JP5145718B2 - Heat exchanger - Google Patents

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Description

本発明は、例えばＥＧＲ（排気再循環装置）において内燃機関の燃焼により発生した排気ガスと冷却水との間で熱交換を行う排気熱交換器に適用して好適な熱交換器に関するものである。   The present invention relates to a heat exchanger suitable for application to an exhaust heat exchanger that exchanges heat between exhaust gas generated by combustion of an internal combustion engine and cooling water in, for example, EGR (exhaust gas recirculation device). .

従来の熱交換器として、例えば特許文献１に示されるように、ＥＧＲ（排気再循環装置）においてエンジンから排出される排気ガスの一部をエンジンの吸気側に循環させる際に、この排気ガスを冷却水によって冷却する排気熱交換器が知られている。   As a conventional heat exchanger, for example, as disclosed in Patent Document 1, when a part of the exhaust gas discharged from the engine is circulated to the intake side of the engine in an EGR (exhaust gas recirculation device), the exhaust gas is used. An exhaust heat exchanger that is cooled by cooling water is known.

即ち、この排気熱交換器は、複数積層されたチューブが筒状のタンク内部に収容されて、タンクの長手方向の両端部にボンネットが接続されている。また、タンクの両端部にはタンク内の空間とボンネット内の空間とを区画するコアプレートが設けられており、複数のチューブの両端部はコアプレートに挿通されている。そして、タンクにはコアプレートによって形成される上記タンク内の空間と連通する冷却水入口管と冷却水出口管が接続されている。   That is, in this exhaust heat exchanger, a plurality of stacked tubes are accommodated in a cylindrical tank, and bonnets are connected to both ends in the longitudinal direction of the tank. Moreover, the core plate which divides the space in a tank and the space in a bonnet is provided in the both ends of the tank, and the both ends of several tubes are penetrated by the core plate. The tank is connected to a cooling water inlet pipe and a cooling water outlet pipe communicating with the space in the tank formed by the core plate.

上記排気熱交換器においては、冷却水が冷却水入口管からタンク内に流入して、タンク内（複数のチューブの外側）を流通して、冷却水出口管から流出する。また、排気ガスは一方のボンネットから流入して、複数のチューブに分配され、チューブ内を流通して、他方のボンネットで集合されて流出する。この時、タンク内で排気ガスが冷却水によって冷却される。
特開２００３−１０６７９０号公報 In the exhaust heat exchanger, the cooling water flows into the tank from the cooling water inlet pipe, flows through the tank (outside the plurality of tubes), and flows out from the cooling water outlet pipe. Further, the exhaust gas flows in from one bonnet, is distributed to a plurality of tubes, circulates in the tubes, collects in the other bonnet, and flows out. At this time, the exhaust gas is cooled by the cooling water in the tank.
JP 2003-106790 A

しかしながら、上記排気熱交換器においては、コアプレートは排気ガス通路（ボンネットとチューブ内）と、冷却水通路（タンク内）とを区画する役割を果たすものであって、排気ガスと冷却水との熱交換には寄与しない部品となっている。また、チューブの組付けに際してはコアプレートにチューブを挿通させるための組付け工数を伴い、総じて排気熱交換器としてのコストを引き上げる要因となっている。   However, in the exhaust heat exchanger, the core plate plays a role of partitioning the exhaust gas passage (in the bonnet and the tube) and the cooling water passage (in the tank). It is a component that does not contribute to heat exchange. Further, when assembling the tube, the number of assembling steps for inserting the tube into the core plate is involved, which is a factor that increases the cost of the exhaust heat exchanger as a whole.

本発明の目的は、上記問題に鑑み、コアプレートを不要として第１流体と第２流体との流路を区画可能とする熱交換器を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a heat exchanger that can partition a flow path between a first fluid and a second fluid without using a core plate.

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。   In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.

請求項１に記載の発明では、内部を第１流体が通過する、扁平状断面を成して積層される複数のチューブ（１１０）と、
積層された複数のチューブ（１１０）の外部を覆うように配設された外方部（１３１）と、
チューブ（１１０）が積層される際に互いに対向する対向面（１１１）の間に形成され、第２流体が前記チューブ（１１０）の外側を流通する流路（１１５）と、
外方部（１３１）に接続され、外方部（１３１）の内部に第２流体を流入させる流入部（１４１）と、
外方部（１３１）に接続され、外方部（１３１）の内部から第２流体を流出させる流出部（１４２）と、
チューブ（１１０）の端部側において、積層された複数のチューブの外周に当接して接合され、チューブ（１１０）の内部と連通し、第１流体が通過するタンク（１５１、１５２）とを有し、
チューブ（１１０）の外側を流通する第２流体と第１流体との間で熱交換する熱交換器において、
チューブ（１１０）の、タンク（１５１、１５２）との接合部に形成され、対向面（１１１）から外方へ突出し、第１流体と第２流体が流通する領域を区画する凸部（１１２）と、
対向面（１１１）の長辺側に形成され、凸部（１１２）に対して凹状となる凹部（１１３）とを有し、
流入部（１４１）または流出部（１４２）が凹部（１１３）と対向するように配され、
複数積層されたチューブ（１１０）の両端部は、タンク（１５１、１５２）のカップ状に開口する内側に挿入されて、接合されており、
複数のチューブ（１１０）は、同一形状を有しており、
複数のチューブ（１１０）が積層された状態で、チューブ（１１０）の両端部において、チューブ（１１０）の扁平状断面の短辺側となるチューブ側面（１１８）同士は連続した面を形成しており、
チューブ（１１０）の両端部において、複数のチューブ（１１０）が積層されたチューブ積層体の外周全体にわたって、タンク（１５１、１５２）の内周全体が当接して接合されていることを特徴としている。 In the invention according to claim 1, a plurality of tubes (110) stacked in a flat cross section through which the first fluid passes,
An outer portion (131) disposed to cover the outside of the plurality of stacked tubes (110);
A flow path (115) formed between opposing surfaces (111) facing each other when the tube (110) is laminated, and a second fluid flowing outside the tube (110);
An inflow part (141) connected to the outer part (131) and allowing the second fluid to flow into the outer part (131);
An outflow part (142) connected to the outer part (131) and allowing the second fluid to flow out from the inside of the outer part (131);
On the end side of the tube (110), there are tanks (151, 152) that are in contact with and joined to the outer periphery of the stacked tubes, communicate with the inside of the tube (110), and pass the first fluid. And
In the heat exchanger for exchanging heat between the second fluid and the first fluid flowing outside the tube (110),
A projecting portion (112) formed at a joint portion of the tube (110) with the tank (151, 152), projecting outward from the facing surface (111), and dividing a region where the first fluid and the second fluid circulate. When,
A concave portion (113) formed on the long side of the opposing surface (111) and having a concave shape with respect to the convex portion (112);
The inflow portion (141) or the outflow portion (142) is arranged to face the recess (113),
Both ends of the stacked tubes (110) are inserted and joined to the inside of the tanks (151 and 152) that open in a cup shape,
The plurality of tubes (110) have the same shape,
In a state where a plurality of tubes (110) are laminated, the tube side surfaces (118) which are the short sides of the flat cross section of the tube (110) form a continuous surface at both ends of the tube (110). And
At both ends of the tube (110), the entire inner periphery of the tank (151, 152) is in contact with and joined to the entire outer periphery of the tube laminate in which a plurality of tubes (110) are stacked . .

これにより、凸部（１１２）によって第１流体と第２流体が流通する領域を区画することができるので、この熱交換器（１００）において、従来技術の項で説明したコアプレートを廃止することができる。また、コアプレートを廃止できることから、チューブ（１１０）をコアプレートに挿通させるための組付け工数を不要とすることができ、総じて熱交換器（１００）としてのコストを低減することができる。   Thereby, since the area | region where the 1st fluid and the 2nd fluid distribute | circulate can be divided by the convex part (112), in this heat exchanger (100), the core plate demonstrated in the term of the prior art is abolished. Can do. Further, since the core plate can be eliminated, the assembly man-hour for inserting the tube (110) through the core plate can be eliminated, and the cost of the heat exchanger (100) can be reduced as a whole.

請求項２に記載の発明では、対向面（１１１）のうち第２流体の流れ上流側に対応する部位であって、凹部側となる位置において、チューブの短辺側に沿って延びるように、対向面（１１１）から外方へと突出して形成される整流手段（１１７）を有することを特徴としている。 In the invention according to claim 2, in the portion corresponding to the upstream side of the flow of the second fluid in the facing surface (111), and extending along the short side of the tube at a position on the concave side, It has a rectifying means (117) formed to protrude outward from the opposing surface (111) .

これにより、第２流体の流通する流路（１１５）において、第１流体流れの上流側に対応する部位において第２流体流れの淀みの発生を抑制でき、第２流体が過度に熱交換されることを防止することができる。 Thereby, in the flow path (115) through which the second fluid flows, the occurrence of stagnation of the second fluid flow can be suppressed at the portion corresponding to the upstream side of the first fluid flow, and the second fluid is excessively heat-exchanged. This can be prevented.

請求項３に記載の発明では、流入部（１４１）または流出部（１４２）が接続される外方部（１３１）の部位とチューブ（１１０）との間には隙間（１３３a ）が形成されていることを特徴としている。 In the invention according to claim 3, a gap (133a) is formed between the tube (110) and the portion of the outer part (131) to which the inflow part (141) or the outflow part (142) is connected. It is characterized in that there.

これにより、第２流体が流路（１１５）に対して流入・流出する際の拡大ロス、あるいは縮小ロスを低減でき、第２流体の圧力損失を低減して、熱交換性能を向上させることができる。Thereby, the expansion loss or the reduction loss when the second fluid flows into and out of the flow path (115) can be reduced, the pressure loss of the second fluid can be reduced, and the heat exchange performance can be improved. it can.

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description mentioned later.

（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る熱交換器をディーゼルエンジン（内燃機関）の排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）におけるＥＧＲガスクーラ１００に適用したものである。以下、図１〜図１２を用いて、ＥＧＲガスクーラ１００の構成について説明する。 (First embodiment)
In this embodiment, the heat exchanger according to the present invention is applied to an EGR gas cooler 100 in an exhaust gas recirculation device (EGR) of a diesel engine (internal combustion engine). Hereinafter, the configuration of the EGR gas cooler 100 will be described with reference to FIGS.

尚、図１はＥＧＲガスクーラ１００の全体構成を示す平面図、図２はＥＧＲガスクーラ１００の全体構成を示す正面図、図３はＥＧＲガスクーラ１００の図２におけるＡ方向から見た矢視図、図４はＥＧＲガスクーラ１００の全体構成を示す分解斜視図、図５はチューブ１１０を示す三面図、図６はチューブ１１０を示す断面図、図７はチューブ１１０の変形例を示す断面図、図８は積層状態のチューブ１１０を示す正面図、図９は図１におけるＢ−Ｂ部を示す断面図、図１０は図２におけるＣ−Ｃ部を示す断面図、図１１は水側タンク１３０の接続部を示す断面図、図１２は図９におけるＤ−Ｄ部を示す断面図である。   1 is a plan view showing the overall configuration of the EGR gas cooler 100, FIG. 2 is a front view showing the overall configuration of the EGR gas cooler 100, and FIG. 3 is an arrow view of the EGR gas cooler 100 as viewed from the direction A in FIG. 4 is an exploded perspective view showing the entire configuration of the EGR gas cooler 100, FIG. 5 is a three-side view showing the tube 110, FIG. 6 is a cross-sectional view showing the tube 110, FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the tube 110, and FIG. 9 is a front view showing the tube 110 in a laminated state, FIG. 9 is a cross-sectional view showing a BB portion in FIG. 1, FIG. 10 is a cross-sectional view showing a CC portion in FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a DD section in FIG. 9.

ＥＧＲガスクーラ１００は、エンジンに再循環させる排気ガス（本発明における第１流体に対応）をエンジンの冷却水（本発明における第２流体に対応）によって冷却する排気熱交換器である。このＥＧＲガスクーラ１００は、図１〜図４に示すように、内部にインナーフィン１２０が配設される複数のチューブ１１０と、水側タンク１３０（１３０ａ、１３０ｂ）と、ガス側タンク１５１、１５２等から構成されている。以下説明する各部材は、耐強度性、および耐腐食性に優れるステンレス系材料から成るものとしており、各部材の当接部がろう付け、あるいは溶接により接合されている。   The EGR gas cooler 100 is an exhaust heat exchanger that cools exhaust gas (corresponding to the first fluid in the present invention) recirculated to the engine with engine coolant (corresponding to the second fluid in the present invention). 1 to 4, the EGR gas cooler 100 includes a plurality of tubes 110 in which inner fins 120 are disposed, water-side tanks 130 (130a, 130b), gas-side tanks 151, 152, and the like. It is composed of Each member described below is made of a stainless steel material excellent in strength resistance and corrosion resistance, and the contact portion of each member is joined by brazing or welding.

チューブ１１０は、図５、図６に示すように、扁平状断面を有する細長の管部材であり、内部を排気ガスが流通するようになっている。そして、チューブ１１０は２枚のチューブプレート（本発明における板部材に対応）１１０ａ、１１０ｂから形成されている。各チューブプレート１１０ａ、１１０ｂは、プレス加工またはロール加工によって平板から断面がコの字形状となるように成形されている。コの字形状の開口側はチューブ１１０の扁平状断面の短辺に対応し、開口側は短辺の略中央で互いに接合されている。尚、チューブプレート１１０ａ、１１０ｂは、図７に示すように、開口側が短辺の一方側に偏った位置で接合されるものとしても良い。   As shown in FIGS. 5 and 6, the tube 110 is an elongated tube member having a flat cross section, and the exhaust gas is circulated therein. The tube 110 is formed of two tube plates (corresponding to plate members in the present invention) 110a and 110b. Each of the tube plates 110a and 110b is formed by pressing or roll processing so that the cross section has a U-shaped cross section from the flat plate. The U-shaped opening side corresponds to the short side of the flat cross section of the tube 110, and the opening side is joined to each other at the approximate center of the short side. In addition, as shown in FIG. 7, the tube plates 110a and 110b may be joined at a position where the opening side is biased to one side of the short side.

チューブ１１０の内部には、薄肉板材から断面波形状にプレス加工されたインナーフィン１２０が配設されている。インナーフィン１２０は、チューブ１２０の内面（後述するチューブ基本面１１１）に接合されている。このインナーフィン１２０を有するチューブ１１０は、両チューブプレート１１０ａ、１１０ｂによってインナーフィン１２０を挟み込むようにして組付けを行った後に、接合することで形成される。   Inside the tube 110, an inner fin 120 that is pressed from a thin plate material into a cross-sectional wave shape is disposed. The inner fin 120 is joined to the inner surface of the tube 120 (tube basic surface 111 described later). The tube 110 having the inner fins 120 is formed by joining after assembling so that the inner fins 120 are sandwiched between the tube plates 110a and 110b.

チューブ１１０は、扁平状断面の長辺側が互いに対向するように複数積層されており、ガス流路１１４（チューブ１１０の内部）、および冷却水流路１１５（詳細後述）を形成している。ここで、チューブ１１０の扁平状断面の長辺側となる面を以下、チューブ基本面１１１と呼ぶことにする。また、チューブ１１０の扁平状断面の短辺側となる面を以下、チューブ側面１１８と呼ぶことにする。また、複数積層されるチューブ１１０の積層方向の両最外方となる面を、便宜上、最外面１１１ａと呼ぶことにする。チューブ基本面１１１は、本発明における対向面に対応し、チューブ側面１１８は、本発明における対向面の長辺側、あるいは対向面と隣り合う側面に対応する。   A plurality of tubes 110 are stacked such that the long sides of the flat cross section face each other, and form a gas flow path 114 (inside the tube 110) and a cooling water flow path 115 (details will be described later). Here, the surface on the long side of the flat cross section of the tube 110 is hereinafter referred to as a tube basic surface 111. Further, the surface on the short side of the flat cross section of the tube 110 will be referred to as a tube side surface 118 hereinafter. Further, the outermost surfaces in the stacking direction of the tubes 110 that are stacked in a plurality are referred to as the outermost surface 111a for convenience. The tube basic surface 111 corresponds to the facing surface in the present invention, and the tube side surface 118 corresponds to the long side of the facing surface in the present invention or the side surface adjacent to the facing surface.

チューブ基本面１１１には、凸部１１２および凹部１１３が設けられている。尚、本実施形態では、使用する複数のチューブ１１０は、すべて同一の仕様としており、最外面１１１ａもチューブ基本面１１１と同一の構成（凸部１１２、凹部１１３）となるようにしている。   The tube basic surface 111 is provided with a convex portion 112 and a concave portion 113. In the present embodiment, the plurality of tubes 110 to be used have the same specifications, and the outermost surface 111a has the same configuration (the convex portion 112 and the concave portion 113) as the tube basic surface 111.

凸部１１２は、チューブ基本面１１１の表面から外方に向けて突出するようにプレス加工された打出し部であり、チューブ基本面１１１の外周部において連続する堰のように形成されている。   The convex portion 112 is a stamped portion that is pressed so as to protrude outward from the surface of the tube basic surface 111, and is formed as a continuous weir at the outer peripheral portion of the tube basic surface 111.

そして、凹部１１３は、上記凸部１１２の頂点からチューブ基本面１１１側にへこむへこみ部として、所定長さ分だけ形成されている。ここでは、へこみ寸法がチューブ基本面１１１に対する凸部１１２の突出寸法と等しくなるように設定している。即ち、凸部１１２の一部領域が非形成領域となることで、凹部１１３として形成されるようにしている。凹部１１３の形成される位置は、ここではチューブ基本面１１１の両長辺側で対角の位置となる２ヶ所としている。   And the recessed part 113 is formed only for predetermined length as a dent part dented from the vertex of the said convex part 112 to the tube basic surface 111 side. Here, the indentation dimension is set to be equal to the projecting dimension of the projection 112 with respect to the tube basic surface 111. That is, a partial region of the convex portion 112 becomes a non-formed region, so that the concave portion 113 is formed. Here, the positions where the recesses 113 are formed are two places which are diagonal positions on both long sides of the tube basic surface 111.

また、チューブ基本面１１１の全体領域には、外方に向けて円筒状に突出する複数の張出し部１１６が所定間隔で形成されている。そして、張出し部１１６の突出寸法は、上記凸部１１２の突出寸法と同一としている。   In addition, a plurality of projecting portions 116 that protrude outward in a cylindrical shape are formed in the entire region of the tube basic surface 111 at predetermined intervals. The projecting dimension of the overhanging part 116 is the same as the projecting dimension of the projecting part 112.

更には、２つの凹部１１３のうち、チューブ１１０における排気ガスの上流側（図５中の左側）となる一方の凹部１１３の近傍には、チューブ基本面１１１の短辺側に平行となるように延びる整流張出し部（本発明における整流手段に対応）１１７が形成されている。整流張出し部１１７の突出寸法は、上記凸部１１２の突出寸法と同一としている。整流張出し部１１７は、凹部１１３の形成領域の中で、チューブ１１０の反端部側となる位置で、且つ凹部１１３寄りとなる位置に設けられている。   Further, of the two recesses 113, the vicinity of one recess 113 on the upstream side (left side in FIG. 5) of the exhaust gas in the tube 110 is parallel to the short side of the tube basic surface 111. An extending rectifying overhang portion (corresponding to the rectifying means in the present invention) 117 is formed. The projecting dimension of the rectifying overhang part 117 is the same as the projecting dimension of the projecting part 112. The rectifying overhanging portion 117 is provided in a position on the opposite end side of the tube 110 and in a position near the concave portion 113 in the formation region of the concave portion 113.

上記チューブ１１０は、図８に示すように、チューブ基本面１１１に形成された凸部１１２が互いに当接するように複数積層されて、各凸部１１２同士が接合されている。更には、張出し部１１６、整流張出し部１１７も凸部１１２と同一突出寸法設定としていることから、対向する側と互いに当接して接合され、積層された複数のチューブ１１０は、インナーフィン１２０との接合も含めた強固な積層構造体となっている。   As shown in FIG. 8, a plurality of the tubes 110 are stacked such that the convex portions 112 formed on the tube basic surface 111 are in contact with each other, and the convex portions 112 are joined to each other. Furthermore, since the overhanging portion 116 and the straightening overhanging portion 117 are also set to have the same projecting size as the convex portion 112, the plurality of tubes 110 that are joined in contact with each other on the opposite side are connected to the inner fin 120. It is a strong laminated structure including bonding.

ここで、図９に示すように、凸部１１２の内側領域で、且つ、張出し部１１６、整流張出し部１１７を除いた領域には空間が形成されて、この空間が冷却水用の水流路（本発明における流路に対応）１１５となっている。また、チューブ基本面１１１で２ヶ所形成される凹部１１３のうち、一方の凹部１１３同士によって形成される開口部は（図８）、外部と上記水流路１１５とが連通して冷却水が流入する流入側開口部（本発明における第１開口部に対応）１１３ａとなっている。チューブ基本面１１１で２ヶ所形成される凹部１１３のうち、他方の凹部１１３同士によって形成される開口部は、外部と上記水流路１１５とが連通して冷却水が流出する流出側開口部（本発明における第２開口部に対応）１１３ｂとなっている。ここでは、整流張出し部１１７を設けた側を流入側開口部１１３ａとし、その反対側を流出側開口部１１３ｂとしている。   Here, as shown in FIG. 9, a space is formed in the inner region of the convex portion 112 and in the region excluding the overhanging portion 116 and the rectifying overhanging portion 117, and this space is a water flow path for cooling water ( 115 corresponding to the flow path in the present invention. Of the recesses 113 formed at two locations on the tube basic surface 111, the opening formed by one of the recesses 113 (FIG. 8) is connected to the outside and the water flow path 115, and cooling water flows in. It is an inflow side opening (corresponding to the first opening in the present invention) 113a. Of the recesses 113 formed at two locations on the tube basic surface 111, the opening formed by the other recesses 113 communicates with the outflow side opening (this book) through which the outside and the water channel 115 communicate with each other and the cooling water flows out. 113b) (corresponding to the second opening in the invention). Here, the side on which the rectifying overhanging portion 117 is provided is the inflow side opening 113a, and the opposite side is the outflow side opening 113b.

水側タンク１３０は、図４、図１０〜図１２に示すように、板部材が折り曲げられて断面がコの字形状に形成された部材である。水側タンク１３０の断面コの字形状のうち、開口側となって複数積層されたチューブ１１０の最外面１１１ａと対向する２つの部位が外方部（本発明における外方板部材に対応）１３１となっており、他の１つの部位が２つの外方部１３１の一端側を接続する接続部（本発明における接続板部材に対応）１３２となっている。   As shown in FIGS. 4 and 10 to 12, the water-side tank 130 is a member having a U-shaped cross section formed by bending a plate member. Of the U-shaped cross section of the water-side tank 130, two portions facing the outermost surface 111a of the tubes 110 stacked on the opening side are the outer portions (corresponding to the outer plate member in the present invention) 131. The other one portion is a connection portion (corresponding to the connection plate member in the present invention) 132 that connects one end sides of the two outer portions 131.

水側タンク１３０は、チューブ１１０の長手方向に並ぶ２つのタンク、即ち、第１水側タンク１３０ａと第２水側タンク１３０ｂとを有している。第１水側タンク１３０ａはチューブ１１０の流入側開口部１１３ａ側に対応し、第２水側タンク１３０ｂはチューブ１１０の流出側開口部１１３ｂ側に対応している。各水側タンク１３０ａ、１３０ｂは、それぞれの接続部１３２が流入側開口部１１３ａ、流出側開口部１１３ｂに対向するように、チューブ側面１１８側から挿入されて上記複数積層されたチューブ１１０の外部を覆うように配設されている。そして、両水側タンク１３０ａ、１３０ｂはチューブ１１０の長手方向中間部で、図１１に示すように、互いに嵌合されて、各外方部１３１が一枚の板状となるように接合されている。   The water side tank 130 has two tanks arranged in the longitudinal direction of the tube 110, that is, a first water side tank 130a and a second water side tank 130b. The first water side tank 130a corresponds to the inflow side opening 113a side of the tube 110, and the second water side tank 130b corresponds to the outflow side opening 113b side of the tube 110. Each of the water-side tanks 130a and 130b is inserted from the tube side surface 118 side so that the connection portion 132 faces the inflow side opening portion 113a and the outflow side opening portion 113b. It is arrange | positioned so that it may cover. The water tanks 130a and 130b are intermediate portions in the longitudinal direction of the tube 110. As shown in FIG. 11, the water side tanks 130a and 130b are fitted to each other, and the outer portions 131 are joined to form a single plate. Yes.

ここで、第１、第２水側タンク１３０ａ、１３０ｂはチューブ１１０に対する挿入方向が異なっているが、基本的な構造は両者（１３０ａ、１３０ｂ）同一のため、以下、第１水側タンク１３０ａをベースにして詳細説明する。   Here, the first and second water-side tanks 130a and 130b have different insertion directions with respect to the tube 110, but the basic structure is the same for both (130a and 130b). The details will be explained based on this.

外方部１３１の外周部は、複数積層されたチューブ１１０の最外面１１１ａの凸部１１２に当接して接合されると共に、その内側領域が一段外方に張出すように形成されている。そして、この張出しの領域にはチューブ１１０の張出し部１１６に当接して接合される凹部１３５、整流張出し部１１７に当接して接合される整流凹部１３６が形成されている。また、凹部１３５の間には外方に突出する補強用のリブ１３７が形成されている（図１、図２）。最外面１１１ａと外方部１３１との間における凸部１１２の内側領域で、且つ、張出し部１１６、凹部１３５、整流張出し部１１７、整流凹部１３６を除いた領域には、空間が形成され、この空間は複数積層されたチューブ１１０間と同様の水流路として外側水流路（本発明における外方流路に対応）１１５ａが形成されている。また、凹部１１３と外方部１３１との間には、外側開口部（本発明における外方開口部に対応）１１３ｃが形成されており（図８）、外側水流路１１５ａと連通している。   An outer peripheral portion of the outer portion 131 is joined so as to abut against the convex portion 112 of the outermost surface 111a of the plurality of stacked tubes 110, and an inner region thereof is formed to protrude outward one step. In this overhanging region, a recess 135 is formed in contact with the overhang 116 of the tube 110 and a rectification recess 136 is formed in contact with the rectification overhang 117. In addition, reinforcing ribs 137 projecting outward are formed between the recesses 135 (FIGS. 1 and 2). A space is formed in the inner region of the convex portion 112 between the outermost surface 111a and the outer portion 131, and in the region excluding the overhang portion 116, the concave portion 135, the rectifying overhang portion 117, and the rectifying concave portion 136. In the space, an outer water flow path (corresponding to the outer flow path in the present invention) 115a is formed as a water flow path similar to that between a plurality of stacked tubes 110. Further, an outer opening (corresponding to the outer opening in the present invention) 113c is formed between the recess 113 and the outer part 131 (FIG. 8), and communicates with the outer water flow path 115a.

接続部１３２は、流入側開口部１１３ａ、外側開口部１１３ｃ（あるいは流出側開口部１１３ｂ、外側開口部１１３ｃ）が形成される側のチューブ側面１１８に当接して接合されている。接続部１３２の各開口部１１３ａ、１１３ｃ（あるいは各開口部１１３ｂ、１１３ｃ）に近接する領域には、各開口部１１３ａ、１１３ｃ（あるいは各開口部１１３ｂ、１１３ｃ）をそれぞれ内包するようにして、外方に膨出する膨出部１３３が形成されており、膨出部１３３と各開口部１１３ａ、１１３ｃ（あるいは各開口部１１３ｂ、１１３ｃ）との間には隙間１３３ａが形成されている。尚、膨出部１３３は、上記外方部１３１側にも延設されており、最外面１１１ａと外方部１３１との間の外側水流路１１５ａが一部拡大されている。   The connecting portion 132 is in contact with and joined to the tube side surface 118 on the side where the inflow opening 113a and the outer opening 113c (or the outflow opening 113b and the outer opening 113c) are formed. The regions of the connection portion 132 adjacent to the openings 113a and 113c (or the openings 113b and 113c) include the openings 113a and 113c (or the openings 113b and 113c), respectively. A bulging portion 133 bulging in the direction is formed, and a gap 133a is formed between the bulging portion 133 and each of the openings 113a and 113c (or each of the openings 113b and 113c). In addition, the bulging part 133 is extended also to the said outer part 131 side, and the outer side water flow path 115a between the outermost surface 111a and the outer part 131 is expanded partially.

更に、この膨出部１３３には、パイプ穴１３４が穿設されており、このパイプ穴１３４には入口水パイプ（本発明におけるパイプ部に対応）１４１が接続されている。よって、流入側開口部１１３ａ、外側開口部１１３ｃは、隙間１３３ａ、パイプ穴１３４、入口水パイプ１４１を介して外部と連通している。入口水パイプ１４１は、外部から冷却水を各水流路１１５、１１５ａに流入させる流入部を形成し、膨出部１３３（隙間１３３ａ）は、入口水パイプ１４１から流入した冷却水を各流入側開口部１１３ａ、外側開口部１１３ｃに分配する分配部を形成している。   Further, a pipe hole 134 is formed in the bulging portion 133, and an inlet water pipe (corresponding to the pipe portion in the present invention) 141 is connected to the pipe hole 134. Therefore, the inflow side opening 113a and the outer side opening 113c communicate with the outside through the gap 133a, the pipe hole 134, and the inlet water pipe 141. The inlet water pipe 141 forms an inflow portion for allowing cooling water to flow into the respective water flow paths 115 and 115a from the outside, and the bulging portion 133 (gap 133a) allows the cooling water flowing from the inlet water pipe 141 to be opened on each inflow side. A distribution portion is formed that distributes to the portion 113a and the outer opening 113c.

同様に、第２水側タンク１３０ｂの膨出部１３３には出口水パイプ（本発明におけるパイプ部に対応）１４２が接続されている。よって、流出側開口部１１３ｂ、外側開口部１１３ｃは、隙間１３３ａ、パイプ穴１３４、出口水パイプ１４２を介して外部と連通している。出口水パイプ１４２は、各水流路１１５、１１５ａから外部に冷却水を流出させる流出部を形成し、膨出部１３３（隙間１３３ａ）は、各水流路１１５、１１５ａから流出した冷却水を集合させる集合部を形成している。   Similarly, an outlet water pipe (corresponding to the pipe portion in the present invention) 142 is connected to the bulging portion 133 of the second water side tank 130b. Therefore, the outflow side opening 113b and the outside opening 113c communicate with the outside through the gap 133a, the pipe hole 134, and the outlet water pipe 142. The outlet water pipe 142 forms an outflow part through which the cooling water flows out from the respective water flow paths 115 and 115a, and the bulging part 133 (gap 133a) collects the cooling water flowing out from the respective water flow paths 115 and 115a. A collective part is formed.

ガス側タンク１５１は、図１〜図４に示すように、一端側が開口するカップ状のタンクであり、この開口する一端側がチューブ１１０の一方の端部側（入口水パイプ１４１側）に配設されると共に、複数積層されたチューブ１１０の外周に当接して接合されている。複数積層されたチューブ１１０の内部（ガス流路１１４）は、ガス側タンク１５１内と連通している。そして、ガス側タンク１５１の側面（入口水パイプ１４１側の面）には、ガス側タンク１５１内に連通する入口ガスパイプ１５１ａが接続され、更に入口ガスパイプ１５１ａの先端には排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）側に接続されるフランジ１５１ｂが設けられている。よって複数積層されたチューブ１１０（ガス流路１１４）の一方の端部側は、ガス側タンク１５１、入口ガスパイプ１５１ａを介して外部と連通している。   As shown in FIGS. 1 to 4, the gas side tank 151 is a cup-shaped tank that opens at one end side, and the one end side that opens is disposed on one end side (the inlet water pipe 141 side) of the tube 110. At the same time, they are in contact with and joined to the outer periphery of a plurality of stacked tubes 110. A plurality of stacked tubes 110 (gas flow paths 114) communicate with the gas side tank 151. An inlet gas pipe 151a communicating with the gas side tank 151 is connected to a side surface (side of the inlet water pipe 141) of the gas side tank 151, and an exhaust gas recirculation device (EGR) is connected to the tip of the inlet gas pipe 151a. ) Side flange 151b is provided. Therefore, one end side of the plurality of stacked tubes 110 (gas flow paths 114) communicates with the outside through the gas side tank 151 and the inlet gas pipe 151a.

一方、ガス側タンク１５２は、上記ガス側タンク１５１と同様に、チューブ１１０の他方の端部側（出口水パイプ１４２側）に配設されると共に、複数積層されたチューブ１１０の外周に当接して接合されている。チューブ１１０の内部（ガス流路１１４）は、ガス側タンク１５２内と連通している。そして、ガス側タンク１５２の側面には、ガス側タンク１５２内に連通する出口ガスパイプ１５２ａが接続され、更に出口ガスパイプ１５２ａの先端にはフランジ１５２ｂが設けられている。よってチューブ１１０（ガス流路１１４）の他方の端部側は、ガス側タンク１５２、出口ガスパイプ１５２ａを介して外部と連通している。   On the other hand, the gas side tank 152 is disposed on the other end side (outlet water pipe 142 side) of the tube 110 as well as the gas side tank 151 and abuts on the outer periphery of the plurality of stacked tubes 110. Are joined. The inside of the tube 110 (the gas flow path 114) communicates with the inside of the gas side tank 152. An outlet gas pipe 152a communicating with the gas side tank 152 is connected to the side surface of the gas side tank 152, and a flange 152b is provided at the tip of the outlet gas pipe 152a. Therefore, the other end side of the tube 110 (gas flow path 114) communicates with the outside through the gas side tank 152 and the outlet gas pipe 152a.

以上のように構成されるＥＧＲガスクーラ１００においては、図１に示すように、エンジンから排出された排気ガスの一部が、入口ガスパイプ１５１ａ→ガス側タンク１５１を経て複数のチューブ１１０内のガス流路１１４を流通して、ガス側タンク１５２→出口ガスパイプ１５２ａから流出される。流出された排気ガスは再びエンジンに吸入される。   In the EGR gas cooler 100 configured as described above, as shown in FIG. 1, a part of the exhaust gas discharged from the engine flows through the inlet gas pipe 151 a → the gas side tank 151 and flows in the plurality of tubes 110. The gas flows through the channel 114 and flows out from the gas side tank 152 to the outlet gas pipe 152a. The exhaust gas that has flowed out is again taken into the engine.

一方、エンジンの冷却水は、入口水パイプ１４１→パイプ穴１３４→隙間１３３ａ→流入側開口部１１３ａ、外側開口部１１３ｃを経て複数のチューブ１１０間に形成された水流路１１５、および最外面１１１ａと外方部１３１との間に形成された外側水流路１１５ａを流通して、流出側開口部１１３ｂ、外側開口部１１３ｃ→隙間１３３ａ→パイプ穴１３４→出口水パイプ１４２から流出される。   On the other hand, the engine cooling water includes an inlet water pipe 141, a pipe hole 134, a gap 133a, an inflow side opening 113a, a water flow path 115 formed between the plurality of tubes 110 through the outer opening 113c, and an outermost surface 111a. It flows through the outer water flow path 115a formed between the outer portion 131 and the outflow side opening portion 113b, the outer opening portion 113c, the gap 133a, the pipe hole 134, and the outlet water pipe 142.

そして、上記ガス流路１１４を流通する排気ガスと、水流路１１５、外側水流路１１５ａを流通する冷却水との間で熱交換が行われて、排気ガスが冷却される。   Then, heat exchange is performed between the exhaust gas flowing through the gas flow path 114 and the cooling water flowing through the water flow path 115 and the outer water flow path 115a to cool the exhaust gas.

本実施形態においては、ＥＧＲガスクーラ１００の基本構成として、チューブ基本面１１１に凸部１１２と凹部１１３とを形成するようにしているので、複数積層されて互いに当接するチューブ１１０間の凸部１１２の内側領域に水流路１１５を形成することができ、また、凹部１１３によって流入側開口部１１３ａ、流出側開口部１１３ｂを形成することができる。よって、従来技術の項で説明したコアプレートを不要として、チューブ１１０内のガス流路１１４と、水流路１１５とを区画することができる。そして、コアプレートを廃止できることから、チューブ１１０をコアプレートに挿通させるための組付け工数を不要とすることができ、総じてＥＧＲガスクーラ（熱交換器）１００としてのコストを低減することができる。   In the present embodiment, as the basic configuration of the EGR gas cooler 100, the convex portion 112 and the concave portion 113 are formed on the tube basic surface 111. The water flow path 115 can be formed in the inner region, and the inflow side opening 113a and the outflow side opening 113b can be formed by the recess 113. Therefore, the gas flow path 114 and the water flow path 115 in the tube 110 can be partitioned without using the core plate described in the section of the prior art. And since a core plate can be abolished, the assembly man-hour for inserting the tube 110 in a core plate can be made unnecessary, and the cost as the EGR gas cooler (heat exchanger) 100 can be reduced generally.

また、凹部１１３のへこみ寸法が凸部１１２の突出寸法に等しくなるように設定しているので、流入側開口部１１３ａ、流出側開口部１１３ｂの開口面積を水流路１１５に向けて大きく設定することができ、冷却水の流入、流出時の流通抵抗を小さくすることができる。   In addition, since the concave dimension of the concave portion 113 is set to be equal to the protruding dimension of the convex portion 112, the opening area of the inflow side opening portion 113a and the outflow side opening portion 113b should be set large toward the water flow path 115. It is possible to reduce the flow resistance during cooling water inflow and outflow.

また、凹部１１３の設定位置をチューブ基本面１１１の対角の位置となるようにしているので、水流路１１５において、冷却水が停滞する領域をできにくくすることができ、熱交換性能を高めることができる。   Moreover, since the setting position of the recessed part 113 is set to the diagonal position of the tube basic surface 111, the area where the cooling water stagnates in the water flow path 115 can be made difficult, and the heat exchange performance is improved. Can do.

また、チューブ基本面１１１に整流張出し部１１７を形成するようにしているので、流入部１１３ａから流入する冷却水は、図５（ａ）の破線で示すように、凹部１１３から遠い側への領域にも流れるようになる。よって、より効果的に水流路１１５内で偏りなく均一的に冷却水を流すことができ、チューブ基本面１１１を有効に活用して、排気ガスと冷却水との熱交換を行うことができるので、熱交換性能を更に高めることができる。特に、整流張出し部１１７は、チューブ基本面１１１のうち、排気ガス流れ上流側に対応する部位に形成されているので、水流路１１５内において高温の排気ガスが通過する部位に対応する部位で冷却水が淀むことにより生じる冷却水の沸騰（過度の熱交換）を防止することができる。   Further, since the rectifying overhanging portion 117 is formed on the tube basic surface 111, the cooling water flowing from the inflow portion 113a is a region farther from the recess 113 as shown by the broken line in FIG. Will also flow. Therefore, the cooling water can flow more effectively and uniformly in the water flow path 115, and the tube basic surface 111 can be effectively used to exchange heat between the exhaust gas and the cooling water. Further, the heat exchange performance can be further enhanced. In particular, since the rectifying overhang 117 is formed in a portion of the tube basic surface 111 corresponding to the upstream side of the exhaust gas flow, cooling is performed at a portion of the water flow path 115 corresponding to a portion through which high-temperature exhaust gas passes. Boiling of cooling water (excessive heat exchange) caused by water stagnation can be prevented.

また、ここでは、チューブ１１０を２枚のチューブプレート１１０ａ、１１０ｂから形成するようにしている。これにより、丸管を形成した後に扁平状断面に成形するよりも、例えば曲げ加工、プレス加工、ロール加工等でチューブプレート１１０ａ、１１０ｂを成形して組み合わせることで、容易に安価にチューブ１１０を成形することができる。   Here, the tube 110 is formed from two tube plates 110a and 110b. In this way, the tube 110 can be formed easily and inexpensively by forming and combining the tube plates 110a, 110b, for example, by bending, pressing, roll processing, etc., rather than forming a round tube after forming a round tube. can do.

また、チューブ１１０内にインナーフィン１２０を配設するようにしているので、排気ガスに対して乱流効果を与えることができ、熱交換性能を向上させることができる。   Further, since the inner fin 120 is disposed in the tube 110, a turbulent flow effect can be given to the exhaust gas, and the heat exchange performance can be improved.

また、複数積層されたチューブ１１０の最外面１１１ａにも凸部１１２、凹部１１３を設けて、水側タンク１３０（１３０ａ、１３０ｂ）の外方部１３１を当接させて接合するようにしているので、最外面１１１ａと外方部１３１との間にも外側開口部１１３ｃ、外側水流路１１５ａを形成して冷却水を流通させることができ、排気ガスとの熱交換面積を増加させて、熱交換性能を向上させることができる。   Further, the outermost surface 111a of the plurality of stacked tubes 110 is also provided with a convex portion 112 and a concave portion 113 so that the outer portion 131 of the water side tank 130 (130a, 130b) is brought into contact with and joined. Further, an outer opening 113c and an outer water flow path 115a can be formed between the outermost surface 111a and the outer portion 131 so that cooling water can be circulated, heat exchange area with the exhaust gas can be increased, and heat exchange can be performed. Performance can be improved.

また、２つの外方部１３１を接続部１３２によって接続して水側タンク１３０（１３０ａ、１３０ｂ）として形成するようにしているので、２つの外方部１３１を水側タンク１３０（１３０ａ、１３０ｂ）として一体的に形成することができ、また、複数積層されたチューブ１１０に対して挟み込むようにして配設することが可能となり、組付けが容易となる。   Further, since the two outer portions 131 are connected by the connecting portion 132 to form the water side tank 130 (130a, 130b), the two outer portions 131 are formed as the water side tank 130 (130a, 130b). And can be disposed so as to be sandwiched between a plurality of stacked tubes 110, which facilitates assembly.

また、水側タンク１３０（１３０ａ、１３０ｂ）の接続部１３２をチューブ側面１１８に当接させて接合すると共に、接続部１３２において流入側開口部１１３ａおよび外側開口部１１３ｃ、あるいは流出側開口部１１３ｂおよび外側開口部１１３ｃをそれぞれ内包するように膨出部１３３を形成して、この膨出部１３３にパイプ穴１３４を介して水パイプ１４１、１４２を接続するようにしている。この膨出部１３３によって各開口部１１３ａ、１１３ｃ、あるいは各開口部１１３ｂ、１１３ｃと各水パイプ１４１、１４２との間に所定の隙間１３３ａを形成することができ、冷却水が各水流路１１５、１１５ａに対して流入・流出する際の拡大ロス、あるいは縮小ロスを低減でき、冷却水の圧力損失を低減して、熱交換性能を向上させることができる。   Further, the connection portion 132 of the water side tank 130 (130a, 130b) is brought into contact with and joined to the tube side surface 118, and at the connection portion 132, the inflow side opening portion 113a and the outer side opening portion 113c, or the outflow side opening portion 113b and A bulging portion 133 is formed so as to enclose each of the outer opening portions 113 c, and water pipes 141 and 142 are connected to the bulging portion 133 through pipe holes 134. A predetermined gap 133a can be formed between each opening 113a, 113c or each opening 113b, 113c and each water pipe 141, 142 by this bulging part 133, and the cooling water is supplied to each water channel 115, The expansion loss or the reduction loss at the time of inflow / outflow with respect to 115a can be reduced, the pressure loss of the cooling water can be reduced, and the heat exchange performance can be improved.

（第２実施形態）
第２実施形態を図１３に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態のＥＧＲガスクーラ１００に対して、バイパスチューブ１１０Ａ、および仕切り板１６０を設けたＥＧＲガスクーラ１００Ａとしている。図１３では、冷却水の流入側となる入口水パイプ１４１側を示しているが、冷却水の流出側となる出口水パイプ１４２側も同様である。 (Second Embodiment)
A second embodiment is shown in FIG. The second embodiment is an EGR gas cooler 100A in which a bypass tube 110A and a partition plate 160 are provided with respect to the EGR gas cooler 100 of the first embodiment. Although FIG. 13 shows the inlet water pipe 141 side that is the cooling water inflow side, the same applies to the outlet water pipe 142 side that is the cooling water outflow side.

バイパスチューブ１１０Ａは、複数積層されたチューブ１１０のガス流路１１４を流通する排気ガスの一部を流通可能とするチューブであり、チューブ１１０の積層方向の一方側（図１３中の下側）に配設されている。チューブ１１０とバイパスチューブ１１０Ａとの間には、ステンレス系材料から成る細長矩形状の仕切り板（本発明における仕切り部材に対応）１６０が介在されている。積層状態となるチューブ１１０、仕切り板１６０、バイパスチューブ１１０Ａは、水側タンク１３０（１３０ａ、１３０ｂ）の外方部１３１によって挟まれるようにして、水側タンク１３０（１３０ａ、１３０ｂ）内に収容されている。   The bypass tube 110A is a tube that allows a part of the exhaust gas flowing through the gas flow paths 114 of the plurality of stacked tubes 110 to flow, and is disposed on one side (the lower side in FIG. 13) of the tubes 110 in the stacking direction. It is arranged. Between the tube 110 and the bypass tube 110A, an elongated rectangular partition plate (corresponding to the partition member in the present invention) 160 made of a stainless steel material is interposed. The tube 110, the partition plate 160, and the bypass tube 110A in a stacked state are accommodated in the water side tank 130 (130a, 130b) so as to be sandwiched between the outer portions 131 of the water side tank 130 (130a, 130b). ing.

仕切り板１６０に対向するチューブ１１０の凸部１１２は、仕切り板１６０に接合されており、チューブ１１０と仕切り板１６０との間には、水流路１１５と同様の仕切り板側水流路１１５ｂが形成されると共に、凹部１１３と仕切り板１６０とによって仕切り板側開口部（本発明における仕切り部材側開口部に対応）１１３ｄが形成されている。仕切り板側開口部１１３ｄは、仕切り板側水流路１１５ｂに連通すると共に、膨張部１３３の隙間１３３ａに連通している。   The convex portion 112 of the tube 110 facing the partition plate 160 is joined to the partition plate 160, and a partition plate side water flow channel 115 b similar to the water flow channel 115 is formed between the tube 110 and the partition plate 160. In addition, the recess 113 and the partition plate 160 form a partition plate side opening (corresponding to the partition member side opening in the present invention) 113d. The partition plate side opening 113d communicates with the partition plate side water flow path 115b and also communicates with the gap 133a of the expansion portion 133.

バイパスチューブ１１０Ａは、チューブ１１０と同様に２枚のチューブプレートから形成されて、ここでは、２本（２段）の積層チューブとしている。バイパスチューブ１１０Ａ内は、ガス流路１１４となっており、上記第１実施形態で説明したインナーフィン１２０よりもピッチの粗い、断面クランク状の補強板（図示省略）が設けられて、チューブプレートに接合されている。   110 A of bypass tubes are formed from two tube plates similarly to the tube 110, and are made into the laminated tube of 2 here (2 steps | paragraphs). A gas passage 114 is provided in the bypass tube 110A, and a reinforcing plate (not shown) having a cross-sectional crank shape having a coarser pitch than the inner fin 120 described in the first embodiment is provided on the tube plate. It is joined.

バイパスチューブ１１０Ａの両チューブ基本面１１１の外周部には、チューブ１１０と同様に凸部１１２Ａが形成されており、対向するバイパスチューブ１１０Ａ同士の凸部１１２Ａは、互いに接合されている。互いに接合されるバイパスチューブ１１０Ａの間は、断熱空間（本発明における断熱部に対応）１１５ｃとして形成されている。   Protrusions 112A are formed on the outer peripheral portion of both tube basic surfaces 111 of the bypass tube 110A in the same manner as the tubes 110, and the convex portions 112A of the opposing bypass tubes 110A are joined to each other. Between the bypass tubes 110A joined to each other, a heat insulating space (corresponding to a heat insulating portion in the present invention) 115c is formed.

また、仕切り板１６０に対向するバイパスチューブ１１０Ａの凸部（本発明における仕切り部材用凸部に対応）１１２Ａは、仕切り板１６０に接合されており、バイパスチューブ１１０Ａと仕切り板１６０との間には、断熱空間（断熱部）１１５ｃが形成されている。更に、水側タンク１３０の外方部１３１に対向するバイパスチューブ１１０Ａの凸部１１２Ａは、外方部１３１に接合されており、バイパスチューブ１１０Ａと外方部１３１との間には、断熱空間（断熱部）１１５ｃが形成されている。   In addition, a convex portion (corresponding to the convex portion for the partition member in the present invention) 112A of the bypass tube 110A facing the partition plate 160 is joined to the partition plate 160, and between the bypass tube 110A and the partition plate 160, A heat insulating space (heat insulating portion) 115c is formed. Further, the convex portion 112A of the bypass tube 110A facing the outer portion 131 of the water-side tank 130 is joined to the outer portion 131, and a heat insulating space (between the bypass tube 110A and the outer portion 131) ( (Heat insulation part) 115c is formed.

仕切り板１６０の水タンク１３０の膨出部１３３に対応する部位は、隙間１３３ａをよぎるように張出されており、膨出部１３３の内壁に当接して接合されている。よって、チューブ１１０の外側領域とバイパスチューブ１１０Ａの外側領域とは、仕切り板１６０によって区画されている。つまり、チューブ１１０の外側で冷却水が流通する隙間１３３ａ、水流路１１５、外側水流路１１５ａ、仕切り板側水流路１１５ｂの領域と、バイパスチューブ１１０Ａの外側に形成される断熱空間１１５ｃの領域とは、仕切り板１６０によって仕切られた形となっている。   A portion of the partition plate 160 corresponding to the bulging portion 133 of the water tank 130 is extended so as to cross the gap 133 a, and is in contact with and joined to the inner wall of the bulging portion 133. Therefore, the outer region of the tube 110 and the outer region of the bypass tube 110 </ b> A are partitioned by the partition plate 160. That is, the region of the gap 133a through which the cooling water flows outside the tube 110, the water channel 115, the outer water channel 115a, the partition side water channel 115b, and the region of the heat insulating space 115c formed outside the bypass tube 110A are as follows. The shape is partitioned by the partition plate 160.

本実施形態のＥＧＲガスクーラ１００Ａにおいては、冷却水との熱交換（冷却水による冷却）を抑制して排気ガスの一部を流通可能とするバイパスチューブ１１０Ａを備える熱交換器とすることができる。例えばガス側タンク１５１内でバイパスチューブ１１０Ａへの排気ガス流量を調整するバルブ機構を設けることで、排気ガスをチューブ１１０のみに流す、あるいは、排気ガスをチューブ１１０とバイパスチューブ１１０Ａとに流すことが可能となり、チューブ１１０、およびバイパスチューブ１１０Ａへの排気ガスの流量比を調整することで、排気ガスの温度調整が可能となる。   In the EGR gas cooler 100A of the present embodiment, a heat exchanger including a bypass tube 110A that can suppress a heat exchange with the cooling water (cooling by the cooling water) and allow a part of the exhaust gas to flow can be provided. For example, by providing a valve mechanism that adjusts the exhaust gas flow rate to the bypass tube 110A in the gas side tank 151, the exhaust gas can flow only to the tube 110, or the exhaust gas can flow to the tube 110 and the bypass tube 110A. The exhaust gas temperature can be adjusted by adjusting the flow ratio of the exhaust gas to the tube 110 and the bypass tube 110A.

また、バイパスチューブ１１０Ａと仕切り板１６０との間に断熱空間１１５ｃを形成するようにしているので、バイパスチューブ１１０Ａにおける排気ガスと冷却水との熱交換の抑制効果を更に高めることができる。   Moreover, since the heat insulation space 115c is formed between the bypass tube 110A and the partition plate 160, the effect of suppressing heat exchange between the exhaust gas and the cooling water in the bypass tube 110A can be further enhanced.

また、チューブ１１０と仕切り板１６０との間には、仕切り板側水流路１１５ｂを形成するようにしているので、チューブ１１０における排気ガスと冷却水との熱交換性能を向上させることができる。   Moreover, since the partition plate side water flow path 115b is formed between the tube 110 and the partition plate 160, the heat exchange performance between the exhaust gas and the cooling water in the tube 110 can be improved.

尚、上記第２実施形態において、バイパスチューブ１１０Ａのチューブ基本面１１１に凸部１１２のみを設けるようにしたが、チューブ１１０との共通化を図って、凹部１１３を有するチューブとしても良い。   In the second embodiment, only the convex portion 112 is provided on the tube basic surface 111 of the bypass tube 110A. However, a tube having the concave portion 113 may be used in common with the tube 110.

また、バイパスチューブ１１０Ａは、２本（２段）の積層チューブとして設定したが、排気ガスの温度調整の必要性に応じて、１本のチューブ、あるいは３本以上の組合せとしても良い。   The bypass tube 110A is set as two (two-stage) laminated tubes, but may be one tube or a combination of three or more depending on the necessity of temperature adjustment of the exhaust gas.

また、バイパスチューブ１１０Ａ内に、補強板を挿入して接合するようにしたが、チューブ基本面１１１の両側から内部側に窪む窪み部を設けて、両窪み部を互いに接合することで、補強板を廃止するようにしても良い。   Further, the reinforcing plate is inserted and joined in the bypass tube 110A. However, by providing hollow portions that are recessed from both sides of the tube basic surface 111 to the inner side, both the hollow portions are joined to each other to reinforce. You may make it abolish a board.

（その他の実施形態）
上記第１、第２実施形態に対して、チューブ基本面１１１に形成される凹部１１３の形状は種々変更して対応することができる。即ち、凹部１１３のへこみ寸法は凸部１１２の突出寸法と同一となるようにしたが、この凹部１１３によって形成される流入側開口部１１３ａ、流出側開口部１１３ｂにおける冷却水の流通抵抗に応じて、凸部１１２の突出部寸法より小さくなるようにしても良い。あるいは、凸部１１２の突出寸法より大きくなるようにしても良い。 (Other embodiments)
The first and second embodiments can be dealt with by changing the shape of the recess 113 formed in the tube basic surface 111 in various ways. That is, the indentation size of the recess 113 is set to be the same as the projection size of the projection 112, but according to the flow resistance of the cooling water in the inflow side opening 113a and the outflow side opening 113b formed by the recess 113. The protrusion 112 may be smaller than the protrusion dimension. Or you may make it become larger than the protrusion dimension of the convex part 112. FIG.

また、２つの凹部１１３の設定位置は、チューブ基本面１１１の対角の位置に限らず、チューブ基本面１１１の一方の長辺側に設けるようにしても良い。   The setting positions of the two recesses 113 are not limited to the diagonal positions of the tube basic surface 111, and may be provided on one long side of the tube basic surface 111.

上記のように、２つの凹部１１３をチューブ基本面１１１の一方の長辺側に設ける際には、入口水パイプ１４１、出口水パイプ１４２を同一のチューブ側面１１８側に設定でき、これに伴って水側タンク１３０は、第１、第２水側タンク１３０ａ、１３０ｂの２つに分割することなく、１つのタンクとして形成することができる。   As described above, when the two concave portions 113 are provided on one long side of the tube basic surface 111, the inlet water pipe 141 and the outlet water pipe 142 can be set on the same tube side surface 118 side. The water side tank 130 can be formed as one tank without being divided into two, the first and second water side tanks 130a and 130b.

また、チューブ基本面１１１における整流張出し部１１７は、チューブ基本面１１１の短辺に対して平行に延びる張出し部として形成したが、水流路１１５における冷却水の流通状況に応じて、下流側に向けて短辺側との距離が拡がるものとしたり、曲線を描いて延設されるもの等としても良く、更には、整流張出し部１１７を廃止したものとしても良い。また、整流張出し部１１７は、２つ以上に分割されたものでも良い。   Further, the rectifying overhanging portion 117 in the tube basic surface 111 is formed as an overhanging portion extending in parallel with the short side of the tube basic surface 111. For example, the distance from the short side may be increased, the curve may be extended, and the rectifying overhang 117 may be eliminated. Further, the rectifying overhanging portion 117 may be divided into two or more.

また、チューブ１１０は、２つのチューブプレート１１０ａ、１１０ｂから形成することなく、一体の管部材から形成されるようにしても良い。   Further, the tube 110 may be formed from an integral tube member without being formed from the two tube plates 110a and 110b.

また、インナーフィン１２０は、排気ガスに対する熱交換性能に応じて、廃止しても良い。   The inner fin 120 may be eliminated depending on the heat exchange performance with respect to the exhaust gas.

また、水側タンク１３０（第１、第２水側タンク１３０ａ、１３０ｂ）の２つの外方部１３１のうち、２つとも、あるいは１つのみを、排気ガスに対する熱交換性能に応じて、廃止しても良い。   Also, two or only one of the two outer portions 131 of the water side tank 130 (first and second water side tanks 130a and 130b) is abolished according to the heat exchange performance with respect to the exhaust gas. You may do it.

また、水側タンク１３０（第１、第２水側タンク１３０ａ、１３０ｂ）において、パイプ穴１３４を流入側開口部１１３ａ、流出側開口部１１３ｂの設定される領域に対応する拡大開口部として形成して、両水パイプ１４１、１４２を接続部側で拡管して拡大開口部に接続すれば、膨出部１３３を廃止しても良い。   Further, in the water side tank 130 (first and second water side tanks 130a and 130b), the pipe hole 134 is formed as an enlarged opening corresponding to a region where the inflow side opening 113a and the outflow side opening 113b are set. Then, if both the water pipes 141 and 142 are expanded on the connecting portion side and connected to the enlarged opening, the bulging portion 133 may be eliminated.

また、上記第１、第２実施形態では本発明の熱交換器をＥＧＲガスクーラ１００に適用したものとして説明したが、これに限定されることなく、他の熱交換器へも広く適用可能であり、例えば外気に排出される排気ガスと冷却水との間で熱交換して、冷却水を加熱する排熱回収熱交換器に適用しても良い。   In the first and second embodiments, the heat exchanger of the present invention has been described as applied to the EGR gas cooler 100. However, the present invention is not limited to this, and can be widely applied to other heat exchangers. For example, the present invention may be applied to an exhaust heat recovery heat exchanger that heats the cooling water by exchanging heat between the exhaust gas discharged to the outside air and the cooling water.

また、上記第１、第２実施形態では熱交換器を構成する部材の基本材質をステンレス系材料としたが、これに限らず、用途に応じて、アルミニウム系合金、銅系合金等他の材料を用いるものにも適用できる。   Moreover, in the said 1st, 2nd embodiment, although the basic material of the member which comprises a heat exchanger was made into the stainless steel material, it is not restricted to this, Other materials, such as an aluminum-type alloy and a copper-type alloy, according to a use It is applicable also to what uses.

第１実施形態におけるＥＧＲガスクーラ全体構成を示す平面図である。It is a top view which shows the whole EGR gas cooler structure in 1st Embodiment. 第１実施形態におけるＥＧＲガスクーラの全体構成を示す正面図である。It is a front view showing the whole EGR gas cooler composition in a 1st embodiment. ＥＧＲガスクーラの図２におけるＡ方向から見た矢視図である。It is the arrow view seen from the A direction in FIG. 2 of an EGR gas cooler. 第１実施形態におけるＥＧＲガスクーラの全体構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the whole structure of the EGR gas cooler in 1st Embodiment. チューブを示す三面図である。It is a three-view figure which shows a tube. チューブを示す断面図である。It is sectional drawing which shows a tube. チューブの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of a tube. 積層状態のチューブを示す正面図である。It is a front view which shows the tube of a lamination | stacking state. 図１におけるＢ−Ｂ部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the BB part in FIG. 図２におけるＣ−Ｃ部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows CC section in FIG. 水側タンクの接続部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the connection part of a water side tank. 図９におけるＤ−Ｄ部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the DD part in FIG. 第２実施形態におけるＥＧＲガスクーラを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the EGR gas cooler in 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１００ ＥＧＲガスクーラ（熱交換器、排気熱交換器）
１１０ チューブ
１１０ａ、１１０ｂ チューブプレート
１１０Ａ バイパスチューブ
１１１ チューブ基本面（対向面）
１１１ａ 最外面
１１２ 凸部
１１２Ａ 凸部（仕切り部材用凸部）
１１３ 凹部（流入部、流出部）
１１３ａ 流入側開口部（第１開口部）
１１３ｂ 流出側開口部（第２開口部）
１１３ｃ 外側開口部（外方開口部）
１１３ｄ 仕切り板側開口部（仕切り部材側開口部）
１１５ 水流路（流路）
１１５ａ 外側水流路（外方流路）
１１５ｃ 断熱空間（断熱部）
１１７ 整流張出し部（整流手段）
１２０ インナーフィン
１３０ 水側タンク（タンク）
１３１ 外方部（外方板部材）
１３２ 接続部（接続板部材）
１３３ 膨出部（流入部、流出部）
１３４ パイプ穴（開口部）
１４１ 入口水パイプ（流入部、パイプ部）
１４２ 出口水パイプ（流出部、パイプ部）
１６０ 仕切り板（仕切り部材） 100 EGR gas cooler (heat exchanger, exhaust heat exchanger)
110 Tube 110a, 110b Tube plate 110A Bypass tube 111 Tube basic surface (opposite surface)
111a Outermost surface 112 Convex part 112A Convex part (Convex part for partition members)
113 recess (inflow part, outflow part)
113a Inflow side opening (first opening)
113b Outflow side opening (second opening)
113c Outer opening (outer opening)
113d Partition plate side opening (partition member side opening)
115 Water channel
115a Outer water channel (outer channel)
115c heat insulation space (heat insulation part)
117 Rectification overhang (rectification means)
120 Inner fin 130 Water side tank (tank)
131 Outer part (outer plate member)
132 Connection part (connection plate member)
133 Swelling part (inflow part, outflow part)
134 Pipe hole (opening)
141 Inlet water pipe (inflow part, pipe part)
142 Outlet water pipe (outflow part, pipe part)
160 Partition plate (partition member)

Claims (3)

内部を第１流体が通過する、扁平状断面を成して積層される複数のチューブ（１１０）と、
積層された前記複数のチューブ（１１０）の外部を覆うように配設された外方部（１３１）と、
前記チューブ（１１０）が積層される際に互いに対向する対向面（１１１）の間に形成され、第２流体が前記チューブ（１１０）の外側を流通する流路（１１５）と、
前記外方部（１３１）に接続され、前記外方部（１３１）の内部に第２流体を流入させる流入部（１４１）と、
前記外方部（１３１）に接続され、前記外方部（１３１）の内部から前記第２流体を流出させる流出部（１４２）と、
前記チューブ（１１０）の端部側において、積層された前記複数のチューブの外周に当接して接合され、前記チューブ（１１０）の内部と連通し、前記第１流体が通過するタンク（１５１、１５２）とを有し、
前記チューブ（１１０）の外側を流通する前記第２流体と前記第１流体との間で熱交換する熱交換器において、
前記チューブ（１１０）の、前記タンク（１５１、１５２）との接合部に形成され、前記対向面（１１１）から外方へ突出し、前記第１流体と前記第２流体が流通する領域を区画する凸部（１１２）と、
前記対向面（１１１）の長辺側に形成され、前記凸部（１１２）に対して凹状となる凹部（１１３）とを有し、
前記流入部（１４１）または前記流出部（１４２）が前記凹部（１１３）と対向するように配され、
複数積層された前記チューブ（１１０）の両端部は、前記タンク（１５１、１５２）のカップ状に開口する内側に挿入されて、接合されており、
複数の前記チューブ（１１０）は、同一形状を有しており、
複数の前記チューブ（１１０）が積層された状態で、前記チューブ（１１０）の両端部において、前記チューブ（１１０）の扁平状断面の短辺側となるチューブ側面（１１８）同士は連続した面を形成しており、
前記チューブ（１１０）の両端部において、複数の前記チューブ（１１０）が積層されたチューブ積層体の外周全体にわたって、前記タンク（１５１、１５２）の内周全体が当接して接合されていることを特徴とする熱交換器。 A plurality of tubes (110) stacked in a flat cross section through which the first fluid passes;
An outer portion (131) arranged to cover the outside of the plurality of stacked tubes (110);
A flow path (115) formed between opposing surfaces (111) facing each other when the tube (110) is laminated, and a second fluid flowing outside the tube (110);
An inflow part (141) connected to the outer part (131) and allowing the second fluid to flow into the outer part (131);
An outflow part (142) connected to the outer part (131) and allowing the second fluid to flow out from the inside of the outer part (131);
On the end side of the tube (110), the tanks (151 and 152) are in contact with and joined to the outer circumferences of the stacked tubes, communicate with the inside of the tube (110), and pass the first fluid. )
In the heat exchanger for exchanging heat between the second fluid and the first fluid flowing outside the tube (110),
The tube (110) is formed at a joint portion with the tank (151, 152), protrudes outward from the facing surface (111), and defines a region where the first fluid and the second fluid circulate. A convex portion (112);
A concave portion (113) formed on the long side of the opposing surface (111) and having a concave shape with respect to the convex portion (112);
The inflow portion (141) or the outflow portion (142) is arranged to face the recess (113),
The both ends of the tubes (110) stacked in a plurality are inserted and joined to the inside of the tank (151 and 152) opening in a cup shape,
The plurality of tubes (110) have the same shape,
In a state where a plurality of the tubes (110) are stacked, the tube side surfaces (118) which are the short sides of the flat cross section of the tube (110) are continuous surfaces at both ends of the tube (110). Formed,
At both ends of the tube (110), the entire inner periphery of the tank (151, 152) is in contact with and joined to the entire outer periphery of the tube laminate in which a plurality of the tubes (110) are stacked. Features heat exchanger. 前記対向面（１１１）のうち前記第２流体の流れ上流側に対応する部位であって、
前記凹部側となる位置において、前記チューブの短辺側に沿って延びるように、前記対向面（１１１）から外方へと突出して形成される整流手段（１１７）を有することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。 The portion corresponding to the upstream side of the flow of the second fluid in the facing surface (111),
It has a rectification | straightening means (117) which protrudes outward from the said opposing surface (111) so that it may extend along the short side of the said tube in the position used as the said recessed part side, It is characterized by the above-mentioned. Item 2. The heat exchanger according to Item 1. 前記流入部（１４１）または前記流出部（１４２）が接続される前記外方部（１３１）の部位と前記チューブ（１１０）との間には隙間（１３３ａ）が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。   A gap (133a) is formed between a portion of the outer portion (131) to which the inflow portion (141) or the outflow portion (142) is connected and the tube (110). The heat exchanger according to claim 1 or 2.
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