JP2014081175A - Casing connection structure of exhaust heat exchanger - Google Patents
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Abstract
【課題】 排気熱交換器において、コア3の外周を被嵌するケーシング4の端部が排気ガス9により高温になることを防止し、ケーシング4の材質を耐熱・耐食性の比較的低いもので形成し、低コストな熱交換器を提供すること。
【解決手段】 偏平チューブ2の積層体からなるコア3の端部にタンク5の端部を被嵌する。そして、そのタンク5の端部外周にケーシング4の端部を被嵌し、タンク5の端縁5aに冷却水8が導かれるようにする。このときケーシング4は、ニッケルの比較的少ない一般のステンレス鋼を用い、タンク5,偏平チューブ2に高耐食性ステンレス鋼を用いる。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an end portion of a casing 4 fitted on the outer periphery of a core 3 from being heated by an exhaust gas 9 in an exhaust heat exchanger, and to form the casing 4 with a material having relatively low heat resistance and corrosion resistance. And providing a low-cost heat exchanger.
An end portion of a tank 5 is fitted on an end portion of a core 3 made of a laminated body of flat tubes 2. Then, the end of the casing 4 is fitted on the outer periphery of the end of the tank 5 so that the cooling water 8 is guided to the end edge 5 a of the tank 5. At this time, the casing 4 is made of general stainless steel with relatively little nickel, and the tank 5 and the flat tube 2 are made of high corrosion resistance stainless steel.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、ヘッダプレートを有しない排気熱交換器のケーシング接続構造に関する。 The present invention relates to a casing connection structure for an exhaust heat exchanger having no header plate.
下記特許文献1には、ヘッダプレートを有しない排気熱交換器が記載されている。
これは、図5に示す如く、偏平チューブ2として、その短径方向に膨出部を設け、その膨出部において複数の偏平チューブを積層してコア3を構成する。そして、コア3の外周にケーシング4を被嵌し、そのケーシング4の端部に排気ガスのタンク5を接続したものである。そして、排気ガスのタンク5から高温の排気ガス9を各偏平チューブ2内に導き、その偏平チューブ2の外周に冷却水8を導いて、両流体間に熱交換を行うものである。
The following Patent Document 1 describes an exhaust heat exchanger that does not have a header plate.
As shown in FIG. 5, the
図5に示すヘッダプレートの存在しない排気熱交換器は、高温の排気ガス9がタンク5からケーシング4を介し、各偏平チューブ2の内部に導かれる。このとき、ケーシング4の先端部内面は、直接排気ガス9にさらされ、高温の排気ガス9によって加熱される。そのため、ケーシング4の材質としては、耐熱、耐食性の高い高耐食性ステンレス鋼を用いていた。この高耐食性ステンレス鋼は、希少金属であるニッケルをより多く含み且つ、モリブデンをも含み、高価にならざるを得ない。特に、ケーシング4は熱交換器の外周を構成するため、強度上、板厚が厚く且つ、面積が広い。そのため、熱交換器の材料コストを上昇させていた。
そこで、本発明はニッケルの比較的少ない一般のステンレス鋼をケーシングとして用いても十分耐えうる排気熱交換器を提供することを課題とする。
In the exhaust heat exchanger without the header plate shown in FIG. 5, the
Therefore, an object of the present invention is to provide an exhaust heat exchanger that can sufficiently withstand even a general stainless steel with relatively little nickel as a casing.
請求項1に記載の本発明は、両端開口部にその開口の短径方向へ膨出した膨出部(1)が設けられた複数の偏平チューブ(2)を有し、その膨出部(1)で各偏平チューブ(2)が前記短径方向に積層されてコア(3)を構成し、そのコア(3)の外周にケーシング(4)が被嵌され、そのケーシング(4)の端部に排気ガスのタンク(5)が接続され、それら各部品の接触部が互いにろう付け固定されて、
その排気ガスのタンク(5)を介して、各偏平チューブ(2)内に排気ガスが導かれると共に、ケーシング(4)内の冷却水が各偏平チューブ(2)の外周に導かれる排気熱交換器のケーシング接続構造において、
前記コア(3)の端部外周にタンク(5)の一端開口部を重ねて被嵌し、そのタンク(5)の一端開口部の外周にケーシング(4)の端部外周を重ねて被嵌し、そのタンク(5)の端縁(5a)がケーシング(4)内の冷却水に接するように構成し、
前記タンク(5)は高耐食性ステンレス鋼で形成し、前記ケーシング(4)は一般のステンレス鋼で形成したことを特徴とする排気熱交換器のケーシング接続構造である。
The present invention according to claim 1 has a plurality of flat tubes (2) provided with bulging portions (1) bulging in the minor axis direction of the opening at both end openings, and the bulging portions ( In 1), each flat tube (2) is laminated in the minor axis direction to form a core (3), and a casing (4) is fitted on the outer periphery of the core (3), and the end of the casing (4) The exhaust gas tank (5) is connected to the parts, and the contact parts of these parts are fixed to each other by brazing.
Exhaust gas is introduced into each flat tube (2) through the exhaust gas tank (5), and the cooling water in the casing (4) is led to the outer periphery of each flat tube (2). In the casing connection structure of the vessel,
One end opening of the tank (5) is put on the outer periphery of the end of the core (3), and the outer periphery of the end of the casing (4) is put on the outer periphery of the one end opening of the tank (5). And the end edge (5a) of the tank (5) is configured to come into contact with the cooling water in the casing (4),
The tank (5) is made of high corrosion resistance stainless steel, and the casing (4) is made of general stainless steel.
請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載のケーシング接続構造において、
前記偏平チューブ(2)は、高耐食性ステンレス鋼で形成され、その板厚が前記ケーシング(4)の板厚およびタンク(5)の板厚より薄く形成された排気熱交換器のケーシング接続構造である。
請求項3に記載の本発明は、請求項1または請求項2に記載のケーシング接続構造において、
前記ケーシング(4)の端部外周で、前記タンク(5)の端縁に隣接した位置にコア(3)側に凹陥した絞り部(6)が設けられ、その絞り部(6)の縁がタンク(5)の端縁(5a)に係止されて、両者が互いに位置決めされた排気熱交換器のケーシング接続構造である。
According to a second aspect of the present invention, in the casing connection structure according to the first aspect,
The flat tube (2) is made of highly corrosion-resistant stainless steel, and has a casing connection structure for an exhaust heat exchanger in which the plate thickness is smaller than the plate thickness of the casing (4) and the plate thickness of the tank (5). is there.
According to a third aspect of the present invention, in the casing connection structure according to the first or second aspect,
On the outer periphery of the end of the casing (4), there is provided a throttle part (6) recessed in the core (3) side at a position adjacent to the edge of the tank (5), and the edge of the throttle part (6) This is a casing connection structure for an exhaust heat exchanger, which is locked to the edge (5a) of the tank (5) and positioned with respect to each other.
本発明は、コア3の端部外周にタンク5の一端開口部を重ねて被嵌し、そのタンク5の一端開口部の外周にケーシング4の端部外周を重ねて被嵌し、そのタンク5の端縁5aがケーシング4内の冷却水に接するように構成したので、ケーシング4には高温の排気ガスが接することがない。そのため、ケーシング4は、高耐食性ステンレス鋼の材質より、耐熱、耐腐食性の低い一般のステンレス鋼で形成することができる。それにより、熱交換器の外周を形成する比較的板厚の厚く、面積の広いケーシング材料を安価に入手することができ、量産性の高い熱交換器を安価に提供できる。なお、排気ガスを導くタンク5は高耐食性ステンレス鋼で形成するが、その大きさはケーシングに比べて一般的に小さいので、それによる熱交換器のコストの上昇を抑制できる。
In the present invention, one end opening of the
請求項2に記載の発明は、その偏平チューブ2の板厚を前記ケーシング4の板厚およびタンク5の板厚より薄くしたので、その材料を高耐食性ステンレス鋼で形成しても、熱交換器のコストの上昇を抑制できる。
請求項3に記載の発明は、ケーシング(4)の端部外周で、前記タンク(5)の端縁に隣接した位置にコア(3)側に凹陥した絞り部(6)を設け、その絞り部(6)の縁をタンク(5)の端縁(5a)に係止させて、両者を互いに位置決めしたので、組立てが容易で、ろう付け中の各部品の位置ずれを防止し、信頼性の高い熱交換器を提供できる。
Since the thickness of the
According to a third aspect of the present invention, there is provided a throttle part (6) recessed in the core (3) side at a position adjacent to the edge of the tank (5) on the outer periphery of the end part of the casing (4). Since the edge of the part (6) is locked to the end edge (5a) of the tank (5) and both are positioned with respect to each other, assembly is easy, and displacement of each part during brazing is prevented, and reliability High heat exchanger.
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
本発明の排気熱交換器は、図4に示すごとく、偏平チューブ2の積層体からなるコア3と、その外周を被嵌するケーシング4と、コア3の両端部に配置される一対のタンク5とを有する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 4, the exhaust heat exchanger of the present invention includes a
コア3を構成する各偏平チューブ2は、図2に示すごとく、溝形に形成された一対のプレート2aとプレート2bとの嵌着体からなる。そして、図1に示すごとく、その両端部が短径方向に膨出した膨出部1を有し、その膨出部1において多数の偏平チューブ2が積層されてコア3を形成している。そして、そのコア3の両端に一対のタンク5が被嵌される。すなわち、コア3の外周に整合したタンク5の内面がそこに被嵌される。
As shown in FIG. 2, each of the
ケーシング4は、図3及び図4に示すごとく、溝形に形成されたケーシング本体4aとその開口端を閉塞する端蓋4bとからなり、筒状に形成される。そのケーシング4の材質は、希少金属であるニッケルが比較的少なく、同様に希少金属であるモリブデンを含まないことにより比較的安価な一般のステンレス鋼(一例として、SUS304)である。そのケーシング4の両端部内周は、タンク5の外周に整合し、それに被嵌される。そのケーシング本体4aには、図4に示すごとく入口パイプ7a、出口パイプ7bが取り付けられて、その入口パイプ7aから冷却水8が図2のごとく、ケーシング4内部に供給される。そして、それが図3のごとく偏平チューブ2外周を流通する。このとき、冷却水8は図1のごとくタンク5の端縁5aまで達し、それと、その近傍を冷却する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
その端縁5aに隣接して、ケーシング4には絞り部6が設けられ、その絞り部6の端部によって、タンク5の端縁5aを位置決めする。そのケーシング本体4a、端蓋4bはそれぞれ溝形に形成されているため、その先端部外周に絞り部6をプレス成形するのは容易である。
Adjacent to the
次に、タンク5及び偏平チューブ2には高温の排気ガス9が直接導かれるので、ニッケル成分をより多く含み、さらに希少金属であるモリブデンを含む高耐食性ステンレス鋼(一例として、SUS836)で形成され、排気ガス9に対する耐熱・耐食性を確保している。そして、各部品の接触部間にはあらかじめろう材が塗布され、組立てられた状態で、全体を高温の炉内に挿入し、一体的にろう付け固定する。
Next, since the high-
そして、一方のタンク5から排気ガス9導き、各偏平チューブ2内にそれを流通させる。また、ケーシング4の入口パイプ7aから冷却水8を導き、偏平チューブ2の外周に流通させて、出口パイプ7bからそれを流出させ、排気ガス9と冷却水8との間に熱交換を行なうものである。このとき、冷却水8は図1のごとくケーシング4の先端部まで導かれ、タンク5の端縁5aに達する。そして、タンク5の端部を冷却し、ケーシング4の先端部が高温になるのを抑制する。
Then,
1 膨出部
2 偏平チューブ
2a プレート
2b プレート
3 コア
4 ケーシング
4a ケーシング本体
4b 端蓋
5 タンク
5a 端縁
1
2a plate
4a Casing body
5a edge
6 絞り部
7a 入口パイプ
7b 出口パイプ
8 冷却水
9 排気ガス
12 ガス流路
13 冷却水流路
6 Aperture part
7a Inlet pipe
12 Gas flow path
13 Cooling water flow path
Claims (3)
その排気ガスのタンク(5)を介して、各偏平チューブ(2)内に排気ガスが導かれると共に、ケーシング(4)内の冷却水が各偏平チューブ(2)の外周に導かれる排気熱交換器のケーシング接続構造において、
前記コア(3)の端部外周にタンク(5)の一端開口部を重ねて被嵌し、そのタンク(5)の一端開口部の外周にケーシング(4)の端部外周を重ねて被嵌し、そのタンク(5)の端縁(5a)がケーシング(4)内の冷却水に接するように構成し、
前記タンク(5)は高耐食性ステンレス鋼で形成し、前記ケーシング(4)は一般ステンレス鋼で形成したことを特徴とする排気熱交換器のケーシング接続構造。 It has a plurality of flat tubes (2) provided with a bulging portion (1) bulging in the minor axis direction of the opening at both ends of the opening, and each flat tube (2) is at the bulging portion (1). The core (3) is laminated in the minor axis direction, the casing (4) is fitted on the outer periphery of the core (3), and an exhaust gas tank (5) is provided at the end of the casing (4). Connected, the contact parts of these parts are brazed and fixed together,
Exhaust gas is introduced into each flat tube (2) through the exhaust gas tank (5), and the cooling water in the casing (4) is led to the outer periphery of each flat tube (2). In the casing connection structure of the vessel,
One end opening of the tank (5) is put on the outer periphery of the end of the core (3), and the outer periphery of the end of the casing (4) is put on the outer periphery of the one end opening of the tank (5). And the end edge (5a) of the tank (5) is configured to come into contact with the cooling water in the casing (4),
A casing connection structure for an exhaust heat exchanger, wherein the tank (5) is made of high corrosion resistance stainless steel, and the casing (4) is made of general stainless steel.
前記偏平チューブ(2)は、高耐食性ステンレス鋼で形成され、その板厚が前記ケーシング(4)の板厚およびタンク(5)の板厚より薄く形成された排気熱交換器のケーシング接続構造。 The casing connection structure according to claim 1,
A casing connection structure for an exhaust heat exchanger, wherein the flat tube (2) is made of highly corrosion-resistant stainless steel, and the plate thickness thereof is thinner than the plate thickness of the casing (4) and the plate thickness of the tank (5).
前記ケーシング(4)の端部外周で、前記タンク(5)の端縁に隣接した位置にコア(3)側に凹陥した絞り部(6)が設けられ、その絞り部(6)の縁がタンク(5)の端縁(5a)に係止されて、両者が互いに位置決めされた排気熱交換器のケーシング接続構造。 In the casing connection structure according to claim 1 or 2,
On the outer periphery of the end of the casing (4), there is provided a throttle part (6) recessed in the core (3) side at a position adjacent to the edge of the tank (5), and the edge of the throttle part (6) A casing connection structure for an exhaust heat exchanger, which is locked to an edge (5a) of a tank (5) and positioned to each other.
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