特許 6706713 熱交換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6706713

(24)【登録日】2020年5月20日

(45)【発行日】2020年6月10日

(54)【発明の名称】熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F28F 9/22 20060101AFI20200601BHJP

【ＦＩ】

   F28F9/22

【請求項の数】10

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2019-231421(P2019-231421)

(22)【出願日】2019年12月23日

【審査請求日】2019年12月23日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004765

【氏名又は名称】マレリ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】荒木 伸二

(72)【発明者】

【氏名】内田 吉宗

(72)【発明者】

【氏名】志賀 卓磨

【審査官】 西山 真二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３０３４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２１５６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−００８９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−００８９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０３６８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３１９２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２８Ｆ ３／００ − ３／１４

Ｆ２８Ｆ ９／２２

Ｆ２８Ｄ ７／００ − ９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１流体と第２流体との間で熱交換が行われる熱交換器であって、
積層して設けられ、第１流体が流通する第１流路が内部に形成される複数のチューブと、
前記チューブを収容し、隣り合う前記チューブの間に第２流体が流通する複数の第２流路を形成するケースと、
前記チューブの積層方向から前記ケース内に第２流体を流入させる入口流路と、
前記ケース内に設けられ、前記入口流路から流入した第２流体を各々の前記第２流路に案内するガイド部材と、を備え、
前記ガイド部材は、前記チューブにおける第１流体の流れ方向に沿って互いに間隔をあけて複数配置されて前記チューブに向かって傾斜し、前記チューブの積層方向における長さが互いに異なる傾斜壁を有する、
ことを特徴とする熱交換器。

【請求項2】

請求項１に記載の熱交換器であって、
前記傾斜壁は、前記チューブの積層方向の長さが長いほど前記チューブとの隙間が小さい先端部を有する、
ことを特徴とする熱交換器。

【請求項3】

請求項２に記載の熱交換器であって、
前記傾斜壁は、前記チューブの積層方向の長さが長いほど前記先端部に向けて曲がる曲率が小さい、
ことを特徴とする熱交換器。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記傾斜壁は、前記チューブにおける第１流体の流れ方向の下流側に向かって順に長くなるように配置される、
ことを特徴とする熱交換器。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記チューブにおける第１流体の流れ方向の最下流に配置される前記傾斜壁には、第１流体の流れ方向の下流に向かって第２流体が流れるのを抑制する側壁部が設けられる、
ことを特徴とする熱交換器。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記ガイド部材は、板状に形成されて前記ケースの内面に取り付けられる、
ことを特徴とする熱交換器。

【請求項7】

請求項６に記載の熱交換器であって、
前記傾斜壁は、
前記入口流路側で互いに連結される連結部と、
前記連結部における第２流体の流れ方向の上流側の端部に形成され、前記ケースの内面に近接する方向に曲げられる切り起こし部を有する、
ことを特徴とする熱交換器。

【請求項8】

請求項６又は７に記載の熱交換器であって、
前記ガイド部材は、前記チューブにおける第１流体の流れ方向の下流に延設されて前記ケースの内面に取り付けられる取付部を有する、
ことを特徴とする熱交換器。

【請求項9】

請求項８に記載の熱交換器であって、
前記ケースは、前記入口流路から流入して前記第２流路に案内される第２流体を前記チューブの積層方向に流すための膨出部を有し、
前記傾斜壁は、前記膨出部内に設けられ、
前記取付部は、前記膨出部の外に設けられる、
ことを特徴とする熱交換器。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記ケースは、第１ケースと、平面部と前記第１ケースに内嵌接合される接合部とを有する第２ケースと、を有し、
前記ガイド部材は、前記平面部における前記接合部から離間した位置にて前記第２ケースに接合される、
ことを特徴とする熱交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱交換器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、複数のチューブの外部における冷却水の流れを均一化するために、チューブが収容されるシェル内に冷却水を導入するための冷却水入口が二箇所以上設けられる熱交換器が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−２３１９２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の熱交換器では、冷却水入口を複数に分岐させている。そのため、冷却水入口の構造が複雑であり、製造コストが上昇するおそれがある。

【0005】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で流体の流れを均一化することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様によれば、第１流体と第２流体との間で熱交換が行われる熱交換器は、積層して設けられ、第１流体が流通する第１流路が内部に形成される複数のチューブと、前記チューブを収容し、隣り合う前記チューブの間に第２流体が流通する複数の第２流路を形成するケースと、前記チューブの積層方向から前記ケース内に第２流体を流入させる入口流路と、前記ケース内に設けられ、前記入口流路から流入した第２流体を各々の前記第２流路に案内するガイド部材と、を備え、前記ガイド部材は、前記チューブにおける第１流体の流れ方向に沿って互いに間隔をあけて複数配置されて前記チューブに向かって傾斜し、前記チューブの積層方向における長さが互いに異なる傾斜壁を有する。

【発明の効果】

【0008】

上記態様では、ケース内にガイド部材を設けることで、入口流路から流入した第２流体を第２流路に案内できるので、入口流路を複雑な構造にする必要はない。したがって、簡素な構成で第２流体の流れを均一化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る熱交換器の概略斜視図である。

【図2】図２は、熱交換器の一部を断面で示した平面図である。

【図3】図３は、熱交換器におけるチューブの分解斜視図である。

【図4】図４は、熱交換器におけるガイド部材の斜視図である。

【図5】図５は、ガイド部材の左側面図である。

【図6】図６は、入口流路側からチューブの積層方向に見たケースとガイド部材との取り付け状態を説明する断面図である。

【図7】図７は、図１におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。

【図8】図８は、図１におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。

【図9】図９は、図２におけるＩＸ−ＩＸ断面図である。

【図10】図１０は、図２におけるＸ−Ｘ断面図である。

【図11】図１１は、図２におけるＸＩ−ＸＩ断面図である。

【図12】図１２は、ガイド部材の周辺における第２流体の流れについて説明する断面図である。

【図13】図１３は、ガイド部材の周辺における第２流体の流れについて説明する斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る熱交換器１００について説明する。

【0011】

まず、図１から図３を参照して、熱交換器１００の構成について説明する。図１は、熱交換器１００の概略斜視図である。図２は、熱交換器１００の一部を断面で示した平面図である。図３は、熱交換器１００におけるチューブ１１の分解斜視図である。

【0012】

熱交換器１００は、エンジン（図示省略）の燃焼室にて燃焼した排気ガスの一部をＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）ガスとして燃焼室に還流するＥＧＲ装置に設けられる。熱交換器１００は、ＥＧＲガス（第１流体）とエンジンを冷却するエンジン冷却水（第２流体）との間で熱交換を行い、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラである。

【0013】

以下では、各図面において互いに直交するＸ，Ｙ，及びＺの３軸を設定して、熱交換器１００の構成について説明する。なお、チューブ１１の内周の第１流路１が延びるＸ軸方向を「流路方向」、チューブ１１の幅方向であるＹ軸方向を「流路幅方向」、各チューブ１１が積層されるＺ軸方向を「積層方向」とも称する。

【0014】

熱交換器１００は、積層コア１０と、ケース２０と、ガイド部材３０（図２参照）と、を備える。

【0015】

積層コア１０は、ＥＧＲガスとエンジン冷却水との間で熱交換を行う。積層コア１０は、複数（ここでは９個）のチューブ１１と、インナーフィン１２と、を有する。

【0016】

積層コア１０は、複数のチューブ１１が積層されて直方体形状になるように形成される。図２に示すように、各々のチューブ１１の内部には、ＥＧＲガスが流通する第１流路１が形成され、隣り合うチューブ１１の間には、エンジン冷却水が流通する第２流路２が形成される。

【0017】

図１に示すように、積層コア１０におけるＥＧＲガスの入口には、供給パイプ（図示省略）が取り付けられるフランジ部材１３が設けられる。積層コア１０におけるＥＧＲガスの出口には、各々のチューブ１１から排出されるＥＧＲガスを排出パイプ（図示省略）に導くフランジ部材１４が設けられる。

【0018】

図２に示すように、チューブ１１は、積層方向に積層して設けられる。図３に示すように、チューブ１１は、対向して設けられるチューブインナー１１ａとチューブアウター１１ｂとを有する。チューブインナー１１ａとチューブアウター１１ｂとは、共に凹状断面を有する平板状に形成さる。チューブインナー１１ａとチューブアウター１１ｂとは、凹部どうしを向かい合わせて、チューブアウター１１ｂがチューブインナー１１ａの外側を覆うように組み立てられる。チューブインナー１１ａとチューブアウター１１ｂとは、インナーフィン１２を収装する空間を形成する。

【0019】

チューブアウター１１ｂには、積層された状態で隣接する他のチューブ１１に当接し、当該他のチューブ１１との間に所定の間隔をあける複数（ここでは２個）の突起１１ｃと、エンジン冷却水が流通する流路を区画する一対の膨出部１１ｄと、が形成される。

【0020】

突起１１ｃは、チューブ１１の積層方向に突出して形成される。突起１１ｃは、チューブ１１における膨出部１１ｄが設けられない位置に形成される。隣接する一対のチューブ１１の間には、突起１１ｃの高さの分だけ、エンジン冷却水が流通する流路が形成される。

【0021】

膨出部１１ｄは、チューブ１１におけるＥＧＲガスの流れ方向の両端部に形成される。膨出部１１ｄは、チューブ１１の積層方向に突起１１ｃと同じだけ突出する。膨出部１１ｄは、積層された状態で隣接する他のチューブ１１と当接し、ロウ付けによって一体にされる。これにより、隣接する一対のチューブ１１の間のエンジン冷却水の流路が、ＥＧＲガスの流路に対して閉塞される。

【0022】

インナーフィン１２は、チューブ１１内に収装される。具体的には、インナーフィン１２は、チューブインナー１１ａとチューブアウター１１ｂとの間に形成される空間に収装される。インナーフィン１２は、隣り合う凹凸が互いにオフセットして並ぶオフセットフィンである。インナーフィン１２は、チューブ１１内におけるＥＧＲガスの流れを撹拌する。また、インナーフィン１２が設けられることによって、ＥＧＲガスが熱交換を行うための表面積が拡大する。よって、インナーフィン１２が設けられることによって、熱交換効率を向上させることができる。

【0023】

なお、インナーフィン１２を設けずに、隣接する一対のチューブ１１の間にアウターフィンを設けてもよい。この場合、チューブ１１に突起１１ｃを形成する必要はない。

【0024】

図１に示すように、ケース２０は、積層コア１０を収容する。ケース２０の内側には、エンジン冷却水が流通する。ケース２０は、第１ケース２０ａと、第２ケース２０ｂと、入口流路２３と、出口流路２４と、を有する。

【0025】

第１ケース２０ａは、略Ｕ字状の断面形状を有するように流路方向に沿って形成される。第１ケース２０ａは、平面状に形成される平面部２０ｃを有する。

【0026】

同様に、第２ケース２０ｂは、略Ｕ字状の断面形状を有するように流路方向に沿って形成される。第２ケース２０ｂは、平面状に形成される平面部２０ｄを有する。

【0027】

第２ケース２０ｂは、平面部２０ｄが第１ケース２０ａの平面部２０ｃと面一となるように第１ケース２０ａの内周に嵌合する。その状態で、第１ケース２０ａと第２ケース２０ｂとは、接合部２０ｅにて互いに接合される。即ち、第２ケース２０ｂは、第１ケース２０ａに内嵌接合される（図８参照）。これにより、ケース２０は、積層コア１０を覆うような筒状に形成される。

【0028】

ケース２０は、入口流路２３から流入して第２流路２に案内されるエンジン冷却水をチューブ１１の積層方向に流すための膨出部２１と、第２流路２から出口流路２４を通じて流出するエンジン冷却水をチューブ１１の積層方向に流すための膨出部２２と、を有する。

【0029】

膨出部２１と膨出部２２とは、各々ケース２０の外側に向かって膨出する。これにより、ケース２０内にエンジン冷却水の流路が形成される。

【0030】

ケース２０内には、ガイド部材３０が設けられる。ガイド部材３０は、膨出部２１内に配置される。ガイド部材３０については、図４から図８を参照しながら、後で詳細に説明する。

【0031】

入口流路２３は、第２ケース２０ｂの側面に突出するように設けられる。入口流路２３は、膨出部２１の積層方向端部に開口する。入口流路２３は、チューブ１１の積層方向からケース２０内にエンジン冷却水を流入させる。入口流路２３から供給されたエンジン冷却水は、積層コア１０の一端近傍に導かれた後に、ケース２０内に供給される。

【0032】

出口流路２４は、第２ケース２０ｂの入口流路２３が設けられるのと同じ側面に設けられる。出口流路２３は、膨出部２２の積層方向端部に開口する。出口流路２４は、ケース２０からチューブ１１の積層方向にエンジン冷却水を流出させる。ＥＧＲガスを冷却したエンジン冷却水は、積層コア１０の他端近傍まで導かれた後に、ケース２０から外部に排出される。

【0033】

このように、エンジン冷却水は、入口流路２３からケース２０内に流入し、第２流路２を略Ｕ字状に流通してＥＧＲガスと熱交換を行った後、出口流路２４から流出する。これに限らず、入口流路２３と出口流路２４とを、ケース２０における対向する面に設けてもよい。

【0034】

次に、図４から図８を参照して、ガイド部材３０について説明する。図４は、ガイド部材３０の斜視図である。図５は、ガイド部材３０の左側面図である。図６は、入口流路２３側からチューブ１１の積層方向に見たケース２０とガイド部材３０との取り付け状態を説明する断面図である。図７は、図１におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。図８は、図１におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。

【0035】

図４及び図５に示すように、ガイド部材３０は、複数の傾斜壁３０ａと、連結部３６と、側壁部３７と、取付部３８と、を有する。

【0036】

図６に示すように、ガイド部材３０は、板状に形成されてケース２０の内面に取り付けられる。図７に示すように、ガイド部材３０は、入口流路２３から流入したエンジン冷却水を各々の第２流路２に案内する。ケース２０内にガイド部材３０を設けることで、入口流路２３から流入したエンジン冷却水を第２流路２に案内できるので、入口流路２３を複雑な構造にする必要はない。したがって、簡素な構成で流体の流れを均一化することができる。

【0037】

傾斜壁３０ａは、チューブ１１におけるＥＧＲガスの流れ方向（流路方向）に沿って互いに間隔をあけて複数配置されてチューブ１１に向かって傾斜する。ここでは、図４及び図５に示すように、傾斜壁３０ａは、傾斜壁３１と、傾斜壁３３と、傾斜壁３５と、を有する。図６に示すように、傾斜壁３０ａは、ケース２０の膨出部２１内に設けられる。

【0038】

傾斜壁３１，３３，３５は、板材によって爪状に形成される。傾斜壁３１，３３，３５は、先端部３１ａ，３３ａ，３５ａに向かって円弧を描くように曲げられて傾斜する。即ち、傾斜壁３１，３３，３５は、先端部３１ａ，３３ａ，３５ａに向かって、チューブ１１に近接するように、かつケース２０の内面から離間するように傾斜して形成される。先端部エンジン冷却水が傾斜壁３１，３３，３５に沿って流れることで、エンジン冷却水の進行方向がチューブ１１の積層方向からチューブ１１の流路幅方向に変換される。

【0039】

傾斜壁３１，３３，３５は、チューブ１１の積層方向における長さが互いに異なる。具体的には、傾斜壁３１，３３，３５は、チューブ１１におけるＥＧＲガスの流れ方向の下流側に向かって順に長くなるように配置される。即ち、ＥＧＲガスの流れ方向の最下流の傾斜壁３５は、上流側に隣接する傾斜壁３３よりも長く、傾斜壁３３は、上流側に隣接する傾斜壁３１よりも長い。これにより、傾斜壁３１，３３，３５がＥＧＲガスの流れ方向の下流側に向かって段階的に長くなるので、エンジン冷却水の流れを乱さずに第２流路２に導くことができる。

【0040】

各々の隣り合う傾斜壁３１，３３，３５の間には、隙間３２，３４が形成される。具体的には、傾斜壁３１と傾斜壁３３との間には、隙間３２が形成され、傾斜壁３３と傾斜壁３５との間には、隙間３４が形成される。これにより、例えばガイド部材３０をプレス加工によって形成する場合に加工が容易である。なお、隙間３２，３４を形成しなくてもよい。

【0041】

このように、チューブ１１の積層方向における長さが互いに異なる傾斜壁３１，３３，３５が設けられるので、傾斜壁３１，３３，３５の長さに応じた位置の第２流路２に各々エンジン冷却水を案内することができる。

【0042】

図４から図６に示すように、チューブ１１におけるＥＧＲガスの流れ方向の最下流に配置される傾斜壁３５には、側壁部３７が設けられる。

【0043】

図４に示すように、側壁部３７は、積層方向の長さが最も長い傾斜壁３５の側面全体からＥＧＲガスの流路方向に向けて形成される。図６に示すように、側壁部３７は、傾斜壁３５から離間するほどチューブ１１に近接すように傾斜する。これにより、第２流路２に入らずにＥＧＲガスの流れ方向の下流に向かってエンジン冷却水が流れるバイパス流れが発生することが抑制される。

【0044】

図４に示すように、傾斜壁３０ａは、入口流路２３側で互いに連結される連結部３６を有する。また、連結部３６におけるエンジン冷却水の流れ方向の上流側の端部には、ケース２０の内面に近接する方向に曲げられる切り起こし部３６ａが形成される。

【0045】

図７に示すように、切り起こし部３６ａは、エンジン冷却水がガイド部材３０とケース２０の内面との間を通過してＥＧＲガスの流れ方向の下流に向かって流れるのを防止する。切り起こし部３６ａは、ケース２０の内面に当接してもよい。

【0046】

図６に示すように、取付部３８は、側壁部３７からＥＧＲガスの流れ方向の下流に延設される。取付部３８は、ケース２０の内面にロウ付けによって取り付けられる。図８に示すように、取付部３８は、ケース２０における膨出部２１の外の平面部２０ｄに取り付けられる。

【0047】

このように、傾斜壁３０ａは膨出部２１内に設けられるのに対して、取付部３８は膨出部２１の外に設けられる。そのため、膨出部２１を避けた平らな面にガイド部材３０を取り付けることができる。また、取付部３８と傾斜壁３０ａとの間を側壁部３７によって連結することができる。

【0048】

ガイド部材３０は、平面部２０ｄにおける接合部２０ｅから離間した位置にて取付部３８が第２ケース２０ｂに接合される。そのため、ロウ付けによってケース２０を形成する場合に、ガイド部材３０をケース２０に接合するためのロウ材が接合部２０ｅに流入することが防止される。したがって、ケース２０に対するガイド部材３０のロウ付けを確実に行うことができる。

【0049】

傾斜壁３０ａは、接合部２０ｅよりも第１ケース２０ａ側に延びて形成される。即ち、傾斜壁３０ａは、第１ケース２０ａ内から接合部２０ｅを越えて、第２ケース２０ｂ内にわたって形成される。これにより、傾斜壁３０ａは、チューブ１１の積層方向全体にわたって形成されるので、すべての第２流路２にエンジン冷却水を均等に導くことができる。

【0050】

次に、図９から図１１を参照して、傾斜壁３１，３３，３５の形状について説明する。図９は、図２におけるＩＸ−ＩＸ断面図である。図１０は、図２におけるＸ−Ｘ断面図である。図１１は、図２におけるＸＩ−ＸＩ断面図である。

【0051】

図９に示すように、傾斜壁３１は、他の傾斜壁３３，３５よりも短く形成される。即ち、傾斜壁３１は、最も短く形成される。傾斜壁３１の先端部３１ａは、対向するチューブ１１との間にＣ１［ｍｍ］の隙間をあけて形成される。傾斜壁３１は、先端部３１ａに向かって半径Ｒ１［ｍｍ］の円弧を描くように曲げられて傾斜する。

【0052】

図１０に示すように、傾斜壁３３は、傾斜壁３１よりも長く、かつ傾斜壁３５よりも短く形成される。傾斜壁３３の先端部３３ａは、対向するチューブ１１との間にＣ２［ｍｍ］の隙間をあけて形成される。傾斜壁３３は、先端部３３ａに向かって半径Ｒ２［ｍｍ］の円弧を描くように曲げられて傾斜する。

【0053】

隙間Ｃ２は、隙間Ｃ１よりも小さく設定される（Ｃ１＞Ｃ２）。また、半径Ｒ２は、半径Ｒ１よりも大きく形成される（Ｒ１＜Ｒ２）。よって、傾斜壁３３は、傾斜壁３１よりも曲率半径が大きい。換言すれば、傾斜壁３３は、傾斜壁３１よりも曲率が小さい。

【0054】

図１１に示すように、傾斜壁３５は、他の傾斜壁３１，３３よりも長く形成される。即ち、傾斜壁３５は、最も長く形成される。傾斜壁３５の先端部３５ａは、対向するチューブ１１との間にＣ３［ｍｍ］の隙間をあけて形成される。傾斜壁３５は、先端部３５ａに向かって半径Ｒ３［ｍｍ］の円弧を描くように曲げられて傾斜する。

【0055】

隙間Ｃ３は、隙間Ｃ２よりも小さく設定される（Ｃ２＞Ｃ３）。また、半径Ｒ３は、半径Ｒ２よりも大きく形成される（Ｒ２＜Ｒ３）。よって、傾斜壁３５は、傾斜壁３３よりも曲率半径が大きい。換言すれば、傾斜壁３５は、傾斜壁３３よりも曲率が小さい。

【0056】

このように、傾斜壁３１，３３，３５の先端部３１ａ，３３ａ，３５ａは、チューブ１１の積層方向の長さが長いほどチューブ１１との隙間が小さい。また、傾斜壁３１，３３，３５は、チューブ１１の積層方向の長さが長いほど先端部３１ａ，３３ａ，３５ａに向けて曲がる曲率が小さい。

【0057】

これにより、入口流路２３に近い位置では、エンジン冷却水の流速が比較的速いので、傾斜壁３１の曲率を大きくし、先端部３１ａとチューブ１１との隙間Ｃ１を大きくすることで、流路抵抗が大きくなることを抑制しながら、傾斜壁３１と対向するチューブ１１の第２流路２にエンジン冷却水を導くことができる。一方、入口流路２３から離れた位置では、エンジン冷却水の流速が比較的遅いので、傾斜壁３５の曲率を小さくし、先端部３５ａとチューブ１１との隙間Ｃ３を小さくすることで、流路抵抗が大きくなることを抑制しながら、傾斜壁３５と対向するチューブ１１の第２流路２にエンジン冷却水を導くことができる。

【0058】

次に、図１２及び図１３を参照して、熱交換器１００の作用について説明する。図１２は、ガイド部材３０の周辺におけるエンジン冷却水の流れについて説明する断面図である。図１３は、ガイド部材３０の周辺におけるエンジン冷却水の流れについて説明する斜視図である。

【0059】

図１２に矢印で示すように、入口流路２３から流入したエンジン冷却水は、その慣性によって膨出部２１内を直進しようとする。

【0060】

図１２及び図１３に示すように、エンジン冷却水は、傾斜壁３１の裏面に当たると、傾斜壁３１の形状に沿うように第２流路２に導かれる。このとき、エンジン冷却水の一部は、傾斜壁３１の一端側の隙間３２及びその反対側の端面から傾斜壁３１の表面側に回り込み、傾斜壁３１の表面に沿って流れて第２流路２へと進行方向を変える。即ち、エンジン冷却水は、傾斜壁３１の裏面だけでなく表面にも沿って進行方向を変える。

【0061】

同様に、エンジン冷却水は、傾斜壁３３の裏面に当たると、傾斜壁３３の形状に沿うように第２流路２に導かれる。このとき、エンジン冷却水の一部は、傾斜壁３３の両側の隙間３２，３４から傾斜壁３３の表面側に回り込み、傾斜壁３３の表面に沿って流れて第２流路２へと進行方向を変える。即ち、エンジン冷却水は、傾斜壁３３の裏面だけでなく表面にも沿って進行方向を変える。

【0062】

更に、エンジン冷却水は、傾斜壁３５の裏面に当たると、傾斜壁３５の形状に沿うように第２流路２に導かれる。このとき、エンジン冷却水の一部は、傾斜壁３５の一端側の隙間３４から傾斜壁３５の表面側に回り込み、傾斜壁３５の表面に沿って流れて第２流路２へと進行方向を変える。即ち、エンジン冷却水は、傾斜壁３５の裏面だけでなく表面にも沿って進行方向を変える。

【0063】

以上のように、エンジン冷却水は、傾斜壁３１，３３，３５の裏面に沿って第２流路２へと進行方向を変えるだけでなく、表面側に回り込み表面に沿って第２流路２へと進行方向を変える。したがって、エンジン冷却水の流れを妨げることがないので、流路抵抗を増加させずに、入口流路２３から流入したエンジン冷却水を第２流路２に導くことができる。

【0064】

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

【0065】

ＥＧＲガスとエンジン冷却水との間で熱交換が行われる熱交換器１００は、積層して設けられ、ＥＧＲガスが流通する第１流路１が内部に形成される複数のチューブ１１と、チューブ１１を収容し、隣り合うチューブ１１の間にエンジン冷却水が流通する複数の第２流路２を形成するケース２０と、チューブ１１の積層方向からケース２０内にエンジン冷却水を流入させる入口流路２３と、ケース２０内に設けられ、入口流路２３から流入したエンジン冷却水を各々の第２流路２に案内するガイド部材３０と、を備え、ガイド部材３０は、チューブ１１におけるＥＧＲガスの流れ方向に沿って互いに間隔をあけて複数配置されてチューブ１１に向かって傾斜し、チューブ１１の積層方向における長さが互いに異なる傾斜壁３１，３３，３５を有する。

【0066】

この構成によれば、ケース２０内にガイド部材３０を設けることで、入口流路２３から流入したエンジン冷却水を第２流路２に案内できるので、入口流路２３を複雑な構造にする必要はない。また、チューブ１１の積層方向における長さが互いに異なる傾斜壁３１，３３，３５が設けられるので、傾斜壁３１，３３，３５の長さに応じた位置の第２流路２
に各々エンジン冷却水を案内することができる。したがって、簡素な構成で流体の流れを均一化することができる。更に、エンジン冷却水は、傾斜壁３１，３３，３５の裏面に沿って第２流路２へと進行方向を変えるだけでなく、表面側に回り込み表面に沿って第２流路２へと進行方向を変える。したがって、エンジン冷却水の流れを妨げることがないので、流路抵抗を増加させずに、入口流路２３から流入したエンジン冷却水を第２流路２に導くことができる。

【0067】

また、傾斜壁３１，３３，３５は、チューブ１１の積層方向の長さが長いほどチューブ１１との隙間Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が小さい先端部３１ａ，３３ａ，３５ａを有する。

【0068】

また、傾斜壁３１，３３，３５は、チューブ１１の積層方向の長さが長いほど先端部３１ａ，３３ａ，３５ａに向けて曲がる曲率が小さい。

【0069】

これらの構成によれば、入口流路２３に近い位置では、エンジン冷却水の流速が比較的速いので、傾斜壁３１の曲率を大きくし、先端部３１ａとチューブ１１との隙間Ｃ１を大きくすることで、流路抵抗が大きくなることを抑制しながら、傾斜壁３１と対向するチューブ１１の第２流路２にエンジン冷却水を導くことができる。一方、入口流路２３から離れた位置では、エンジン冷却水の流速が比較的遅いので、傾斜壁３５の曲率を小さくし、先端部３５ａとチューブ１１との隙間Ｃ３を小さくすることで、流路抵抗が大きくなることを抑制しながら、傾斜壁３５と対向するチューブ１１の第２流路２にエンジン冷却水を導くことができる。

【0070】

また、傾斜壁３１，３３，３５は、チューブ１１におけるＥＧＲガスの流れ方向の下流側に向かって順に長くなるように配置される。

【0071】

この構成によれば、傾斜壁３１，３３，３５がＥＧＲガスの流れ方向の下流側に向かって段階的に長くなるので、エンジン冷却水の流れを乱さずに第２流路２に導くことができる。

【0072】

また、チューブ１１におけるＥＧＲガスの流れ方向の最下流に配置される傾斜壁３５には、ＥＧＲガスの流れ方向の下流に向かってエンジン冷却水が流れるのを抑制する側壁部３７が設けられる。

【0073】

この構成によれば、側壁部３７が設けられることで、第２流路２に入らずにＥＧＲガスの流れ方向の下流に向かってエンジン冷却水が流れるバイパス流れが発生することが抑制される。

【0074】

また、ガイド部材３０は、板状に形成されてケース２０の内面に取り付けられる。

【0075】

この構成によれば、ケース２０の内面に板状のガイド部材３０が取り付けられるので、簡素な構成で流体の流れを均一化することができる。

【0076】

また、傾斜壁３１，３３，３５は、入口流路２３側で互いに連結される連結部３６と、連結部３６におけるエンジン冷却水の流れ方向の上流側の端部に形成され、ケース２０の内面に近接する方向に曲げられる切り起こし部３６ａを有する。

【0077】

この構成によれば、切り起こし部３６ａが設けられることで、エンジン冷却水がガイド部材３０とケース２０の内面との間を通過してＥＧＲガスの流れ方向の下流に向かって流れるのを防止する。

【0078】

また、ガイド部材３０は、チューブ１１におけるＥＧＲガスの流れ方向の下流に延設されてケース２０の内面に取り付けられる取付部３８を有する。

【0079】

また、ケース２０は、入口流路２３から流入して第２流路２に案内されるエンジン冷却水をチューブ１１の積層方向に流すための膨出部２１を有し、傾斜壁３０ａは、膨出部２１内に設けられ、取付部３８は、膨出部２１の外に設けられる。

【0080】

これらの構成によれば、傾斜壁３０ａは膨出部２１内に設けられるが、ケース２０の内面にガイド部材３０を取り付けるための取付部３８は膨出部２１の外に設けられる。そのため、膨出部２１を避けた平らな面にガイド部材３０を取り付けることができる。また、取付部３８と傾斜壁３０ａとの間を側壁部３７によって連結することができる。

【0081】

また、ＥＧＲガスとエンジン冷却水との間で熱交換が行われる熱交換器１００は、積層して設けられ、ＥＧＲガスが流通する第１流路１が内部に形成される複数のチューブ１１と、チューブ１１を収容し、隣り合うチューブ１１の間にエンジン冷却水が流通する複数の第２流路２を形成するケース２０と、チューブ１１の積層方向からケース２０内にエンジン冷却水を流入させる入口流路２３と、ケース２０内に設けられ、入口流路２３から流入したエンジン冷却水を各々の第２流路２に案内するガイド部材３０と、を備え、ケース２０は、第１ケース２０ａと、平面部２０ｄと第１ケース２０ａに内嵌接合される接合部２０ｅとを有する第２ケース２０ｂと、を有し、ガイド部材３０は、平面部２０ｄにおける接合部２０ｅから離間した位置にて第２ケース２０ｂに接合される。

【0082】

この構成によれば、ケース２０内にガイド部材３０を設けることで、入口流路２３から流入したエンジン冷却水を第２流路２に案内できるので、入口流路２３を複雑な構造にする必要はない。したがって、簡素な構成で流体の流れを均一化することができる。また、ガイド部材３０は、平面部２０ｄにおける接合部２０ｅから離間した位置にて第２ケース２０ｂに接合される。そのため、ロウ付けによってケース２０を形成する場合に、ガイド部材３０をケース２０に接合するためのロウ材が接合部２０ｅに流入することが防止される。したがって、ケース２０に対するガイド部材３０のロウ付けを確実に行うことができる。

【0083】

また、ガイド部材３０は、接合部２０ｅよりも第１ケース２０ａ側に延びて形成される傾斜壁３０ａを有する。

【0084】

この構成によれば、傾斜壁３０ａは、チューブ１１の積層方向全体にわたって形成されるので、すべての第２流路２にエンジン冷却水を均等に導くことができる。

【0085】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0086】

例えば、上記実施形態に係る熱交換器１００は、ＥＧＲクーラに限らず、車両に搭載されるチャージエアクーラなどの熱交換器にも適用できる。また、車両以外に使用される熱交換器にも適用できる。

【0087】

また、上記実施形態では、３個の傾斜壁３１，３３，３５が設けられるが、これに限られるものではない。積層コア１０の積層方向の大きさにあわせて、単一又は複数の傾斜壁を設けることが可能である。

【符号の説明】

【0088】

１００ 熱交換器
１ 第１流路
２ 第２流路
１１ チューブ
１１ｄ 膨出部
２０ ケース
２０ａ 第１ケース
２０ｂ 第２ケース
２０ｃ 平面部
２０ｄ 平面部
２０ｅ 接合部
２１ 膨出部
２２ 膨出部
２３ 入口流路
２４ 出口流路
３０ ガイド部材
３０ａ 傾斜壁
３１ 傾斜壁
３１ａ 先端部
３２ 隙間
３３ 傾斜壁
３３ａ 先端部
３４ 隙間
３５ 傾斜壁
３５ａ 先端部
３６ 連結部
３６ａ 切り起こし部
３７ 側壁部
３８ 取付部

【要約】

【課題】簡素な構成でエンジン冷却水の流れを均一化する。
【解決手段】熱交換器１００は、積層して設けられ、ＥＧＲガスが流通する第１流路１が内部に形成される複数のチューブ１１と、チューブ１１を収容し、隣り合うチューブ１１の間にエンジン冷却水が流通する複数の第２流路２を形成するケース２０と、チューブ１１の積層方向からケース２０内にエンジン冷却水を流入させる入口流路２３と、ケース２０内に設けられ、入口流路２３から流入したエンジン冷却水を各々の第２流路２に案内するガイド部材３０と、を備え、ガイド部材３０は、チューブ１１におけるＥＧＲガスの流れ方向に沿って互いに間隔をあけて複数配置されてチューブ１１に向かって傾斜し、チューブ１１の積層方向における長さが互いに異なる傾斜壁３１，３３，３５を有する。
【選択図】図７

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】