JPH10227591A - Egrガス冷却装置 - Google Patents
Egrガス冷却装置Info
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- JPH10227591A JPH10227591A JP9047137A JP4713797A JPH10227591A JP H10227591 A JPH10227591 A JP H10227591A JP 9047137 A JP9047137 A JP 9047137A JP 4713797 A JP4713797 A JP 4713797A JP H10227591 A JPH10227591 A JP H10227591A
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- Japan
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- egr gas
- tube
- heat transfer
- cooling medium
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- Withdrawn
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
-
- 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
- F28D7/1607—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 with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
り、耐久性、特に耐振動性を充分に確保し、しかも装置
全体の構造を簡素化し、重量を極力軽減して安価である
と共に従来の熱交換器とほぼ同等の熱交換特性を得るこ
とができるEGRガス冷却装置を提供する。 【解決手段】 胴管内壁の両端部に固定された板金製の
チューブシートに複数の伝熱管が配列固着され、該伝熱
管はその外周部が胴管の内周壁に断続的に圧接した少な
くとも1つの支持板の貫通孔に嵌着支持され、前記胴管
にはその両端部の外側には端部キャップが固着されると
ともに、冷却媒体流入口および冷却媒体流出口が設けら
れ、かつ前記端部キャップにはEGRガスの流入口と流
出口が設けられたEGRガス冷却装置であって、前記支
持板には冷却媒体を流通させる流通手段が設けられてい
るEGRガス冷却装置を特徴とする。
Description
または冷却風によってEGRガスを冷却する装置に関す
るものである。
て、再びエンジンの吸気系に戻し、混合気に加える方法
は、EGR(Exhaust Gas Recircu
lation:排気再循環)と称される。EGRはNO
xの発生抑制、ポンプ損失の低減、燃焼ガスの温度低下
に伴う冷却液への放熱損失の低減、作動ガス量・組成の
変化による比熱比の増大と、これに伴うサイクル効率の
向上など、多くの効果があるところから、エンジンの熱
効率などをを改善するには有効な方法とされている。
ると、その熱作用によりEGRバルブなどの耐久性は劣
化し、早期破損を招く場合があることが認められてい
る。このような事態を避けるため、エンジンの冷却液ま
たは冷却風によってEGRガスを冷却する装置が提案さ
れている。この装置としては、一般に、多管式の熱交換
器が利用される。
図3にその一例を示すように、左右の一方若しくは両側
にEGRガスの流入口14a又は流出口14bを備えた
端部キャップ14に仕切り壁15を介して区画され、か
つ別途冷却媒体流入口16aを有するヘッド部材(ハ
ブ)16には胴管11が連接固定され、その胴管11内
部には多数の伝熱管12が前記両側の仕切り壁15に設
けた組付け孔部において配列固着され、ヘッド部材16
に設けられた冷却媒体流入口16a、冷却媒体流出口1
6bに螺着されたニップル18にはゴムホースなどの枝
管17が接続されており、この枝管17より導入され、
若しくは排出されるエンジン冷却液又は冷却風などによ
り、伝熱管12内部を流れるEGRガスが冷却される構
造となっているものが知られている(実公昭57−30
9号公報参照)。
ジン冷却液または冷却風の流れが冷却媒体流入口16a
で急激に曲げられるため大きな流過抵抗を生じる問題が
あり、また多数の伝熱管12を固着するヘッド部材16
及び仕切り壁15がともに鋳物製であるため、熱交換器
本体の重量が過大になり、その上枝管17接続用のニッ
プル18を冷却媒体流入口16aと冷却媒体流出口16
bに螺着させるための接続孔の加工、および多数の伝熱
管12を仕切り壁15に配列固着する作業を必要とする
ところから、組立工数がかかり、作業性が悪くなるとい
う難点もあり、さらに仕切り壁15に多数の伝熱管12
を接合手段として、ろう付けが採用されているが、伝熱
管12と仕切り壁15とは肉厚が異なるため熱容量が相
違して、ろう付け部の強度維持に信頼性が乏しく、ろう
付け不良を発生する可能性があった。
願平7−267691号を提案した。この装置は、図4
に示すように、胴管11両端部において、胴管11の内
壁に固着されたチューブシート3に複数の伝熱管12が
配列固着され、前記胴管11の端部にEGRガス流入口
14aおよびEGRガス流出口14bを備えた多管式の
EGRガス冷却装置であって、さらに外方へ向けてのバ
ーリング成形によって胴管1自体に冷却媒体流入口6a
および冷却媒体流出口6bを設け、このバーリング成形
によって設けた冷却媒体流入口6a及び冷却媒体流出口
6bに、枝管7a、7bを直接ろう付け若しくは溶接に
より接合した構造のEGRガス冷却装置である。
たEGRガス冷却装置は、上記難点を改善するには効果
があったが、EGRガス冷却装置はエンジンや走行中に
生じる振動やEGRガス自体の圧力変動に伴う脈動など
による振動環境下に置かれるため、伝熱管12とチュー
ブシート3との接合箇所に応力集中し易く、また伝熱管
12自体にも上記振動に対する強度を一層配慮する必要
性が生じた。
熱交換器の多くは、図5に示すように、胴管11の内壁
の長手方向の複数箇所にバッフル板9が配設され、この
バッフル板9に穿孔された貫通孔10eには伝熱管12
が挿入された構成となっている。この場合、伝熱管12
の外側を流れる冷却液体の流れはバッフル板9により迂
回されて、伝熱管12内を流れる液体との熱交換効率を
より高めており、このために伝熱管12と該伝熱管が挿
通される貫通孔10eとの間には厳密でないにしろある
程度のシール性が求められていた。
ガス冷却装置は、本質的に、伝熱管内を流れるEGRガ
スを伝熱管外部を流れる冷却液或いは冷却風と熱交換す
ることにより冷却する装置であり、液体と液体間の熱交
換を行う通常の熱交換器と異なり、特に冷却液を使用し
た場合には、管外伝熱係数(Kcal/m2hr℃)が
管内伝熱係数の100倍程度となり、伝熱管の外面に接
する液体の接触方向や接触時間が伝熱管内部を流れるガ
ス体の冷却効果に及ぼす影響は、極めて低いものでしか
ない。したがって、外部流体の流れを迂回させ、伝熱管
の軸線の直角方向に流すためのバッフル板9eを設ける
必要性や伝熱管とバッフル板の貫通孔との間のシール性
を配慮する必要性は殆どないことが本発明者の実験によ
り確認された。このように従来型の熱交換器は構造が複
雑で重量が重く、かつ高価なものとした割りには熱交換
特性はあまり向上しなかった。
ッフル板に替えて支持板とすることにより、耐久性、特
に耐振動性を充分に確保し、しかも装置全体の構造を簡
素化し、重量を極力軽減して安価であると共に従来の熱
交換器とほぼ同等の熱交換特性を得ることができるEG
Rガス冷却装置を提供することを課題とする。
め、本発明は胴管内壁の両端部に固定された板金製のチ
ューブシートに複数の伝熱管が配列固着され、該伝熱管
はその外周部が胴管の内周壁に断続的に圧接した少なく
とも1つの支持板の貫通孔に嵌着支持され、前記胴管に
はその両端部の外側には端部キャップが固着されるとと
もに、冷却媒体流入口および冷却媒体流出口が設けら
れ、かつ前記端部キャップにはEGRガスの流入口と流
出口が設けられたEGRガス冷却装置であって、前記支
持板には冷却媒体を流通させる流通手段が設けられてい
るEGRガス冷却装置を特徴とするものであり、前記流
通手段は前記胴管との間に設けらるか、前記伝熱管を嵌
着させるための貫通孔の間に点在せしめるか、あるいは
前記伝熱管を嵌着させるための貫通孔に連なって設けら
れることが好ましい。
おいて、EGRガスを伝熱管内部に流入させ、外部に流
れる冷却媒体との間で熱交換を行わしめる伝熱管を支持
板により胴管内に圧接、好ましくは固着して支持すると
ともに、支持板の形状を変えることにより、厳しい振動
環境下にて使用されるEGRガス冷却装置の冷却性能と
耐久性を向上し得たEGRガス冷却装置を提示するもの
である。次に本発明を添付図面を参照しながら以下に詳
述すると、図1は本発明の一実施例の一部破断平面図、
図2は本発明の支持板を示す図で、(a)はその一実施
例を示す正面図、(b)は他の実施例を示す正面図であ
る。
30は、図1に示されるように、胴管31の内壁32の
両端部に固定された板金製のチューブシート33に複数
の伝熱管34が配列固着され、これら伝熱管34は外周
部35が胴管31の内壁32に断続的に圧接または固着
された少なくとも1つ、好ましくは2〜3つの支持板3
6の貫通孔37に嵌着支持され、前記胴管31の両端部
の外側には端部キャップ38が固着され、前記端部キャ
ップ38にはEGRガス流入口39とEGRガス流出口
40が設けられ、前記胴管31には冷却媒体流入口41
および冷却媒体流出口42が設けられてなるものであ
る。そして前記冷却媒体流入口41および冷却媒体流出
口42には枝管43が接合されている。
ッフル板として構成されたものであるが、本発明では伝
熱管34を胴管31に支持する働きをするものであっ
て、図2(a)に示すように、伝熱管34を嵌着させる
ための貫通孔37の間に冷却液や冷却風などの冷却媒体
を流通させるため点在せしめた複数の貫孔44aや胴管
31の内壁32に圧接する外周部35に設けたスリット
44bなどの流通手段や図2(b)に示すように伝熱管
34を嵌着させるための貫通孔37の間に点在した複数
の貫孔44aや該貫通孔37に連なる切欠37aなどの
流通手段が設けられ、前記流通手段はそれぞれ単独で用
いてもよいし、適宜組合わせて使用してもよい。なおこ
の場合、支持板36の外周部35は胴管31の内壁32
に断続的に、また支持板36の貫通孔37は伝熱管34
の外周面に、夫々ろう付けにより固着することが好まし
い。
来は胴管31内にバッフル板により非固定状態で保持さ
れていた伝熱管34を、胴管31の内壁32に圧接、好
ましくは固着された支持板36により安定保持し、振動
環境下において使用するEGRガス冷却装置全体の耐久
性を向上させるとともに、EGRガス冷却装置全体の重
量の増加を極力低減し、さらに支持板36により発生す
る冷却媒体の流過抵抗を低減したことにより、前記冷却
媒体の脈動により生ずる振動をも防止するEGRガス冷
却装置を可能にした。
プ38にEGRガス流入口39を、また他方の端部キャ
ップ38にはEGRガス流出口40を設けた多管式のE
GRガス冷却装置を示したが、複数の伝熱管をほぼU字
状に弯曲させて一方の端部キャップ38にEGRガス流
入口39とEGRガス流出口40とを併せて設けた従来
公知の形式の多管式のEGRガス冷却装置30にも適用
可能である。
管式熱交換器に使用されていたバッフル板に替えて胴管
の内壁に断続的にその外周部が圧接または固着された支
持板を設け、さらにこの支持板に、伝熱管を嵌着させる
ための貫通孔の他に冷却媒体を流通させる複数の貫孔、
スリットあるいは前記貫通孔に連なる切欠などの流通手
段を設けることにより、EGRガス冷却装置各部に生じ
る振動の発生を低減し、各構成部材の振動疲労を抑制す
るとともに、振動環境下で使用されるEGRガス冷却装
置の構造を簡素化し、重量増加を極力低減して、安価に
構成でき、実用度を高めたEGRガス冷却装置を提供す
ることができる。
破断平面図である。
施例を示す正面図、(b)は他の実施例を示す正面図で
ある。。
Claims (4)
- 【請求項1】 胴管内壁の両端部に固定された板金製の
チューブシートに複数の伝熱管が配列固着され、該伝熱
管はその外周部が胴管の内周壁に断続的に圧接した少な
くとも1つの支持板の貫通孔に嵌着支持され、前記胴管
にはその両端部の外側には端部キャップが固着されると
ともに、冷却媒体流入口および冷却媒体流出口が設けら
れ、かつ前記端部キャップにはEGRガスの流入口と流
出口が設けられたEGRガス冷却装置であって、前記支
持板には冷却媒体を流通させる流通手段が設けられてい
ることを特徴とするEGRガス冷却装置。 - 【請求項2】 前記流通手段は前記胴管との間に設けら
れたことを特徴とする請求項1記載のEGRガス冷却装
置。 - 【請求項3】 前記流通手段は前記伝熱管を嵌着させる
ための貫通孔の間に点在せしめたことを特徴とする請求
項1記載のEGRガス冷却装置。 - 【請求項4】 前記流通手段は前記伝熱管を嵌着させる
ための貫通孔に連なって設けられたことを特徴とする請
求項1記載のEGRガス冷却装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9047137A JPH10227591A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | Egrガス冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9047137A JPH10227591A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | Egrガス冷却装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10227591A true JPH10227591A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=12766737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9047137A Withdrawn JPH10227591A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | Egrガス冷却装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10227591A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006528762A (ja) * | 2003-07-22 | 2006-12-21 | アルストーム・パワー・エネルギー・リカバリー・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 多管式熱交換器 |
US8069905B2 (en) | 2003-06-11 | 2011-12-06 | Usui Kokusai Sangyo Kaisha Limited | EGR gas cooling device |
CN103512282A (zh) * | 2012-06-15 | 2014-01-15 | 苏州市金翔钛设备有限公司 | 一种冷凝器 |
-
1997
- 1997-02-14 JP JP9047137A patent/JPH10227591A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8069905B2 (en) | 2003-06-11 | 2011-12-06 | Usui Kokusai Sangyo Kaisha Limited | EGR gas cooling device |
JP2006528762A (ja) * | 2003-07-22 | 2006-12-21 | アルストーム・パワー・エネルギー・リカバリー・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 多管式熱交換器 |
CN103512282A (zh) * | 2012-06-15 | 2014-01-15 | 苏州市金翔钛设备有限公司 | 一种冷凝器 |
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Legal Events
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A977 | Report on retrieval |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060817 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061011 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061214 |
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A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070111 |