內散熱片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的一個目的是提供一種EGR冷卻器的管子用內散熱片，其在促進排放氣體和冷卻水之間的熱交換的同時，防止由于煙塵堵塞引起的性能下降，并且在制造時容易組裝。內散熱片(1)用于扁平的管子，該管子安裝于冷卻排放氣體的EGR冷卻器內，并使排放氣體通過，該內散熱片(1)形成為將板材形成為沿寬度方向重復凹凸的形狀并使該重復凹凸在氣體流動方向上每隔預定的長度交替地左右偏移的錯列形狀，該內散熱片(1)在每一個由一對左右側壁包圍的段(10)上將上表面部和下表面部的任一者切出立起而形成有：第一突起(11)，其向氣體流動方向上游側傾斜；和第二突起(12)，其配置于該第一突起(11)的下游側，以與第一突起(11)的傾斜角相同的角度向氣體流動方向下游側傾斜。
【專利說明】內散熱片
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內散熱片，其主要收容于安裝于EGR冷卻器內并使排放氣體通過的管子，并促進排放氣體的熱交換。
【背景技術】
[0002]以往，作為收容于EGR冷卻器的管子內的內散熱片，如圖5所示，存在如下的內散熱片9:將板材沖壓加工為沿寬度方向重復凹凸的矩形波形的波板形，并且，將該重復凹凸在氣體流動方向上每隔預定的長度交替地左右偏移的錯列形狀。
[0003]此外，在用于EGR冷卻器的內散熱片中存在如下的內散熱片:為了提高管子的散熱性能，通過使內散熱片的寬度方向的凹凸(以下稱為散熱片間距)減小，從而擴大了換熱面積(專利文獻I)。
[0004]此外，存在如下的內散熱片:為了提高散熱性能，形成從錯列型內散熱片的上下表面向氣體流路內突出的突起，通過該突起使排放氣體產生紊流(專利文獻2)。
[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2008-39380號公報
[0008]專利文獻2:日本特開2010-96456號公報
[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]但是，專利文獻I的構成中，當使散熱片間距過小時，雖說散熱性能提高，但是存在管子的截面積中的內散熱片所占的比例增大而管子的通氣阻力變大的問題。
[0011]此外，由于管子的截面積中的內散熱片所占的比例增大，所以包含于排放氣體的煙塵、PM(顆粒物)等容易堆積，管子發(fā)生堵塞，有可能喪失作為換熱器的功能。
[0012]進而，減小散熱片間距的話，則內散熱片的展開長度變長，材料增加，所以導致材料成本增加。
[0013]此外，在專利文獻2的構成中，這樣的突起大多形成為沿氣體流動方向(前后方向)具有方向性的形狀，如果在制造時將內散熱片前后顛倒地組裝于管子，則不能發(fā)揮預定的性能。
[0014]此外，由于一個一個的突起為了促進紊流而直立設置，所以伴隨長期的使用，包含于排放氣體的煙塵、PM容易堆積于突起，有可能發(fā)生紊流促進功能的下降、熱傳遞率的降低。

【發(fā)明內容】

[0015]本發(fā)明是為了解決所述的問題點而提出的，其目的在于提供一種EGR冷卻器的管子用內散熱片，其在促進排放氣體和冷卻水之間的熱交換的同時，不易由于煙塵堵塞而引起性能下降，并且在制造時容易組裝。
[0016]用于解決課題的方法[0017]本發(fā)明中，用于解決所述課題的方法如下所述。
[0018]第一發(fā)明為一種內散熱片，其用于扁平的管子，該管子安裝于冷卻排放氣體的EGR冷卻器內并使排放氣體通過，所述內散熱片的特征在于，所述內散熱片形成為將板材形成為沿寬度方向重復凹凸的形狀并使該重復凹凸在氣體流動方向上每隔預定的長度交替地左右偏移的錯列形狀，所述內散熱片在每一個由一對左右側壁包圍的段上將上表面部和下表面部的任一者切出立起而形成有:第一突起，其向氣體流動方向上游側傾斜；和第二突起，其配置于該第一突起的下游側，以與第一突起的傾斜角相同的角度向氣體流動方向下游側傾斜。
[0019]此外，第一突起“向氣體流動方向上游側傾斜”是指包括從上游方向向左、右任一側以小于90度大小傾斜的情況，第二突起“向氣體流動方向下游側傾斜”是指包括從下游方向向左、右任一側以小于90度大小傾斜的情況。
[0020]第二發(fā)明的特征在于，所述第一突起和所述第二突起的距離Lc為所述第一突起以及所述第二突起的高度Lh的0.5倍以上1.5倍以下。
[0021]第三發(fā)明的特征在于，相對于所述段的中心位置，所述第一突起和所述第二突起對稱地形成。
[0022]發(fā)明效果
[0023]根據第一發(fā)明，內散熱片形成為將板材形成為沿寬度方向重復凹凸的形狀并使該重復凹凸在氣體流動方向上每隔預定的長度交替地左右偏移的錯列形狀，其在每個以一對左、右側壁包圍的段上，內散熱片將上表面部和下表面部的任一者切出立起而形成有:第一突起，其向氣體流動方向上游側傾斜；和第二突起，其配置于該第一突起的下游側，以與第一突起的傾斜角相同的角度向氣體流動方向下游側傾斜，由此，流入到段中的排放氣體在第一突起處被積極地促進紊流化，在第二突起處被順暢地向下游側的段擴散，所以，不需要將散熱片間距設置得較小，就能夠提高管子的散熱性能。
[0024]此外，伴隨EGR冷卻器的使用，包含于排放氣體的煙塵即使蓄積于向上游側傾斜的第一突起的上游側，也幾乎不會堆積到向下游側傾斜的第二突起。因此，能夠抑制管子的散熱性能的下降，并能夠延長產品的壽命。
[0025]根據第二發(fā)明，所述第一突起和所述第二突起的距離Lc為所述第一突起以及所述第二突起的高度Lh的0.5倍以上1.5倍以下。通過該構成，由于被第一突起促進了紊流化后的排放氣體被第二突起圓滑地擴散的乘積效應，能夠同時實現(xiàn)管子的散熱性能的提高和內散熱片的成型容易性。
[0026]根據第三發(fā)明，相對于所述段的中心位置，所述第一突起和所述第二突起對稱地形成。通過該構成，在組裝管子時，即使將內散熱片前后顛倒地進行配置，也不會降低管子的散熱性能，不擔心在制造時的錯誤安裝，能夠穩(wěn)定管子的質量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為表示本發(fā)明的實施方式所涉及的使用內散熱片的EGR冷卻器的立體圖。
[0028]圖2(a)為所述內散熱片的局部立體圖，(b)為所述內散熱片的局部俯視圖。
[0029]圖3(a)為表示所述內散熱片的段內的側面說明圖，(b)為所述內散熱片的使用狀態(tài)的說明圖。[0030]圖4為表示所述內散熱片和現(xiàn)有的內散熱片的散熱性能的比較試驗的結果的圖表。
[0031]圖5為現(xiàn)有內散熱片的局部立體圖。
[0032]附圖標記說明
[0033]1:內散熱片
[0034]2:外殼
[0035]3:管子
[0036]4:芯部
[0037]5:入口集管
[0038]6:出口集管
[0039]7:冷卻水入口管
[0040]8:冷卻水出口管
[0041]9:(現(xiàn)有的)內散熱片
[0042]10(10a、10b、10c、IOd):段
[0043]11:第一突起
[0044]12:第二突起
[0045]13:煙塵
【具體實施方式】
[0046]以下，關于本發(fā)明的實施方式所涉及的EGR冷卻器的管子用內散熱片進行說明。
[0047]如圖1所示，使用該內散熱片I的EGR冷卻器形成有如下的芯部4:在組合一對截面為U字形的SUS (不銹鋼)制的部件而成的大徑筒狀外殼2的內部，將多個扁平的SUS制的管子3以預定的間隔疊層。
[0048]在芯部4的使管子3敞開的兩端，分別安裝有向管子3供給排放氣體的SUS制的入口集管5和從管子3導出排放氣體的SUS制的出口集管6。
[0049]此外，在外殼2的入口側下表面部，連接有供給冷卻水的冷卻水入口管7，在外殼2的出口側上表面部連接有導出冷卻水的冷卻水出口管8。
[0050]在該EGR冷卻器的芯部4中，排放氣體分支并通過多個管子3，并且冷卻水流經管子3和外殼2之間的冷卻水流路，排放氣體通過與冷卻水進行熱交換而被冷卻。
[0051]管子3是將在大致平坦的平板部的兩側端豎立設置內側壁而成的管里件、和在大致平坦的平板部的兩側端豎立設置外接于所述內側壁的外側壁而成的管表件組裝而成的，形成為中空的扁平管狀。管里件和管表件通過釬焊而接合。
[0052]在該管子3上，在管里件以及管表件的長度方向兩端形成有使平板部沿厚度方向膨出的膨出部。因此，若疊層多個管子3，則通過該膨出部與其他的管子3抵接，從而在管子3相互之間設置有作為冷卻水流路的預定間隙。
[0053]各管子3通過收容錯列形狀的內散熱片1，從而在促進通過內部的排放氣體的紊流化的同時，增加排放氣體和冷卻水的熱交換面積，促進熱交換。
[0054]在對管里件以及管表件進行組裝時，將內散熱片I配置于兩者之間，并在上表面部以及下表面部釬焊于管里件的平板部以及管表件的平板部。[0055]如圖2(a)所示，該內散熱片I形成為將SUS制的板材沿寬度方向(左右方向)重復凹凸、并使該重復凹凸在氣體流動方向(前后方向)上每隔預定長度交替地左右偏移的錯列形狀。左右的偏移量設定為散熱片間距Fp的大約4分之I (寬度方向的凹或凸的一半)。
[0056]由此，在內散熱片上，沿長度方向以及寬度方向設置有多個由一對左右側壁包圍的段10。
[0057]如圖2(a)、(b)所示，在內散熱片I的每一個段10上，將上表面部或下表面部的一部分切出立起，形成有向氣體通道內突出的第一突起11和第二突起12。
[0058]第一突起11以及第二突起12均切出立起為梯形形狀，配置于氣體流動方向上游側的第一突起11向上游側傾斜，配置于氣體流動方向下游側的第二突起12向第一突起的相反方向、即下游側傾斜。如圖3(a)所示，第一突起11和第二突起12沿相反方向以相同大小的角度切出立起，所以在圖3(a)上(側視圖中)，第一突起11向左上方突出，第二突起12向右上方突出。
[0059]此外，如圖2(b)所示，第一突起11相對于氣體流動方向(前后方向)向左和右的任一方傾斜，其下游側的第二突起12向與該第一突起11左右相反的相反方向以相同的角度傾斜。
[0060]如圖2(b)所示，在特定的段IOa中，形成于下表面部的第一突起11向上游左側傾斜、且第二突起12向下游右側傾斜時，在與該段IOa左右相鄰的段IOb中，形成于上表面部的第一突起11以相同的角度向上游左側傾斜，第二突起12以相同的角度向下游右側傾斜。
[0061]另一方面，在與所述特定的段IOa的上游側或下游側相鄰的段10c、10d中，第一突起11向上游右側傾斜，第二突起12向下游左側傾斜。此外，所述特定的段IOa的第一突起11相對于氣體流動方向向左側傾斜的角度大小等于與其上游側或下游側相鄰的段10c、IOd的第一突起11相對于氣體流動方向向右側傾斜的角度大小，所述特定的段IOa的第二突起12相對于氣體流動方向向右側傾斜的角度大小也等于與其上游側或下游側相鄰的段IOcUOd的第二突起12相對于氣體流動方向向左側傾斜的角度大小。
[0062]根據所使用的EGR冷卻器的通氣阻力、排放氣體的每單位時間的流量將第一突起11以及第二突起12的向左右傾斜的角度以及高度方向的切出立起的角度調整為最適當。
[0063]圖3(a)、(b)中的虛線箭頭表示排放氣體的流動。
[0064]第一突起11向氣體流動方向上游側傾斜，為使流入段10的排放氣體積極地發(fā)生紊流的形狀。
[0065]第二突起12向氣體流動方向下游側傾斜，所以使由第一突起11促進了紊流化后的排放氣體向下游側的左右兩個段10擴散并順暢地流動。
[0066]此外，如圖3(a)所示，第一突起11和第二突起12的距離Lc優(yōu)選設定為第一突起11以及第二突起12的高度Lh的0.5倍以上1.5倍以下。
[0067]如果使Lc大于Lh的1.5倍，則第一突起11和第二突起12不會以乘積效應發(fā)揮作用，不能獲得用第二突起12使由第一突起11促進了紊流化后的排放氣體順暢地擴散的效果。
[0068]此外，如果Lc小于Lh的0.5倍，則在內散熱片I上形成第一突起11以及第二突起12時，有可能受模具強度的影響而不能成型。在Lh的0.5?1.5倍的范圍內，Lc設定得越小，越能夠提高管子3的散熱性能。
[0069]如圖2(b)所示，第一突起11和第二突起12的中央與段10的中心一致，第一突起11和第二突起12相對于段10的中心對稱地形成。因此，即使使內散熱片I沿水平方向轉動180度，在各段10中，也僅是互換第一突起11和第二突起12的位置，而段10的相對于排放氣體流動的內部結構不會改變。
[0070]在收容有這樣的內散熱片I的管子3中，分散并流入各段10內的排放氣體由于向上游側傾斜的第一突起11而發(fā)生紊流，然后由于向下游側傾斜的第二突起12而向下游側的段10順暢地擴散，所以促進排放氣體和冷卻水的熱交換，能夠提高管子3的散熱性能。
[0071]此外，如圖3(b)所示，伴隨EGR冷卻器的使用，包含于排放氣體中的煙塵13即使堆積向上游側傾斜的第一突起11的上游表面，也幾乎不會堆積于向下游側傾斜的第二突起12上。因此，能夠抑制管子3的散熱性能的下降，能夠延長產品壽命。
[0072]此外，通過將第一突起11和第二突起12的距離Lc設定為第一突起11以及第二突起12的高度Lh的0.5倍以上1.5倍以下，從而能夠同時實現(xiàn)內散熱片I的成型容易性和由第一突起11和第二突起12的乘積效應帶來的散熱性能的提高。
[0073]進而，第一突起11和第二突起12相對于段10的中心對稱地形成，即使沿水平方向旋轉180度，段10的相對于排放氣體流動的內部結構也不會改變。因此，在進行管子3的組裝時，即使前后顛倒地配置內散熱片1，也不會導致管子3的散熱性能下降，也不擔心制造時的誤安裝，能夠穩(wěn)定管子3的質量。
[0074]< 試驗 >
[0075]關于收容有本發(fā)明的實施方式所涉及的內散熱片(實施例)的管子、收容有如圖5所示那樣既不設置第一突起也不設置第二突起的內散熱片(比較例I)的管子、以及收容有在各段上僅設置第一突起而不設置第二突起的內散熱片(比較例2)的管子，進行使排放氣體以15m/s的流速流動時的流體解析，對散熱性能進行了比較，得到圖4那樣的結果。
[0076]以比較例I的散熱量為100%，則比較例2的散熱量為117.4%，實施例的散熱量為 121.9%。
[0077]因此，可知:在設置有第一突起11以及第二突起12的實施例中，相對于未設置第一突起以及第二突起的比較例I，散熱性能提高21.9%，相對于僅設置第一突起的比較例2，散熱性能也提高了大約3.8 %。
[0078]雖然參照特定的實施方式對本發(fā)明進行了詳細說明，但是，對于本領域的技術人員來說顯而易見，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，能夠進行各種變更、修改。
[0079]本申請基于2011年11月30日提交的日本專利申請(申請?zhí)?011-261325)，并且將其內容通過參照而引入于此。
【權利要求】
1.一種內散熱片，其用于扁平的管子，該管子安裝于冷卻排放氣體的EGR冷卻器內并使排放氣體通過，所述內散熱片的特征在于， 所述內散熱片形成為將板材形成為沿寬度方向重復凹凸的形狀并使該重復凹凸在氣體流動方向上每隔預定的長度交替地左右偏移的錯列形狀， 所述內散熱片在每一個由一對左右側壁包圍的段上將上表面部和下表面部的任一者切出立起而形成有:第一突起，其向氣體流動方向上游側傾斜；和第二突起，其配置于該第一突起的下游側，以與第一突起的傾斜角相同的角度向氣體流動方向下游側傾斜。
2.如權利要求1所述的內散熱片，其特征在于， 所述第一突起和所述第二突起的距離Lc為所述第一突起以及所述第二突起的高度Lh的0.5倍以上1.5倍以下。
3.如權利要求1所述的內散熱片，其特征在于， 相對于所述段的中心位置，所述第一突起和所述第二突起對稱地形成。
【文檔編號】F28F1/06GK103975217SQ201280058935
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年11月22日 優(yōu)先權日:2011年11月30日
【發(fā)明者】橫尾哲 申請人:東京散熱器制造株式會社