JP3879614B2

JP3879614B2 - Heat exchanger

Info

Publication number: JP3879614B2
Application number: JP2002216645A
Authority: JP
Inventors: 和弘柴垣
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2022-07-25
Also published as: JP2004060920A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱交換器に関するもので、燃焼により発生する排気と冷却流体との間で熱交換を行う排気熱交換装置、例えばＥＧＲ（排気再循環装置）用の排気を冷却するガスクーラに適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
図２は出願人が試作検討したガスクーラの外観図（一部断面）であり、図７は図２のＡ−Ａ断面図であり、図８は図７のＡ部拡大図である。なお、図２は本発明の実施形態の説明に用いる図であり、この図２を援用して課題を説明する。
【０００３】
この試作検討に係るガスクーラは、図７に示すように、冷却水が流通する流体通路１６を構成するパイプ状のケーシング２０と、排気が流通する複数本のチューブ１１及びインナーフィン１２からなる熱交換コア１５とを有して構成されたものである。
【０００４】
また、熱交換コア１５、つまりチューブ１１は、図２に示すように、その長手方向端部がコアプレート２３に挿入されてコアプレート２３を介してケーシング２０に固定されている。
【０００５】
ところで、チューブ１１をコアプレート２３に挿入するに当たっては、コアプレート２３にチューブ１１を挿入するための挿入穴２３ａを設ける必要があるが、チューブ１１の挿入組み付け性を考慮すると、図８に示すように、チューブ１１の角部の曲率半径Ｒ１をなるべく大きくすることが望ましい。
【０００６】
因みに、角部の曲率半径Ｒ１を小さくすると、チューブ１１を挿入穴２３ａに挿入し難くなるとともに、挿入穴２３ａを開けるための加工（例えば、プレスによる打ち抜き加工）性が低下する。
【０００７】
しかし、角部の曲率半径Ｒ１を大きくすると、チューブ１１の角部において曲面となる範囲が大きくなるので、インナーフィン１２の端部をチューブ１１の角部に当てるようにしてインナーフィン１２をチューブ１１に対して位置決めすることができず、ろう付け完了後において、インナーフィン１２の固定位置がチューブ１１に対して大きくばらついてしまうといった問題が発生する。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な熱交換器を提供し、第２には、インナーフィンの固定位置がチューブに対して大きくばらつくことを防止することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、流体が流通する流体通路（１６）を構成するパイプ状のケーシング（２０）と、
ケーシング（２０）内に収納され、ケーシング（２０）内を流れる流体と熱交換する流体が流通するチューブ（１１）を有する熱交換コア（１５）と、
チューブ（１１）内に設けられ、渦流れを発生させて熱伝達率を向上させるフィン（１２）と、
チューブ（１１）の長手方向端部が挿入される挿入穴（２３ａ）を有し、チューブ（１１）をケーシング（２０）に対して固定するコアプレート（２３）とを備え、
チューブ（１１）の長手方向端部（１１ｆ）におけるチューブ断面角部は曲率半径を有する形状であり、
チューブ（１１）のうち長手方向端部（１１ｆ）から長手方向中央部側にずれた部位におけるチューブ断面角部には、チューブ（１１）の外側から内側に陥没して内側に突出した突起部（１１ｅ）が塑性加工にて設けられており、
さらに、フィン（１２）は、突起部（１１ｅ）によりチューブ（１１）内に位置決めされていることを特徴とする。
【００１０】
これにより、チューブ（１１）のうち、コアプレート（２３）の挿入穴（２３ａ）に挿入される長手方向端部（１１ｆ）ではチューブ断面角部の形状が曲率半径を有する形状であり、一方、チューブ（１１）のうち、長手方向端部（１１ｆ）から長手方向中央部側にずれた部位ではチューブ断面角部に内側に突出した突起部（１１ｅ）が設けられ、この突起部（１１ｅ）によりフィン（１２）の位置決めを行うことができる。
したがって、チューブ（１１）の長手方向端部（１１ｆ）の断面角部の曲率半径Ｒ１を小さくすることなく、フィン（１２）を確実にチューブ（１１）に対して位置決めすることができる。
【００１１】
以上のように、突起部（１１ｅ）によりフィン位置決め機能を果たすことができるので、チューブ（１１）の長手方向端部（１１ｆ）、つまり挿入穴（２３ａ）に挿入される部位におけるチューブ断面角部の曲率半径Ｒ１は十分大きくすることができる。このため、チューブ（１１）の挿入組み付け性が悪化することはない。
【００１２】
したがって、チューブ（１１）の挿入組み付け性及びコアプレート（２３）の加工性を損なうことなく、フィン（１２）の固定位置がチューブ（１１）に対して大きくばらつくことを防止できるともに、従来と異なる新規な熱交換器を得ることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、チューブ（１１）は、その長手方向から見た断面形状が扁平状に形成されており、さらに、突起部（１１ｅ）は、断面形状の長径方向端部側に設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、チューブ（１１）は、所定形状にプレス成形された２枚の板材（１１ｂ）を組み合わせることにより構成されており、さらに、突起部（１１ｅ）は、板材（１１ｂ）にプレス成形を施すことにより形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、チューブ（１１）内には、燃焼により発生する排気が流れ、フィン（１２）は、チューブ（１１）の長手方向から見た断面形状が略波状に形成されており、さらに、チューブ（１１）のうちフィン（１２）が配置されていない部位には、内方側に突出した突起状のディンプル（１１ｄ）が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
これにより、フィン（１２）をチューブ（１１）に対して所定の位置に配置固定できるので、ディンプル（１１ｄ）とフィン（１２）の側面との距離が過度に小さくなる、又は必要以上に大きくなるといったことを未然に防止できる。
【００１７】
したがって、ディンプル（１１ｄ）と壁部（１２ｂ）と間にすす等のＰＭが堆積していくことを未然に防止できるとともに、確実に渦を発生させることができるので、排気とチューブ（１１）との間の熱伝達率を向上させることができる。延いては、熱交換器の熱交換能力を向上させることができる。
【００１８】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明に係る熱交換器をディーゼル式のエンジン用排気冷却装置に適用したものであり、図１は本実施形態に係る排気冷却装置（以下、ガスクーラと呼ぶ。）１０を用いたＥＧＲ（排気再循環装置）の模式図である。
【００２０】
そして、排気再循環管３０はエンジン３１から排出される排気の一部をエンジン３１の吸気側に還流させる配管である。
【００２１】
ＥＧＲバルブ３２は排気再循環管３０の排気流れ途中に配設されて、エンジン３１の稼働状態に応じて排気量を調節する周知のものであり、ガスクーラ１０は、エンジン３１の排気側とＥＧＲバルブ３２との間に配設されて排気とエンジンの冷却水との間で熱交換を行い排気を冷却する。
【００２２】
次に、ガスクーラ１０の構造について述べる。
【００２３】
図２はガスクーラの外観図（一部断面図）であり、図３は図２のＡ−Ａ断面図であり、図４は図３のＡ部拡大図である。
【００２４】
図２中、チューブ１１は排気が流通する排気通路１１ａを構成する扁平状の管であり、このチューブ１１は、図３に示すように、所定形状にプレス成形された２枚のプレート１１ｂをろう付け接合することにより形成されている。
【００２５】
また、チューブ１１内、つまり排気通路１１ａ内には、排気と冷却水との熱交換を促進するインナーフィン１２が配設されており、このインナーフィン１２は、図５に示すように、排気の流通方向に帯状に延びて互いに交差する２種類の壁部材１２ａ、１２ｂを有し、排気の流通方向から見た断面形状が矩形波状となるように形成されている。このため、排気通路１１ａ内には、チューブ１１の短径方向に複数本に区画された細流路１１ｃが構成される。
【００２６】
また、インナーフィン１２のうち壁部材１２ａには、その一部を切り起こすことにより、排気流れ下流側に向かうほどインナーフィン１２の壁部材１２ａからの突出寸法が大きくなるように排気流れに対して傾いた三角状の面を有する突起部、すなわちウィング１２ｃが千鳥状に形成されている。
【００２７】
一方、チューブ１１、つまりプレート１１ｂのうちインナーフィン１２が配置されていない部位には、図３、図４、図６（ｂ）に示すように、プレス加工にて内方側に突出した突起状のディンプル１１ｄが設けられており、このディンプル１１ｄは、排気通路１１ａのうちウィング１２ｃと対向する壁面において、図６（ａ）に示すように、排気流れに沿って複数個形成されている。
【００２８】
また、チューブ断面の長径方向端部側の角部には、図４に示すように、チューブ１１の外側から内側に略Ｌ字状に陥没して内側に突出した突起部１１ｅがプレス加工等の塑性加工にて設けられており、インナーフィン１２は、チューブ１１内において突起部１１ｅにより位置決めされている。
【００２９】
また、突起部１１ｅは、図６（ａ）に示すように、チューブ１１のうち長手方向一端端部１１ｆから長手方向中央部側にずれた部位からチューブ１１のうち長手方向他端部１１ｆから長手方向中央部側にずれた部位に亘って連続的に形成されているとともに、突起部１１ｅの内側曲率半径Ｒ２（図４参照）は、長手方向の両端部１１ｆの断面角部の曲率半径Ｒ１より小さな寸法に設定されている。
【００３０】
なお、チューブ１１の長手方向端部１１ｆ、つまり挿入穴２３ａに挿入される部位は、従来（図８参照）と同じく曲率半径Ｒ１を有する形状である。
【００３１】
因みに、インナーフィン１２及びチューブ１１は耐食性に優れた金属（本実施形態では、ステンレス）にプレス加工を施すことにより成形されており、インナーフィン１２及びチューブ１１はろう付けにより一体接合されている。
【００３２】
また、図２中、ケーシング２０は、複数本のチューブ１１をその短径方向（紙面上下方向）に積層して接合した熱交換コア１５を収納するとともに、熱交換コア１５周りに冷却水が流通する冷却水通路１６を形成する角パイプ状に形成されたものであり、このケーシング２０は、耐食性に優れた金属（本実施形態では、ステンレス）製である。
【００３３】
そして、ケーシング２０の長手方向一端側（紙面右側）の開口部には、この開口部を閉塞するように各チューブ１１に排気を分配供給するタンク部２１ａを形成するとともに、排気再循環管３０を接続するための第１ボンネット２１がろう付けされ、一方、長手方向他端側（紙面左側）の開口部には、熱交換を終えた排気を各チューブ１１から集合回収するタンク部２２ａを形成するとともに、排気再循環管３０を接続するための第２ボンネット２２がろう付けされている。
【００３４】
このとき、第１ボンネット２１に形成された排気流入口２１ｂの断面積は、熱交換器コア部１５の断面積より小さいため、第１ボンネット２１は、その通路断面積が排気流入口２１ｂから熱交換器コア部１５に渡って連続的に滑らかに拡大するようにラッパ状に形成されている。第２ボンネット２２も第１１ボンネット２１と同様に、排気流出口２２ｂから熱交換器コア部１５に渡って連続的に滑らかに拡大するようにラッパ状に形成されている。
【００３５】
また、コアプレート２３は、チューブ１１の長手方向端部が挿入穴２３ａに挿入されてチューブ１１をケーシング２０に対して固定するとともに、冷却水通路１６とタンク部２１ａ、２２ａとを仕切るものであり、このコアプレート２３及び第１、２ボンネット２１、２２も耐食性に優れた金属（本実施形態では、ステンレス）製である。
【００３６】
また、ケーシング２０のうち排気の流入側には、チューブ１１の長径方向側から冷却水を冷却水通路１６内に導入する流入口２４が設けられ、ケーシング２０のうち排気の流出側には、チューブ１１の短径方向側から熱交換を終えた冷却水を排出する流出口２５が設けられている。
【００３７】
なお、本実施形態では、ケーシング２０内における排気も流通の向きと冷却水の流通の向きとを同一の向きとし、かつ、チューブ１１の外壁側にチューブ１１の長径方向に延びる突起部１１ｃを設けて、冷却水通路１６のうち流入口２４近傍を比較的に小さな空間に仕切り、排気入口近傍における冷却水の流速を増大させる増速手段を構成しているとともに、チューブ１１間の隙間寸法を確保する位置決め手段を構成している。
【００３８】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００３９】
本実施形態では、インナーフィン１２の端部をチューブ１１の角部に当てるのではなく、突起部１１ｅにインナーフィン１２の端部を当てることによりインナーフィン１２をチューブ１１に対して位置決めしているので、チューブ１１の角部の曲率半径Ｒ１を小さくすることなく、インナーフィン１２を確実にチューブ１１に対して位置決めすることができる。
【００４０】
また、チューブ１１の長手方向端部、つまり挿入穴２３ａに挿入される部位は、前述したように、曲率半径Ｒ１を大きくすることができるので、チューブ１１の挿入組み付け性が悪化することはない。
【００４１】
したがって、チューブ１１の挿入組み付け性及びコアプレート２３の加工性を損なうことなく、インナーフィン１２の固定位置がチューブ１１に対して大きくばらつくことを防止できる。
【００４２】
また、インナーフィン１２をチューブ１１に対して所定の位置に配置固定できるので、ディンプル１１ｄとインナーフィン１２の側面（壁部１２ｂ）との距離が過度に小さくなる、又は必要以上に大きくなるといったことを未然に防止できる。
【００４３】
なお、ディンプル１１ｄと壁部１２ｂとの距離が過度に小さくなると、すす等のＰＭが堆積し易くなるので、ガスクーラ１０の目づまりを誘発し易い。また、ディンプル１１ｄと壁部１２ｂとの距離が過度に大きくなると、渦が発生し難くなるので、排気とチューブ１１（インナーフィン１２）との間の熱伝達率が低下し、ガスクーラ１０の冷却能力が低下する。
【００４４】
（その他の実施形態）
インナーフィン１２は、上述の実施形態（図４参照）に示されたストレートフィンに限定されるものではなく、例えば周知のオフセットフィンとしてもよい。
【００４５】
また、上述の実施形態では、ガスクーラ１０に本発明に係る排気熱交換装置を適用したが、マフラー内に配設されて排気の熱エネルギを回収する熱交換器等のその他の熱交換器にも適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るガスクーラを用いたＥＧＲガス冷却装置の模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係るガスクーラの外観図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３のＡ部拡大図である。
【図５】本発明の実施形態に係るインナーフィンの斜視図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施形態に係るチューブの正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】試作検討に係るガスクーラにおける図２のＡ−Ａ断面相当の断面図である。
【図８】図７のＡ部拡大図である。
【符号の説明】
１１…チューブ、１１ｄ…ディンプル、１１ｅ…位置決め用の突起部、
１２…インナーフィン、１２ｃ…ウィング。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger, and is applied to an exhaust heat exchange device that exchanges heat between exhaust gas generated by combustion and a cooling fluid, for example, a gas cooler that cools exhaust gas for an EGR (exhaust gas recirculation device). It is valid.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
FIG. 2 is an external view (partial cross section) of the gas cooler that the applicant has studied and prototyped, FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, and FIG. 8 is an enlarged view of a portion A in FIG. In addition, FIG. 2 is a figure used for description of embodiment of this invention, A subject is demonstrated using this FIG.
[0003]
As shown in FIG. 7, the gas cooler according to this prototype study is a heat exchange comprising a pipe-shaped casing 20 that constitutes a fluid passage 16 through which cooling water flows, and a plurality of tubes 11 and inner fins 12 through which exhaust flows. those constructed and a core 15.
[0004]
Further, as shown in FIG. 2, the heat exchange core 15, that is, the tube 11, has its longitudinal end inserted into the core plate 23 and fixed to the casing 20 via the core plate 23.
[0005]
By the way, when inserting the tube 11 into the core plate 23, it is necessary to provide an insertion hole 23a for inserting the tube 11 into the core plate 23. However, considering the insertion and assembling property of the tube 11, as shown in FIG. In addition, it is desirable to make the radius of curvature R1 of the corner of the tube 11 as large as possible.
[0006]
Incidentally, when the curvature radius R1 of the corner portion is reduced, it becomes difficult to insert the tube 11 into the insertion hole 23a, and processing (for example, punching by press) for opening the insertion hole 23a is deteriorated.
[0007]
However, if the radius of curvature R1 of the corner portion is increased, the range of the curved surface at the corner portion of the tube 11 is increased. Therefore, the inner fin 12 is attached to the tube 11 so that the end portion of the inner fin 12 is brought into contact with the corner portion of the tube 11. Therefore, there is a problem that the fixing position of the inner fin 12 varies greatly with respect to the tube 11 after the completion of brazing.
[0008]
In view of the above points, the present invention firstly provides a novel heat exchanger different from the conventional one, and secondly, it is intended to prevent the fixing position of the inner fin from greatly varying with respect to the tube. And
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a pipe-shaped casing (20) constituting a fluid passage (16) through which a fluid flows,
A heat exchange core (15) having a tube (11) that is housed in the casing (20) and through which a fluid that exchanges heat with the fluid flowing in the casing (20) flows;
A fin (12) provided in the tube (11) for generating a vortex flow to improve the heat transfer rate;
A core plate (23) having an insertion hole (23a) into which the longitudinal end of the tube (11) is inserted, and fixing the tube (11) to the casing (20);
The tube cross-section corner at the longitudinal end (11f) of the tube (11) is a shape having a radius of curvature,
In the tube (11), the tube cross-section corner at the position shifted from the longitudinal end (11f) to the longitudinal center is projected from the outside of the tube (11) and protrudes inward. 11e) is provided by plastic working,
Furthermore, the fin (12) is positioned in the tube (11) by the protrusion (11e).
[0010]
Thereby, in the tube (11), the shape of the tube cross-section corner is a shape having a radius of curvature at the longitudinal end (11f) inserted into the insertion hole (23a) of the core plate (23), Of the tube (11), a protrusion (11e) that protrudes inward is provided at the corner of the tube cross section at a position shifted from the longitudinal end (11f) to the longitudinal center. The protrusion (11e) The fin (12) can be positioned.
Therefore, the fin (12) can be reliably positioned with respect to the tube (11) without reducing the curvature radius R1 of the cross-sectional corner of the longitudinal end (11f) of the tube (11).
[0011]
As described above, since the fin positioning function can be achieved by the protrusion (11e), the tube cross-section corner at the end (11f) in the longitudinal direction of the tube (11 ) , that is, the portion inserted into the insertion hole (23a). The radius of curvature R1 can be made sufficiently large . For this reason, the insertion assembly property of a tube (11) does not deteriorate.
[0012]
Therefore, it is possible to prevent the fixing positions of the fins (12) from greatly varying with respect to the tube (11) without impairing the insertion and assembling property of the tube (11) and the workability of the core plate (23). A new heat exchanger can be obtained.
[0013]
In the invention according to claim 2, the tube (11) has a flat cross-sectional shape as viewed from the longitudinal direction thereof, and the protrusion (11e) is formed on the end of the cross-sectional shape in the long-diameter direction. It is characterized by being provided.
[0014]
In the invention according to claim 3, the tube (11) is configured by combining two plate members (11b) press-molded into a predetermined shape, and the protrusion (11e) is formed by combining the plate member (11b). ) Is formed by press molding.
[0015]
In the invention according to claim 4, the exhaust gas generated by combustion flows in the tube (11), and the fin (12) has a substantially wave-like cross-sectional shape as viewed from the longitudinal direction of the tube (11). In addition, a projecting dimple (11d) protruding inward is provided in a portion of the tube (11) where the fin (12) is not disposed.
[0016]
As a result, the fin (12) can be arranged and fixed at a predetermined position with respect to the tube (11), so that the distance between the dimple (11d) and the side surface of the fin (12) becomes excessively small or larger than necessary. Can be prevented in advance.
[0017]
Therefore, PM such as soot can be prevented from accumulating between the dimple (11d) and the wall (12b), and a vortex can be reliably generated. The heat transfer coefficient between the two can be improved. As a result, the heat exchange capability of the heat exchanger can be improved.
[0018]
Incidentally, the reference numerals in parentheses of each means described above are an example showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present embodiment, the heat exchanger according to the present invention is applied to a diesel-type exhaust cooling device for an engine. FIG. 1 uses an exhaust cooling device (hereinafter referred to as a gas cooler) 10 according to the present embodiment. 1 is a schematic diagram of an EGR (exhaust gas recirculation device).
[0020]
The exhaust gas recirculation pipe 30 is a pipe for returning a part of the exhaust gas discharged from the engine 31 to the intake side of the engine 31.
[0021]
The EGR valve 32 is provided in the middle of the exhaust gas flow in the exhaust gas recirculation pipe 30 and adjusts the amount of exhaust gas according to the operating state of the engine 31. The gas cooler 10 is connected to the exhaust side of the engine 31 and the EGR valve. Between the exhaust gas and the engine coolant to exchange heat and cool the exhaust gas.
[0022]
Next, the structure of the gas cooler 10 will be described.
[0023]
2 is an external view (partial cross-sectional view) of the gas cooler, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, and FIG. 4 is an enlarged view of a portion A of FIG.
[0024]
In FIG. 2, a tube 11 is a flat tube that constitutes an exhaust passage 11a through which exhaust flows, and the tube 11 brazes two plates 11b press-molded into a predetermined shape as shown in FIG. It is formed by bonding.
[0025]
Further, in the tube 11, that is, in the exhaust passage 11a, an inner fin 12 that promotes heat exchange between the exhaust gas and the cooling water is disposed. As shown in FIG. It has two types of wall members 12a and 12b that extend in a strip shape in the flow direction and intersect each other, and the cross-sectional shape viewed from the flow direction of the exhaust gas is formed in a rectangular wave shape. For this reason, in the exhaust passage 11a, a plurality of narrow flow passages 11c that are partitioned in the short diameter direction of the tube 11 are configured.
[0026]
Further, the wall member 12a of the inner fin 12 is partly cut and raised so that the protruding dimension of the inner fin 12 from the wall member 12a increases toward the downstream side of the exhaust flow. Protrusions having inclined triangular surfaces, that is, wings 12c are formed in a staggered manner.
[0027]
On the other hand, the tube 11, that is, the portion of the plate 11 b where the inner fin 12 is not disposed, is a protrusion that protrudes inward by pressing as shown in FIGS. 3, 4, and 6 (b). A plurality of dimples 11d are formed along the exhaust flow, as shown in FIG. 6A, on the wall surface of the exhaust passage 11a facing the wing 12c.
[0028]
Further, as shown in FIG. 4, at the corner on the long-diameter end portion side of the tube cross section, a protruding portion 11e that is recessed in a substantially L shape from the outside to the inside of the tube 11 and protrudes to the inside is formed by pressing or the like. The inner fin 12 is provided by plastic working, and the inner fin 12 is positioned in the tube 11 by the protrusion 11e.
[0029]
Further, as shown in FIG. 6A, the protruding portion 11e is long from the other end 11f in the longitudinal direction of the tube 11 from a portion of the tube 11 shifted from the longitudinal one end 11f to the longitudinal central portion. The inner curvature radius R2 (see FIG. 4) of the protruding portion 11e is continuously formed over the portion shifted toward the center in the direction, and the curvature radius R1 of the cross-sectional corners of both end portions 11f in the longitudinal direction is larger. Small dimensions are set.
[0030]
Incidentally, the site to be inserted longitudinal end portion 11f of the tube 11, i.e. into the insertion hole 23a is conventionally a shape having the same Ku curvature radius R1 (see FIG. 8).
[0031]
Incidentally, the inner fin 12 and the tube 11 are formed by pressing a metal having excellent corrosion resistance (in this embodiment, stainless steel), and the inner fin 12 and the tube 11 are integrally joined by brazing.
[0032]
In FIG. 2, the casing 20 houses a heat exchange core 15 in which a plurality of tubes 11 are stacked in the minor axis direction (up and down direction on the paper surface) and joined, and cooling water flows around the heat exchange core 15. The casing 20 is formed in the shape of a square pipe that forms the cooling water passage 16, and the casing 20 is made of a metal (in this embodiment, stainless steel) having excellent corrosion resistance.
[0033]
A tank portion 21a that distributes and supplies exhaust gas to each tube 11 so as to close the opening portion is formed at the opening portion on one end side (right side of the paper surface) of the casing 20 in the longitudinal direction, and an exhaust gas recirculation pipe 30 is provided. A first bonnet 21 to be connected is brazed, and a tank portion 22a that collects and collects exhausted heat from each tube 11 is formed at the opening on the other end in the longitudinal direction (left side of the paper). In addition, a second bonnet 22 for connecting the exhaust gas recirculation pipe 30 is brazed.
[0034]
At this time, since the cross-sectional area of the exhaust inlet 21b formed in the first bonnet 21 is smaller than the cross-sectional area of the heat exchanger core 15, the first bonnet 21 has a passage cross-sectional area that is heated from the exhaust inlet 21b. It is formed in a trumpet shape so as to continuously and smoothly expand over the exchanger core 15. Similar to the eleventh bonnet 21, the second bonnet 22 is also formed in a trumpet shape so as to continuously and smoothly expand from the exhaust outlet 22b to the heat exchanger core portion 15.
[0035]
Further, the core plate 23 inserts the end portion in the longitudinal direction of the tube 11 into the insertion hole 23a to fix the tube 11 to the casing 20, and partitions the cooling water passage 16 from the tank portions 21a and 22a. The core plate 23 and the first and second bonnets 21 and 22 are also made of metal having excellent corrosion resistance (in this embodiment, stainless steel).
[0036]
An inflow port 24 for introducing cooling water into the cooling water passage 16 from the longer diameter direction side of the tube 11 is provided on the exhaust inflow side of the casing 20, and a tube is provided on the exhaust outflow side of the casing 20. 11 is provided with an outlet 25 for discharging the cooling water after the heat exchange.
[0037]
In the present embodiment, the exhaust direction in the casing 20 is the same as the direction of circulation and the direction of circulation of the cooling water, and a projection 11c extending in the major axis direction of the tube 11 is provided on the outer wall side of the tube 11. Thus, the vicinity of the inlet 24 in the cooling water passage 16 is partitioned into a relatively small space to constitute a speed increasing means for increasing the flow rate of the cooling water in the vicinity of the exhaust inlet, and the clearance between the tubes 11 is ensured. The positioning means is configured.
[0038]
Next, the effect of this embodiment is described.
[0039]
In the present embodiment, the inner fin 12 is positioned with respect to the tube 11 by applying the end of the inner fin 12 to the protrusion 11e instead of applying the end of the inner fin 12 to the corner of the tube 11. Therefore, the inner fin 12 can be reliably positioned with respect to the tube 11 without reducing the radius of curvature R1 of the corner portion of the tube 11.
[0040]
Moreover, since the curvature radius R1 can be enlarged at the longitudinal direction end of the tube 11, that is, the portion inserted into the insertion hole 23a as described above, the insertion and assembling property of the tube 11 does not deteriorate.
[0041]
Therefore, it is possible to prevent the fixing position of the inner fin 12 from greatly varying with respect to the tube 11 without impairing the insertion and assembling property of the tube 11 and the workability of the core plate 23.
[0042]
Further, since the inner fin 12 can be arranged and fixed at a predetermined position with respect to the tube 11, the distance between the dimple 11d and the side surface (wall portion 12b) of the inner fin 12 becomes excessively small or larger than necessary. Can be prevented.
[0043]
If the distance between the dimple 11d and the wall portion 12b is excessively small, PM such as soot is likely to be deposited, so that the gas cooler 10 is easily clogged. Further, if the distance between the dimple 11d and the wall portion 12b becomes excessively large, vortices are less likely to be generated, so that the heat transfer coefficient between the exhaust and the tube 11 (inner fin 12) is reduced, and the cooling capacity of the gas cooler 10 is reduced. Decreases.
[0044]
(Other embodiments)
The inner fin 12 is not limited to the straight fin shown in the above-described embodiment (see FIG. 4), and may be a known offset fin, for example.
[0045]
In the above-described embodiment, the exhaust heat exchange device according to the present invention is applied to the gas cooler 10, but other heat exchangers such as a heat exchanger that is disposed in the muffler and collects the heat energy of the exhaust gas are also used. You may apply.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an EGR gas cooling device using a gas cooler according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external view of a gas cooler according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
4 is an enlarged view of a part A in FIG. 3;
FIG. 5 is a perspective view of an inner fin according to an embodiment of the present invention.
6A is a front view of a tube according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a sectional view taken along line BB in FIG.
7 is a cross-sectional view corresponding to the AA cross section of FIG. 2 in the gas cooler according to the trial manufacture.
8 is an enlarged view of a part A in FIG. 7;
[Explanation of symbols]
11 ... Tube, 11d ... Dimple, 11e ... Projection for positioning,
12 ... Inner fin, 12c ... Wing.

Claims

A pipe-shaped casing (20) constituting a fluid passage (16) through which a fluid flows;
A heat exchange core (15) having a tube (11) that is housed in the casing (20) and through which a fluid that exchanges heat with the fluid flowing in the casing (20) flows;
A fin (12) provided in the tube (11) for generating a vortex flow to improve the heat transfer rate;
A core plate (23) having an insertion hole (23a) into which the longitudinal end of the tube (11) is inserted, and fixing the tube (11) to the casing (20);
The tube cross-section corner at the longitudinal end (11f) of the tube (11) has a curvature radius,
The tube cross-section corners at a site offset in the longitudinal direction central portion side from the longitudinal end (11f) of said tube (11), projecting inwardly recessed from the outside to the inside of the tube (11) The protrusion (11e) is provided by plastic working,
Furthermore, the said fin (12) is positioned in the said tube (11) by the said projection part (11e), The heat exchanger characterized by the above-mentioned.

The tube (11) has a flat cross-sectional shape as viewed from its longitudinal direction,
Furthermore, the said protrusion part (11e) is provided in the major-diameter direction edge part side of the said cross-sectional shape, The heat exchanger of Claim 1 characterized by the above-mentioned.

The tube (11) is configured by combining two plate materials (11b) press-molded into a predetermined shape,
Furthermore, the said projection part (11e) is formed by performing press molding to the said board | plate material (11b), The heat exchanger of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.

In the tube (11), exhaust gas generated by combustion flows,
As for the said fin (12), the cross-sectional shape seen from the longitudinal direction of the said tube (11) is formed in substantially wave shape,
Furthermore, a projecting dimple (11d) protruding inward is provided at a portion of the tube (11) where the fin (12) is not disposed. The heat exchanger according to any one of 3.