JP5764535B2 - 熱交換器 - Google Patents
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図12(a)に示されるように、EGRクーラ100は、コアケース101に複数の熱交換チューブ102が収納され、コアケース101には、冷却水が導入される冷却水導入管103及び冷却水が排出される冷却水排出管104が取付けられている。
前記熱交換チューブの外周に流される第1熱媒体と、前記熱交換チューブの内周に流される第2熱媒体とによって熱交換を行う熱交換器において、
前記熱交換チューブには、隣り合う前記熱交換チューブに向かって突出する凸部が、前記第2熱媒体の流れ方向に沿って連続的に形成され、
前記凸部は、前記第1熱媒体導入管に重なる位置から前記第1熱媒体排出管に重なる位置まで形成されていると共に、少なくとも、前記熱交換チューブの幅方向の両端部に形成されていることを特徴とする。
前記第1チューブ半体及び第2チューブ半体は、共に底部と底部の両端から立ち上げられる起立部とからなり、
高さ方向を基準として、前記第1チューブ半体の起立部と前記第2チューブ半体の起立部とは、半分以上が重合わされていることを特徴とする。
第2熱媒体は、直線的に流れるので、この流れに沿って形成される凸部も直線的に形成されている。即ち、凸部は、第1熱媒体の流れに対して抵抗とならないよう、直線的且つ連続的に形成されている。凸部が抵抗とならないため、第1熱媒体の流量を多くすることができる。流量を多くすることにより、効率的に熱交換を行うことができる。
第2熱媒体の温度が高い上流では、流路面積を大きくすることで、圧力損失を低下させる。圧力損失を低下させることで、流量を多くすることができ、伝熱効率を高めることができる。
なお、上流では第1熱媒体と第2熱媒体との温度差が下流に比べて大きい。下流より伝熱面積を小さくしても、下流と同等の伝熱効率を得ることができる。
下流では上流に比べ第2熱媒体の温度が低い。第2熱媒体の温度が低いと、第2熱媒体の体積流量が少なくなる。体積流量の少ない下流では、流路面積を小さくしても、上流と同程度の圧力損失とすることができる。第2熱媒体の温度が低い下流では、上流に比べ伝熱面積を大きくすることで、伝熱効率を高める。
即ち、圧力損失を抑えつつ、伝熱面積を広くすることで、伝熱効率を高めることができる。
図1に示されるように、EGR(Exhaust Gas Recirculation)クーラ20(熱交換器20)は、車両用のディーゼルエンジン10に形成されている吸気口11及び排気口12に接続されて使用される。
EGRクーラ20の詳細を図2に基づいて説明する。
コアケース23の内部について、詳細を図3に基づいて説明する。
互いの接触凹部51b,61bは接触すると共に接合されている。
熱交換チューブ40の詳細を図4に基づいて説明する。
凸部51aの詳細を図5に基づき説明する。
本発明によるEGRクーラの作用を図6に基づいて説明する。
本発明によれば、冷却水の流量を確保しつつ、冷却水をコアケース23の全体に流すことができる。即ち、伝熱効率の高いEGRクーラ20ということができる。
熱交換チューブ40について、さらに説明する。
なお、図7(e)に示されるように、熱交換チューブ40の最下流の部位は、エンドプレート(図4、符号24)に接合されるため、谷部51cが浅くなっている。
即ち、圧力損失を抑えつつ、伝熱面積を広くすることで、伝熱効率を高めることができる。
図10は実施例2による熱交換器に用いられる熱交換チューブの平面図を示し、上記図5に対応させて表している。
第2チューブ半体(図9、符号60)についても同様に、接触凹部が排気ガスの流れ方向に沿って連続的に形成されている。
このことにより、熱交換チューブ40Aは、第1チューブ半体50Aに形成されている接触凹部51Abと、第2チューブ半体に形成されている接触凹部とが、排気ガスの流れ方向に沿って連続的に接触している。
加えて、熱交換チューブ40Aは、外周を流れる冷却水から内周に向かって水圧を受ける。即ち、水圧は、熱交換チューブ40Aを潰す方向に作用する。第2チューブ半体に接触する接触凹部51Abが、排気ガスの流れ方向に連続的に形成されていることにより、冷却水の水圧に対する熱交換チューブ40Aの強度を高めることができる。
図11は実施例2による熱交換器に用いられる熱交換チューブの斜視図を示し、上記図6に対応させて表している。
Claims (6)
- 中空であり断面の縦寸法が横寸法より大きい細長断面の熱交換チューブと、この熱交換チューブを複数重ねて収納するコアケースと、前記コアケースの一端に設けられ隣り合う前記熱交換チューブの間に向かって第1熱媒体を流入させる第1熱媒体導入管と、前記コアケースの他端に設けられ前記第1熱媒体を排出させる第1熱媒体排出管とからなり、
前記熱交換チューブの外周に流される第1熱媒体と、前記熱交換チューブの内周に流される第2熱媒体とによって熱交換を行う熱交換器において、
前記熱交換チューブには、隣り合う前記熱交換チューブに向かって突出する凸部が、前記第2熱媒体の流れ方向に沿って連続的に形成され、
前記凸部は、前記第1熱媒体導入管に重なる位置から前記第1熱媒体排出管に重なる位置まで形成されていると共に、少なくとも、前記熱交換チューブの幅方向の両端部に形成されていることを特徴とする熱交換器。 - 前記熱交換チューブは、波板で構成されるコルゲートチューブであることを特徴とする請求項1記載の熱交換器。
- 前記熱交換チューブは、波板の谷部が、前記第2熱媒体の流れ方向を基準として、上流から下流に向かって連続的に深くなっていることを特徴とする請求項2記載の熱交換器。
- 前記熱交換チューブには、前記第2熱媒体の流路に向かって凹むと共に対向する面に接触する接触凹部が形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項記載の熱交換器。
- 前記熱交換チューブは、共に断面視略コ字状の第1チューブ半体と第2チューブ半体とからなると共に、これらの第1チューブ半体及び第2チューブ半体を重合わせてなり、
前記第1チューブ半体及び第2チューブ半体は、共に底部と底部の両端から立ち上げられる起立部とからなり、
高さ方向を基準として、前記第1チューブ半体の起立部と前記第2チューブ半体の起立部とは、半分以上が重合わされていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の熱交換器。 - 前記熱交換チューブ内には、伝熱面積を大きくするためのフィンが収納されていることを特徴とする請求項1記載の熱交換器。
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