JP2016133249A - Heat exchanging tube - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換をする流体が流れる熱交換チューブに関する。 The present invention relates to a heat exchange tube through which a fluid for heat exchange flows.
特許文献1には、エンジンの排気ガス(流体)と冷却水(媒体)との間で熱交換が行われるEGRクーラが開示されている。 Patent Document 1 discloses an EGR cooler in which heat is exchanged between engine exhaust gas (fluid) and cooling water (medium).
上記EGRクーラは、角筒状のシェルを備え、シェルの内部に扁平筒状のチューブ(熱交換チューブ)が積層して収容される。チューブの内部には、排気ガスを導くインナーフィンが収容される。 The EGR cooler includes a square cylindrical shell, and a flat cylindrical tube (heat exchange tube) is stacked and accommodated inside the shell. An inner fin for guiding exhaust gas is accommodated in the tube.
インナーフィンは、ロウ付けによってチューブ内に接合される。チューブ内壁面には、細い溝状に窪むビードが形成される。チューブのロウ付け時には、溶融したロウ材がビードに沿って拡がり、ビード内のロウ材によってインナーフィンが接合される。 The inner fin is joined into the tube by brazing. A bead that is recessed in a narrow groove shape is formed on the inner wall surface of the tube. When the tube is brazed, the molten brazing material spreads along the bead, and the inner fin is joined by the brazing material in the bead.
上記EGRクーラに用いられるチューブには、チューブ外壁面から突出する突起を有し、突起が隣り合うチューブまたはシェルに当接することで、チューブのまわりに冷却水が流れる間隙(流路)が形成されるものがある。突起を有するチューブ内壁面には、突起の内側に窪む凹部がチューブ内壁面に開口している。 The tube used in the EGR cooler has a protrusion that protrudes from the outer wall surface of the tube, and the protrusion abuts on an adjacent tube or shell, thereby forming a gap (flow path) through which cooling water flows around the tube. There is something. On the inner wall surface of the tube having the protrusions, a recess that is recessed inside the protrusion opens to the inner wall surface of the tube.
しかしながら、上記突起を有するチューブにあっては、インナーフィンのロウ付け時に溶融したロウ材がビードに沿ってチューブ内壁面に拡がることが凹部によって遮られるため、凹部のまわりにインナーフィンのロウ付けが不良となる個所が生じるという問題がある。 However, in the tube having the above-mentioned protrusion, the brazing material melted during brazing of the inner fin is blocked by the recess from spreading to the inner wall surface of the tube along the bead. There is a problem that a defective part occurs.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、突起を有する熱交換チューブにおいて、突起に起因したフィンのロウ付け不良を防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to prevent fin brazing defects caused by protrusions in a heat exchange tube having protrusions.
本発明のある態様によれば、熱交換をする流体が流れる熱交換チューブであって、流体を導くフィンがロウ付けによって接合されるチューブ内壁面と、突起が突出するチューブ外壁面と、を有し、チューブ内壁面には、突起の内側で窪む凹部がフィンに対向して設けられるとともに、フィンのロウ付け時に溶融したロウ材を導くように窪むロウ充填溝が凹部の側方に設けられることを特徴とする熱交換チューブが提供される。 According to an aspect of the present invention, there is provided a heat exchange tube through which a fluid that exchanges heat flows, and includes a tube inner wall surface to which a fin that guides the fluid is joined by brazing, and a tube outer wall surface from which a protrusion protrudes. On the inner wall surface of the tube, a recess recessed inside the projection is provided opposite to the fin, and a wax filling groove recessed so as to guide the molten brazing material when the fin is brazed is provided on the side of the recess. A heat exchange tube is provided.
上記態様によれば、フィンのロウ付け時に溶融したロウ材は、ロウ充填溝によって凹部の側方に導かれ、ロウ充填溝からチューブ内壁面とフィンとの間に充填される。これにより、チューブ内壁面とフィンとの間には、凹部のまわりにもロウ材が十分に充填され、フィンのロウ付けによる溶接が良好に行われる。 According to the above aspect, the brazing material melted during brazing of the fin is guided to the side of the recess by the brazing filler groove, and is filled between the inner wall surface of the tube and the fin from the brazing filler groove. Thereby, between the tube inner wall surface and the fin, the brazing material is sufficiently filled also around the concave portion, and welding by brazing the fin is performed well.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示すEGRクーラ1は、自動車のEGR(Exhaust Gas Recirculation)システムに用いられる熱交換器である。EGRシステム(図示省略)では、内燃機関の排気通路から排気の一部をEGRガスとして吸気通路に還流するEGR通路を備え、EGR通路にEGRクーラ1が介装される。内燃機関では、EGRガス(熱交換流体)がEGRクーラ1によって冷却され、冷却されたEGRガスが吸気通路に還流されるようになっている。 An EGR cooler 1 shown in FIG. 1 is a heat exchanger used in an EGR (Exhaust Gas Recirculation) system of an automobile. The EGR system (not shown) includes an EGR passage that recirculates part of the exhaust gas from the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage as EGR gas, and the EGR cooler 1 is interposed in the EGR passage. In the internal combustion engine, EGR gas (heat exchange fluid) is cooled by the EGR cooler 1, and the cooled EGR gas is recirculated to the intake passage.
図1は、本実施形態に係るEGRクーラ1を示す断面図である。EGRクーラ1は、断面が略四角形の角筒状をしたシェル2と、シェル2の内部に積層して収容される複数の熱交換チューブ10(以下、単に「チューブ10」と称する。)と、を備える。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an EGR cooler 1 according to the present embodiment. The EGR cooler 1 includes a square-
シェル2の内部には、チューブ10との間に媒体流路3が形成される。シェル2には導入管(図示省略)及び排出管(図示省略)を介して冷却通路の配管が接続される。これにより、EGRクーラ1では、冷却通路の配管を介して導かれる内燃機関の冷却液(媒体)がシェル2内の媒体流路3を循環するようになっている。
A
チューブ10は、扁平な筒状に形成され、その内部に熱交換流路11が形成される。各チューブ10の両開口端(図示省略)は、シェル2の両開口端(図示省略)の内側にそれぞれ並んで開口している。シェル2の両開口端にはヘッダ(図示省略)が結合され、各ヘッダにはEGR通路のダクト(図示省略)が接続される。これにより、EGRクーラ1では、ダクトを介して導かれるEGRガスが各チューブ10内の熱交換流路11を流れるようになっている。
The
チューブ10は、対のプレート12が互いに結合されることによって扁平な筒状に形成される。プレート12は、金属板をプレス加工することによって半筒状に形成される。
The
プレート12には、そのチューブ外壁面13から突出する複数の突起15がプレス加工によって形成される。隣り合う各チューブ10は、それぞれの突起15同士が互い当接することにより、各チューブ外壁面13との間に媒体流路3の間隙30が形成される。
A plurality of
シェル2には、そのチューブ内壁面24から突出する複数の突起25がプレス加工によって形成される。シェル2の突起25とチューブ10の突起15とが互い当接することにより、シェル2のチューブ内壁面24とチューブ10のチューブ外壁面13との間に媒体流路3の間隙31が形成される。
A plurality of
このように、チューブ10の各突起15は、相手部材としてチューブ10またはシェル2に当接してチューブ10の位置決めをする。
Thus, each
チューブ10の内部には、EGRガスを導くフィン40が介装される。EGRクーラ1では、フィン40によって熱交換流路11を流れるEGRガスの伝熱面積が確保される。
Inside the
フィン40は、金属板をプレス加工することによって波板状に形成される。フィン40は山状に折り曲げられたフィン頂部41を有し、フィン頂部41がシェル2のチューブ内壁面14にロウ付けによって接合される。フィン頂部41は、EGRガスの流れ方向に沿って直線状に延びている。
The
図2に示すように、プレート12のチューブ内壁面14には、凹状に窪む凹部16が開口している。円形の凹部16は、チューブ内壁面14に対して凹状に窪み、フィン40に対向するように配置される。
As shown in FIG. 2, a
プレート12のチューブ内壁面14には、浅い溝状に窪む4つのロウ充填溝17が開口している。ロウ充填溝17は、プレート12のチューブ内壁面14に段差18(側壁面)を持って凹状に窪み、フィン40に対向するように配置される。ロウ充填溝17は、三角形の断面形状を有する。なお、ロウ充填溝17の断面形状は、三角形に限らず、台形などであってもよい。
On the tube
ロウ充填溝17の深さG17は、凹部16の深さG16より小さい所定値に設定される(図2参照)。これにより、ロウ付け時に、溶融したロウ材がロウ充填溝17に沿って拡がり、凹部16の側方にロウ材が導かれる構成とする。
The depth G17 of the
図3は、チューブ10の内部を示す斜視図である。4つのロウ充填溝17は、凹部16の側方に延び、凹部16を避けて凹部16に近接する位置でフィン頂部41と交差する方向に延びるように形成される。
FIG. 3 is a perspective view showing the inside of the
4つのロウ充填溝17は、一方の凹部16が開口する部位14Dを囲むように配置される。凹部16の側方に配置される1対のロウ充填溝17は、凹部16に近接する位置で互いに交差し、かつ凹部16を中心に交差する2本の直線に沿って延びるように形成される。これにより、プレート12のチューブ内壁面14には、4つのロウ充填溝17に囲まれる菱形の部位14Dが形成される。凹部16は、台状の部位14Dに開口している。
The four
EGRクーラ1の製造時には、各部材を組み立てる組み立て工程と、各部材をロウ付けによって接合するロウ付け工程と、が順に行われる。 When the EGR cooler 1 is manufactured, an assembly process for assembling the members and a brazing process for joining the members by brazing are sequentially performed.
組み立て工程では、各プレート12の間にフィン40を介装してチューブ10を組み立て、組み立てられた各チューブ10を積層したものをシェル2内に組み付ける。このときに、ロウ材をプレート12のチューブ内壁面14の所定箇所に塗布するとともに、ロウ材を相手側のプレート12及びシェル2に対する接合部などに塗布する。
In the assembly process, the
ロウ付け工程では、上記のようにして組み立てられたものを炉(図示省略)に搬送して加熱処理をする。これにより、プレート12、フィン40、及びシェル2の接合部がロウ材を介して接合される。
In the brazing process, the assembly assembled as described above is conveyed to a furnace (not shown) and subjected to heat treatment. Thereby, the junction part of the
図3には、ロウ付け工程においてロウ材がロウ充填溝17によって導かれる様子が示されている。ロウ付け工程では、プレート12のチューブ内壁面14において凹部16から離れた領域14Cに塗布されたロウ材が溶融すると、溶融したロウ材が矢印A、B、C、Dで示すようにロウ充填溝17の底壁面18に沿って導かれ、凹部16の側方領域14A、14Bに拡がる。また、プレート12のチューブ内壁面14において凹部16の側方領域14Aに拡がったロウ材が矢印E、Fで示すように2つのロウ充填溝17に沿って凹部16の反対側の側方領域14Bに拡がる。こうして、領域14Cに塗布されたロウ材がロウ充填溝17によって側方領域14Bに導かれ、プレート12とフィン頂部41との間に充填されるため、凹部16を挟んだ側方領域14A、14Bの両方でフィン40のロウ付けが良好に行われる。そして、ロウ充填溝17とフィン頂部41との間にも、溶融したロウ材が表面張力によって充填されるため、ロウ充填溝17が開口する部位においてもフィン40のロウ付けが良好に行われる。
FIG. 3 shows how the brazing material is guided by the
なお、本実施形態において、プレート12は、ロウ材が所定の領域14Cに塗布される構成としたが、これに限らず、予めロウ材が積層されたクラッド材を用いてもよい。
In the present embodiment, the
図4には、プレート12のチューブ内壁面14にロウ充填溝17が形成されない比較例が示されている。この場合に、ロウ付け工程では、溶融したロウ材の流れが凹部16によって遮られるため、凹部16の側方領域14Aから凹部16の反対側の側方領域14Bにロウ材が導かれず、領域14Bにフィン40のロウ付けが不良となる部位が生じる。
FIG. 4 shows a comparative example in which the
次に、本実施形態の効果について説明する。 Next, the effect of this embodiment will be described.
本実施形態によれば、熱交換チューブ10は、フィン40がロウ付けによって接合されるチューブ内壁面14と、突起15が突出するチューブ外壁面13と、を有する。チューブ内壁面14には、突起15の内側で窪む凹部16がフィン40に対向して設けられるとともに、フィン40のロウ付け時に溶融したロウ材を導くように窪むロウ充填溝17が凹部16の側方に設けられる。
According to this embodiment, the
上記構成に基づき、フィン40のロウ付け時に溶融したロウ材がロウ充填溝17に凹部16の側方に沿って導かれ、ロウ充填溝17からチューブ内壁面14とフィン40との間に充填される。これにより、チューブ内壁面14とフィン40との間には、凹部16のまわりにもロウ材が十分に充填され、フィン40のロウ付けによる溶接が良好に行われる。
Based on the above configuration, the brazing material melted at the time of brazing the
更に本実施形態によれば、チューブ内壁面14には、少量のロウ材を塗布することでチューブ内壁面14とフィン40とのロウ付けによる溶接が良好に行われる。これにより、熱交換チューブ10におけるロウ材の使用量が低減され、EGRクーラ1のコストダウンがはかれる。
Furthermore, according to the present embodiment, a small amount of brazing material is applied to the
本実施形態によれば、ロウ充填溝17が凹部16に対向するフィン40と交差して延びる構成とした。
According to the present embodiment, the
上記構成に基づき、ロウ付け時に溶融したロウ材が、凹部16及びフィン40から離れた領域14Bからロウ充填溝17に沿って凹部16のまわりに導かれ、フィン40のロウ付けが良好に行われる。
Based on the above configuration, the brazing material melted during brazing is guided around the
本実施形態によれば、4つのロウ充填溝17が凹部16開口する部位14Dを囲むように延びる構成とした。
According to this embodiment, the four
上記構成に基づき、ロウ付け時に溶融したロウ材が、ロウ充填溝17から凹部16が開口する部位14Dに拡がり、凹部16の近傍でフィン40のロウ付けが良好に行われる。
Based on the above configuration, the brazing material melted at the time of brazing spreads from the
なお、上述した構成に限らず、本実施形態によれば、5つ以上のロウ充填溝17が凹部16の近傍を中心に放射状に延びる構成としてもよい。この場合に、ロウ付け時に溶融したロウ材がさらに広い範囲から凹部16のまわりに導かれ、フィン40のロウ付けによる溶接が良好に行われる。
In addition to the above-described configuration, according to the present embodiment, five or more
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.
本発明は、車両に搭載されるEGRクーラの熱交換チューブとして好適であるが、車両に搭載されるラジエータ、オイルクーラ、インタクーラ、コンデンサなどの熱交換器や、車両以外に使用される熱交換器にも適用できる。 The present invention is suitable as a heat exchange tube for an EGR cooler mounted on a vehicle, but a heat exchanger such as a radiator, an oil cooler, an intercooler, or a condenser mounted on the vehicle, or a heat exchanger used other than the vehicle. It can also be applied to.
10 熱交換チューブ
13 チューブ外壁面
14 チューブ内壁面
14D 凹部が開口する部位
15 突起
16 凹部
17 ロウ充填溝
18 底壁面
40 フィン
DESCRIPTION OF
Claims (3)
流体を導くフィンがロウ付けによって接合されるチューブ内壁面と、
突起が突出するチューブ外壁面と、を有し、
前記チューブ内壁面には、前記突起の内側で窪む凹部が前記フィンに対向して設けられるとともに、前記フィンのロウ付け時に溶融したロウ材を導くように窪むロウ充填溝が前記凹部の側方に設けられることを特徴とする熱交換チューブ。 A heat exchange tube through which a fluid for heat exchange flows,
A tube inner wall surface where fins for guiding fluid are joined by brazing;
A tube outer wall surface from which the protrusion protrudes,
The tube inner wall is provided with a recess recessed inside the projection so as to face the fin, and a wax filling groove recessed so as to guide the molten brazing material when the fin is brazed is provided on the side of the recess. The heat exchange tube characterized by being provided in the direction.
前記ロウ充填溝は、前記凹部に対向する前記フィンと交差して延びることを特徴とする熱交換チューブ。 The heat exchange tube according to claim 1,
The heat exchange tube, wherein the wax filling groove extends across the fin facing the concave portion.
複数の前記ロウ充填溝が前記凹部が開口する部位を囲むように延びることを特徴とする熱交換チューブ。 The heat exchange tube according to claim 1 or 2,
The heat exchange tube, wherein the plurality of wax filling grooves extend so as to surround a portion where the concave portion is opened.
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JP2015007844A JP2016133249A (en) | 2015-01-19 | 2015-01-19 | Heat exchanging tube |
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