JP2018091500A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger.
特許文献1には、複数のパイプの両端を端板で各々支持してなる熱交換部がEGR管路に収容されるEGR(Exhaust Gas Recirculation)ガス冷却装置が開示されている。このEGRガス冷却装置では、熱交換部を収容する外筒が、樹脂によって形成される。
ところで、金属製の熱交換部が樹脂製の外筒に収容されると、これらの間の収容部に収容されるシール部材が、両者の熱膨張率の相違に起因する収容部の変形の影響を受けるおそれがある。 By the way, when the metal heat exchange part is housed in the resin outer cylinder, the seal member housed in the housing part between them is affected by the deformation of the housing part due to the difference in thermal expansion coefficient between them. There is a risk of receiving.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ケースと熱交換部との熱膨張率が相違する場合であっても、収容部の変形によるシール材への影響を抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and suppresses the influence on the sealing material due to the deformation of the housing portion even when the case and the heat exchange portion have different coefficients of thermal expansion. With the goal.
本発明のある態様によれば、第1の流体と第2の流体との間で熱交換を行う熱交換器は、第1の流体が流通する熱交換部と、前記熱交換部が収容されて第2の流体が流通するケースと、第1の流体の流れ方向に沿って形成される前記熱交換部の外周面と、前記熱交換部の外周面と対峙する前記ケースの内周面と、前記ケースの内周面又は前記熱交換部の外周面から立設して形成される端面と、によって画成されるシール収容部と、前記シール収容部に収容されて第1の流体の流路と第2の流体の流路とを隔離するシール材と、を備えることを特徴とする。 According to an aspect of the present invention, a heat exchanger that performs heat exchange between a first fluid and a second fluid includes a heat exchange portion through which the first fluid flows and the heat exchange portion. A case in which the second fluid circulates, an outer peripheral surface of the heat exchange portion formed along the flow direction of the first fluid, and an inner peripheral surface of the case facing the outer peripheral surface of the heat exchange portion A seal accommodating portion defined by an end surface formed upright from an inner peripheral surface of the case or an outer peripheral surface of the heat exchange portion, and a flow of the first fluid accommodated in the seal accommodating portion. And a sealing material that separates the path and the second fluid flow path.
上記態様では、熱交換部の外周面とケースの内周面とケース又は熱交換部の端面とによってシール収容部が形成される。そのため、ケースと熱交換部との熱膨張率が相違する場合であっても、ケースの内周面と熱交換部の外周面とが相対的にスライドするだけであり、シール収容部の形状は変わらない。よって、シール収容部に収容されるシール材にせん断力が作用することはない。したがって、シール収容部の変形によるシール材への影響を抑制することができる。 In the said aspect, a seal | sticker accommodating part is formed with the outer peripheral surface of a heat exchange part, the inner peripheral surface of a case, and the end surface of a case or a heat exchange part. Therefore, even if the case and the heat exchange coefficient are different from each other, only the inner peripheral surface of the case and the outer peripheral surface of the heat exchange part slide relatively, the shape of the seal housing part is does not change. Therefore, a shearing force does not act on the sealing material accommodated in the seal accommodating portion. Therefore, the influence on the sealing material due to the deformation of the seal housing portion can be suppressed.
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の実施形態)
まず、図1から図8を参照して、本発明の第1の実施形態に係る熱交換器100について説明する。
(First embodiment)
First, with reference to FIGS. 1 to 8, a
熱交換器100は、エンジン(図示省略)の燃焼室にて燃焼した排気ガスの一部をEGR(Exhaust Gas Recirculation)ガスとして燃焼室に還流するEGR装置に設けられる。熱交換器100は、EGRガス(第1の流体)とエンジンを冷却するエンジン冷却水(第2の流体)との間で熱交換を行い、EGRガスを冷却するEGRクーラである。
The
熱交換器100は、EGRガスとエンジン冷却水との間で熱交換を行う積層コア10と、積層コア10を積層方向に拘束する拘束部材としてのクリップ20と、積層コア10が収容されて内側をエンジン冷却水が流通するケース30と、を備える。
The
積層コア10は、積層される複数のチューブ11と、チューブ11内に収装されるインナーフィン12と、積層されるチューブ11が取り付けられるプレート13と、を有する。積層コア10は、複数のチューブ11が積層されて直方体形状になるように形成される。積層コア10は、例えばステンレスなどの金属材料によって形成される。各々のチューブ11内には、EGRガスが流通する流路が形成され、複数のチューブ11間には、エンジン冷却水が流通する流路が形成される。
The laminated
積層コア10におけるEGRガスの入口には、供給パイプ41(図3参照)から供給されるEGRガスを各々のチューブ11に導くヘッダ部材16が設けられる。積層コア10におけるEGRガスの出口には、各々のチューブ11から排出されるEGRガスを集約して排出パイプ42に導くヘッダ部材17が設けられる。熱交換器100では、積層コア10とヘッダ部材17とが、熱交換部1を構成する。
A
チューブ11は、対向して設けられるチューブインナー11aとチューブアウター11bとを有する。チューブインナー11aとチューブアウター11bとは、共に凹状断面を有する平板状に形成さる。チューブインナー11aとチューブアウター11bとは、凹部どうしを向かい合わせて、チューブアウター11bがチューブインナー11aの外側を覆うように組み立てられる。チューブインナー11aとチューブアウター11bとは、インナーフィン12を収装する空間を形成する。
The
チューブアウター11bには、積層された状態で隣接する他のチューブ11に当接し、当該他のチューブ11との間に所定の間隔をあける複数の突起11cと、エンジン冷却水が流通する流路を区画する一対の膨出部11dと、が形成される。
In the tube outer 11b, a plurality of
突起11cは、チューブ11の積層方向に突出して形成される。突起11cは、チューブ11における膨出部11dが設けられない位置に形成される。隣接する一対のチューブ11の間には、突起11cの高さの分だけ、エンジン冷却水が流通する流路が形成される。
The
膨出部11dは、チューブ11におけるEGRガスの流れ方向の両端部に形成される。膨出部11dは、チューブ11の積層方向に突起11cと同じだけ突出する。膨出部11dは、積層された状態で隣接する他のチューブ11と当接し、ロウ付けによって一体にされる。これにより、隣接する一対のチューブ11の間のエンジン冷却水の流路が、EGRガスの流路に対して閉塞される。
The bulging
インナーフィン12は、チューブインナー11aとチューブアウター11bとの間に形成される空間に収装される。インナーフィン12は、隣り合う凹凸が互いにオフセットして並ぶオフセットフィンである。インナーフィン12は、チューブ11内におけるEGRガスの流れを撹拌する。また、インナーフィン12が設けられることによって、EGRガスが熱交換を行うための表面積が拡大する。よって、インナーフィン12が設けられることによって、熱交換効率を向上させることができる。
The
なお、インナーフィン12を設けずに、隣接する一対のチューブ11の間にアウターフィンを設けてもよい。この場合、チューブ11に突起11cを形成する必要はない。
Note that an outer fin may be provided between a pair of
プレート13は、積層コア10をケース30に固定するために、矩形の枠状に形成される。プレート13の内周には、ヘッダ部材16を介して積層コア10が固定される。プレート13は、積層コア10が設けられる側に、ケース30を固定するための複数のカシメ爪13aを有する。
In order to fix the laminated
ヘッダ部材16の一端には、矩形に形成される矩形部16aが設けられる。矩形部16aは、プレート13の内周に挿入される。矩形部16aの内周には、積層コア10が挿入される。矩形部16aは、チューブ11の端部からチューブ11における膨出部11dを覆うように形成される。ヘッダ部材16の他端には、円筒状に形成される円筒部16bが設けられる。円筒部16bは、供給パイプ41に接続される。ヘッダ部材16は、円筒部16bが最も小さく、矩形部16aが最も大きくなるように形成される。
At one end of the
ヘッダ部材16は、積層コア10及びプレート13とロウ付けされて一体にされる。ヘッダ部材16は、チューブ11と同様に、例えばステンレスなどの金属材料によって形成される。
The
ヘッダ部材17は、ケース30の内周に挿入される。ヘッダ部材17の一端には、矩形に形成される矩形部17aが設けられる。矩形部17aの内周には、積層コア10が挿入される。矩形部17aは、チューブ11の端部からチューブ11における膨出部11dを覆うように形成される。ヘッダ部材17は、複数のチューブ11におけるEGRガスの流れ方向の下端部を覆う。ヘッダ部材17の他端には、円筒状に形成される円筒部17bが設けられる。ヘッダ部材17は、円筒部17bが最も小さく、矩形部17aが最も大きくなるように形成される。
The
ヘッダ部材17は、ヘッダ部材16と同様に、積層コア10とロウ付けされて一体にされる。ヘッダ部材17もまた、チューブ11と同様に、例えばステンレスなどの金属材料によって形成される。
As with the
図4及び図5に示すように、円筒部17bは、シール収容部18に収容されるシール材としてのOリング17cと、Oリング17cをケース30内に固定するリング部材としてのバックアップリング17dと、を介して、ケース30の内周に保持される。これにより、ケース30内を流通するエンジン冷却水がEGRガスの流路に漏れ出すことを防止できる。円筒部17bは、ケース30を介して排出パイプ42に接続される。Oリング17c及びOリング17cが収容されるシール収容部18については、図6から図8を参照しながら、後で詳細に説明する。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図1に示すように、クリップ20は、直方体形状の積層コア10における4つの側面のうち3面に当接するようにU字状に形成される。クリップ20は、図3に示すように、チューブ11の突起11cの間に嵌められる。これにより、クリップ20は、突起11cに係合して、チューブ11に対する移動が規制される。クリップ20は、ケース30に対して積層コア10を積層方向に支持する。クリップ20は、ケース30に対して積層コア10を積層方向に弾性的に支持する弾性支持部としての板ばね部21を有する。
As shown in FIG. 1, the
クリップ20は、ロウ付け前の複数のチューブ11を外周から積層方向に拘束して、積層コア10を形成する。クリップ20は、積層コア10を拘束した状態で積層コア10にロウ付けされて、積層コア10と一体にされる。クリップ20は、チューブ11と同様に、例えばステンレスなどの金属材料によって形成される。
The
なお、クリップ20は、積層コア10にロウ付けされるのではなく、積層コア10とは別部材として設けられて積層コア10に取り付けられてもよい。この場合、クリップ20は、ばね鋼鋼材や耐熱性樹脂材料などによって形成されてもよい。
The
板ばね部21は、積層コア10の積層方向の両端部に各々設けられる。板ばね部21は、チューブ11の内周を流通する高温のEGRガスによって積層コア10が熱膨張した場合に変形し、積層コア10の外形の変化を吸収する。板ばね部21は、クリップ20のケース30への挿入方向における後方に向けて積層コア10の外側に突出するように形成される。これにより、積層コア10をケース30に挿入する際に、クリップ20の板ばね部21がケース30内に引っ掛かることが防止され、積層コア10のケース30への挿入が容易になる。
The
ケース30は、積層コア10を収装するケース本体31と、エンジン冷却水を供給するための供給流路32と、エンジン冷却水を排出するための排出流路33と、を有する。
The
ケース本体31は、開口部31aから挿入される積層コア10を覆うような筒状に形成される。図2に示すように、ケース本体31は、カシメ爪13aが折り曲げられることでプレート13に固定される。図3から図5に示すように、ケース本体31の開口部31aとプレート13との間には、Oリング13bが設けられる。Oリング13bは、カシメ爪13aが折り曲げられる際に、ケース本体31とプレート13との間で押しつぶされる。これにより、ケース30内を流通するエンジン冷却水がEGRガスの流路に漏れ出すことを防止できる。
The
ケース本体31は、積層コア10のチューブ11内を流通するEGRガスを冷却するためのエンジン冷却水が供給される冷却水供給ポート31bと、EGRガスを冷却したエンジン冷却水が排出される冷却水排出ポート31cと、を有する。
The
ケース本体31における開口部31aの反対側の端部31dには、Oリング42aと、Oリング42aをケース30に固定するバックアップリング42bと、を介して、排出パイプ42が取り付けられる。排出パイプ42は、U字状に形成されるスプリング42cによってケース30に固定される。ケース本体31は、積層コア10及びヘッダ部材17を収容する部分から端部31dに向けて徐々に縮径されるような漏斗状に形成される縮径部31gを有する。
A
供給流路32は、ケース本体31の側面に取り付けられる。供給流路32は、ケース本体31の冷却水供給ポート31bからケース本体31内に供給される冷却水を案内する。冷却水供給ポート31bから供給された冷却水は、図5に示すように、積層コア10の一端近傍に導かれた後に、ケース本体31内に供給される。
The
排出流路33は、ケース本体31の供給流路32が取り付けられるのと同じ側面に取り付けられる。排出流路33は、ケース本体31の冷却水排出ポート31cから排出される冷却水を案内する。EGRガスを冷却したエンジン冷却水は、図5に示すように、積層コア10の他端近傍まで導かれた後に、ケース本体31から外部に排出される。
The
次に、図6から図8を参照して、Oリング17c及びOリング17cが収容されるシール収容部18について説明する。
Next, the O-
図6に示すように、シール収容部18は、EGRガスの流れ方向に沿って形成されるヘッダ部材17の外周面17eと、外周面17eと対峙するケース本体31の内周面31eと、ケース本体31の内周面31eから立設して形成される端面31fと、によって環状に画成される。端面31fは、ケース本体31が縮径されて内周面31eからヘッダ部材17の外周面17eに向けて立設して形成される段部である。
As shown in FIG. 6, the
外周面17eは、例えばステンレスなどの金属材料によって形成される平坦面又は平滑面である。Oリング17c及びバックアップリング17dは、ケース本体31の内周面31eと外周面17eとの間に配置される。
The outer
外周面17eは、表面滑性処理を施して滑り性が高められた平滑面であってもよい。
The outer
Oリング17cは、シール収容部18の形状に対応する環状に形成される。Oリング17cは、ヘッダ部材17の外周面17eとケース本体31の内周面31eとの間で押しつぶされる。このように、Oリング17cがシールすることによって、EGRガスの流路とエンジン冷却水の流路とが隔離される。
The O-
バックアップリング17dは、ケース本体31の内周面31eに圧入されて、ケース本体31に固定される。バックアップリング17dは、ヘッダ部材17の外周面17eとは当接せずに、外周面17eとの間に微小な隙間を空けて設けられる。バックアップリング17dは、ケース本体31の端面31fとの間にOリング17cが収容される空間を形成する。シール収容部18は、バックアップリング17dによって閉じられる。これにより、Oリング17cの位置が規定される。
The
このように、シール収容部18は、ヘッダ部材17の外周面17eとケース本体31の内周面31eとケース本体31の端面31fとによって形成される。そのため、ケース30と熱交換部1との熱膨張率が相違する場合であっても、ケース本体31の内周面31eと熱交換部1におけるヘッダ部材17の外周面17eとが相対的にスライドするだけであり、シール収容部18の形状は変わらない。よって、シール収容部18に収容されるOリング17cにせん断力が作用することはない。したがって、シール収容部18の変形によるOリング17cへの影響を抑制することができる。
Thus, the
図6に示すように、ヘッダ部材17の端部17fとケース本体31の縮径部31gの内面との間には、隙間が形成されている。
As shown in FIG. 6, a gap is formed between the
通常、金属部材で構成されている熱交換部1と樹脂部材で構成されているケース30とでは、熱交換部1よりもケース30の方が熱膨張率が高い。そのため、同じ温度まで温度が上昇した場合には、樹脂部材であるケース30の方が熱交換部30よりも熱膨張量が大きくなる。
Usually, in the
これに対して、熱交換器100では、熱交換部1は、高温のEGRガスが流通して高温になる。しかしながら、ケース30の内部には冷却水が流通するので、ケース30の内部はそれほど高温にならない。よって、金属部材で構成されている熱交換部1は、ケース30よりも大きく熱膨張する。そのため、ケース30よりも熱交換部1の方が大きく熱膨張できるように、隙間が形成されている。
On the other hand, in the
この隙間は、図6に示す「熱膨張によって動ける範囲」に相当する。隙間は、熱交換部1が最高温度まで上昇した場合のケース30と熱交換部1との熱膨張量の差よりも大きく形成される。よって、ヘッダ部材17の端部17fとケース本体31の縮径部31gの内面とが当たることはない。
This gap corresponds to the “range that can be moved by thermal expansion” shown in FIG. The gap is formed larger than the difference in thermal expansion between the
なお、図7に示す変形例のように、ヘッダ部材17を設けずに積層コア10とケース30との間を直接シールしてもよい。この場合、シール収容部18は、EGRガスの流れ方向に沿って形成される積層コア10の外周面10aと、外周面10aと対峙するケース本体31の内周面31eと、ケース本体31の内周面31eから立設して形成される端面31fと、によって環状に画成される。
In addition, you may seal directly between the
外周面10aは、例えばステンレスなどの金属材料によって形成される平坦面(平面)又は平滑面である。Oリング17c及びバックアップリング17dは、ケース本体31の内周面31eと外周面10aとの間に配置される。
The outer
外周面10aは、表面滑性処理を施して滑り性が高められた平滑面であってもよい。
The outer
このように、シール収容部18が、積層コア10の外周面10aとケース本体31の内周面31eとケース本体31の端面31fとによって形成される場合にも同様に、シール収容部18に収容されるOリング17cにせん断力が作用することはない。したがって、シール収容部18の変形によるOリング17cへの影響を抑制することができる。
As described above, when the
図7に示す変形例でも同様に、チューブ11の端部11hとケース本体31の縮径部31gの内面との間には、隙間が形成されている。そのため、熱膨張した際にチューブ11の端部11hとケース本体31の縮径部31gの内面とが当たることはない。
In the modification shown in FIG. 7 as well, a gap is formed between the
また、図8に示す他の変形例のように、シール収容部18を、EGRガスの流れ方向に沿って形成される積層コア10の外周面10aと、外周面10aと対峙するケース本体31の内周面31eと、積層コア10の外周面10aから立設して形成されるチューブ11の膨出部11dの端面11gと、によって環状に画成してもよい。
In addition, as in another modification shown in FIG. 8, the
外周面10aは、例えばステンレスなどの金属材料によって形成される平坦面(平面)又は平滑面である。更に、端面11gもまた、例えばステンレスなどの金属材料によって形成される平坦面又は平滑面である。Oリング17c及びバックアップリング17dは、ケース本体31の内周面31eと外周面10aとの間に配置される。
The outer
外周面10aは、表面滑性処理を施して滑り性が高められた平滑面であってもよい。
The outer
このように、シール収容部18が、積層コア10の外周面10aとケース本体31の内周面31eと積層コア10の端面11gとによって形成される場合にも同様に、シール収容部18に収容されるOリング17cにせん断力が作用することはない。したがって、シール収容部18の変形によるOリング17cへの影響を抑制することができる。
As described above, when the
図8に示す他の変形例でも同様に、チューブ11の端部11hとケース本体31の縮径部31gの内面との間には、隙間が形成されている。そのため、熱膨張した際にチューブ11の端部11hとケース本体31の縮径部31gの内面とが当たることはない。
Similarly, in another modified example shown in FIG. 8, a gap is formed between the
以上のように、シール収容部18は、EGRガスの流れ方向に沿って形成される熱交換部1におけるヘッダ部材17の外周面17e又は積層コア10の外周面10aと、熱交換部1の外周面と対峙するケース30の内周面と、ケース30の内周面30eから立設して形成される端面31f又は熱交換部1の外周面から立設して形成される端面11gと、によって形成される。
As described above, the
次に、熱交換器100の作用について説明する。
Next, the operation of the
熱交換器100では、供給パイプ41から導かれたEGRガスが、積層コア10のチューブ11内を流通して排出パイプ42から排出される。また、熱交換器100では、供給流路32からケース本体31内に供給されたエンジン冷却水が、積層コア10におけるチューブ11間の流路を流通し、排出流路33から排出される。これにより、熱交換器100では、EGRガスとエンジン冷却水との間で熱交換が行われる。EGRガスの温度はエンジン冷却水の温度と比較して高いため、EGRガスは、エンジン冷却水によって冷却される。
In the
以上の第1の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。 According to the above 1st Embodiment, there exists an effect shown below.
熱交換器100では、ケース30は樹脂材料によって形成され、積層コア10は金属材料によって形成される。このように、ケース30と積層コア10との熱膨張率が異なるため、チューブ11の内周を高温のEGRガスが流通した場合には、積層コア10がケース30と比較して大きく熱膨張する。
In the
これに対して、熱交換器100では、シール収容部18は、ヘッダ部材17の外周面17eとケース本体31の内周面31eとケース本体31の端面31fとによって形成される。そのため、ケース30と熱交換部1との熱膨張率が相違する場合であっても、ケース本体31の内周面31eと熱交換部1におけるヘッダ部材17の外周面17eとが相対的にスライドするだけであり、シール収容部18の形状は変わらない。よって、シール収容部18に収容されるOリング17cにせん断力が作用することはない。したがって、シール収容部18の変形によるOリング17cへの影響を抑制することができる。
In contrast, in the
また、熱交換器100では、複数のチューブ11を積層し、積層されたチューブ11を積層方向にクリップ20で拘束するだけで積層コア10を組み立てることができる。したがって、熱交換器100を容易に組み立てることができる。
Moreover, in the
熱交換器100では、クリップ20が、ケース30に対して積層コア10を弾性的に支持する板ばね部21を積層コア10の積層方向の両端部に各々有する。よって、チューブ11の内周を流通する高温のEGRガスによって積層コア10が熱膨張した場合には、板ばね部21が変形することによって積層コア10の外形の変化を吸収して、積層コア10をケース30に対して常に保持することができる。
In the
(第2の実施形態)
以下、図9を参照して、本発明の第2の実施形態に係る熱交換器200について説明する。以下に示す各実施形態では、第1の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の機能を有する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, with reference to FIG. 9, the
熱交換器200は、二つに分割されたケース230を有する点で、第1の実施形態に係る熱交換器100とは相違する。
The
熱交換器200は、EGRガスとエンジン冷却水との間で熱交換を行う積層コア10と、積層コア10を積層方向に拘束する拘束部材としてのクリップ20と、積層コア10が収容されて内部をエンジン冷却水が流通するケース230と、を備える。
The
ケース230は、積層コア10を一方から覆う第1ケース231と、積層コア10を他方から覆う第2ケース232と、を有する。第1ケース231は、フランジ部231aを有し、第2ケース232は、フランジ部232aを有する。フランジ部231aとフランジ部232aとは、向かい合って当接し、ボルト締結などによって固定される。第1ケース231及び第2ケース232は、積層コア10,ヘッダ部材16,及びヘッダ部材17を収容する部分から端部231d,232dに向けて徐々に縮径されるような漏斗状に形成される縮径部231g,232gをそれぞれ有する。
The
ケース230には、ヘッダ部材16及びヘッダ部材17が、積層コア10と共に収容される。熱交換器200では、積層コア10とヘッダ部材16とヘッダ部材17とが、熱交換部1を構成する。
The
ヘッダ部材16は、ヘッダ部材17と同様に、ケース230の内周に挿入される。ヘッダ部材16の円筒部16bは、シール収容部18に収容されるシール材としてのOリング16cと、Oリング16cをケース230内に固定するリング部材としてのバックアップリング16dと、を介して、ケース230の内周に保持される。これにより、ケース230内を流通するエンジン冷却水がEGRガスの流路に漏れ出すことを防止できる。円筒部16bは、ケース230を介して供給パイプ41に接続される。
Similarly to the
なお、シール収容部18,Oリング16c,及びバックアップリング16dの構成は、シール収容部18,Oリング17c,及びバックアップリング17dと同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
Note that the configurations of the
図9に示すように、ヘッダ部材17の端部17fと第2ケース232の縮径部232gの内面との間には、熱膨張率の相違に起因してケース230よりも熱交換部1の方が大きく熱膨張できるように、隙間が形成されている。同様に、ヘッダ部材16の端部16fと第1ケース231の縮径部231gの内面との間には、隙間が形成されている。これらの隙間は、図9に示す「熱膨張によって動ける範囲」に相当する。これらの隙間は、熱交換部1が最高温度まで上昇した場合のケース230と熱交換部1との熱膨張量の差よりも大きく形成される。よって、ヘッダ部材16,17の端部16f,17fとケース230の縮径部231g,232gの内面とが当たることはない。
As shown in FIG. 9, between the
以上の第2の実施形態によってもまた、第1の実施形態と同様の効果を奏する。 The second embodiment described above also provides the same effects as those of the first embodiment.
(第3の実施形態)
以下、図10を参照して、本発明の第3の実施形態に係る熱交換器300について説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, with reference to FIG. 10, the
熱交換器300は、EGRガスがケース330内を一方向に流通するのではなく、EGRガスがケース330内で折り返すように流通する点で、第1の実施形態に係る熱交換器100とは相違する。
The
熱交換器300は、EGRガスとエンジン冷却水との間で熱交換を行う積層コア10と、積層コア10を積層方向に拘束する拘束部材としてのクリップ20と、積層コア10が収容されて内部をエンジン冷却水が流通するケース330と、を備える。熱交換器300では、積層コア10とヘッダ部材17とが、熱交換部1を構成する。
The
積層コア10を構成するチューブ11は、EGRガスが供給方向(図10では右から左)に流通する複数の供給用チューブ11eと、EGRガスが排出方向(図10では左から右)に流通する複数の排出用チューブ11fと、からなる。複数の供給用チューブ11eは、積層してまとめられる。複数の排出用チューブ11fも同様に、積層してまとめられる。積層してまとめられた供給用チューブ11eと排出用チューブ11fとは、積層方向(図10では上下方向)に更に積層される。
The
EGRガスが給排されるヘッダ部材16内における供給用チューブ11eと排出用チューブ11fとの間には、ヘッダ部材16内を供給流路37と排出流路38とに仕切る仕切部材としての仕切板15が設けられる。仕切板15は、板状に形成されるが、供給流路37と排出流路38とを仕切れればよいため、板状に限られるものではない。
A partition plate serving as a partition member for partitioning the
ケース330は、積層コア10を収装するケース本体331を有する。ケース本体331は、開口部31aから挿入される積層コア10を覆うような筒状に形成される。ケース本体331は、ヘッダ部材17の先端を覆うように形成されるガイド部35を有する。ガイド部35は、供給用チューブ11eから導かれるEGRガスを方向転換して排出用チューブ11fに案内する方向転換流路36を形成する。ガイド部35は、EGRガスを緩やかに方向転換するように案内する曲面部35gを有する。なお、ガイド部35は、ケース本体331と一体に形成されるのではなく、ケース本体331とは別体に設けられてケース本体331に取り付けられる態様であってもよい。
The
図10に示すように、ヘッダ部材17の円筒部17bとケース本体331の曲面部35gの内面との間には、熱膨張率の相違に起因してケース330よりも熱交換部1の方が大きく熱膨張できるように、隙間が形成されている。この隙間は、図10に示す「熱膨張によって動ける範囲」に相当する。隙間は、熱交換部1が最高温度まで上昇した場合のケース330と熱交換部1との熱膨張量の差よりも大きく形成される。よって、ヘッダ部材17の円筒部17bとケース本体331の曲面部35gの内面とが当たることはない。
As shown in FIG. 10, between the
以上の第3の実施形態によってもまた、第1及び第2の実施形態と同様の効果を奏する。このように、Oリング17cをシール収容部18に収容する態様は、EGRガスが一方向に流通する熱交換器100,200だけでなく、EGRガスがケース330内で折り返すように流通する熱交換器300においても有効である。
The third embodiment described above also provides the same effects as those of the first and second embodiments. As described above, the O-
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。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the said embodiment showed only a part of application example of this invention, and the meaning which limits the technical scope of this invention to the specific structure of the said embodiment. Absent.
例えば、上記実施形態に係る熱交換器100,200,300は、EGRクーラに限らず、車両に搭載されるチャージエアクーラなどの熱交換器にも適用できる。また、車両以外に使用される熱交換器にも適用できる。
For example, the
また、上記実施形態では、ケース本体31は、積層コア10と比較して熱膨張率の小さな材料によって形成されるが、これに限らず、ケース本体31を、積層コア10と比較して熱膨張率の大きな材料によって形成してもよい。この場合にも、クリップ20に板ばね部21が設けられることによって、積層コア10をケース30,230,330に対して常に保持することができる。
In the above embodiment, the
100 熱交換器
200 熱交換器
300 熱交換器
1 熱交換部
10 積層コア
11 チューブ
11d 膨出部
11g 端面
16 ヘッダ部材
17 ヘッダ部材
17a 矩形部
17b 円筒部
17c Oリング(シール部材)
17d バックアップリング(リング部材)
17e 外周面
18 シール収容部
30 ケース
31 ケース本体
31e 内周面
31f 端面
230 ケース
231 第1ケース
232 第2ケース
330 ケース
331 ケース本体
DESCRIPTION OF
17d Backup ring (ring member)
17e outer
Claims (6)
第1の流体が流通する熱交換部と、
前記熱交換部が収容されて第2の流体が流通するケースと、
第1の流体の流れ方向に沿って形成される前記熱交換部の外周面と、前記熱交換部の外周面と対峙する前記ケースの内周面と、前記ケースの内周面又は前記熱交換部の外周面から立設して形成される端面と、によって画成されるシール収容部と、
前記シール収容部に収容されて第1の流体の流路と第2の流体の流路とを隔離するシール材と、を備えることを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger for exchanging heat between a first fluid and a second fluid,
A heat exchange section through which the first fluid flows;
A case in which the heat exchange unit is accommodated and the second fluid flows;
An outer peripheral surface of the heat exchange unit formed along a flow direction of the first fluid, an inner peripheral surface of the case facing the outer peripheral surface of the heat exchange unit, and an inner peripheral surface of the case or the heat exchange An end surface formed upright from the outer peripheral surface of the part, and a seal housing portion defined by
A heat exchanger, comprising: a sealing material that is housed in the seal housing portion and separates the flow path of the first fluid and the flow path of the second fluid.
前記シール収容部は、環状に形成され、
前記ケースの内周面に圧入され前記端面との間に前記シール材が収容される空間を形成するリング部材を更に備えることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1,
The seal housing portion is formed in an annular shape,
The heat exchanger further comprising a ring member that is press-fitted into an inner peripheral surface of the case and forms a space in which the sealing material is accommodated between the end surface.
前記シール収容部を画成する前記端面は、前記ケースが縮径されて前記内周面から前記熱交換部の外周面に向けて立設して形成される段部であることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1 or 2,
The end surface defining the seal housing portion is a stepped portion formed by erecting the case from the inner peripheral surface toward the outer peripheral surface of the heat exchange unit. Heat exchanger.
前記熱交換部は、積層される複数のチューブと、
前記複数のチューブにおける第1の流体の流れ方向の下端部を覆うように取り付けられるヘッダ部材と、を備え、
各々の前記チューブ内には、第1の流体が流通する流路が形成され、
前記複数のチューブ間には、第2の流体が流通する流路が形成され、
前記シール収容部は、前記内周面と前記端面と前記ヘッダ部材の外周面とによって形成されることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3,
The heat exchange unit includes a plurality of stacked tubes,
A header member attached so as to cover a lower end portion in the flow direction of the first fluid in the plurality of tubes,
A flow path through which the first fluid flows is formed in each of the tubes,
A channel through which the second fluid flows is formed between the plurality of tubes,
The heat exchanger according to claim 1, wherein the seal housing part is formed by the inner peripheral surface, the end surface, and an outer peripheral surface of the header member.
前記熱交換部と前記ケースとは、熱膨張率の異なる材料によって形成されることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4,
The heat exchanger, wherein the case and the case are formed of materials having different coefficients of thermal expansion.
前記熱交換部は、金属材料によって形成され、
前記ケースは、樹脂材料によって形成されることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 5, wherein
The heat exchange part is formed of a metal material,
The heat exchanger according to claim 1, wherein the case is made of a resin material.
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