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JP2002332920A - Exhaust heat exchanging device - Google Patents

Exhaust heat exchanging device

Info

Publication number
JP2002332920A
JP2002332920A JP2001140553A JP2001140553A JP2002332920A JP 2002332920 A JP2002332920 A JP 2002332920A JP 2001140553 A JP2001140553 A JP 2001140553A JP 2001140553 A JP2001140553 A JP 2001140553A JP 2002332920 A JP2002332920 A JP 2002332920A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
passage
cooling water
fluid
heat exchange
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.)
Pending
Application number
JP2001140553A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Maeda
明宏 前田
Takayuki Hayashi
孝幸 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2001140553A priority Critical patent/JP2002332920A/en
Publication of JP2002332920A publication Critical patent/JP2002332920A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-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
    • F28D7/1684Heat-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 the conduits having a non-circular cross-section
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent cooling water from locally boiling at a corresponding part of a cooling water passage to the inlet side of an exhaust passage. SOLUTION: A finless range α where fins 111 are not provided is provided close to an exhaust inlet 110a. Heat exchange between EGR gas and cooling water is thus restricted close to the exhaust inlet 110a at least, and EGR gas is roughly uniformly distributed roughly along the whole range of the exhaust passage 110. Cooling water is thus prevented from locally boiling. Heat conductivity as the whole body of an EGR cooler 100 is improved, and heat exchange can be efficiently conducted in the whole body of the EGR cooler 100.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼により発生し
た排気と水等の冷却流体との間で熱交換を行う排気熱交
換器に関するもので、EGR(排気再循環装置)用の排
気を冷却するEGRガス熱交換器(以下、EGRクーラ
と呼ぶ。)に適用して有効である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust heat exchanger for performing heat exchange between exhaust gas generated by combustion and a cooling fluid such as water, and cools exhaust gas for an EGR (exhaust gas recirculation device). This is effective when applied to an EGR gas heat exchanger (hereinafter, referred to as an EGR cooler).

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】図7
は、発明者等が試作検討したEGRクーラの排気通路1
10を示す図であり、このEGRクーラでは、排気と冷
却水との熱交換を促進するため、排気通路(排気チュー
ブ)内に排気との伝熱面積を増大させるフィン(この例
では、オフセット型のフィン)111を配設している。
2. Description of the Related Art FIG.
Is the exhaust passage 1 of the EGR cooler studied by the inventors.
FIG. 10 is a view showing a fin (in this example, an offset type in this example) for increasing a heat transfer area with exhaust gas in an exhaust passage (exhaust tube) in order to promote heat exchange between exhaust gas and cooling water. Fins) 111 are provided.

【0003】因みに、一般的に、水等の非圧縮性流体に
比べてガス(圧縮性流体)の方が熱伝達率が小さい(伝
熱工学(東京大学出版)等参照)ので、少なくとも、フ
ィンは排気通路内に設けることが望ましい。
Incidentally, in general, a gas (compressible fluid) has a smaller heat transfer coefficient than a non-compressible fluid such as water (see heat transfer engineering (published by the University of Tokyo), etc.). Is desirably provided in the exhaust passage.

【0004】ところが、上記試作品においては、冷却水
通路のうち排気通路の入口側に対応する部位において、
冷却水が局所的に沸騰してしまい、その局所部位におい
て排気通路と冷却水通路とを区画する部材(冷却水チュ
ーブ又は排気チューブ)に熱損傷が発生してしまうとと
もに、瞬間的に内圧が急上昇するため、EGRクーラの
耐久性が悪化してしまうおそれがある。
However, in the above-mentioned prototype, a portion of the cooling water passage corresponding to the inlet side of the exhaust passage is provided.
The cooling water boils locally, causing thermal damage to the member (cooling water tube or exhaust tube) that separates the exhaust passage and the cooling water passage at the local portion, and the internal pressure suddenly rises instantaneously Therefore, the durability of the EGR cooler may be deteriorated.

【0005】本発明は、上記点に鑑み、冷却水通路のう
ち排気通路の入口側に対応する部位において、冷却水が
局所的に沸騰してしまうことを防止することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the foregoing, it is an object of the present invention to prevent the cooling water from being locally boiled in a portion of the cooling water passage corresponding to the inlet side of the exhaust passage.

【0006】[0006]

【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に記載の発明では、排気が流通
する排気通路(110)と、流体が流通する流体通路
(120)と、排気通路(110)の内に配設され、排
気と流体との熱交換を促進するフィン(111)とを有
し、排気通路(110)の排気入口(110a)近傍に
は、フィン(111)が設けられていないフィンレス領
域(α)が設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, an exhaust passage (110) through which exhaust flows and a fluid passage (120) through which fluid flows are provided. And a fin (111) disposed in the exhaust passage (110) for promoting heat exchange between the exhaust gas and the fluid. The fin (111) is provided near the exhaust inlet (110a) of the exhaust passage (110). 111) is not provided, and a finless region (α) is provided.

【0007】これにより、少なくとも排気入口(110
a)近傍において、排気と流体との熱交換が抑制される
ので、局所的な沸騰が発生し易い排気入口(110a)
近傍で冷却水が沸騰してしまうことを防止できる。
As a result, at least the exhaust inlet (110)
a) Exhaust inlet (110a) in which local boiling easily occurs because heat exchange between the exhaust and the fluid is suppressed in the vicinity.
Boiling of cooling water in the vicinity can be prevented.

【0008】請求項2に記載の発明では、排気が流通す
る排気通路(110)と、排気流れに対して対向して流
体が流通する流体通路(120)と、排気通路(11
0)の内に配設され、排気と流体との熱交換を促進する
フィン(111)とを有し、排気通路(110)の排気
入口(110a)近傍には、フィン(111)が設けら
れていないフィンレス領域(α)が設けられていること
を特徴とする。
According to the second aspect of the present invention, the exhaust passage (110) through which the exhaust flows, the fluid passage (120) through which the fluid flows in opposition to the exhaust flow, and the exhaust passage (11).
0), and a fin (111) for promoting heat exchange between the exhaust gas and the fluid. A fin (111) is provided near the exhaust inlet (110a) of the exhaust passage (110). The finless region (α) that is not provided is provided.

【0009】これにより、少なくとも排気入口(110
a)近傍において、排気と流体との熱交換が抑制される
ので、局所的な沸騰が発生し易い排気入口(110a)
近傍で冷却水が沸騰してしまうことを防止できる。
Thus, at least the exhaust inlet (110)
a) In the vicinity, since heat exchange between the exhaust gas and the fluid is suppressed, the exhaust inlet (110a) where local boiling easily occurs.
Boiling of cooling water in the vicinity can be prevented.

【0010】請求項3に記載の発明では、熱機関から排
出される排気と流体との間で熱交換を行う排気熱交換装
置であって、排気が流通する排気通路(110)と、排
気流れと同方向に流体が流通する流体通路(120)
と、排気通路(110)の内に配設され、排気と流体と
の熱交換を促進するフィン(111)とを有し、排気通
路(110)の排気入口(110a)近傍には、フィン
(111)が設けられていないフィンレス領域(α)が
設けられていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an exhaust heat exchange apparatus for exchanging heat between an exhaust gas discharged from a heat engine and a fluid, comprising: an exhaust passage (110) through which the exhaust gas flows; Fluid passage (120) through which fluid flows in the same direction as
And a fin (111) disposed in the exhaust passage (110) for promoting heat exchange between the exhaust gas and the fluid. The fin (111) is provided near the exhaust inlet (110a) of the exhaust passage (110). 111) is not provided, and a finless region (α) is provided.

【0011】これにより、少なくとも排気入口(110
a)近傍において、排気と流体との熱交換が抑制される
ので、局所的な沸騰が発生し易い排気入口(110a)
近傍で冷却水が沸騰してしまうことを防止できる。
Thus, at least the exhaust inlet (110)
a) Exhaust inlet (110a) in which local boiling easily occurs because heat exchange between the exhaust and the fluid is suppressed in the vicinity.
Boiling of cooling water in the vicinity can be prevented.

【0012】なお、フィンレス領域(α)は、請求項4
に記載の発明のごとく、排気通路(110)のうち排気
入口(110a)近傍の外縁部(110c)に沿って設
けることが望ましい。
It is to be noted that the finless region (α) is defined in claim 4.
In the exhaust passage (110), it is desirable to provide it along the outer edge (110c) near the exhaust inlet (110a).

【0013】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。
Incidentally, the reference numerals in parentheses of the above means are examples showing the correspondence with specific means described in the embodiments described later.

【0014】[0014]

【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器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(EGRク
ーラ)100を用いたEGR(排気再循環装置)の模式
図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment)
An exhaust heat exchanger according to the present invention is applied to an EGR gas cooling device for a diesel engine (internal combustion engine),
FIG. 1 is a schematic diagram of an EGR (exhaust gas recirculation device) using an EGR gas cooling device (EGR cooler) 100 according to the present embodiment.

【0015】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。
In FIG. 1, reference numeral 200 denotes a diesel engine (hereinafter abbreviated as engine), and 210 denotes an engine 20.
This is an exhaust recirculation pipe that recirculates a part of the exhaust gas discharged from the exhaust pipe to the intake side of the engine 200.

【0016】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、EG
R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E
GRガスを冷却する。
A reference numeral 220 is provided in the exhaust gas recirculation pipe 210 in the middle of the exhaust gas flow.
It is a well-known EGR valve for adjusting a GR gas amount.
The R cooler 100 is disposed between the exhaust side of the engine 200 and the EGR valve 220 to exchange heat between EGR gas and engine cooling water (hereinafter, abbreviated as cooling water).
Cool the GR gas.

【0017】次に、EGRクーラ100の構造について
述べる。
Next, the structure of the EGR cooler 100 will be described.

【0018】図2はEGRクーラ100の正面図であ
り、図3はEGRクーラ100の側面図であり、図4は
図2のA−A断面である。
FIG. 2 is a front view of the EGR cooler 100, FIG. 3 is a side view of the EGR cooler 100, and FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【0019】そして、図3、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(流体)通路である。ここで、冷却水通
路120は、図4に示すように、所定形状にプレス成形
された積層プレート(区画部材)131、132を2枚
1組としてその厚み方向(紙面上下方向)に積層するこ
とによって形成された扁平状のチューブであり、この組
をなす積層プレート131、132とインナーフィン
(以下、フィンと略す。)111とを交互に積層するこ
とによってEGRガスと冷却水とを熱交換する熱交換コ
ア130が構成されている。
3 and 4, reference numeral 110 denotes an exhaust passage through which EGR gas flows, and 120 denotes a cooling water (fluid) passage through which cooling water (fluid) flows. Here, as shown in FIG. 4, the cooling water passage 120 is formed by laminating two laminated plates (partition members) 131 and 132 formed into a predetermined shape in a thickness direction (vertical direction on the paper). The EGR gas and the cooling water are heat-exchanged by alternately laminating the laminated plates 131 and 132 and the inner fins (hereinafter, abbreviated as fins) 111 that constitute this set. The heat exchange core 130 is configured.

【0020】なお、フィン111は、排気通路110内
に配設されてEGRガスとの伝熱面積を増大させるもの
であり、本実施形態では、図5に示すように、排気通路
110の短径方向(図4の上下方向)と平行な板状のセ
グメント111aが排気通路110に対して傾いた状態
で千鳥状に配設された、いわゆるオフセット型のフィン
である。
The fins 111 are provided in the exhaust passage 110 to increase the heat transfer area with the EGR gas. In this embodiment, as shown in FIG. This is a so-called offset fin in which plate-like segments 111a parallel to the direction (vertical direction in FIG. 4) are arranged in a staggered manner with respect to the exhaust passage 110.

【0021】因みに、セグメント111a、前述のごと
く、排気通路110の短径方向と略平行とすることが望
ましいが、実際のフィン111は、製造上の問題によ
り、ローラ又はプレス成形機の抜き勾配分だけ短径方向
に対して傾いたものとなるので、排気通路110の短径
方向と平行とは、短径方向と完全に平行であることを意
味するものではなく、抜き勾配程度の傾きを含んだ意味
である。
Incidentally, as described above, it is desirable that the segment 111a be substantially parallel to the minor diameter direction of the exhaust passage 110. However, the actual fins 111 may have a draft angle of a roller or a press molding machine due to manufacturing problems. Therefore, being parallel to the minor axis direction of the exhaust passage 110 does not mean that the exhaust path 110 is completely parallel to the minor axis direction, but includes a gradient of a draft angle. That is the meaning.

【0022】また、排気通路110の排気入口110a
近傍には、フィン111が設けられていないフィンレス
領域αが設けられているとともに、このフィンレス領域
αは、排気通路110のうち排気入口110a近傍の外
縁部110cに沿って設けられている。
The exhaust passage 110 has an exhaust inlet 110a.
A finless area α where no fin 111 is provided is provided in the vicinity, and the finless area α is provided along an outer edge 110c of the exhaust passage 110 near the exhaust inlet 110a.

【0023】なお、後述する縦冷却水通路120aの近
傍もフィン111が配設されていないが、これは縦冷却
水通路120aとの干渉を避けるためのものであって、
本明細書で言うフィンレス領域αとは異なる領域であ
る。
The fins 111 are not provided in the vicinity of a vertical cooling water passage 120a, which will be described later, but this is for avoiding interference with the vertical cooling water passage 120a.
This is a region different from the finless region α described in this specification.

【0024】因みに、図5中、130aは冷却水通路1
20側に突出した突起部であり、この突起部130aに
より、積層プレート131、132間の距離(冷却水通
路120の高さ(短径方向寸法))を確保する。
Incidentally, in FIG. 5, 130a is the cooling water passage 1.
The projection 130a protrudes toward the side 20. The projection 130a secures the distance between the laminated plates 131 and 132 (the height (the dimension in the minor diameter direction) of the cooling water passage 120).

【0025】また、図4中、140は熱交換コア130
を収納する箱状のコアタンクであり、141はコアタン
ク140に形成された熱交換コア130を組み込むため
の開口部142を閉塞するコアキャップである。ここ
で、コアキャップ141は、コアタンク140の内壁に
接触するようにコアタンク140に嵌合した(填め込ま
れた)状態で接合されている。
In FIG. 4, reference numeral 140 denotes a heat exchange core 130.
Is a box-shaped core tank that accommodates the heat exchange cores 141 formed in the core tank 140. Here, the core cap 141 is joined to (fitted into) the core tank 140 so as to contact the inner wall of the core tank 140.

【0026】このため、排気通路110は、冷却水通路
120を構成する積層プレート131、132及びコア
タンク140によって区画された空間により構成される
ので、冷却水通路120周りに排気が流通して排気通路
110が構成されるとともに、排気通路110の断面
(EGRガス流れと略直交する面)も略扁平状となる。
For this reason, the exhaust passage 110 is constituted by a space defined by the laminated plates 131 and 132 and the core tank 140 which constitute the cooling water passage 120, so that the exhaust gas flows around the cooling water passage 120 and the exhaust passage As well as the configuration of the exhaust passage 110, the cross section of the exhaust passage 110 (a surface substantially perpendicular to the EGR gas flow) also becomes substantially flat.

【0027】なお、本実施形態では、積層プレート13
1、132、コアタンク140及びコアキャップ141
は耐食性に優れたステンレス製であり、これら131、
132、140、141は、Ni系のろう材にてろう付
け接合されている。
In this embodiment, the laminated plate 13
1, 132, core tank 140 and core cap 141
Are made of stainless steel with excellent corrosion resistance.
132, 140, and 141 are brazed and joined with a Ni-based brazing material.

【0028】ところで、図2、3中、151は冷却水通
路120に冷却水を流入させる流入口側接続パイプであ
り、152はEGR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り、各冷却水通
路120は、図3に示すように、接続パイプ151、1
52に対応する部位にてその短径方向(図3の上下方
向)に延びる縦冷却水通路120aにて連通している。
In FIGS. 2 and 3, reference numeral 151 denotes an inlet-side connecting pipe through which the cooling water flows into the cooling water passage 120, and 152 denotes a flow through which the cooling water having undergone heat exchange in the EGR cooler 100 flows out. As shown in FIG. 3, each of the cooling water passages 120 is a connection pipe 151,
At a position corresponding to 52, the cooling water is communicated with a vertical cooling water passage 120a extending in the short diameter direction (vertical direction in FIG. 3).

【0029】なお、本実施形態では、冷却水通路120
a内での冷却水流れと、排気通路110a内でのEGR
ガス流れとが同一方向(並行流れ)となるように、流入
口側接続パイプ151は排気排入口110a側に設けら
れ、流出口側接続パイプ152は排気出口110b側に
設けられている。
In this embodiment, the cooling water passage 120
a and the EGR in the exhaust passage 110a.
The inlet connection pipe 151 is provided on the exhaust outlet 110a side, and the outlet connection pipe 152 is provided on the exhaust outlet 110b side so that the gas flow is in the same direction (parallel flow).

【0030】次に、本実施形態の特徴(作用効果)を述
べる。
Next, the features (effects) of this embodiment will be described.

【0031】本実施形態によれば、排気入口110a近
傍には、フィン111が設けられていないフィンレス領
域αが設けられているので、少なくとも排気入口110
a近傍において、EGRガスと冷却水との熱交換が抑制
されるので、局所的な沸騰が発生し易い排気入口110
a近傍で冷却水が沸騰してしまうことを防止できる。
According to the present embodiment, the finless area α in which the fin 111 is not provided is provided in the vicinity of the exhaust inlet 110a.
In the vicinity of a, the heat exchange between the EGR gas and the cooling water is suppressed, so that the exhaust inlet 110 where local boiling easily occurs.
Boiling of the cooling water in the vicinity of a can be prevented.

【0032】ところで、図7に示す試作品では、排気通
路110略全域に渡ってフィン111が配設されていた
ので、フィン111(セグメント111a)の存在によ
り、排気入口110aから排気通路110に流入したE
GRガスを扁平状に構成された排気通路110断面(E
GRガス流れと略直交する断面)の長径方向(図7の上
下方向)略全域、つまり排気通路110略全域に均一に
分配することが難しい。
In the prototype shown in FIG. 7, the fins 111 are provided over substantially the entire area of the exhaust passage 110, and the fins 111 (segments 111a) flow into the exhaust passage 110 from the exhaust inlet 110a due to the presence of the fins 111 (segments 111a). E
The cross section of the exhaust passage 110 (E
It is difficult to uniformly distribute the gas in substantially the entire length direction (vertical direction in FIG. 7) of the GR gas flow (the cross section substantially perpendicular to the flow direction), that is, substantially the entire exhaust passage 110.

【0033】これに対して、排気入口110a近傍に
は、フィン111が設けられていないフィンレス領域α
が設けられているので、このフィンレス領域αが、排気
入口110aから排気通路110内に流入したEGRガ
スを排気通路110の略全域に分配する分配空間として
機能する。
On the other hand, in the vicinity of the exhaust inlet 110a, the finless area α where no fin 111 is provided is provided.
Is provided, the finless region α functions as a distribution space for distributing the EGR gas flowing into the exhaust passage 110 from the exhaust inlet 110 a to substantially the entire region of the exhaust passage 110.

【0034】したがって、高温のEGRガスが特定部位
に集中して流通してしまうことを防止できるので、EG
Rガスを排気通路110の略全域に略均一に分配するこ
とができるとともに、冷却水が局所的に沸騰してしまう
ことを防止できる。
Therefore, it is possible to prevent the high-temperature EGR gas from being intensively circulated to a specific portion, so that the EG
The R gas can be distributed substantially uniformly over substantially the entire area of the exhaust passage 110, and the cooling water can be prevented from boiling locally.

【0035】延いては、EGRクーラ100全体として
の熱伝達率が向上するとともに、EGRクーラ100全
体で効率よく熱交換することができるので、EGRクー
ラ100の熱交換効率を向上させつつ、EGRクーラ1
00が局所的に熱損傷してしまうことを未然に防止でき
る。
As a result, the heat transfer coefficient of the entire EGR cooler 100 is improved, and the entire EGR cooler 100 can efficiently exchange heat. 1
00 can be prevented from being thermally damaged locally.

【0036】なお、発明者等の試験検討によれば、本実
施形態に係るEGRクーラ100は、図7に示す試作品
に比べて、温度効率が約8%向上し、圧力損失(通路抵
抗)が約4%小さくなることを確認した。なお、温度効
率とは、(入口ガス温−出口ガス温)/(入口ガス温−
入口水温)で定義されるものである。
According to examinations conducted by the inventors, the EGR cooler 100 according to the present embodiment has a temperature efficiency improved by about 8% and a pressure loss (passage resistance) as compared with the prototype shown in FIG. Was reduced by about 4%. The temperature efficiency is (inlet gas temperature−outlet gas temperature) / (inlet gas temperature−
(Inlet water temperature).

【0037】また、冷却水通路120a内での冷却水流
れと、排気通路110a内でのEGRガス流れとが同一
方向(並行流れ)としているので、EGRガス温度が最
も高い排気排入口110aにおいて、冷却水温度が最も
低くなるので、冷却水が局所的に沸騰してしまうことを
確実に防止できる。
Since the flow of the cooling water in the cooling water passage 120a and the flow of the EGR gas in the exhaust passage 110a are in the same direction (parallel flow), at the exhaust outlet 110a where the EGR gas temperature is the highest, Since the cooling water temperature is the lowest, it is possible to reliably prevent the cooling water from boiling locally.

【0038】(第2実施形態)上述の実施形態(図5)
では、縦冷却水通路120aの近傍にフィンレス領域α
を設けなかったが、本実施形態は、図6に示すように、
縦冷却水通路120aの近傍ににフィンレス領域αを設
けたものである。
(Second Embodiment) The above-described embodiment (FIG. 5)
Then, the finless region α is located near the vertical cooling water passage 120a.
However, in this embodiment, as shown in FIG.
The finless region α is provided near the vertical cooling water passage 120a.

【0039】これにより、縦冷却水通路120aの近傍
(後流側)においても、EGRガスを略均一に分配する
ことができるので、EGRクーラ100の熱交換効率を
向上させつつ、EGRクーラ100が局所的に熱損傷し
てしまうことを未然に防止できる。
Thus, the EGR gas can be distributed substantially uniformly also in the vicinity (on the downstream side) of the vertical cooling water passage 120a, so that the heat exchange efficiency of the EGR cooler 100 is improved while the EGR cooler 100 is Local thermal damage can be prevented beforehand.

【0040】(その他の実施形態)また、上述の実施形
態では、EGR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。
(Other Embodiments) In the above-described embodiment, the exhaust heat exchange device according to the present invention is applied to the EGR cooler 100. However, the heat exchange device is disposed in the muffler and recovers the heat energy of the exhaust gas. It may be applied to other heat exchangers such as a heat exchanger.

【0041】また、上述の実施形態では、冷却水流れと
EGRガス流れとを並行流れとしたが、本実施形態はこ
れに限定されるものではなく、両者を互いに逆向きに流
す対向流れとしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the cooling water flow and the EGR gas flow are parallel flows. However, the present embodiment is not limited to this. Good.

【0042】また、接続パイプ151、152の接続の
向きは、上述の実施形態(図3)に示された向きに限定
されるものではなく、例えば図3の紙面垂直方向として
もよい。
The connection direction of the connection pipes 151 and 152 is not limited to the direction shown in the above-described embodiment (FIG. 3), but may be, for example, the direction perpendicular to the plane of FIG.

【0043】また、フィレレス領域αの形状は、図5、
6に示された形状に限定されるものではなく、例えば縦
冷却水通路120aが図5、6において、長径方向(紙
面上下方向)において略中央部にあるときは、縦冷却水
通路120aを挟んで対称形状としてもよい。
The shape of the filletless region α is shown in FIG.
The shape is not limited to the shape shown in FIG. 6, and for example, when the vertical cooling water passage 120a is substantially at the center in the major axis direction (vertical direction on the paper surface) in FIGS. And a symmetrical shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】EGRの模式図であるFIG. 1 is a schematic view of an EGR.

【図2】本発明の実施形態に係るEGRクーラの正面図
である。
FIG. 2 is a front view of the EGR cooler according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態に係るEGRクーラの側面図
である。
FIG. 3 is a side view of the EGR cooler according to the embodiment of the present invention.

【図4】図2のA−A断面である。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;

【図5】本発明の第1実施形態に係るEGRクーラにお
ける排気通路(排気チューブ)を示す正面図である。
FIG. 5 is a front view showing an exhaust passage (exhaust tube) in the EGR cooler according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施形態に係るEGRクーラにお
ける排気通路(排気チューブ)を示す正面図である。
FIG. 6 is a front view showing an exhaust passage (exhaust tube) in an EGR cooler according to a second embodiment of the present invention.

【図7】試作検討に係るEGRクーラにおける排気通路
(排気チューブ)を示す正面図である。
FIG. 7 is a front view showing an exhaust passage (exhaust tube) in the EGR cooler according to the study of the prototype.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

110…排気通路(排気チューブ)、111…フィン、
110a…排気入口、α…フィンレス領域。
110: exhaust passage (exhaust tube), 111: fin,
110a: exhaust inlet, α: finless area.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G062 ED08 3L103 AA27 BB39 CC02 CC27 DD15 DD34 DD62  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3G062 ED08 3L103 AA27 BB39 CC02 CC27 DD15 DD34 DD62

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱機関から排出される排気と流体との間
で熱交換を行う排気熱交換装置であって、 排気が流通する排気通路(110)と、 流体が流通する流体通路(120)と、 前記排気通路(110)の内に配設され、排気と流体と
の熱交換を促進するフィン(111)とを有し、 前記排気通路(110)の排気入口(110a)近傍に
は、前記フィン(111)が設けられていないフィンレ
ス領域(α)が設けられていることを特徴とする排気熱
交換装置。
An exhaust heat exchange device for exchanging heat between an exhaust gas discharged from a heat engine and a fluid, comprising: an exhaust passage (110) through which the exhaust gas flows; and a fluid passage (120) through which the fluid flows. And fins (111) disposed in the exhaust passage (110) for promoting heat exchange between the exhaust gas and the fluid. Near the exhaust inlet (110a) of the exhaust passage (110), An exhaust heat exchanger comprising a finless region (α) in which the fins (111) are not provided.
【請求項2】 熱機関から排出される排気と流体との間
で熱交換を行う排気熱交換装置であって、 排気が流通する排気通路(110)と、 排気流れに対して対向して前記流体が流通する流体通路
(120)と、 前記排気通路(110)の内に配設され、排気と流体と
の熱交換を促進するフィン(111)とを有し、 前記排気通路(110)の排気入口(110a)近傍に
は、前記フィン(111)が設けられていないフィンレ
ス領域(α)が設けられていることを特徴とする排気熱
交換装置。
2. An exhaust heat exchanging device for exchanging heat between an exhaust gas discharged from a heat engine and a fluid, comprising: an exhaust passage (110) through which the exhaust gas flows; A fluid passage (120) through which a fluid flows; and a fin (111) disposed in the exhaust passage (110) for promoting heat exchange between the exhaust and the fluid. An exhaust heat exchange device, wherein a finless region (α) in which the fins (111) are not provided is provided near the exhaust inlet (110a).
【請求項3】 熱機関から排出される排気と流体との間
で熱交換を行う排気熱交換装置であって、 排気が流通する排気通路(110)と、 排気流れと同方向に前記流体が流通する流体通路(12
0)と、 前記排気通路(110)の内に配設され、排気と流体と
の熱交換を促進するフィン(111)とを有し、 前記排気通路(110)の排気入口(110a)近傍に
は、前記フィン(111)が設けられていないフィンレ
ス領域(α)が設けられていることを特徴とする排気熱
交換装置。
3. An exhaust heat exchange device for exchanging heat between an exhaust gas discharged from a heat engine and a fluid, comprising: an exhaust passageway (110) through which the exhaust gas flows; The flowing fluid passage (12
0), and fins (111) disposed in the exhaust passage (110) for promoting heat exchange between the exhaust gas and the fluid, near the exhaust inlet (110a) of the exhaust passage (110). A finless region (α) in which the fins (111) are not provided is provided.
【請求項4】 前記フィンレス領域(α)は、前記排気
通路(110)のうち前記排気入口(110a)近傍の
外縁部(110c)に沿って設けら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。
4. The finless region (α) is provided along an outer edge (110c) of the exhaust passage (110) near the exhaust inlet (110a). 3. The exhaust heat exchange device according to any one of 3.
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