info

Publication number: JP2014224655A
Application number: JP2013104477A
Authority: JP
Inventors: 翔冨田; Sho Tomita; 黒木　錬太郎; Rentaro Kuroki; 錬太郎黒木; 勇一島崎; Yuichi Shimazaki; 琢也平井; Takuya Hirai
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2014-12-04

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid increasing the size of a heat exchanger including a plurality of heat exchange elements.SOLUTION: An EGR cooler 1 that is a heat exchanger comprises: a plurality of heat exchange elements arranged in parallel, a fluid that is a cooling target circulating in each of the heat exchange elements; a housing arranged around the heat exchange elements; and spacer members supporting the heat exchange elements in respective end portions of the housing and forming a refrigerant flow path between the housing and the heat exchange elements. The EGR cooler 1 includes an extension protruding axially outward of each heat exchange element from an end surface of the heat exchange element is provided along an outer peripheral wall of the heat exchange element, and the spacer member is arranged to cover the extension and a part of each heat exchange element.

Description

本発明は、熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger.

従来、種々の熱交換器が知られている。例えば、特許文献１には、第一の流体である加熱体が流通する複数のセルを有するハニカム構造体によって形成された第一流体流通部と、この第一流体流通部の外周部に設けられた第二流体流通部を備えた熱交換器が開示されている。第二流体流通部には、冷媒が流通し、第一流体流通内を流通する加熱体から熱を奪い、加熱体を冷却する。また、特許文献１には、複数のハニカム構造体が第二の流体が流通するための間隔を互いに有した状態で積層された態様が開示されている。複数のハニカム構造体の間に冷媒を流通させることにより温度効率を向上させ、また、圧力損失を低減させることにより、熱交換器の冷却効率を向上させることができる。 Conventionally, various heat exchangers are known. For example, in Patent Document 1, a first fluid circulation part formed by a honeycomb structure having a plurality of cells through which a heating body as a first fluid circulates, and an outer peripheral part of the first fluid circulation part are provided. A heat exchanger having a second fluid circulation part is disclosed. The refrigerant flows through the second fluid circulation portion, takes heat from the heating element that circulates in the first fluid circulation, and cools the heating element. Further, Patent Document 1 discloses a mode in which a plurality of honeycomb structures are stacked in a state of having intervals for allowing the second fluid to flow therethrough. The temperature efficiency can be improved by circulating the refrigerant between the plurality of honeycomb structures, and the cooling efficiency of the heat exchanger can be improved by reducing the pressure loss.

国際公開２０１１／０７１１６１号公報International Publication No. 2011/071161

しかしながら、特許文献１に開示された態様のように、ハニカム構造体、すなわち、熱交換体を複数配置した構成とする場合、熱交換体の周囲に配置され、熱交換体と接合されるハウジングの形状が複雑となる。また、ハウジングによって、その内部に熱交換体を支持し、熱交換体の周囲に冷媒通路を形成する場合、熱膨張に起因する冷媒漏れを回避するために、ハウジングには高い加工精度が求められる。ハウジングに対し、高い加工精度を求める場合、複数の熱交換体の間隔を大きく設定してハウジングの加工精度を確保することが考えられるが、熱交換体同士の間隔を大きく設定すると熱交換体が大型化する。また、高い加工精度を求めれば、それだけコストが高くなる。 However, as in the aspect disclosed in Patent Document 1, in the case of a configuration in which a plurality of honeycomb structures, that is, heat exchangers are arranged, the housing is arranged around the heat exchanger and joined to the heat exchanger. The shape becomes complicated. In addition, when the heat exchanger is supported by the housing and a refrigerant passage is formed around the heat exchanger, the housing is required to have high processing accuracy in order to avoid refrigerant leakage due to thermal expansion. . When high processing accuracy is required for the housing, it may be possible to secure the processing accuracy of the housing by setting a large interval between the plurality of heat exchangers. However, if the interval between the heat exchangers is set large, Increase in size. In addition, if high processing accuracy is required, the cost increases accordingly.

そこで、本明細書開示の熱交換器は、複数の熱交換体を備える熱交換器の大型化を回避することを課題とする。なお、前記課題に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の課題の1つとして位置付けることができる。 Then, the heat exchanger of this specification indication makes it a subject to avoid the enlargement of a heat exchanger provided with a plurality of heat exchangers. In addition, the present invention is not limited to the above-described problems, and is an operational effect derived from each configuration shown in the embodiment for carrying out the invention to be described later. Can be positioned as one of

かかる課題を解決するために、本明細書に開示された熱交換器は、並列に配置され、それぞれ内部に冷却対象となる流体が流通する複数の熱交換体と、前記熱交換体の周囲に配置されたハウジングと、前記ハウジングの端部において前記熱交換体を支持し、前記ハウジングと前記熱交換体との間に冷媒通路を形成するスペーサ部材と、を備える。 In order to solve such a problem, the heat exchanger disclosed in this specification includes a plurality of heat exchangers that are arranged in parallel and each of which a fluid to be cooled circulates, and around the heat exchanger. And a spacer member that supports the heat exchange element at an end of the housing and forms a refrigerant passage between the housing and the heat exchange element.

スペーサ部材を用いることにより、ハウジングは、端部の形状の複雑化を伴うことなく内部に熱交換体を支持することができる。ハウジングは、端部の形状の複雑化から開放されることにより、熱交換器の大型化を回避することができる。 By using the spacer member, the housing can support the heat exchange element inside without complicating the shape of the end portion. The housing can be freed from the complicated shape of the end portion, thereby avoiding an increase in the size of the heat exchanger.

また、本明細書開示の熱交換器は、熱交換体の外周壁部に沿って、熱交換体の端面よりも熱交換体の軸方向外側に突出した延設部を備え、スペーサ部材は、前記延設部と熱交換体の一部とを覆うように配置されるようにしてもよい。延設部を設け、スペーサ部材を延設部と熱交換体の一部とを覆うように配置することにより、冷媒と熱交換を行う部分、すなわち、流路領域の面積を大きく確保することができる。冷媒は、スペーサ部材が熱交換体を覆っている部分に、基本的に到達することができない。すなわち、冷却性能確保の面からは、熱交換体の周囲にはスペーサ部材が存在していないことが望ましい。その一方で、スペーサ部材には、熱交換体の重量を支持する要請もある。そこで、延設部を設けて広い流路領域を確保しつつ、スペーサ部材の装着スペースを確保すると共に、スペーサ部材によって熱交換体の一部を覆うことにより、熱交換体の重量を支持する。 In addition, the heat exchanger disclosed in the present specification includes an extended portion that protrudes outward in the axial direction of the heat exchanger from the end face of the heat exchanger along the outer peripheral wall portion of the heat exchanger, and the spacer member includes: You may make it arrange | position so that the said extension part and a part of heat exchanger may be covered. By providing the extended portion and arranging the spacer member so as to cover the extended portion and a part of the heat exchange element, it is possible to ensure a large area of the portion that performs heat exchange with the refrigerant, that is, the flow path region. it can. The refrigerant basically cannot reach the portion where the spacer member covers the heat exchanger. That is, from the viewpoint of ensuring the cooling performance, it is desirable that no spacer member exists around the heat exchanger. On the other hand, the spacer member is also required to support the weight of the heat exchanger. Therefore, while providing an extended portion to ensure a wide flow path area, a space for mounting the spacer member is ensured, and a part of the heat exchanger is covered by the spacer member, thereby supporting the weight of the heat exchanger.

前記延設部は、前記熱交換体と同一材料を用い、前記外周壁部から突出させて形成してもよい。また、熱交換体の周囲に配置されたインナーパイプを備える場合には、延設部は、インナーパイプの端部を熱交換体の端面よりも熱交換体の軸方向外側に突出させて形成してもよい。 The extending portion may be formed by using the same material as the heat exchanger and protruding from the outer peripheral wall portion. Further, when the inner pipe disposed around the heat exchanger is provided, the extending portion is formed by projecting the end of the inner pipe to the outer side in the axial direction of the heat exchanger from the end face of the heat exchanger. May be.

本明細書開示の熱交換器によれば、複数の熱交換体を備える熱交換器の大型化を回避することができる。 According to the heat exchanger disclosed in the present specification, it is possible to avoid an increase in the size of the heat exchanger including a plurality of heat exchangers.

図１（Ａ）は第１実施形態のＥＧＲクーラを背面側から観た斜視図であり、図１（Ｂ）は第１実施形態のＥＧＲクーラを正面側から観た斜視図である。FIG. 1A is a perspective view of the EGR cooler of the first embodiment viewed from the back side, and FIG. 1B is a perspective view of the EGR cooler of the first embodiment viewed from the front side. 図２は熱交換エレメントの端面図である。FIG. 2 is an end view of the heat exchange element. 図３は分解された第１実施形態のＥＧＲクーラを示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing the EGR cooler of the first embodiment disassembled. 図４（Ａ）、（Ｂ）はハウジングの端部とスペーサ部材の関係を示す説明図である。4A and 4B are explanatory views showing the relationship between the end of the housing and the spacer member. 図５はＥＧＲガスの流通方向に沿うＥＧＲクーラの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the EGR cooler along the flow direction of the EGR gas. 図６（Ａ）は図５におけるＡ部を拡大して示す説明図であり、図６（Ｂ）は比較例のＡ部に相当する部分の説明図である。FIG. 6A is an explanatory diagram showing the A portion in FIG. 5 in an enlarged manner, and FIG. 6B is an explanatory diagram of a portion corresponding to the A portion of the comparative example. 図７は第１実施形態の変形例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a modification of the first embodiment. 図８は第２実施形態のＥＧＲクーラ端部を拡大して示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an enlarged EGR cooler end of the second embodiment. 図９は第２実施形態のＥＧＲクーラ端部の変形例を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory view showing a modification of the EGR cooler end portion of the second embodiment. 図１０は第２実施形態のＥＧＲクーラ端部の他の変形例を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory view showing another modification of the EGR cooler end portion of the second embodiment. 図１１は第３実施形態のＥＧＲクーラ端部を拡大して示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory view showing the EGR cooler end of the third embodiment in an enlarged manner. 図１２は第３実施形態のＥＧＲクーラ端部の変形例を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory view showing a modification of the EGR cooler end portion of the third embodiment. 図１３は第３実施形態のＥＧＲクーラ端部の他の変形例を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory view showing another modification of the EGR cooler end portion of the third embodiment. 図１４は熱交換エレメントを三本とした場合のリング部材を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory view showing a ring member when three heat exchange elements are used.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, in the drawings, the dimensions, ratios, and the like of each part may not be shown so as to completely match the actual ones. In some cases, details are omitted in some drawings.

（第１実施形態）
まず、図１乃至図６（Ａ）を参照して、第１実施形態のＥＧＲクーラ１について説明する。ＥＧＲクーラ１は、熱交換器の一例であり、本明細書開示の熱交換器は、種々の流体を冷却対象とすることができる。第１実施形態におけるＥＧＲクーラ１は、内燃機関に装備される排気再循環装置に組み込まれる。従って、第１実施形態における冷却対象となる流体は、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスとなる。 (First embodiment)
First, with reference to FIG. 1 thru | or FIG. 6 (A), the EGR cooler 1 of 1st Embodiment is demonstrated. The EGR cooler 1 is an example of a heat exchanger, and the heat exchanger disclosed in the present specification can target various fluids for cooling. The EGR cooler 1 in the first embodiment is incorporated in an exhaust gas recirculation device that is provided in an internal combustion engine. Therefore, the fluid to be cooled in the first embodiment is EGR (Exhaust Gas Recirculation) gas.

図１（Ａ）は第１実施形態のＥＧＲクーラ１を背面側から観た斜視図であり、図１（Ｂ）は第１実施形態のＥＧＲクーラ１を正面側から観た斜視図である。図２は熱交換エレメント１５（１６）の端面図である。図３は分解された第１実施形態のＥＧＲクーラ１を示す説明図である。図４（Ａ）、（Ｂ）はハウジング４の端部とスペーサ部材８の関係を示す説明図である。図５はＥＧＲガスの流通方向に沿うＥＧＲクーラ１の断面図である。図６（Ａ）は図５におけるＡ部を拡大して示す説明図である。なお、図６（Ｂ）は比較例のＡ部に相当する部分の説明図である。 FIG. 1A is a perspective view of the EGR cooler 1 of the first embodiment viewed from the back side, and FIG. 1B is a perspective view of the EGR cooler 1 of the first embodiment viewed from the front side. FIG. 2 is an end view of the heat exchange element 15 (16). FIG. 3 is an explanatory view showing the EGR cooler 1 of the first embodiment disassembled. 4A and 4B are explanatory views showing the relationship between the end of the housing 4 and the spacer member 8. FIG. 5 is a sectional view of the EGR cooler 1 along the flow direction of the EGR gas. FIG. 6A is an explanatory view showing an A portion in FIG. 5 in an enlarged manner. FIG. 6B is an explanatory diagram of a portion corresponding to the A portion of the comparative example.

図１を参照すると、ＥＧＲクーラ１は、２本の並列に配置された熱交換体、すなわち、第１熱交換体２及び第２熱交換体３を備える。第１熱交換体２、第２熱交換体３には、それぞれ、冷却対象となる流体、すなわち、本実施形態では、ＥＧＲガスが通過する。ＥＧＲガスの流通方向は同一方向である。第１熱交換体２及び第２熱交換体３は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）セラミック製複合材料である。このセラミック材料は、効率的な熱伝導を有するとともに、高い耐食性を発揮することができるため、熱交換体として好適である。第１熱交換体２及び第２熱交換体３は、同一物であり、それぞれ、円筒状に成形されており、ＥＧＲガスが通過できるように通路が形成されている。第１熱交換体２及び第２熱交換体３は、後に詳説する冷媒通路１１内を流通する冷却水と熱交換することができる。これにより、ＥＧＲガスが冷却される。なお、熱交換体の数は、２本に限られるものでなく、さらに多くの本数を装備することもできる。また、熱交換体の形状は、円筒状に限られず、他の形状を採用することもできる。 Referring to FIG. 1, the EGR cooler 1 includes two heat exchangers arranged in parallel, that is, a first heat exchanger 2 and a second heat exchanger 3. The first heat exchange body 2 and the second heat exchange body 3 each pass a fluid to be cooled, that is, EGR gas in the present embodiment. The distribution direction of the EGR gas is the same direction. The first heat exchanger 2 and the second heat exchanger 3 are silicon carbide (SiC) ceramic composite materials. This ceramic material is suitable as a heat exchanger because it has efficient heat conduction and can exhibit high corrosion resistance. The 1st heat exchange body 2 and the 2nd heat exchange body 3 are the same things, respectively, are shape | molded by the cylindrical shape, and the channel | path is formed so that EGR gas can pass. The 1st heat exchange body 2 and the 2nd heat exchange body 3 can exchange heat with the cooling water which distribute | circulates the inside of the refrigerant path 11 explained in full detail behind. Thereby, the EGR gas is cooled. In addition, the number of heat exchangers is not limited to two, and a larger number can be provided. In addition, the shape of the heat exchange element is not limited to a cylindrical shape, and other shapes can also be adopted.

このような第１熱交換体２及び第２熱交換体３は、それぞれ、第１熱交換エレメント１５、第２熱交換エレメント１６を構成する。図２を参照すると、第１熱交換体２及び第２熱交換体３の周囲には、筒状のインナーパイプ９が配置されている。また、第１熱交換体２とインナーパイプ９との間、第２熱交換体３とインナーパイプ９との間には、それぞれ中間材となるグラファイトシート１０が配置されている。このようにして第１熱交換エレメント１５及び第２熱交換エレメント１６が形成されている。グラファイトシート１０は、熱交換体とインナーパイプ９との熱膨張量の差に起因するストレスの発生を緩和することができる。グラファイトシート１０は、摩擦係数の小さい材料として選定されたものである。グラファイトシート２１に代えて、摩擦係数が小さく、インナーパイプ９と熱交換体との間に滑りを生じさせることができる材料を採用することもできる。第１熱交換エレメント１５、第２熱交換エレメント１６は、それぞれ、焼嵌めによって形成することができる。 Such 1st heat exchange body 2 and 2nd heat exchange body 3 constitute the 1st heat exchange element 15 and the 2nd heat exchange element 16, respectively. Referring to FIG. 2, a cylindrical inner pipe 9 is disposed around the first heat exchange body 2 and the second heat exchange body 3. Further, a graphite sheet 10 serving as an intermediate material is disposed between the first heat exchange body 2 and the inner pipe 9 and between the second heat exchange body 3 and the inner pipe 9. In this way, the first heat exchange element 15 and the second heat exchange element 16 are formed. The graphite sheet 10 can alleviate the occurrence of stress due to the difference in thermal expansion between the heat exchanger and the inner pipe 9. The graphite sheet 10 is selected as a material having a small friction coefficient. Instead of the graphite sheet 21, a material having a small friction coefficient and capable of causing slippage between the inner pipe 9 and the heat exchange body can be employed. The first heat exchange element 15 and the second heat exchange element 16 can each be formed by shrink fitting.

ＥＧＲクーラ１は、熱交換体の周囲に冷媒を流通させる冷媒通路１１を形成するハウジング４を備える。具体的に、ハウジング４は、第１熱交換エレメント１５、第２熱交換エレメント１６の周囲に冷媒通路１１を形成する。ハウジング４は、ステンレス（ＳＵＳ）製である。図３を参照すると、ハウジング４は、第１半割部材４ａと第２半割部材４ｂとを組み合わせてそのおおよその外形形状をなす。第１半割部材４ａは、第１熱交換エレメント１５の周囲に位置することとなる第１湾曲部４ａ１と第２熱交換エレメント１６の周囲に位置することとなる第２湾曲部４ａ２とを備えている。同様に、第２半割部材４ｂは、第１熱交換エレメント１５の周囲に位置することとなる第１湾曲部４ｂ１と第２熱交換エレメント１６の周囲に位置することとなる第２湾曲部４ｂ２とを備えている。第２半割部材４ｂの第１湾曲部４ｂ１には、後に詳説する冷媒導入部６が設けられている。また、第２半割部材４ｂの第２湾曲部４ｂ２には、冷媒排出部７が設けられている。冷媒導入部６には、冷媒導入口６ａが形成されている。冷媒排出部７には、冷媒排出口７ａが形成されている。第１半割部材４ａ、第２半割部材４ｂは、それぞれ、プレス加工によって成形することができる。なお、冷媒はどのようなものであってもよいが、本実施形態では、冷却水を用いている。 The EGR cooler 1 includes a housing 4 that forms a refrigerant passage 11 for circulating a refrigerant around the heat exchanger. Specifically, the housing 4 forms the refrigerant passage 11 around the first heat exchange element 15 and the second heat exchange element 16. The housing 4 is made of stainless steel (SUS). Referring to FIG. 3, the housing 4 has an approximate outer shape by combining the first half member 4 a and the second half member 4 b. The first half member 4 a includes a first curved portion 4 a 1 that will be located around the first heat exchange element 15 and a second curved portion 4 a 2 that will be located around the second heat exchange element 16. ing. Similarly, the second half member 4b is positioned around the first heat exchange element 15 and the second curved portion 4b2 is located around the first curved portion 4b1 and the second heat exchange element 16. And. The first curved portion 4b1 of the second half member 4b is provided with a refrigerant introduction portion 6 that will be described in detail later. Moreover, the refrigerant | coolant discharge part 7 is provided in the 2nd curved part 4b2 of the 2nd half member 4b. The refrigerant introduction part 6 is formed with a refrigerant introduction port 6a. A refrigerant discharge port 7 a is formed in the refrigerant discharge portion 7. Each of the first half member 4a and the second half member 4b can be formed by press working. In addition, although what kind of thing may be sufficient as a refrigerant | coolant, in this embodiment, cooling water is used.

第１半割部材４ａと第２半割部材４ｂとは、２本の筒状部が形成されるように対向させて組み合わされ、ハウジング４を形成する。ハウジング４内には、第１熱交換エレメント１５及び第２熱交換エレメント１６が収納される。ハウジング４の両端部には、それぞれ、２個の環状部分を繋げた形状のスペーサ部材８が装着されている。これにより、第１熱交換体２及び第２熱交換体３がハウジング４に支持されると共に、冷却水の漏れが止められる。 The first half member 4a and the second half member 4b are combined so as to face each other so as to form two cylindrical portions, thereby forming the housing 4. A first heat exchange element 15 and a second heat exchange element 16 are accommodated in the housing 4. A spacer member 8 having a shape in which two annular portions are connected to each other is attached to both ends of the housing 4. Thereby, while the 1st heat exchange body 2 and the 2nd heat exchange body 3 are supported by the housing 4, the leakage of a cooling water is stopped.

第１熱交換体２及び第２熱交換体３がハウジング４内に収納され、スペーサ部材８で支持されることにより、冷媒通路１１が形成される。スペーサ部材８を用いることにより、ハウジング４の端部の形状を複雑化することなく、ハウジング４内に第１熱交換２及び第２熱交換体３を支持し、冷媒通路１１を形成することができる。 The first heat exchange body 2 and the second heat exchange body 3 are accommodated in the housing 4 and supported by the spacer member 8, whereby the refrigerant passage 11 is formed. By using the spacer member 8, the refrigerant passage 11 can be formed by supporting the first heat exchange 2 and the second heat exchange body 3 in the housing 4 without complicating the shape of the end of the housing 4. it can.

スペーサ部材８は、ハウジング４と同様に、ステンレス（ＳＵＳ）製とされている。スペーサ部材８が備える環状部の内側には第１熱交換体２の端部が位置し、両者はろう付けによって接合されている。また、スペーサ部材８の外周部とハウジング４の端部内周面とがろう付けにより接合されている。各図を参照すると、スペーサ部材８は、ハウジング４の上流側及び下流側に装着されている。このように、スペーサ部材８を用いることにより、ハウジング４の端部を容易に塞ぐことができる。ろう付けに代えて、接着剤を用いることもできる。 Like the housing 4, the spacer member 8 is made of stainless steel (SUS). The end of the first heat exchange body 2 is located inside the annular portion provided in the spacer member 8, and both are joined by brazing. Moreover, the outer peripheral part of the spacer member 8 and the inner peripheral surface of the end part of the housing 4 are joined by brazing. Referring to each drawing, the spacer member 8 is mounted on the upstream side and the downstream side of the housing 4. Thus, by using the spacer member 8, the end of the housing 4 can be easily closed. An adhesive may be used instead of brazing.

ＥＧＲクーラ１は、上述のごとく、ハウジング４に冷却水導入部６及び冷却水排出部７を備える。冷却水導入部６及び冷却水排出部７はＥＧＲガスの流通方向に沿った一端側に対応する位置に設けられている。すなわち、冷却水導入部６及び冷媒排出部７は、ＥＧＲガスの流通方向の同一の端部に設けられている。図１を参照すると、冷却水導入部６及び冷却水排出部７はＥＧＲガス導入側に設けられている。なお、本明細書において、ＥＧＲガスの導入及び排出側に延びる方向を第１熱交換体２、第２熱交換体３の軸方向と称することとする。本実施形態では、冷却水導入部６及び冷却水排出部７は、共にＥＧＲガスの流通方向下流側に設けられている。本実施形態では、ＥＧＲガスの流通方向上流側にハウジング４の背面側に設けられた凸部５によって形成された流路面積拡大部５ａが設けられている。このため、ＥＧＲガスの流通方向上流側において冷却水が第１熱交換エレメント１５の周囲から第２熱交換エレメント１６へ移動し易くなっている。すなわち、本実施形態における冷媒たる冷却水は、ＥＧＲガスの流通方向下流側から導入され、ＥＧＲガスの流通方向上流側に向かって流れる。そして、ＥＧＲガスの流通方向上流側において流通方向が折り返され、ＥＧＲガスの流通方向下流側で排出される。冷媒導入部６は、下側に位置し、冷媒排出部７は、上側に配置されている。なお、冷却水導入部６及び冷却水排出部７は、共にＥＧＲガスの流通方向上流側に設けるようにしてもよい。 As described above, the EGR cooler 1 includes the housing 4 with the cooling water introduction portion 6 and the cooling water discharge portion 7. The cooling water introduction part 6 and the cooling water discharge part 7 are provided at positions corresponding to one end side along the flow direction of the EGR gas. That is, the cooling water introduction part 6 and the refrigerant discharge part 7 are provided at the same end in the flow direction of the EGR gas. Referring to FIG. 1, the cooling water introduction part 6 and the cooling water discharge part 7 are provided on the EGR gas introduction side. In this specification, the direction extending to the introduction and discharge side of the EGR gas is referred to as the axial direction of the first heat exchange body 2 and the second heat exchange body 3. In this embodiment, the cooling water introduction part 6 and the cooling water discharge part 7 are both provided downstream in the flow direction of the EGR gas. In the present embodiment, a flow path area enlarged portion 5a formed by the convex portion 5 provided on the back side of the housing 4 is provided on the upstream side in the flow direction of the EGR gas. For this reason, the cooling water easily moves from the periphery of the first heat exchange element 15 to the second heat exchange element 16 on the upstream side in the flow direction of the EGR gas. That is, the cooling water as the refrigerant in the present embodiment is introduced from the downstream side in the flow direction of the EGR gas and flows toward the upstream side in the flow direction of the EGR gas. Then, the flow direction is turned back on the upstream side in the flow direction of the EGR gas, and discharged on the downstream side in the flow direction of the EGR gas. The refrigerant introduction part 6 is located on the lower side, and the refrigerant discharge part 7 is arranged on the upper side. In addition, you may make it provide the cooling water introduction part 6 and the cooling water discharge part 7 in the distribution direction upstream of both EGR gas.

各図では、省略されているが、ＥＧＲクーラ１は、その上流側端部及ぶ下流側端部にそれぞれコーン状の部材を備える。上流側に装着されるコーン部材は、ハウジング４内の第１熱交換体２及び第２熱交換体３にＥＧＲガスを導入する導入部となる部材である。下流側に装着されるコーン部材は、ハウジング４内の第１熱交換体２及び第２熱交換体３からＥＧＲガスを排出する排出部となる部材である。各コーン部材は、それぞれ、径の大きい側がハウジング４の端部を覆うようにしてハウジング４にろう付けにより接合される。 Although not shown in the drawings, the EGR cooler 1 includes cone-shaped members at the upstream end and the downstream end thereof. The cone member mounted on the upstream side is a member serving as an introduction portion for introducing EGR gas into the first heat exchange body 2 and the second heat exchange body 3 in the housing 4. The cone member mounted on the downstream side is a member that serves as a discharge unit that discharges EGR gas from the first heat exchange body 2 and the second heat exchange body 3 in the housing 4. Each cone member is joined to the housing 4 by brazing so that the larger diameter side covers the end of the housing 4.

以上が、本実施形態のＥＧＲクーラ１の概略構成である。ここで、図６（Ａ）を参照して、スペーサ部材８が装着されたハウジング４の端部の状態について説明する。図６（Ａ）は図５におけるＡ部を拡大して示している。図６（Ａ）を参照すると、ハウジング４の端部は、直線状に形成されている。従って、ハウジング４の端部の成形は、容易である。これに対し、図６（Ｂ）に示す比較例のハウジング１０４は、端部に屈曲部１０４ａが設けられ、縮径された端部によって第２熱交換エレメント１６を支持している。屈曲部１０４ａは、第２熱交換エレメント１６を支持するために筒状に成形されなければならない。このように、複雑な形状となる屈曲部１０４ａを設ける加工は困難であり、寸法精度を確保することも容易ではない。特に、２本の熱交換エレメントを支持する場合には、２箇所に筒状部分を形成しなければならず、その形状はさらに複雑なものとなり、ＥＧＲクーラ１の大型化を回避しつつ、その精度を確保することはなおさら困難である。筒状に成形された端部は、シール部となるため、高い真円度が求められ、所定の真円度が確保されない場合には、応力の分布に偏りが生じ、熱交換体が脱落したり、割れたりする可能性がある。そこで、図６（Ａ）に示すように、スペーサ部材８を用いることにより、ハウジング４の端部の形状が複雑化することを回避することできる。具体的に、筒状の部分を形成するために曲率を大きくしなければならなかった部分の曲率を小さくすることができる。この結果、冷却水漏れ等を回避する精度を維持しつつ、ＥＧＲクーラ１の大型化を抑制することができる。スペーサ部材８を用いることにより、ハウジング４の端部の成形が容易となるだけでなく、ハウジング端部のシール性確保も容易となる。すなわち、スペーサ部材８とハウジング４、スペーサ部材８と熱交換エレメント１５、１６とはそれぞれ面接触として、ろう付け等により接合することができ、シール性を確保し易い。また、スペーサ部材８は、ハウジング４と別体として加工することができるので、加工精度を確保し易い。スペーサ部材８は、ハウジング４と第１熱交換体２、第２熱交換体３との間隔を決定する機能も有する。ハウジング４と第１熱交換体２、第２熱交換体３との間隔は、冷媒通路１１の寸法と関わるため、スペーサ部材８の加工精度が高いと、冷媒通路の寸法精度を向上させることができ、冷却水の流れの偏りを低減することができる。この結果、冷却性能の向上と圧力損失の低減が実現される。このことは、局所沸騰の防止にも有効である。 The above is the schematic configuration of the EGR cooler 1 of the present embodiment. Here, with reference to FIG. 6 (A), the state of the edge part of the housing 4 with which the spacer member 8 was mounted | worn is demonstrated. FIG. 6A shows the A portion in FIG. 5 in an enlarged manner. Referring to FIG. 6A, the end of the housing 4 is formed in a straight line. Therefore, the end of the housing 4 can be easily formed. On the other hand, the housing 104 of the comparative example shown in FIG. 6B is provided with a bent portion 104a at the end, and supports the second heat exchange element 16 by the reduced diameter end. The bent portion 104a must be formed in a cylindrical shape in order to support the second heat exchange element 16. Thus, it is difficult to provide the bent portion 104a having a complicated shape, and it is not easy to ensure dimensional accuracy. In particular, when supporting two heat exchange elements, a cylindrical portion must be formed at two locations, and the shape becomes more complicated, while avoiding an increase in size of the EGR cooler 1. It is even more difficult to ensure accuracy. Since the end formed in the cylindrical shape becomes a seal portion, high roundness is required, and when the predetermined roundness is not ensured, the stress distribution is biased and the heat exchange element falls off. There is a possibility of cracking. Therefore, as shown in FIG. 6A, the use of the spacer member 8 can prevent the shape of the end portion of the housing 4 from becoming complicated. Specifically, it is possible to reduce the curvature of the portion where the curvature had to be increased in order to form the cylindrical portion. As a result, an increase in size of the EGR cooler 1 can be suppressed while maintaining accuracy for avoiding cooling water leakage and the like. By using the spacer member 8, not only the end of the housing 4 can be easily molded, but also the sealing performance of the end of the housing can be easily secured. That is, the spacer member 8 and the housing 4, and the spacer member 8 and the heat exchange elements 15 and 16 can be joined as surface contact by brazing or the like, and sealing performance can be easily secured. Moreover, since the spacer member 8 can be processed as a separate body from the housing 4, it is easy to ensure processing accuracy. The spacer member 8 also has a function of determining the distance between the housing 4 and the first heat exchange body 2 and the second heat exchange body 3. Since the distance between the housing 4 and the first heat exchange body 2 and the second heat exchange body 3 is related to the dimension of the refrigerant passage 11, if the processing accuracy of the spacer member 8 is high, the dimensional accuracy of the refrigerant path may be improved. It is possible to reduce the uneven flow of the cooling water. As a result, the cooling performance is improved and the pressure loss is reduced. This is also effective in preventing local boiling.

なお、図７に示すように、インナーパイプ９及びグラファイトシート１０を取り去って、第２熱交換体３の周囲に直接スペーサ部材８を配置するようにしてもよい。この場合も適宜、ろう付けや接着剤による接合を行うことができる。 As shown in FIG. 7, the inner pipe 9 and the graphite sheet 10 may be removed, and the spacer member 8 may be disposed directly around the second heat exchange body 3. In this case as well, brazing or bonding with an adhesive can be performed as appropriate.

インナーパイプ９及びグラファイトシート１０を廃止することにより、ＥＧＲクーラ１の製造工程を簡略することができる。また、材料の使用量の抑制ともなる。また、インナーパイプ９及びグラファイトシート１０が廃止されれば、これらの素材の腐食の心配もなくなる。また、冷却水が直接第１熱交換体２、第２熱交換体３と熱交換する態様となるため、冷却性能の向上が期待される。 By eliminating the inner pipe 9 and the graphite sheet 10, the manufacturing process of the EGR cooler 1 can be simplified. Moreover, it also becomes suppression of the usage-amount of material. Moreover, if the inner pipe 9 and the graphite sheet 10 are abolished, there is no worry about corrosion of these materials. In addition, since the cooling water directly exchanges heat with the first heat exchange body 2 and the second heat exchange body 3, an improvement in cooling performance is expected.

このように、インナーパイプ９及びグラファイトシート１０を廃止し、ハウジング４に熱交換体を直接支持させる場合、スペーサ部材８の採用は都合がよい。具体的に、スペーサ部材８の保持面、すなわち、ハウジング４との接触面、熱交換体との接触面の加工精度を確保し易いため、両者の接合部に発生する応力を均一にし易い。この結果、ＥＧＲクーラ１の破損を防止することができる。 Thus, when the inner pipe 9 and the graphite sheet 10 are abolished and the heat exchanger is directly supported by the housing 4, the use of the spacer member 8 is convenient. Specifically, since it is easy to ensure the processing accuracy of the holding surface of the spacer member 8, that is, the contact surface with the housing 4 and the contact surface with the heat exchanger, it is easy to make the stress generated at the joint between them uniform. As a result, the EGR cooler 1 can be prevented from being damaged.

（第２実施形態）
つぎに、第２実施形態につき、図８乃至図１０を参照しつつ説明する。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、第２実施形態が、熱交換体の外周壁部に沿って、熱交換体の端面よりも熱交換体の軸方向外側に突出した延設部を備えた点である。以下の説明では、第２熱交換体３について説明するが、第１熱交換体２についても同様である。また、第１実施形態と共通する要素については、図面中、同一の参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. The second embodiment differs from the first embodiment in that the second embodiment extends along the outer peripheral wall portion of the heat exchange element and protrudes outward in the axial direction of the heat exchange element from the end face of the heat exchange element. It is a point with a part. In the following description, the second heat exchange body 3 will be described, but the same applies to the first heat exchange body 2. In addition, elements common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof is omitted.

まず、図８を参照すると、第２熱交換エレメント１６に含まれるインナーパイプ９が、第２熱交換体３の外周壁部３ｃに沿って、第２熱交換体３の端面３ａよりも第２熱交換体の軸方向外側に突出した延設部９ａが設けられている。そして、スペーサ部材８は、延設部９ａと接するように配置されている。このとき、スペーサ部材８の内側端面８ａは、第２熱交換体３の端面３ａよりも外側に位置している。すなわち、スペーサ部材８は、第２熱交換体３と重ならないように配置されている。 First, referring to FIG. 8, the inner pipe 9 included in the second heat exchange element 16 is second along the outer peripheral wall portion 3 c of the second heat exchange body 3 than the end face 3 a of the second heat exchange body 3. An extending portion 9a protruding outward in the axial direction of the heat exchange element is provided. And the spacer member 8 is arrange | positioned so that the extension part 9a may be contact | connected. At this time, the inner end surface 8 a of the spacer member 8 is located outside the end surface 3 a of the second heat exchange body 3. That is, the spacer member 8 is disposed so as not to overlap the second heat exchange body 3.

これにより、冷媒通路１１は、第２熱交換体３の全域を覆う状態で設けられている。この結果、第２熱交換体１６と冷却水との熱交換可能面積が増大し、冷却効率が向上する。このような延設部９ａは、反対側の端部にも設けられており、第１熱交換エレメント１５においても同様である。 Thereby, the refrigerant passage 11 is provided in a state of covering the entire area of the second heat exchange body 3. As a result, the heat exchangeable area between the second heat exchange body 16 and the cooling water is increased, and the cooling efficiency is improved. Such an extended portion 9 a is also provided at the opposite end, and the same applies to the first heat exchange element 15.

図９を参照すると、インナーパイプが取り去られた形態が示されている。そして、第２熱交換体３と同一材料を用い、外周壁部３ｃから突出させて形成された延設部３ｂが設けられている。このような延設部３ｂを備えた形態であっても、第２熱交換体３と冷却水との熱交換可能面積を増大させ、冷却効率を向上させることができる。延設部３ｂは第２熱交換体３の反対側の端部にも形成されており、第１熱交換体２にも同様に設けられている。 Referring to FIG. 9, a configuration in which the inner pipe is removed is shown. And the extension part 3b formed using the same material as the 2nd heat exchange body 3 and making it protrude from the outer peripheral wall part 3c is provided. Even if it is the form provided with such an extension part 3b, the heat exchangeable area of the 2nd heat exchange body 3 and cooling water can be increased, and cooling efficiency can be improved. The extending portion 3b is also formed at the end on the opposite side of the second heat exchange body 3, and is similarly provided on the first heat exchange body 2.

さらに、図１０を参照すると、インナーパイプ９を延設することによって設けられた延設部９ａと第２熱交換体３の外周壁３ｃから突出させて形成された延設部３ｂが設けられている。延設部９ａと延設部３ｂとが重畳した状態となることにより、スペーサ部材８が装着される部分の強度を向上させることができる。 Further, referring to FIG. 10, an extending portion 9 a provided by extending the inner pipe 9 and an extending portion 3 b formed by protruding from the outer peripheral wall 3 c of the second heat exchange body 3 are provided. Yes. By extending the extended portion 9a and the extended portion 3b, the strength of the portion where the spacer member 8 is mounted can be improved.

（第３実施形態）
つぎに、第３実施形態につき、図１１乃至図１３を参照しつつ説明する。第３実施形態が第２実施形態と異なる点は、第３実施形態のスペーサ部材が、延設部と熱交換体の一部とを覆うように配置された点である。以下の説明では、第２熱交換体３について説明するが、第１熱交換体２についても同様である。また、第１実施形態、第２実施形態と共通する要素については、図面中、同一の参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 13. The third embodiment is different from the second embodiment in that the spacer member of the third embodiment is disposed so as to cover the extended portion and a part of the heat exchange element. In the following description, the second heat exchange body 3 will be described, but the same applies to the first heat exchange body 2. Further, elements common to the first embodiment and the second embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof is omitted.

まず、図１１を参照すると、インナーパイプ９が、第２熱交換体３の外周壁部３ｃに沿って、第２熱交換体３の端面３ａよりも第２熱交換体の軸方向外側に突出した延設部９ａが設けられている。そして、スペーサ部材８は、延設部９ａと接するように配置されている。このとき、スペーサ部材８の内側端面８ａは、第２熱交換体３の端面３ａよりも内側に位置している。すなわち、スペーサ部材８は、延設部９ａと第２熱交換体３の一部とを覆うように配置されている。スペーサ部材８は、同様に、延設部９ａと第１熱交換体２の一部も覆っている。このように、スペーサ部材８が延設部９ａと第１熱交換体２の一部、第２熱交換体３の一部とを覆うように配置されていることにより、スペーサ部材８が第１熱交換体２、第２熱交換体３を支持することができる。第１熱交換体２や第２熱交換体３の重量を確実に支えるための措置である。スペーサ部材８の一部のみが第１熱交換体２、第２熱交換体３と重なることになるため、第１熱交換体２、第２熱交換体３の重量の支持と、冷却水の流路領域の確保を両立することができる。 First, referring to FIG. 11, the inner pipe 9 protrudes outward in the axial direction of the second heat exchange body from the end surface 3 a of the second heat exchange body 3 along the outer peripheral wall portion 3 c of the second heat exchange body 3. The extended portion 9a is provided. And the spacer member 8 is arrange | positioned so that the extension part 9a may be contact | connected. At this time, the inner end face 8 a of the spacer member 8 is located on the inner side of the end face 3 a of the second heat exchange body 3. That is, the spacer member 8 is disposed so as to cover the extended portion 9 a and a part of the second heat exchange body 3. Similarly, the spacer member 8 also covers a part of the extended portion 9a and the first heat exchange body 2. As described above, the spacer member 8 is disposed so as to cover the extending portion 9a, a part of the first heat exchange body 2, and a part of the second heat exchange body 3, so that the spacer member 8 is the first member. The heat exchanger 2 and the second heat exchanger 3 can be supported. This is a measure for reliably supporting the weight of the first heat exchanger 2 and the second heat exchanger 3. Since only a part of the spacer member 8 overlaps the first heat exchange body 2 and the second heat exchange body 3, the weight support of the first heat exchange body 2 and the second heat exchange body 3, and the cooling water The securing of the flow path region can be achieved at the same time.

図１２を参照すると、インナーパイプが取り去られた形態が示されている。そして、第２熱交換体３と同一材料を用い、外周壁部３ｃから突出させて形成された延設部３ｂが設けられている。そして、スペーサ部材８は、延設部２ｂと第２熱交換体３の一部とを覆うように配置されている。インナーパイプを備えない形態であっても、スペーサ部材８の内側端面８ａを熱交換体３の端面よりも内側に位置させ、熱交換体３の一部をスペーサ部材８で覆うことにより、熱交換体を支持することができる。 Referring to FIG. 12, a form in which the inner pipe is removed is shown. And the extension part 3b formed using the same material as the 2nd heat exchange body 3 and making it protrude from the outer peripheral wall part 3c is provided. And the spacer member 8 is arrange | positioned so that the extended part 2b and a part of 2nd heat exchange body 3 may be covered. Even if the inner pipe is not provided, the inner end face 8a of the spacer member 8 is positioned on the inner side of the end face of the heat exchange element 3, and a part of the heat exchange element 3 is covered with the spacer member 8, thereby exchanging heat. Can support the body.

さらに、図１３を参照すると、インナーパイプ９を延設することによって設けられた延設部９ａと第２熱交換体３の外周壁３ｃから突出させて形成された延設部３ｂが設けられている。延設部９ａと延設部３ｂとが重畳した状態となることにより、スペーサ部材８が装着される部分の強度を向上させることができる。この場合も、スペーサ部材８の内側端面８ａを熱交換体３の端面よりも内側に位置させ、熱交換体３の一部をスペーサ部材８で覆うことにより、熱交換体を支持することができる。 Further, referring to FIG. 13, an extending portion 9 a provided by extending the inner pipe 9 and an extending portion 3 b formed by protruding from the outer peripheral wall 3 c of the second heat exchange body 3 are provided. Yes. By extending the extended portion 9a and the extended portion 3b, the strength of the portion where the spacer member 8 is mounted can be improved. Also in this case, the heat exchanger can be supported by positioning the inner end face 8a of the spacer member 8 inside the end face of the heat exchanger 3 and covering a part of the heat exchanger 3 with the spacer member 8. .

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。例えば、ＥＧＲクーラ以外の用途にも用いることができる。また、熱交換体の本数が増加した場合にも、適宜、その本数に対応したスペーサ部材を準備して熱交換器を構成することができる。例えば、図１４に示すように、３本の熱交換エレメント３１、３２、３３を備えた場合には、第１環状部３８ａ、第２環状部３８ｂ及び第３環状部３８ｃを備えたスペーサ部材３８を用いることができる。 The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited thereto. Various modifications of these embodiments are within the scope of the present invention. It is apparent from the above description that various other embodiments are possible within the scope. For example, it can be used for applications other than the EGR cooler. In addition, even when the number of heat exchangers increases, a heat exchanger can be configured by appropriately preparing spacer members corresponding to the number of heat exchangers. For example, as shown in FIG. 14, when the three heat exchange elements 31, 32, 33 are provided, the spacer member 38 provided with the first annular portion 38a, the second annular portion 38b, and the third annular portion 38c. Can be used.

１ＥＧＲクーラ
２第１熱交換体
３第２熱交換体
３ａ端面
３ｂ延設部
３ｃ外周壁部
４ハウジング
４ａ第１半割部材
４ａ１第１湾曲部
４ａ２第２湾曲部
４ｂ第２半割部材
４ｂ１第１湾曲部
４ｂ２第２湾曲部
６冷却水導入部
６ａ冷却水導入口
７冷却水排出部
７ａ冷却水排出口
８スペーサ部材
８ａ内側端面
９インナーパイプ
９ａ延設部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 EGR cooler 2 1st heat exchange body 3 2nd heat exchange body 3a End surface 3b Extension part 3c Outer peripheral wall part 4 Housing 4a 1st half member 4a1 1st bending part 4a2 2nd bending part 4b 2nd half member 4b1 1st bending part 4b2 2nd bending part 6 Cooling water introduction part 6a Cooling water introduction port 7 Cooling water discharge part 7a Cooling water discharge port 8 Spacer member 8a Inner end face 9 Inner pipe 9a Extension part

Claims

A plurality of heat exchangers that are arranged in parallel and in which a fluid to be cooled flows, respectively,
A housing disposed around the heat exchanger;
A spacer member that supports the heat exchange element at an end of the housing and forms a refrigerant passage between the housing and the heat exchange element;
A heat exchanger.

Along the outer peripheral wall portion of the heat exchange body, the heat exchanger is provided with an extended portion that protrudes outward in the axial direction from the end surface of the heat exchanger, and the spacer member exchanges the heat with the extended portion. The heat exchanger of Claim 1 arrange | positioned so that a part of body may be covered.

The heat exchanger according to claim 2, wherein the extended portion is formed by using the same material as the heat exchanger and protruding from the outer peripheral wall portion.

An inner pipe arranged around the heat exchanger,
4. The heat exchanger according to claim 2, wherein the extending portion is formed by projecting an end portion of the inner pipe from an end surface of the heat exchanger to the outside in the axial direction of the heat exchanger.