JP2008096048A - Inner fin of heat exchanger for exhaust gas - Google Patents
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Abstract
【課題】煤の堆積が少なく、ガス抵抗の増加や冷却性能の低下が少なく、高温の排気ガスにも耐える排気ガス用熱交換器のインナーフィンを提供することを課題とする。
【解決手段】排気ガス用熱交換器に組み込まれる扁平チューブに内蔵されて、扁平チューブが形成する排気ガス流路の広幅方向を小区画に分割して、多数個の細長い排気ガス流路を形成するインナーフィンにおいて、上記インナーフィンを形成する薄板材を、上記扁平チューブの対向する両内壁面に各屈折頂部が交互に当接する蛇行形状に形成することにより、上記屈折頂部間の薄板材により仕切り壁が形成され、この仕切り壁のそれぞれの間に細長い排気ガス流路が形成される第1のコルゲート形状と、上記各仕切り壁には、排気ガスの流れ方向に対して横方向に突出す壁面と凹む壁面とが交互に繰り返される蛇腹構造の壁面を形成する第2のコルゲート形状とを有するように構成する。
【選択図】 図2An object of the present invention is to provide an inner fin of an exhaust gas heat exchanger that has little soot accumulation, little increase in gas resistance and low cooling performance, and can withstand high-temperature exhaust gas.
SOLUTION: Built in a flat tube incorporated in an exhaust gas heat exchanger, the wide direction of the exhaust gas flow path formed by the flat tube is divided into small sections to form a large number of elongated exhaust gas flow paths. In the inner fin, the thin plate material forming the inner fin is formed in a meandering shape in which the respective refractive tops are alternately brought into contact with the opposing inner wall surfaces of the flat tube, so that the thin plate material between the refractive tops is partitioned. A first corrugate shape in which a wall is formed and an elongated exhaust gas flow path is formed between each of the partition walls, and each of the partition walls has a wall surface projecting laterally with respect to the flow direction of the exhaust gas And a second corrugated shape forming a wall surface of the bellows structure in which the recessed wall surface is alternately repeated.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、角型熱交換器の扁平チューブに内蔵されるインナーフィンの形状を改善して熱交換効率を向上させるとともに製造を容易にした排気ガス用熱交換器のインナーフィンに関する。 The present invention relates to an inner fin of an exhaust gas heat exchanger that improves the heat exchange efficiency by improving the shape of an inner fin incorporated in a flat tube of a square heat exchanger and facilitates manufacture.
近年、ディーゼルエンジンの排ガス規制強化に対応するため、EGR率が増加する傾向にあり、EGRガス流量の増加とともに、そのガス温度が高温化してきている。さらに、燃焼温度を下げ、NOxを低減するために、EGRクーラのガス出口温度の低減、放熱量の大幅増加が要求されている。
この要求に応えるため、図7に示すように、EGRガスの流れに対して横断面が矩形をした角型の熱交換器1のシェル2に内蔵された扁平チューブ3の中にインナーフィン4を設け、このように形成したシェル2の両端部には、壁面に冷却水の出入口となる入口パイプ5aと出口パイプ5bとを取り付けるとともにEGRガスの通路となる高温ガス配管(図示せず)と接続するためのフランジ6,6を設けて高温ガス配管の断面からシェル2の断面まで断面積を変化する中間の流路となるヘッダー7,7を形成している。
インナーフィン4はガス側の伝熱面積を拡大する目的で扁平チューブ3に内蔵するもので、扁平チューブ3の中にインナーフィン4を入れるかまたは2枚のシェルとして形成した扁平チューブ3の各板材の間に挟み込み、扁平チューブ3の板面とインナーフィン4の各頂部との間を高温ろう付けして固着している。
In recent years, in order to respond to exhaust gas regulations of diesel engines, the EGR rate tends to increase. As the EGR gas flow rate increases, the gas temperature has increased. Furthermore, in order to lower the combustion temperature and reduce NOx, it is required to reduce the gas outlet temperature of the EGR cooler and to greatly increase the heat radiation amount.
In order to meet this requirement, as shown in FIG. 7, the
The
インナーフィン付き扁平チューブを内蔵した排気ガス熱交換器には、インナーフィン4として、例えば図8に示すように、断面形状が矩形で、流路形状が流路の長手方向へ進むに従い流路が波打ちあるいは蛇行するように形成されたウェーブフィン8を有するものがある(特許文献1)。このウェーブフィン8には、その波のそれぞれの稜線が平面波形に曲折し、その平面波形の平面頂部および平面谷部の位置には、扁平チューブを形成する各プレートに突設された突起状の乱流形成部を配置したもので、乱流形成部の設けられていないウェーブフィンでは平面頂部および平面谷部に滞留しがちな排ガスの中の煤が付着しやすくなるが、乱流形成部により生起される乱流によって煤の付着を防止するようにしている。
As shown in FIG. 8, for example, as shown in FIG. 8, the exhaust gas heat exchanger incorporating a flat tube with an inner fin has a rectangular cross-sectional shape, and the flow path is formed as the flow path shape advances in the longitudinal direction of the flow path. Some have
〔従来技術の問題点〕
このような従来の技術における排気ガス熱交換器のインナーフィン4は、高温の排気ガスに曝されるため高温での耐久性を確保する必要があり、また、インナーフィン4の挿入によりガス側の通過断面積が減少するため、初期性能は良好であっても、煤の堆積によるEGRクーラの性能低下やガス抵抗の増加が大きい等の問題点があった。
[Problems of the prior art]
Since the
本発明は、従来の技術における前記問題点に鑑みて成されたものであり、これを解決するため具体的に設定した技術的な課題は、煤の堆積が少なく、ガス抵抗の増加や冷却性能の低下が少なく、高温の排気ガスにも耐える排気ガス用熱交換器のインナーフィンを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and the technical problem specifically set in order to solve this problem is that there is little accumulation of soot, an increase in gas resistance, and cooling performance. It is an object of the present invention to provide an inner fin for an exhaust gas heat exchanger that can withstand a high temperature exhaust gas.
本発明における前記課題が効果的に解決される排気ガス用熱交換器のインナーフィンを特定するために、必要と認める事項の全てが網羅され、具体的に構成された、課題解決手段を以下に示す。
排気ガス用熱交換器のインナーフィンに係る第1の課題解決手段は、排気ガス用熱交換器に組み込まれる扁平チューブに内蔵されて、扁平チューブが形成する排気ガス流路の広幅方向を小区画に分割して、多数個の細長い排気ガス流路を形成するインナーフィンにおいて、上記インナーフィンを形成する薄板材を、上記扁平チューブの対向する両内壁面に各屈折頂部が交互に当接する蛇行形状に形成することにより、上記屈折頂部間の薄板材により仕切り壁が形成され、この仕切り壁のそれぞれの間に細長い排気ガス流路が形成される第1のコルゲート形状と、上記各仕切り壁には、排気ガスの流れ方向に対して横方向に突出する壁面と凹む壁面とが交互に繰り返される蛇腹構造の壁面を形成する第2のコルゲート形状とを有することを特徴とするものである。
In order to identify the inner fin of the exhaust gas heat exchanger that effectively solves the above-mentioned problems in the present invention, all the matters recognized as necessary are covered and specifically configured as the problem solving means described below. Show.
The first problem solving means relating to the inner fin of the exhaust gas heat exchanger is built in a flat tube incorporated in the exhaust gas heat exchanger, and the wide direction of the exhaust gas flow path formed by the flat tube is divided into small sections. In the inner fin forming a plurality of elongated exhaust gas flow paths, the thin plate material forming the inner fin is in a meandering shape in which each refracting apex alternately abuts both inner wall surfaces facing the flat tube. Forming a partition wall with a thin plate material between the refractive tops, and a first corrugated shape in which an elongated exhaust gas flow path is formed between each of the partition walls, and the partition walls And a second corrugated shape forming a wall surface of an accordion structure in which a wall surface protruding in a direction transverse to the flow direction of exhaust gas and a recessed wall surface are alternately repeated. It is intended to.
排気ガス用熱交換器のインナーフィンに係る第2の課題解決手段は、前記第2のコルゲート形状は、前記各仕切り壁の平面断面形状が排気ガスの流れ方向へ連続する三角波形に成形されるとともに、前記各仕切り壁の三角波形を形成する部分の正面形状の輪郭が平行四辺形に形成されたことを特徴とする。 In the second problem solving means relating to the inner fin of the exhaust gas heat exchanger, the second corrugated shape is formed into a triangular waveform in which the planar sectional shape of each partition wall is continuous in the flow direction of the exhaust gas. And the outline of the front shape of the part which forms the triangular waveform of each said partition wall was formed in the parallelogram, It is characterized by the above-mentioned.
排気ガス用熱交換器のインナーフィンに係る第3の課題解決手段は、前記排気ガス流路の入口における仕切り壁の端縁の正面形状が、屈折頂部となる両端部で互いに反対方向へ曲がる折曲線と、この各折曲部に対する接線で形成され前記平行四辺形の短辺と重なる位置の直線と、この直線を前記両短辺の中央部に重なる位置で対辺側へ鈍角に折曲して前記平行四辺形の長辺と平行に形成された直線とからなり、中点を中心として半回転すると片側の半形状が他の半形状に重なる半形状同士が同形となる形状に形成されたことを特徴とする。 The third problem-solving means relating to the inner fin of the exhaust gas heat exchanger is such that the front shape of the edge of the partition wall at the inlet of the exhaust gas flow path bends in opposite directions at both ends serving as the refracted peaks. A straight line that is formed by a curve and a tangent to each bent part and overlaps the short side of the parallelogram, and the straight line is bent at an obtuse angle to the opposite side at a position that overlaps the central part of both short sides. It consists of a straight line formed in parallel with the long side of the parallelogram, and when half-turned around the midpoint, the half-shapes on one side overlap the other half-shapes are formed into the same shape. It is characterized by.
排気ガス用熱交換器のインナーフィンに係る第4の課題解決手段は、前記三角波形を形成する部分の正面形状の輪郭が平行四辺形の長短各辺と扁平チューブの内壁とのなす角度φ,ηを、
40°≦φ≦50°
80°≦η≦85°
の範囲にすることを特徴とする。
The fourth problem solving means relating to the inner fin of the exhaust gas heat exchanger is that the front face profile of the portion forming the triangular waveform has an angle φ between the long and short sides of the parallelogram and the inner wall of the flat tube, η
40 ° ≦ φ ≦ 50 °
80 ° ≦ η ≦ 85 °
It is characterized by being in the range of
排気ガス用熱交換器のインナーフィンに係る第5の課題解決手段は、前記三角波形と出入口を結ぶ直線とのなす角度θを、
15°≦θ≦20°
の範囲にするとともに、波形先端の折曲げ半径rを0.5mm以下の範囲にすることを特徴とする。
The fifth problem solving means relating to the inner fin of the exhaust gas heat exchanger is characterized in that an angle θ formed by the triangular waveform and a straight line connecting the inlet and outlet is
15 ° ≦ θ ≦ 20 °
And the bend radius r at the tip of the corrugation is set to a range of 0.5 mm or less.
また、排気ガス用熱交換器のインナーフィンに係る第6の課題解決手段は、インナーフィンの材質をフェライト系ステンレス鋼にすることを特徴とする。 A sixth problem solving means relating to the inner fin of the exhaust gas heat exchanger is characterized in that the material of the inner fin is ferritic stainless steel.
排気ガス用熱交換器のインナーフィンに係る第1の課題解決手段では、インナーフィンが形成する仕切り壁により、扁平チューブが形成する排気ガス流路の広幅方向を小区画に分割して多数個の細長い排気ガス流路に細分化する第1のコルゲート形状と、仕切り壁に排気ガスの流れに対して突き出しまたは凹みを交互に繰り返す蛇腹構造の壁面を形成する第2のコルゲート形状とを形成したことによって、冷却効果を高める扁形チューブの細分化ができるとともに、排気ガスの流れ方向における乱流を生じ易くして、壁面冷却効果および煤等の熱交換効率を下げる要因となる物質の付着を防止し易くかつ剥がれ易くして、排気ガスの冷却効果を高めることができる。 In the first problem-solving means relating to the inner fin of the exhaust gas heat exchanger, the partition wall formed by the inner fin divides the wide direction of the exhaust gas passage formed by the flat tube into small sections, and A first corrugated shape that is subdivided into an elongated exhaust gas flow path and a second corrugated shape that forms a wall surface of a bellows structure that repeatedly protrudes or dents in the partition wall with respect to the flow of exhaust gas are formed. As a result, the flat tube can be subdivided to enhance the cooling effect, and turbulent flow in the direction of the exhaust gas flow can be easily generated to prevent the adhesion of substances that cause the wall cooling effect and the heat exchange efficiency such as soot to decrease. It is easy and easy to peel off, and the cooling effect of the exhaust gas can be enhanced.
排気ガス用熱交換器のインナーフィンに係る第2の課題解決手段では、第2のコルゲート形状の平面断面形状が三角波形で、この三角波形の形成部分における正面形状の輪郭が平行四辺形に形成されたから、平面部間の折曲角度を鈍角にして、フェライト系材料のように硬く伸びの小さな金属材料でも成形可能になり、望ましい形状で、耐熱性に優れ、冷却効率を高めるコルゲート形状を実現でき、三角波の突出端における排気ガスの流れの剥離により生じた渦が、仕切り壁の壁面に煤(すす)が付着することを防止するとともに仕切り壁の表面に堆積した煤を剥離させて除去することができる。 In the second problem solving means relating to the inner fin of the heat exchanger for exhaust gas, the plane cross-sectional shape of the second corrugated shape is a triangular waveform, and the contour of the front shape at the triangular waveform forming portion is formed as a parallelogram. As a result, the bending angle between the flat surfaces can be made obtuse, making it possible to mold even hard metal materials with low elongation, such as ferritic materials, and achieve a corrugated shape with a desirable shape, excellent heat resistance and increased cooling efficiency. The vortex generated by the separation of the exhaust gas flow at the protruding end of the triangular wave prevents the soot from adhering to the wall surface of the partition wall and removes the soot accumulated on the surface of the partition wall by peeling it off. be able to.
排気ガス用熱交換器のインナーフィンに係る第3の課題解決手段では、排気ガス流路の出入口および三角波形の中立位置における仕切り壁の横断面形状が、仕切り壁の中点を中心として半回転したときに、横断面形状の半形状が他の半形状と同形になり、プレス成形し易く、しかもプレス後の型抜きが容易になって、製造時の作業効率が向上し、製造コストの低減に寄与できる。 In the third problem-solving means relating to the inner fin of the exhaust gas heat exchanger, the cross-sectional shape of the partition wall at the neutral position of the inlet / outlet of the exhaust gas passage and the triangular waveform is half-rotation about the midpoint of the partition wall The half-shape of the cross-sectional shape becomes the same shape as the other half-shapes, making it easy to press-mold, and easier to die after pressing, improving work efficiency during production and reducing production costs. Can contribute.
排気ガス用熱交換器のインナーフィンに係る第4の課題解決手段では、仕切り壁の正面形状における輪郭が形成する平行四辺形の形成部と扁平チューブの内壁とのなす角度を成形性が改善できる角度の範囲に定めたことによって、フェライト系ステンレス鋼のように伸びの少ない材料でも良好に成形することができる。 In the fourth problem solving means relating to the inner fin of the exhaust gas heat exchanger, the formability of the angle formed by the parallelogram forming portion formed by the contour in the front shape of the partition wall and the inner wall of the flat tube can be improved. By setting the angle range, even a material with little elongation such as ferritic stainless steel can be molded well.
排気ガス用熱交換器のインナーフィンに係る第5の課題解決手段では、三角波形の折曲げ角度を限定して使用材料の伸びを抑えたことにより、フェライト系ステンレス鋼のように伸びの少ない材料でも良好な成形性を確保でき、波形先端の折曲げ半径rを小さくすることにより、頂点部における排気ガスの流れの剥離を促進し、性能面での改良と剪断力の増加による耐目詰まり性を改善することができる。 In the fifth problem-solving means relating to the inner fin of the exhaust gas heat exchanger, a material having less elongation such as ferritic stainless steel is obtained by limiting the bending angle of the triangular waveform and suppressing the elongation of the material used. However, good moldability can be secured, and by reducing the bending radius r at the tip of the corrugation, separation of the exhaust gas flow at the apex is promoted, and improvement in performance and clogging resistance due to increased shear force Can be improved.
また、排気ガス用熱交換器のインナーフィンに係る第6の課題解決手段では、フェライト系ステンレス鋼によりインナーフィンを成形したことによって、耐熱性が改善され、高温の排気ガスにも耐える冷却フィンを形成することができる。 Further, in the sixth problem solving means relating to the inner fin of the exhaust gas heat exchanger, the inner fin is formed of ferritic stainless steel, so that the heat resistance is improved and a cooling fin that can withstand high-temperature exhaust gas is provided. Can be formed.
以下、本発明による最良の実施形態を具体的に説明する。
ただし、この実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるため具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、発明内容を限定するものではない。
Hereinafter, the best embodiment according to the present invention will be described in detail.
However, this embodiment is specifically described for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the content of the invention unless otherwise specified.
〔構成〕
実施形態における排気ガス用熱交換器の扁平チューブは、図1に示す横断面のように、縦割り半円筒に形成された両端部の、両半円筒の半割り開口側の各端部に板材をそれぞれ接続して平行な壁面による空間を開けた扁平な中空管としたものである。
この扁平チューブ3の内部には、内部を多数の小流路3a,3b,…,3b,3cに区分けする蛇行した壁面を形成したインナーフィン14を挿入する。
そのインナーフィン14の蛇行壁面形状の各屈折頂部となる各先端曲げ部14aを扁平チューブ内面に当接してろう付けすることにより、扁平チューブの一方の内面から他方の内面に達するインナーフィン14の一部からなる仕切り壁15,…,15を形成する。
仕切り壁15,…,15は、扁平チューブ3の内部を各小流路3a,3b,…,3b,3cに仕切るとともに、壁面には仕切られた小流路3a,3b,…,3b,3cの内部を流れる排気ガスに乱流を生じさせるためのジグザグな三角波形の断面形状を有する特殊な蛇腹構造の壁面を形成する。
〔Constitution〕
The flat tube of the exhaust gas heat exchanger according to the embodiment has a plate material at each end on the half-opening side of both half-cylinders, as shown in the cross section shown in FIG. Are connected to each other to form a flat hollow tube having a space between parallel walls.
Inside the
One end of the
The
扁平チューブ3の本体3dは、円筒を潰して扁平なチューブとして利用可能に形成するか、または、チューブの厚み方向を浅く軸方向に長い樋状の二つの部品に分けたものを長い端縁を合せて扁平なチューブとして半割り部品の組合せにより利用可能に形成したもので、使用材料としては鉄基合金製板材を用い、このうちフェライト系ステンレス鋼板を使用することが望ましい。
The
インナーフィン14の全体形状は、図2に示すように、薄い板材をプレス加工により扁平チューブ3の横断面のうち細長い流路の長手方向を細分化するように蛇行する第1のコルゲート形状16を形成するとともに、この第1のコルゲート形状16によって形成される仕切り壁15,…,15に排気ガスの流れ方向に対して交差する方向に突出す壁面と凹む壁面とが交互に繰り返される蛇腹構造の壁面を生じて、断面形状が波形をなすように第2のコルゲート形状17を形成して、2種類のコルゲート形状を有する伝熱フィンを形成する。
As shown in FIG. 2, the overall shape of the
そして、第1のコルゲート形状16は、図1〜3に示すように、インナーフィン14の各屈折頂点(以下、単に頂点という)が扁平チューブ3の対向する内壁面に交互に当接してろう付けできる程度の接触面積を有し、仕切り壁端縁の正面形状と、仕切り壁15の頂点を通る垂直面に対して対称形の隣合う仕切り壁15の正面形状とにより細分化された流路形状が形成され、連接される仕切り壁15の向きを交互に変えて扁平チューブ3の全体に内設される形状に形成する。
As shown in FIGS. 1 to 3, the first
また、第2のコルゲート形状17は、図3〜5に示すように、第1のコルゲート形状16によって形成された仕切り壁15の側面に、隣合う仕切り壁15に近接離間する方向へ突き出しあるいは凹ませることによって断面形状が波型を形成するように成形する。
側面に形成する波型は、断面形状が三角波形にすることが望ましく、この波の形状は折曲部(または先端部)を尖らせるほうが先端部における排気ガスの流れの剥離が起こり易くなるため好ましい。
Further, as shown in FIGS. 3 to 5, the second
It is desirable that the corrugation formed on the side surface has a triangular cross-sectional shape, and this wave shape is more likely to cause separation of the exhaust gas flow at the tip portion when the bent portion (or tip portion) is sharpened. preferable.
第2のコルゲート形状17は、図3に示すように、EGRガスの流れ方向を前方(入口側)から後方(出口側)を向いて見た時、コルゲート形状の形成部が生じる輪郭の正面形状が、扁平チューブ3の内面にろう付けされる各頂部に形成される湾曲部15r(先端曲げ部14a)に対して接線で形成される短辺(頂部傾斜面14b)と、その短辺の各接点を基点として等距離はなれた位置で互いに反対側(対辺側)の短辺へ向けて鈍角αで折曲して形成した長辺(中央部傾斜面14c)とからなる平行四辺形を形成し、図4,5に示すように、平面断面形状が排気ガスの流れ方向を遮る壁面を形成して交互に反対側へ同じ角度(鈍角)βで折曲された連続する三角波形を形成した屏風状の面となる蛇腹構造を形成する。
As shown in FIG. 3, the second
この屏風状の面が形成される前後の入口部および出口部では、流路を同じ流路面積と奥行で軸方向へ真直ぐに形成し、排気ガスの導入部となる入口側端部14dおよび排気ガスの排出案内部となる出口側端部14eのそれぞれと屏風状の面が形成される部分との間では、入口側端部14dと出口側端部14eとに直接接続する排気ガスの流れ方向に対する最初と最後の折曲り面14f,14gが、屏風状の面を形成する折曲り面14h,…,14hの半分の奥行で、交互に反対方向へ鈍角βに折れ曲がる折曲げ形状に形成される。
最初と最後の折曲り面14f,14gが入口側端部14dと出口側端部14eとに直接接続する位置では折曲げ角度γ=180−θにて折り曲がる。
At the inlet and outlet portions before and after this folding screen-like surface is formed, the flow passage is formed straight in the axial direction with the same flow passage area and depth, and the inlet
The first and last
インナーフィン14の形状のうち、各先端曲げ部14aでは、折り曲げのための曲率半径Rをろう付けの範囲が狭くなりすぎないようにするとともに強度が下がらない範囲で、可能な限り曲率半径を小さくする。
また、屏風状の面を形成する折曲り面14h,…,14hの折曲げ先端部の折曲げ半径rは、先端部を尖らせて効果的に排気ガスの流れの壁面からの剥離を発生させ易くするため、可能な限り小さくする。
Among the shapes of the
Further, the bending radius r of the bent tip portions of the
インナーフィン14では、排気ガス用熱交換器のインナーフィンの材料としてフェライト系ステンレス鋼にすることが望ましく、このうち特にSUS405、SUS446が好ましく使用される。
また、ろう付けは処理温度が高く、耐熱性に優れたNiろう付けが好ましい。
In the
Moreover, the brazing is preferably Ni brazing which has a high processing temperature and excellent heat resistance.
インナーフィン14の形状のうち、三角波形部分の正面形状が平行四辺形になる場合の長辺(中央部傾斜面)14cおよび短辺(頂部傾斜面)14bと、扁平チューブ3の壁面とのなす角度φ,ηを、
40°≦φ≦50°
80°≦η≦85°
の範囲にする。
Of the shape of the
40 ° ≦ φ ≦ 50 °
80 ° ≦ η ≦ 85 °
In the range.
また、三角波形(折曲り面)14f,14g,14hと、出入口側の各端部の何れかに形成された平面(出入口側端部)14d,14eとのなす角度(以下、ウェーブ角度という)θを、
15°≦θ≦20°
の範囲にする。
In addition, an angle (hereinafter referred to as a wave angle) formed by triangular waveforms (bending surfaces) 14f, 14g, and 14h and planes (entrance / exit side ends) 14d and 14e formed at any of the end portions on the entrance / exit side. θ
15 ° ≦ θ ≦ 20 °
In the range.
最初と最後の折曲り面14f,14gが入口側端部14dと出口側端部14eとに直接接続する位置では折曲げ角度γを、
160°≦γ=180−θ≦165°
の範囲にする。
At the position where the first and last
160 ° ≦ γ = 180−θ ≦ 165 °
In the range.
さらに、各先端曲げ部14aの曲率半径RをR≧0.5mm程度にして、ろう付けの範囲が狭くなりすぎないようにするとともにろう付け強度が下がらないようにする。
また、三角波形先端の折曲げ半径rを、r≦0.5mmにして、できる限り先端が尖った形状に形成する。
Further, the radius of curvature R of each
Further, the bending radius r of the triangular waveform tip is set to r ≦ 0.5 mm, and the tip is formed as sharp as possible.
〔作用効果〕
この実施形態における排気ガス用熱交換器のインナーフィン14では、仕切り壁15の正面投影形状(輪郭)が、湾曲部15rの曲率半径R(≧0.5mm)で曲げられた先端曲げ部14aの曲面に接して形成される接平面となる頂部傾斜面14b,14bと、この頂部傾斜面14bからそれぞれ対辺側に鈍角αで折り曲げて形成される平面となる中央部傾斜面14c,14cとからなる平行四辺形となり、この平行四辺形の短辺および長辺と扁平チューブ3の壁面とのなす角度φ,ηを規定の範囲内にして折り曲げの大きさを抑え、さらに三角波形の折曲角度θを規定の範囲に設定して材料のフィン幅方向の伸びを10%以下に抑えたことによって、フェライト系ステンレス鋼等の伸びの少ない材料でも良好な成形性を得ることができる。
[Function and effect]
In the
三角波形の折曲げ半径rを0.5mm以下に小さく規定して、波形先端部における排気ガスの流れの剥離を促進し、冷却性能面の改良と剪断力の増加による耐目詰り性を改善することができる。
流れの剥離は、図6に示すように、特に中央部に形成された各板面(折曲り面)14h,…,14hの折曲げ角度が鈍角βであっても先端部の折曲げ半径r(≦0.5mm)を小さくしてあるため、仕切り壁15の壁面近傍では、凹凸状に起伏している壁面のガス流側に突出した面14hから背面側の凹んだ面(折曲り面)14hに流れが移り変わるときに、ガス流が壁面から剥離して背面側で渦を発生し、次に位置する正面側の板面14hに渦を衝突させることにより、板面への煤の堆積を妨げるとともに堆積した煤を剥離して外部へ排出させ、インナーフィン14の壁面の状態を使用当初の状態に保ち、煤等の付着による悪影響を抑えて、熱交換効率を高く維持することができる。
各先端曲げ部14aにおける折曲げの曲率半径Rを0.5mm以上にしたことにより、ろう付け部の強度を下げずにインナーフィン14を扁平チューブ3の内面に固着することができるとともにろう付け範囲を極めて狭い範囲に限定させることができる。
Triangular corrugation bend radius r is defined as small as 0.5 mm or less to promote separation of exhaust gas flow at the corrugated tip, improving cooling performance and improving clogging resistance by increasing shear force. be able to.
As shown in FIG. 6, the flow separation is performed particularly when the bending angles r of the plate surfaces (bending surfaces) 14 h,..., 14 h formed at the center are obtuse angles β. Since (≦ 0.5 mm) is made small, in the vicinity of the wall surface of the
By setting the bending radius R of the
〔別態様〕
このような実施の形態は、発明の趣旨を理解しやすくするため具体的に説明しているが、発明内容を限定するものではないから、特に説明されていない(意匠的な内容も含む)別の態様を制限するものではなく、適宜変更しても良い。このような意味で発明の趣旨に沿ういくつかの別態様を以下に示す。
[Another aspect]
Such an embodiment is specifically described in order to facilitate understanding of the gist of the invention, but does not limit the content of the invention, and is not particularly described (including design content). The embodiment is not limited, and may be changed as appropriate. In this sense, some other embodiments that meet the spirit of the invention are shown below.
例えば、材質はSUS405、SUS446等で例示したフェライト系ステンレス鋼を使用したが、これ以外でも、耐熱性が高く、硬い材料であっても折曲げ可能であれば良く、他のフェライト系ステンレス鋼、あるいはSUS422、SUS440、SUS316L、SUS321、SUS347等のフェライト系以外のステンレス鋼を使用しても良い。 For example, the ferritic stainless steel exemplified in SUS405, SUS446, etc. was used, but other than this, it is only necessary to be able to bend even if it is a high heat resistance and hard material. Or you may use stainless steels other than ferrite type, such as SUS422, SUS440, SUS316L, SUS321, and SUS347.
1 熱交換器
2 シェル
3 扁平チューブ
5a 入口パイプ
5b 出口パイプ
6 フランジ
7 ヘッダー
14 インナーフィン(薄板材)
14a 先端曲げ部(屈折頂部)
14b 頂部傾斜面(短辺)
14c 中央部傾斜面(長辺)
14d 入口側端部(平面)
14e 出口側端部(平面)
14f (最初の)折曲り面
14g (最後の)折曲り面
14h (屏風状の面を形成する)折曲り面(板面)
15 仕切り壁
15r 湾曲部
16 第1のコルゲート形状
17 第2のコルゲート形状
α 平行四辺形の長辺(中央部傾斜面)14cと短辺(頂部傾斜面)14bとのなす鈍角側の折曲げ角度
β 三角波形の折曲げ角度
γ 最初の折曲り面14fと入口側端部14dとの、最後の折曲り面14gと出口側端部14eとのそれぞれの折曲げ角度
η 平行四辺形の長辺(中央部傾斜面)14cと扁平チューブ3の表面とのなす角度
θ ウェーブ角度
φ 平行四辺形の短辺(頂部傾斜面)14bと扁平チューブ3の表面とのなす角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
14a Bend at tip (refractive apex)
14b Top slope (short side)
14c Inclined surface at the center (long side)
14d Inlet side end (plane)
14e Exit end (plane)
14f (first)
15
Claims (6)
上記インナーフィンを形成する薄板材を、上記扁平チューブの対向する両内壁面に各屈折頂部が交互に当接する蛇行形状に形成することにより、上記屈折頂部間の薄板材により仕切り壁が形成され、この仕切り壁のそれぞれの間に細長い排気ガス流路が形成される第1のコルゲート形状と、
上記各仕切り壁には、排気ガスの流れ方向に対して横方向に突出する壁面と凹む壁面とが交互に繰り返される蛇腹構造の壁面を形成する第2のコルゲート形状と
を有することを特徴とする排気ガス用熱交換器のインナーフィン。 In an inner fin that is built in a flat tube incorporated in an exhaust gas heat exchanger and divides the wide direction of the exhaust gas flow path formed by the flat tube into small sections to form a large number of elongated exhaust gas flow paths ,
By forming the thin plate material forming the inner fin in a meandering shape in which the respective refractive tops alternately contact the opposing inner wall surfaces of the flat tube, a partition wall is formed by the thin plate material between the refractive tops, A first corrugated shape in which an elongated exhaust gas flow path is formed between each of the partition walls;
Each of the partition walls has a second corrugated shape that forms a wall surface of a bellows structure in which a wall surface protruding in a direction transverse to the flow direction of the exhaust gas and a recessed wall surface are alternately repeated. Inner fin of exhaust gas heat exchanger.
ことを特徴とする請求項1に記載の排気ガス用熱交換器のインナーフィン。 The second corrugated shape is formed into a triangular wave shape in which the planar cross-sectional shape of each partition wall is continuous in the exhaust gas flow direction, and the contour of the front shape of the portion forming the triangular wave shape of each partition wall is The inner fin of the heat exchanger for exhaust gas according to claim 1, wherein the inner fin is formed in a parallelogram.
屈折頂部となる両端部で互いに反対方向へ曲がる折曲線と、この各折曲部に対する接線で形成され前記平行四辺形の短辺と重なる位置の直線と、この直線を前記両短辺の中央部に重なる位置で対辺側へ鈍角に折曲して前記平行四辺形の長辺と平行に形成された直線とからなり、
中点を中心として半回転すると片側の半形状が他の半形状に重なる半形状同士が同形となる形状に形成された
ことを特徴とする請求項1に記載の排気ガス用熱交換器のインナーフィン。 The front shape of the edge of the partition wall at the inlet of the exhaust gas flow path is
Folding curves that bend in opposite directions at both ends that are the refraction top, a straight line that is formed by a tangent to each folding part and that overlaps the short side of the parallelogram, and this straight line is the center of both short sides Consisting of a straight line formed parallel to the long side of the parallelogram by bending at an obtuse angle to the opposite side at a position overlapping with
2. The inner part of an exhaust gas heat exchanger according to claim 1, wherein, when half-rotating about a midpoint, a half shape on one side overlaps with another half shape is formed in the same shape. fin.
40°≦φ≦50°
80°≦η≦85°
の範囲にすることを特徴とする請求項2に記載の排気ガス用熱交換器のインナーフィン。 Angles φ and η between the long and short sides of the parallelogram and the inner wall of the flat tube are the contours of the front shape of the portion forming the triangular waveform,
40 ° ≦ φ ≦ 50 °
80 ° ≦ η ≦ 85 °
The inner fin of the heat exchanger for exhaust gas according to claim 2, characterized in that
15°≦θ≦20°
の範囲にするとともに、波形屈曲端の折曲げ半径rを0.5mm以下の範囲にすることを特徴とする請求項2に記載の排気ガス用熱交換器のインナーフィン。 An angle θ between the triangular waveform and a straight line connecting the entrance and exit,
15 ° ≦ θ ≦ 20 °
The inner fin of the heat exchanger for exhaust gas according to claim 2, wherein the bending radius r of the waved bent end is set to a range of 0.5 mm or less.
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|---|---|
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Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010047131A1 (en) | 2008-10-24 | 2010-04-29 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | Ferritic stainless steel sheet for egr coolers |
| JP2010156470A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-15 | Tokyo Radiator Mfg Co Ltd | Wavy fin |
| WO2010099920A3 (en) * | 2009-03-02 | 2011-07-14 | Sms Siemag Ag | Energy recovery in hot strip mills by converting the cooling heat of the continuous casting plant and the residual heat of slabs and coils into electrical energy or otherwise utilizing the captured process heat |
| JP2011247432A (en) * | 2010-05-21 | 2011-12-08 | Denso Corp | Laminated heat exchanger |
| US8470237B2 (en) | 2006-05-09 | 2013-06-25 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Stainless steel excellent in corrosion resistance, ferritic stainless steel excellent in resistance to crevice corrosion and formability, and ferritic stainless steel excellent in resistance to crevice corrosion |
| US20150053390A1 (en) * | 2013-08-20 | 2015-02-26 | Ingersoll-Rand Company | Compressor system with thermally active heat exchanger |
| DE102013224038A1 (en) | 2013-11-25 | 2015-05-28 | MAHLE Behr GmbH & Co. KG | Exhaust gas heat exchanger for exhaust gas cooling of an internal combustion engine, preferably for a motor vehicle |
| CN106640343A (en) * | 2016-12-27 | 2017-05-10 | 潍坊恒安散热器集团有限公司 | Efficient intercooler |
| KR20170063543A (en) * | 2014-09-19 | 2017-06-08 | 가부시키가이샤 티라도 | Corrugated fins for heat exchanger |
| US9816762B2 (en) | 2010-05-21 | 2017-11-14 | Denso Corporation | Heat exchanger having a passage pipe |
| WO2018033341A1 (en) * | 2016-08-16 | 2018-02-22 | Mahle International Gmbh | Method for producing a heat exchange tube |
| CN108871037A (en) * | 2018-07-04 | 2018-11-23 | 陕西观能机电科技有限公司 | A kind of cooler prolongs resistance fin with low |
| CN109944677A (en) * | 2019-03-01 | 2019-06-28 | 冀凯河北机电科技有限公司 | A kind of air engine new engine fin |
| US10392979B2 (en) | 2015-06-30 | 2019-08-27 | Tokyo Radiator Mfg. Co., Ltd. | Inner fin for heat exchanger |
| CN111928711A (en) * | 2020-09-11 | 2020-11-13 | 宁波锦心节能环保科技有限公司 | Bending channel type efficient heat exchange structure |
| WO2022220192A1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-10-20 | 株式会社デンソー | Tube |
| PT116858B (en) * | 2020-10-28 | 2025-07-10 | Inst Superior Tecnico | DEVICE TO PREVENT CONDENSATION IN INTERCOOLERS AND HOW IT WORKS |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827673U (en) * | 1982-04-06 | 1983-02-22 | 三菱アルミニウム株式会社 | heat exchanger fins |
| JPS6446673U (en) * | 1987-09-07 | 1989-03-22 | ||
| JPH0622776U (en) * | 1992-02-26 | 1994-03-25 | 東京ラヂエーター製造株式会社 | Cooling fins of heat exchanger |
| JPH08510047A (en) * | 1994-03-03 | 1996-10-22 | ゲーエーアー ルフトキューレル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Fin tube heat exchanger |
| JP2004263616A (en) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Toyo Radiator Co Ltd | Flat tube for egr cooler |
| JP2006064345A (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | T Rad Co Ltd | Heat transfer fins |
| WO2006035985A1 (en) * | 2004-09-28 | 2006-04-06 | T.Rad Co., Ltd. | Heat exchanger |
| JP2006207888A (en) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | T Rad Co Ltd | Double tube heat exchanger |
-
2006
- 2006-10-13 JP JP2006279713A patent/JP2008096048A/en active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827673U (en) * | 1982-04-06 | 1983-02-22 | 三菱アルミニウム株式会社 | heat exchanger fins |
| JPS6446673U (en) * | 1987-09-07 | 1989-03-22 | ||
| JPH0622776U (en) * | 1992-02-26 | 1994-03-25 | 東京ラヂエーター製造株式会社 | Cooling fins of heat exchanger |
| JPH08510047A (en) * | 1994-03-03 | 1996-10-22 | ゲーエーアー ルフトキューレル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Fin tube heat exchanger |
| JP2004263616A (en) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Toyo Radiator Co Ltd | Flat tube for egr cooler |
| JP2006064345A (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | T Rad Co Ltd | Heat transfer fins |
| WO2006035985A1 (en) * | 2004-09-28 | 2006-04-06 | T.Rad Co., Ltd. | Heat exchanger |
| JP2006207888A (en) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | T Rad Co Ltd | Double tube heat exchanger |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8470237B2 (en) | 2006-05-09 | 2013-06-25 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Stainless steel excellent in corrosion resistance, ferritic stainless steel excellent in resistance to crevice corrosion and formability, and ferritic stainless steel excellent in resistance to crevice corrosion |
| WO2010047131A1 (en) | 2008-10-24 | 2010-04-29 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | Ferritic stainless steel sheet for egr coolers |
| JP2010156470A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-15 | Tokyo Radiator Mfg Co Ltd | Wavy fin |
| WO2010099920A3 (en) * | 2009-03-02 | 2011-07-14 | Sms Siemag Ag | Energy recovery in hot strip mills by converting the cooling heat of the continuous casting plant and the residual heat of slabs and coils into electrical energy or otherwise utilizing the captured process heat |
| JP2011247432A (en) * | 2010-05-21 | 2011-12-08 | Denso Corp | Laminated heat exchanger |
| US9816762B2 (en) | 2010-05-21 | 2017-11-14 | Denso Corporation | Heat exchanger having a passage pipe |
| US10359240B2 (en) * | 2013-08-20 | 2019-07-23 | Ingersoll-Rand Company | Compressor system with thermally active heat exchanger |
| US20150053390A1 (en) * | 2013-08-20 | 2015-02-26 | Ingersoll-Rand Company | Compressor system with thermally active heat exchanger |
| DE102013224038A1 (en) | 2013-11-25 | 2015-05-28 | MAHLE Behr GmbH & Co. KG | Exhaust gas heat exchanger for exhaust gas cooling of an internal combustion engine, preferably for a motor vehicle |
| KR102391896B1 (en) | 2014-09-19 | 2022-04-27 | 가부시키가이샤 티라도 | Corrugated fins for heat exchanger |
| KR20170063543A (en) * | 2014-09-19 | 2017-06-08 | 가부시키가이샤 티라도 | Corrugated fins for heat exchanger |
| US10392979B2 (en) | 2015-06-30 | 2019-08-27 | Tokyo Radiator Mfg. Co., Ltd. | Inner fin for heat exchanger |
| WO2018033341A1 (en) * | 2016-08-16 | 2018-02-22 | Mahle International Gmbh | Method for producing a heat exchange tube |
| CN106640343A (en) * | 2016-12-27 | 2017-05-10 | 潍坊恒安散热器集团有限公司 | Efficient intercooler |
| CN108871037A (en) * | 2018-07-04 | 2018-11-23 | 陕西观能机电科技有限公司 | A kind of cooler prolongs resistance fin with low |
| CN109944677A (en) * | 2019-03-01 | 2019-06-28 | 冀凯河北机电科技有限公司 | A kind of air engine new engine fin |
| CN109944677B (en) * | 2019-03-01 | 2024-03-01 | 冀凯河北机电科技有限公司 | Novel engine fin for air engine |
| CN111928711A (en) * | 2020-09-11 | 2020-11-13 | 宁波锦心节能环保科技有限公司 | Bending channel type efficient heat exchange structure |
| PT116858B (en) * | 2020-10-28 | 2025-07-10 | Inst Superior Tecnico | DEVICE TO PREVENT CONDENSATION IN INTERCOOLERS AND HOW IT WORKS |
| WO2022220192A1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-10-20 | 株式会社デンソー | Tube |
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