WO2014119298A1

WO2014119298A1 - 排気熱交換器

Info

Publication number: WO2014119298A1
Application number: PCT/JP2014/000446
Authority: WO
Inventors: 加福　一彰; 功畔柳
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2014-08-07
Also published as: JP2014145571A

Abstract

　排気熱交換器は、内部を前記冷却媒体が流通し、外部を前記排気が流通する冷却媒体流路形成部材（３）と、前記冷却媒体流路形成部材（３）の外表面にろう付け接合され、前記排気と前記冷却媒体との間での熱交換を促進させる合金製のフィン（２２）とを備える。前記冷却媒体流路形成部材（３）は、合金製の芯材（３１）の表面に、前記フィン（２２）を接合するためのろう材（３２）がクラッドされたクラッド材により構成されている。前記ろう材（３２）は、前記芯材（３１）よりも電位が卑になっている。前記フィン（２２）を構成する合金材料には、当該合金材料の主成分の電位を貴とする第１成分が添加されており、前記冷却媒体流路形成部材（３）の前記芯材（３１）を構成する合金材料には、当該合金材料の主成分の電位を貴とする第２成分が添加されており、前記第１成分と前記第２成分とが、同一の金属成分である。

Description

排気熱交換器

関連出願の相互参照

　本開示は、２０１３年１月３０日に出願された日本出願番号２０１３－１５９６２号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、燃焼により発生する排気と冷却媒体との間で熱交換を行うことで排気を冷却する排気熱交換器に関する。

　燃焼により発生する排気と冷却媒体との間で熱交換を行うことで排気を冷却する排気熱交換器は、冷却水チューブ（冷却媒体流路形成部材）の外表面に接合されたフィンを備えており、冷却水チューブ内を流れる冷却水と、冷却水チューブの外側を流れる排気とを熱交換させることで、排気を冷却するようになっている。従来、このような排気熱交換器の構成部品の材質としては、ステンレスが用いられていた。

　これに対し、熱交換器構成部品の材質として、ステンレスよりも熱伝導性の高いアルミニウムを用いたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、熱交換性能を向上させることができ、熱交換器の小型化および軽量化を図ることができる。

特開２００５－２５６１６８号公報

　排気熱交換器の構成部品である冷却水チューブおよびフィンをアルミニウム製とする場合、冷却水チューブを、アルミニウム製の芯材の表面（フィンが接合される面）にろう材をクラッドしたクラッド材にて構成する。このとき、ろう材層の電位を芯材より卑にすることで、ろう材層による犠牲腐食作用によって芯材に耐食性を持たせている。これにより、芯材に腐食による貫通孔が生じること（孔食）を抑制できる。

　しかしながら、ろう材層の電位を芯材より卑にすると、冷却水チューブとフィンとの接合部（ろう付け部）の電位も芯材より卑になるため、当該接合部が腐食して、冷却水チューブからフィンが脱落する可能性がある。

　本開示は、冷却媒体流路形成部材とフィンとがろう付け接合されている排気熱交換器において、冷却媒体流路形成部材からのフィンの脱落を抑制しつつ、冷却媒体流路形成部材の耐食性を向上させることを目的とする。

　本開示の一例では、排気熱交換器は、内部を冷却媒体が流通し、外部を排気が流通する冷却媒体流路形成部材と、冷却媒体流路形成部材の外表面にろう付け接合され、排気と冷却媒体との間での熱交換を促進させる合金製のフィンとを備える。冷却媒体流路形成部材は、合金製の芯材の表面に、フィンを接合するためのろう材がクラッドされたクラッド材により構成されており、ろう材は、芯材よりも電位が卑になっている。フィンを構成する合金材料には、当該合金材料の主成分の電位を貴とする第１成分が添加されている。冷却媒体流路形成部材の芯材を構成する合金材料には、当該合金材料の主成分の電位を貴とする第２成分が添加されている。第１成分と第２成分とは、同一の金属成分である。

　これによれば、フィンを構成する合金材料に、当該合金材料の主成分の電位を貴とする第１成分を添加し、さらに冷却媒体流路形成部材の芯材を構成する合金材料に、当該合金材料の主成分の電位を貴とするとともに、第１成分と同一の金属成分である第２成分を添加することで、冷却媒体流路形成部材とフィンとの接合部のろう材に、フィンおよび冷却媒体流路形成部材の芯材から第１成分（第２成分）を拡散させることができる。

　以下、本明細書において、冷却媒体流路形成部材とフィンとの接合部のうち、冷却媒体流路形成部材およびフィン間の距離が最短となる部位をろう材接合部という。また、冷却媒体流路形成部材とフィンとの接合部のろう材のうち、ろう材接合部からはみ出したろう材であって、ろう材接合部の周囲に配置されたろう材をフィレット部という。

　ろう材接合部は、冷却媒体流路形成部材およびフィン間の距離が他の部位に比べて短くなり、直線状であるため、体積が小さくなる。このため、冷却媒体流路形成部材とフィンとの接合部のろう材に、フィンおよび冷却媒体流路形成部材の芯材から第１成分（第２成分）が拡散した際に、ろう材接合部に配置されたろう材における第１成分（第２成分）の濃度が、フィレット部における第１成分（第２成分）の濃度よりも高くなる。

　これにより、ろう材接合部の耐食性が、フィレット部に対して相対的に高くなる。したがって、フィレット部がろう材接合部に対する犠牲腐食作用を発揮するので、ろう材接合部が腐食することを抑制できる。このため、冷却媒体流路形成部材からのフィンの脱落を抑制できる。

　また、芯材よりも電位が卑のろう材を用いることで、ろう材による犠牲腐食作用によって芯材に耐食性を持たせることができる。このため、冷却媒体流路形成部材の耐食性を向上させることができる。

　また、前記排気熱交換器において、フィンを構成する合金材料、および、冷却媒体流路形成部材の芯材を構成する合金材料には、冷却媒体流路形成部材およびフィンの接合部の強度を高める第３成分が添加されている。

　これによれば、冷却媒体流路形成部材とフィンとの接合部のろう材に、フィンおよび冷却媒体流路形成部材の芯材から第３成分を拡散させることができる。このため、冷却媒体流路形成部材およびフィンの接合部の強度を高めることが可能となる。

実施形態に係るＥＧＲクーラを示す側面図である。図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。ＥＧＲクーラのフィンを示す斜視図である。図２のＶ部拡大図である。変形例に係るＥＧＲクーラを示す斜視図である。変形例に係るＥＧＲクーラの分解斜視図である。変形例に係るＥＧＲクーラの排気チューブの正面図である。

　以下、実施形態について図に基づいて説明する。本実施形態では、排気熱交換器をＥＧＲクーラに適用した例を説明する。

　ＥＧＲクーラ１は、図示しない内燃機関（エンジン）での燃焼により発生した排気をエンジンに再循環させる際に、その排気をエンジンの冷却水（冷却媒体）によって冷却する排気熱交換器である。ＥＧＲクーラ１は、図１～図３に示すように、主に、複数の排気チューブ２１と、フィン２２と、水側タンク２３と、排気側タンク２４とを備えている。これらの部材２１～２４は、アルミニウム合金製であり、ろう付けにより接合されている。

　排気チューブ２１は、図２および図３に示すように、排気が流通する排気流路２１ａを構成する管であり、内部を排気が流れるようになっている。また、排気チューブ２１の外部を冷却水が流れるようになっており、この排気チューブ２１を介して、排気と冷却水とを熱交換させる。

　具体的には、図２に示すように、排気チューブ２１の排気流れ方向から見たときの断面形状は、長辺２１ｃと短辺２１ｄを有する扁平形状である。長辺２１ｃ側となる扁平面に垂直な方向（図中上下方向）に、複数の排気チューブ２１が積層されている。

　図２および図３に示すように、本実施形態では、基本的に、隣り合う排気チューブ２１の外壁によって、隣り合う排気チューブ２１間に冷却水が流れる冷却水流路２１ｂが構成されている。ここで、隣り合う排気チューブ２１の外壁のうち冷却水流路２１ｂを形成する部位を冷却水流路形成部３という。したがって、冷却水流路形成部３が、冷却媒体流路形成部材に相当している。

　水側タンク２３は、一方の水側タンク２３でＥＧＲクーラ１に流入した冷却水を各冷却水流路２１ｂに分配供給し、他方の水側タンク２３で各冷却水流路２１ｂからの冷却水を集合回収するものである。水側タンク２３は、排気チューブ２１の排気流れ方向両端部近傍において、積層された排気チューブ２１の周囲に設けられている。水側タンク２３は、冷却水入口（図示せず）もしくは冷却水出口２３ａを備えている。

　排気側タンク２４は、排気チューブ２１の排気流れ方向両端部に、それぞれ配置されている。一方の排気側タンク２４で、各排気チューブ２１に排気を分配供給し、他方の排気側タンク２４で、熱交換を終えた排気を各排気チューブ２１から集合回収する。

　フィン２２は、各排気チューブ２１内に配置されており、排気と冷却水との間での熱交換を促進させるものである。フィン２２は、排気チューブ２１の内表面にろう付け接合されている。つまり、フィン２２は、冷却水流路形成部３の外表面にろう付けにより接合されているともいえる。以下、フィン２２の詳細な構成について説明する。

　フィン２２は、図４に示すように、排気の流れ方向に略垂直な断面形状、すなわち、排気の流れ方向から見たときの断面形状が、凸部４１を一方側と他方側に交互に位置させて曲折する波形状であって、排気の流れ方向で、部分的に切り起こされた切り起こし部４２を備え、排気の流れ方向から見たときに、切り起こし部４２によって形成される波形状部分が、排気の流れ方向で隣接する波形状部分に対して、オフセットしているオフセットフィンである。このフィン２２は、凸部４１が排気チューブ２１の長辺２１ｃ側の内表面と接している。つまり、フィン２２は、凸部４１が冷却水流路形成部３の外表面と接している。

　このフィン２２によって、排気流路２１ａが、図２に示すように、排気チューブ２１の長辺２１ｃに平行な方向で、複数の流路に分割（言い換えると、区画）されている。さらに、フィン２２によって排気チューブ２１内で複数に分割された流路は、排気流れ方向で部分的にオフセットしている。すなわち、図４に示すように、排気流路２１ａを複数の流路に分割する壁部４３が、排気の流れ方向に沿って、千鳥状に配置されている。

　また、排気流れ方向からフィン２２を見たとき、一方側同士、他方側同士のように、同一側の凸部４１であって、排気流れ方向で隣接する凸部４１同士は、ずれて配置されている。本実施形態では、フィン２２の排気の流れ方向での断面形状については、凸部４１の頂点に直線状部分を含む形状となっている。

　このフィン２２は、プレス加工により、アルミニウム合金製の平板を波形状に折り曲げ、さらに、プレス加工により、切り起こし部４２となる部分を起こすことで製造される。なお、切り起こし部４２となる部分を起こす方法としては、起こす前に、波状にする前にあらかじめスリットを入れておく方法や、板の両面をプレス機でプレスすることにより、切る、起こす、を同時に行ってもよい。また、フィンの成形はローラ加工でも良く、またローラ加工とプレス加工両方の組み合わせでも良い。

　続いて、本実施形態における冷却水流路形成部３およびフィン２の詳細な構成について、図５に基づいて説明する。

　フィン２２は、アルミニウム合金製である。また、排気チューブ２１、すなわち冷却水流路形成部３は、アルミニウム合金製の芯材３１の両面にろう材３２がクラッドされたクラッド材により構成されている。ろう材３２は、芯材３１よりも電位が卑になっている。ろう材３２としては、例えばＡｌ－Ｓｉ系のろう材を採用することができる。

　フィン２２を構成するアルミニウム合金材料には、当該アルミニウム合金材料の主成分であるアルミニウムの電位を貴とする第１成分が添加されている。冷却水流路形成部３（排気チューブ２１）の芯材３１を構成するアルミニウム合金材料には、当該アルミニウム合金材料の主成分であるアルミニウムの電位を貴とする第２成分が添加されている。

　第１成分および第２成分は、同一の金属成分であり、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎのなかから選択された１種以上の金属成分を採用することができる。本実施形態では、第１成分および第２成分として、Ｃｕを採用している。

　さらに、フィン２２を構成するアルミニウム合金材料、および、冷却水流路形成部３（排気チューブ２１）の芯材３１を構成するアルミニウム合金材料には、冷却水流路形成部３およびフィン２２の接合部５の強度を高める第３成分が添加されている。第３成分は、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｓｉのなかから選択された１種以上の金属成分を採用することができる。本実施形態では、第３成分として、Ｃｕを採用している。

　つまり、フィン２２を構成するアルミニウム合金材料、および、冷却水流路形成部３の芯材３１を構成するアルミニウム合金材料に、Ｃｕを添加することで、当該アルミニウム合金材料の主成分であるアルミニウムの電位を貴とする効果と、冷却水流路形成部３およびフィン２２の接合部５の強度を高める効果の両立を図ることができる。

　冷却水流路形成部３には、冷却水流路形成部３の内表面（冷却水流路２１ｂ側の面）同士がろう付け接合されることに形成された内柱部３３が設けられている。この内柱部３３を設けることにより、冷却水流路形成部３の耐圧性を向上させることができる。

　以上説明したように、フィン２２を構成するアルミニウム合金材料、および冷却水流路形成部３（排気チューブ２１）の芯材３１を構成するアルミニウム合金材料の双方に、アルミニウム合金材料の主成分であるアルミニウムの電位を貴とするＣｕを添加することで、図５中の実線矢印に示すように、冷却水流路形成部３とフィン２２との接合部５のろう材に、フィン２２および冷却水流路形成部３の芯材３１からＣｕを拡散させることができる。

　ここで、ろう材接合部５１は、冷却水流路形成部３およびフィン２２間の距離が他の部位に比べて短くなり、直線状であるため、体積が小さくなる。このため、冷却水流路形成部３とフィン２２との接合部５のろう材に、フィン２２および冷却水流路形成部３の芯材３１からＣｕが拡散した際に、ろう材接合部５１に配置されたろう材におけるＣｕの濃度が、フィレット部５２におけるＣｕの濃度よりも高くなる。

　これにより、ろう材接合部５１の耐食性が、フィレット部５２に対して相対的に高くなる。したがって、フィレット部５２がろう材接合部５１に対する犠牲腐食作用を発揮するので、ろう材接合部５１が腐食することを抑制できる。このため、冷却水流路形成部３からのフィン２２の脱落を抑制できる。

　また、ろう材として、芯材３１よりも電位が卑のろう材３２を用いることで、ろう材３２による犠牲腐食作用によって芯材３１に耐食性を持たせることができる。このため、冷却水流路形成部３の耐食性を向上させることができる。

　さらに、本実施形態において、フィン２２を構成するアルミニウム合金材料、および冷却水流路形成部３（排気チューブ２１）の芯材３１を構成するアルミニウム合金材料の双方に添加したＣｕは、冷却水流路形成部３およびフィン２２の接合部５の強度を高める効果を有している。このため、冷却水流路形成部３とフィン２２との接合部５のろう材にフィン２２および冷却水流路形成部３の芯材３１からＣｕを拡散させることで、冷却水流路形成部３およびフィン２２の接合部５の強度を高めることも可能となる。

　また、本実施形態では、冷却水流路形成部３に、冷却水流路形成部３の内表面同士がろう付け接合されることに形成された内柱部３３を設けている。これによれば、図５中の破線矢印に示すように、内柱部３３のろう材５３（冷却水流路形成部３の内表面同士を接合するろう材）に、冷却水流路形成部３の芯材３１からＣｕを拡散させることができる。

　ここで、内柱部３３のろう材には、対向する二面の冷却水流路形成部３の芯材３１からＣｕが拡散するので、内柱部３３のろう材におけるＣｕの濃度が、周囲のろう材３２におけるＣｕの濃度よりも高くなる。

　これにより、内柱部３３のろう材の耐食性が、周囲のろう材３２に対して相対的に高くなる。したがって、内柱部３３の周囲のろう材３２が内柱部３３のろう材に対する犠牲腐食作用を発揮するので、内柱部３３のろう材が腐食することを抑制できる。このため、腐食により冷却水流路形成部３の内表面同士が剥がれて内柱部３３が破損することを抑制できる。

　（他の実施形態）
　以下に、図６～８を参照してＥＧＲガスクーラの他の一例（変形例）を説明する。本開示は、この変形例にも適用可能である。

　ＥＧＲクーラ１は、図示しない内燃機関（エンジン）での燃焼により発生した排気をエンジンに再循環させる際に、その排気をエンジンの冷却水（冷却媒体）によって冷却する排気熱交換器である。ＥＧＲクーラ１は、図６および図７に示すように、内部にフィン２２が配設される複数の排気チューブ２１、水タンク１３０、入口ガスタンク１４０、出口ガスタンク１６０、入口水パイプ１７０、および出口水パイプ１８０等から構成されている。各部材は、ステンレスもしくは軽量で熱伝導性に優れ、且つ安価なアルミニウム材、あるいはアルミニウム合金材から成形されており、各部材の当接部がろう付あるいは溶接により接合されている。

　図７に示す排気チューブ２１は、排気が流通する排気流路２１ａを構成する管であり、内部を排気が流れるようになっている。排気チューブ２１の外部には、冷却水が流れるようになっており、排気チューブ２１を介して排気と冷却水とが熱交換される。

　排気チューブ２１は、排気流れ方向から見たときの断面形状が扁平形状となっており、扁平面に垂直な方向（図７の左右方向）に、複数の排気チューブ２１が積層されている。また、図８に示すように、隣り合う排気チューブ２１の外壁によって、隣り合う排気チューブ２１間に冷却水が流れる冷却水流路１１５が形成されている。

　また、排気チューブ２１内の排気流路２１ａには、フィン２２が設けられている。フィン２２は、排気チューブ２１の内表面にろう付け接合されている。フィン２２は、各排気チューブ２１内に配置され、排気と冷却水との間での熱交換を促進させるものである。なお、フィン２２の詳細については後述する。

　排気チューブ２１の基本面１１１の長手方向端部には凸部１１２が設けられている。凸部１１２は、排気チューブ基本面１１１の表面から外方に向けて突出するようにプレス加工された打出し部であり、排気チューブ基本面１１１に堰のように形成されている。

　上記排気チューブ２１は、図７に示すように、排気チューブ基本面１１１に形成された凸部１１２が互いに当接するように複数積層されて、各凸部１１２同士が接合されている。

　そして、凸部１１２同士が接合されることで、複数積層された排気チューブ２１の長手方向端部には、後述する水タンク１３０の内部（冷却水流路１１５）と各ガスタンク１４０、１６０の内部とを区画する区画部が形成されている。

　ここで、複数積層される排気チューブ２１間において、排気チューブ２１の長手方向一端側の凸部１１２と排気チューブ２１の長手方向の他端側の凸部１１２との間の領域には空間が形成されて、この空間が冷却水流路１１５となっている。排気チューブ２１の側面において、隣接する排気チューブ基本面１１１どうしの間に隙間が形成されている。この隙間のうち、排気流れの上流側に対応し、かつ排気チューブ２１の幅方向の一方側となる部位は、外部と上記冷却水流路１１５とが連通して冷却水が流入する流入側開口部１１３ａとなっている。

　また、排気チューブ２１の側面において、隣接する排気チューブ基本面１１１どうしの間に隙間が形成されている。この隙間のうち、排気流れの下流側に対応し、かつ排気チューブ２１の幅方向の他方側となる部位は、外部と上記冷却水流路１１５とが連通して冷却水が流出する流出側開口部１１３ｂとなっている。ここでは、排気流路２１ａ（排気チューブ２１内）において、排気ガスが流入する側を流入側開口部１１３ａとし、その反対側を流出側開口部１１３ｂとしている。

　そして、排気チューブ２１の排気ガスが流入する側となる排気チューブ基本面１１１には、排気チューブ２１の外表面における冷却水の温度境界層の温度を低下させる温度低下手段としての凸状部が形成されている。凸状部は、ここでは、複数のディンプル１１６として形成されている。ディンプル１１６は、例えば円筒形の凸状部として設定することができ、碁盤目状に複数配置されている。ディンプル１１６の突出寸法は、排気チューブ２１の外周部の凸部１１２の突出寸法と同一としている。

　また、排気チューブ基本面１１１の、後述する膨出部１３３a、１３６aの近傍には、冷却水の流れをできるだけ排気チューブ基本面１１１の全体に拡げ、流出側開口部１１３ｂへと向かうようにするための整流部１１７が設けられている。整流部１１７も上記ディンプル１１６と同様に排気チューブ基本面１１１から突出するようにして形成されている。

　水タンク１３０は、複数積層された排気チューブ２１を内部に収容する筒状の容器体であり、第１水タンク１３０Ａと第２水タンク１３０Ｂとから形成されている。

　第１水タンク１３０Ａは、排気チューブ基本面１１１に対向する本体部１３１と、この本体部１３１の上側端部から排気チューブ２１側に略９０度に折り曲げられた上面部１３２と、本体部１３１の下側端部から排気チューブ２１側に略９０度に折り曲げられた下面部１３３とを備えて、横断面形状がコの字状を成している。

　上面部１３２の長手方向における流出側開口部１１３ｂに対応する側の端部には、外側（上側）に膨出する膨出部１３２ａが形成されており、更に、この膨出部１３２ａの領域内には、バーリング部（縁立て部）を備え、出口水パイプ１８０接続用となるパイプ孔１３２ｂが穿設されている。また、下面部１３３の長手方向の両端部には、外側（下側）に膨出する膨出部１３３ａ、１３３ｂが形成されている。

　第２水タンク１３０Ｂは、排気チューブ基本面１１１に対向する本体部１３４と、この本体部１３４の上側端部から排気チューブ２１側に略９０度に折り曲げられた上面部１３５と、本体部１３１の下側端部から排気チューブ２１側に略９０度に折り曲げられた下面部１３６とを備えて、横断面形状が上記第１水タンク１３０Ａよりも浅いコの字状を成している。

　上面部１３５の長手方向における流出側開口部１１３ｂに対応する側の端部には、第１水タンク１３０Ａと同様に、外側（上側）に膨出する膨出部１３５ａが形成されている。また、下面部１３６の長手方向の両端部には、第１水タンク１３０Ａと同様に、外側（下側）に膨出する膨出部１３６ａ、１３６ｂが形成されている。

　第１水タンク１３０Ａと第２水タンク１３０Ｂとは、コの字状断面の開口側が互いに接合されて、断面四角形状を成す筒状の水タンク１３０を形成している。水タンク１３０の長手方向の両端部は、外部に開口する開口側端部１３０Ｃ、１３０Ｄとなっている。そして、両開口側端部１３０Ｃ、１３０Ｄのうち、後述する入口ガスタンク１４０側となる開口側端部１３０Ｃには、水タンク膨出部としての膨出部１３３ｃが形成されている。

　膨出部１３３ｃは、四角形状を成す開口側端部１３０Ｃの下側の辺の中央部で、この下側の辺よりも外側（下側）に膨出するようにして、且つ上述した膨出部１３３ａに繋がるように形成されている。

　入口ガスタンク１４０は、排気管からの排気を内部に流通させて、この排気を複数の排気チューブ２１に分配供給するための排気流路１４０Ｃを形成するものであり、外側ガスタンク１４０Ａと内側ガスタンク１４０Ｂとから形成されて、二重構造を成している。

　外側ガスタンク１４０Ａは、外形形状が直方体状を成して、排気チューブ２１側となる一方の面が開口する半容器体として形成されている。開口している部位は、開口部１４１となっている。開口部１４１は、四角形状を成している。この開口部１４１と対向する側となる他方の面の下方には、バーリング部を備え、フランジ１４８接続用となる円形のフランジ孔１４２が形成されている。また、外側ガスタンク１４０Ａの上側となる面には、入口水パイプ１７０の接続用のパイプ孔１４３が形成されている。

　更に、外側ガスタンク１４０Ａの下側となる外側壁部１４４には、ガスタンク膨出部としての膨出部（図示せず）が形成されている。膨出部は、四角形状を成す開口部１４１の下側の辺の中央部で、この下側の辺よりも外側（下側）に膨出すると共に、フランジ孔１４２側に向けて順次膨出量が小さくなるように形成されている。膨出部１４５は、外側ガスタンク１４０Ａにおいてパイプ孔１４３の形成された面に対向する（反対側となる）面に設けられている。

　内側ガスタンク１４０Ｂは、漏斗状を成して内部に排気流路１４０Ｃを形成するものであり、排気チューブ２１側となる一方側に四角形状を成す開口部１４６が形成され、他方側にバーリング部を備え、フランジ１４８接続用となる円形のフランジ孔１４７が形成されている。開口部１４６は一方の開口部に対応し、フランジ孔１４７は他方の開口部に対応する。他方の開口部は、一方の開口部を貫く軸線に沿った方向に開口している。

　内側ガスタンク１４０Ｂは、外側ガスタンク１４０Ａの内部に挿入され、開口部１４６の外周面と、膨出部１４５を除く開口部１４１の内周面とが互いに接合され、またフランジ孔１４７のバーリング部の外周面と、フランジ孔１４２のバーリング部の内周面とが互いに接合されて、入口ガスタンク１４０が形成されている。

　このように形成される入口ガスタンク１４０は、内側ガスタンク１４０Ｂと外側ガスタンク１４０Ａとの二重構造によって、内側ガスタンク１４０Ｂの排気流路１４０Ｃの外側、つまり内側ガスタンク１４０Ｂと外側ガスタンク１４０Ａとの間に外側空間１４０Ｄを備えるタンクとなっている。外側空間１４０Ｄは、膨出部１４５を介して入口ガスタンク１４０の外部と連通している。

　入口ガスタンク１４０には、排気ガス再循環装置における相手側排気管との接続用のフランジ１４８が接合されている。フランジ１４８は、外形が菱形状を成す板部材であり、中心部に連通孔１４８ａが形成され、また両端側にボルトによる締結用のボルト孔（雌ねじ）１４８ｂが形成されている。

　連通孔１４８ａと、入口ガスタンク１４０のフランジ孔１４２、１４６とが連通するようにして、フランジ１４８は、入口ガスタンク１４０に接合されている。そして、入口ガスタンク１４０の開口部１４６の内周面は、複数積層された排気チューブ２１の区画部１１２Ａの外周面に接合されている。よって、内側ガスタンク１４０Ｂの排気流路１４０Ｃは、各排気チューブ２１内の排気流路２１ａと連通している。

　出口ガスタンク１６０は、漏斗状を成して内部に排気流路を形成するものであり、排気チューブ２１側となる一方側に四角形状を成す開口部１６１が形成され、他方側にバーリング部を備え、フランジ１６３接続用となる円形のフランジ孔１６２が形成されている。出口ガスタンク１６０には、排気ガス再循環装置における相手側排気管との接続用のフランジ１６３が接合されている。

　フランジ１６３は、上記フランジ１４８と同様に、外形が菱形状を成す板部材であり、中心部に連通孔が穿設され、また両端側にボルトによる締結用のボルト孔（雌ねじ）が形成されている。連通孔と、出口ガスタンク１６０のフランジ孔１６２とが連通するようにして、フランジ１６３は、出口ガスタンク１６０に接合されている。そして、出口ガスタンク１６０の開口部１６１の内周面は、複数積層された排気チューブ２１の区画部１１２Ａの外周面に接合されている。よって、出口ガスタンク１６０の内部となる排気流路は、各排気チューブ２１内の排気流路２１ａと連通している。

　そして、第１水タンク１３０Ａ、第２水タンク１３０Ｂは、排気チューブ積層方向から複数積層された排気チューブ２１の外側を覆うように組付けされて、排気チューブ２１は水タンク１３０内に収容された形となっている。水タンク１３０の開口側端部１３０Ｃ、１３０Ｄの内周面は、各ガスタンク１４０の開口部１４１、１６１の外周面に接合されている。

　よって、水タンク１３０の膨出部１３３ａ、１３６ａによって形成される空間と、複数積層された排気チューブ２１の側面部における開口部１１３ａとが連通している。また、水タンク１３０の膨出部１３２ａ、１３５ａによって形成される空間と、複数積層された排気チューブ２１の側面部における開口部１１３ｂとが連通している。また、排気チューブ２１の側面部と膨出部１３３ｂ、１３６ｂとの間には空間が形成されている。

　また、最外方の排気チューブ２１（排気チューブ基本面１１１）と本体部１３１、１３４との間には、各排気チューブ２１間に形成される冷却水流路１１５と同様の冷却水流路１１５が形成されている。更に、排気チューブ２１の上側の側面部と上面部１３２、１３５との間、および排気チューブの下側の側面部と下面部１３３、１３６との間には隙間が形成されている。水タンク１３０の内部で排気チューブ２１の外側に形成される空間が水タンク内空間となっている。

　更に、水タンク１３０の膨出部１３３ｃの内周面が、入口ガスタンク１４０の膨出部１４５の外周面に接合され、膨出部１３３ｃと膨出部１４５とが接続されている。この両膨出部１３３ｃ、１４５によって、両膨出部１３３ｃ、１４５の内側に流路が形成されて、この流路が連通部１５０となっている。連通部１５０によって、水タンク１３０の膨出部１３３ａ、１３６ａによって形成される空間と、入口ガスタンク１４０の外側空間とが連通している。

　入口水パイプ１７０は、エンジンから流出される冷却水が流入する冷却流体流入口を形成するものであり、管部材から形成されている。入口水パイプ１７０の先端部は、外側ガスタンク１４０Ａのパイプ孔１４３に挿入されて接合されている。入口水パイプ１７０は、入口ガスタンク１４０の外側空間１４０Ｄと連通している。

　出口水パイプ１８０は、排気チューブ２１の冷却水流路１１５を流通した冷却水が流出する冷却流体流出口を形成するものであり、管部材から形成されている。出口水パイプ１８０の先端部は、水タンク１３０の膨出部１３２ａにおけるパイプ孔１３２ｂに挿入されて接合されている。出口水パイプ１８０は、水タンク１３０の膨出部１３２ａ、１３５ａによって形成される空間と連通している。

　本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

　上記実施形態では、フィン２２および冷却水流路形成部３（排気チューブ２１）の芯材３１を、共にアルミニウム合金製とした例について説明したが、これに限らず、ステンレス製としてもよい。

　この場合、フィン２２を構成するステンレス材料には、ステンレス材料の主成分である鉄の電位を貴とする第１成分が添加されている。冷却水流路形成部３の芯材３１を構成するステンレス材料には、ステンレス材料の主成分である鉄の電位を貴とする第２成分が添加されている。第１成分および第２成分は、同一の金属成分であり、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｕのなかから選択された１種以上の金属成分を採用することができる。

　さらに、フィン２２を構成するステンレス材料、および、冷却水流路形成部３の芯材３１を構成するステンレス材料には、冷却水流路形成部３およびフィン２２の接合部５の強度を高める第３成分が添加されている。第３成分は、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｖのなかから選択された１種以上の金属成分を採用することができる。

　上記実施形態では、フィン２２の排気の流れ方向での断面形状について、凸部４１の頂点に直線状部分を含む形状を採用した例について説明したが、これに限らず、凸部４１の頂点に直線状部分を含まない形状を採用してもよい。

　上記実施形態では、冷却水流路形成部３（排気チューブ２１）の芯材３１の両面にろう材３２を配置した例について説明したが、これに限らず、少なくとも芯材３１のうちフィン２２が接合される面にろう材３２が配置されていればよい。

　上記実施形態では、フィン２２としてオフセットフィンを採用した例について説明したが、コルゲートフィンやストレートフィンを採用してもよい。

Claims

　燃焼により発生する排気と冷却媒体との間で熱交換を行うことで、前記排気を冷却する排気熱交換器であって、
　内部を前記冷却媒体が流通し、外部を前記排気が流通する冷却媒体流路形成部材（３）と、
　前記冷却媒体流路形成部材（３）の外表面にろう付け接合され、前記排気と前記冷却媒体との間での熱交換を促進させる合金製のフィン（２２）とを備え、
　前記冷却媒体流路形成部材（３）は、合金製の芯材（３１）の表面に、前記フィン（２２）を接合するためのろう材（３２）がクラッドされたクラッド材により構成されており、
　前記ろう材（３２）は、前記芯材（３１）よりも電位が卑になっており、
　前記フィン（２２）を構成する合金材料には、当該合金材料の主成分の電位を貴とする第１成分が添加されており、
　前記冷却媒体流路形成部材（３）の前記芯材（３１）を構成する合金材料には、当該合金材料の主成分の電位を貴とする第２成分が添加されており、
　前記第１成分と前記第２成分とが、同一の金属成分である排気熱交換器。
　前記フィン（２２）を構成する合金材料、および、前記冷却媒体流路形成部材（３）の前記芯材（３１）を構成する合金材料には、前記冷却媒体流路形成部材（３）および前記フィン（２２）の接合部（５）の強度を高める第３成分が添加されている請求項１に記載の排気熱交換器。
　前記冷却媒体流路形成部材（３）は、前記芯材（３１）の両面にろう材（３２）がクラッドされたクラッド材により構成されており、
　前記冷却媒体流路形成部材（３）には、前記冷却媒体流路形成部材（３）の内表面同士がろう付け接合されることにより形成された内柱部（３３）が設けられている請求項１または２に記載の排気熱交換器。
　前記冷却媒体流路形成部材（３）の前記芯材（３１）、および前記フィン（２２）は、アルミニウム合金により構成されており、
　前記第１成分および前記第２成分は、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎのなかから選択された１種以上の金属成分である請求項１ないし３のいずれか１つに記載の排気熱交換器。
　前記冷却媒体流路形成部材（３）の前記芯材（３１）、および前記フィン（２２）は、アルミニウム合金により構成されており、
　前記第３成分は、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｓｉのなかから選択された１種以上の金属成分である請求項２に記載の排気熱交換器。