JPH11193993A - 多管式egrガス冷却装置 - Google Patents
多管式egrガス冷却装置Info
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- JPH11193993A JPH11193993A JP9369620A JP36962097A JPH11193993A JP H11193993 A JPH11193993 A JP H11193993A JP 9369620 A JP9369620 A JP 9369620A JP 36962097 A JP36962097 A JP 36962097A JP H11193993 A JPH11193993 A JP H11193993A
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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
- F28D7/1607—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
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- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
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Abstract
の流過抵抗を増して、高速流入部の流量を一層増し、装
置全体としての冷却性能を高め、EGRガスの温度の冷
却を効果的に発揮する多管式EGRガス冷却装置の提
供。 【解決手段】 冷却媒体の給入口5と排出口5′とを設
けた胴管1の両側端部の隔壁間に列をなして固着し、更
に胴管の両側端部の外側に取付けフランジ壁を有してE
GRガスの流入口4′と流出口4″とを備えたボンネッ
ト部材4を固設してなるEGRガス冷却装置において、
伝熱管群2を、EGRガスの低速流入部の伝熱管群の管
径をEGRガスの高速流入部より小径として形成し、そ
の配列密度を低速流入部を高速流入部より低めるように
構成し、更に伝熱管群を低速流入部に向くにつれて高速
流入部より管径を順次小径とするとともに、その配列密
度も順次低めるように構成する。
Description
冷却液、インタークーラー用冷媒、カーエアコン用冷媒
などまたは冷却風によってEGRガスを冷却せしめる冷
却装置に関するものである。
再びエンジンの吸気系に戻して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、窒素酸
化物発生の抑制、ポンプ損失の低減、燃焼ガスの温度低
下に伴う冷却媒体への放熱損失の低減および作動ガス量
と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のに、有効とされている。しかし
一般にEGRガスの温度が上昇すると、吸気温の上昇に
伴う燃費の低下やその熱作用によってEGRバルブの耐
久性が劣化して早期破損を招くこととなり、これら事態
を考慮して多管式の熱交換器による冷却媒体によってE
GRガスを冷却せしめる装置が使用される。
示すように、該装置の胴管内部に蜂の巣状に配列、固定
される伝熱管(12)群を同一管径の伝熱管からなり、
また伝熱管(12)群をほぼ同一密度をもって(すなわ
ち各伝熱管がほぼ同一ピッチの間隔をおくか、あるいは
単位面積における伝熱管の本数が一定に配置して)形成
されていた。なお(13)は隔壁である。
技術においては、前記同一管径にしてかつ同一密度の伝
熱管(12)群の配列構造によって、該伝熱管群内を流
れるEGRガスがその高速流入部と低速流入部とで流量
ならびに流速の差異を招くこととなった。すなわち図6
(a)に示すようにEGRガスの流入側のEGR配管
(17)が直線上にボンネット部材(16)と接続して
いる場合には、a−a、b−b線上での流速分布より分
かる通り隔壁(13)直前の中央部附近の流速が外側部
附近の流速より高速であり、一方図6(b)に示すよう
にEGRガスの流入側のEGR配管(17)がほぼ直角
に屈曲しボンネット部材(16)と接続している場合に
は、c−c、d−d線上の流速分布より分かる通り隔壁
(13)直前の前記屈曲部の外側附近の流速が該屈曲部
の内側附近の流速より高速となってしまう。一方伝熱管
の単位伝熱面積当たりの熱の伝わり方は、EGRガスの
流速が速い方がよく、また伝熱管の管径が細い方が設置
本数が多くなり伝熱面積が増加するためよいことが知ら
れている反面、低速流入部でのEGRガスの流速は低速
であるために熱交換効率が悪く、これを改善するために
EGRガスの低速流入部での流速を上げて胴管内部のE
GRガスの流れ全体を均一化することが検討されたが、
これは至難の業であった。
てなされたものであり、特にEGRガス量が増加し高速
で多量に流入する場合、ガス流の流れを偏向せずにでき
る限り高速流入部に集中して該高速流入部でEGRガス
を優先的に冷却するために、予めEGR配管の形状に伴
うEGRガスの流入部における流速を測定しておき、胴
管内においてEGRガスの流れに対してEGRガスの低
速流入部附近の流過抵抗を増して、EGRガスの流れを
高速流入部の伝熱管群に集中するよう誘導して該高速流
入部のEGRガスの流量を一層増し、結果として装置全
体としての冷却性能を高め、EGRガスの温度の冷却を
効果的に発揮することのできる多管式EGRガス冷却装
置を提供することを目的とするものである。
するため、伝熱管群の両端部附近を、冷却媒体の給入口
と排出口とを設けた胴管の両側端部の隔壁間に列をなし
て固着し、さらに前記胴管の両側端部の外側に取付けフ
ランジ壁を有してEGRガスの流入口と流出口とを備え
たボンネット部材を固設してなるEGRガス冷却装置に
おいて、前記伝熱管群を、EGRガスの低速流入部の該
伝熱管群の管径を該EGRガスの高速流入部より小径と
して形成し、かつ/またはその配列密度を該低速流入部
を高速流入部より低めるように構成した多管式EGRガ
ス冷却装置を要旨とし、さらに前記伝熱管群を、前記低
速流入部に向くにつれて高速流入部より管径を順次小径
とするとともに、その配列密度も順次低めるように構成
してなるものである。
め、前記伝熱管群をEGRガスの低速流入部附近の伝熱
管群の管径をEGRガスの高速流入部附近より小径にし
て形成し、かつ/またはその配列密度を前記低速流入部
附近で低くした構造によって、該低速流入部附近でのE
GRガスの流過抵抗を増して伝熱管群のうち熱交換効率
の高い高速流入部附近に位置する該伝熱管群内へ流れを
集中的に誘導して、該高速流入部附近での伝熱管群での
流量を一層増すことによりEGRガスの流れを偏向せず
に高速流入部附近の伝熱管群で優先的に熱交換させ装置
全体としての冷却性能を高めることが可能となり、EG
Rガスの温度の冷却を効果的に発揮することができるこ
ととなる。
いて説明すれば、図1は本発明の多管式EGRガス冷却
装置の一部切欠き側面図、図2は図1の本発明の要部に
係る伝熱管群の配列状態の一実施例を模式的に示す平面
図、図3は他の実施例を模式的に示す一部切欠き平面
図、図4はさらに他の実施例を模式的に示す図2相当図
であって、(1)は胴管であり、その両端部附近にエン
ジンの冷却液、或いはインタークーラー用冷媒やカーエ
アコン用冷媒などの冷却媒体の給入口(5)と排出口
(5′)とを設けてなるものである。また胴管(1)の
内部に両側端部の隔壁(3)間に亘って伝熱管(2)群
の両端部と列をなしてろう付けや溶接などで固定し、さ
らに該胴管の両側端部の外側にEGRガスの流入口
(4′)と流出口(4″)とを備えたボンネット部材
(4)を同じくろう付けや溶接などで固設してなるもの
で、EGR配管とはフランジ(6)を介して接続、固定
されているのである。
列を、図6(a)のようにEGR配管がボンネット部材
(4)と直線上に接続、固定されている場合は、図2の
ようにEGRガスが低速で流入する外側部附近の伝熱管
群の管径を中央部附近のそれより小径としたり、あるい
はその配列密度を外側部附近の方が中央部附近より低め
て(すなわち中央部附近の伝熱管群のピッチの間隔を小
さくすることか、あるいは中央部附近の単位面積におけ
る伝熱管群の本数を多くして配置して)構成することが
肝要である。または伝熱管(2)群の配列を、図3のよ
うに外側部附近に向けて中央部附近より管径を順次小径
とするとともに、その配列密度も順次低めて構成するこ
とが好ましい。
ンネット部材(4)とほぼ直角となるよう屈曲して接
続、固定されている場合は、前記伝熱管(2)群の配列
を、図4のように該前記屈曲部の内側附近にありかつ流
速が低速の伝熱管群の管径を該屈曲部の外側附近のそれ
より小径としたり、あるいはその配列密度を低速流入部
附近の方が高速流入部附近より低めて構成したり、また
は伝熱管(2)群の配列を、EGRの低速流入部附近に
向けて高速流入部附近より管径を順次小径とするととも
に、その配列密度も順次低めて構成することが好まし
い。
GRガスの流量、EGR配管の径、ボンネット部材
(4)の拡径の角度や胴管(1)の径などにより変動す
ることがあるために、予めモデルのEGRガス冷却装置
を作製して実際のEGRガスの流速を測定した上で伝熱
管(2)群の配列を定めることが好ましい。
り胴管(1)の内部において伝熱管(2)群のうちEG
Rガスの高速流入部附近に位置する該伝熱管群内へEG
Rガスの流れを偏向せずに集中的に誘導し、高速流入部
の流量を一層増すことにより高速流入部附近の伝熱管
(2)群で優先的に熱交換させ、装置全体としての冷却
性能を高めることが可能となり、EGRガスの温度の冷
却を効果的に発揮することができることとなる。
EGRガス冷却装置は、前記伝熱管(2)群をEGRガ
スの低速流入部附近で小径にし、かつ/または該低速流
入部附近で配列密度の低い構造にすることにより、EG
Rガスの高速流入部附近に位置する該伝熱管群内へEG
Rガスの流れを偏向せずに集中的に誘導し、高速流入部
の流量を一層増すことにより高速流入部附近の伝熱管
(2)群で優先的に熱交換させ、装置全体としての冷却
性能を高めることができ、EGRガスの温度低下を効果
的に発揮することができるなど、極めて有用な多管式E
GRガス冷却装置である。
置の一部切欠き側面図である。
の一実施例を模式的に示す平面図である。
ある。
ある。
欠き平面図である。
とを示す説明図で、(a)はEGR配管と直線上に接続
された状態を示す図、(b)はEGR配管とほぼ直角に
屈曲して接続された状態を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 伝熱管群の両端部附近を、冷却媒体の給
入口と排出口とを設けた胴管の両側端部の隔壁間に列を
なして固着し、さらに前記胴管の両側端部の外側に取付
けフランジ壁を有してEGRガスの流入口と流出口とを
備えたボンネット部材を固設してなるEGRガス冷却装
置において、前記伝熱管(2)群を、EGRガスの低速
流入部の該伝熱管群の管径を該EGRガスの高速流入部
より小径として形成し、かつ/またはその配列密度を該
低速流入部を高速流入部より低めるように構成したこと
を特徴とする多管式EGRガス冷却装置。 - 【請求項2】 前記伝熱管(2)群を、前記低速流入部
に向くにつれて高速流入部より管径を順次小径とすると
ともに、その配列密度も順次低めるように構成してなる
ことを特徴とする請求項1記載の多管式EGRガス冷却
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36962097A JP3982650B2 (ja) | 1997-12-29 | 1997-12-29 | 多管式egrガス冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH11193993A true JPH11193993A (ja) | 1999-07-21 |
JP3982650B2 JP3982650B2 (ja) | 2007-09-26 |
Family
ID=18494901
Family Applications (1)
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JP36962097A Expired - Fee Related JP3982650B2 (ja) | 1997-12-29 | 1997-12-29 | 多管式egrガス冷却装置 |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009257139A (ja) * | 2008-04-15 | 2009-11-05 | Toyota Motor Corp | 排気熱回収器 |
CN101871738A (zh) * | 2010-06-22 | 2010-10-27 | 江苏中圣高科技产业有限公司 | 热负荷可调式高效换热器 |
JP2012127312A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-05 | Hino Motors Ltd | Egrクーラ |
KR101243355B1 (ko) | 2009-07-06 | 2013-03-13 | 밥콕 보시그 세르비스 게엠베하 | 간접식 열 교환을 위한 튜브 레지스터 |
JP2015165554A (ja) * | 2014-02-05 | 2015-09-17 | パナソニック株式会社 | 熱発電ユニットおよび熱発電システム |
CN108225062A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-06-29 | 蓝旺节能科技(浙江)有限公司 | 温驱控流的换热器 |
-
1997
- 1997-12-29 JP JP36962097A patent/JP3982650B2/ja not_active Expired - Fee Related
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