JP6413814B2 - Water-cooled cooler - Google Patents
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Description
本発明は、過給機の下流側に配置され、内燃機関から排出された排気ガスを含む過給吸気を外表面に流し、内部を流れる冷却水によって該過給吸気を冷却する水冷式冷却器に関する。 The present invention is a water-cooled cooler that is arranged downstream of a supercharger and that flows supercharged intake air containing exhaust gas discharged from an internal combustion engine to the outer surface and cools the supercharged air intake with cooling water flowing inside About.
内燃機関の燃費向上のための技術として、燃料の燃焼によって発生した排気ガスを当該内燃機関の吸気側に還流させ、再度吸気させるEGR(Exhaust Gas Recirculation)システムの普及が進んでいる。 As a technique for improving the fuel consumption of an internal combustion engine, an EGR (Exhaust Gas Recirculation) system in which exhaust gas generated by fuel combustion is recirculated to the intake side of the internal combustion engine and then re-intaked is becoming widespread.
内燃機関における燃焼により発生した排気ガスは、酸素が希薄な状態にある。この排気ガスと吸気とを混合させると、吸気中の酸素濃度が大気よりも低下する。したがって、内燃機関では、酸素濃度が大気よりも低い状態での燃焼が行われるため、その燃焼温度が低下する。これにより、燃焼時の窒素酸化物の発生等を抑制し、燃費の向上を図ることが可能となる。 The exhaust gas generated by combustion in the internal combustion engine is in a state where oxygen is lean. When this exhaust gas and intake air are mixed, the oxygen concentration in the intake air becomes lower than that in the atmosphere. Therefore, in the internal combustion engine, combustion is performed in a state where the oxygen concentration is lower than that in the atmosphere, so that the combustion temperature is lowered. Thereby, generation | occurrence | production of the nitrogen oxide at the time of combustion, etc. can be suppressed, and it becomes possible to aim at the improvement of a fuel consumption.
このようなEGRシステムの一態様として、内燃機関から排出された排気ガスを過給機に供給するものが知られている。この態様では、過給機において、過給吸気を排気ガスとともに圧縮した後に内燃機関に供給する。 As one aspect of such an EGR system, one that supplies exhaust gas discharged from an internal combustion engine to a supercharger is known. In this aspect, in the supercharger, the supercharged intake air is compressed together with the exhaust gas and then supplied to the internal combustion engine.
排気ガスを含む過給吸気は、過給機の下流側に配置された冷却器であるインタークーラを経て内燃機関に供給される。過給吸気は、このインタークーラを通過することで冷却され、温度が低下して高密度の状態となり、内燃機関の出力向上に寄与する。 Supercharged intake air including exhaust gas is supplied to the internal combustion engine via an intercooler that is a cooler disposed on the downstream side of the supercharger. The supercharged intake air is cooled by passing through the intercooler, and the temperature is lowered to a high density state, thereby contributing to an improvement in output of the internal combustion engine.
インタークーラは種々の形式のものを採用し得る。例えば、下記特許文献1には、複数の冷却管を積層させることで構成される積層型の冷却器が記載されている。各冷却管は、その内部の流路に流体を流入させる流入口と、当該流路から流体を流出させる排出口と、を有している。各冷却管は、互いの流入口どうしが連通するとともに、互いの流出口どうしが連通するように積層される。前述したインタークーラでも、冷却管の外表面に過給吸気を流すとともに、冷却管の内部に冷却水を流すことで、下記特許文献1に記載された冷却器と同様に積層型とすることが可能である。 Various types of intercoolers can be adopted. For example, Patent Literature 1 below describes a stacked cooler configured by stacking a plurality of cooling pipes. Each cooling pipe has an inflow port for allowing fluid to flow into an internal flow path and an exhaust port for allowing fluid to flow out from the flow path. Each cooling pipe is laminated so that the mutual inlets communicate with each other and the mutual outlets communicate with each other. Even in the above-described intercooler, the supercharged intake air is allowed to flow on the outer surface of the cooling pipe, and the cooling water is allowed to flow inside the cooling pipe, so that it can be a laminated type as in the cooler described in Patent Document 1 below. Is possible.
しかしながら、本発明者らの検討の結果、排気ガスを含む過給吸気を積層型のインタークーラによって冷却しようとすると、冷却管の腐食に関する新たな課題を招来することが判った。 However, as a result of the study by the present inventors, it has been found that if the supercharged intake air containing exhaust gas is cooled by the laminated intercooler, a new problem relating to corrosion of the cooling pipe is caused.
内燃機関における燃焼によって発生した排気ガスには水分が含まれている。このため、冷却管の外表面には、その水分の冷却によって発生した凝縮水が付着する。また、排気ガスには窒素酸化物や硫黄酸化物が含まれているため、これらが溶解することにより凝縮水は酸性を示す。 The exhaust gas generated by combustion in the internal combustion engine contains moisture. For this reason, the condensed water generated by cooling the moisture adheres to the outer surface of the cooling pipe. Further, since the exhaust gas contains nitrogen oxides and sulfur oxides, the condensed water exhibits acidity when dissolved.
冷却管の内部の冷却水と、外部の過給吸気との熱交換を効率良く行わせるために、冷却管の管壁は厚みが1mmに満たない薄肉に形成されることが好ましい。しかしながら、このように薄肉に形成することで、酸性の凝縮水によって管壁が腐食した場合に、冷却管を貫通する孔が形成されてしまい、冷却水の漏出を招くおそれがある。 In order to efficiently perform heat exchange between the cooling water inside the cooling pipe and the external supercharged intake air, it is preferable that the wall of the cooling pipe is formed with a thickness of less than 1 mm. However, when the tube wall is corroded by acidic condensate, the hole penetrating the cooling tube is formed by the formation of such a thin wall, which may cause leakage of the cooling water.
このような腐食への対策として、冷却管の外表面に犠牲層を設けることが知られている。この犠牲層は、亜鉛を含有しており、冷却管を構成する基材よりも腐食し易い傾向がある。犠牲層を冷却管の外表面に一様に設けることにより、凝縮水による腐食が開始した場合にも、その腐食を外表面に沿う方向に進行させるとともに、それによって管壁の厚み方向に進行することを抑制し、孔の形成を防止するものである。 As a countermeasure against such corrosion, it is known to provide a sacrificial layer on the outer surface of the cooling pipe. This sacrificial layer contains zinc and tends to corrode more easily than the base material constituting the cooling pipe. By providing the sacrificial layer uniformly on the outer surface of the cooling pipe, even when corrosion due to condensed water starts, the corrosion proceeds in the direction along the outer surface and thereby proceeds in the thickness direction of the pipe wall. This is to prevent the formation of holes.
しかしながら、隣り合う冷却管を互いに接触させることで積層する冷却器では、上記のように設けられた犠牲層により、かえって孔が形成される懸念が高まる場合があった。つまり、隣り合う冷却管が接触する部位では、ろう付けによって両冷却管を接合しようとすると、当該ろう材によって犠牲層の亜鉛が流動してしまうおそれがある。この亜鉛が、両冷却管の接触部位に集中することで、接触部位で著しく腐食を進行させ、孔が形成されてしまうというものである。 However, in a cooler in which adjacent cooling pipes are stacked by bringing them into contact with each other, there is a case where the concern that holes are formed instead increases due to the sacrificial layer provided as described above. That is, at the site where adjacent cooling pipes are in contact with each other, when the two cooling pipes are joined by brazing, the sacrificial layer of zinc may flow. When this zinc concentrates on the contact part of both cooling pipes, corrosion advances remarkably in a contact part, and a hole will be formed.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却水の漏出を招くような腐食を抑制しながらも、要求される寸法精度を抑制することが可能な冷却器を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to provide a cooler capable of suppressing required dimensional accuracy while suppressing corrosion that causes leakage of cooling water. It is to provide.
上記課題を解決するために、本発明に係る水冷式冷却器は、過給機の下流側に配置され、内燃機関から排出された排気ガスを含む過給吸気を外表面に流し、内部を流れる冷却水によって過給吸気を冷却する水冷式冷却器(10)であって、冷却水を流す流路(41c,42c)が内部に形成され、該流路に冷却水を流入させる流入口(41a,42a)と、該流路から冷却水を流出させる流出口(41b,42b)と、を有し、積層される複数の冷却管(40)を備え、冷却管は、亜鉛を含む犠牲層(40m1)を外表面(40s)に有し、流入口及び排出口の外縁に外方に向けて突出する環状突部(52,62)が形成され、隣り合う一の冷却管と他の冷却管とが、複数の貫通孔(71)を有するカラー(70)を挟んで積層され、一の冷却管の環状突部及び他の冷却管の環状突部が互いに非接触の状態でカラーの貫通孔に挿入されることで、一の冷却管の流入口と他の冷却管の流入口とが連通するとともに、一の冷却管の流出口と他の冷却管の流出口とが連通するように構成されている。流路は、冷却水が、過給吸気の流れ方向と交差する方向に沿って一端部側から他端部側に向かって流れた後、他端部側で折り返して一端部側に向かって流れるように形成されている。複数の流入口及び流出口が、過給吸気の流れ方向に沿って直線状に配置されている。カラーは、その長手方向が複数の流入口及び流出口にわたるように扁平形状に形成されており、貫通孔は、それぞれの流入口及び流出口に対応した位置に形成されている。 In order to solve the above problems, a water-cooled cooler according to the present invention is disposed downstream of a supercharger and causes supercharged intake air including exhaust gas discharged from an internal combustion engine to flow to the outer surface and to flow inside. A water-cooled cooler (10) that cools supercharged intake air with cooling water, wherein flow paths (41c, 42c) for flowing cooling water are formed therein, and an inlet (41a) for allowing cooling water to flow into the flow path , 42a) and outlets (41b, 42b) through which cooling water flows out from the flow path, and includes a plurality of stacked cooling pipes (40), and the cooling pipe includes a sacrificial layer containing zinc ( 40m1) on the outer surface (40s), and annular projections (52, 62) projecting outward are formed on the outer edges of the inlet and outlet, one adjacent cooling pipe and the other cooling pipe DOO is stacked across the collar (70) that have a plurality of through holes (71), one cold By inserting the annular protrusion of the pipe and the annular protrusion of the other cooling pipe into the collar through-hole in a non-contact state, the inlet of one cooling pipe and the inlet of the other cooling pipe communicate with each other. In addition, the outlet of one cooling pipe and the outlet of the other cooling pipe are configured to communicate with each other. In the flow path, the cooling water flows from the one end side toward the other end side along the direction intersecting the flow direction of the supercharged intake air, and then turns back at the other end side and flows toward the one end side. It is formed as follows. The plurality of inflow ports and outflow ports are arranged linearly along the flow direction of the supercharged intake air. The collar is formed in a flat shape so that its longitudinal direction extends over a plurality of inlets and outlets, and the through holes are formed at positions corresponding to the respective inlets and outlets.
本発明によれば、カラーにより、一の冷却管の環状突部及び他の冷却管の環状突部が互いに非接触の状態となるため、犠牲層の亜鉛が流動して接触部位に集中することがない。したがって、孔が形成されるような冷却管の腐食を抑制することが可能となる。 According to the present invention, the annular protrusion of one cooling pipe and the annular protrusion of the other cooling pipe are not in contact with each other due to the collar, so that the zinc of the sacrificial layer flows and concentrates on the contact portion. There is no. Therefore, it becomes possible to suppress the corrosion of the cooling pipe in which holes are formed.
また、本発明によれば、一の冷却管の環状突部及び他の冷却管の環状突部とはカラーの貫通孔に挿入されることで連通するように構成される。このため、カラーの貫通孔は環状突部よりも大きめに形成してもよい。したがって、環状突部を形成する際の寸法に多少のバラつきが生じた場合でも、その寸法誤差をカラーの貫通孔において吸収することが可能となるため、要求される寸法精度を抑制することができる。 Further, according to the present invention, the annular protrusion of one cooling pipe and the annular protrusion of another cooling pipe are configured to communicate with each other by being inserted into the through hole of the collar. For this reason, the through hole of the collar may be formed larger than the annular protrusion. Therefore, even when a slight variation occurs in the dimension when forming the annular protrusion, the dimensional error can be absorbed in the through hole of the collar, so that the required dimensional accuracy can be suppressed. .
本発明によれば、冷却水の漏出を招くような腐食を抑制しながらも、要求される寸法精度を抑制することが可能な冷却器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cooler which can suppress the required dimensional accuracy can be provided, suppressing the corrosion which causes the leakage of a cooling water.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.
まず、図1を参照しながら、本発明の実施形態に係る水冷式インタークーラ10(以下、「インタークーラ10」と称する)の構成について概略を説明する。インタークーラ10は、図示しない車両の過給機の下流側に配置され、当該過給機から供給される高温の過給吸気を冷却する冷却器である。この車両にはEGRシステムが採用されており、エンジンから排出された排気ガスをエンジンの吸気ポートに戻すべく、過給機に排気ガスが供給される。したがって、過給機からインタークーラ10に供給される過給吸気は、排気ガスを含んだものとなる。以下、説明の簡便のため、排気ガスを含んだこの過給吸気を、単に「過給吸気」とも称する。
First, an outline of the configuration of a water-cooled intercooler 10 (hereinafter referred to as “
図1に示されるように、インタークーラ10は、過給吸気流入部20と、熱交換コア部30と、過給吸気流出部80と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
過給吸気流入部20は、内部に過給吸気を流す流路が形成されたダクトである。過給吸気流入部20は、前述した過給機を通過した過給吸気を、一端部に設けられた開口である過給吸気受入口21から内部に受け入れる。過給吸気流入部20の内部の流路は、過給吸気受入口21から他端部の送出口22にかけて屈曲するとともに、その流路断面積が拡大するように構成されている。過給吸気は、この内部の流路を流れ、過給吸気送出口22から外部に送り出される。
The supercharged
熱交換コア部30は、過給吸気流入部20の送出口22に接続されるユニットである。後述するように、熱交換コア部30は、過給吸気流入部20を通過した過給吸気を内部に流入させるとともに、そこを流れる冷却水との間で熱交換を行わせる。
The heat
熱交換コア部30は、HT熱交換コア部31と、LT熱交換コア部32と、からなる。HT熱交換コア部31は、LT熱交換コア部32よりも上流側に設けられ、HT熱交換コア部31とLT熱交換コア部32とは、過給吸気流入部20から過給吸気が流入する方向に沿って直線状に並べられている。
The heat
HT熱交換コア部31には、車両のエンジンを循環して当該エンジンを冷却する冷却水が供給される。この冷却水は、一端部に設けられた流入管31aからHT熱交換コア部31の内部に流入すると、過給吸気の流れ方向と交差する方向を他端部側に向けて流れる。さらに、冷却水は、HT熱交換コア部31の他端部で折り返して一端部側に向けて流れ、折り返して流出管31bを介してHT熱交換コア部31から流出する。
The HT heat
一方、LT熱交換コア部32は、熱交換コア部30に流入する過給吸気のみを冷却する冷却水が供給される。この冷却水は、一端部に設けられた流入管32aからLT熱交換コア部32の内部に流入すると、過給吸気の流れ方向と交差する方向を他端部側に向けて流れる。さらに、冷却水は、LT熱交換コア部32の他端部で折り返して一端部側に向けて流れ、折り返して流出管32bを介してLT熱交換コア部32から流出する。LT熱交換コア部32に流入する冷却水は、HT熱交換コア部31に流入する冷却水よりも低温となる。
On the other hand, the LT heat
過給吸気流出部80は、内部に過給吸気を流す流路が形成されたダクトである。過給吸気流出部80は、熱交換コア部30を通過した過給吸気を内部に受け入れる。過給吸気は、下流側に向けて拡大する内部の流路を流れて、過給吸気流出部80を通過した後に、エンジンの吸気ポートに導かれる。
The supercharged intake /
次に、図2乃至図4を参照しながら、熱交換コア部30の構成について説明する。
Next, the configuration of the heat
図2に示されるように、熱交換コア部30は、筐体であるケーシング33の内部に、複数の冷却管40と、複数のカラー70と、を有している。
As shown in FIG. 2, the heat
冷却管40は、第1外郭プレート50及び第2外郭プレート60が一対となって構成されている。第1外郭プレート50及び第2外郭プレート60は、いずれもアルミニウムを基材とする鋼板を加工することで形成された部材である。
The cooling
図4に示されるように、第1外郭プレート50は、その一端部に、外方に向けて隆起する4つのカップ部51を有している。4つのカップ部51は、熱交換コア部30における過給吸気の流れ方向に沿って直線状に配置されている。各カップ部51はバーリング加工によって形成されたものであり、その表面に段差が設けられている。また、第1外郭プレート50は、それぞれのカップ部51からさらに外方に突出する環状突部52を有している。
As shown in FIG. 4, the first
第2外郭プレート60は、第1外郭プレート50の面のうち、カップ部51が形成された面とは反対側の面に対して接合される。図4に示されるように、第2外郭プレート60は、その一端部であって、4つのカップ部51と対応するそれぞれ位置に、カップ部61を有している。各カップ部61はバーリング加工によって形成されたものであり、その表面に段差が設けられている。また、第2外郭プレート60は、それぞれのカップ部61からさらに外方に突出する環状突部52を有している。
The second
図4に示されるように、冷却管40は、その一端部に、HT流入口41aと、HT流出口41bと、LT流入口42aと、LT流出口42bと、を有している。HT流入口41a、HT流出口41b、LT流入口42a及びLT流出口42bは、いずれも第1外郭プレート50のカップ部51と、第2外郭プレート60のカップ部61とを貫通している。
As shown in FIG. 4, the cooling
冷却管40は、HT流入口41aから流入した冷却水を流し、他端部で折り返しながらHT流出口41bまで導くHT流路41cを有している。また、冷却管40は、LT流入口42aから流入した冷却水を流し、他端部で折り返しながらLT流出口42bまで導くLT流路42cと、を有している。
The cooling
カラー70は、アルミニウム製の平板状の部材である。図4に示されるように、このカラー70は、その長手方向が冷却管40のHT流出口41bからLT流入口42aにわたるように扁平形状に形成されている。カラー70は、HT流入口41a、HT流出口41b、LT流入口42a及びLT流出口42bのそれぞれに対応する位置に、厚み方向に貫通する4つの貫通孔71が形成されている。
The
熱交換コア部30は、隣り合う冷却管40,40が、両者の間にカラー70を挟むようにして積層される。すなわち、熱交換コア部30は、冷却管40とカラー70とが交互に積層されることで構成されている。以下、この冷却管40及びカラー70が積層される方向を、単に「積層方向」と称する。
The heat
図3に示されるように、冷却管40は、そのカップ部51,61がカラー70の厚み方向の両端面に当接するとともに、その環状突部52,62が、カラー70の貫通孔71に挿入されて配置される。冷却管40及びカラー70は、シリコンを含むろう材を用いたろう付けにより、互いに対して固定される。
As shown in FIG. 3, the cooling
冷却管40は、隣り合う冷却管40と、互いのHT流入口41a、HT流出口41b、LT流入口42a、LT流出口42bが、貫通孔71を介してそれぞれ連通した状態となる。これにより、図2に示されるように、HT熱交換コア部31の内部には、積層方向に延びる管状流路34a,34bが形成される。また、LT熱交換コア部32の内部には、同じく積層方向に延びる管状流路35a,35bが形成される。
The cooling
次に、図5及び図6も参照しながら、以上のように構成された熱交換コア部30における過給吸気の冷却や、それに伴う課題への対策について説明する。
Next, cooling of the supercharged intake air in the heat
流入管31aを介してHT熱交換コア部31に供給される冷却水は、最も流入管31a寄りに配置された冷却管40のHT流入口41aから、管状流路34aに流入する。この冷却水は、まず管状流路34aを積層方向に流れるとともに、各冷却管40のHT流入口41aに分配される。分配された冷却水は、それぞれの冷却管40のHT流路41cに流入して流れる。
The cooling water supplied to the HT heat
積層方向に隣り合う冷却管40,40の間には、過給吸気流入部20から供給される高温の過給吸気が流れる。したがって、冷却管40のHT流路41cを流れる冷却水は、冷却管40の外表面40sを流れる過給吸気と、管壁を介した熱交換を行う。これにより、過給吸気は、冷却水によって熱を奪われて冷却され、その温度が低下する。HT熱交換コア部31を通過した過給吸気は、次にLT熱交換コア部32に供給される。
High-temperature supercharged intake air supplied from the supercharged
HT流路41cを流れ終えた冷却水は、過給吸気から奪った熱によって加熱され、HT流路41cに流入した際よりも温度が上昇している。この冷却水は、HT流出口41bから流出し、次に管状流路34bに流入する。各冷却管40のHT流出口41bから流出した冷却水は、管状流路34bで合流すると、管状流路34bを積層方向に流れる。冷却水は、最も流出管31b寄りに配置された冷却管40のHT流出口41bから流出管31bに流入し、流出管31bを介してHT熱交換コア部31から流出する。
The cooling water that has finished flowing through the
一方、流入管32aからLT熱交換コア部32に供給される冷却水は、一端のLT流入口42aから管状流路35aに流入する。冷却水は、管状流路35aを積層方向に流れるとともに、各冷却管40のLT流入口42aに分配される。分配された冷却水は、それぞれの冷却管40のLT流路42cを流れる。
On the other hand, the cooling water supplied to the LT heat
LT熱交換コア部32において積層方向に隣り合う冷却管40,40の間には、HT熱交換コア部31を通過してきた過給吸気が流れる。したがって、冷却管40のLT流路42cを流れる冷却水は、冷却管40の外表面40sを流れる過給吸気と、管壁を介した熱交換を行う。これにより、過給吸気は、冷却水によって熱を奪われて冷却され、その温度がさらに低下する。LT熱交換コア部32を通過した過給吸気は、過給吸気流出部80を介してLT熱交換コア部32から流出する。この過給吸気は、前述したように、過給吸気流出部80を通過した後に、エンジンの吸気ポートに導かれる。
The supercharged intake air that has passed through the HT
LT流路42cを流れ終えた冷却水は、過給吸気から奪った熱によって加熱され、LT流路42cに流入した際よりも温度が上昇している。この冷却水は、LT流出口42bから流出し、次に管状流路35bに流入する。各冷却管40のLT流出口42bから流出した冷却水は、管状流路35bで合流すると、管状流路35bを積層方向に流れる。冷却水は、最も流出管32b寄りに配置された冷却管40のLT流出口42bから流出管32bに流入し、流出管32bを介してLT熱交換コア部32から流出する。
The cooling water that has finished flowing through the
流出管31b,32bを介して流出した冷却水は、いずれも車両に搭載されたラジエータに供給される。当該ラジエータでは、空気との熱交換によって冷却水が冷却され、再び車両のエンジンや熱交換コア部30における熱交換の用に供する程度まで、その温度が下げられる。
The cooling water that has flowed out through the
前述したように、過給吸気には、エンジンにおける燃焼によって発生した排気ガスが含まれており、この排気ガスには、水分が含まれている。このため、冷却管40の外表面40sには、過給吸気を冷却した際に発生した凝縮水が付着する。
As described above, the supercharged intake air contains exhaust gas generated by combustion in the engine, and this exhaust gas contains moisture. For this reason, condensed water generated when the supercharged intake air is cooled adheres to the
また、排気ガスには、窒素酸化物や硫黄酸化物が含まれている。これらが溶解することにより、冷却管40の外表面40sに付着した凝縮水は酸性となる。この酸性の凝縮水は、冷却管40の腐食の原因となり、冷却水の漏出を招くおそれがある。
Further, the exhaust gas contains nitrogen oxides and sulfur oxides. As these dissolve, the condensed water adhering to the
そこで、本実施形態に係るインタークーラ10では、図5に示されるように、冷却管40の外表面40sに、犠牲層40m1が設けられている。この犠牲層40m1は、アルミニウムからなる冷却管40の基材40bの表面にクラッドされており、その厚みは30〜40μm程度である。犠牲層40m1は、アルミニウムに亜鉛を含有させた合金であり、基材40bよりも腐食し易いという特性がある。
Therefore, in the
このような犠牲層40m1を冷却管40の外表面40sに一様に設けることにより、凝縮水による腐食が開始した場合にも、その腐食は外表面40sに沿う方向に進行する。すなわち、凝縮水による腐食が冷却管40の管壁の厚み方向に進行することを抑制し、基材40bを腐食から保護することが可能となる。その結果、冷却管40の管壁を貫通するような孔の形成を防止し、冷却水の漏出を防止することができる。
By providing such a sacrificial layer 40m1 uniformly on the
ところが、このように外表面に亜鉛を含む犠牲層を設けた2つの部材を接触させ、ろう付けによって互いに接合する、その犠牲層のためにかえって孔が形成される懸念が高まる場合がある。 However, there are cases where there is an increased concern that a hole is formed instead of the sacrificial layer which is brought into contact with the two members having the sacrificial layer containing zinc on the outer surface and joined to each other by brazing.
つまり、当該接触部位では、ろう付けによって両部材を接合しようとすると、ろう材に含まれるシリコン等とともに、犠牲層の亜鉛が流動してしまうおそれがある。この亜鉛が、両部材の接触部位に集中することで、接触部位で著しく腐食を進行させ、孔が形成されてしまうというものである。 That is, at the contact portion, when the two members are joined by brazing, there is a risk that the zinc in the sacrificial layer flows together with silicon or the like contained in the brazing material. When this zinc concentrates on the contact part of both members, corrosion progresses remarkably in a contact part, and a hole will be formed.
そこで、本実施形態に係るインタークーラ10の熱交換コア部30では、積層方向に隣り合う冷却管40,40を非接触の状態としている。詳細には、前述したように、冷却管40の環状突部52,62は、カラー70の貫通孔71に挿入配置されているが、貫通孔71の内部で隣り合う環状突部52,62の端部は、積層方向に所定間隔を空けて非接触とされている。すなわち、冷却管40は、カラー70に対してろう付けされるものの、隣り合う冷却管40に対してはろう付けされない構成とされている。
Therefore, in the heat
以上のように、本発明に係るインタークーラ10によれば、カラー70により、冷却管40の環状突部52と、隣り合う冷却管40の環状突部62が互いに非接触の状態となるため、犠牲層40m1の亜鉛が流動して接触部位に集中することがない。したがって、孔が形成されるような冷却管40の腐食を抑制することが可能となる。
As described above, according to the
さらに、冷却管40の環状突部52と、隣り合う冷却管40の環状突部62とは、カラー70の貫通孔71に挿入されることで連通するように構成される。このため、カラー70の貫通孔71は環状突部52,62よりも大きめに形成してもよい。したがって、環状突部52,62を形成する際の寸法に多少のバラつきが生じた場合でも、その寸法誤差をカラー70の貫通孔71において吸収することが可能となるため、要求される寸法精度を抑制することができる。
Further, the
また、図6に示す本発明の他の実施形態のように、冷却管40が、ろう材であるシリコンを含むろう材層40m2を外表面に有することも好ましい。この場合、ろう材層40m2を融解させることによってカラー70とのろう付けを図ることが可能となる。また、隣り合う冷却管40,40の間に、伝熱面積を増加させるためのコルゲートフィン等を配置する場合にも、そのろう付けを容易に行うことが可能となる。
Further, as in another embodiment of the present invention shown in FIG. 6, it is also preferable that the cooling
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In other words, those specific examples that have been appropriately modified by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention. For example, the elements included in each of the specific examples described above and their arrangement, materials, conditions, shapes, sizes, and the like are not limited to those illustrated, but can be changed as appropriate. Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is provided can be combined as long as technically possible, and the combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.
10 :水冷式インタークーラ(水冷式冷却器)
40 :冷却管
40m1:犠牲層
40m2:ろう材層
40s:外表面
41a,42a:流入口
41b,42b:流出口
41c,42c:流路
52,62:環状突部
70 :カラー
71 :貫通孔
10: Water-cooled intercooler (water-cooled cooler)
40: cooling pipe 40m1: sacrificial layer 40m2: brazing
Claims (2)
冷却水を流す流路(41c,42c)が内部に形成され、該流路に冷却水を流入させる流入口(41a,42a)と、該流路から冷却水を流出させる流出口(41b,42b)と、を有し、積層される複数の冷却管(40)を備え、
前記冷却管は、
亜鉛を含む犠牲層(40m1)を外表面(40s)に有し、
前記流入口及び前記流出口の外縁に外方に向けて突出する環状突部(52,62)が形成され、
隣り合う一の冷却管と他の冷却管とが、複数の貫通孔(71)を有するカラー(70)を挟んで積層され、
前記一の冷却管の環状突部及び前記他の冷却管の環状突部が互いに非接触の状態で前記カラーの貫通孔に挿入されることで、前記一の冷却管の前記流入口と前記他の冷却管の前記流入口とが連通するとともに、前記一の冷却管の前記流出口と前記他の冷却管の前記流出口とが連通するように構成されており、
前記流路は、冷却水が、過給吸気の流れ方向と交差する方向に沿って一端部側から他端部側に向かって流れた後、前記他端部側で折り返して前記一端部側に向かって流れるように形成されており、
複数の前記流入口及び前記流出口が、過給吸気の流れ方向に沿って直線状に配置されており、
前記カラーは、その長手方向が複数の前記流入口及び前記流出口にわたるように扁平形状に形成されており、前記貫通孔は、それぞれの前記流入口及び前記流出口に対応した位置に形成されていることを特徴とする水冷式冷却器。 A water-cooled cooler (10) that is disposed downstream of the supercharger and that flows supercharged intake air containing exhaust gas discharged from the internal combustion engine to the outer surface and cools the supercharged air intake with cooling water flowing inside There,
A flow path (41c, 42c) for flowing cooling water is formed inside, an inlet (41a, 42a) for allowing cooling water to flow into the flow path, and an outlet (41b, 42b) for flowing cooling water from the flow path. And a plurality of cooling pipes (40) stacked,
The cooling pipe is
A sacrificial layer (40 ml) containing zinc on the outer surface (40 s);
An annular protrusion (52, 62) protruding outward is formed on the outer edge of the inlet and the outlet,
One cooling tube adjacent the other cooling tubes, are stacked to sandwich the collar (70) that have a plurality of through holes (71),
The annular protrusion of the one cooling pipe and the annular protrusion of the other cooling pipe are inserted into the through-hole of the collar in a non-contact state, so that the inlet of the one cooling pipe and the other The cooling pipe is configured to communicate with the inlet of the cooling pipe and to communicate with the outlet of the one cooling pipe and the outlet of the other cooling pipe .
The flow path is configured such that the cooling water flows from the one end side toward the other end side along the direction intersecting the flow direction of the supercharged intake air, and then is folded at the other end side to the one end side. It is formed to flow toward
The plurality of inlets and outlets are arranged linearly along the flow direction of the supercharged intake air,
The collar is formed in a flat shape so that its longitudinal direction extends over the plurality of inlets and outlets, and the through holes are formed at positions corresponding to the inlets and outlets. water-cooled condenser, characterized in that there.
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