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JP2015078819A - Inner fin - Google Patents

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JP2015078819A
JP2015078819A JP2013217701A JP2013217701A JP2015078819A JP 2015078819 A JP2015078819 A JP 2015078819A JP 2013217701 A JP2013217701 A JP 2013217701A JP 2013217701 A JP2013217701 A JP 2013217701A JP 2015078819 A JP2015078819 A JP 2015078819A
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Japan
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protrusion
plate
inner fin
side plate
exhaust gas
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Application number
JP2013217701A
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Japanese (ja)
Inventor
健太 勢村
Kenta SEMURA
健太 勢村
哲 横尾
Satoru Yokoo
哲 横尾
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Tokyo Radiator Mfg Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Radiator Mfg Co Ltd
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

【課題】圧力損失を抑えつつ、煤詰まりを防止して放熱性能を向上させることができ、かつ、生産性の高いインナーフィンを提供する。【解決手段】熱交換用のチューブに挿入されるインナーフィン1であって、板材を、天板2と、底板3と、これらの間を所定のピッチでほぼ垂直状に仕切る側板4とからなる波板状に成形し、各側板4の両側にはガスを前後方向に沿って通過させる多数の通路5を設けて、上記側板4が前後方向の所定間隔ごとに左右に屈折して蛇行状に延び、かつ、上記蛇行状の屈折部位6の内側の頂点部から、その上流の屈折部位6の外側の頂点部まで連続する側板4の壁面に、通路5内へ向かって突出する突起7を形成した。【選択図】図1Provided is an inner fin that can suppress clogging and improve heat radiation performance while suppressing pressure loss and has high productivity. An inner fin 1 is inserted into a heat exchange tube, and includes a plate member, a top plate 2, a bottom plate 3, and a side plate 4 that partitions the plate member substantially vertically at a predetermined pitch. The corrugated plate is formed, and a plurality of passages 5 through which gas passes along the front-rear direction are provided on both sides of each side plate 4, and the side plate 4 is bent to the left and right at predetermined intervals in the front-rear direction. A protrusion 7 is formed on the wall surface of the side plate 4 that extends from the inner vertex of the meandering refractive portion 6 to the outer vertex of the upstream refractive portion 6 and protrudes into the passage 5. did. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、熱交換器に挿入され、排気ガス等の熱交換を促進するインナーフィンに関する。   The present invention relates to an inner fin that is inserted into a heat exchanger and promotes heat exchange of exhaust gas or the like.

排気ガスの一部を還流してエンジンの吸気系に戻すことで窒素酸化物の発生を低減させるEGR装置において、排気ガスを冷却するために車両に搭載されるEGRクーラはエンジンの排気系と吸気系との間に取り付けられる。   In an EGR device that reduces the generation of nitrogen oxides by recirculating a part of exhaust gas and returning it to the intake system of the engine, the EGR cooler mounted on the vehicle to cool the exhaust gas includes an engine exhaust system and an intake system. Installed between the system.

プレートチューブタイプのEGRクーラは、筒体として形成したシェルに多数の扁平なプレートチューブ(以下、単にチューブという)を挿入して、チューブ内を流れる排気ガスとチューブ外を流れる冷却水との熱交換を行う。
このチューブは、押し出し成形により中空に成形し、または上下に2分割した部材からなる扁平なチューブ本体に、インナーフィンを挿入し、チューブ本体とインナーフィンとをろう付けしたものを使用している。
A plate tube type EGR cooler inserts a number of flat plate tubes (hereinafter simply referred to as tubes) into a shell formed as a cylinder to exchange heat between the exhaust gas flowing inside the tube and the cooling water flowing outside the tube. I do.
This tube uses a hollow tube body formed by extrusion molding, or an inner fin inserted into a flat tube body made up of two vertically divided members, and the tube body and the inner fin are brazed.

従来のインナーフィンの一種であるオフセットフィンは、板に所定間隔で切り込みを入れ、横断面が矩形波状になるとともに前後方向の所定間隔ごとに矩形波の周期(ピッチ)の4分の1ずつ左右方向にずれるように切り起こして形成されていた。
オフセットフィンは、チューブ内の排気ガスの流れを乱し、排気ガスを拡散することで放熱性能を向上させる機能を有していた。
An offset fin, which is a type of a conventional inner fin, is cut into a plate at a predetermined interval, the cross section becomes a rectangular wave shape, and a quarter wave period (pitch) at a predetermined interval in the front-rear direction is shifted left and right by one quarter. It was cut and raised so as to be displaced in the direction.
The offset fin has a function of improving the heat radiation performance by disturbing the flow of the exhaust gas in the tube and diffusing the exhaust gas.

排気ガスがチューブ内を通過しチューブ外の冷却水と熱交換する際には、排気ガス中の煤、PM(パティキュレートマター)がチューブ内のインナーフィンに堆積し、煤詰まりを起こすことがあった。煤詰まりが著しくなると、インナーフィンの表面を煤が覆って排気ガスと冷却水との熱交換が良好に行われず、放熱性能が低下してしまっていた。
さらに、排気ガスの通路を煤が閉塞してしまい、EGRクーラを破損させてしまうおそれがあった。
When exhaust gas passes through the tube and exchanges heat with cooling water outside the tube, soot and PM (particulate matter) in the exhaust gas may accumulate on the inner fins in the tube and cause clogging. It was. When the clogging became significant, the claw covered the surface of the inner fin, and heat exchange between the exhaust gas and the cooling water was not performed well, and the heat dissipation performance was deteriorated.
Further, the soot may block the exhaust gas passage and damage the EGR cooler.

オフセットフィンよりも煤が詰まりにくいインナーフィンとして、ウェイビーフィンが用いられていた。
図7、図8に示すように、従来のウェイビーフィン10には、天板2と、底板3と、これらの間を所定のピッチでほぼ垂直状に仕切る側板4とからなる矩形波状に成形し、かつ、側板4が前後方向の所定間隔ごとに左右に屈折して蛇行状に延びるものがあった(特許文献1)。
ウェイビーフィン10では、排気ガスを各側板4によって仕切られる多数の通路5に分岐させて矢印Gの方向に流し、冷却水との熱交換を行っていた。
Wayby fins were used as inner fins that are less likely to clog the fins than offset fins.
As shown in FIGS. 7 and 8, the conventional wayby fin 10 is formed into a rectangular wave shape comprising a top plate 2, a bottom plate 3, and a side plate 4 partitioning them substantially vertically at a predetermined pitch. In addition, there is one in which the side plate 4 is bent left and right at predetermined intervals in the front-rear direction and extends in a meandering manner (Patent Document 1).
In the wayby fin 10, the exhaust gas is branched into a number of passages 5 partitioned by the side plates 4 and flows in the direction of the arrow G to exchange heat with the cooling water.

ウェイビーフィン10は、切り込みがない形状であるため排気ガスを滑らかに通過させ、煤の堆積を減少させることができた。
また、排気ガスが内部で拡散する際に圧力損失を生じるオフセットフィンよりも、ウェイビーフィン10のほうが圧力損失が小さかった。
しかし、図8に示すように、ウェイビーフィン10では、蛇行状の屈折部位6の排気ガスの流れ方向に対する流路断面積Cが上流の流路断面積Aよりも大きくなるため、排気ガスの流速が低下し、冷却水との熱交換が少なく放熱性能はオフセットフィンよりも低かった。
Since the waveby fin 10 has a shape with no cuts, the exhaust gas was allowed to pass smoothly, and soot accumulation was reduced.
In addition, the pressure loss of the wayby fin 10 was smaller than that of the offset fin that caused a pressure loss when the exhaust gas diffused inside.
However, as shown in FIG. 8, in the waby fin 10, the flow passage cross-sectional area C with respect to the flow direction of the exhaust gas in the meandering refracting portion 6 is larger than the upstream flow passage cross-sectional area A. The heat dissipation performance was lower than that of the offset fin.

また、屈折部位6の外側の頂点部近傍Oでは、排気ガスの流速が遅かったり停滞したりする再循環領域が生じることで煤が堆積し、放熱性能が悪化することがあった。
排気ガスの流速が遅い屈折部位6の外側の頂点部近傍に煤が堆積すると、蛇行形状の左右幅が小さくなって排気ガスの乱流が発生しづらくなり、さらに煤の堆積を促進してしまっていた。
Further, in the vicinity O of the apex portion outside the refraction part 6, soot is accumulated due to a recirculation region in which the flow rate of the exhaust gas is slow or stagnant, and the heat dissipation performance may be deteriorated.
If soot accumulates in the vicinity of the outer apex portion of the refraction part 6 where the exhaust gas flow velocity is slow, the left and right width of the meandering shape is reduced, making it difficult to generate turbulent exhaust gas and further promoting soot deposition. It was.

放熱性能を向上させるためにウェイビーフィン10の蛇行の前後方向の周期(ウェーブピッチ)を細かくしたり、天板2、底板3および側板4からなる矩形波の左右方向の周期(フィンピッチ)を細かくし放熱面積を増やしたものもあったが、排気ガスの通路の全長が長くなったり、排気ガスの流路断面積にフィンが占める割合が大きくなるため、圧力損失が増加してしまっていた。
また、フィンピッチを細かくすると、必要なウェイビーフィン10の材料の展開長が長くなるため、重量および材料コストが増加していた。
In order to improve the heat dissipation performance, the period (wave pitch) of the meandering wave of the waveby fin 10 is made fine, or the period (fin pitch) of the rectangular wave composed of the top plate 2, the bottom plate 3 and the side plate 4 is made fine. However, although some heat dissipation areas were increased, the pressure loss increased because the total length of the exhaust gas passages became longer and the proportion of fins in the exhaust gas flow passage cross-sectional area increased.
Further, if the fin pitch is made finer, the development length of the necessary material for the waveby fin 10 becomes longer, so that the weight and the material cost are increased.

特開2008−096048号公報JP 2008-096048 A

近年、排気ガス規制の厳格化に対応するために、車両に搭載するEGRクーラや他の熱交換器には、さらに高い放熱性能、ガス抵抗の低下、煤詰まりの防止が求められていた。   In recent years, in order to respond to stricter exhaust gas regulations, EGR coolers and other heat exchangers mounted on vehicles have been required to have higher heat dissipation performance, lower gas resistance, and prevention of clogging.

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、圧力損失を抑えつつ、煤詰まりを防止して放熱性能を向上させることができ、かつ、生産性の高いインナーフィンを提供することを課題とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and provides an inner fin that can prevent clogging and improve heat dissipation performance while suppressing pressure loss and has high productivity. Is an issue.

本発明において、上記課題が解決される手段は以下の通りである。
第1の発明は、熱交換用のチューブに挿入されるインナーフィンであって、板材を、天板と、底板と、これらの間を所定のピッチでほぼ垂直状に仕切る側板とからなる波板状に成形し、各側板の両側にはガスを前後方向に沿って通過させる多数の通路を設けて、上記側板が前後方向の所定間隔ごとに左右に屈折して蛇行状に延び、かつ、上記蛇行状の屈折部位の内側の頂点部から、その上流の屈折部位の外側の頂点部まで連続する側板の壁面に、通路内へ向かって突出する突起を形成したことを特徴とする。
In the present invention, means for solving the above problems are as follows.
1st invention is an inner fin inserted in the tube for heat exchange, Comprising: A corrugated board which consists of a board | plate material, a top plate, a baseplate, and the side plate which partitions between these at a predetermined | prescribed pitch substantially perpendicularly A plurality of passages through which gas passes along the front-rear direction on both sides of each side plate, the side plate refracts to the left and right at predetermined intervals in the front-rear direction, and extends in a meandering manner, and A protrusion projecting into the passage is formed on the wall surface of the side plate that continues from the inner vertex of the meandering refractive portion to the outer vertex of the upstream refractive portion.

第2の発明は、上記蛇行状の屈折部位の内側の頂点部近傍に、上記突起を形成したことを特徴とする。   The second invention is characterized in that the protrusion is formed in the vicinity of the apex portion inside the meandering refraction part.

第3の発明は、上記突起が、上記ガスの流れに対して垂直に突出していることを特徴とする。   The third invention is characterized in that the protrusion protrudes perpendicularly to the gas flow.

第1の発明によれば、上記蛇行状の屈折部位の内側の頂点部から、その上流の屈折部位の外側の頂点部まで連続する側板の壁面に、通路内へ向かって突出する突起を形成したことにより、通路を狭め、頂点部近傍のガスの流速を上昇させることによって、煤やPMの堆積を防止することができる。
蛇行の頂点部近傍に煤が堆積するのを防止できるため、長期間に亘って高い放熱性能を維持することができる。
また、ガスの流速を上昇させることにより、熱交換を促進して、放熱性能を向上させることができる。
According to 1st invention, the protrusion which protrudes in a channel | path is formed in the wall surface of the side plate which continues from the inner vertex part of the said serpentine-shaped refractive part to the outer vertex part of the upstream refractive part. Thus, it is possible to prevent soot and PM from accumulating by narrowing the passage and increasing the gas flow velocity in the vicinity of the apex.
Since soot can be prevented from accumulating in the vicinity of the apex portion of the meander, high heat dissipation performance can be maintained over a long period of time.
Further, by increasing the gas flow rate, heat exchange can be promoted, and the heat dissipation performance can be improved.

さらに、インナーフィンの側板の一部に突起を設けることにより、従来のように放熱性能の向上のためにフィンピッチを細かくしたときのような排気ガスの圧力損失の増加を抑えることができる。
また、側板をプレス成形することによって突起を設けることができるため、インナーフィンの重量および材料コストの増加を防止することができる。
Furthermore, by providing a protrusion on a part of the side plate of the inner fin, it is possible to suppress an increase in the pressure loss of the exhaust gas when the fin pitch is made fine for improving the heat radiation performance as in the conventional case.
Further, since the protrusions can be provided by press-molding the side plate, it is possible to prevent an increase in the weight and material cost of the inner fin.

第2の発明によれば、上記蛇行状の屈折部位の内側の頂点部近傍に、上記突起を形成したことにより、屈折部位のすぐ上流の流路を狭め、頂点部に流れ込む排気ガスの流速を上昇するとともに外側の頂点部に誘導するため、より効果的に煤やPMの堆積を防止するとともに放熱性能を向上させることができる。   According to the second invention, by forming the protrusion in the vicinity of the apex portion inside the meandering refraction part, the flow path immediately upstream of the refraction part is narrowed, and the flow rate of the exhaust gas flowing into the apex part is reduced. Since it rises and leads to the outer apex, it is possible to more effectively prevent soot and PM accumulation and improve the heat dissipation performance.

第3の発明によれば、上記突起が、上記ガスの流れに対して垂直に突出していることにより、限られた材料でより効果的に通路を狭め、排気ガスの流速を上昇させることができる。   According to the third invention, since the protrusion protrudes perpendicularly to the gas flow, the passage can be narrowed more effectively with a limited material and the exhaust gas flow rate can be increased. .

本発明の第一実施形態に係るインナーフィンを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the inner fin which concerns on 1st embodiment of this invention. 同インナーフィンを示す平面説明図である。It is a plane explanatory view showing the inner fin. 同インナーフィンを挿入するチューブを示す部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view which shows the tube which inserts the same inner fin. 同インナーフィンに突起を設ける位置を示すための平面説明図である。It is a plane explanatory view for showing the position which provides a projection in the inner fin. (a)は同インナーフィンの突起の位置と放熱性能との関係を示すグラフ、(b)は同インナーフィンの突起の位置と圧力損失との関係を示すグラフである。(A) is a graph which shows the relationship between the position of the protrusion of the same inner fin, and heat dissipation performance, (b) is a graph which shows the relationship between the position of the protrusion of the inner fin, and pressure loss. (a)は同インナーフィンの突起の突出長さと放熱性能との関係を示すグラフ、(b)は同インナーフィンの突起の突出長さと圧力損失との関係を示すグラフである。(A) is a graph which shows the relationship between the protrusion length of the protrusion of the inner fin, and heat dissipation performance, (b) is a graph which shows the relationship between the protrusion length of the protrusion of the inner fin, and pressure loss. 従来のインナーフィンを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the conventional inner fin. 従来のインナーフィンを示す平面説明図である。It is plane explanatory drawing which shows the conventional inner fin.

以下、本発明の実施形態に係るインナーフィン1について説明する。
このインナーフィン1は、車両に搭載されるEGRクーラにおいて、排気ガスを通過させる扁平なプレートチューブ(以下、単にチューブという)に挿入される。図3に示すように、チューブTは、それぞれ平板状の上下面と、それぞれ上下面に垂直な左右の側面とを有する。
EGRクーラの内部には多数のチューブTを所定の間隔で積層しており、チューブT内を通過する排気ガスから、チューブT外を流れる冷媒(冷却水など)への放熱が行われる。
Hereinafter, the inner fin 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.
The inner fin 1 is inserted into a flat plate tube (hereinafter simply referred to as a tube) through which exhaust gas passes in an EGR cooler mounted on a vehicle. As shown in FIG. 3, the tubes T have flat upper and lower surfaces and left and right side surfaces perpendicular to the upper and lower surfaces, respectively.
A large number of tubes T are stacked inside the EGR cooler at a predetermined interval, and heat is exhausted from the exhaust gas passing through the tubes T to a refrigerant (such as cooling water) flowing outside the tubes T.

図1に示すように、インナーフィン1は、一枚のSUS(ステンレス鋼)製の板材をプレス成形によって加工し、水平な天板2と底板3とを左右方向に交互に配置し、これらの間をほぼ垂直な側板4で仕切ってなる横断面が矩形波形状の波板に形成されている。
インナーフィン1をチューブT内に挿入し、天板2および底板3をチューブTの内面にろう付けすると、側板4によって仕切られる多数の排気ガスの通路5が形成される。
熱交換面積を増やして放熱性能を向上させるために、側板4および通路5は、前後方向の所定間隔ごとに左右に屈折する蛇行状に延設されている。
As shown in FIG. 1, the inner fin 1 is formed by processing a single SUS (stainless steel) plate material by press molding, and alternately arranging horizontal top plates 2 and bottom plates 3 in the left-right direction. A transverse section formed by partitioning the gaps by a substantially vertical side plate 4 is formed into a rectangular corrugated corrugated plate.
When the inner fin 1 is inserted into the tube T and the top plate 2 and the bottom plate 3 are brazed to the inner surface of the tube T, a number of exhaust gas passages 5 partitioned by the side plate 4 are formed.
In order to increase the heat exchange area and improve the heat dissipation performance, the side plate 4 and the passage 5 are extended in a meandering manner that refracts to the left and right at predetermined intervals in the front-rear direction.

図1、図2に示すように、通路5において、蛇行状の各屈折部位6の内側の頂点部近傍の側板4からは、突起7が通路5内に向けて突出形成されている。
突起7は、屈折部位6の内側の頂点部を形成する側板4から、対向する外側の側板4へ向かって、その位置における排気ガスの流れに対し垂直になる角度に突設されるのが好ましい。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the passage 5, a protrusion 7 is formed so as to protrude into the passage 5 from the side plate 4 in the vicinity of the apex portion inside each meandering refractive portion 6.
The protrusions 7 are preferably provided so as to protrude from the side plate 4 forming the inner apex portion of the refraction part 6 toward the opposing outer side plate 4 at an angle perpendicular to the flow of exhaust gas at that position. .

突起7は屈折部位6ごとに形成されている。
一本の通路5において、或る屈折部位6と直近の下流の屈折部位6では、内側の側板4と外側の側板4とが逆転するため、突起7は左右の側板4に交互に形成される。
The protrusion 7 is formed for each refractive part 6.
In one passage 5, the inner side plate 4 and the outer side plate 4 are reversed in a certain refractive portion 6 and the nearest downstream refractive portion 6, so that the protrusions 7 are alternately formed on the left and right side plates 4. .

この突起7は、SUS製の板から矩形波状のインナーフィン1をプレス成形するのと同時に側板4を塑性変形させて設けられる。   The protrusion 7 is provided by plastically deforming the side plate 4 at the same time that the rectangular wave-shaped inner fin 1 is press-formed from a SUS plate.

図2に示すように、第一実施形態のインナーフィン1では、突起7を設けたことにより、屈折部位6のすぐ上流の通路Bの幅が他の部分Aよりも相対的に狭くなっている。
そのため、このインナーフィン1を挿入したチューブにおいて、排気ガスを矢印Gの方向に流すと、排気ガスは、屈折部位6の頂点部のすぐ上流で流速が上昇するとともに外側の頂点部に誘導され、外側の頂点部付近Oの排気ガスの流速を速くすることで煤やPMを堆積しにくくすることができる。
As shown in FIG. 2, in the inner fin 1 of the first embodiment, by providing the protrusion 7, the width of the passage B immediately upstream of the refraction part 6 is relatively narrower than the other part A. .
Therefore, when the exhaust gas is caused to flow in the direction of arrow G in the tube in which the inner fin 1 is inserted, the exhaust gas is guided to the outer apex portion while the flow velocity increases immediately upstream from the apex portion of the refraction part 6, It is possible to make it difficult to deposit soot and PM by increasing the flow rate of the exhaust gas near the outer apex O.

これにより、屈折部位6における煤やPMの堆積を防止して、高い放熱性能を長期間維持することができる。
また、排気ガスの流速を上昇させることによって冷却水との熱交換を促進し、放熱性能を向上させることができる。
Thereby, accumulation of soot and PM in the refraction part 6 can be prevented, and high heat dissipation performance can be maintained for a long time.
Further, by increasing the flow rate of the exhaust gas, heat exchange with the cooling water can be promoted, and the heat dissipation performance can be improved.

さらに、突起7を設けたことにより、従来のように放熱性能の向上のために蛇行のフィンピッチを細かくする場合に比べて、排気ガスの圧力損失の低下させることができる。
また、側板4をプレス成形することによって突起7を設けることができるため、突起7を設けることに伴うインナーフィン1の重量および材料コストの増加を防止することができる。
Furthermore, the provision of the projections 7 can reduce the pressure loss of the exhaust gas as compared with the conventional case where the meandering fin pitch is made fine for improving the heat radiation performance.
Moreover, since the protrusion 7 can be provided by press-molding the side plate 4, an increase in the weight and material cost of the inner fin 1 due to the provision of the protrusion 7 can be prevented.

また、突起7が排気ガスの流れに対して垂直に突出していることにより、効果的に通路を狭め、排気ガスの流速を上昇させることができる。   Further, since the projection 7 projects perpendicularly to the flow of the exhaust gas, the passage can be effectively narrowed and the flow rate of the exhaust gas can be increased.

図4において、突起7は、所定の屈折部位6´の内側の頂点部からその上流の外側の頂点部まで連続する側板4の壁面Wの範囲内に形成することができる。
この壁面Wのうちでは、所定の屈折部位6´の一つ上流の屈折部位6´´に流入する流れの延長線上の領域Uよりも下流の領域Lに突起7を形成するのが好ましい。
領域Uでは流路が比較的広いため、突起7を設けても流速を上昇させる効果が小さくなってしまう。また、領域Uは所定の屈折部位6´に遠いため、上昇させた流速を屈折部位6´の外側の頂点部Oまで維持することが難しい。さらに、領域Uに突起7を設けた場合には、突起7と一つ上流の屈折部位6´´との間に再循環領域が生じて排気ガスの圧力損失が上昇してしまう。
他方、突起7を領域Lに設けると、屈折部位6´の外側の頂点部Oを通過する排気ガスの流速を上昇させて煤の堆積を防止することができるとともに、排気ガスを左右に大きく蛇行させることによって熱交換を促進して放熱性能を向上させることができる。
領域Lのうちでは、特に、屈折部位6´の内側の頂点部にできるだけ近い下流側に突起7を形成するほど、排気ガスを左右に大きく蛇行させ、放熱性能を向上させることができる。
In FIG. 4, the protrusion 7 can be formed within the range of the wall surface W of the side plate 4 that continues from the inner apex portion of the predetermined refractive portion 6 ′ to the outer apex portion upstream thereof.
Among the wall surfaces W, it is preferable to form the protrusions 7 in the region L downstream of the region U on the extension line of the flow flowing into the refractive portion 6 ″ that is one upstream of the predetermined refractive portion 6 ′.
Since the flow path is relatively wide in the region U, the effect of increasing the flow velocity is reduced even if the protrusions 7 are provided. Further, since the region U is far from the predetermined refraction part 6 ′, it is difficult to maintain the increased flow velocity up to the vertex O outside the refraction part 6 ′. Further, when the protrusion 7 is provided in the region U, a recirculation region is generated between the protrusion 7 and the one upstream refractive portion 6 ″, and the pressure loss of the exhaust gas increases.
On the other hand, when the protrusion 7 is provided in the region L, the flow rate of the exhaust gas passing through the apex portion O outside the refraction part 6 ′ can be increased to prevent soot accumulation, and the exhaust gas is greatly meandered from side to side. By doing so, heat exchange can be promoted and heat dissipation performance can be improved.
In the region L, in particular, as the projection 7 is formed on the downstream side as close as possible to the inner apex portion of the refractive portion 6 ′, the exhaust gas can be greatly meandered to the left and right to improve the heat dissipation performance.

図5(a)は、突起を設けない従来例(図7、図8参照)、屈折部位6´の内側の頂点部から領域Lと領域Uとの境界U0までの距離の1/4上流の位置L1に突起7を設けた場合(図4参照)、同1/2上流の位置L2に突起7を設けた場合、同3/4上流の位置L3に突起7を設けた場合、領域Lと領域Uとの境界の位置U0に突起7を設けた場合について、放熱性能(熱交換量)を解析して比較したものである。
また、図5(b)は、図5(a)のそれぞれの例について、排気ガスの圧力損失を解析して比較したものである。
なお、それぞれの例では突起の突出長さを同一にしている。
FIG. 5A shows a conventional example in which no protrusion is provided (see FIGS. 7 and 8), which is ¼ upstream of the distance from the apex portion inside the refractive portion 6 ′ to the boundary U0 between the region L and the region U. When the projection 7 is provided at the position L1 (see FIG. 4), when the projection 7 is provided at the position L2 that is 1/2 upstream, and when the projection 7 is provided at the position L3 that is 3/4 upstream, In the case where the protrusion 7 is provided at the position U0 at the boundary with the region U, the heat radiation performance (heat exchange amount) is analyzed and compared.
FIG. 5 (b) is a comparison of each example of FIG. 5 (a) by analyzing the pressure loss of the exhaust gas.
In each example, the protrusion length of the protrusion is the same.

図5(a)によれば、突起7を設けない場合に比べ、突起7を設けた場合には、熱交換が促進され放熱性能が向上することがわかった。
また、突起7を領域Uに設けた場合(U0)より領域Lに設けた場合(L1,L2,L3)のほうが放熱性能が高く、領域Lのうちでは下流側に設けるほど放熱性能が向上することがわかった。
図5(b)によれば、突起を領域Uに設けた場合(U0)には領域Lに設けた場合(L1,L2,L3)よりも、排気ガスの圧力損失が著しく大きくなることがわかった。
According to FIG. 5A, it was found that heat exchange is promoted and heat dissipation performance is improved when the protrusion 7 is provided, compared to the case where the protrusion 7 is not provided.
In addition, when the protrusion 7 is provided in the region U (U0), the heat dissipation performance is higher in the case where the protrusion 7 is provided in the region L (L1, L2, L3). I understood it.
According to FIG. 5 (b), it can be seen that the pressure loss of the exhaust gas is significantly greater when the protrusion is provided in the region U (U0) than when the protrusion is provided in the region L (L1, L2, L3). It was.

図2において、突起7の突出長さP/突起の手前の通路5の幅Aの比率は、1/2未満に設定するのが好ましい。
突起7の突出長さPを大きくするほど、排気ガスの流速を上昇させることができるとともに、排気ガスを屈曲部位の外側の頂点部Oに誘導して、放熱性能を向上させることができる。
しかし、突起7の突出長さPをすぐ手前の通路5の幅Aの1/2以上にすると、放熱性能の上昇幅に対して排気ガスの圧力損失の上昇幅が大きくなってしまう。
In FIG. 2, the ratio of the protrusion length P of the protrusion 7 / the width A of the passage 5 before the protrusion is preferably set to be less than 1/2.
As the protrusion length P of the protrusion 7 increases, the flow rate of the exhaust gas can be increased, and the exhaust gas can be guided to the apex portion O outside the bent portion to improve the heat dissipation performance.
However, if the protrusion length P of the protrusion 7 is set to be 1/2 or more of the width A of the immediately preceding passage 5, the increase in the pressure loss of the exhaust gas becomes larger than the increase in the heat dissipation performance.

図6(a)は、突起7を設けない従来例(図7、図8参照)、突起7の突出長さP/通路5の幅Aを1/4にした場合、同1/3にした場合、同1/2にした場合について、放熱性能(熱交換量)を解析して比較したものである。
また、図6(b)は、図6(a)のそれぞれの例について、排気ガスの圧力損失を解析して比較したものである。
なお、それぞれの例では、同じ位置に突起を形成して比較した。
図6(a)によれば、突起の突出長さPを大きくするほど放熱性能が向上すること、一方で突出長さPに対する放熱性能の上昇率は次第に小さくなることがわかった。
図6(b)によれば、突起の突出長さPを大きくするほど排気ガスの圧力損失が大きくなること、また、突出長さPに対する圧力損失の上昇率も次第に大きくなること、特にP/Aを1/2にすると、圧力損失が突起を設けない場合の2.8倍になってしまうことがわかった。
FIG. 6A shows a conventional example in which the protrusion 7 is not provided (see FIGS. 7 and 8), the protrusion length P of the protrusion 7 / the width A of the passage 5 is reduced to ¼. In this case, the heat dissipation performance (heat exchange amount) was analyzed and compared for the case of halving the same.
FIG. 6B is a comparison of the examples of FIG. 6A by analyzing the pressure loss of the exhaust gas.
In each example, a projection was formed at the same position for comparison.
According to FIG. 6A, it is found that the heat dissipation performance is improved as the protrusion length P of the protrusion is increased, while the rate of increase of the heat dissipation performance with respect to the protrusion length P is gradually reduced.
According to FIG. 6B, the pressure loss of the exhaust gas increases as the protrusion length P of the protrusion increases, and the rate of increase in pressure loss with respect to the protrusion length P gradually increases. It was found that when A was halved, the pressure loss was 2.8 times that when no protrusion was provided.

<その他の態様>
インナーフィン1を横断面が矩形波形状の波板状に形成する代わりに、正弦波形状などのなめらかな曲面からなる波板状に形成してもよい。
<Other aspects>
The inner fin 1 may be formed in a corrugated plate shape having a smooth curved surface such as a sinusoidal wave shape instead of forming a corrugated plate having a rectangular wave shape in cross section.

1 インナーフィン
2 天板
3 底板
4 側板
5 通路
6 屈折部位
7 突起
10 (従来の)ウェイビーフィン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner fin 2 Top plate 3 Bottom plate 4 Side plate 5 Passage 6 Refraction part 7 Protrusion 10 (Conventional) Wayby fin

Claims (3)

熱交換用のチューブに挿入されるインナーフィンであって、
板材を、天板と、底板と、これらの間を所定のピッチでほぼ垂直状に仕切る側板とからなる波板状に成形し、
各側板の両側にはガスを前後方向に沿って通過させる多数の通路を設けて、
上記側板が前後方向の所定間隔ごとに左右に屈折して蛇行状に延び、かつ、
上記蛇行状の屈折部位の内側の頂点部から、その上流の屈折部位の外側の頂点部まで連続する側板の壁面に、通路内へ向かって突出する突起を形成したことを特徴とするインナーフィン。
An inner fin inserted into a heat exchange tube,
The plate material is formed into a corrugated plate shape composed of a top plate, a bottom plate, and side plates that partition the plate in a substantially vertical manner at a predetermined pitch,
Provided on both sides of each side plate a number of passages that allow gas to pass along the front-rear direction,
The side plate refracts left and right at predetermined intervals in the front-rear direction and extends in a meandering manner, and
An inner fin, wherein a protrusion projecting into a passage is formed on a wall surface of a side plate that continues from an inner vertex of the meandering refractive portion to an outer vertex of an upstream refractive portion.
上記蛇行状の屈折部位の内側の頂点部近傍に、上記突起を形成したことを特徴とする請求項1記載のインナーフィン。   2. The inner fin according to claim 1, wherein the protrusion is formed in the vicinity of the apex portion on the inner side of the meandering refractive portion. 上記突起が、上記ガスの流れに対して垂直に突出していることを特徴とする請求項1記載のインナーフィン。   The inner fin according to claim 1, wherein the protrusion protrudes perpendicularly to the gas flow.
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