JP2000337215A - 排気熱交換装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱交換能力が高いガスクーラを提供する。
【解決手段】 一組の積層プレート131、132のう
ち、一方側の積層プレート131の端部に積層方向一端
側に向けて突出する第1突出壁133を形成し、他方側
の積層プレート132の端部に積層方向他端側に向けて
突出する第2突出壁134を形成するとともに、両突出
壁(133、134)を積層方向と平行な面133a、
134aにてろう付けする。これにより、積層プレート
の一部を屈曲させて積層方向Dと直交する面を形成する
ことなく、十分な接合面積(接合強度)を確保すること
ができるので、ガスクーラの接合外壁面をフラットな平
面とすることが可能となり、ジョイントブロック143
を容易にろう付け接合することができる。
ち、一方側の積層プレート131の端部に積層方向一端
側に向けて突出する第1突出壁133を形成し、他方側
の積層プレート132の端部に積層方向他端側に向けて
突出する第2突出壁134を形成するとともに、両突出
壁(133、134)を積層方向と平行な面133a、
134aにてろう付けする。これにより、積層プレート
の一部を屈曲させて積層方向Dと直交する面を形成する
ことなく、十分な接合面積(接合強度)を確保すること
ができるので、ガスクーラの接合外壁面をフラットな平
面とすることが可能となり、ジョイントブロック143
を容易にろう付け接合することができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気と
水等の流体とを熱交換する排気熱交換装置に関するもの
で、EGR(排気再循環装置)用の排気を冷却するEG
Rガス熱交換装置に適用して有効である。
水等の流体とを熱交換する排気熱交換装置に関するもの
で、EGR(排気再循環装置)用の排気を冷却するEG
Rガス熱交換装置に適用して有効である。
【0002】
【従来の技術】EGRは、周知のごとく、排気の一部を
燃焼室に還流させることにより、燃料の燃焼温度を低下
させて窒素酸化物の生成を抑制するものであるので、窒
素酸化物の生成を効果的に抑制するには、温度の低いE
GRガスを燃焼室に還流させることが望ましい。
燃焼室に還流させることにより、燃料の燃焼温度を低下
させて窒素酸化物の生成を抑制するものであるので、窒
素酸化物の生成を効果的に抑制するには、温度の低いE
GRガスを燃焼室に還流させることが望ましい。
【0003】そこで、発明者等は、図22に示すよう
に、所定形状にプレス成形された複数枚の積層プレート
を積層することにより排気通路110と冷却水通路12
0とを構成するとともに、排気通路110にインナーフ
ィン111を配設した積層型のEGRガス熱交換装置
(ガスクーラと呼ぶ。)を試作検討した。
に、所定形状にプレス成形された複数枚の積層プレート
を積層することにより排気通路110と冷却水通路12
0とを構成するとともに、排気通路110にインナーフ
ィン111を配設した積層型のEGRガス熱交換装置
(ガスクーラと呼ぶ。)を試作検討した。
【0004】しかし、上記試作品では、EGRガスの流
通方向が排気導入口141及び排気排出口142近傍に
て約90°転向するので、ガスクーラ内でのEGRガス
の圧力損失が大きく、EGRガスの流量が低下してしま
うという問題が発生した。
通方向が排気導入口141及び排気排出口142近傍に
て約90°転向するので、ガスクーラ内でのEGRガス
の圧力損失が大きく、EGRガスの流量が低下してしま
うという問題が発生した。
【0005】この問題に対しては、例えば特開平9−3
10669号公報に記載の発明のごとく、EGRガスが
流通する排気通路を直線的に構成すればよいが、この公
報に記載の発明では、排気通路が管(チューブ)により
構成されているので、排気通路(管)内にインナーフィ
ンを配設することは困難である。
10669号公報に記載の発明のごとく、EGRガスが
流通する排気通路を直線的に構成すればよいが、この公
報に記載の発明では、排気通路が管(チューブ)により
構成されているので、排気通路(管)内にインナーフィ
ンを配設することは困難である。
【0006】一方、上記試作品のごとく、積層型の熱交
換装置であれば、積層プレートを積層していく際に、排
気通路に相当する部位にインナーフィンを配設して順次
積層プレートを積層していけばよいので、インナーフィ
ンを排気通路内に容易に配設することができる。
換装置であれば、積層プレートを積層していく際に、排
気通路に相当する部位にインナーフィンを配設して順次
積層プレートを積層していけばよいので、インナーフィ
ンを排気通路内に容易に配設することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的に、
積層プレートの板厚が薄いほど熱交換能力を向上させる
ことができるので、積層型の熱交換器では、耐圧強度の
許す限り板厚を薄くしている。このため、積層プレート
の端部を他の積層プレートに突き合わせてろう付け接合
する手段(板厚面積が接合面積となるような接合手段)
では、十分な接合面積(接合強度)を確保することがで
きないので、上記試作品では、図22のa部に示すよう
に、積層プレートの一部を屈曲させる(プレス成形す
る)等の手段により積層方向と直交する面を形成し、そ
の直交する面にてろう付け接合を行うようにしている。
積層プレートの板厚が薄いほど熱交換能力を向上させる
ことができるので、積層型の熱交換器では、耐圧強度の
許す限り板厚を薄くしている。このため、積層プレート
の端部を他の積層プレートに突き合わせてろう付け接合
する手段(板厚面積が接合面積となるような接合手段)
では、十分な接合面積(接合強度)を確保することがで
きないので、上記試作品では、図22のa部に示すよう
に、積層プレートの一部を屈曲させる(プレス成形す
る)等の手段により積層方向と直交する面を形成し、そ
の直交する面にてろう付け接合を行うようにしている。
【0008】したがって、ガスクーラの外壁面のうち積
層プレートの板面の平行な方向と直交する外壁面には、
図22に示すように、凹凸が形成されてしまう。
層プレートの板面の平行な方向と直交する外壁面には、
図22に示すように、凹凸が形成されてしまう。
【0009】また、積層型の熱交換装置では、排気通路
及び冷却水通路は、積層プレートの板面と平行な方向に
延びるように形成されるので、EGRガスをスムーズに
流通させるには、排気導入口141及び排気排出口14
2は、積層プレートの積層方向と直交する方向に向けて
開口させる必要があるが、積層プレートの板面の平行な
方向と直交する外壁面には、前述のごとく、凹凸が形成
されてしまうので、排気導入口141及び排気排出口1
42に外部配管を接続するためのジョイントブロック1
43をろう付け接合することができない。
及び冷却水通路は、積層プレートの板面と平行な方向に
延びるように形成されるので、EGRガスをスムーズに
流通させるには、排気導入口141及び排気排出口14
2は、積層プレートの積層方向と直交する方向に向けて
開口させる必要があるが、積層プレートの板面の平行な
方向と直交する外壁面には、前述のごとく、凹凸が形成
されてしまうので、排気導入口141及び排気排出口1
42に外部配管を接続するためのジョイントブロック1
43をろう付け接合することができない。
【0010】本発明は、上記点に鑑み、熱交換能力が高
い排気熱交換装置を提供することを目的とする。
い排気熱交換装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項1〜3に記載の発明では、排気通
路(110)及び流体通路(120)のうち少なくとも
一方には、熱交換を促進するインナーフィン(111)
が設けられ、排気通路(110)及び流体通路(12
0)は、排気の流通方向と直交する方向に積層された2
枚の積層プレート(131、132)を一組として、二
組以上の前記積層プレート(131、132)をろう付
け接合することにより構成され、一組の積層プレート
(131、132)のうち、一方側の積層プレート(1
31)の端部には、積層プレート(131、132)の
積層方向一端側に向けて突出する第1突出壁(133)
が一体形成され、他方側の積層プレート(132)の端
部には、積層方向他端側に向けて突出する第2突出壁
(134)が一体形成され、両突出壁(133、13
4)は、積層方向と平行な面(133a、134a)に
て互いにろう付け接合され、内燃機関から排出された排
気を排気通路(110)に導入する排気導入口(14
1)、及び排気通路(110)から流出する排気を排出
する排気排出口(142)が両突出壁(133、13
4)に形成されており、さらに、排気導入口(141)
及び排気排出口(142)には、外部配管(210)が
接続されるジョイントブロック(143)がろう付け接
合されていることを特徴とするこれにより、積層プレー
トの一部を屈曲させて積層方向と直交する面を形成する
ことなく、十分な接合面積(接合強度)を確保すること
ができるので、排気熱交換装置の外壁のうち積層プレー
ト(131、132)の板面の平行な方向と直交する外
壁面(以下、この外壁面を接合外壁面と呼ぶ。)を、大
きな凹凸がないフラットな平面とすることが可能とな
る。
成するために、請求項1〜3に記載の発明では、排気通
路(110)及び流体通路(120)のうち少なくとも
一方には、熱交換を促進するインナーフィン(111)
が設けられ、排気通路(110)及び流体通路(12
0)は、排気の流通方向と直交する方向に積層された2
枚の積層プレート(131、132)を一組として、二
組以上の前記積層プレート(131、132)をろう付
け接合することにより構成され、一組の積層プレート
(131、132)のうち、一方側の積層プレート(1
31)の端部には、積層プレート(131、132)の
積層方向一端側に向けて突出する第1突出壁(133)
が一体形成され、他方側の積層プレート(132)の端
部には、積層方向他端側に向けて突出する第2突出壁
(134)が一体形成され、両突出壁(133、13
4)は、積層方向と平行な面(133a、134a)に
て互いにろう付け接合され、内燃機関から排出された排
気を排気通路(110)に導入する排気導入口(14
1)、及び排気通路(110)から流出する排気を排出
する排気排出口(142)が両突出壁(133、13
4)に形成されており、さらに、排気導入口(141)
及び排気排出口(142)には、外部配管(210)が
接続されるジョイントブロック(143)がろう付け接
合されていることを特徴とするこれにより、積層プレー
トの一部を屈曲させて積層方向と直交する面を形成する
ことなく、十分な接合面積(接合強度)を確保すること
ができるので、排気熱交換装置の外壁のうち積層プレー
ト(131、132)の板面の平行な方向と直交する外
壁面(以下、この外壁面を接合外壁面と呼ぶ。)を、大
きな凹凸がないフラットな平面とすることが可能とな
る。
【0012】したがって、第1突出壁(133)のうち
排気導入口(141)及び排気排出口(142)に対応
する部位にジョイントブロック(143)を容易にろう
付け接合することができる。
排気導入口(141)及び排気排出口(142)に対応
する部位にジョイントブロック(143)を容易にろう
付け接合することができる。
【0013】延いては、インナーフィン(111)を排
気通路(110)内に配設して熱交換効率を向上させつ
つ、排気熱交換装置内での排気流れを略直線状として、
排気熱交換装置内での排気の圧力損失を低減することが
できる。
気通路(110)内に配設して熱交換効率を向上させつ
つ、排気熱交換装置内での排気流れを略直線状として、
排気熱交換装置内での排気の圧力損失を低減することが
できる。
【0014】ところで、両突出壁(133、134)を
積層方向と平行な面(133a、134a)にて互いに
ろう付け接合することにより、接合外壁面のフラット化
を図っていると言えども、積層プレート(131、13
2)の製造バラツキや組み付けバラツキ等により、接合
外壁面に比較的大きな凹凸が発生してしまうおそれがあ
る。
積層方向と平行な面(133a、134a)にて互いに
ろう付け接合することにより、接合外壁面のフラット化
を図っていると言えども、積層プレート(131、13
2)の製造バラツキや組み付けバラツキ等により、接合
外壁面に比較的大きな凹凸が発生してしまうおそれがあ
る。
【0015】また、ろう付け工程時にジョイントブロッ
ク(143)のろう付け面に「ひけ」が発生すると、ジ
ョイントブロック(143)のろう付け面が湾曲してし
まうので、ジョイントブロック(143)と接合外壁面
との間に大きな隙間が発生ししまい、ジョイントブロッ
ク(143)のろう付け不良を招くおそれがある。
ク(143)のろう付け面に「ひけ」が発生すると、ジ
ョイントブロック(143)のろう付け面が湾曲してし
まうので、ジョイントブロック(143)と接合外壁面
との間に大きな隙間が発生ししまい、ジョイントブロッ
ク(143)のろう付け不良を招くおそれがある。
【0016】これに対して、請求項2に記載の発明で
は、ジョイントブロック(143)は、変形可能な金属
薄板製のプレート(144)を介在させた状態で第1突
出壁(133)にろう付け接合されていることを特徴と
している。
は、ジョイントブロック(143)は、変形可能な金属
薄板製のプレート(144)を介在させた状態で第1突
出壁(133)にろう付け接合されていることを特徴と
している。
【0017】これにより、プレート(144)がガスケ
ット(パッキン)のように作用して、ジョイントブロッ
ク(143)と接合外壁面とを馴染ませて両者の隙間が
過度に大きくなることを防止できるので、ジョイントブ
ロック(143)と接合外壁面とを確実にろう付け接合
することができ、排気熱交換装置の信頼性を向上させる
ことができる。
ット(パッキン)のように作用して、ジョイントブロッ
ク(143)と接合外壁面とを馴染ませて両者の隙間が
過度に大きくなることを防止できるので、ジョイントブ
ロック(143)と接合外壁面とを確実にろう付け接合
することができ、排気熱交換装置の信頼性を向上させる
ことができる。
【0018】請求項3に記載の発明では、プレート(1
44)の端部には、積層方向に向けて延びる壁面(14
4a)が設けられていることを特徴とする。
44)の端部には、積層方向に向けて延びる壁面(14
4a)が設けられていることを特徴とする。
【0019】これにより、積層プレート(131、13
2)を積層していく際に、壁面(144a)を案内面と
して容易に積層プレート(131、132)を積層して
いくことができる。
2)を積層していく際に、壁面(144a)を案内面と
して容易に積層プレート(131、132)を積層して
いくことができる。
【0020】請求項4に記載の発明では、積層プレート
(131、132)のうち積層方向の最端部に位置する
プレート(135、136)には、排気通路(110)
及び前記流体通路(120)からなるコア部(101)
の外方側に向けて延出する延出面(135a、136
a)が形成されていることを特徴とする。
(131、132)のうち積層方向の最端部に位置する
プレート(135、136)には、排気通路(110)
及び前記流体通路(120)からなるコア部(101)
の外方側に向けて延出する延出面(135a、136
a)が形成されていることを特徴とする。
【0021】これにより、プレート(135、136)
とジョイントブロック(143)との接触面積を拡大す
ることが可能となるので、コア部(101)とジョイン
トブロック(143)との接合強度を向上させることが
可能となる。
とジョイントブロック(143)との接触面積を拡大す
ることが可能となるので、コア部(101)とジョイン
トブロック(143)との接合強度を向上させることが
可能となる。
【0022】請求項5に記載の発明では、ジョイントブ
ロック(143)のうち排気の通路部を構成する穴部
(143a)の内壁下端側(143b)を排気通路(1
10)の最下端側より下方側に位置させたことを特徴と
する。
ロック(143)のうち排気の通路部を構成する穴部
(143a)の内壁下端側(143b)を排気通路(1
10)の最下端側より下方側に位置させたことを特徴と
する。
【0023】これにより、排気が冷却されて排気中の水
分が凝縮した際に発生する凝縮水を排気熱交換装置外に
排出することができる。
分が凝縮した際に発生する凝縮水を排気熱交換装置外に
排出することができる。
【0024】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
【0025】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)本実施形態は、
本発明に係る排気熱交換装置をディーゼルエンジン(内
燃機関)用のEGRガス冷却装置に適用したものであ
り、図1は本実施形態に係るEGRガス冷却装置(以
下、ガスクーラと呼ぶ。)100を用いたEGR(排気
再循環装置)の模式図である。
本発明に係る排気熱交換装置をディーゼルエンジン(内
燃機関)用のEGRガス冷却装置に適用したものであ
り、図1は本実施形態に係るEGRガス冷却装置(以
下、ガスクーラと呼ぶ。)100を用いたEGR(排気
再循環装置)の模式図である。
【0026】図1中、200はディーゼルエンジン(以
下、エンジンと略す。)であり、210はエンジン20
0から排出される排気の一部をエンジン200の吸気側
に還流させる排気再循環管である。
下、エンジンと略す。)であり、210はエンジン20
0から排出される排気の一部をエンジン200の吸気側
に還流させる排気再循環管である。
【0027】220は排気再循環管210の排気流れ途
中に配設されて、エンジン200の稼働状態に応じてE
GRガス量を調節する周知のEGRバルブであり、ガス
クーラ100は、エンジン200の排気側とEGRバル
ブ220との間に配設されてEGRガスとエンジン冷却
水(以下、冷却水と略す。)との間で熱交換を行いEG
Rガスを冷却する。
中に配設されて、エンジン200の稼働状態に応じてE
GRガス量を調節する周知のEGRバルブであり、ガス
クーラ100は、エンジン200の排気側とEGRバル
ブ220との間に配設されてEGRガスとエンジン冷却
水(以下、冷却水と略す。)との間で熱交換を行いEG
Rガスを冷却する。
【0028】次に、ガスクーラ100の構造について述
べる。
べる。
【0029】図2はガスクーラ100の外形図であり、
図3は図2のA−A断面図であり、図4は図2のB−B
断面図であり、図5は図4のA部拡大図であり、図6は
図2のA−C−D−E−F−G−H−A断面図である。
そして、図4中、110はEGRガスが流通する排気通
路であり、120は冷却水(流体)が流通する冷却水通
路(流体)通路である。
図3は図2のA−A断面図であり、図4は図2のB−B
断面図であり、図5は図4のA部拡大図であり、図6は
図2のA−C−D−E−F−G−H−A断面図である。
そして、図4中、110はEGRガスが流通する排気通
路であり、120は冷却水(流体)が流通する冷却水通
路(流体)通路である。
【0030】そして、排気通路110内には、EGRガ
スとの接触面積を拡大してEGRガスと冷却水との熱交
換を促進するステンレス製のインナーフィン111が配
設されており、このインナーフィン111は、排気通路
110内においてEGRガスの温度境界層が成長するこ
とを抑制すべく、EGRガス流れに対して直交する方向
に互いにずれた部位を有する、いわゆるオフセット型の
フィンである。
スとの接触面積を拡大してEGRガスと冷却水との熱交
換を促進するステンレス製のインナーフィン111が配
設されており、このインナーフィン111は、排気通路
110内においてEGRガスの温度境界層が成長するこ
とを抑制すべく、EGRガス流れに対して直交する方向
に互いにずれた部位を有する、いわゆるオフセット型の
フィンである。
【0031】また、両通路110、120は、所定形状
にプレス成形された積層プレート131、132を2枚
一組として、この組をなす積層プレート131、132
をその厚み方向(紙面上下方向)に積層した後、各積層
プレート131、132をインナーフィン111と共に
銅をろう材としてろう付け接合することにより構成され
たものである。
にプレス成形された積層プレート131、132を2枚
一組として、この組をなす積層プレート131、132
をその厚み方向(紙面上下方向)に積層した後、各積層
プレート131、132をインナーフィン111と共に
銅をろう材としてろう付け接合することにより構成され
たものである。
【0032】このため、排気通路110及び冷却水通路
120は、図3、6に示すように、積層プレート13
1、132の板面と平行な方向(紙面左右方向)に延び
るように形成されている。
120は、図3、6に示すように、積層プレート13
1、132の板面と平行な方向(紙面左右方向)に延び
るように形成されている。
【0033】また、積層プレート131、132は、図
7、8に示すように、略長方形のステンレス製の薄板材
を所定形状にプレス成形したものであり、一組の積層プ
レート131、132のうち、一方側の積層プレート1
31の端部には、図4に示すように、積層プレート13
1、132の積層方向Dの一端側に向けて突出する第1
突出壁133がプレス加工にて一体形成され、他方側の
積層プレート132の端部には、積層方向Dの他端側に
向けて突出する第2突出壁134がプレス加工にて一体
形成されている。
7、8に示すように、略長方形のステンレス製の薄板材
を所定形状にプレス成形したものであり、一組の積層プ
レート131、132のうち、一方側の積層プレート1
31の端部には、図4に示すように、積層プレート13
1、132の積層方向Dの一端側に向けて突出する第1
突出壁133がプレス加工にて一体形成され、他方側の
積層プレート132の端部には、積層方向Dの他端側に
向けて突出する第2突出壁134がプレス加工にて一体
形成されている。
【0034】そして、両突出壁133、134は、積層
方向Dと平行な面133a、134aにて互いにろう付
け接合されているとともに、図3に示すように、両突出
壁133、134にEGRガスを排気通路110に導入
する排気導入口141、及び排気通路110から流出す
るEGRガスを排出する排気排出口142が形成されて
いる。
方向Dと平行な面133a、134aにて互いにろう付
け接合されているとともに、図3に示すように、両突出
壁133、134にEGRガスを排気通路110に導入
する排気導入口141、及び排気通路110から流出す
るEGRガスを排出する排気排出口142が形成されて
いる。
【0035】このため、EGRガスの主流流れは、ガス
クーラ100内においては略直線的に流通することとな
るとともに、図4に示すように、両突出壁133、13
4により両通路110、120からなるガスクーラコア
部101を収納するタンク部102が構成される。
クーラ100内においては略直線的に流通することとな
るとともに、図4に示すように、両突出壁133、13
4により両通路110、120からなるガスクーラコア
部101を収納するタンク部102が構成される。
【0036】なお、複数枚の積層プレート131、13
2のうち排気導入口141及び排気排出口142に対応
する部位に位置する積層プレート131、132の両突
出壁133、134には、図9〜11に示すように、切
欠き部141a、142aが形成されている。
2のうち排気導入口141及び排気排出口142に対応
する部位に位置する積層プレート131、132の両突
出壁133、134には、図9〜11に示すように、切
欠き部141a、142aが形成されている。
【0037】そして、排気導入口141及び排気排出口
142には、図3、6に示すように、排気再循環管21
0(外部配管)が接続されるジョイントブロック(以
下、ジョイントと略す。)143がろう付け接合されて
いる。
142には、図3、6に示すように、排気再循環管21
0(外部配管)が接続されるジョイントブロック(以
下、ジョイントと略す。)143がろう付け接合されて
いる。
【0038】なお、ジョイント143は、図12に示す
ように、積層プレート131、132の両突出壁13
3、134にろう付け接合される矩形状(正方形)の第
1フランジ部143aと排気再循環管210にボルト固
定される略菱形状の第1フランジ部143bとからなる
ステンレス製のものであり、第1フランジ部143aに
は、ジョイント143を排気導入口141及び排気排出
口142に対して位置決めするための突出部(インロー
部)143cが形成されている。
ように、積層プレート131、132の両突出壁13
3、134にろう付け接合される矩形状(正方形)の第
1フランジ部143aと排気再循環管210にボルト固
定される略菱形状の第1フランジ部143bとからなる
ステンレス製のものであり、第1フランジ部143aに
は、ジョイント143を排気導入口141及び排気排出
口142に対して位置決めするための突出部(インロー
部)143cが形成されている。
【0039】なお、図3、6中、151は冷却水通路1
20に冷却水を流入させる流入口側接続パイプであり、
152はガスクーラ100内にて熱交換を終えた冷却水
を流出させる流出口側パイプである。また、本実施形態
では、冷却水通路120内での冷却水流れと、排気通路
110内でのEGRガス流れとが対向流れとなるよう
に、流入口側接続パイプ151を排気排出口142側に
設け、流出口側接続パイプ152を排気導入口141側
に設けている。
20に冷却水を流入させる流入口側接続パイプであり、
152はガスクーラ100内にて熱交換を終えた冷却水
を流出させる流出口側パイプである。また、本実施形態
では、冷却水通路120内での冷却水流れと、排気通路
110内でのEGRガス流れとが対向流れとなるよう
に、流入口側接続パイプ151を排気排出口142側に
設け、流出口側接続パイプ152を排気導入口141側
に設けている。
【0040】次に、ガスクーラ100の製造方法の概略
について述べる。
について述べる。
【0041】先ず、表裏両面にろう材(本実施形態で
は、銅)が被覆(メッキ又はクラッド)されたステンレ
ス製の薄板材にプレス加工を施し、積層プレート13
1、132(切欠き部141a、142aが形成された
積層プレートも含む。)を成形する(プレス工程)。
は、銅)が被覆(メッキ又はクラッド)されたステンレ
ス製の薄板材にプレス加工を施し、積層プレート13
1、132(切欠き部141a、142aが形成された
積層プレートも含む。)を成形する(プレス工程)。
【0042】次に、図13、14に示すように、積層プ
レート131、132を1組として、各積層プレート1
31、132を図3〜6に示すように、その厚み方向に
積層組み付けする(第1仮組工程)。なお、積層プレー
ト131、132のうち積層方向D両最端側(図3〜6
の上下端側)に位置する積層プレート135、136
は、ガスクーラ100のうち積層方向D両端側における
外壁を構成すべく、その他の積層プレート131、13
2より厚みの厚いステンレス製のプレートが採用されて
いる。
レート131、132を1組として、各積層プレート1
31、132を図3〜6に示すように、その厚み方向に
積層組み付けする(第1仮組工程)。なお、積層プレー
ト131、132のうち積層方向D両最端側(図3〜6
の上下端側)に位置する積層プレート135、136
は、ガスクーラ100のうち積層方向D両端側における
外壁を構成すべく、その他の積層プレート131、13
2より厚みの厚いステンレス製のプレートが採用されて
いる。
【0043】そして、プレート135に両接続パイプ1
51、152を仮組み付けし、積層プレート131、1
32の突出壁133、134にジョイント143を仮組
み付けした後(第2仮組工程)、積層プレート131、
132、プレート135、136、ジョイント143及
び両接続パイプ151、152の仮組状態を治具にて維
持しながら、この仮組み付けされたもの(第2仮組工程
終了後のもの)を炉内で加熱してろう付け接合する(ろ
う付け工程)。
51、152を仮組み付けし、積層プレート131、1
32の突出壁133、134にジョイント143を仮組
み付けした後(第2仮組工程)、積層プレート131、
132、プレート135、136、ジョイント143及
び両接続パイプ151、152の仮組状態を治具にて維
持しながら、この仮組み付けされたもの(第2仮組工程
終了後のもの)を炉内で加熱してろう付け接合する(ろ
う付け工程)。
【0044】次に、本実施形態の特徴を述べる。
【0045】一組の積層プレート131、132のう
ち、一方側の積層プレート131の端部には、積層プレ
ート131、132の積層方向Dの一端側に向けて突出
する第1突出壁133が形成され、他方側の積層プレー
ト132の端部には、積層方向Dの他端側に向けて突出
する第2突出壁134が形成されているととともに、両
突出壁133、134は、積層方向Dと平行な面133
a、134aにて互いにろう付け接合されているので、
積層プレートの一部を屈曲させて積層方向Dと直交する
面を形成することなく、図5に示すように、十分な接合
面積(接合強度)を確保することができる。
ち、一方側の積層プレート131の端部には、積層プレ
ート131、132の積層方向Dの一端側に向けて突出
する第1突出壁133が形成され、他方側の積層プレー
ト132の端部には、積層方向Dの他端側に向けて突出
する第2突出壁134が形成されているととともに、両
突出壁133、134は、積層方向Dと平行な面133
a、134aにて互いにろう付け接合されているので、
積層プレートの一部を屈曲させて積層方向Dと直交する
面を形成することなく、図5に示すように、十分な接合
面積(接合強度)を確保することができる。
【0046】したがって、ガスクーラ100の外壁のう
ち積層プレート131、132の板面の平行な方向と直
交する外壁面(以下、この外壁面を接合外壁面と呼
ぶ。)を、大きな凹凸がないフラットな平面とすること
が可能となるので、第1突出壁133のうち排気導入口
141及び排気排出口142に対応する部位にジョイン
ト143を容易にろう付け接合することができる。
ち積層プレート131、132の板面の平行な方向と直
交する外壁面(以下、この外壁面を接合外壁面と呼
ぶ。)を、大きな凹凸がないフラットな平面とすること
が可能となるので、第1突出壁133のうち排気導入口
141及び排気排出口142に対応する部位にジョイン
ト143を容易にろう付け接合することができる。
【0047】延いては、インナーフィン111を排気通
路110内に配設して熱交換効率を向上させつつ、ガス
クーラ100内でのEGRガス流れを略直線状として、
ガスクーラ100内でのEGRガスの圧力損失を低減す
ることができる。
路110内に配設して熱交換効率を向上させつつ、ガス
クーラ100内でのEGRガス流れを略直線状として、
ガスクーラ100内でのEGRガスの圧力損失を低減す
ることができる。
【0048】なお、ろう付け工程時には、積層プレート
131、132に被覆されたろう材が溶けて各積層プレ
ート131、132の厚み寸法が縮小していくので、一
の第1突出壁133の先端部133bと他の第1突出壁
133の根本部133cとが干渉していしまい(図5参
照)、インナーフィン111と各積層プレート131、
132との間に隙間gが生じてインナーフィン111を
確実にろう付けすることができなくなるおそれがある。
131、132に被覆されたろう材が溶けて各積層プレ
ート131、132の厚み寸法が縮小していくので、一
の第1突出壁133の先端部133bと他の第1突出壁
133の根本部133cとが干渉していしまい(図5参
照)、インナーフィン111と各積層プレート131、
132との間に隙間gが生じてインナーフィン111を
確実にろう付けすることができなくなるおそれがある。
【0049】一方、ろう付け前(第2仮組工程終了時
点)において、先端部133cと根本部133bとの間
に比較的大きな隙間gを形成しておくと、先端部133
cと根本部133bとの干渉を防止することができるも
のの、ろう付け工程終了後においても隙間gが残存して
しまい、接合外壁面に比較的大きな凹凸が発生してしま
うおそれがある。
点)において、先端部133cと根本部133bとの間
に比較的大きな隙間gを形成しておくと、先端部133
cと根本部133bとの干渉を防止することができるも
のの、ろう付け工程終了後においても隙間gが残存して
しまい、接合外壁面に比較的大きな凹凸が発生してしま
うおそれがある。
【0050】したがって、インナーフィン111の高さ
寸法h(図5参照)及び両突出壁133、134(特
に、第1突出壁133)の突出寸法L(図5参照)の選
定に当たっては、前述した厚み寸法の縮小量を考慮して
選定する必要がある。
寸法h(図5参照)及び両突出壁133、134(特
に、第1突出壁133)の突出寸法L(図5参照)の選
定に当たっては、前述した厚み寸法の縮小量を考慮して
選定する必要がある。
【0051】(第2実施形態)本実施形態は、図15に
示すように、ジョイント143と第1突出壁133との
間に変形可能な金属薄板(本実施形態では、ステンレ
ス)製のプレート144を介在させた状態で、ジョイン
ト143を接合外壁面にろう付け接合したものである。
示すように、ジョイント143と第1突出壁133との
間に変形可能な金属薄板(本実施形態では、ステンレ
ス)製のプレート144を介在させた状態で、ジョイン
ト143を接合外壁面にろう付け接合したものである。
【0052】次に、本実施形態の特徴を述べる。
【0053】ところで、両突出壁133、134を積層
方向Dと平行な面133a、134aにて互いにろう付
け接合することにより、接合外壁面のフラット化を図っ
ていると言えども、積層プレート131、132の製造
バラツキや組み付けバラツキ等により、接合外壁面に比
較的大きな凹凸が発生してしまうおそれがある。
方向Dと平行な面133a、134aにて互いにろう付
け接合することにより、接合外壁面のフラット化を図っ
ていると言えども、積層プレート131、132の製造
バラツキや組み付けバラツキ等により、接合外壁面に比
較的大きな凹凸が発生してしまうおそれがある。
【0054】また、ろう付け工程時にジョイント143
のろう付け面に「ひけ」が発生すると、ジョイント14
3のろう付け面が、図16の一転鎖線で示すように湾曲
してしまうので、ジョイント143と接合外壁面との間
に大きな隙間が発生してしまい、ジョイント143のろ
う付け不良を招くおそれがある。
のろう付け面に「ひけ」が発生すると、ジョイント14
3のろう付け面が、図16の一転鎖線で示すように湾曲
してしまうので、ジョイント143と接合外壁面との間
に大きな隙間が発生してしまい、ジョイント143のろ
う付け不良を招くおそれがある。
【0055】これに対して、本実施形態のごとく、変形
可能な金属薄板製のプレート144を介在させた状態で
ジョイント143を接合外壁面にろう付け接合すれば、
プレート144がガスケット(パッキン)のように作用
するので、ジョイント143と接合外壁面とを馴染ませ
て両者の隙間が過度に大きくなることを防止できる。し
たがって、ジョイント143と接合外壁面とを確実にろ
う付け接合することができるので、ガスクーラ100の
信頼性を向上させることができる。
可能な金属薄板製のプレート144を介在させた状態で
ジョイント143を接合外壁面にろう付け接合すれば、
プレート144がガスケット(パッキン)のように作用
するので、ジョイント143と接合外壁面とを馴染ませ
て両者の隙間が過度に大きくなることを防止できる。し
たがって、ジョイント143と接合外壁面とを確実にろ
う付け接合することができるので、ガスクーラ100の
信頼性を向上させることができる。
【0056】なお、図17に示すように、プレート14
4を波状に屈曲(湾曲)させても、本実施形態を実施す
ることができる。
4を波状に屈曲(湾曲)させても、本実施形態を実施す
ることができる。
【0057】(第3実施形態)本実施形態は、ジョイン
ト143のうちEGRガスの通路部を構成する穴部14
3aの内壁下端側143bを、図18に示すように、排
気通路110の最下端側より下方側に位置させたもので
ある。
ト143のうちEGRガスの通路部を構成する穴部14
3aの内壁下端側143bを、図18に示すように、排
気通路110の最下端側より下方側に位置させたもので
ある。
【0058】これにより、EGRガスが冷却されてEG
Rガス中の水分が凝縮した際に発生する凝縮水をガスク
ーラ100外に排出することができる。
Rガス中の水分が凝縮した際に発生する凝縮水をガスク
ーラ100外に排出することができる。
【0059】なお、図18は排気導入口141側を示し
ているが、排気排出口142側のジョイント143の内
壁下端側143bも、図18に示すように、排気通路1
10の最下端側より下方側に位置させてもよい。
ているが、排気排出口142側のジョイント143の内
壁下端側143bも、図18に示すように、排気通路1
10の最下端側より下方側に位置させてもよい。
【0060】(第4実施形態)本実施形態は、図19に
示すように、ガスクーラコア部101の高さ寸法(積層
方向Dと平行な部位の寸法)h1が排気導入口141又
は排気排出口142の高さ寸法(積層方向Dと平行な部
位の寸法)h2と略同一寸法の場合に本発明を適用した
例である。
示すように、ガスクーラコア部101の高さ寸法(積層
方向Dと平行な部位の寸法)h1が排気導入口141又
は排気排出口142の高さ寸法(積層方向Dと平行な部
位の寸法)h2と略同一寸法の場合に本発明を適用した
例である。
【0061】すなわち、積層プレート131、132の
うち積層方向Dの最端部に位置してガスクーラコア部1
01の外壁を構成するプレート135、136に、図1
9(b)に示すように、ガスクーラコア部101の外方
側(本実施形態では、上下方向側)に向けて延出する延
出面135a、136aを有するようにプレート13
5、136の長手方向端部を折り曲げた屈曲部137を
形成している。
うち積層方向Dの最端部に位置してガスクーラコア部1
01の外壁を構成するプレート135、136に、図1
9(b)に示すように、ガスクーラコア部101の外方
側(本実施形態では、上下方向側)に向けて延出する延
出面135a、136aを有するようにプレート13
5、136の長手方向端部を折り曲げた屈曲部137を
形成している。
【0062】一方、プレート144の端部に、積層方向
Dと平行な方向に向けて延びる壁面144aを有するよ
うに、プレート144のうち積層方向Dと直交する方向
の両端部を折り曲げた屈曲部114bを形成している。
Dと平行な方向に向けて延びる壁面144aを有するよ
うに、プレート144のうち積層方向Dと直交する方向
の両端部を折り曲げた屈曲部114bを形成している。
【0063】なお、本実施形態では、屈曲部144bの
高さ寸法(積層方向Dと平行な部位の寸法)h3は、プ
レート135、136の屈曲部137間寸法h4と略同
一としている。
高さ寸法(積層方向Dと平行な部位の寸法)h3は、プ
レート135、136の屈曲部137間寸法h4と略同
一としている。
【0064】因みに、図20(a)は本実施形態に係る
プレート135の上面図であり、図20(b)は本実施
形態に係るプレート135の側面図であり、図21
(a)は本実施形態に係るプレート144の上面図であ
り、図21(b)は本実施形態に係るプレート144の
正面図である。
プレート135の上面図であり、図20(b)は本実施
形態に係るプレート135の側面図であり、図21
(a)は本実施形態に係るプレート144の上面図であ
り、図21(b)は本実施形態に係るプレート144の
正面図である。
【0065】本実施形態の特徴を述べる。
【0066】プレート144の端部には、積層方向Dと
平行な方向に向けて延びる壁面144aが設けられてい
るので、積層プレート131、132を積層していく際
(第1仮組工程時)に、壁面144aを案内面として容
易に積層プレート131、132を積層していくことが
できる。
平行な方向に向けて延びる壁面144aが設けられてい
るので、積層プレート131、132を積層していく際
(第1仮組工程時)に、壁面144aを案内面として容
易に積層プレート131、132を積層していくことが
できる。
【0067】また、プレート135、136には、ガス
クーラコア部101の外方側に向けて延出する延出面1
35a、136aが設けられているので、延出面135
a、136aが設けられていない場合に比べて、プレー
ト144とガスクーラコア部101(プレート135、
136)との接触面積を拡大することができる。延いて
は、ジョイント143とプレート135、136との接
合面積を増大させることができるので、両者143、1
01の接合強度を高めることができる。
クーラコア部101の外方側に向けて延出する延出面1
35a、136aが設けられているので、延出面135
a、136aが設けられていない場合に比べて、プレー
ト144とガスクーラコア部101(プレート135、
136)との接触面積を拡大することができる。延いて
は、ジョイント143とプレート135、136との接
合面積を増大させることができるので、両者143、1
01の接合強度を高めることができる。
【0068】(その他の実施形態)上述の実施形態で
は、ガスクーラ100に本発明に係る排気熱交換装置を
適用したが、マフラー内に配設されて排気の熱エネルギ
を回収する熱交換器等のその他の熱交換器にも適用して
もよい。
は、ガスクーラ100に本発明に係る排気熱交換装置を
適用したが、マフラー内に配設されて排気の熱エネルギ
を回収する熱交換器等のその他の熱交換器にも適用して
もよい。
【0069】また、第3実施形態では、プレート144
を有するガスクーラ100を例に説明したが、プレート
135、136に延出面135a、136aを設ける手
段は、第1実施形態のごとくプレート144を有してい
ないガスクーラ100に対しても利用することができ
る。
を有するガスクーラ100を例に説明したが、プレート
135、136に延出面135a、136aを設ける手
段は、第1実施形態のごとくプレート144を有してい
ないガスクーラ100に対しても利用することができ
る。
【0070】また、第4実施形態では、ガスクーラコア
部101の高さ寸法h1が排気導入口141又は排気排
出口142の高さ寸法h2と略同一寸法の場合を例に本
発明を説明したが、ガスクーラコア部101の高さ寸法
h1が、第1実施形態のごとく、排気導入口141又は
排気排出口142の高さ寸法h2に比べて大きいガスク
ーラに対しても第4実施形態を適用することができる。
部101の高さ寸法h1が排気導入口141又は排気排
出口142の高さ寸法h2と略同一寸法の場合を例に本
発明を説明したが、ガスクーラコア部101の高さ寸法
h1が、第1実施形態のごとく、排気導入口141又は
排気排出口142の高さ寸法h2に比べて大きいガスク
ーラに対しても第4実施形態を適用することができる。
【図1】EGRの模式図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係るガスクーラの上面
図である。
図である。
【図3】図2のA−A断面図である。
【図4】図2のB−B断面図である。
【図5】図4のA部拡大図である。
【図6】図2のA−C−D−E−F−G−H−A断面図
である。
である。
【図7】積層プレート131の二面図である。
【図8】積層プレート132の二面図である。
【図9】排気流入口及び排気流出口が形成された部位に
おける積層プレート131の二面図である。
おける積層プレート131の二面図である。
【図10】排気流入口及び排気流出口が形成された部位
における積層プレート132の二面図である。
における積層プレート132の二面図である。
【図11】図2の右側面図である。
【図12】ジョイントブロックの二面図である。
【図13】積層プレートの組み付け説明図である。
【図14】積層プレートの組み付け説明図である。
【図15】本発明の第2実施形態に係るガスクーラの断
面図である。
面図である。
【図16】第2実施形態の効果を説明するための説明図
である。
である。
【図17】第2実施形態の変形例に係るプレートの側面
図である。
図である。
【図18】本発明の第3実施形態に係るガスクーラの断
面図である。
面図である。
【図19】(a)は本発明の第4実施形態に係るガスク
ーラの上面図であり、(b)は本発明の第4実施形態に
係るガスクーラの断面図である。
ーラの上面図であり、(b)は本発明の第4実施形態に
係るガスクーラの断面図である。
【図20】(a)は本発明の第4実施形態に係るプレー
トの上面図であり、(b)は本発明の第4実施形態に係
るプレートの側面図である。
トの上面図であり、(b)は本発明の第4実施形態に係
るプレートの側面図である。
【図21】(a)は本発明の第4実施形態に係るプレー
トの上面図であり、(b)は本発明の第4実施形態に係
るプレートの正面図である。
トの上面図であり、(b)は本発明の第4実施形態に係
るプレートの正面図である。
【図22】試作品に係るガスクーラの断面図である。
111…インナーフィン、131、132…積層プレー
ト、133…第1突出壁、134…第2突出壁。
ト、133…第1突出壁、134…第2突出壁。
Claims (5)
- 【請求項1】 内燃機関から排出される排気が直線的に
流通する排気通路(110)、及び冷却流体が流通する
流体通路(120)を有し、排気と冷却流体との間で熱
交換を行う排気熱交換装置であって、 前記排気通路(110)及び前記流体通路(120)の
うち少なくとも一方には、熱交換を促進するインナーフ
ィン(111)が設けられ、 前記排気通路(110)及び前記流体通路(120)
は、排気の流通方向と直交する方向に積層された2枚の
積層プレート(131、132)を一組として、二組以
上の前記積層プレート(131、132)をろう付け接
合することにより構成され、 前記一組の積層プレート(131、132)のうち、一
方側の積層プレート(131)の端部には、前記積層プ
レート(131、132)の積層方向一端側に向けて突
出する第1突出壁(133)が一体形成され、他方側の
積層プレート(132)の端部には、前記積層方向他端
側に向けて突出する第2突出壁(134)が一体形成さ
れ、 前記両突出壁(133、134)は、前記積層方向と平
行な面(133a、134a)にて互いにろう付け接合
され、 前記内燃機関から排出された排気を前記排気通路(11
0)に導入する排気導入口(141)、及び前記排気通
路(110)から流出する排気を排出する排気排出口
(142)が前記両突出壁(133、134)に形成さ
れており、 さらに、前記排気導入口(141)及び前記排気排出口
(142)には、外部配管(210)が接続されるジョ
イントブロック(143)がろう付け接合されているこ
とを特徴とする排気熱交換装置。 - 【請求項2】 前記ジョイントブロック(143)は、
変形可能な金属薄板製のプレート(144)を介在させ
た状態で前記第1突出壁(133)にろう付け接合され
ていることを特徴とする請求項1に記載の排気熱交換装
置。 - 【請求項3】 前記プレート(144)の端部には、前
記積層方向に向けて延びる壁面(144a)が設けられ
ていることを特徴とする請求項2に記載の排気熱交換装
置。 - 【請求項4】 前記積層プレート(131、132)の
うち前記積層方向の最端部に位置するプレート(13
5、136)には、前記排気通路(110)及び前記流
体通路(120)からなるコア部(101)の外方側に
向けて延出する延出面(135a、136a)が形成さ
れていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか
1つに記載の排気熱交換装置。 - 【請求項5】 前記ジョイントブロック(143)のう
ち排気の通路部を構成する穴部(143a)の内壁下端
側(143b)を前記排気通路(110)の最下端側よ
り下方側に位置させたことを特徴とする請求項1ないし
4のいずれか1つに記載の排気熱交換装置。
Priority Applications (3)
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JP14532299A JP3965829B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 排気熱交換装置 |
DE10024389A DE10024389A1 (de) | 1999-05-25 | 2000-05-17 | Abgas-Wärmeaustauschvorrichtung |
FR0006379A FR2795811B1 (fr) | 1999-05-25 | 2000-05-18 | Dispositif d'echange de chaleur pour gaz d'echappement |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14532299A JP3965829B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 排気熱交換装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000337215A true JP2000337215A (ja) | 2000-12-05 |
JP3965829B2 JP3965829B2 (ja) | 2007-08-29 |
Family
ID=15382489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14532299A Expired - Fee Related JP3965829B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 排気熱交換装置 |
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---|---|
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JP2007183071A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Tokyo Bureizu Kk | 高耐圧コンパクト熱交換器およびその製造法 |
JP2014518369A (ja) * | 2011-06-30 | 2014-07-28 | ヴァレオ システム テルミク | バイパス領域を有する熱交換器プレート |
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CN109341145A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-02-15 | 江西新电汽车空调系统有限公司 | 一种带内翅片的板式换热器及车用空调系统 |
CN115013195A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-06 | 东风马勒热系统有限公司 | 采用分体式出气主片的废气再循环冷却器 |
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DE102014219093A1 (de) | 2014-09-22 | 2016-03-24 | Mahle International Gmbh | Wärmetauscher |
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DE9405012U1 (de) * | 1994-03-24 | 1994-05-19 | Volkswagen Ag, 38440 Wolfsburg | Ölkühler |
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-
1999
- 1999-05-25 JP JP14532299A patent/JP3965829B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-17 DE DE10024389A patent/DE10024389A1/de not_active Ceased
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