JP2017026208A - U-turn type heat exchanger - Google Patents

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吉宗 内田
Yoshimune Uchida
吉宗 内田
卓磨 志賀
Takuma Shiga
卓磨 志賀
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a U-turn type heat exchanger which avoids a high temperature fluid before heat exchange bypassing a heat transfer pipe, and which can sufficiently cool the fluid returning after heat exchange.SOLUTION: A U-turn type heat exchanger 100 is the U-turn type heat exchanger including a heat exchange part 10 having heat transfer pipes 11 and an external cylinder 12. The external cylinder 12 is formed into a bottomed cylindrical shape in which one end is open and the other end is closed. A header 12b on a closed side of the external cylinder 12 allows an exhaust gas flowing in from one part of the heat transfer pipes 11 out of the plurality of laminated heat transfer pipes 11 to turn around, and allows it to make a U-turn to the other heat transfer pipes 11 out of the plurality of laminated heat transfer pipes 11. The U-turn type heat exchanger 100 includes a bypass valve 20 having a flap 22. Between the one end of the heat transfer pipe 11 and the flap 22, a partition part 40 is provided for closing a gap formed when the flap 22 switches a flow so as to flow the exhaust gas to the one part of the heat transfer pipes 11 of the heat exchange part 10.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明はUターン型熱交換器に関するものである。   The present invention relates to a U-turn heat exchanger.

特許文献1には、熱交換器の外管の前端の開口部にフランジ部材を取り付けたUターン型熱交換器が開示されている。特許文献1のUターン型熱交換器では、フランジ部材には、開口部を上下に2分するように、平板上の仕切体が設けられており、フランジ部材の仕切体と伝熱管の前端とが重なり合った状態で溶接されている。   Patent Document 1 discloses a U-turn heat exchanger in which a flange member is attached to the opening at the front end of the outer tube of the heat exchanger. In the U-turn heat exchanger of Patent Document 1, the flange member is provided with a partition on the flat plate so that the opening is divided into two vertically, and the flange member partition and the front end of the heat transfer tube Are welded in an overlapping state.

特開2013−88010号公報JP2013-88010A

しかしながら、特許文献1のUターン型熱交換器では、フランジ部材の仕切体と伝熱管との間には隙間が形成されなくなるものの、分流部のフラップとフランジ部の仕切体との間には隙間が形成されてしまう。このため、例えば高温の排気ガス(流体)が伝熱管をバイパスするようにフラップと仕切体との間に形成された隙間へと流れ込む。熱交換前の高温の流体の一部が伝熱管をバイパスすることで、伝熱管で熱交換された冷却後の流体と混合されてしまい、熱交換後に帰還させる流体を十分に冷却できなくなるおそれがある。   However, in the U-turn type heat exchanger of Patent Document 1, no gap is formed between the partition member of the flange member and the heat transfer tube, but there is no gap between the flap of the flow dividing portion and the partition member of the flange portion. Will be formed. For this reason, for example, high-temperature exhaust gas (fluid) flows into a gap formed between the flap and the partition so as to bypass the heat transfer tube. A part of the high-temperature fluid before heat exchange bypasses the heat transfer tube, so it may be mixed with the cooled fluid that has been heat exchanged in the heat transfer tube, and the fluid returned after heat exchange may not be sufficiently cooled. is there.

本発明はこのような問題を解決するために発明されたもので、熱交換前の流体が伝熱管をバイパスすることを回避し、熱交換前の流体が、熱交換後に帰還させる流体と混合されることを抑制できるUターン型熱交換器を提供することを目的とする。   The present invention has been invented to solve such a problem. The fluid before heat exchange avoids bypassing the heat transfer tube, and the fluid before heat exchange is mixed with the fluid to be returned after heat exchange. It aims at providing the U-turn type heat exchanger which can suppress that.

本発明のある態様に係るUターン型熱交換器は、外部から導入した流体と内部を流れる冷媒との間で熱交換を行う複数の積層された伝熱管と、複数の積層された伝熱管を収容する外筒と、を有する熱交換部を備えUターン型熱交換器である。外筒は、一端が開口し、他端が閉塞する有底筒状に形成される。外筒の閉塞側は、複数の積層された伝熱管のうち一部の伝熱管から流れてきた流体を方向転換させて、複数の積層された伝熱管のうち他の伝熱管にUターンさせる。Uターン型熱交換器は、熱交換部に流れる流体の流れを切り替えるフラップを有する分流部を備える。伝熱管の一端と前記フラップとの間には、フラップが熱交換部に流体を流すように流れを切り替えたときに形成される隙間を閉塞する仕切り部が設けられる。   A U-turn heat exchanger according to an aspect of the present invention includes a plurality of stacked heat transfer tubes that perform heat exchange between a fluid introduced from the outside and a refrigerant flowing inside, and a plurality of stacked heat transfer tubes. It is a U-turn type heat exchanger provided with the heat exchange part which has the outer cylinder to accommodate. The outer cylinder is formed in a bottomed cylinder shape having one end opened and the other end closed. The closed side of the outer cylinder changes the direction of the fluid flowing from some of the heat transfer tubes among the plurality of heat transfer tubes, and causes the other heat transfer tubes to make a U-turn. The U-turn type heat exchanger includes a flow dividing unit having a flap that switches a flow of fluid flowing through the heat exchange unit. Between the one end of the heat transfer tube and the flap, there is provided a partition portion that closes a gap formed when the flow is switched so that fluid flows through the heat exchange portion.

このような態様によれば、フラップと伝熱管との間に隙間を閉塞するように仕切り部が形成されることで、熱交換前の流体が伝熱管をバイパスすることを回避できる。よって、熱交換前の流体が、伝熱管で熱交換された後の流体と混合されることを抑制することができる。   According to such an aspect, the partition part is formed so as to close the gap between the flap and the heat transfer tube, so that it is possible to prevent the fluid before heat exchange from bypassing the heat transfer tube. Therefore, it can suppress that the fluid before heat exchange is mixed with the fluid after heat exchange with the heat exchanger tube.

本発明の第1実施形態に係るUターン型熱交換器の構成図である。It is a lineblock diagram of the U-turn type heat exchanger concerning a 1st embodiment of the present invention. 第1実施形態に係るUターン型熱交換器の断面図である。It is sectional drawing of the U-turn type heat exchanger which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るUターン型熱交換器を分解した図である。It is the figure which decomposed | disassembled the U-turn type heat exchanger which concerns on 1st Embodiment. 伝熱管に仕切り部を取り付ける前の熱交換部の構成図である。It is a block diagram of the heat exchange part before attaching a partition part to a heat exchanger tube. 伝熱管に仕切り部を取り付けた後の熱交換部の構成図である。It is a block diagram of the heat exchange part after attaching a partition part to a heat exchanger tube. 熱交換部の伝熱管に取り付けられた仕切り部と、フラップと、が接触した状態を示す第1実施形態に係るUターン型熱交換器の断面図である。It is sectional drawing of the U-turn type heat exchanger which concerns on 1st Embodiment which shows the state which the partition part attached to the heat exchanger tube of the heat exchange part, and the flap contacted. 第1実施形態の第1変形例に係るUターン型熱交換器を分解した図である。It is the figure which decomposed | disassembled the U-turn type heat exchanger which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment. 第1変形例に係るUターン型熱交換器の仕切り部付近を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the partition part vicinity of the U-turn type heat exchanger which concerns on a 1st modification was expanded. 第2変形例に係るUターン型熱交換器の仕切り部付近を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the partition part vicinity of the U-turn type heat exchanger which concerns on a 2nd modification was expanded. 本発明の第2実施形態に係るUターン型熱交換器の断面図である。It is sectional drawing of the U-turn type heat exchanger which concerns on 2nd Embodiment of this invention. Uターン型熱交換器の仕切り部付近を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the partition part vicinity of the U-turn type heat exchanger was expanded. 本発明の第3実施形態に係るUターン型熱交換器の熱交換部の構成図である。It is a block diagram of the heat exchange part of the U-turn type heat exchanger which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 第3実施形態に係るUターン型熱交換器の断面図である。It is sectional drawing of the U-turn type heat exchanger which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係るUターン型熱交換器の仕切り部付近を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the partition part vicinity of the U-turn type heat exchanger which concerns on 3rd Embodiment was expanded. 第4実施形態に係るUターン型熱交換器の断面図である。It is sectional drawing of the U-turn type heat exchanger which concerns on 4th Embodiment. 第4実施形態に係るUターン型熱交換器の仕切り部付近を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the partition part vicinity of the U-turn type heat exchanger which concerns on 4th Embodiment was expanded. 第4実施形態に係るUターン型熱交換器のフラップの可動範囲を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the movable range of the flap of the U-turn type heat exchanger which concerns on 4th Embodiment. ガイド板を形成したフラップを開いたときの第4実施形態の変形例に係るUターン型熱交換器の断面図である。It is sectional drawing of the U-turn type heat exchanger which concerns on the modification of 4th Embodiment when the flap which formed the guide plate is opened. ガイド板を形成したフラップを閉じたときの第4実施形態の変形例に係るUターン型熱交換器の断面図である。It is sectional drawing of the U-turn type heat exchanger which concerns on the modification of 4th Embodiment when the flap which formed the guide plate is closed.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1から図3を参照して、本発明の第1実施形態に係るUターン型熱交換器100について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係るUターン型熱交換器100の構成図である。
(First embodiment)
A U-turn heat exchanger 100 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a configuration diagram of a U-turn heat exchanger 100 according to the first embodiment of the present invention.

Uターン型熱交換器100は、例えば、燃焼後の排気ガスを冷却するためのEGR(Exhaust Gas Recirculation)クーラとして、車両に取り付けられる。Uターン型熱交換器100は、図1に示すように、高温の流体である排気ガスと内部を流れる冷媒である冷却水との間で熱を交換する熱交換部10と、熱交換部10を流れる排気ガスの流れを調節して流れを切り替える分流部としてのバイパスバルブ20と、によって構成される。   The U-turn heat exchanger 100 is attached to a vehicle as an EGR (Exhaust Gas Recirculation) cooler for cooling exhaust gas after combustion, for example. As shown in FIG. 1, the U-turn heat exchanger 100 includes a heat exchanging unit 10 that exchanges heat between exhaust gas that is a high-temperature fluid and cooling water that is a refrigerant that flows inside, and a heat exchanging unit 10. And a bypass valve 20 as a flow dividing section that switches the flow by adjusting the flow of the exhaust gas flowing through the.

図2は、Uターン型熱交換器100の断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the U-turn heat exchanger 100.

熱交換部10は、間隔を空けて積層された複数の伝熱管11と、複数の伝熱管11を収容する外筒12と、外筒12の端部に接続されるフランジ13と、を有する。   The heat exchange unit 10 includes a plurality of heat transfer tubes 11 stacked at intervals, an outer cylinder 12 that houses the plurality of heat transfer tubes 11, and a flange 13 that is connected to an end of the outer tube 12.

伝熱管11は、平板上の管である。伝熱管11の外側には、外部から導入した流体である排気ガスが流れる。伝熱管11の内側には、冷媒としての冷却水が流れる。伝熱管11は、排気ガスと冷却水との間で熱交換を行う。   The heat transfer tube 11 is a tube on a flat plate. Exhaust gas which is a fluid introduced from the outside flows outside the heat transfer tube 11. Inside the heat transfer tube 11, cooling water as a refrigerant flows. The heat transfer tube 11 performs heat exchange between the exhaust gas and the cooling water.

外筒12は、伝熱管11の外側を囲むシェル12aと、シェル12aの一端に取り付けられるヘッダ12bと、を有し、複数の積層された伝熱管11を収容する。シェル12aの他端は、バイパスバルブ20側に配置され、フランジ13に接続される。ヘッダ12bは、シェル12aの一端をドーム状に覆う。外筒12は、シェル12a及びヘッダ12bによって、一端が開口し、他端が閉塞する有底筒状に形成され、外部から独立した空間が内部に形成される。ヘッダ12bは、複数の積層された伝熱管11のうち一部の伝熱管11の外側から流れてきた排気ガスを方向転換させて、他の伝熱管11の外側に流れるようにUターンさせる。   The outer cylinder 12 has a shell 12a surrounding the outside of the heat transfer tube 11, and a header 12b attached to one end of the shell 12a, and accommodates a plurality of stacked heat transfer tubes 11. The other end of the shell 12 a is disposed on the bypass valve 20 side and connected to the flange 13. The header 12b covers one end of the shell 12a in a dome shape. The outer cylinder 12 is formed into a bottomed cylindrical shape having one end opened and the other end closed by a shell 12a and a header 12b, and a space independent from the outside is formed inside. The header 12 b changes the direction of the exhaust gas flowing from the outside of some of the heat transfer tubes 11 among the plurality of stacked heat transfer tubes 11 and makes a U-turn so as to flow to the outside of the other heat transfer tubes 11.

フランジ13は、熱交換部10のバイパスバルブ20側に形成される。フランジ13には、ボルト50を挿入するための挿入孔が形成される。   The flange 13 is formed on the bypass valve 20 side of the heat exchange unit 10. An insertion hole for inserting the bolt 50 is formed in the flange 13.

バイパスバルブ20は、通路21と、フラップ22と、フランジ23と、を有する。   The bypass valve 20 includes a passage 21, a flap 22, and a flange 23.

通路21は、排気ガスを流すための空間としてバイパスバルブ20内に形成される。排気ガスは、通路入口21aから通路21に流れる。また、通路21を通った排気ガスは、通路出口21bから外部に流れる。   The passage 21 is formed in the bypass valve 20 as a space for flowing exhaust gas. The exhaust gas flows from the passage inlet 21a to the passage 21. The exhaust gas that has passed through the passage 21 flows from the passage outlet 21b to the outside.

フラップ22は、回転可能な円柱状のシャフト22aに平板状のプレート22bが取り付けられることによって形成される。フラップ22は、通路21を入口側と出口側とに区切るように通路21の中央付近に配置される。   The flap 22 is formed by attaching a flat plate 22b to a rotatable cylindrical shaft 22a. The flap 22 is disposed near the center of the passage 21 so as to divide the passage 21 into an inlet side and an outlet side.

フランジ23は、バイパスバルブ20の端部に形成される。フランジ23は、熱交換部10のフランジ13と対向する位置に形成されており、ボルト50をねじ止めできるように雌ねじが切られている。フランジ23は、フラップ22よりも外側、すなわち熱交換部10側に僅かに突出して形成される。このように、フランジ23がフラップ22よりも突出形成されることで、熱交換部11に取り付ける際にフラップ22が伝熱管11と接触して破損することを回避できる。他方で、熱交換部10の伝熱管11とフラップ22との間には、フランジ23がフラップ22よりも突出形成された分の隙間が形成される。   The flange 23 is formed at the end of the bypass valve 20. The flange 23 is formed at a position facing the flange 13 of the heat exchange unit 10, and is internally threaded so that the bolt 50 can be screwed. The flange 23 is formed so as to slightly protrude outward from the flap 22, that is, toward the heat exchange unit 10. As described above, the flange 23 is formed so as to protrude from the flap 22, so that the flap 22 can be prevented from coming into contact with the heat transfer tube 11 and being damaged when being attached to the heat exchange unit 11. On the other hand, a gap is formed between the heat transfer tube 11 of the heat exchange unit 10 and the flap 22 so that the flange 23 protrudes from the flap 22.

バイパスバルブ20内に流れる排気ガスは、図2に示すようにフラップ22が開かれている場合には、伝熱管11へと流れる。他方で、バイパスバルブ20内に流れる排気ガスは、フラップ22が閉じられている場合には、伝熱管11をバイパスするように通路21を通ってバイパスバルブ20の外へ流れる。このように、フラップ22は、開閉動作を行うことによって、伝熱管11に流れる流体の流量を調整する。   The exhaust gas flowing into the bypass valve 20 flows to the heat transfer tube 11 when the flap 22 is opened as shown in FIG. On the other hand, the exhaust gas flowing into the bypass valve 20 flows out of the bypass valve 20 through the passage 21 so as to bypass the heat transfer tube 11 when the flap 22 is closed. Thus, the flap 22 adjusts the flow rate of the fluid flowing through the heat transfer tube 11 by performing an opening / closing operation.

熱交換部10の伝熱管11の端部には、フラップ22のプレート22bの先端と接触できるように仕切り部40が取り付けられる。   A partition 40 is attached to the end of the heat transfer tube 11 of the heat exchange unit 10 so as to be in contact with the tip of the plate 22b of the flap 22.

図3は、Uターン型熱交換器100を分解した図である。   FIG. 3 is an exploded view of the U-turn heat exchanger 100.

熱交換部10とバイパスバルブ20とは、図3に示すように、貫通孔の形成されたガスケット30を介してボルト50によって連結される。   As shown in FIG. 3, the heat exchange unit 10 and the bypass valve 20 are connected by a bolt 50 via a gasket 30 in which a through hole is formed.

ガスケット30は、熱交換部10のフランジ13とバイパスバルブ20のフランジ23とによって挟持され圧縮されることでフランジ13とフランジ23との間の隙間を閉塞して、内部の排気ガスの漏れや外部からの異物の侵入を防止する。   The gasket 30 is sandwiched and compressed by the flange 13 of the heat exchange unit 10 and the flange 23 of the bypass valve 20 to close the gap between the flange 13 and the flange 23, thereby leaking internal exhaust gas or externally. Prevent foreign material from entering.

ボルト50は、熱交換部10のフランジ13及びガスケット30に挿入されてから、バイパスバルブ20のフランジ23内に挿入され固定される。   The bolt 50 is inserted into the flange 13 of the heat exchange unit 10 and the gasket 30 and then inserted into the flange 23 of the bypass valve 20 and fixed.

図4Aは伝熱管11に仕切り部40を取り付ける前の熱交換部10の構成図であり、図4Bは伝熱管11に仕切り部40を取り付けた後の熱交換部10の構成図である。   4A is a configuration diagram of the heat exchanging unit 10 before the partition portion 40 is attached to the heat transfer tube 11, and FIG. 4B is a configuration diagram of the heat exchanging portion 10 after the partition portion 40 is attached to the heat transfer tube 11.

仕切り部40には、図4A及び図4Bに示すように、中央に挟持部40aが形成され、両端に姿勢保持爪40bが形成される。仕切り部40は、伝熱管11の端部に挟持部40aが取り付けられることで固定される。伝熱管11に取り付けられた仕切り部40は、図4Bに示すように、両端に形成された姿勢保持爪40bがフランジ13の内側と当接することで、安定した位置に保持される。仕切り部40は、ロウ付け等の溶接によって固定される。接触部40cは、挟持部40aと反対側に形成され、伝熱管11に仕切り部40が取り付けられた際に外側、すなわちバイパスバルブ20側に位置する。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the partitioning portion 40 is formed with a sandwiching portion 40a at the center and posture holding claws 40b at both ends. The partition part 40 is fixed by attaching the clamping part 40 a to the end part of the heat transfer tube 11. As shown in FIG. 4B, the partition 40 attached to the heat transfer tube 11 is held at a stable position by the posture holding claws 40 b formed at both ends coming into contact with the inside of the flange 13. The partition part 40 is fixed by welding such as brazing. The contact part 40c is formed on the side opposite to the sandwiching part 40a, and is located outside, that is, on the bypass valve 20 side when the partition part 40 is attached to the heat transfer tube 11.

図5は、熱交換部10の伝熱管11に取り付けられた仕切り部40と、フラップ22と、が接触した状態を示すUターン型熱交換器100の断面図である。図5は、Uターン型熱交換器100のフラップ22付近を拡大している。   FIG. 5 is a cross-sectional view of the U-turn heat exchanger 100 showing a state in which the partition portion 40 attached to the heat transfer tube 11 of the heat exchange portion 10 and the flap 22 are in contact with each other. FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the flap 22 of the U-turn heat exchanger 100.

Uターン型熱交換器100では、仕切り部40は、挟持部40aによって伝熱管11の先端を挟持し、接触部40cによってフラップ22のプレート22bと接触する。排気ガスが伝熱管11を流れるようにフラップ22が開かれている場合に、仕切り部40の接触部40cとフラップ22のプレート22bとが接触することで、プレート22bと伝熱管11の端部との間に形成される隙間が閉塞できる。
上記した第1実施形態に係るUターン型熱交換器100によれば、以下の効果を得ることができる。
In the U-turn type heat exchanger 100, the partition portion 40 sandwiches the tip of the heat transfer tube 11 by the sandwiching portion 40a and contacts the plate 22b of the flap 22 by the contact portion 40c. When the flap 22 is opened so that the exhaust gas flows through the heat transfer tube 11, the contact portion 40 c of the partition 40 and the plate 22 b of the flap 22 come into contact with each other, so that the plate 22 b and the end of the heat transfer tube 11 The gap formed between the two can be closed.
According to the U-turn heat exchanger 100 according to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.

Uターン型熱交換器100は、外部から導入した排気ガスと内部を流れる冷却水との間で熱交換を行う複数の積層された伝熱管11と、複数の積層された伝熱管11を収容する外筒12と、を有する熱交換部10を備えるUターン型熱交換器である。外筒12は、一端が開口し、他端が閉塞する有底筒状に形成される。外筒12の閉塞側のヘッダ12bは、複数の積層された伝熱管11のうち一部の伝熱管11から流れてきた排気ガスを方向転換させて、複数の積層された伝熱管11のうち他の伝熱管11にUターンさせる。Uターン型熱交換器100は、熱交換部10に流れる排気ガスの流れを切り替えるフラップ22を有するバイパスバルブ20を備える。伝熱管11の一端とフラップ22との間には、フラップ22が熱交換部10の一部の伝熱管11に排気ガスを流すように流れを切り替えたときに形成される隙間を閉塞する仕切り部40が設けられる。   The U-turn heat exchanger 100 accommodates a plurality of stacked heat transfer tubes 11 that exchange heat between exhaust gas introduced from the outside and cooling water flowing inside, and a plurality of stacked heat transfer tubes 11. A U-turn heat exchanger including a heat exchanging unit 10 having an outer cylinder 12. The outer cylinder 12 is formed in a bottomed cylinder shape having one end opened and the other end closed. The header 12b on the closing side of the outer cylinder 12 changes the direction of the exhaust gas flowing from some of the heat transfer tubes 11 among the plurality of heat transfer tubes 11, and the other of the plurality of heat transfer tubes 11 is stacked. The U-turn is made to the heat transfer tube 11. The U-turn heat exchanger 100 includes a bypass valve 20 having a flap 22 that switches the flow of exhaust gas flowing through the heat exchange unit 10. Between the one end of the heat transfer tube 11 and the flap 22, a partition portion that closes a gap formed when the flap 22 switches the flow so that the exhaust gas flows through a part of the heat transfer tube 11 of the heat exchange unit 10. 40 is provided.

Uターン型熱交換器100では、仕切り部40は、伝熱管11の端部に形成される。   In the U-turn heat exchanger 100, the partition 40 is formed at the end of the heat transfer tube 11.

Uターン型熱交換器100によれば、フラップ22と伝熱管11との間に隙間を閉塞するように仕切り部40が形成されることで、熱交換前の排気ガスが伝熱管11をバイパスすることを回避できる。よって、熱交換前の排気ガスが、伝熱管11で熱交換された後の排気ガスと混合されることを抑制することができる。また、熱交換前の高温の排気ガスと伝熱管11で熱交換された冷却後の排気ガスとが混合されなくなることで、熱交換後に帰還させる排気ガスを十分に冷却することができる。   According to the U-turn heat exchanger 100, the partition 40 is formed so as to close the gap between the flap 22 and the heat transfer tube 11, so that the exhaust gas before heat exchange bypasses the heat transfer tube 11. You can avoid that. Therefore, it can suppress that the exhaust gas before heat exchange is mixed with the exhaust gas after heat exchange with the heat exchanger tube 11. Further, since the high-temperature exhaust gas before heat exchange and the exhaust gas after cooling heat exchanged by the heat transfer tube 11 are not mixed, the exhaust gas returned after heat exchange can be sufficiently cooled.

なお、第1実施形態に係るUターン型熱交換器100では、仕切り部40は、伝熱管11の端部に形成されたが、図6に示すように、フラップ22のプレート22bを挟持するように形成されてもよい。   In the U-turn heat exchanger 100 according to the first embodiment, the partition 40 is formed at the end of the heat transfer tube 11, but as shown in FIG. 6, the plate 22b of the flap 22 is sandwiched. May be formed.

図6は、第1実施形態の第1変形例に係るUターン型熱交換器100を分解した図である。図7は、第1実施形態の第1変形例に係るUターン型熱交換器100の仕切り部40付近を拡大した断面図である。   FIG. 6 is an exploded view of the U-turn heat exchanger 100 according to the first modification of the first embodiment. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the partition portion 40 of the U-turn heat exchanger 100 according to the first modification of the first embodiment.

Uターン型熱交換器100の第1変形例では、仕切り部40は、図7に示すように、挟持部40aがフラップ22のプレート22bを挟持し、接触部40cが伝熱管11の端部と接触する。Uターン型熱交換器100の変形例によれば、プレート22bを挟持するように形成された仕切り部40によって、フラップ22と伝熱管11との間の隙間が閉塞できるので、第1実施形態のUターン型熱交換器100と同様の効果が得られる。   In the first modification of the U-turn type heat exchanger 100, the partition 40 is configured such that the clamping part 40a holds the plate 22b of the flap 22 and the contact part 40c is connected to the end of the heat transfer tube 11 as shown in FIG. Contact. According to the modified example of the U-turn type heat exchanger 100, the gap between the flap 22 and the heat transfer tube 11 can be closed by the partition portion 40 formed so as to sandwich the plate 22b. The same effect as the U-turn heat exchanger 100 can be obtained.

図8は、第1実施形態の第2変形例に係るUターン型熱交換器100の仕切り部40付近を拡大した断面図である。   FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the partition portion 40 of the U-turn heat exchanger 100 according to the second modification of the first embodiment.

Uターン型熱交換器100の第2変形例では、仕切り部40は、挟持部40aと接触部40cとの間が屈曲して形成される。このため、仕切り部40は、接触部40cの先端の辺のみがフラップ22のプレート22bと線接触することになりプレート22bとの接触面積が小さくなるので、プレート22bに煤が堆積した場合でも、仕切り部40に煤が移って固着することを防止できる。   In the second modification of the U-turn type heat exchanger 100, the partition portion 40 is formed by bending between the sandwiching portion 40a and the contact portion 40c. For this reason, only the side of the tip of the contact portion 40c is in line contact with the plate 22b of the flap 22 and the contact area with the plate 22b is reduced, so that even when soot accumulates on the plate 22b, It is possible to prevent the wrinkles from moving to the partition portion 40 and sticking.

(第2実施形態)
図9及び図10を参照して、本発明の第2実施形態に係るUターン型熱交換器200について説明する。
(Second Embodiment)
With reference to FIG.9 and FIG.10, the U-turn type heat exchanger 200 which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.

図9はUターン型熱交換器200の断面図であり、図10はUターン型熱交換器200の仕切り部240付近を拡大した断面図である。   FIG. 9 is a cross-sectional view of the U-turn heat exchanger 200, and FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the partition 240 of the U-turn heat exchanger 200.

第2実施形態に係るUターン型熱交換器200では、仕切り部240の構成が第1実施形態とは相違する。なお、以下の実施形態では、第1実施形態と同じ機能を果たす構成には同一の符号を用い、重複する記載を適宜省略して説明する。   In the U-turn heat exchanger 200 according to the second embodiment, the configuration of the partition portion 240 is different from that of the first embodiment. In the following embodiments, the same reference numerals are used for configurations that perform the same functions as those in the first embodiment, and redundant descriptions are omitted as appropriate.

仕切り部240は、図9及び図10に示すように、フラップ22のプレート22bと一部が重なるように配置され固定される。   As shown in FIGS. 9 and 10, the partition portion 240 is disposed and fixed so as to partially overlap the plate 22 b of the flap 22.

仕切り部240の先端は、図10に示すように、プレート22bから突出するように形成されており、排気ガスが伝熱管11に流れるようにフラップ22が開かれることで、伝熱管11の先端と接触する。プレート22bから突出する仕切り部240は、排気ガスが伝熱管11をバイパスするようにフラップ22が閉じられる際に、隣接する伝熱管11の先端と干渉しない長さに設定される。   As shown in FIG. 10, the front end of the partition 240 is formed so as to protrude from the plate 22 b, and the flap 22 is opened so that the exhaust gas flows into the heat transfer tube 11. Contact. The partition 240 protruding from the plate 22 b is set to a length that does not interfere with the tip of the adjacent heat transfer tube 11 when the flap 22 is closed so that the exhaust gas bypasses the heat transfer tube 11.

上記した第2実施形態に係るUターン型熱交換器200によれば、以下の効果を得ることができる。   According to the U-turn heat exchanger 200 according to the second embodiment described above, the following effects can be obtained.

Uターン型熱交換器200では、仕切り部240は、フラップ22に形成される。また、仕切り部240の一部は、フラップ22と重なるように配置される。   In the U-turn heat exchanger 200, the partition portion 240 is formed on the flap 22. Moreover, a part of the partition part 240 is disposed so as to overlap the flap 22.

Uターン型熱交換器200によれば、フラップ22が開かれている場合に、仕切り部240によって、フラップ22と伝熱管11との間に形成される隙間が閉塞できるので、第1実施形態のUターン型熱交換器100と同様の効果が得られる。   According to the U-turn heat exchanger 200, when the flap 22 is opened, the gap formed between the flap 22 and the heat transfer tube 11 can be closed by the partition portion 240. The same effect as the U-turn heat exchanger 100 can be obtained.

(第3実施形態)
図11から図13を参照して、本発明の第3実施形態に係るUターン型熱交換器300について説明する。
(Third embodiment)
A U-turn heat exchanger 300 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 to 13.

図11は、Uターン型熱交換器300の熱交換部10の構成図である。   FIG. 11 is a configuration diagram of the heat exchange unit 10 of the U-turn heat exchanger 300.

第3実施形態のUターン型熱交換器300では、図11に示すように、仕切り部340は、伝熱管11の端部に一体形成される。   In the U-turn heat exchanger 300 of the third embodiment, as shown in FIG. 11, the partition portion 340 is integrally formed at the end of the heat transfer tube 11.

図12はUターン型熱交換器300の断面図であり、図13はUターン型熱交換器300の仕切り部340付近を拡大した断面図である。   12 is a cross-sectional view of the U-turn heat exchanger 300, and FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the partition portion 340 of the U-turn heat exchanger 300.

フラップ22のプレート22bは、図12及び図13に示すように、排気ガスが伝熱管11に流れるように開かれている場合に、伝熱管11の端部に一体形成された仕切り部340と接触する。   As shown in FIGS. 12 and 13, the plate 22 b of the flap 22 is in contact with a partition portion 340 formed integrally with the end of the heat transfer tube 11 when the exhaust gas is opened so as to flow into the heat transfer tube 11. To do.

仕切り部340は、フラップ22が閉じられたときにプレート22bと最近接しプレート22bと対向する位置に配置される伝熱管11の端部に、プレート22bに向かって突出するように形成される。   The partition part 340 is formed so as to protrude toward the plate 22b at the end of the heat transfer tube 11 disposed at a position closest to the plate 22b and facing the plate 22b when the flap 22 is closed.

上記した第3実施形態に係るUターン型熱交換器300によれば、以下の効果を得ることができる。   According to the U-turn heat exchanger 300 according to the above-described third embodiment, the following effects can be obtained.

Uターン型熱交換器300では、仕切り部340は、伝熱管11の端部に一体形成される。Uターン型熱交換器300によれば、 フラップ22が開かれている場合に、仕切り部340によって、フラップ22と伝熱管11との間に形成される隙間が閉塞できるので、第1実施形態のUターン型熱交換器100と同様の効果が得られる。また、伝熱管11と仕切り部340とは、一体形成されるので、部品点数を少なくでき、加工工程や組み付け工程等の工程数を削減することができる。   In the U-turn heat exchanger 300, the partition portion 340 is integrally formed at the end of the heat transfer tube 11. According to the U-turn heat exchanger 300, the gap formed between the flap 22 and the heat transfer tube 11 can be closed by the partition portion 340 when the flap 22 is opened. The same effect as the U-turn heat exchanger 100 can be obtained. Moreover, since the heat exchanger tube 11 and the partition part 340 are integrally formed, the number of parts can be reduced, and the number of processes such as processing steps and assembly steps can be reduced.

(第4実施形態)
図14から図16を参照して、本発明の第4実施形態に係るUターン型熱交換器400について説明する。
(Fourth embodiment)
A U-turn heat exchanger 400 according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 to 16.

図14はUターン型熱交換器400の断面図であり、図15はUターン型熱交換器400の仕切り部440付近を拡大した断面図である。   14 is a cross-sectional view of the U-turn heat exchanger 400, and FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the partition portion 440 of the U-turn heat exchanger 400.

フラップ22のプレート22bは、図14及び図15に示すように、折り曲げられた端部の先に仕切り部440が一体形成される。このように、仕切り部440は、プレート22bと角度を持った状態で接続されているので、接触部440cの先端の辺のみが伝熱管11の先端と線接触することになる。   As shown in FIGS. 14 and 15, the partition portion 440 is integrally formed at the end of the bent end portion of the plate 22 b of the flap 22. Thus, since the partition part 440 is connected to the plate 22b at an angle, only the side of the tip of the contact part 440c is in line contact with the tip of the heat transfer tube 11.

図16は、Uターン型熱交換器400のフラップ22の可動範囲を示す断面図である。   FIG. 16 is a cross-sectional view showing the movable range of the flap 22 of the U-turn type heat exchanger 400.

フラップ22は、図16の二点鎖線で示すように、シャフト22aを回転軸にして回動する。プレート22bは、フラップ22の回転軸とずれた位置でシャフト22aに固定される。仕切り部440は、排気ガスが伝熱管11をバイパスするようにフラップ22が閉じられる場合に、隣接する伝熱管11の先端と干渉しない長さに設定される。   As indicated by the two-dot chain line in FIG. 16, the flap 22 rotates about the shaft 22a as a rotation axis. The plate 22b is fixed to the shaft 22a at a position shifted from the rotation axis of the flap 22. The partition portion 440 is set to a length that does not interfere with the tip of the adjacent heat transfer tube 11 when the flap 22 is closed so that the exhaust gas bypasses the heat transfer tube 11.

上記した第4実施形態に係るUターン型熱交換器400によれば、以下の効果を得ることができる。   According to the U-turn heat exchanger 400 according to the above-described fourth embodiment, the following effects can be obtained.

Uターン型熱交換器400では、仕切り部440は、フラップ22の端部を折り曲げることによって形成される。   In the U-turn heat exchanger 400, the partition portion 440 is formed by bending the end portion of the flap 22.

Uターン型熱交換器400によれば、仕切り部440が伝熱管11の先端と線接触することによって、フラップ22と伝熱管11との間に形成される隙間が閉塞できるので、第1実施形態のUターン型熱交換器100と同様の効果が得られる。また、仕切り部440は、伝熱管11と線接触することになり伝熱管11との接触面積が小さくなるので、伝熱管11に煤が堆積した場合でも、仕切り部440に煤が移って固着することを防止できる。   According to the U-turn type heat exchanger 400, the gap formed between the flap 22 and the heat transfer tube 11 can be closed by linearly contacting the partition portion 440 with the tip of the heat transfer tube 11, so that the first embodiment The same effects as those of the U-turn heat exchanger 100 can be obtained. Moreover, since the partition part 440 is in line contact with the heat transfer tube 11 and the contact area with the heat transfer tube 11 is reduced, even when soot accumulates on the heat transfer tube 11, the soot moves and adheres to the partition part 440. Can be prevented.

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.

例えば、フラップ22には、排気ガスの流れを案内するガイド板22cを形成してもよい。図17Aは、ガイド板22cを形成したフラップ22を開いたときのUターン型熱交換器400の断面図である。図17Bは、ガイド板22cを形成したフラップ22を閉じたときのUターン型熱交換器400の断面図である。   For example, the flap 22 may be formed with a guide plate 22c that guides the flow of exhaust gas. FIG. 17A is a cross-sectional view of the U-turn heat exchanger 400 when the flap 22 on which the guide plate 22c is formed is opened. FIG. 17B is a cross-sectional view of the U-turn heat exchanger 400 when the flap 22 on which the guide plate 22c is formed is closed.

フラップ22は、図17A及び図17Bに示すように、プレート22bのシャフト22aと当接する側の面にガイド板22cを有する。   As shown in FIGS. 17A and 17B, the flap 22 has a guide plate 22c on the surface of the plate 22b on the side in contact with the shaft 22a.

ガイド板22cは、図17Aに示すようにフラップ22を開いたときには、熱交換部10を通過して冷却された排気ガスをバイパスバルブ20の通路出口21bへと案内する。他方で、ガイド板22cは、図17Bに示すようにフラップ22を閉じたときには、熱交換部10をバイパスする排気ガスをバイパスバルブ20の通路出口21bへと案内する。   When the flap 22 is opened as shown in FIG. 17A, the guide plate 22 c guides the exhaust gas that has passed through the heat exchange unit 10 and is cooled to the passage outlet 21 b of the bypass valve 20. On the other hand, when the flap 22 is closed as shown in FIG. 17B, the guide plate 22c guides the exhaust gas bypassing the heat exchange unit 10 to the passage outlet 21b of the bypass valve 20.

このようなUターン型熱交換器400によれば、フラップ22のガイド板22cによって、排気ガスの流れが案内されるので、乱流等を発生させずに効率よく排気ガスを流すことができる。なお、第4実施形態に係るUターン型熱交換器400に限らず、第1実施形態に係るUターン型熱交換器100等にガイド板22cを適用してもよい。   According to such a U-turn heat exchanger 400, the flow of exhaust gas is guided by the guide plate 22c of the flap 22, so that the exhaust gas can be efficiently flowed without generating turbulent flow or the like. The guide plate 22c may be applied not only to the U-turn heat exchanger 400 according to the fourth embodiment but also to the U-turn heat exchanger 100 according to the first embodiment.

また、Uターン型熱交換器100等は、EGRクーラに限らず、例えば、回収した排熱を利用して車室内を暖房する排熱回収器であってもよい。   Further, the U-turn heat exchanger 100 or the like is not limited to the EGR cooler, and may be, for example, an exhaust heat recovery unit that heats the vehicle interior using recovered exhaust heat.

さらに、上記した実施形態では、伝熱管11の外側に排気ガスが流れ、内側に冷却水が流れる態様であったが、伝熱管11の内側に排気ガスが流れ、外側に冷却水が流れる態様であってもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the exhaust gas flows outside the heat transfer tube 11 and the cooling water flows inside. However, the exhaust gas flows inside the heat transfer tube 11 and the cooling water flows outside. There may be.

100、200、300、400 Uターン型熱交換器
10 熱交換部
11 伝熱管
12 外筒
12a シェル
12b ヘッダ
13 パイプ
14 フランジ
20 バイパスバルブ(分流部)
21 通路
22 フラップ
22a シャフト
22b プレート
23 フランジ
30 ガスケット
40、240、340、440 仕切り部
50 ボルト
100, 200, 300, 400 U-turn type heat exchanger 10 Heat exchange part 11 Heat transfer tube 12 Outer cylinder 12a Shell 12b Header 13 Pipe 14 Flange 20 Bypass valve (distribution part)
21 passage 22 flap 22a shaft 22b plate 23 flange 30 gasket 40, 240, 340, 440 partition 50 bolt

Claims (7)

外部から導入した流体と内部を流れる冷媒との間で熱交換を行う複数の積層された伝熱管と、前記複数の積層された伝熱管を収容する外筒と、を有する熱交換部を備え、
前記外筒は、一端が開口し、他端が閉塞する有底筒状に形成され、
前記外筒の閉塞側は、前記複数の積層された伝熱管のうち一部の伝熱管から流れてきた流体を方向転換させて、前記複数の積層された伝熱管のうち他の伝熱管にUターンさせる、
Uターン型熱交換器であって、
前記熱交換部の前記一部の伝熱管に流れる流体の流量を調整するフラップを有する分流部を備え、
前記伝熱管の一端と前記フラップとの間には、前記フラップが前記熱交換部の前記一部の伝熱管に流体を流すように流れを切り替えたときに形成される隙間を閉塞する仕切り部が設けられる、
ことを特徴とするUターン型熱交換器。
A plurality of stacked heat transfer tubes that exchange heat between a fluid introduced from the outside and a refrigerant flowing inside, and an outer cylinder that houses the plurality of stacked heat transfer tubes,
The outer cylinder is formed in a bottomed cylinder shape that is open at one end and closed at the other end,
The closed side of the outer cylinder changes the direction of the fluid that has flowed from some of the plurality of stacked heat transfer tubes to the other heat transfer tube of the plurality of stacked heat transfer tubes. To turn,
A U-turn heat exchanger,
A diversion part having a flap for adjusting the flow rate of the fluid flowing through the part of the heat transfer pipes of the heat exchange part,
Between the one end of the heat transfer tube and the flap, there is a partition portion that closes a gap formed when the flow is switched so that a fluid flows through the heat transfer portion of the heat exchange portion. Provided,
A U-turn heat exchanger characterized by that.
請求項1に記載のUターン型熱交換器であって、
前記仕切り部は、前記伝熱管の端部に形成される、
ことを特徴とするUターン型熱交換器。
The U-turn heat exchanger according to claim 1,
The partition is formed at an end of the heat transfer tube.
A U-turn heat exchanger characterized by that.
請求項2に記載のUターン型熱交換器であって、
前記仕切り部は、前記伝熱管の端部に一体形成される、
ことを特徴とするUターン型熱交換器。
The U-turn heat exchanger according to claim 2,
The partition is integrally formed at an end of the heat transfer tube.
A U-turn heat exchanger characterized by that.
請求項1に記載のUターン型熱交換器であって、
前記仕切り部は、前記フラップに形成される、
ことを特徴とするUターン型熱交換器。
The U-turn heat exchanger according to claim 1,
The partition is formed on the flap.
A U-turn heat exchanger characterized by that.
請求項4に記載のUターン型熱交換器であって、
前記仕切り部の一部は、前記フラップと重なるように配置される、
ことを特徴とするUターン型熱交換器。
The U-turn heat exchanger according to claim 4,
A part of the partition portion is arranged so as to overlap the flap.
A U-turn heat exchanger characterized by that.
請求項1から請求項5のいずれか一つに記載のUターン型熱交換器であって、
前記仕切り部は、前記フラップの端部を折り曲げることによって形成される、
ことを特徴とするUターン型熱交換器。
The U-turn heat exchanger according to any one of claims 1 to 5,
The partition is formed by bending an end of the flap.
A U-turn heat exchanger characterized by that.
請求項1から請求項6のいずれか一つに記載のUターン型熱交換器であって、
前記フラップは、流体の流れを案内するガイド板を有する、
ことを特徴とするUターン型熱交換器。
The U-turn heat exchanger according to any one of claims 1 to 6,
The flap has a guide plate for guiding the flow of fluid,
A U-turn heat exchanger characterized by that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019105271A (en) * 2017-12-14 2019-06-27 ハンオン システムズ Exhaust gas cooler, and exhaust gas recirculation system with exhaust gas cooler

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