JP6807724B2 - Heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、第1流体と第2流体との間で熱交換を行う熱交換装置に関する。 The present invention relates to a heat exchange device that exchanges heat between a first fluid and a second fluid.
従来の熱交換装置としては、外管と、外管の内側に配置される複数の伝熱管と、外管に接続されて冷却水を導入及び排出する導入管及び排出管と、排気ガスの入口と出口を仕切る仕切り板を有するフランジ部材等を備え、自動車のEGRシステムに用いられる熱交換器が知られている(例えば、特許文献1)。 Conventional heat exchange devices include an outer pipe, a plurality of heat transfer pipes arranged inside the outer pipe, an introduction pipe and a discharge pipe connected to the outer pipe to introduce and discharge cooling water, and an exhaust gas inlet. A heat exchanger used in an automobile EGR system is known, which includes a flange member or the like having a partition plate for partitioning the outlet and the exhaust gas (for example, Patent Document 1).
この熱交換器において、外管は、上側アウターケース、下側アウターケース、及び後部カバー部材により構成されている。そして、上側アウターケース、下側アウターケース、及び後部カバー部材は、それぞれステンレス板をプレス加工して形成されている。
また、伝熱管は、上側ケース、下側ケース、及び複数の部品の組合せからなる放熱フィンにより構成されている。そして、上側ケース、下側ケース、及び放熱フィンは、それぞれステンレス板をプレス加工して形成されている。
In this heat exchanger, the outer tube is composed of an upper outer case, a lower outer case, and a rear cover member. The upper outer case, the lower outer case, and the rear cover member are each formed by pressing a stainless steel plate.
Further, the heat transfer tube is composed of an upper case, a lower case, and heat radiation fins made of a combination of a plurality of parts. The upper case, the lower case, and the heat radiation fins are each formed by pressing a stainless steel plate.
上記構成をなす熱交換器において、導入管から流れ込んだ冷却水は、外管と複数の伝熱管との間に形成された隙間を流れて排出管から流れ出る。一方、入口から通路内に流れ込んだ排気ガスは、直線状の往路を流れ、U字状の領域において180度方向変換されてUターンを行い、直線状の復路を流れて出口から流れ出る。 In the heat exchanger having the above configuration, the cooling water flowing from the introduction pipe flows through the gap formed between the outer pipe and the plurality of heat transfer pipes and flows out from the discharge pipe. On the other hand, the exhaust gas that has flowed into the passage from the inlet flows through the linear outward path, is turned 180 degrees in the U-shaped region to make a U-turn, flows through the linear return path, and flows out from the outlet.
しかしながら、U字状の領域においては、排気ガスが外側の内壁面に沿って流れるため、Uターンを行った排気ガスは復路内の外側寄りに偏倚した流れとなる。
したがって、復路内において、排気ガスが均一に流れず、排気ガスを効率よく冷却することができない。
However, in the U-shaped region, the exhaust gas flows along the outer inner wall surface, so that the exhaust gas that has made a U-turn has a biased flow toward the outside in the return path.
Therefore, the exhaust gas does not flow uniformly in the return path, and the exhaust gas cannot be cooled efficiently.
また、上記熱交換器においては、外管及び伝熱管が、それぞれステンレス板のプレス加工により形成された3つの部材を接合して構成されているため、部品点数が多く、製造工程が煩雑で、高コストを招く。
さらに、伝熱管を構成する放熱フィンは、凹部と凸部をプレスにより交互に形成されるものであるため、凹部と凸部の間隔すなわちフィンの間隔を狭くするには限界がある。
Further, in the above heat exchanger, since the outer tube and the heat transfer tube are each formed by joining three members formed by pressing a stainless steel plate, the number of parts is large and the manufacturing process is complicated. Invite high cost.
Further, since the heat radiation fins constituting the heat transfer tube are formed by alternately forming the concave portions and the convex portions by pressing, there is a limit in narrowing the distance between the concave portions and the convex portions, that is, the distance between the fins.
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解消して、熱交換効率の向上等を図れる熱交換装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heat exchange device capable of solving the above-mentioned problems of the prior art and improving the heat exchange efficiency.
本発明の熱交換装置は、複数のフィンを含むと共に、往路、Uターン路、及び復路により第1流体を通す通路を形成し、かつ、Uターン路において復路に流れ込む第1流体を内側寄りに指向させる指向部を有する第1通路ユニットと、一端側から挿入される第1通路ユニットを収容する収容部を有すると共に第1通路ユニットと協働して第2流体を通す通路を形成する外側ケースと、第1流体の入口及び出口を画定すると共に外側ケースの開口部に連結されるケースカバーとを備え、第1通路ユニットは、複数のフィンを有し往路及び復路を直線状に画定する通路部材と、通路部材の一方側の開口部を覆うと共にUターン路を形成するヘッダー部材と、通路部材の他方側の開口部を往路と復路に仕切る仕切り壁を有するフランジ部材を含み、通路部材は、断面が櫛状をなすように複数のフィンが一体成型された二つの通路半体を互いに突き合わせて形成されている、構成となっている。 The heat exchange device of the present invention includes a plurality of fins, forms a passage through which the first fluid passes through the outward path, the U-turn path, and the return path, and makes the first fluid flowing into the return path inward on the U-turn path. An outer case having a first passage unit having a directing portion to be directed and a housing portion for accommodating the first passage unit inserted from one end side and forming a passage through which a second fluid is passed in cooperation with the first passage unit. A passage that defines the inlet and outlet of the first fluid and a case cover that is connected to the opening of the outer case, and the first passage unit has a plurality of fins and linearly defines the outward path and the return path. The passage member includes a member, a header member that covers an opening on one side of the passage member and forms a U-turn path, and a flange member having a partition wall that separates the opening on the other side of the passage member into an outward path and a return path. The structure is such that two passage halves, in which a plurality of fins are integrally molded so as to have a comb-like cross section, are butted against each other .
上記熱交換装置において、指向部は、Uターン路の内壁面から復路に向けて突出する突出壁として形成されている、構成を採用してもよい。 In the heat exchange device, the directional portion may adopt a configuration in which the directional portion is formed as a protruding wall protruding from the inner wall surface of the U-turn path toward the return path.
上記熱交換装置において、突出壁は、Uターン路の幅方向に亘って伸長する畝状に形成されている、構成を採用してもよい。 In the heat exchange device, the protruding wall may be formed in a ridge shape extending in the width direction of the U-turn path.
上記熱交換装置において、外側ケースは、第2流体を導入するべく開口部の近傍に設けられた導入口と、第2流体を導出するべく開口部と反対側の閉塞部の近傍に設けられた導出口を有する、構成を採用してもよい。 In the heat exchange device, the outer case is provided in the vicinity of the introduction port provided near the opening for introducing the second fluid and the closing portion on the opposite side of the opening for leading out the second fluid. A configuration having an outlet may be adopted.
上記熱交換装置において、外側ケースは、フランジ部材を当接させて連結するべく開口部の周りに形成されたケースフランジ部を有する、構成を採用してもよい。 In the heat exchange device, the outer case may adopt a configuration having a case flange portion formed around an opening for abutting and connecting the flange members.
上記熱交換装置において、ケースカバーは、ケースフランジ部に対して、フランジ部材を挟み込んで連結されるカバーフランジ部を有する、構成を採用してもよい。 In the heat exchange device, the case cover may adopt a configuration in which the case flange portion has a cover flange portion connected by sandwiching the flange member.
上記熱交換装置において、ヘッダー部材は、通路部材を内側に嵌め込むように形成されている、構成を採用してもよい。 In the heat exchange device, the header member may adopt a configuration in which the passage member is formed so as to be fitted inside.
上記熱交換装置において、第1通路ユニットは、複数の上記通路部材と、複数の通路部材の間に介在して第2流体の通路を画定するスペーサ部材を含む、構成を採用してもよい。 In the heat exchange device, the first passage unit may adopt a configuration including a plurality of the passage members and a spacer member interposed between the plurality of passage members to define the passage of the second fluid.
上記熱交換装置において、ケースカバーは、第1流体の入口の近傍領域において、急拡大する段差部を含む、構成を採用してもよい。 In the heat exchange device, the case cover may adopt a configuration including a rapidly expanding step portion in a region near the inlet of the first fluid.
上記熱交換装置において、往路の通路面積は、復路の通路面積よりも大きく設定されている、構成を採用してもよい。 In the heat exchange device, a configuration may be adopted in which the passage area of the outward route is set to be larger than the passage area of the return route.
上記熱交換装置において、第1通路ユニットは、アルミニウム材料を用いて形成されている、構成を採用してもよい。 In the heat exchange device, the first passage unit may adopt a configuration formed by using an aluminum material.
上記構成をなす熱交換装置によれば、従来技術の問題点を解消して、熱交換効率の向上等を達成できる。 According to the heat exchange device having the above configuration, the problems of the prior art can be solved and the heat exchange efficiency can be improved.
以下、本発明の実施の形態について、添付図面の図1ないし図10を参照しつつ説明する。
この実施形態において、熱交換装置Mは、外側ケース10、ケースカバー20、外側ケース10に挿入される第1通路ユニットUにより構成されている。
第1通路ユニットUは、二つの通路部材30、スペーサ部材40、ヘッダー部材50、フランジ部材60により構成されている。
そして、第1通路ユニットUは、第1流体を通すべく、長手方向Lに伸長する直線状の往路Gr、Uターン路Ur、長手方向Lに伸長する直線状の復路Crからなる通路R1を形成するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10 of the accompanying drawings.
In this embodiment, the heat exchange device M is composed of an
The first passage unit U is composed of two
Then, the first passage unit U forms a passage R1 composed of a linear outward path Gr extending in the longitudinal direction L, a U-turn path Ur, and a linear return path Cr extending in the longitudinal direction L in order to pass the first fluid. Is what you do.
外側ケース10は、アルミニウム材料等を用いて金型成形により、略直方体の外輪郭をなすように形成されている。
外側ケース10は、収容部11、開口部12、閉塞部13、ケースフランジ部14、導入管15、導出管16、凹状溝17,18を備えている。
The
The
収容部11は、略矩形断面をなし、第1通路ユニットUを収容するように形成されている。
開口部12は、略矩形断面をなし、第1通路ユニットUを挿入し得るように形成されている。
閉塞部13は、第1通路ユニットUを挿入した状態で、第1通路ユニットUのヘッダー部材50と協働して、第2流体の通路R2を画定するように形成されている。
ケースフランジ部14は、第1通路ユニットUのフランジ部材60を当接させる当接面14a、締結用のボルトを通す6個の貫通孔14bを備えている。
The accommodating portion 11 has a substantially rectangular cross section and is formed so as to accommodate the first passage unit U.
The
The closing
The
導入管15は、外側ケース10の長手方向Lにおいて開口部12の近傍でかつ幅方向Wにおいて略中間領域に形成され、収容部11との境界において第2流体を導入する導入口15aを備えている。
導出管16は、外側ケース10の長手方向Lにおいて閉塞部13の近傍でかつ幅方向Wにおいて略中間領域に形成され、収容部11との境界において、第2流体を導出する導出口16aを備えている。
The
The lead-out
このように、第2流体の導入口15aが開口部12の近傍に位置し、第2流体の導出口16aが閉塞部13の近傍に位置するため、導入口15aから導入された第2流体を、往路Grの上流側に位置する第1流体と近接させることができる。また、導出口16aが導入口15aから離れた位置にあるため、第2流体がショートカットで流れるのを防止することができる。
それ故に、第1流体と第2流体との間の熱交換効率を高めることができる。例えば、第1流体が高温流体及び第2流体が低温流体の場合、第1流体を効率良く冷却することができる。
As described above, since the
Therefore, the heat exchange efficiency between the first fluid and the second fluid can be increased. For example, when the first fluid is a high temperature fluid and the second fluid is a low temperature fluid, the first fluid can be cooled efficiently.
凹状溝17は、第2流体の通路R2を画定するものであり、外側ケース10の長手方向Lにおいて開口部12から閉塞部13まで伸長すると共に、幅方向Wにおいて導入口15aと重なる領域に形成されている。
凹状溝18は、第2流体の通路R2を画定するものであり、外側ケース10の長手方向Lにおいて開口部12から閉塞部13まで伸長すると共に、幅方向Wにおいて導出口16aと重なる領域に形成されている。
The
The
ケースカバー20は、アルミニウム材料等を用いて金型成形により、図2に示すように、略立方体の外輪郭をなすように形成されている。
ケースカバー20は、入口通路21、出口通路22、仕切り壁23、カバーフランジ部24、段差部25を備えている。
As shown in FIG. 2, the case cover 20 is formed so as to form an outer contour of a substantially cube by molding a mold using an aluminum material or the like.
The case cover 20 includes an
入口通路21は、外側ケース10の長手方向Lに伸長して第1通路ユニットUの往路Grに連通すると共に、長手方向Lに向けて開口する第1流体の入口21aを画定するように形成されている。
出口通路22は、外側ケース10の長手方向Lに伸長して第1通路ユニットUの復路Crに連通すると共に、長手方向L及び幅方向Wに垂直な方向に向けて開口する第1流体の出口22aを画定するように形成されている。
The
The
仕切り壁23は、入口通路21と出口通路22を分離すると共に、第1通路ユニットUに含まれるフランジ部材60の仕切り壁63と接合されるように形成されている。
カバーフランジ部24は、ケースフランジ部14と同一の輪郭をなし、第1通路ユニットUのフランジ部材60に当接する当接面24a、締結用のボルトを通す6個の貫通孔24bを備えている。
The
The
段差部25は、入口21aの近傍領域、すなわち、入口通路21の途中において、通路面積が急拡大するように形成されている。
これによれば、ケースカバー20の入口21aから第1通路ユニットUの往路Grに向けて第1流体が流れ込む際に、段差部25の領域において、第1流体に渦を生じさせて、撹拌作用を得ることができる。それ故に、第1流体の流速が低下して、第1流体と第2流体との間の熱交換効率を高めることができる。
The
According to this, when the first fluid flows from the
第1通路ユニットUは、前述の通り、二つの通路部材30、スペーサ部材40、ヘッダー部材50、フランジ部材60により構成されており、これらの部材は所定の接合方法により互いに接合されている。尚、接合方法としては、ロウ付け、溶着、接着剤、その他の接合手段が適用される。
As described above, the first passage unit U is composed of two
通路部材30は、二つの通路半体31,31を互いに突き合わせて接合することにより形成されている。
通路半体31は、例えば、アルミニウム材料を用いた押出し成形により形成されており、断面が櫛状をなすように等間隔で一体成型された複数(ここでは、27個)のフィン31aを備えている。
このように、通路半体31が、アルミニウム材料を用いて押出し成形されることにより、複数のフィン31a同士の間隔を狭く設定することができる。それ故に、熱交換効率を向上させることができる。特に、アルミニウム材料は、ステンレス材料等に比べて、高熱伝導性であるため、熱交換効率をさらに向上させることができる。
The
The
In this way, the
複数のフィン31aには、外壁31´よりも低い突出高さの複数のフィンと、外壁31´と同じ突出高さの複数のフィン(ここでは、フィン31a´で示す)が含まれている。
そして、二つの通路半体31,31を突き合わせることにより、図9に示すように、外壁31´同士及びフィン31a´同士が当接するようになっている。
The plurality of
Then, by abutting the two
ここでは、図9に示すように、中間位置よりも上側に偏倚した位置において、互いに当接する一対のフィン31a´により、往路Grと復路Crに二分されるようになっている。すなわち、往路Grの通路面積が復路Crの通路面積よりも大きく設定されている。
このように、通路部材30は、予め形成された複数のフィン31a,31a´を有する二つの通路半体31,31を互いに突き合わせて接合することにより構成される。したがって、部品点数の削減、製造工程の簡素化等を達成しつつ、通路部材30を容易に形成することができる。
Here, as shown in FIG. 9, at a position deviated upward from the intermediate position, the pair of fins 31a'that abut against each other divides the outer route Gr and the return route Cr into two. That is, the passage area of the outward route Gr is set to be larger than the passage area of the return route Cr.
As described above, the
また、図10に示すように、二つの通路部材30がスペーサ部材40を挟んで幅方向Wに配置されることにより、第1通路ユニットUが構成されている。
スペーサ部材40は、幅方向Wにおいて所定の厚みをなし、二つの通路部材30,30の間に第2流体の通路R2を画定するようになっている。
Further, as shown in FIG. 10, the first passage unit U is configured by arranging the two
The
ヘッダー部材50は、アルミニウム材料等を用いて形成され、二つの通路部材30,30を内側に嵌め込む環状の外縁部51、二つの通路部材30,30の一方側の開口部を覆う壁面52、壁面52から突出して形成された指向部としての突出壁53を備えている。
The
外縁部51は、外側ケース10の収容部11の内壁面に対して、密接に嵌合されるように形成されている。
壁面52は、第1流体を往路Grから復路Crに導くUターン路Urを画定するように形成されている。
突出壁53は、Uターン路Urを画定する壁面52から復路Crに向けて突出し、又、Uターン路Urの幅方向Wに亘って伸長する畝状に形成されている。
また、突出壁53は、復路Crの領域でかつ往路Gr側に偏倚した領域に形成されている。
そして、突出壁53は、Uターン路Urにおいて、復路Crに流れ込む第1流体を内側寄り(往路Grに近い側)に指向させるようになっている。
The
The
The protruding
Further, the protruding
The protruding
このように、指向部としての突出壁53を設けたことにより、図6に示すように、第1流体が往路Grを経てUターン路Urから復路Crに流れ込む際に、第1流体が復路Crの内側寄りに指向されて、復路Crにおける第1流体の流れが均一化される。
特に、突出壁53が畝状に形成されることで、簡単な形態を採用しつつも、第1流体を復路の外側だけでなく内側に亘って均一に流れるように指向させることができる。これにより、第1流体と第2流体との間での熱交換効率を高めることができる。
したがって、第1流体がエンジンの排気ガス及び第2流体が冷却水の場合は、排気ガスを効率良く冷却することができる。
By providing the protruding
In particular, since the protruding
Therefore, when the first fluid is the exhaust gas of the engine and the second fluid is the cooling water, the exhaust gas can be efficiently cooled.
また、ヘッダー部材50は、通路部材30を内側に嵌め込むように形成されているため、ヘッダー部材50を外側ケース10の収容部11に嵌め込んで位置決めしつつ、通路部材30の外壁と外側ケース10の内壁の間に、第2流体の通路R2として所定の隙間を確保することができる。
Further, since the
フランジ部材60は、アルミニウム材料等を用いて、ケースフランジ部14と同一の輪郭をなす平板状に形成され、二つの通路部材30,30の他方側の開口部に接合されている。
そして、フランジ部材60は、ケースフランジ部14の当接面14aに当接する当接面61、カバーフランジ部24の当接面24aに当接する当接面62、仕切り壁63、仕切り壁64、締結用のボルトを通す6個の貫通孔65を備えている。
The
The
仕切り壁63は、二つの通路部材30,30の往路Grと復路Crを区分けするフィン31a´と接合されると共に、ケースカバー20の仕切り壁23と接合されるように形成されている。
仕切り壁64は、二つの通路部材30,30の他方側の開口部の縁に接合されて、二つの通路部材30,30の間の通路R2を入口通路21及び出口通路22から遮断するように形成されている。
The
The
ここでは、第1通路ユニットUにおいて、往路Grの通路面積が復路Crの通路面積よりも大きくなるように設定されている。
したがって、例えば、第1流体が高温流体及び第2流体が低温流体の場合、第1通路ユニットUを流れる第1流体は、第2流体との熱交換により、体積が膨張した状態から収縮した状態となるため、圧力損失を低減しつつ、熱交換効率を高めることができる。
Here, in the first passage unit U, the passage area of the outward route Gr is set to be larger than the passage area of the return route Cr.
Therefore, for example, when the first fluid is a high-temperature fluid and the second fluid is a low-temperature fluid, the first fluid flowing through the first passage unit U is in a state of contracting from an expanded state due to heat exchange with the second fluid. Therefore, the heat exchange efficiency can be improved while reducing the pressure loss.
次に、第1通路ユニットUの組付けについて説明する。
二つの通路部材30、スペーサ部材40、ヘッダー部材50、フランジ部材60を別々に形成する。
その後、二つの通路部材30の一方側に、スペーサ部材40を挟み込んで接合しつつ、ヘッダー部材50を接合する。
続いて、二つの通路部材30の他方側に、フランジ部材60を接合するだけで、第1通路ユニットUの組付けが完了する。
このように、部品点数の削減、製造工程の簡素化等を達成しつつ、第1通路ユニットUを容易に形成することができる。
Next, the assembly of the first passage unit U will be described.
The two
After that, the
Subsequently, the assembly of the first passage unit U is completed only by joining the
In this way, the first passage unit U can be easily formed while reducing the number of parts and simplifying the manufacturing process.
次に、熱交換装置Mの組付けについて説明する。
外側ケース10、ケースカバー20、第1通路ユニットUを準備する。
続いて、第1通路ユニットUを、外側ケース10の開口部12から収容部11に挿入する。そして、フランジ部材60をケースフランジ部14に当接させる。
続いて、ケースカバー20を、第1通路ユニットUのフランジ部材60に近づけ、カバーフランジ部24をフランジ部材60に当接させて、カバーフランジ部24とケースフランジ部14の間にフランジ部材60を挟み込む。
この状態において、外側ケース10のケースフランジ部14、第1通路ユニットUのフランジ部材60、及びケースカバー20のカバーフランジ部24のそれぞれの貫通孔24b、65、14bにボルトを通してナットと螺合する。
これにより、第1通路ユニットUを外側ケース10内の所定の位置に位置決めしつつ、熱交換装置Mの組付けが完了する。
Next, the assembly of the heat exchange device M will be described.
The
Subsequently, the first passage unit U is inserted into the accommodating portion 11 through the
Subsequently, the case cover 20 is brought close to the
In this state, bolts are passed through the through
As a result, the assembly of the heat exchange device M is completed while positioning the first passage unit U at a predetermined position in the
このように、部品点数の削減、構造の簡素化、製造工程の簡素化等を達成しつつ、熱交換装置Mを容易に形成することができる。
また、第1通路ユニットUを外側ケース10に挿入しつつ、第1通路ユニットUのフランジ部材60を外側ケース10のケースフランジ部14に当接させて位置決めすることにより、第1通路ユニットUと外側ケース10の間に形成される隙間を、第2流体の通路R2として容易に形成することができる。
In this way, the heat exchange device M can be easily formed while achieving reduction in the number of parts, simplification of the structure, simplification of the manufacturing process, and the like.
Further, by inserting the first passage unit U into the
次に、上記構成をなす熱交換装置Mの作用について説明する。
第2流体は、外側ケース10の導入口15aから外側ケース10内に導入される。そして、外側ケース10と第1通路ユニットUにより画定される通路R2を経て、外側ケース10の導出口16aから導出される。
Next, the operation of the heat exchange device M having the above configuration will be described.
The second fluid is introduced into the
一方、第1流体は、ケースカバー20の入口21aから流れ込み、入口通路21を通過して通路部材30の往路Grに向かう。
ここで、入口通路21の段差部25により渦が生じ、第1流体は撹拌作用を受ける。
続いて、第1流体は、往路Grを流れてUターン路Urに至り、180度方向変換させられて復路Crに流れ込む。
On the other hand, the first fluid flows in from the
Here, a vortex is generated by the
Subsequently, the first fluid flows through the outward route Gr, reaches the U-turn route Ur, is turned 180 degrees, and flows into the return route Cr.
このUターン路Urの領域において、第1流体は、突出壁53により、復路Crの内側寄りに指向されるため、従来のような外側に偏倚した流れが抑制されて、復路Crにおける流れが均一化される。
そして、第1流体は、復路Crを通過し、ケースカバー20の出口通路22を経て、出口22aから外部に排出される。
In the region of the U-turn path Ur, the first fluid is directed toward the inside of the return path Cr by the protruding
Then, the first fluid passes through the return path Cr, passes through the
この流れ過程によれば、第1流体と第2流体との間での熱交換効率を高めることができ、第1流体が高温流体及び第2流体が低温流体の場合は、第1流体を効率良く冷却することができる。
この熱交換装置MがエンジンのEGRシステムに適用される場合、第1流体としての排気ガスを、第2流体としての冷却水により効率良く冷却することができる。
According to this flow process, the heat exchange efficiency between the first fluid and the second fluid can be increased, and when the first fluid is a high temperature fluid and the second fluid is a low temperature fluid, the efficiency of the first fluid is increased. Can be cooled well.
When this heat exchange device M is applied to the EGR system of an engine, the exhaust gas as the first fluid can be efficiently cooled by the cooling water as the second fluid.
上記実施形態においては、Uターン路Urの領域に形成される指向部として、Uターン路Urの内壁面から突出する突出壁53を示したが、これに限定されるものではなく、第1流体を復路の内側寄りに指向させるものであれば、別個に形成された整流板、あるいはその他の部材であってもよい。
上記実施形態においては、突出壁として畝状をなす突出壁53を示したが、これに限定されるものではなく、複数の突出壁からなる他の形態をなすものを採用してもよい。
In the above embodiment, the protruding
In the above embodiment, the protruding
上記実施形態においては、第1通路ユニットUを構成する通路部材として二つの通路部材30を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、一つの通路部材30、又は、三つ以上の通路部材30を採用してもよい。
上記実施形態においては、外側ケース10がケースフランジ部14を有し、第1通路ユニットUがフランジ部材60を有し、ケースカバー20がカバーフランジ部24を有する構成を示したが、これに限定されるものではなく、相互に連結及び位置決めする構成であれば、その他の形態及び構造を採用してもよい。
In the above embodiment, the case where two
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、第1流体として高温流体、第2流体として低温流体を適用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、逆に、第1流体として低温流体、第2流体として高温流体を適用してもよい。
上記実施形態においては、第1流体として排気ガス、第2流体として冷却水を示したが、これに限定されるものではなく、その他の流体を適用することができる。
In the above embodiment, the case where a high temperature fluid is applied as the first fluid and a low temperature fluid is applied as the second fluid is shown, but the present invention is not limited to this, and conversely, the low temperature fluid and the second fluid are used as the first fluid. A high temperature fluid may be applied as.
In the above embodiment, exhaust gas is shown as the first fluid and cooling water is shown as the second fluid, but the present invention is not limited to this, and other fluids can be applied.
以上述べたように、本発明の熱交換装置によれば、従来技術の問題点を解消して、熱交換効率を向上させることができるため、エンジンのEGRシステムに適用されるのは勿論のこと、その他の熱交換器等においても有用である。 As described above, according to the heat exchange device of the present invention, the problems of the prior art can be solved and the heat exchange efficiency can be improved, so that it is of course applied to the EGR system of the engine. It is also useful in other heat exchangers and the like.
M 熱交換装置
10 外側ケース
R2 第2流体の通路
W 幅方向
11 収容部
12 開口部
13 閉塞部
14 ケースフランジ部
15a 導入口
16a 導出口
20 ケースカバー
21a 入口
22a 出口
23 仕切り壁
24 カバーフランジ部
25 段差部
U 第1通路ユニット
R1 第1流体の通路
Gr 往路
Ur Uターン路
Cr 復路
30 通路部材
31 通路半体
31´ 外壁
31a、31a´ フィン
40 スペーサ部材
50 ヘッダー部材
52 壁面
53 突出壁(指向部)
60 フランジ部材
63,64 仕切り壁
60
Claims (11)
一端側から挿入される前記第1通路ユニットを収容する収容部を有すると共に前記第1通路ユニットと協働して第2流体を通す通路を形成する外側ケースと、
前記第1流体の入口及び出口を画定すると共に前記外側ケースの開口部に連結されるケースカバーと、を備え、
前記第1通路ユニットは、前記複数のフィンを有し前記往路及び復路を直線状に画定する通路部材と、前記通路部材の一方側の開口部を覆うと共に前記Uターン路を形成するヘッダー部材と、前記通路部材の他方側の開口部を前記往路と前記復路に仕切る仕切り壁を有するフランジ部材を含み、
前記通路部材は、断面が櫛状をなすように前記複数のフィンが一体成型された二つの通路半体を互いに突き合わせて形成されている、
ことを特徴とする熱交換装置。 It includes a plurality of fins, forms a passage through which the first fluid passes through the outward path, the U-turn path, and the return path, and has a directional portion that directs the first fluid flowing into the return path inward on the U-turn path. 1st passage unit and
An outer case having a housing portion for accommodating the first passage unit inserted from one end side and forming a passage through which the second fluid passes in cooperation with the first passage unit.
A case cover that defines the inlet and outlet of the first fluid and is connected to the opening of the outer case.
The first passage unit includes a passage member having the plurality of fins and linearly defining the outward path and the return path, and a header member that covers an opening on one side of the passage member and forms the U-turn path. A flange member having a partition wall for partitioning the opening on the other side of the passage member into the outward path and the return path.
The passage member is formed by abutting two passage halves integrally molded with the plurality of fins so as to form a comb-shaped cross section.
A heat exchange device characterized by the fact that.
ことを特徴とする請求項1に記載の熱交換装置。 The directional portion is formed as a protruding wall protruding from the inner wall surface of the U-turn road toward the return road.
The heat exchange device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の熱交換装置。 The protruding wall is formed in a ridge shape extending in the width direction of the U-turn road.
The heat exchange device according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1ないし3いずれか一つに記載の熱交換装置。 The outer case has an introduction port provided in the vicinity of the opening for introducing the second fluid, and a guide provided in the vicinity of the closing portion on the opposite side of the opening for leading out the second fluid. Has an exit,
The heat exchange device according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat exchange device is characterized.
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか一つに記載の熱交換装置。 The outer case has a case flange portion formed around the opening so that the flange members are brought into contact with each other.
The heat exchange device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the heat exchange device is characterized.
ことを特徴とする請求項5に記載の熱交換装置。 The case cover has a cover flange portion that is connected to the case flange portion by sandwiching the flange member.
The heat exchange device according to claim 5 .
ことを特徴とする請求項1ないし6いずれか一つに記載の熱交換装置。 The header member is formed so as to fit the passage member inward.
The heat exchange device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the heat exchange device is characterized.
ことを特徴とする請求項1ないし7いずれか一つに記載の熱交換装置。 The first passage unit includes a plurality of the passage members and a spacer member interposed between the plurality of passage members to define the passage of the second fluid.
The heat exchange device according to any one of claims 1 to 7 , wherein the heat exchange device is characterized.
ことを特徴とする請求項1ないし8いずれか一つに記載の熱交換装置。 The case cover includes a rapidly expanding step portion in a region near the entrance.
The heat exchange device according to any one of claims 1 to 8 .
ことを特徴とする請求項1ないし9いずれか一つに記載の熱交換装置。 The passage area of the outward route is set to be larger than the passage area of the return route.
The heat exchange device according to any one of claims 1 to 9 , wherein the heat exchange device is characterized.
ことを特徴とする請求項1ないし10いずれか一つに記載の熱交換装置。 The first passage unit is formed of an aluminum material.
The heat exchange device according to any one of claims 1 to 10 .
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