JPH09170891A - 排ガス冷却用の熱伝達装置 - Google Patents
排ガス冷却用の熱伝達装置Info
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- JPH09170891A JPH09170891A JP8285003A JP28500396A JPH09170891A JP H09170891 A JPH09170891 A JP H09170891A JP 8285003 A JP8285003 A JP 8285003A JP 28500396 A JP28500396 A JP 28500396A JP H09170891 A JPH09170891 A JP H09170891A
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- F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
- F28F1/04—Tubular elements of cross-section which is non-circular polygonal, e.g. rectangular
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
- F28D7/1684—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
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- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
- F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
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- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
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- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
- Y10T29/49373—Tube joint and tube plate structure
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T29/49391—Tube making or reforming
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い請度を要求しない内燃機関の排ガス冷却
用熱伝達装置を提供する。 【解決手段】 排ガスを冷却する熱伝達装置において、
排ガス用の通路（その外側を液状の冷却剤が循環すると
して矩形パイプ（１０）の束が設けられており、その端
部がパイプ底部内（１１）に溶接されている。矩形パイ
プの束は、束の輪郭に従った薄板ジャケット（１２）に
よって包囲されており、薄板ジャケットには冷却剤入口
と冷却剤出口が設けられている。薄板ジャケットの端部
には溶接で取り付けられたフランジ薄板（１５）が設け
られており、フランジ薄板はそれぞれ中央の開口部によ
って矩形パイプの束へ開放しており、かつ排ガスパイプ
のパイプ片に固定するための固定手段（１９，２０）を
有する。
用熱伝達装置を提供する。 【解決手段】 排ガスを冷却する熱伝達装置において、
排ガス用の通路（その外側を液状の冷却剤が循環すると
して矩形パイプ（１０）の束が設けられており、その端
部がパイプ底部内（１１）に溶接されている。矩形パイ
プの束は、束の輪郭に従った薄板ジャケット（１２）に
よって包囲されており、薄板ジャケットには冷却剤入口
と冷却剤出口が設けられている。薄板ジャケットの端部
には溶接で取り付けられたフランジ薄板（１５）が設け
られており、フランジ薄板はそれぞれ中央の開口部によ
って矩形パイプの束へ開放しており、かつ排ガスパイプ
のパイプ片に固定するための固定手段（１９，２０）を
有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガスを案内する
多数の通路を有し、その通路に流れ方向に対して斜めに
対をなして配置され、通路の少なくとも１つの壁から突
出する舌片が設けられており、かつ通路の外側を冷却剤
が循環している、内燃機関の排ガスを冷却する熱伝達装
置に関するものである。
多数の通路を有し、その通路に流れ方向に対して斜めに
対をなして配置され、通路の少なくとも１つの壁から突
出する舌片が設けられており、かつ通路の外側を冷却剤
が循環している、内燃機関の排ガスを冷却する熱伝達装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】冒頭で述べた種類の公知の熱伝達部材に
おいては、通路はディスク形状の熱交換部材によって形
成され、熱交換部材の間にそれぞれ乱流挿入片が配置さ
れており、その乱流挿入片に流れ方向に対して斜めに延
びる、対をなして配置された舌片が設けられている。こ
のドイツ実用新案ＤＥ−Ｕ９４０６１９７．１から知ら
れている熱伝達装置は、それに課せられた課題を満足の
行くように満たしている。しかし、種々の車両のために
異なる組み立て高さの熱伝達部材を実現することは、著
しいコストを必要とする。というのは、その場合には個
々の部材を正確な寸法で異なる大きさで仕上げなければ
ならないからである。
おいては、通路はディスク形状の熱交換部材によって形
成され、熱交換部材の間にそれぞれ乱流挿入片が配置さ
れており、その乱流挿入片に流れ方向に対して斜めに延
びる、対をなして配置された舌片が設けられている。こ
のドイツ実用新案ＤＥ−Ｕ９４０６１９７．１から知ら
れている熱伝達装置は、それに課せられた課題を満足の
行くように満たしている。しかし、種々の車両のために
異なる組み立て高さの熱伝達部材を実現することは、著
しいコストを必要とする。というのは、その場合には個
々の部材を正確な寸法で異なる大きさで仕上げなければ
ならないからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ほぼ
同じ構造で異なる大きさで形成することができ、その場
合に個々の構成部材について必ずしも高い寸法許容誤差
を守る必要のない、冒頭で述べた種類の熱伝達装置を提
供することである。
同じ構造で異なる大きさで形成することができ、その場
合に個々の構成部材について必ずしも高い寸法許容誤差
を守る必要のない、冒頭で述べた種類の熱伝達装置を提
供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は、排ガス用の
通路として矩形パイプの束が設けられ、その矩形パイプ
の端部が格子形状のパイプ底部内に溶接されており、矩
形パイプの束がその束の輪郭に従った薄板ジャケットに
よって包囲され、薄板ジャケットに冷却剤入口と冷却剤
出口が設けられ、かつ薄板ジャケットがパイプ底部と接
続されており、薄板ジャケットの端部に溶接で取り付け
られたフランジ薄板が設けられ、そのフランジ薄板がそ
れぞれ中央の開口部によって矩形パイプの束へ開放され
ており、かつ排ガスパイプのパイプ片に固定するための
固定手段を有することによって解決される。
通路として矩形パイプの束が設けられ、その矩形パイプ
の端部が格子形状のパイプ底部内に溶接されており、矩
形パイプの束がその束の輪郭に従った薄板ジャケットに
よって包囲され、薄板ジャケットに冷却剤入口と冷却剤
出口が設けられ、かつ薄板ジャケットがパイプ底部と接
続されており、薄板ジャケットの端部に溶接で取り付け
られたフランジ薄板が設けられ、そのフランジ薄板がそ
れぞれ中央の開口部によって矩形パイプの束へ開放され
ており、かつ排ガスパイプのパイプ片に固定するための
固定手段を有することによって解決される。
【０００５】本発明により溶接された熱伝達装置は大体
において、簡単な方法で形成することのできる薄板構成
部材から形成される。溶接は、レーザー溶接またはマイ
クロ−ＷＩＧ−溶接として実施されると効果的である。
約１mmから３mmの厚みのスチール薄板から打ち抜かれた
格子状のパイプ底部には、矩形パイプの数と配置に従っ
て切欠きが設けられている。矩形パイプの間隔とそれに
伴ってパイプ底のウェブ幅は、それぞれ冷却剤の質量流
量に応じて変化し、同様に１mmから３mmの大きさにあ
る。パイプ底部の外側輪郭はフラットパイプの数と配置
によって形成される。薄板ジャケットも簡単な方法で、
パイプ底部と同様の薄板厚を有するスチール薄板から形
成される。薄板ジャケットはパイプ底部の輪郭に従った
段部において簡単な方法で角をつけることができる。固
定手段を有するフランジ薄板によって簡単な方法で、例
えば触媒を配置するのと同様にして、排ガスパイプの２
つのパイプ片間に熱伝達装置を配置することが可能にな
る。
において、簡単な方法で形成することのできる薄板構成
部材から形成される。溶接は、レーザー溶接またはマイ
クロ−ＷＩＧ−溶接として実施されると効果的である。
約１mmから３mmの厚みのスチール薄板から打ち抜かれた
格子状のパイプ底部には、矩形パイプの数と配置に従っ
て切欠きが設けられている。矩形パイプの間隔とそれに
伴ってパイプ底のウェブ幅は、それぞれ冷却剤の質量流
量に応じて変化し、同様に１mmから３mmの大きさにあ
る。パイプ底部の外側輪郭はフラットパイプの数と配置
によって形成される。薄板ジャケットも簡単な方法で、
パイプ底部と同様の薄板厚を有するスチール薄板から形
成される。薄板ジャケットはパイプ底部の輪郭に従った
段部において簡単な方法で角をつけることができる。固
定手段を有するフランジ薄板によって簡単な方法で、例
えば触媒を配置するのと同様にして、排ガスパイプの２
つのパイプ片間に熱伝達装置を配置することが可能にな
る。
【０００６】本発明の他の実施形態においては、矩形パ
イプはそれぞれ互いに溶接された２つのパイプシェルか
ら形成される。対をなして設けられる舌片は矩形パイプ
に直接固定し、あるいはこの矩形パイプの構成部分とす
ることができる。しかしまた、矩形パイプ内に配置され
る挿入物の構成部分としてもよい。本発明の他の実施例
においては、フランジ薄板の互いにほぼ直径方向に対向
する領域に、ねじジャケットが設けられている。それに
よって簡単な方法で排ガスパイプのパイプ片の相手側フ
ランジとの螺合が可能となる。
イプはそれぞれ互いに溶接された２つのパイプシェルか
ら形成される。対をなして設けられる舌片は矩形パイプ
に直接固定し、あるいはこの矩形パイプの構成部分とす
ることができる。しかしまた、矩形パイプ内に配置され
る挿入物の構成部分としてもよい。本発明の他の実施例
においては、フランジ薄板の互いにほぼ直径方向に対向
する領域に、ねじジャケットが設けられている。それに
よって簡単な方法で排ガスパイプのパイプ片の相手側フ
ランジとの螺合が可能となる。
【０００７】本発明の好ましい実施形態においては、薄
板ジャケットの、排ガスの流れ方向において前方のフラ
ンジ薄板の近傍に冷却剤入口が、そして後方のフランジ
薄板の近傍には冷却剤出口が設けられている。それによ
ってまず、冷却剤が排ガスに対して同方向の流れで熱伝
達装置を通して案内される。それによって、排ガスの流
入側における蒸気形成の危険が減少される。というのは
そこにおいては冷却剤は相対的に最も低い温度を有する
からである。
板ジャケットの、排ガスの流れ方向において前方のフラ
ンジ薄板の近傍に冷却剤入口が、そして後方のフランジ
薄板の近傍には冷却剤出口が設けられている。それによ
ってまず、冷却剤が排ガスに対して同方向の流れで熱伝
達装置を通して案内される。それによって、排ガスの流
入側における蒸気形成の危険が減少される。というのは
そこにおいては冷却剤は相対的に最も低い温度を有する
からである。
【０００８】本発明の他の実施形態においては、冷却剤
入口と冷却剤出口は薄板ジャケットの互いに反対となる
側に配置されている。この配置によって矩形パイプを巡
る冷却剤の個々の流れルートがほぼひとしい長さになる
ので、この矩形パイプを均一に循環することが保証され
る。本発明の他の実施形態においては、薄板ジャケット
は２つの予め成形された薄板シェルから組み立てられて
おり、薄板シェルは継ぎ合わせ結合によってパイプ底部
に接続される。２つの薄板シェルは溶接後に堅固で圧力
に強いハウジングを形成する。継ぎ合わせ結合を行うこ
とによって、溶接すべき部材が溶接前にすでに所定に組
み立てられているので、溶接工程を比較的容易に実施す
ることができるという利点が得られる。
入口と冷却剤出口は薄板ジャケットの互いに反対となる
側に配置されている。この配置によって矩形パイプを巡
る冷却剤の個々の流れルートがほぼひとしい長さになる
ので、この矩形パイプを均一に循環することが保証され
る。本発明の他の実施形態においては、薄板ジャケット
は２つの予め成形された薄板シェルから組み立てられて
おり、薄板シェルは継ぎ合わせ結合によってパイプ底部
に接続される。２つの薄板シェルは溶接後に堅固で圧力
に強いハウジングを形成する。継ぎ合わせ結合を行うこ
とによって、溶接すべき部材が溶接前にすでに所定に組
み立てられているので、溶接工程を比較的容易に実施す
ることができるという利点が得られる。
【０００９】同じ目的のために、本発明の他の実施形態
においては、フランジ薄板が継ぎ合わせ結合によって薄
板ジャケットに接続されている。さらに同じ目的のため
に、ねじジャケットが継ぎ合わせ結合によってフランジ
薄板に接続されている。それによって溶接工程が比較的
容易に実施される。
においては、フランジ薄板が継ぎ合わせ結合によって薄
板ジャケットに接続されている。さらに同じ目的のため
に、ねじジャケットが継ぎ合わせ結合によってフランジ
薄板に接続されている。それによって溶接工程が比較的
容易に実施される。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の他の特徴と利点が、以下
に述べる図面に示す実施形態の説明と従属請求項に記載
されている。図１と２に示す熱伝達装置には、０．３mm
から０．４mmの範囲の壁厚を有するフラットパイプ１０
の束が設けられている。矩形パイプ１０の端部は格子形
状のパイプ底部１１内へ差し込まれて、このパイプ底部
と溶接されている。１６本の矩形パイプ１０を収容する
ために用いられるこの種のパイプ底部１１の例が、図７
に図示されている。このパイプ底部１１は、１mmから３
mmの大きさの板厚を有するスチール薄板から打ち抜かれ
ている。フラットパイプを収容するために用いられる切
欠き間のウェブは、矩形パイプ１０の壁厚にほぼ相当す
る幅を有する。パイプ底部１１の切欠きとそれに伴うウ
ェブの配置は、大体において円形または楕円形の横断面
が生じるように選択されている。外側に位置する矩形パ
イプを包囲するウェブも同じウェブ幅を有するので、パ
イプ底部の外側輪郭は、パイプの束の外側輪郭をウェブ
幅だけ拡大したものに相当する。
に述べる図面に示す実施形態の説明と従属請求項に記載
されている。図１と２に示す熱伝達装置には、０．３mm
から０．４mmの範囲の壁厚を有するフラットパイプ１０
の束が設けられている。矩形パイプ１０の端部は格子形
状のパイプ底部１１内へ差し込まれて、このパイプ底部
と溶接されている。１６本の矩形パイプ１０を収容する
ために用いられるこの種のパイプ底部１１の例が、図７
に図示されている。このパイプ底部１１は、１mmから３
mmの大きさの板厚を有するスチール薄板から打ち抜かれ
ている。フラットパイプを収容するために用いられる切
欠き間のウェブは、矩形パイプ１０の壁厚にほぼ相当す
る幅を有する。パイプ底部１１の切欠きとそれに伴うウ
ェブの配置は、大体において円形または楕円形の横断面
が生じるように選択されている。外側に位置する矩形パ
イプを包囲するウェブも同じウェブ幅を有するので、パ
イプ底部の外側輪郭は、パイプの束の外側輪郭をウェブ
幅だけ拡大したものに相当する。
【００１１】パイプ底部１１は、図７に破線で示す薄板
ジャケット１２の端部内に溶接されている。薄板ジャケ
ット１２は、パイプ底部１１の厚みにほぼ相当する厚み
を有するスチール薄板からなる２つのハーフシェルから
形成されている。ハーフシェルはパイプ底部１１の外側
輪郭に従って、例えば角をつけられ、あるいは高圧成形
方法によって成形されている。薄板ジャケット１２の２
つのハーフシェルは長手方向の溶接継目１３によって互
いに結合されている。図７から明らかなように、パイプ
底部１１には全部で４つの少し拡幅された突出部１４が
設けられており、この突出部に対応した切欠きが薄板ジ
ャケット１２の両方のハーフシェルの端部に形成されて
いるので、それによって継ぎ合わせ結合が形成される。
ジャケット１２の端部内に溶接されている。薄板ジャケ
ット１２は、パイプ底部１１の厚みにほぼ相当する厚み
を有するスチール薄板からなる２つのハーフシェルから
形成されている。ハーフシェルはパイプ底部１１の外側
輪郭に従って、例えば角をつけられ、あるいは高圧成形
方法によって成形されている。薄板ジャケット１２の２
つのハーフシェルは長手方向の溶接継目１３によって互
いに結合されている。図７から明らかなように、パイプ
底部１１には全部で４つの少し拡幅された突出部１４が
設けられており、この突出部に対応した切欠きが薄板ジ
ャケット１２の両方のハーフシェルの端部に形成されて
いるので、それによって継ぎ合わせ結合が形成される。
【００１２】薄板ジャケット１２の両端部にはフランジ
薄板１５が溶接されており、このフランジ薄板も同様に
金属薄板から打ち抜かれており、かつパイプ底部１１の
薄板厚みと同様の厚みを有する。フランジ薄板１５の直
径方向に対向する２つの領域が薄板ジャケットの輪郭を
越えて側方へ張り出している。薄板ジャケット１２のこ
の領域はパイプ底部１１を越えて軸方向に延長されて、
この延長された突出部がフランジ薄板１５のスリット形
状の切欠き１７内へ挿入されている。この領域において
はフランジ薄板１５の外側から溶接が行われ、残りの領
域においては溶接は他の側から行われている。
薄板１５が溶接されており、このフランジ薄板も同様に
金属薄板から打ち抜かれており、かつパイプ底部１１の
薄板厚みと同様の厚みを有する。フランジ薄板１５の直
径方向に対向する２つの領域が薄板ジャケットの輪郭を
越えて側方へ張り出している。薄板ジャケット１２のこ
の領域はパイプ底部１１を越えて軸方向に延長されて、
この延長された突出部がフランジ薄板１５のスリット形
状の切欠き１７内へ挿入されている。この領域において
はフランジ薄板１５の外側から溶接が行われ、残りの領
域においては溶接は他の側から行われている。
【００１３】特に図２から明らかなように、フランジ薄
板１５には中央の、好ましくは円形の切欠き１８が形成
されており、この切欠きの寸法は、上述並びに後述す
る、車両の排ガス装置あるいは排気装置の図示しないパ
イプ片の寸法に相当する。フランジ薄板１５の直径方向
に対向する、薄板ジャケット１２を越えて外側へ突出す
る領域にに、ねじジャケット１９，２０が設けられてい
る。ねじジャケット１９の開放側に設けられている環状
段部がフランジ薄板１５の孔内へ差し込まれて、フラン
ジ薄板１５のそれぞれ外側からフランジジャケットに溶
接されている。ねじジャケット１９の閉鎖側の領域に設
けられている環状段部は保持ウェブ２１内へ差し込まれ
ている。この保持ウェブ２１はねじジャケット１９と薄
板ジャケット１２に溶接されている。
板１５には中央の、好ましくは円形の切欠き１８が形成
されており、この切欠きの寸法は、上述並びに後述す
る、車両の排ガス装置あるいは排気装置の図示しないパ
イプ片の寸法に相当する。フランジ薄板１５の直径方向
に対向する、薄板ジャケット１２を越えて外側へ突出す
る領域にに、ねじジャケット１９，２０が設けられてい
る。ねじジャケット１９の開放側に設けられている環状
段部がフランジ薄板１５の孔内へ差し込まれて、フラン
ジ薄板１５のそれぞれ外側からフランジジャケットに溶
接されている。ねじジャケット１９の閉鎖側の領域に設
けられている環状段部は保持ウェブ２１内へ差し込まれ
ている。この保持ウェブ２１はねじジャケット１９と薄
板ジャケット１２に溶接されている。
【００１４】図８に図示する、そのフランジ薄板１５に
対応する開放側に環状段部２２を有するねじジャケット
２０の閉鎖側にも環状段部２３が設けられており、その
環状段部がそれぞれ接続パイプ２４内へ差し込まれてい
る。接続パイプ２４とねじジャケット２０はそれぞれ溶
接継目２５によって互いに結合されている。溶接継目２
５の外側は研磨される。その後接続パイプ２４に側方の
切欠き２６がフライス削りで形成される。ねじジャケッ
ト２０の環状段部２３？はフランジ薄板１５の切欠き内
へ差し込まれて、フランジ薄板１５と溶接される。接続
パイプ２４はさらに保持ウェブ２７によって薄板ジャケ
ットに溶接で取り付けられる。保持ウェブ２７のそれぞ
れ外側端縁は接続パイプ２４に対して接線状に薄板ジャ
ケットの平坦な面へ延びている。これら外側端縁は溶接
で取り付けられたカバー薄板２８によって覆われてお
り、カバー薄板は薄板ジャケット１２、保持ウェブ２
７、接続パイプ２４、ねじジャケット２０並びにフラン
ジ薄板１５に溶接で取り付けられている。それによって
保持ウェブ２７とフランジ薄板１５との間の切欠き２６
の領域に一種のウォーターケースが形成され、薄板ジャ
ケットのウォーターケースの領域に流入開口部が形成さ
れている。
対応する開放側に環状段部２２を有するねじジャケット
２０の閉鎖側にも環状段部２３が設けられており、その
環状段部がそれぞれ接続パイプ２４内へ差し込まれてい
る。接続パイプ２４とねじジャケット２０はそれぞれ溶
接継目２５によって互いに結合されている。溶接継目２
５の外側は研磨される。その後接続パイプ２４に側方の
切欠き２６がフライス削りで形成される。ねじジャケッ
ト２０の環状段部２３？はフランジ薄板１５の切欠き内
へ差し込まれて、フランジ薄板１５と溶接される。接続
パイプ２４はさらに保持ウェブ２７によって薄板ジャケ
ットに溶接で取り付けられる。保持ウェブ２７のそれぞ
れ外側端縁は接続パイプ２４に対して接線状に薄板ジャ
ケットの平坦な面へ延びている。これら外側端縁は溶接
で取り付けられたカバー薄板２８によって覆われてお
り、カバー薄板は薄板ジャケット１２、保持ウェブ２
７、接続パイプ２４、ねじジャケット２０並びにフラン
ジ薄板１５に溶接で取り付けられている。それによって
保持ウェブ２７とフランジ薄板１５との間の切欠き２６
の領域に一種のウォーターケースが形成され、薄板ジャ
ケットのウォーターケースの領域に流入開口部が形成さ
れている。
【００１５】図１から明らかなように、接続パイプ２４
とそれに結合されたウォーターケースは薄板ジャケット
の互いに反対となる側に配置されているので、矢印２９
で示唆する冷却剤のためのほぼＺ字形状の流れ通路が形
成される。この流れ通路は全ての矩形パイプ１０の領域
にほぼ等しい流れルートを有するので、矩形パイプ１０
を循環する極めて良好かつ均一な流れが得られる。図１
からさらに明らかなように、冷却剤入口（図１の上方）
は、矢印３０で示唆する排ガスの入口も設けられている
側に配置され、冷却剤出口は矢印３１で示唆する排ガス
流出側に配置されている。従って冷却剤と排ガスは、熱
伝達装置の内部で同方向の流れとなって流れる。
とそれに結合されたウォーターケースは薄板ジャケット
の互いに反対となる側に配置されているので、矢印２９
で示唆する冷却剤のためのほぼＺ字形状の流れ通路が形
成される。この流れ通路は全ての矩形パイプ１０の領域
にほぼ等しい流れルートを有するので、矩形パイプ１０
を循環する極めて良好かつ均一な流れが得られる。図１
からさらに明らかなように、冷却剤入口（図１の上方）
は、矢印３０で示唆する排ガスの入口も設けられている
側に配置され、冷却剤出口は矢印３１で示唆する排ガス
流出側に配置されている。従って冷却剤と排ガスは、熱
伝達装置の内部で同方向の流れとなって流れる。
【００１６】図１から明らかであって、かつ図３から６
を用いて詳しく説明するように、矩形パイプには対をな
して配置され、それぞれ反対側の壁から内側へ突出する
舌片３２が設けられており、この舌片は排ガスの流れ方
向に対して斜めに、最も狭い箇所から約４０°の角度で
互いに離れるように延びて配置されている。矩形パイプ
はそれぞれ２つのパイプシェル１０’から組み立て溶接
されており、これらパイプシェルのそれぞれ幅狭側が互
いに溶接されている。パイプシェルは約０．３mmから．
０．４mmの薄板厚を有する。舌片３２はその薄板厚とほ
ぼ等しい厚みと約１０倍の長さを有する。舌片は、約
１．２mmの間隔を有する最も狭い箇所から４０°の角度
で互いに離れるように延びている。舌片３２の高さは、
フラットパイプの全体高さの約４分の１から３分の１で
ある。図３ａと３ｂに示す実施例においては、パイプ半
体１０’にはスリットが形成されており、そのスリット
へ舌片３２が差し込まれて、その後パイプ半体１０’と
溶接されている。シール溶接を避けるために、舌片３２
のパイプ半体１０’の側には１つまたは多数の隆起部が
設けられいるので、舌片を公知のスタッド溶接技術によ
ってパイプ半体１０’へ溶接することができるので、シ
ール溶接が省かれる。
を用いて詳しく説明するように、矩形パイプには対をな
して配置され、それぞれ反対側の壁から内側へ突出する
舌片３２が設けられており、この舌片は排ガスの流れ方
向に対して斜めに、最も狭い箇所から約４０°の角度で
互いに離れるように延びて配置されている。矩形パイプ
はそれぞれ２つのパイプシェル１０’から組み立て溶接
されており、これらパイプシェルのそれぞれ幅狭側が互
いに溶接されている。パイプシェルは約０．３mmから．
０．４mmの薄板厚を有する。舌片３２はその薄板厚とほ
ぼ等しい厚みと約１０倍の長さを有する。舌片は、約
１．２mmの間隔を有する最も狭い箇所から４０°の角度
で互いに離れるように延びている。舌片３２の高さは、
フラットパイプの全体高さの約４分の１から３分の１で
ある。図３ａと３ｂに示す実施例においては、パイプ半
体１０’にはスリットが形成されており、そのスリット
へ舌片３２が差し込まれて、その後パイプ半体１０’と
溶接されている。シール溶接を避けるために、舌片３２
のパイプ半体１０’の側には１つまたは多数の隆起部が
設けられいるので、舌片を公知のスタッド溶接技術によ
ってパイプ半体１０’へ溶接することができるので、シ
ール溶接が省かれる。
【００１７】図３の（ａ），（ｂ）に示す実施例におい
ては、２つのパイプ半体の舌片３２は互い対向して配置
されている。異なる実施形態においては、２つのパイプ
半体１０’の舌片３２は偏心して、上方のパイプ半体と
下方のパイプ半体１０’の舌片３２が横方向に互いに変
位するように、配置されている。排ガスの流れ方向にお
ける舌片３２の間隔は約３０mmである。
ては、２つのパイプ半体の舌片３２は互い対向して配置
されている。異なる実施形態においては、２つのパイプ
半体１０’の舌片３２は偏心して、上方のパイプ半体と
下方のパイプ半体１０’の舌片３２が横方向に互いに変
位するように、配置されている。排ガスの流れ方向にお
ける舌片３２の間隔は約３０mmである。
【００１８】図４の（ａ）と（ｂ）に示す実施例におい
ては、それぞれパイプ半体１０’から舌片３２’が深絞
りと圧縮によって形成されている。それによって溶接工
程、特に舌片３２’の領域のシール溶接も省かれる。図
４の（ａ）にはさらに、パイプ半体１０’に外側へ向い
たボタン形状の刻印部３３が形成されている。それぞれ
流れ方向において互いに連続する舌片３２’の対の間に
配置されているこれらの刻印部３３は、それぞれ隣接の
矩形パイプへのスペースホルダまたはスペーサーとして
用いられる。スペースホルダをこのように配置すること
は、特に熱伝達装置が長い場合に効果的である。
ては、それぞれパイプ半体１０’から舌片３２’が深絞
りと圧縮によって形成されている。それによって溶接工
程、特に舌片３２’の領域のシール溶接も省かれる。図
４の（ａ）にはさらに、パイプ半体１０’に外側へ向い
たボタン形状の刻印部３３が形成されている。それぞれ
流れ方向において互いに連続する舌片３２’の対の間に
配置されているこれらの刻印部３３は、それぞれ隣接の
矩形パイプへのスペースホルダまたはスペーサーとして
用いられる。スペースホルダをこのように配置すること
は、特に熱伝達装置が長い場合に効果的である。
【００１９】図５の（ａ）には、舌片３５の対を形成す
る角を立てた薄板部材３４が図示されている。この構成
部材３４の舌片３５を結合するウェブの領域をポイント
溶接によってパイプ半体１０’に固定することができ
る。それによって同様にシール溶接を省くことができ
る。図５の（ａ）および（ｂ）と類似の変形された実施
形態においては、構成部材３４の舌片３５を結合するウ
ェブには反対側へ縁を折曲した舌片が設けられており、
その舌片がパイプ半体１０’のスリットへ差し込まれ
て、溶接され、かつ外側へ突出して、それによって隣接
するパイプ半体へのスペースホルダが形成される。
る角を立てた薄板部材３４が図示されている。この構成
部材３４の舌片３５を結合するウェブの領域をポイント
溶接によってパイプ半体１０’に固定することができ
る。それによって同様にシール溶接を省くことができ
る。図５の（ａ）および（ｂ）と類似の変形された実施
形態においては、構成部材３４の舌片３５を結合するウ
ェブには反対側へ縁を折曲した舌片が設けられており、
その舌片がパイプ半体１０’のスリットへ差し込まれ
て、溶接され、かつ外側へ突出して、それによって隣接
するパイプ半体へのスペースホルダが形成される。
【００２０】図６には、矩形パイプの実施例が図示され
ており、この矩形パイプは大きい方の壁の領域で長手方
向に分割された２つのパイプ半体３６から形成されてい
る。両方のパイプ半体３６内へ、Ｓ字またはＺ字形状の
連続する部分として変形された薄板３７が挿入される。
パイプ半体３６の長い方の壁に対してそれぞれ平行に延
びる部分に対の舌片３８が設けられており、これら舌片
は図３の（ａ）と（ｂ）に関する説明に従って配置し、
かつ形成することができる。パイプ半体３６はレーザー
溶接またはマイクロ−ＷＩＧ−溶接によって互いに結合
され、その場合に挿入された薄板３７は連続溶接によっ
て固定される。
ており、この矩形パイプは大きい方の壁の領域で長手方
向に分割された２つのパイプ半体３６から形成されてい
る。両方のパイプ半体３６内へ、Ｓ字またはＺ字形状の
連続する部分として変形された薄板３７が挿入される。
パイプ半体３６の長い方の壁に対してそれぞれ平行に延
びる部分に対の舌片３８が設けられており、これら舌片
は図３の（ａ）と（ｂ）に関する説明に従って配置し、
かつ形成することができる。パイプ半体３６はレーザー
溶接またはマイクロ−ＷＩＧ−溶接によって互いに結合
され、その場合に挿入された薄板３７は連続溶接によっ
て固定される。
【００２１】上述の熱伝達装置を形成する場合に、まず
パイプ半体１０’に舌片３２，３２’，３５または３８
が設けられ、その後一緒に溶接される。このようにして
形成された矩形パイプに格子状に打ち抜かれたパイプ底
部１１が設けられ、その後矩形パイプ１０の端部がパイ
プ底と溶接される。次に、予め冷却剤用の流入開口部と
流出開口部が設けられている薄板ジャケット１２の２つ
の輪郭のある薄板シェルがパイプ底部１１に取り付けら
れて、パイプ底部と溶接される。その後フランジ薄板１
５が取り付けられて、薄板ジャケット１２と溶接され
る。次に予め準備されたねじジャケット１９，２０がフ
ランジ薄板へ差し込まれて、フランジ薄板と溶接され、
かつ保持ウェブ２１，２７を用いて薄板ジャケット１２
と溶接される。次に、さらにカバー薄板２８が取り付け
られ、このカバー薄板は保持ウェブ２７、薄板ジャケッ
ト１２、接続パイプ２４、ねじジャケット２０並びにフ
ランジ薄板１５と、一種のウォーターケースを形成する
ように、溶接される。
パイプ半体１０’に舌片３２，３２’，３５または３８
が設けられ、その後一緒に溶接される。このようにして
形成された矩形パイプに格子状に打ち抜かれたパイプ底
部１１が設けられ、その後矩形パイプ１０の端部がパイ
プ底と溶接される。次に、予め冷却剤用の流入開口部と
流出開口部が設けられている薄板ジャケット１２の２つ
の輪郭のある薄板シェルがパイプ底部１１に取り付けら
れて、パイプ底部と溶接される。その後フランジ薄板１
５が取り付けられて、薄板ジャケット１２と溶接され
る。次に予め準備されたねじジャケット１９，２０がフ
ランジ薄板へ差し込まれて、フランジ薄板と溶接され、
かつ保持ウェブ２１，２７を用いて薄板ジャケット１２
と溶接される。次に、さらにカバー薄板２８が取り付け
られ、このカバー薄板は保持ウェブ２７、薄板ジャケッ
ト１２、接続パイプ２４、ねじジャケット２０並びにフ
ランジ薄板１５と、一種のウォーターケースを形成する
ように、溶接される。
【図１】本発明による熱伝達装置の外観を示す図であ
る。
る。
【図２】図１の熱伝達装置の上面図である。
【図３】矩形パイプの内部に対をなして配置された舌片
の取付け状態を示す図である。
の取付け状態を示す図である。
【図４】矩形パイプの内部に対をなして配置された舌片
の取付け状態を示す図である。
の取付け状態を示す図である。
【図５】矩形パイプの内部に対をなして配置された舌片
の取付け状態を示す図である。
の取付け状態を示す図である。
【図６】矩形パイプの内部に対をなして配置された舌片
の取付け状態を示す図である。
の取付け状態を示す図である。
【図７】概略的に示される金属薄板ジャケットを有する
格子状のパイプ底部を軸方向に見た上面図である。
格子状のパイプ底部を軸方向に見た上面図である。
【図８】ねじジャケットと冷却剤入口または冷却剤出口
に接続する接続パイプの軸方向の断面図である。
に接続する接続パイプの軸方向の断面図である。
１０…矩形パイプ １１…パイプ底部 １２…薄板ジャケット １５…フランジ薄板 １８…開口部 １９，２０…固定手段 ２４…接続パイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コンラド フェンダー ドイツ連邦共和国，74354 ベシクハイム, イム クライネン シュタインバッハ 26 (72)発明者 ヤン ベンツェルバーガー ドイツ連邦共和国，73732 エスリンゲン, ホルツビーゼンベーク 17
Claims (16)
- 【請求項１】 排ガスを案内する多数の通路を有し、そ
の通路に流れ方向に対して斜めに対をなして配置され、
通路の少なくとも１つの壁から突出する舌片が設けられ
ており、かつ通路の外側には液状の冷却剤が循環してい
る、内燃機関の排ガス冷却用の熱伝達装置において、 排ガス用の通路として、矩形パイプ（１０）の束が設け
られ、その矩形パイプの端部が格子状のパイプ底部（１
１）内に溶接されており、 矩形パイプの束が、その束の輪郭に従った薄板ジャケッ
ト（１２）によって包囲されており、その薄板ジャケッ
トには冷却剤入口と冷却剤出口が設けられ、かつパイプ
底部と溶接されており、薄板ジャケット（１２）の端部
に、溶接で取り付けられたフランジ薄板（１５）が設け
られており、そのフランジ薄板はそれぞれ中央の開口部
（１８）によって矩形パイプ（１０）の束へ開放してお
り、かつフランジ薄板には排ガスパイプのパイプ片へ固
定するための固定手段（１９、２０）が設けられてい
る、ことを特徴とする内燃機関の排ガス冷却用の熱伝達
装置。 - 【請求項２】 矩形パイプ（１０）がそれぞれ互いに溶
接された２つのパイプ半体（１０’）から形成されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の熱伝達装置。 - 【請求項３】 パイプ半体の少なくとも一方に舌片（３
２、３２’、３５）が設けられていることを特徴とする
請求項２に記載の熱伝達装置。 - 【請求項４】 舌片（３２、３５）がパイプ半体（１
０’）に溶接で取り付けられていることを特徴とする請
求項３に記載の熱伝達装置。 - 【請求項５】 舌片（３２’）が、パイプ半体（１
０’）の材料から深絞りとプレスによって形成されてい
ることを特徴とする請求項３に記載の熱伝達装置。 - 【請求項６】 舌片（３８）が矩形パイプ（１０）内に
配置された挿入物（３７）の構成部分であることを特徴
とする請求項１または２に記載の熱伝達装置。 - 【請求項７】 矩形パイプ（１０）に、それぞれ隣接の
矩形パイプ側のスペースホルダ（３３）が設けられてい
ることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項
に記載の熱伝達装置。 - 【請求項８】 フランジ薄板（１５）の互いにほぼ直径
方向に対向する領域に、ねじジャケット（１０、２０）
が設けられていることを特徴とする請求項１から７まで
のいずれか１項に記載の熱伝達装置。 - 【請求項９】 薄板ジャケット（１２）の、排ガスの流
れ方向において前方のフランジ薄板（１５）の近傍に冷
却剤入口が、そして後方のフランジ薄板の近傍に冷却剤
出口が設けられていることを特徴とする請求項１から８
までのいずれか１項に記載の熱伝達装置。 - 【請求項１０】 冷却剤入口と冷却剤出口が、薄板ジャ
ケット（１２）の互いに反対となる側に配置されている
ことを特徴とする請求項９に記載の熱伝達装置。 - 【請求項１１】 冷却剤入口と冷却剤出口がそれぞれ接
続パイプ（２４）を有し、その接続パイプが矩形パイプ
（１０）に対して平行に整合され、かつそれぞれ側方の
開口部（２６）を介して薄板ジャケット（１２）の開口
部と接続されていることを特徴とする請求項９または１
０項に記載の熱伝達装置。 - 【請求項１２】 フランジ薄板（１５）と保持ウェブ
（２７）の、接続パイプ（２４）と薄板ジャケット（１
２）の開口部の領域に、それぞれ一種のウォーターケー
スが形成されていることを特徴とする請求項１１に記載
の熱伝達装置。 - 【請求項１３】 接続パイプ（２４）の延長部にそれぞ
れその後方の端部に接続されたねじジャケット（２０）
が配置されており、 それぞれねじジャケットと接続パイプとの間に、フラン
ジ薄板（１５）から保持ウェブ（２７）へ延びるカバー
薄板（２８）によって一種のウォーターケースが形成さ
れることを特徴とする請求項１２に記載の熱伝達装置。 - 【請求項１４】 薄板ジャケット（１２）が２つの予め
成形された薄板シェルをまとめて形成されており、その
薄板シェルが継ぎ合わせ結合によってパイプ底部（１
１）に接続されていることを特徴とする請求項１から１
３までのいずれか１項に記載の熱伝達装置。 - 【請求項１５】 フランジジャケット（１５）が継ぎ合
わせ結合によって薄板ジャケット（１２）に接続されて
いることを特徴とする請求項１から１４までのいずれか
２項に記載の熱伝達装置。 - 【請求項１６】 ねじジャケット（１９、２０）が継ぎ
合わせ結合によってフランジ薄板（１５）に接続されて
いることを特徴とする請求項１から１５までのいずれか
１項に記載の熱伝達装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19540683A DE19540683A1 (de) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | Wärmeüberträger zum Kühlen von Abgas |
| DE19540683:4 | 1995-11-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09170891A true JPH09170891A (ja) | 1997-06-30 |
| JP3429143B2 JP3429143B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=7776346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28500396A Expired - Fee Related JP3429143B2 (ja) | 1995-11-01 | 1996-10-28 | 排ガス冷却用の熱伝達装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6944947B1 (ja) |
| EP (1) | EP0772018B1 (ja) |
| JP (1) | JP3429143B2 (ja) |
| BR (1) | BR9605398A (ja) |
| DE (2) | DE19540683A1 (ja) |
| ES (1) | ES2154375T3 (ja) |
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