JPH10318050A - Ｅｇｒガス冷却装置 - Google Patents
Ｅｇｒガス冷却装置Info
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- JPH10318050A JPH10318050A JP9139315A JP13931597A JPH10318050A JP H10318050 A JPH10318050 A JP H10318050A JP 9139315 A JP9139315 A JP 9139315A JP 13931597 A JP13931597 A JP 13931597A JP H10318050 A JPH10318050 A JP H10318050A
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- 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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
- F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
- F02M26/32—Liquid-cooled heat exchangers
-
- 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
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0075—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for syngas or cracked gas cooling systems
-
- 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)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ＥＧＲガスが伝熱管群の中央部と周辺部に均
等に流れるように改善し、圧力損失を減少させて高いＥ
ＧＲ率が得られるＥＧＲガス冷却装置を提供する。 【解決手段】 胴管内壁の両端部付近に固定されたチュ
ーブシートに伝熱管群が固着配列され、さらに胴管の両
端部の外側には端部キャップが固着され、また端部キャ
ップにはＥＧＲガスの流入口と流出口が設けられ、端部
キャップのガス流入口および流出口の外側開口端部に締
結用フランジが外嵌固着された構造の多管式のＥＧＲガ
ス冷却装置において、締結用フランジの端部キャップ取
付孔をストレート孔部とチューブシート側に広がるテー
パー孔部とで構成し、かつテーパー孔部の管軸に対する
傾斜角度を２０〜６０度とするとともに、同テーパー孔
部の軸線方向幅を当該締結用フランジの厚さの４０〜８
５％として形成したＥＧＲガス冷却装置を特徴とする。
等に流れるように改善し、圧力損失を減少させて高いＥ
ＧＲ率が得られるＥＧＲガス冷却装置を提供する。 【解決手段】 胴管内壁の両端部付近に固定されたチュ
ーブシートに伝熱管群が固着配列され、さらに胴管の両
端部の外側には端部キャップが固着され、また端部キャ
ップにはＥＧＲガスの流入口と流出口が設けられ、端部
キャップのガス流入口および流出口の外側開口端部に締
結用フランジが外嵌固着された構造の多管式のＥＧＲガ
ス冷却装置において、締結用フランジの端部キャップ取
付孔をストレート孔部とチューブシート側に広がるテー
パー孔部とで構成し、かつテーパー孔部の管軸に対する
傾斜角度を２０〜６０度とするとともに、同テーパー孔
部の軸線方向幅を当該締結用フランジの厚さの４０〜８
５％として形成したＥＧＲガス冷却装置を特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの冷却
液、インタークーラー用冷媒、カーエアコン用冷媒また
は冷却風などによってＥＧＲガスを冷却する装置に関す
るものである。
液、インタークーラー用冷媒、カーエアコン用冷媒また
は冷却風などによってＥＧＲガスを冷却する装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】排気ガスの一部を排気系から取出して、
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 Ｒｅｃｉｒｃｕｌａ
ｔｉｏｎ：排気再循環）と称される。ＥＧＲはＮＯｘ
（窒素酸化物）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、多くの効果が得られることか
ら、エンジンの熱効率を改善するには有効な方法とされ
ている。
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 Ｒｅｃｉｒｃｕｌａ
ｔｉｏｎ：排気再循環）と称される。ＥＧＲはＮＯｘ
（窒素酸化物）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、多くの効果が得られることか
ら、エンジンの熱効率を改善するには有効な方法とされ
ている。
【０００３】しかるに、ＥＧＲガスの温度が高くなる
と、吸気温の上昇に伴う燃費の低下や、その熱作用によ
りＥＧＲバルブの耐久性が劣化し、早期破損を招く場合
があったり、その防止のために水冷構造とする必要があ
ることなどが認識されている。このような事態を避ける
ため、エンジンの冷却液などによってＥＧＲガスを冷却
する装置が用いられている。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。
と、吸気温の上昇に伴う燃費の低下や、その熱作用によ
りＥＧＲバルブの耐久性が劣化し、早期破損を招く場合
があったり、その防止のために水冷構造とする必要があ
ることなどが認識されている。このような事態を避ける
ため、エンジンの冷却液などによってＥＧＲガスを冷却
する装置が用いられている。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。
【０００４】この場合に利用される多管式の熱交換器
は、図３、図４にその一例を示すごとく、両端部に冷却
媒体流入口１１−１および冷却媒体流出口１１−２を設
けた胴管１１内部において、伝熱管群１２の両端部がチ
ューブシート１３にろう付けまたは溶接により固定さ
れ、一方チューブシート１３はその外周部を胴管１１の
内壁にろう付けまたは溶接により固着して配列され、前
記胴管１１の一方の端部にはＥＧＲガスの流入口１４ａ
−１が設けられた端部キャップ１４ａが固着され、また
他方の端部にはＥＧＲガスの流出口１４ｂ−１が設けら
れた端部キャップ１４ｂが固着された構成となし、かつ
前記端部キャップ１４ａ、１４ｂのガス流入口１４ａ−
１および流出口１４ｂ−１の外側開口端部に締結用フラ
ンジ１５ａ、１５ｂが外嵌固着された構造となってい
る。
は、図３、図４にその一例を示すごとく、両端部に冷却
媒体流入口１１−１および冷却媒体流出口１１−２を設
けた胴管１１内部において、伝熱管群１２の両端部がチ
ューブシート１３にろう付けまたは溶接により固定さ
れ、一方チューブシート１３はその外周部を胴管１１の
内壁にろう付けまたは溶接により固着して配列され、前
記胴管１１の一方の端部にはＥＧＲガスの流入口１４ａ
−１が設けられた端部キャップ１４ａが固着され、また
他方の端部にはＥＧＲガスの流出口１４ｂ−１が設けら
れた端部キャップ１４ｂが固着された構成となし、かつ
前記端部キャップ１４ａ、１４ｂのガス流入口１４ａ−
１および流出口１４ｂ−１の外側開口端部に締結用フラ
ンジ１５ａ、１５ｂが外嵌固着された構造となってい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の、ＥＧＲガスの
冷却に用いられる多管式の熱交換器における端部キャッ
プ１４ａ、１４ｂのＥＧＲガス流入口１４ａ−１および
流出口１４ｂ−１は、それぞれ図５に示すごとく、すべ
てストレート筒部１４ａ−２と急激に立上がった傾斜部
１４ａ−３および急激に立下がった傾斜部１４ｂ−３と
ストレート筒部１４ｂ−２とで構成されており、締結用
フランジ１５ａ、１５ｂはこのストレート筒部１４ａ−
２と１４ｂ−２に固着された構造となっている。しかる
に、ＥＧＲガス流入口１４ａ−１がストレート筒部１４
ａ−２からなる端部キャップ１４ａの場合は、図５にＥ
ＧＲガス流入口部におけるＥＧＲガスの流れを示すごと
く、ストレート筒部１４ａ−２からなるＥＧＲガス流入
口１４ａ−１から高速で流入したＥＧＲガスが当該スト
レート筒部で整流されるために、ＥＧＲガスの流れが急
激に立上がった傾斜部１４ａ−３に沿って流れにくく、
チューブシート１３の中央部に多量に流れ、周辺には少
なく流れるという偏流現象が発生し、これによりチュー
ブシート１３に固着された伝熱管群１２のうち、中央部
に位置する伝熱管群には高速のＥＧＲガスが多量に流
れ、胴管１１の内壁に近い周辺付近の伝熱管群１２には
流速の遅いＥＧＲガスが少なく流れる結果、伝熱管群１
２内の熱交換量にバラツキが発生し、熱交換器全体の熱
交換性能を低下させる原因となるとともに、中央部に位
置する伝熱管群に流入するに際して縮流化を生じて流過
抵抗を増大させる。
冷却に用いられる多管式の熱交換器における端部キャッ
プ１４ａ、１４ｂのＥＧＲガス流入口１４ａ−１および
流出口１４ｂ−１は、それぞれ図５に示すごとく、すべ
てストレート筒部１４ａ−２と急激に立上がった傾斜部
１４ａ−３および急激に立下がった傾斜部１４ｂ−３と
ストレート筒部１４ｂ−２とで構成されており、締結用
フランジ１５ａ、１５ｂはこのストレート筒部１４ａ−
２と１４ｂ−２に固着された構造となっている。しかる
に、ＥＧＲガス流入口１４ａ−１がストレート筒部１４
ａ−２からなる端部キャップ１４ａの場合は、図５にＥ
ＧＲガス流入口部におけるＥＧＲガスの流れを示すごと
く、ストレート筒部１４ａ−２からなるＥＧＲガス流入
口１４ａ−１から高速で流入したＥＧＲガスが当該スト
レート筒部で整流されるために、ＥＧＲガスの流れが急
激に立上がった傾斜部１４ａ−３に沿って流れにくく、
チューブシート１３の中央部に多量に流れ、周辺には少
なく流れるという偏流現象が発生し、これによりチュー
ブシート１３に固着された伝熱管群１２のうち、中央部
に位置する伝熱管群には高速のＥＧＲガスが多量に流
れ、胴管１１の内壁に近い周辺付近の伝熱管群１２には
流速の遅いＥＧＲガスが少なく流れる結果、伝熱管群１
２内の熱交換量にバラツキが発生し、熱交換器全体の熱
交換性能を低下させる原因となるとともに、中央部に位
置する伝熱管群に流入するに際して縮流化を生じて流過
抵抗を増大させる。
【０００６】またＥＧＲガス流出口１４ｂ−１がストレ
ート筒部１４ｂ−２からなる端部キャップ１４ｂの場合
は、図５にＥＧＲガス流出口部におけるＥＧＲガスの流
れを示すごとく、伝熱管群１２の周辺部から流出したＥ
ＧＲガスが直ちに急激に立下がった傾斜部１４ｂ−３に
突き当たるために流れの方向を急に変えられて渦を発生
し、中央部での縮流化と相俟って大きな流過抵抗を生じ
て大きな圧力損失を生じ、ＥＧＲガス冷却装置としてＥ
ＧＲガス量が低下し、高いＥＧＲ率が得られない原因と
なっていた。
ート筒部１４ｂ−２からなる端部キャップ１４ｂの場合
は、図５にＥＧＲガス流出口部におけるＥＧＲガスの流
れを示すごとく、伝熱管群１２の周辺部から流出したＥ
ＧＲガスが直ちに急激に立下がった傾斜部１４ｂ−３に
突き当たるために流れの方向を急に変えられて渦を発生
し、中央部での縮流化と相俟って大きな流過抵抗を生じ
て大きな圧力損失を生じ、ＥＧＲガス冷却装置としてＥ
ＧＲガス量が低下し、高いＥＧＲ率が得られない原因と
なっていた。
【０００７】本発明は、上記した多管式熱交換器の端部
キャップ部における中央部へのＥＧＲガスの偏流現象と
縮流現象とによる伝熱管群内の熱交換量のバラツキを解
消するためになされたもので、端部キャップのガス流入
口から高速で流入するＥＧＲガスがチューブシートに固
着された伝熱管群の中央部と周辺部に可及的に均等に流
れるように改善し、かつ流出するＥＧＲガスの圧力損失
を減少させて高いＥＧＲ率が得られるＥＧＲガス冷却装
置を提供しようとするものである。
キャップ部における中央部へのＥＧＲガスの偏流現象と
縮流現象とによる伝熱管群内の熱交換量のバラツキを解
消するためになされたもので、端部キャップのガス流入
口から高速で流入するＥＧＲガスがチューブシートに固
着された伝熱管群の中央部と周辺部に可及的に均等に流
れるように改善し、かつ流出するＥＧＲガスの圧力損失
を減少させて高いＥＧＲ率が得られるＥＧＲガス冷却装
置を提供しようとするものである。
【０００８】本発明は、上記課題を解決するため、胴管
内壁の両端部付近に固定されたチューブシートに伝熱管
群が固着配列され、さらに前記胴管の両端部の外側には
端部キャップが固着され、また前記端部キャップにはＥ
ＧＲガスの流入口と流出口が設けられ、前記端部キャッ
プのガス流入口および流出口の外側開口端部に締結用フ
ランジが外嵌固着された構造の多管式のＥＧＲガス冷却
装置において、前記締結用フランジの端部キャップ取付
孔をストレート孔部とチューブシート側に広がるテーパ
ー孔部とで構成し、かつ前記テーパー孔部の管軸に対す
る傾斜角度を２０〜６０度とするとともに、同テーパー
孔部の軸線方向幅を当該締結用フランジの厚さの４０〜
８５％として形成したＥＧＲガス冷却装置を特徴とする
もので、前記端部キャップ取付孔のテーパー部の管軸に
対する傾斜角度を２５度〜４０度とすることが好まし
い。
内壁の両端部付近に固定されたチューブシートに伝熱管
群が固着配列され、さらに前記胴管の両端部の外側には
端部キャップが固着され、また前記端部キャップにはＥ
ＧＲガスの流入口と流出口が設けられ、前記端部キャッ
プのガス流入口および流出口の外側開口端部に締結用フ
ランジが外嵌固着された構造の多管式のＥＧＲガス冷却
装置において、前記締結用フランジの端部キャップ取付
孔をストレート孔部とチューブシート側に広がるテーパ
ー孔部とで構成し、かつ前記テーパー孔部の管軸に対す
る傾斜角度を２０〜６０度とするとともに、同テーパー
孔部の軸線方向幅を当該締結用フランジの厚さの４０〜
８５％として形成したＥＧＲガス冷却装置を特徴とする
もので、前記端部キャップ取付孔のテーパー部の管軸に
対する傾斜角度を２５度〜４０度とすることが好まし
い。
【０００９】すなわち、本発明は、端部キャップのガス
流入口から高速で流入するＥＧＲガスの中心流と周辺流
の流速の差を可及的に少なくし、かつ伝熱管群から流出
するＥＧＲガスを可及的に少ない圧力損失で排出させる
ため、端部キャップとチューブシートとにより形成され
る空間領域において、端部キャップのガス流入口から高
速で流入したＥＧＲガスの流れが可及的に外側に滑らか
に広がるように、かつ端部キャップのガス流出口へ滑ら
かに少ない抵抗で流出するように締結用フランジの端部
キャップ取付孔をストレート孔部とチューブシート側に
滑らかに広がるテーパー孔部とで構成したものである。
つまり、締結用フランジの孔をストレート孔部とチュー
ブシート側に滑らかに広がるテーパー孔部とで構成した
のは、前記空間領域に流入したＥＧＲガスの流れを滑ら
かに広がり易くし、かつ流出したＥＧＲガスが滑らかに
排出し易くするためである。
流入口から高速で流入するＥＧＲガスの中心流と周辺流
の流速の差を可及的に少なくし、かつ伝熱管群から流出
するＥＧＲガスを可及的に少ない圧力損失で排出させる
ため、端部キャップとチューブシートとにより形成され
る空間領域において、端部キャップのガス流入口から高
速で流入したＥＧＲガスの流れが可及的に外側に滑らか
に広がるように、かつ端部キャップのガス流出口へ滑ら
かに少ない抵抗で流出するように締結用フランジの端部
キャップ取付孔をストレート孔部とチューブシート側に
滑らかに広がるテーパー孔部とで構成したものである。
つまり、締結用フランジの孔をストレート孔部とチュー
ブシート側に滑らかに広がるテーパー孔部とで構成した
のは、前記空間領域に流入したＥＧＲガスの流れを滑ら
かに広がり易くし、かつ流出したＥＧＲガスが滑らかに
排出し易くするためである。
【００１０】本発明において、前記テーパー孔部の管軸
に対する傾斜角度を２０〜６０度、好ましくは２５〜４
０度と限定したのは、２０度未満ではストレート孔に近
くなりＥＧＲガス冷却装置が軸線方向の寸法が大型化し
てしまい、他方６０度を超える傾斜角度とするとＥＧＲ
ガスの流れの滑らかな広がり効果の向上はほとんど得ら
れないためである。なおＥＧＲガス冷却装置の寸法とＥ
ＧＲガスの流れの滑らかな広がり効果の両者を参酌する
と前記傾斜角度は２５〜４０度とすることが好ましい。
またそのテーパー孔部の軸線方向幅を当該締結用フラン
ジの厚さの４０〜８５％と限定したのは、４０％未満で
はストレート孔部が長くなりＥＧＲガスの流れの広がり
効果が少なく、他方、８５％未満としたのはＥＧＲガス
冷却装置の軸芯に対する締結用フランジの角度精度の確
保と強度バランスを考慮したためである。
に対する傾斜角度を２０〜６０度、好ましくは２５〜４
０度と限定したのは、２０度未満ではストレート孔に近
くなりＥＧＲガス冷却装置が軸線方向の寸法が大型化し
てしまい、他方６０度を超える傾斜角度とするとＥＧＲ
ガスの流れの滑らかな広がり効果の向上はほとんど得ら
れないためである。なおＥＧＲガス冷却装置の寸法とＥ
ＧＲガスの流れの滑らかな広がり効果の両者を参酌する
と前記傾斜角度は２５〜４０度とすることが好ましい。
またそのテーパー孔部の軸線方向幅を当該締結用フラン
ジの厚さの４０〜８５％と限定したのは、４０％未満で
はストレート孔部が長くなりＥＧＲガスの流れの広がり
効果が少なく、他方、８５％未満としたのはＥＧＲガス
冷却装置の軸芯に対する締結用フランジの角度精度の確
保と強度バランスを考慮したためである。
【００１１】このように、締結用フランジの端部キャッ
プ取付孔をストレート孔部とチューブシート側に広がる
テーパー孔部とで構成し、かつ前記テーパー孔部の管軸
に対する傾斜角度を２０〜６０度とするとともに、同テ
ーパー孔部の軸線方向幅を当該締結用フランジの厚さの
４０〜８５％とし、締結用フランジのテーパー孔部を端
部キャップのテーパー部の外周面に沿う形状に形成する
ことにより、端部キャップとチューブシートとにより形
成される空間領域におけるＥＧＲガスの流れが可及的に
外側に滑らかに広がり、中心流と周辺流の流速の差が少
なくなり、チューブシートに固着された中央部と周辺部
の伝熱管群における熱交換量のバラツキを低減できると
ともに、流過抵抗による圧力損失を低減して高いＥＧＲ
率を得ることができる。
プ取付孔をストレート孔部とチューブシート側に広がる
テーパー孔部とで構成し、かつ前記テーパー孔部の管軸
に対する傾斜角度を２０〜６０度とするとともに、同テ
ーパー孔部の軸線方向幅を当該締結用フランジの厚さの
４０〜８５％とし、締結用フランジのテーパー孔部を端
部キャップのテーパー部の外周面に沿う形状に形成する
ことにより、端部キャップとチューブシートとにより形
成される空間領域におけるＥＧＲガスの流れが可及的に
外側に滑らかに広がり、中心流と周辺流の流速の差が少
なくなり、チューブシートに固着された中央部と周辺部
の伝熱管群における熱交換量のバラツキを低減できると
ともに、流過抵抗による圧力損失を低減して高いＥＧＲ
率を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る多管式のＥＧ
Ｒガス冷却装置の構造例を示す一部破断平面図、図２は
同上装置のＥＧＲガス流入口側およびＥＧＲガス流出口
側を拡大して示す中央部を破断した断面図であり、１は
胴管、２は伝熱管群、３はチューブシート、４ａ、４ｂ
は端部キャップ、４ａ−１はＥＧＲガスの流入口、４ｂ
−１はＥＧＲガスの流出口、５ａ、５ｂは締結用フラン
ジである。
Ｒガス冷却装置の構造例を示す一部破断平面図、図２は
同上装置のＥＧＲガス流入口側およびＥＧＲガス流出口
側を拡大して示す中央部を破断した断面図であり、１は
胴管、２は伝熱管群、３はチューブシート、４ａ、４ｂ
は端部キャップ、４ａ−１はＥＧＲガスの流入口、４ｂ
−１はＥＧＲガスの流出口、５ａ、５ｂは締結用フラン
ジである。
【００１３】すなわち、本発明に係る多管式のＥＧＲガ
ス冷却装置は、両端部に冷却媒体流入口１−１および冷
却媒体流出口１−２を設けた胴管１内部において、伝熱
管群２の両端部がチューブシート３にろう付けまたは溶
接により固定され、一方チューブシート３はその外周部
を胴管１の内壁にろう付けまたは溶接により固着して配
列され、前記胴管１の一方の端部にはＥＧＲガスの流入
口４ａ−１が設けられた端部キャップ４ａが固着され、
また他方の端部にはＥＧＲガスの流出口４ｂ−１が設け
られた端部キャップ４ｂが固着された構成となし、かつ
前記端部キャップ４ａ、４ｂのガス流入口４ａ−１およ
び流出口４ｂ−１の外側開口端部に締結用フランジ５
ａ、５ｂが外嵌固着された構造を有するものであって、
前記締結用フランジ５ａ、５ｂは、それぞれ端部キャッ
プ取付孔をストレート孔部５ａ−１、５ｂ−１とチュー
ブシート３側に広がるテーパー孔部５ａ−２、５ｂ−２
とで構成している。そして、前記締付用フランジ５ａ、
５ｂのテーパ孔部５ａ−２、５ｂ−２は端部キャップ４
ａ、４ｂのチューブシート３側に広がるテーパ部４ａ−
３、４ｂ−３の外周面に沿う形状に形成されている。な
お、締結用フランジ５ａ、５ｂはそれぞれ端部キャップ
４ａ、４ｂのガス流入口４ａ−１、ガス流出口４ｂ−１
の外周面にろう付けまたは溶接により固着される。
ス冷却装置は、両端部に冷却媒体流入口１−１および冷
却媒体流出口１−２を設けた胴管１内部において、伝熱
管群２の両端部がチューブシート３にろう付けまたは溶
接により固定され、一方チューブシート３はその外周部
を胴管１の内壁にろう付けまたは溶接により固着して配
列され、前記胴管１の一方の端部にはＥＧＲガスの流入
口４ａ−１が設けられた端部キャップ４ａが固着され、
また他方の端部にはＥＧＲガスの流出口４ｂ−１が設け
られた端部キャップ４ｂが固着された構成となし、かつ
前記端部キャップ４ａ、４ｂのガス流入口４ａ−１およ
び流出口４ｂ−１の外側開口端部に締結用フランジ５
ａ、５ｂが外嵌固着された構造を有するものであって、
前記締結用フランジ５ａ、５ｂは、それぞれ端部キャッ
プ取付孔をストレート孔部５ａ−１、５ｂ−１とチュー
ブシート３側に広がるテーパー孔部５ａ−２、５ｂ−２
とで構成している。そして、前記締付用フランジ５ａ、
５ｂのテーパ孔部５ａ−２、５ｂ−２は端部キャップ４
ａ、４ｂのチューブシート３側に広がるテーパ部４ａ−
３、４ｂ−３の外周面に沿う形状に形成されている。な
お、締結用フランジ５ａ、５ｂはそれぞれ端部キャップ
４ａ、４ｂのガス流入口４ａ−１、ガス流出口４ｂ−１
の外周面にろう付けまたは溶接により固着される。
【００１４】さらに、前記チューブシート３側に広がる
テーパー孔部５ａ−２、５ｂ−２の軸線方向幅Ｗ１は、
当該締結用フランジ５ａ、５ｂの厚さＷの４０〜８５％
の範囲に形成し、かつ管軸に対する傾斜角度θは２０〜
６０度、好ましくは２５〜４０度の範囲となっている。
テーパー孔部５ａ−２、５ｂ−２の軸線方向幅Ｗ１は、
当該締結用フランジ５ａ、５ｂの厚さＷの４０〜８５％
の範囲に形成し、かつ管軸に対する傾斜角度θは２０〜
６０度、好ましくは２５〜４０度の範囲となっている。
【００１５】すなわち、本発明に係る多管式のＥＧＲガ
ス冷却装置は、胴管１の端部に固着される端部キャップ
４ａに設けられたＥＧＲガスの流入口４ａ−１あるいは
端部キャップ４ｂに設けられたＥＧＲガスの流出口４ｂ
−１に形成されるストレート孔部５ａ−１、５ｂ−１の
長さが短く、かつ端部キャップ４ａあるいは４ｂのペー
パー部４ａ−３、４ｂ−３がテーパー孔部５ａ−２ある
いは５ｂ−２に沿ってチューブシート３側に広がった形
状となっており、したがって、ＥＧＲガスの流入口４ａ
−１より流入したＥＧＲガスは、端部キャップ４ａとチ
ューブシート３とにより形成される空間領域において、
端部キャップ４ａのテーパー部４ａ−３の内面に沿って
滑らかに外側に滑らかに流れる周辺流ｙが多く形成され
ることにより、チューブシート３の中央部に向って流れ
る中心流ｘとの流速の差が少なくなり、チューブシート
３に固着された中央部と周辺部の伝熱管群２には可及的
に均等にＥＧＲガスが流入するので、中央部と周辺部の
各伝熱管内ではほぼ同一の流速を得、したがってほぼ同
一の管内伝熱係数（ｋｃａｌ／ｍ２ｈｒ℃）を得ること
ができ、ＥＧＲガスの偏流現象による熱交換性能の低下
を容易に防止することができるとともに、中央部に位置
する伝熱管群への流入部での縮流化の発生を防止し、こ
の縮流に伴う大きな圧力損失の発生を防止することがで
きる。また、ＥＧＲガスの流出側においても、伝熱管群
２を出たＥＧＲガスは、端部キャップ４ｂのテーパ部４
ｂ−３の内面と突き当たって流れの方向を急に変えられ
て渦の発生を起こすことなく該内面に沿って滑らかに流
れることにより中心流ｘと周辺流ｙとはほぼ同一の流速
で流出口４ｂ−１より流出する。したがって伝熱管群を
出たＥＧＲガスは大きな圧力損失を生ずることなく高い
ＥＧＲ率での使用が可能となる。
ス冷却装置は、胴管１の端部に固着される端部キャップ
４ａに設けられたＥＧＲガスの流入口４ａ−１あるいは
端部キャップ４ｂに設けられたＥＧＲガスの流出口４ｂ
−１に形成されるストレート孔部５ａ−１、５ｂ−１の
長さが短く、かつ端部キャップ４ａあるいは４ｂのペー
パー部４ａ−３、４ｂ−３がテーパー孔部５ａ−２ある
いは５ｂ−２に沿ってチューブシート３側に広がった形
状となっており、したがって、ＥＧＲガスの流入口４ａ
−１より流入したＥＧＲガスは、端部キャップ４ａとチ
ューブシート３とにより形成される空間領域において、
端部キャップ４ａのテーパー部４ａ−３の内面に沿って
滑らかに外側に滑らかに流れる周辺流ｙが多く形成され
ることにより、チューブシート３の中央部に向って流れ
る中心流ｘとの流速の差が少なくなり、チューブシート
３に固着された中央部と周辺部の伝熱管群２には可及的
に均等にＥＧＲガスが流入するので、中央部と周辺部の
各伝熱管内ではほぼ同一の流速を得、したがってほぼ同
一の管内伝熱係数（ｋｃａｌ／ｍ２ｈｒ℃）を得ること
ができ、ＥＧＲガスの偏流現象による熱交換性能の低下
を容易に防止することができるとともに、中央部に位置
する伝熱管群への流入部での縮流化の発生を防止し、こ
の縮流に伴う大きな圧力損失の発生を防止することがで
きる。また、ＥＧＲガスの流出側においても、伝熱管群
２を出たＥＧＲガスは、端部キャップ４ｂのテーパ部４
ｂ−３の内面と突き当たって流れの方向を急に変えられ
て渦の発生を起こすことなく該内面に沿って滑らかに流
れることにより中心流ｘと周辺流ｙとはほぼ同一の流速
で流出口４ｂ−１より流出する。したがって伝熱管群を
出たＥＧＲガスは大きな圧力損失を生ずることなく高い
ＥＧＲ率での使用が可能となる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明のＥＧＲガ
ス冷却装置によれば、端部キャップとチューブシートと
により形成される空間領域におけるＥＧＲガスの流れを
可及的に外側に滑らかに広げることができるので、流入
口より流入したＥＧＲガスの中心流と周辺流の流速の差
が少なくなり、チューブシートに固着された中央部と周
辺部の伝熱管群に可及的に均等にＥＧＲガスが流入し、
また伝熱管群を出たＥＧＲガスは中心流と周辺流とがほ
ぼ同一の流速で流出することにより、伝熱管内流速の均
一化、伝熱係数の均一化を達成でき、伝熱管群における
熱交換量のバラツキを低減できるという優れた効果を奏
する。
ス冷却装置によれば、端部キャップとチューブシートと
により形成される空間領域におけるＥＧＲガスの流れを
可及的に外側に滑らかに広げることができるので、流入
口より流入したＥＧＲガスの中心流と周辺流の流速の差
が少なくなり、チューブシートに固着された中央部と周
辺部の伝熱管群に可及的に均等にＥＧＲガスが流入し、
また伝熱管群を出たＥＧＲガスは中心流と周辺流とがほ
ぼ同一の流速で流出することにより、伝熱管内流速の均
一化、伝熱係数の均一化を達成でき、伝熱管群における
熱交換量のバラツキを低減できるという優れた効果を奏
する。
【図１】本発明に係る多管式のＥＧＲガス冷却装置の構
造例を示す一部破断平面図である。
造例を示す一部破断平面図である。
【図２】同上装置のＥＧＲガス流入口側およびＥＧＲガ
ス流出口側を拡大して示す中央部を破断した断面図であ
る。
ス流出口側を拡大して示す中央部を破断した断面図であ
る。
【図３】本発明の対象とする従来の多管式のＥＧＲガス
冷却装置の一例を示す一部破断平面図である。
冷却装置の一例を示す一部破断平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】同上従来のＥＧＲガス冷却装置のＥＧＲガス流
入口側およびＥＧＲガス流出口側を拡大して示す中央部
を破断した断面図である。
入口側およびＥＧＲガス流出口側を拡大して示す中央部
を破断した断面図である。
１ 胴管 ２ 伝熱管群 ３ チューブシート ４ａ、４ｂ 端部キャップ ４ａ−１ ＥＧＲガスの流入口 ４ｂ−１ ＥＧＲガスの流出口 ５ａ、５ｂ 締結用フランジ ５ａ−１、５ｂ−１ ストレート孔部 ５ａ−２、５ｂ−２ テーパー孔部 ｘ 中心流 ｙ 周辺流 Ｗ 締結用フランジの厚さ Ｗ１ テーパー孔部の軸線方向幅
Claims (2)
- 【請求項１】 胴管内壁の両端部付近に固定されたチュ
ーブシートに伝熱管群が固着配列され、さらに前記胴管
の両端部の外側には端部キャップが固着され、また前記
端部キャップにはＥＧＲガスの流入口と流出口が設けら
れ、前記端部キャップのガス流入口および流出口の外側
開口端部に締結用フランジが外嵌固着された構造の多管
式のＥＧＲガス冷却装置において、前記締結用フランジ
の端部キャップ取付孔をストレート孔部とチューブシー
ト側に広がるテーパー孔部とで構成し、かつ前記テーパ
ー孔部の管軸に対する傾斜角度を２０〜６０度とすると
ともに、同テーパー孔部の軸線方向幅を当該締結用フラ
ンジの厚さの４０〜８５％として形成したことを特徴と
するＥＧＲガス冷却装置。 - 【請求項２】 前記端部キャップ取付孔のテーパー部の
管軸に対する傾斜角度を２５度〜４０度としたことを特
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 |
|---|---|---|---|
| JP13931597A JP3948638B2 (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | Ｅｇｒガス冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13931597A JP3948638B2 (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | Ｅｇｒガス冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10318050A true JPH10318050A (ja) | 1998-12-02 |
| JP3948638B2 JP3948638B2 (ja) | 2007-07-25 |
Family
ID=15242451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13931597A Expired - Fee Related JP3948638B2 (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | Ｅｇｒガス冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3948638B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000043662A1 (fr) * | 1999-01-20 | 2000-07-27 | Hino Motors, Ltd. | Refroidisseur egr |
| WO2000043663A1 (fr) * | 1999-01-20 | 2000-07-27 | Hino Motors, Ltd. | Refroidisseur egr |
| JP2001182627A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Toyota Motor Corp | Ｅｇｒガス冷却装置 |
| CN102003896A (zh) * | 2009-09-02 | 2011-04-06 | 阿特拉斯·科普柯能源有限公司 | 用于压缩机的加压气体冷却器 |
| JP2013142322A (ja) * | 2012-01-10 | 2013-07-22 | Ebara Corp | 管内クーラー |
| CN109906352A (zh) * | 2016-11-25 | 2019-06-18 | 株式会社Ihi | 压力容器 |
-
1997
- 1997-05-14 JP JP13931597A patent/JP3948638B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000043662A1 (fr) * | 1999-01-20 | 2000-07-27 | Hino Motors, Ltd. | Refroidisseur egr |
| WO2000043663A1 (fr) * | 1999-01-20 | 2000-07-27 | Hino Motors, Ltd. | Refroidisseur egr |
| JP2001182627A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Toyota Motor Corp | Ｅｇｒガス冷却装置 |
| CN102003896A (zh) * | 2009-09-02 | 2011-04-06 | 阿特拉斯·科普柯能源有限公司 | 用于压缩机的加压气体冷却器 |
| JP2013142322A (ja) * | 2012-01-10 | 2013-07-22 | Ebara Corp | 管内クーラー |
| CN109906352A (zh) * | 2016-11-25 | 2019-06-18 | 株式会社Ihi | 压力容器 |
| US11177046B2 (en) | 2016-11-25 | 2021-11-16 | Ihi Corporation | Pressure vessel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3948638B2 (ja) | 2007-07-25 |
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