JPWO2019131569A1 - Header plateless heat exchanger - Google Patents
Header plateless heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2019131569A1 JPWO2019131569A1 JP2019561680A JP2019561680A JPWO2019131569A1 JP WO2019131569 A1 JPWO2019131569 A1 JP WO2019131569A1 JP 2019561680 A JP2019561680 A JP 2019561680A JP 2019561680 A JP2019561680 A JP 2019561680A JP WO2019131569 A1 JPWO2019131569 A1 JP WO2019131569A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- bulging portion
- plates
- fluid
- flat tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
-
- 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
-
- 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
- F28F9/02—Header boxes; End plates
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
ヘッダープレートレス型熱交換器において、高温の排気ガス等が流入するチューブ先端部の温度上昇を抑え、耐久性を向上させること。偏平チューブ7を構成する各プレート5,6の膨出部4の幅を、膨出部4の長手方向両端部で広い幅広部4bとし、それ以外の中間部で幅狭部4aとする。In a header plateless heat exchanger, the temperature rise at the tip of the tube into which high-temperature exhaust gas etc. flows in is suppressed to improve durability. The width of the bulging portion 4 of each of the plates 5 and 6 constituting the flat tube 7 is set to a wide wide portion 4b at both ends in the longitudinal direction of the bulging portion 4, and a narrow portion 4a at the other intermediate portions.
Description
本発明は、主として排気ガスを冷却水で冷却するEGRクーラや、排気ガスの熱を冷却水に回収する排熱回収器に最適な熱交換器であって、ヘッダープレートレス型のコアを有するものに関する。
ヘッダープレートレス型のコアとは、偏平チューブの開口端を厚み方向に膨出したものを使用し、その膨出部において積層することにより、ヘッダープレートを不要としたものである。The present invention is a heat exchanger most suitable for an EGR cooler that mainly cools an exhaust gas with cooling water and an exhaust heat recovery device that recovers the heat of the exhaust gas to the cooling water, and has a header plateless type core. Regarding.
The header plateless type core uses a flat tube whose opening end is bulged in the thickness direction, and is laminated at the bulging portion to eliminate the need for a header plate.
下記特許文献1にヘッダープレートレス型熱交換器が提案されている。
この熱交換器は、図5〜図7に示す如く、そのコアを形成する偏平チューブ11が、一対の溝型に形成されたプレートを互いに溝底を対向して嵌着したものからなり、その両端開放側の縁に膨出部11aが形成され、その膨出部11aにおいて各偏平チューブ11を積層し、各プレート間を一体にろう付固定したものである。そして、図6に示されているように、各プレートの交角θは鋭角に形成されている。A header plateless heat exchanger is proposed in
As shown in FIGS. 5 to 7, this heat exchanger consists of a
従来のヘッダープレートレス型熱交換器は、排気ガスの入口部において、各偏平チューブが高温となり、繰り返し生じるヒートサイクルにより熱交換器が劣化するおそれがある。
これは、ヘッダープレートレス型熱交換器は構造が簡単になる利点を有するも、欠点として、ヘッダープレートのある熱交換器に比べて、各偏平チューブの先端部の冷却性が悪くその部分が高温となるからである。
そこで、本発明はヘッダープレートレスの利点を有しつつ、可能な限り偏平チューブの先端部の温度を低下できる熱交換器を提供することを課題とする。In the conventional header plateless heat exchanger, each flat tube becomes hot at the exhaust gas inlet, and the heat exchanger may deteriorate due to repeated heat cycles.
This has the advantage that the header plateless heat exchanger has a simple structure, but the disadvantage is that the cooling performance at the tip of each flat tube is poor and the temperature is high compared to the heat exchanger with the header plate. Because it becomes.
Therefore, it is an object of the present invention to provide a heat exchanger capable of lowering the temperature of the tip of a flat tube as much as possible while having the advantage of no header plate.
請求項1に記載の本発明は、それぞれ両側に一対の側壁1,2が立上げられて全体が溝状に形成され且つ、その側壁に直交した溝底3の両開放側の縁に厚み方向外側に細幅の膨出部4が形成された一対のプレート5,6を有し、それらのプレート5,6が互いに逆向きに対向して嵌着されている偏平チューブ7と、
複数の偏平チューブ7が膨出部4で互いに積層され、各プレート5,6が互いにろう付接合されている熱交換器コアと、を有し、
各偏平チューブの前記膨出部4の先端から第一流体16が内部に流入し、その外側に第二流体20が流通する熱交換器であって、
前記各プレート5,6の前記膨出部4の細幅が、前記膨出部4の長手方向の両端部で広い幅広部4bとなり、それ以外の中間部で狭い幅狭部4aに形成されていることを特徴とするヘッダープレートレス型熱交換器である。
請求項2に記載の本発明は、前記各プレート5,6の前記膨出部4の細幅が、前記両端部では前記側壁1,2に近づく程広くなる平面三角の、または平面が湾曲したろう付接合部を有することを特徴とする請求項1に記載のヘッダープレートレス型熱交換器である。
請求項3に記載の本発明は、積層された各偏平チューブ7の前記膨出部4の長手方向の中間部の位置で、ろう付接合部からそれを横断して外面側に広がる各プレート5,6の交角θが、鈍角に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のヘッダープレートレス型熱交換器である。According to the first aspect of the present invention, a pair of
It has a heat exchanger core in which a plurality of
A heat exchanger in which the
The narrow width of the bulging
According to the second aspect of the present invention, the narrow width of the bulging
According to the third aspect of the present invention, each
請求項1に記載の発明は、各プレート5,6の前記膨出部4の細幅が、前記膨出部4の長手方向の両端部で広く、それ以外の中間部で狭く形成されたものである。
それにより、第二流体20との温度差が最も大きくなる各偏平チューブ7の膨出部4の中間部において、各偏平チューブ7の先端から第二流体20までの距離が短くなり、その先端部と第二流体20との伝熱が向上し、その間の温度差が抑制される。なお、前記両端部においては、前記膨出部4の細幅は広く形成されており、前記両端部における側壁1,2とそれらに被嵌されるケーシング13とのろう付面積が確保されるので、ろう付の信頼性および強度は維持される。
その結果、ヒートサイクルによる熱交換器の劣化が抑制され、熱交換器の耐久性が向上する。
請求項2に記載の発明は、前記膨出部4の細幅を側壁1,2に近づく程広くなる平面三角または湾曲した形に形成したものである。それにより、側壁近傍の熱応力の集中が緩和されるので、耐久性の高い熱交換器を提供できる。
請求項3に記載の発明は、各偏平チューブ7の膨出部4の外面側における、ろう付接合の交角θが、鈍角に形成されたものである。これにより、膨出部4の近傍の冷却水の流通を促進して、偏平チューブ7の先端部の温度上昇を抑えることができる。According to the first aspect of the present invention, the narrow width of the bulging
As a result, in the intermediate portion of the bulging
As a result, deterioration of the heat exchanger due to the heat cycle is suppressed, and the durability of the heat exchanger is improved.
The invention according to
According to the third aspect of the present invention, the intersection angle θ of the brazed joint on the outer surface side of the bulging
図1は本発明の熱交換器コアの要部平面図。
図2は図1のII−II矢視断面図。
図3は同コアの斜視図。
図4は同コアを有する熱交換器の分解斜視図。
図5は従来型熱交換器コアの要部平面図。
図6は図5のVI−VI矢視断面図。
図7は同従来型コアの斜視図。FIG. 1 is a plan view of a main part of the heat exchanger core of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
FIG. 3 is a perspective view of the core.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a heat exchanger having the same core.
FIG. 5 is a plan view of a main part of the conventional heat exchanger core.
FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI of FIG.
FIG. 7 is a perspective view of the conventional core.
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
この熱交換器は、EGRクーラや排熱回収器として最適なものである。これは、図4に示す如く、多数の偏平チューブ7を積層してコア18を形成し、そのコア18の外周をケーシング13で被嵌する。そして、各偏平チューブ7の内面側に第一流体(この例では、排気ガス)16を流通させ、その外面側に第二流体(この例では、冷却水)20を流通させるものである。
各偏平チューブ7は、図1〜図3に示す如く、両側に一対の側壁1,2が立ち上げられ、全体が溝状に形成された一対のプレート5,6を互いに逆向きに対向して嵌着したものである。各プレート5,6の両開放側(偏平チューブ7の両開口端側に相当)の縁には、厚み方向外側に幅の狭い細幅の膨出部4が形成されている。
各偏平チューブ7の内部にはインナーフィン19を挿入し、また、互いに接合される部品の少なくとも一方側にはろう材を被覆または塗布しておくことが好ましい。
一例として図4に示す如く、ケーシング13内に積層されたコア18が挿入される。この例では、ケーシング13は箱状のケーシング本体13aと端蓋13bにより形成されている。そして、コア18の内部側に第一流体(排気ガス)16が流通するようにケーシング13の両端に一対の排気ガス用のパイプ17を配し、コア18の外面側に第二流体(冷却水)20が流通するように冷却水用のパイプ15を配する。そして、高温の炉内で各部品間を一体的にろう付して熱交換器を形成する。
そして、その偏平チューブ7に図2において矢印方向に第一流体(排気ガス)16が供給される。
また、図4において、一方の水パイプ15から第二流体(冷却水)20が供給され、各偏平チューブ7の外面側にそれが導かれて、他方の水パイプ15からそれが排出される。そして、その間に第一流体(排気ガス)16と第二流体(冷却水)20との間に熱交換が行われるものである。
(発明の特徴)
ここにおいて、本発明の特徴とするところは、図1及び図2に示す膨出部4の形状である。この膨出部4は、各プレート5,6の開放側において、厚み方向にプレス成形により膨出させたものである。この膨出部4は、その幅が図1において両端部で広く、それ以外で狭く形成されている。
即ち、中間部ではその幅狭部4aが幅L1となり、両端部ではその幅広部4bが幅L2となる。ここに、L2>L1である。図1に示すように、幅広部4bにおける幅は、その側壁1,2の両側に近づくほど広くなる平面三角、または平面が湾曲した形状とすることが好ましい。
(作用)
このような特徴により、第二流体(冷却水)20との温度差が最も大きくなる各偏平チューブ7の膨出部4の中間部において、各偏平チューブ7の先端から第二流体(冷却水)20までの距離が短くなり、その先端部と第二流体(冷却水)20との伝熱が向上し、その間の温度差が抑制される。なお、前記両端部においては、前記膨出部4の細幅は広く形成されており、前記両端部における側壁1,2とそれらに被嵌されるケーシング13とのろう付け面積は確保されるので、ろう付けの信頼性および強度は維持される。
さらに、この例では、幅広部4bにおける幅は、その側壁1,2の両側に近づくほど広くなる平面三角、または平面が湾曲した形状となっており、その形状変化がなだらかになっているので、側壁近傍の熱応力の集中が緩和される。
その結果、ヒートサイクルによる熱交換器の劣化が抑制され、熱交換器の耐久性が向上する。
また、図2に示されているように、積層された各偏平チューブ7の前記膨出部4の長手方向の中間部の位置で、ろう付接合部からそれを横断して外面側に広がる各プレート5,6の交角θを鈍角に形成することが好ましく、この形状にすることで、膨出部4の近傍の冷却水の流通を促進して、偏平チューブ7の先端部の温度上昇を抑えることができる。
本発明の効果を確認するために一例について数値解析を実施したところ、図5〜図7に示す従来型のコアの偏平チューブの先端部温度の最大値が358℃であったのに対し、本発明のコアの偏平チューブの先端部温度の最大値は275℃であり、大幅な温度低下効果が確認された。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
This heat exchanger is most suitable as an EGR cooler or an exhaust heat recovery device. As shown in FIG. 4, a large number of
As shown in FIGS. 1 to 3, each
It is preferable that the
As an example, as shown in FIG. 4, the laminated
Then, the first fluid (exhaust gas) 16 is supplied to the
Further, in FIG. 4, a second fluid (cooling water) 20 is supplied from one
(Characteristics of Invention)
Here, the feature of the present invention is the shape of the bulging
That is, in the intermediate portion, the
(Action)
Due to these characteristics, in the middle portion of the bulging
Further, in this example, the width of the
As a result, deterioration of the heat exchanger due to the heat cycle is suppressed, and the durability of the heat exchanger is improved.
Further, as shown in FIG. 2, at the position of the intermediate portion in the longitudinal direction of the bulging
When a numerical analysis was performed on an example to confirm the effect of the present invention, the maximum value of the tip temperature of the flat tube of the conventional core shown in FIGS. 5 to 7 was 358 ° C. The maximum value of the temperature at the tip of the flat tube of the core of the present invention was 275 ° C., and a significant temperature lowering effect was confirmed.
本発明は、EGRクーラとして最適であると共に、その他の熱交換器、例えば排熱回収器等に用いることができる。 The present invention is optimal as an EGR cooler and can be used in other heat exchangers such as an exhaust heat recovery device.
1,2 側壁
3 溝底
4 膨出部
4a 幅狭部
4b 幅広部
5,6 プレート
7 偏平チューブ
8 端部境界線
9 ディンプル
9a ディンプル
10 偏平チューブ
11 偏平チューブ
11a 膨出部
12 コア
13 ケーシング
13a ケーシング本体
13b 端蓋
15 パイプ
16 第一流体(排気ガス)
17 パイプ
18 コア
19 インナーフィン
20 第二流体(冷却水)
θ 交角
L1 幅
L2 幅1, 2
17
θ cross angle L1 width L2 width
Claims (3)
複数の偏平チューブ(7)が膨出部(4)で互いに積層され、各プレート(5)(6)が互いにろう付接合されている熱交換器コアと、を有し、
各偏平チューブの前記膨出部(4)の先端から第一流体(16)が内部に流入し、その外側に第二流体(20)が流通する熱交換器であって、
前記各プレート(5)(6)の前記膨出部(4)の細幅が、前記膨出部(4)の長手方向の両端部で広い幅広部(4b)となり、それ以外の中間部で狭い幅狭部(4a)に形成されていることを特徴とするヘッダープレートレス型熱交換器。A pair of side walls (1) and (2) are erected on both sides to form a groove as a whole, and the edge of the groove bottom (3) orthogonal to the side wall is narrowed outward in the thickness direction. A flat tube (7) having a pair of plates (5) and (6) on which a bulge (4) is formed, and the plates (5) and (6) are fitted so as to face each other in opposite directions. When,
It has a heat exchanger core in which a plurality of flat tubes (7) are laminated together at a bulge (4) and each plate (5) (6) is brazed to each other.
A heat exchanger in which the first fluid (16) flows inward from the tip of the bulging portion (4) of each flat tube, and the second fluid (20) flows outside the first fluid (16).
The narrow width of the bulging portion (4) of each of the plates (5) and (6) becomes a wide wide portion (4b) at both ends in the longitudinal direction of the bulging portion (4), and in the other intermediate portions. A header plateless heat exchanger characterized in that it is formed in a narrow narrow portion (4a).
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017251879 | 2017-12-27 | ||
JP2017251879 | 2017-12-27 | ||
PCT/JP2018/047418 WO2019131569A1 (en) | 2017-12-27 | 2018-12-17 | Header plateless type heat exchanger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019131569A1 true JPWO2019131569A1 (en) | 2020-12-10 |
JP7244439B2 JP7244439B2 (en) | 2023-03-22 |
Family
ID=67067294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019561680A Active JP7244439B2 (en) | 2017-12-27 | 2018-12-17 | Header plateless heat exchanger |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7244439B2 (en) |
WO (1) | WO2019131569A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7349821B2 (en) * | 2019-06-10 | 2023-09-25 | 株式会社ティラド | Heat exchanger |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017073779A1 (en) * | 2015-10-29 | 2017-05-04 | 株式会社ティラド | Structure of heat exchanger core without header plate |
JP2017187196A (en) * | 2016-04-04 | 2017-10-12 | 株式会社デンソー | Exhaust heat exchanger |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE50102959D1 (en) * | 2000-04-19 | 2004-09-02 | Modine Mfg Co | Radiators for automobiles |
US7195060B2 (en) * | 2005-04-01 | 2007-03-27 | Dana Canada Corporation | Stacked-tube heat exchanger |
JP6341530B2 (en) * | 2013-11-01 | 2018-06-13 | 臼井国際産業株式会社 | Multi-tube heat exchanger |
JP6302395B2 (en) * | 2014-03-27 | 2018-03-28 | 株式会社ティラド | Header plateless heat exchanger |
-
2018
- 2018-12-17 WO PCT/JP2018/047418 patent/WO2019131569A1/en active Application Filing
- 2018-12-17 JP JP2019561680A patent/JP7244439B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017073779A1 (en) * | 2015-10-29 | 2017-05-04 | 株式会社ティラド | Structure of heat exchanger core without header plate |
JP2017187196A (en) * | 2016-04-04 | 2017-10-12 | 株式会社デンソー | Exhaust heat exchanger |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7244439B2 (en) | 2023-03-22 |
WO2019131569A1 (en) | 2019-07-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007232355A5 (en) | ||
JP6691975B2 (en) | Heat exchanger | |
JPWO2019189924A1 (en) | Header plateless heat exchanger | |
JP7244440B2 (en) | Header plateless heat exchanger | |
JP5519311B2 (en) | Flat tube of header plateless heat exchanger | |
JP2012137251A (en) | Multitubular heat exchanger | |
JPWO2019131569A1 (en) | Header plateless heat exchanger | |
JP6104107B2 (en) | Heat exchanger | |
JP2010121925A (en) | Heat exchanger | |
JP6341530B2 (en) | Multi-tube heat exchanger | |
JP2016205718A (en) | Heat exchanger | |
JP2010276298A (en) | Heat exchanger | |
JP6991855B2 (en) | Header plateless heat exchanger | |
JP6914784B2 (en) | Flat tube for heat exchanger | |
JP2006200862A (en) | Flat tube for heat exchanger | |
JP6974083B2 (en) | EGR cooler | |
JPWO2019163973A1 (en) | Heat exchanger tank structure | |
WO2020250041A1 (en) | Heat exchanger | |
WO2021054173A1 (en) | Heat transfer fin and manufacturing method therefor | |
JP5980138B2 (en) | Heat transfer tube and exhaust heat recovery boiler | |
JP2010230213A (en) | Heat exchanger | |
JP6755883B2 (en) | Header plateless heat exchanger core structure | |
JP2020085340A5 (en) | ||
JP2017089927A (en) | Aluminum heat exchanger | |
KR20170044965A (en) | A tube of heat exchanger |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211207 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221115 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230307 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230309 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7244439 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |