JP4354586B2

JP4354586B2 - 排気ガス用熱交換器

Info

Publication number: JP4354586B2
Application number: JP27618099A
Authority: JP
Inventors: 誠和田; 久雄萩原; 雅雄花田
Original assignee: T.RAD CO., L T D.
Current assignee: T.RAD CO., L T D.
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JP2001099584A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インナーフィンを有する多板型の排気ガス用熱交換器に係り、排気ガス中のスス等が壁面に付着して目詰まりすることを防止するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＧＲクーラ等に用いる排気ガス処理用熱交換器は、その熱効率を向上させるため、排気ガス流路と冷却水流路とをプレートを介して交互に配置し、排気ガス流路には波形に曲折形成されたインナーフィンが配置されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、排気ガス中に含まれるスス等が熱交換器の特にインナーフィンに付着し、次第に目詰まりを起こして、熱交換性能を低下させていた。この目詰まりを観察すると、それはインナーフィンの排気ガス流入端から始まり、次第に奥にそれが成長していた。この目詰まりがインナーフィンの先端から生じる理由は、そこに渦流が生じ、それに凝縮水が捕捉されて滞留し、その凝縮水に排気ガス中のスス等が付着するからと思われる。
そこで本発明は、このような目詰まりを最低限に抑える排気ガス用熱交換器を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、夫々偏平な排気ガス流路１と冷却水流路２とがプレート３を介して交互に配置され、稜線を排気ガス流通方向に位置して波型のインナーフィン４が排気ガス流路１に配置された排気ガス用熱交換器において、
前記インナーフィン４の頂部および谷部が、それに隣接する前記プレート３にろう付けされると共に、そのインナーフィン４の排気ガス入口側縁部には、結露防止用の非ろう付け部５が設けられたことを特徴とする排気ガス用熱交換器である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明の排気ガス用熱交換器の要部斜視図であり、図２は図１のII−II線縦断面図であって、インナーフィン４の入口近傍における渦流発生状態の説明図である。また、図３は同縦断面図であってインナーフィン４の内部の温度分布説明図であり、図４は本発明の排気ガス用熱交換器の一例を示す分解斜視図である。
図４に示す例の熱交換器は、比較的肉厚のガス側プレート10と水側プレート11とを有し、それらが薄いプレート３を介して交互に配置され、ガス側プレート10の内部にはインナーフィン４が配置されたものである。
薄いプレート３はその四隅部に一対づつの冷却水連通孔８と排気ガス連通孔９が対角状に配置されている。ガス側プレート10には、平面がやや菱形の排気ガス流路１と、対角位置に一対の冷却水連通孔８とが形成されている。水側プレート11には、対角位置に一対の排気ガス連通孔９が配置され、それらの間に平面菱形の冷却水流路２が設けられる。排気ガス流路１と冷却水流路２とは、その平面菱形の向きが互いに逆に形成されている。
【０００６】
なお、互いに接合される各部品間には予めろう材がその外表面に被覆されたものを用い、或いはろう箔を配置して、それを溶融し次いで固化することにより各部品間が一体に接合される。このとき、インナーフィン４とプレート３とのろう付け部は図１〜図３の如くその先端において非ろう付け部５が形成され、それ以外の部分がろう付け部12を形成する。この非ろう付け部５の長さは、インナーフィン４の振幅高さによって夫々異なるが、少なくとも１ｍｍ以上必要である。
このようにしてなる熱交換器の要部縦断面は、図２の如く排気ガス流路１と冷却水流路２とがプレート３を介して交互に配置され、排気ガス流路１にはインナーフィン４が収納される。インナーフィン４は、その稜線が排気ガスの流通方向に位置した波形のものが用いられる。そして排気ガス流路１に排気ガス６が図２の如く流通し、冷却水流路２に冷却水７が図の如く流通する。なお、冷却水７の流通方向は排気ガス６に対して逆向きであってもよい。
【０００７】
排気ガス６が排気ガス流路１内を流通すると、図２の如く、インナーフィン４の入口側部分において特にその壁面に沿って渦流が生じる。なお、点線で示された渦は幅方向に隣接するガス流路の状態を示す。
従来の熱交換器ではこの渦が生じる部分に凝縮水が滞留し、そこに排気ガス中のスス等が付着し、それが次第に下流側に成長する現象が生じていた。
しかしながら、本発明ではその渦流が生じる部分では、インナーフィン４とプレート３は非ろう付け状態である。即ち、そこに非ろう付け部５に形成され、その非ろう付け部５の下流側にのみに、ろう付け部12が設けられている。それ故、冷却水７による冷却効果が非ろう付け部５においては小さくなり、インナーフィン４の内部における温度分布は図３の如くなる。なお、点線で示された温度分布曲線は幅方向に隣接するガス流路の状態を示す。
本発明では、非ろう付け部５部分の冷却効果が小さいから、そこに結露水が生じることがない。そのため、そこに渦流が発生しても結露水が生じないので、ススの付着がない。なお、非ろう付け部５を越えた下流側においては凝縮水が生じる。しかし、そこには渦が生じ難いので、排気ガスの流通に伴い、凝縮水は全て下流側に搬送される。その結果、インナーフィン４の壁面に排気ガス６中のスス等が付着することを可及的に防止する。
【０００８】
なお、上記実施の形態ではインナーフィン４の横断面は、長手方向の各位置で全て同一に形成されているが、それに限らずいわゆるオフセット型のフィンを用いることもできる。このオフセット型のインナーフィンは、マルチエントリー型とも言われ、稜線の側面に幅方向へ突出部が形成され、その突出部に開口が形成されたものである。このようなオフセット型のフィンにおいても、実験によれば排気ガス中のスス等の付着は主としてインナーフィンの先端部から成長するので、その先端部に非ろう付け部５を形成し、先端部の温度を高めることにより凝縮水の滞留を防止し、スス等の付着をなくすことができる。
【０００９】
【発明の作用・効果】
本発明の排気ガス用熱交換器は、その排気ガス流路１に配置されたインナーフィン４の排気ガス入口側縁部に結露防止用の非ろう付け部５が設けられているので、排気ガス中のスス等がそこに付着することを防止できる。
そして結露をインナーフィン４の流通方向のより奥側に位置させ、そこに生じた結露水を円滑に排除し、結果として熱交換器全体の目詰まりを防止できる。
逆にいえば、インナーフィン４の排気ガス入口側縁部では、特に渦流ができ易く、従来の熱交換器ではそこに結露水が滞留しがちである。
しかしながら本発明の熱交換器は、インナーフィン４の入口側縁部で、それとプレート３とがろう付けされていないため、インナーフィン４の先端縁部は比較的高温となり、凝縮水が生じ難い。従って、渦流の発生し易い部分があってもそこには凝縮水が滞留せず、排気ガス中のスス付着を防止できる。
また、その入口側縁部から下流側では渦流が生じ難いので、凝縮水が滞留することを防止し、凝縮水の滞留に基づく排気ガスのスス等の壁面付着を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気ガス用熱交換器の要部斜視図。
【図２】同熱交換器の縦断面図であって、インナーフィン４の入口近傍における渦流発生状態の説明図。
【図３】同熱交換器の縦断面図であって、インナーフィン４の内部の温度分布説明図。
【図４】本発明の排気ガス用熱交換器の一例を示す分解斜視図。
【符号の説明】
１排気ガス流路
２冷却水流路
３プレート
４インナーフィン
５非ろう付け部
６排気ガス
７冷却水
８冷却水連通孔
９排気ガス連通孔
10 ガス側プレート
11 水側プレート
12 ろう付け部

Claims

夫々偏平な排気ガス流路１と冷却水流路２とがプレート３を介して交互に配置され、稜線を排気ガス流通方向に位置して波型のインナーフィン４が排気ガス流路１に配置された排気ガス用熱交換器において、
前記インナーフィン４の頂部および谷部が、それに隣接する前記プレート３にろう付けされると共に、そのインナーフィン４の排気ガス入口側縁部には、結露防止用の非ろう付け部５が設けられたことを特徴とする排気ガス用熱交換器。