排氣熱交換裝置制造方法
【專利摘要】一種EGR冷卻器(1)，包括：具有多個(gè)管子(7)和第一水通道(33)的熱交換芯(3)；分別設(shè)置在上游側(cè)和下游側(cè)的與管子(7)內(nèi)部連通的上游側(cè)氣箱部分(6)和下游側(cè)氣箱部分(8)；形成第一水通道(33)和形成與上游側(cè)氣箱部分(6)周圍的水通道連通的第二水通道(202)的水箱部分(2)；在內(nèi)部管(50)中形成與上游側(cè)氣箱部分(6)的內(nèi)部連通的氣體通道(53)和在內(nèi)部管(50)和外部管(51)之間形成與第二水通道(202)連通的水通(52)道；連接到外部管(51)使得冷卻水流入水通道(52)的水流入管(54)；和連接到水箱部分(2)使得冷卻水從第一水通道(33)流出的水流出管(34)。
【專利說明】排氣熱交換裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本公開基于2011年12月19日遞交的日本專利申請(qǐng)N0.2011-277501和2012年11月30日遞交的日本專利申請(qǐng)N0.2012-262210，通過引用將它們公開的內(nèi)容結(jié)合到本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及排氣熱交換裝置，該排氣熱交換裝置在從內(nèi)燃機(jī)排出的排氣和冷卻流體之間執(zhí)行熱交換。
【背景技術(shù)】
[0004]專利文獻(xiàn)I公開一種具有殼體的排氣熱交換裝置，在該殼體中容納有熱交換芯。該熱交換芯被構(gòu)造成具有多個(gè)層疊的管子，排氣流動(dòng)通過多個(gè)層疊的管子。殼體在管子的縱向方向的兩端的附近具有入口和出口，冷卻水通過入口在與縱向方向正交的方向上引入，冷卻水通過出口在相同的正交方向上排出。殼體還具有在箱部分中的排氣流入部分和排氣流出部分，箱部分沿縱向方向定位在比多個(gè)管子的兩端部分更外側(cè)的外側(cè)上。芯板在縱向方向的兩端部保持住多個(gè)管子，并且將冷卻水通道和箱部分相互分隔開。芯板連接到形成箱部分的接合部分。因此，芯板與冷卻水接觸，并且接合部分與排氣接觸。
[0005]根據(jù)前述構(gòu) 造，從排氣流入部分流入殼體的排氣在通過一端側(cè)上的接合部分的內(nèi)部之后在多個(gè)管子中流動(dòng)。從多個(gè)管子流出的排氣通過另一側(cè)上的接合部分的內(nèi)部，并且然后從排氣流出部分排出。當(dāng)排氣流動(dòng)通過多個(gè)管子時(shí)，在排氣和冷卻水之間執(zhí)行熱交換，前述冷卻水在多個(gè)管子的附近、從入口向出口流動(dòng)通過冷卻水通道。因此，排氣僅在熱交換芯中被冷卻水冷卻。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)I JP-A-2003-106785
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在專利文獻(xiàn)I所示的排氣熱交換裝置中，為了確保排氣冷卻性能的增加，需要增加熱交換芯的熱交換性能。因此，必須增加熱交換表面面積，并且必須通過增加管子的數(shù)量或通過增加管子在縱向方向上的長度來增加熱交換芯的尺寸。
[0010]因?yàn)楦邷嘏艢饬鲃?dòng)通過接合部分的內(nèi)部，因此接合部分的溫度增加。芯板被冷卻水冷卻，并且因此芯板和接合部分之間的溫度差增加。因此，該溫度差會(huì)增加芯板和接合部分之間的熱膨脹差，因而在兩個(gè)部件之間的連接部分中產(chǎn)生大的熱應(yīng)變，導(dǎo)致在該連接部分需要更高強(qiáng)度。
[0011]本公開的一個(gè)目的是提供一種能夠確保排氣冷卻性能且尺寸減小的排氣熱交換
>J-U ρ?α裝直。[0012]解決問題的技術(shù)手段
[0013]根據(jù)本公開，為了實(shí)現(xiàn)前述目的，采用下述技術(shù)手段。根據(jù)第一公開，一種排氣熱交換裝置，設(shè)置有:
[0014]熱交換芯，包括多個(gè)管子，從內(nèi)燃機(jī)排出的排氣在多個(gè)管子中流動(dòng)，所述熱交換芯在其周圍限定第一水通道，冷卻水流動(dòng)通過第一水通道；
[0015]上游側(cè)氣箱部分，被構(gòu)造成相對(duì)于多個(gè)管子在排氣的更上游側(cè)在內(nèi)部形成與多個(gè)管子連通的通道；
[0016]下游側(cè)氣箱部分，被構(gòu)造成相對(duì)于多個(gè)管子在排氣的更下游側(cè)在內(nèi)部形成與多個(gè)管子連通的通道；
[0017]水箱部分，被構(gòu)造成通過圍繞多個(gè)管子來形成第一水通道，所述水箱部分在上游側(cè)氣箱部分的周圍形成與第一水通道連通的第二水通道；
[0018]雙管部分，包括內(nèi)部管和外部管，所述內(nèi)部管形成氣體通道，所述氣體通道與上游側(cè)氣箱部分的內(nèi)部連通，使得所述排氣流動(dòng)通過氣體通道，所述雙管部分在內(nèi)部管和外部管之間形成環(huán)形水通道，所述環(huán)形水通道與第二水通道連通，使得所述冷卻水流動(dòng)通過環(huán)形水通道；
[0019]水流入部分，連接到外部管，所述冷卻水通過水流入部分流入環(huán)形水通道中；和
[0020]水流出部分，連接到水箱部分，所述冷卻水通過水流出部分從第一水通道流出。
[0021]根據(jù)前述公開，排氣不僅能夠在熱交換芯中被冷卻，而且能夠被設(shè)置在熱交換芯的上游側(cè)的雙管部分等冷卻。因此，當(dāng)與現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比，能夠顯著地提高排氣冷卻性能。此外，因?yàn)槌藷峤粨Q芯之外還具有能夠冷卻排氣的部分，因此，能夠減小熱交換芯中的熱交換面積，并且整個(gè)EGR冷卻器的尺寸能夠被減小。
[0022]根據(jù)第二公開，所述水箱部分包括第一分割體和第二分割體，所述第一分割體和第二分割體被組裝成在與排氣流動(dòng)的方向交叉的方向上彼此面對(duì)面。由于第一分割體和第二分割體被組裝成在前述方向上彼此面對(duì)面，因此其它部件能夠通過組裝的第一分割體和第二分割體被水箱部分支撐和連接在一起。這樣，能夠提供具有優(yōu)秀的組裝效率的排氣熱交換裝置。
[0023]根據(jù)第三公開，所述上游側(cè)氣箱部分以插入所述內(nèi)部管的內(nèi)側(cè)的方式連接到所述內(nèi)部管，且第一密封部件置于所述上游側(cè)氣箱部分和內(nèi)部管之間。所述外部管以插入水箱部分的內(nèi)側(cè)的方式連接到水箱部分，且第二密封部件置于所述外部管和水箱部分之間。
[0024]根據(jù)本公開，通過使用采用第一密封部件的簡單結(jié)構(gòu)，能夠防止在上游側(cè)氣箱部分和雙管部分之間的連接部分中排氣和冷卻水之間的混合。通過使用采用第二密封部件的簡單結(jié)構(gòu)，能夠防止在水箱部分和雙管部分之間的連接部分中冷卻水泄漏。例如，能夠建立流體泄漏防止結(jié)構(gòu)，而無需通過在連接部分中的銅焊、結(jié)合等形成任何聯(lián)接結(jié)構(gòu)。
[0025]根據(jù)第四公開，所述雙管部分連接到水箱部分和上游側(cè)氣箱部分。所述排氣熱交換裝置還包括環(huán)狀部件，該環(huán)狀部件裝配到水箱部分的定位在與外部管連接的部位處的外周部上。所述環(huán)狀部件支撐水箱部分以從外側(cè)緊固該水箱部分。
[0026]根據(jù)本公開，通過環(huán)狀部件的緊固力，水箱部分的外周部夾緊雙管部分的夾緊力能夠被提高。水箱部分和雙管部分能夠被可靠地結(jié)合，并且能夠確保結(jié)合質(zhì)量。
[0027]根據(jù)第五公開，所述排氣熱交換裝置設(shè)置有:總箱板，各個(gè)管子的端部連接到該總箱板。所述上游側(cè)氣箱部分連接到所述總箱板。根據(jù)本公開，每個(gè)管子能夠被精確地定位，并且管子和另一個(gè)部件之間的結(jié)合部分中的間隙能夠被避免。因此，能夠防止排氣從氣體通道泄漏。
[0028]根據(jù)第六公開，所述多個(gè)管子的端部連接到上游側(cè)氣箱部分，并且由上游側(cè)氣箱部分支撐。上游側(cè)氣箱部分和管子都被冷卻水可靠地冷卻，并且因此兩個(gè)部件之間的溫度差能夠被減小。因此，能夠防止兩個(gè)部件之間的溫度差所導(dǎo)致的熱應(yīng)力，并且能夠確保產(chǎn)品的強(qiáng)度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是顯示應(yīng)用于本公開的第一實(shí)施例的排氣冷卻器的立體圖。
[0030]圖2是顯示根據(jù)第一實(shí)施例的排氣冷卻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0031]圖3是沿圖1的線II1-1II剖切的沿箭頭方向觀看的剖視圖。
[0032]圖4是顯示排氣流動(dòng)通過的多個(gè)管子和總箱板的立體分解圖。
[0033]圖5是顯示應(yīng)用于本公開的第二實(shí)施例的排氣冷卻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0034]圖6是顯示根據(jù)第二實(shí)施例的排氣冷卻器的立體圖。
[0035]圖7是顯示應(yīng)用于本公開的第三實(shí)施例的排氣冷卻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0036]圖8是應(yīng)用于本公開的第四實(shí)施例的排氣冷卻器的剖視圖，其顯示雙管部分、水箱部分和上游側(cè)氣箱部分之間的連接關(guān)系。
[0037]圖9是應(yīng)用于本公開的第五實(shí)施例的排氣冷卻器的剖視圖，其顯示雙管部分、水箱部分和上游側(cè)氣箱部分之間的連接關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面，將參照【專利附圖】

【附圖說明】本公開的多個(gè)實(shí)施例。相同的參考標(biāo)記用于表示與之前的實(shí)施例中已經(jīng)描述的部件對(duì)應(yīng)的部件，以便省略冗余的說明。在任一實(shí)施例中僅說明了一部分結(jié)構(gòu)的情況中，之前的實(shí)施例中已經(jīng)說明的結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于其它部分。多個(gè)實(shí)施例能夠相互部分地組合，盡管沒有指明，如果這種組合不會(huì)導(dǎo)致具體問題。無需多言，任何實(shí)施例的被具體指明的能夠相互組裝的多個(gè)部件可以相互組合。
[0039](第一實(shí)施例)
[0040]下面將參照?qǐng)D1-4說明應(yīng)用于本公開的第一實(shí)施例的排氣熱交換裝置。根據(jù)第一實(shí)施例的排氣熱交換裝置應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)裝置(EGR裝置)的EGR冷卻器1，前述內(nèi)燃機(jī)例如為用于車輛的柴油機(jī)和汽油機(jī)。
[0041]EGR冷卻器I是排氣熱交換裝置，該排氣熱交換裝置通過使用作為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的冷卻水來冷卻再循環(huán)到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道的排氣。EGR冷卻器I設(shè)置有熱交換芯3、水箱部分2、上游側(cè)氣箱部分6、下游側(cè)氣箱部分8、水流入管54、水流出管34、雙管部分5等，前述熱交換芯3中具有多個(gè)管子。每個(gè)部件例如由重量輕且導(dǎo)熱性優(yōu)秀的鋁材料、鋁合金材料、不銹鋼材料等形成，并且各個(gè)部件的鄰接部分通過銅焊或焊接被結(jié)合。熱交換芯3具有多個(gè)管子7，從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣在多個(gè)管子7中流動(dòng)，并且流通冷卻水的第一水通道33設(shè)置在多個(gè)管子7的附近。內(nèi)部散熱片可以設(shè)置在每個(gè)管子7中。
[0042]管子7例如通過結(jié)合兩個(gè)管板形成，并且排氣在管子7中流動(dòng)。每個(gè)管板由具有U形截面的平板、通過壓制或軋制形成。管板的開口側(cè)彼此結(jié)合，并且因此管子7形成為細(xì)長的管部件，并且管子的與縱向方向交叉的橫截面形成扁平矩形。矩形開口部分70形成在每個(gè)管子7的縱向方向的兩端部。
[0043]多個(gè)管子7形成為層疊式，使得管子基部表面71彼此面對(duì)，管子基部表面71是扁平矩形截面的長側(cè)面。在管子基部表面71上形成多個(gè)凸起部71a，作為溫度降低裝置，該溫度降低裝置降低管子7的外表面上的冷卻水的溫度邊界層的溫度。多個(gè)凸起部71a能夠被設(shè)置成例如圓柱狀凸起部，并且以網(wǎng)格形式布置。此外，在管子基部表面71的排氣流上游側(cè)上設(shè)置整流部71b，以便將冷卻水流膨脹至整個(gè)管子基部表面71。整流部71b被形成為從管子基部表面71凸出。
[0044]如圖2和4所示，總箱板9和9A是用于管子7的支撐部件，并且分別設(shè)置在管子7的縱向方向的兩端部上。總箱板9配置在排氣流上游側(cè)上，并且總箱板9A配置在排氣流上游側(cè)上。在總箱板9和9A上形成管子孔90和豎直邊緣部91，在管子孔90處，管子7的縱向方向的端部貫穿四角形部件，在豎直邊緣部91處，外邊緣部的板表面方向向內(nèi)側(cè)彎曲大約90度。管子7的縱向方向的各個(gè)端部被銅焊和結(jié)合，同時(shí)貫穿各個(gè)總箱板9和9A的管子孔90。
[0045]各個(gè)管子7以直接由總箱板9和9A支撐的方式被層疊，并且因此在銅焊和結(jié)合期間，管子之間的尺寸被合理地保持，并且能夠防止在管子7的端部的外周面和管子孔90的內(nèi)表面之間出現(xiàn)沒有被結(jié)合的間隙。此外，能夠確保管子7和每個(gè)部件之間的銅焊和結(jié)合具有足夠的品質(zhì)。
[0046]如圖2所示，總箱板9的定位在下部的豎直邊緣部91被結(jié)合到水箱部分2的內(nèi)表面。定位在上部的部分沒有被結(jié)合到水箱部分2的內(nèi)表面，但是被配置成具有預(yù)定的間隙。總箱板9A被配置成使得豎直邊緣部91的整個(gè)周邊結(jié)合到水箱部分2的內(nèi)表面。如此一來，水箱部分2中的第一水通道33和第二水通道202以及下游側(cè)氣箱部分8中的氣體通道被阻塞且相互分隔開。因此，流動(dòng)通過第一水通道33的冷卻水被阻塞，不泄漏到下游側(cè)氣箱部分8的氣體通道中。
[0047]水箱部分2是圓筒狀容器體，在圓筒狀容器體中容納有多個(gè)層疊的管子7，并且水箱部分2由第一分割體20和第二分割體21形成。第一分割體20和第二分割體21具有相同的形狀，第一分割體20和第二分割體21是將水箱部分2沿與管子7的縱向方向交叉的方向分割成兩半而獲得的、具有大致C形橫截面的部件。換言之，第一分割體20和第二分割體21的接合部分是水箱部分2的關(guān)于與管子7的縱向方向交叉的方向的中心位置。管子7的縱向方向是與多個(gè)管子7層疊的方向以及排氣流動(dòng)的方向一致的方向。
[0048]通過將第一分割體20和第二分割體21彼此面對(duì)面地組合在一起形成水箱部分2。在第一分割體20和第二分割體21的各個(gè)接合部分中形成半圓形切口部分，半圓形切口部分靠近排氣的下游側(cè)上的端部，以便夾持水流出管34。因此，相互組合的第一分割體20和第二分割體21能夠在排氣的上游側(cè)的端部夾持雙管部分5，能夠在排氣的下游側(cè)的端部夾持水流出管34和總箱板9A，把能夠形成具有熱交換芯3的水箱部分2。
[0049]為第一分割體20和第二分割體21的接合部分的各個(gè)外周部被銅焊和結(jié)合，板狀端部彼此抵靠。在銅焊和結(jié)合第一分割體20和第二分割體21期間，豎直邊緣部201和豎直邊緣部211可以用于在第一分割體20和第二分割體21的各個(gè)外周部中彼此抵靠，豎直邊緣部201和豎直邊緣部211彎曲大約90度以便向外開口。在該情況中，爪部可以部分地設(shè)置在第一分割體20或第二分割體21中的任一個(gè)的豎直邊緣部上，爪部可以被彎曲以蓋住另一個(gè)豎直邊緣部，并且在臨時(shí)固定之后可以執(zhí)行銅焊和結(jié)合。如此一來，通過采用銅焊、焊接等結(jié)合兩個(gè)半分割部件來形成水箱部分2。
[0050]上游側(cè)氣箱部分6的下游側(cè)開口端部61的外周面裝配到總箱板9的豎直邊緣部91的內(nèi)周面中，并且被銅焊和結(jié)合。類似地，下游側(cè)氣箱部分8的上游側(cè)開口端部83的外周面裝配到總箱板9A的豎直邊緣部91的內(nèi)周面中，并且被銅焊和結(jié)合。
[0051]朝管子7凹陷的凹陷部203形成在水箱部分2的面向管子7的內(nèi)表面上。凹陷部203的內(nèi)表面被銅焊和結(jié)合到管子7的外表面。由于凹陷部203，流入第二水通道202的冷卻水在圖2中的朝向的方向上流動(dòng)，擴(kuò)散到多個(gè)管子7的整個(gè)外表面上，并且被引向連接到右上方的水流出管34。因此，能夠限制第二水通道202中的冷卻水直接從水流出管34流出。換言之，流入水箱部分2的冷卻水在水箱部分2中沒有偏置地流動(dòng)，并且因此利用熱交換芯3充分地執(zhí)行冷卻水和排氣之間的熱交換。
[0052]雙管部分5具有內(nèi)部管50、外部管51和連接到外部管51的水流入管54。內(nèi)部管50具有形成在其中的氣體通道53，氣體通道53與上游側(cè)氣箱部分6中的氣體通道60連通。與第二水通道202連通的環(huán)形水通道52形成在內(nèi)部管50和外部管51之間。用于連接的開口部形成在外部管51的外周面上，靠近排氣的上游側(cè)的端部，使得水流入管54裝配到開口部中。因此，水流入管54中的用作冷卻水的入口的通道與環(huán)形水通道52連通，并且順序地連接到第二水通道202、第一水通道33和水流出管34中的用作冷卻水的出口的通道。用于增加熱交換的散熱片、螺旋溝槽等可以設(shè)置在內(nèi)部管50的外周面上或外部管51的內(nèi)周面上。
[0053]雙管部分5的上游側(cè)開口端部以內(nèi)部地裝配到凸緣部41中的方式被銅焊和結(jié)合。凸緣部41被緊固和固定到凸緣部40，用螺栓將排氣管4連接到凸緣部40。
[0054]上游側(cè)氣箱部分6是漏斗狀部件，并且在排氣的比多個(gè)管子7更上游的上游側(cè)上形成與多個(gè)管子7的內(nèi)部連通的氣體通道。上游側(cè)氣箱部分6具有在排氣流下游側(cè)上的下游側(cè)開口端部61和在排氣流上游側(cè)上的上游側(cè)開口端部62。上游側(cè)開口端部62以內(nèi)部地裝配到雙管部分5的內(nèi)部管50中的方式被銅焊和結(jié)合，并且因此上游側(cè)氣箱部分6和雙管部分5被連接。雙管部分5的內(nèi)部管50中的排氣的下游側(cè)端部被第一分割體20和第二分割體21夾持。如此一來，水箱部分2和雙管部分5被連接。
[0055]下游側(cè)氣箱部分8是漏斗狀部件，并且形成與多個(gè)管子7的連通的氣體通道。下游側(cè)氣箱部分8具有在排氣流下游側(cè)上的下游側(cè)開口端部80和在排氣流上游側(cè)上的上游側(cè)開口端部83。下游側(cè)開口端部80以內(nèi)部地裝配到凸緣部81中的方式被銅焊和結(jié)合。凸緣部81是具有金剛石狀外形的板狀部件，并且連通端口 82形成在凸緣部81的中心部，并且陰螺紋孔形成凸緣部81的兩端上，用于采用螺栓固定。連通端口 82與排氣管(未圖示)的內(nèi)部連通。連通端口 82用作排氣通過其排出到外部的出口。
[0056]因此，排氣管4中的通道順序地連接到內(nèi)部管50中的氣體通道53、上游側(cè)氣箱部分6中的氣體通道60、多個(gè)管子7中的氣體通道、下游側(cè)氣箱部分8中的氣體通道和連接到凸緣部81的排氣管中的通道。
[0057]根據(jù)具有前述結(jié)構(gòu)的EGR冷卻器1，從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣的一部分從排氣管4中的氣體通道流動(dòng)通過多個(gè)管子7中的氣體通道，流動(dòng)通過內(nèi)部管50中的氣體通道53和上游側(cè)氣箱部分6中的氣體通道60，并且從下游側(cè)氣箱部分8和凸緣部81中的氣體通道流出。然后，流出EGR冷卻器I的排氣被吸回到發(fā)動(dòng)機(jī)中。
[0058]用于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水從水流入管54流入環(huán)形水通道52的上游側(cè)端部，流動(dòng)通過布置在水箱部分2和上游側(cè)氣箱部分6之間的第二水通道202和第一水通道33，并且從配置在水箱部分2的下游側(cè)端部的水流出管34流出。在EGR冷卻器I中排氣和冷卻水之間的熱交換在三個(gè)地方被執(zhí)行，即，當(dāng)排氣流動(dòng)通過雙管部分5時(shí)，當(dāng)排氣流動(dòng)通過氣體通道60時(shí)，和當(dāng)排氣流動(dòng)通過多個(gè)管子7時(shí)。因此，在被充分地冷卻之后排氣被吸入到發(fā)動(dòng)機(jī)中，并且因此有助于響應(yīng)排氣調(diào)節(jié)、燃料效率提聞等。
[0059]下面，將說明根據(jù)本實(shí)施例的EGR冷卻器I的操作和效果。EGR冷卻器I包括具有多個(gè)管子7和第一水通道33的熱交換芯3，分配配置在上游側(cè)和下游側(cè)用于與管子7內(nèi)部連通的上游側(cè)氣箱部分6和下游側(cè)氣箱部分8，形成第一水通道33和在上游側(cè)氣箱部分6的附近形成與該水通道連通的第二水通道202的水箱部分2，在內(nèi)部管50中形成與上游側(cè)氣箱部分6的內(nèi)部連通的氣體通道53和在內(nèi)部管50和外部管51之間形成與第二水通道202連通的水通道52的雙管部分5，連接到外部管51使得冷卻水流入水通道52的水流入管54，和連接到水箱部分2使得冷卻水從第一水通道33流出的水流出管34。
[0060]根據(jù)本構(gòu)造，在雙管部分5中，在流動(dòng)通過水通道52的冷卻水和流動(dòng)通過氣體通道53的排氣之間執(zhí)行熱交換。此外，在流動(dòng)通過水箱部分2中的第二水通道202的冷卻水和流動(dòng)通過氣體通道53的排氣之間執(zhí)行熱交換。換言之，提供了排氣不僅能夠被熱交換芯3而且能夠被上游側(cè)上的氣體通道冷卻的結(jié)構(gòu)，并且因此，與專利文獻(xiàn)I中描述的現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比，能夠確保更充分的排氣冷卻性能。此外，不僅提供了能夠冷卻排氣的熱交換芯3而且還提供了能夠冷卻排氣的額外的地方，并且因此，能夠減小熱交換芯3的熱交換面積。例如，能夠通過減少管子7的數(shù)量或縮短管子7的總長度來減小熱交換芯3的尺寸。因此，EGR冷卻器I的高度和寬度能夠被降低，用于減小產(chǎn)品的尺寸。
[0061]根據(jù)EGR冷卻器1，當(dāng)冷卻水流動(dòng)通過內(nèi)部管50和外部管51之間的水通道52時(shí)。因?yàn)槔鋮s水與流動(dòng)通過內(nèi)部管50中的氣體通道53的排氣之間的熱交換，排氣的溫度被降低。如此一來，內(nèi)部管50的溫度也被降低，并且因此內(nèi)部管50的耐用性能夠被提高。此外，因?yàn)閮?nèi)部管50的溫度被降低，因此能夠防止內(nèi)部管中流動(dòng)的高溫排氣所導(dǎo)致的熱膨脹。
[0062]類似地，在結(jié)合到內(nèi)部管50的上游側(cè)氣箱部分6中，流動(dòng)通過第二水通道202的冷卻水允許在上游側(cè)氣箱部分中流動(dòng)的排氣的溫度被降低，并且上游側(cè)氣箱部分6自身的溫度也被降低。因此，防止了內(nèi)部管50和上游側(cè)氣箱部分6之間的溫度差，并且減小了熱膨脹所導(dǎo)致的熱應(yīng)力。如此一來，減小了 EGR冷卻器I的每個(gè)結(jié)合部分中的熱應(yīng)力，這極其有助于提高產(chǎn)品的耐用性。
[0063]EGR冷卻器會(huì)受到EGR冷卻器必須靠近發(fā)動(dòng)機(jī)安裝的約束。然而，本實(shí)施例的EGR冷卻器I對(duì)改善可安裝性有很好的效果。根據(jù)本實(shí)施例的EGR冷卻器1，能夠預(yù)期，EGR冷卻器的排氣冷卻性能的提高，對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣調(diào)節(jié)的強(qiáng)化和對(duì)于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的更高燃料效率的不斷需求，具有很好的效果。
[0064]水箱部分2被構(gòu)造成具有第一分割體20和第二分割體21，第一分割體20和第二分割體21在與排氣流動(dòng)的方向交叉的方向上彼此面對(duì)面地組裝在一起。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過組裝第一分割體20和第二分割體21，雙管部分5和下游側(cè)氣箱部分8能夠被水箱部分2支撐。因此，其它部件能夠通過第一分割體20和第二分割體21的組裝被水箱部分2支撐和連接在一起。這樣，能夠提供具有優(yōu)秀的組裝效率的產(chǎn)品。
[0065](第二實(shí)施例)
[0066]在第二實(shí)施例中，將參照?qǐng)D5-6說明不同于第一實(shí)施例的EGR冷卻器1A。對(duì)于與第一實(shí)施例相關(guān)的附圖并且使用相同的參考標(biāo)記的部件和結(jié)構(gòu)，在第二實(shí)施例中沒有說明，因?yàn)檫@些部件和結(jié)構(gòu)是與第一實(shí)施例相同的部件和結(jié)構(gòu)，并且具有相同的操作和效果。
[0067]如圖5和6所示，EGR冷卻器IA與EGR冷卻器I的不同之處在于:EGR冷卻器IA具有一構(gòu)造，在該構(gòu)造中，第一分割體20和第二分割體21彼此面對(duì)面地組合，第一分割體20和第二分割體21被支撐以便在預(yù)定位置處被緊固并且與支撐多個(gè)管子7A的結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。換言之，EGR冷卻器IA包括環(huán)狀部件10，該環(huán)狀部件10裝配到定位在與外部管51連接的部位處的水箱部分的外周部200中。形成管子層疊體的多個(gè)管子7A利用其與上游側(cè)氣箱部分6A的內(nèi)周面連接的縱向端部的外周面被支撐。
[0068]在上游側(cè)氣箱部分6A的下游側(cè)開口端部61A內(nèi)周面被裝配的情況下，多個(gè)層疊的管子7A的外周面在排氣流上游側(cè)的端部上被銅焊和結(jié)合。類似地，在下游側(cè)氣箱部分8A的上游側(cè)開口端部83A的內(nèi)周面被裝配的情況下，管子7A的外周面在排氣流下游側(cè)的端部上被銅焊和結(jié)合。上游側(cè)氣箱部分6A的下游側(cè)開口端部61A的定位在下部的部分被結(jié)合到水箱部分2的內(nèi)表面。被定位在上部的部分沒有結(jié)合到水箱部分2的內(nèi)表面，但是被配置成具有預(yù)定的間隙。下游側(cè)氣箱部分8A的上游側(cè)開口端部83A的外周面的整個(gè)外周被結(jié)合到水箱部分2的內(nèi)表面。
[0069]水箱部分的外周部200是定位在排氣流上游側(cè)的水箱部分2的端部上的外周部，并且具有使其內(nèi)周面緊密接觸外部管51的外周面的尺寸和形狀。環(huán)狀部件10的內(nèi)周面的內(nèi)直徑尺寸被設(shè)定成幾乎等于或稍小于水箱部分的外周部200的外直徑尺寸。環(huán)狀部件10例如由鋁材料、鋁合金材料、不銹鋼材料等形成。
[0070]在將環(huán)狀部件10附接到水箱部分2之前，雙管部分5預(yù)先插入圖5中的雙點(diǎn)劃線所示的環(huán)狀部件10的內(nèi)部中。然后，此狀態(tài)的雙管部分5被相互面對(duì)面地組合的第一分割體20和第二分割體21夾持住。接下來，圖5中的雙點(diǎn)劃線所示的環(huán)狀部件10朝向水箱部分2移動(dòng)，并且環(huán)狀部件10的內(nèi)周面裝配到水箱部分的外周部200上。如此一來，環(huán)狀部件10支撐水箱部分2，以從外側(cè)緊固水箱部分2，并且因此增加了與第一分割體20和第二分割體21的接合部分的緊密接觸程度。在接合部分的緊密接觸程度被增加的狀態(tài)下，豎直邊緣部201和豎直邊緣部211的鄰接部分被銅焊和結(jié)合。因此，能夠提高第一分割體20和第二分割體21的結(jié)合強(qiáng)度，并且能夠?yàn)镋GR冷卻器IA提供優(yōu)秀的耐用性。
[0071]根據(jù)前述構(gòu)造，EGR冷卻器IA包括環(huán)狀部件10，該環(huán)狀部件10裝配到水箱部分的定位在與外部管51連接的部位處的外周部200中。環(huán)狀部件10用作增加第一分割體20和第二分割體21的結(jié)合強(qiáng)度的加強(qiáng)部件。根據(jù)此構(gòu)造，利用環(huán)狀部件10的緊固力，水箱部分的外周部200夾持雙管部分5的夾持力能夠被確保和加強(qiáng)。因此，在結(jié)合期間，例如銅焊和焊接期間，能夠確保結(jié)合質(zhì)量。
[0072]多個(gè)管子7A的端部連接到上游側(cè)氣箱部分6A并被支撐，并且因此上游側(cè)氣箱部分6A和管子7A都被流動(dòng)通過第二水通道202的冷卻水可靠地冷卻。這樣，兩個(gè)部件之間的溫度差能夠被減小。因此，兩個(gè)部件之間的溫度差被降低，并且熱應(yīng)力被抑制，從而能夠確保兩個(gè)部件之間的結(jié)合強(qiáng)度。
[0073](第三實(shí)施例)
[0074]在第三實(shí)施例中，將參照?qǐng)D7說明不同于第一實(shí)施例的EGR冷卻器1B。對(duì)于與第一實(shí)施例相關(guān)的附圖并且使用相同的參考標(biāo)記的部件和結(jié)構(gòu)，在第三實(shí)施例中沒有說明，因?yàn)檫@些部件和結(jié)構(gòu)是與第一實(shí)施例相同的部件和結(jié)構(gòu)，并且具有相同的操作和效果。
[0075]如圖7所示，EGR冷卻器IB與EGR冷卻器I的不同之處在于多個(gè)管子7B的構(gòu)造。多個(gè)管子7B不同于第一實(shí)施例的多個(gè)管子7，多個(gè)管子7B不是在上下方向上豎直地縱向伸長的多個(gè)管子，而是在上下方向上并排布置的多個(gè)管子。多個(gè)管子7B例如具有環(huán)狀橫截面。具有該形狀的各個(gè)管子7B被總箱板9B和總箱板9C支撐，同時(shí)兩個(gè)縱向端部穿過管子孔。管子7B例如由鋁材料、鋁合金材料、不銹鋼材料等形成。
[0076](第四實(shí)施例)
[0077]在第四實(shí)施例中，將參照?qǐng)D8說明不同于第一實(shí)施例的EGR冷卻器1C。對(duì)于與第一實(shí)施例相關(guān)的附圖并且使用相同的參考標(biāo)記的部件和結(jié)構(gòu)，在第四實(shí)施例中沒有說明，因?yàn)檫@些部件和結(jié)構(gòu)是與第一實(shí)施例相同的部件和結(jié)構(gòu)，并且具有相同的操作和效果。
[0078]如圖8所示，兩個(gè)O型圈11在軸向方向上以預(yù)定的間隙并排設(shè)置在定位在上游側(cè)氣箱部分6C的上游側(cè)的上游側(cè)開口端部62C中，兩個(gè)O型圈11為第一密封部件的示例。各個(gè)O型圈11裝配到形成在上游側(cè)開口端部62C的外周面的整個(gè)圓周上的溝槽中。每個(gè)O型圈11在裝配到溝槽中時(shí)朝外凸出超過上游側(cè)開口端部62C的外周面。
[0079]兩個(gè)O型圈12在軸向方向上以預(yù)定的間隙并排設(shè)置在定位在水箱部分的上游側(cè)的外周部200C中，兩個(gè)O型圈12為第二密封部件的示例。水箱部分的外周部200C是定位在排氣流上游側(cè)的水箱部分2C的端部上的外周部。各個(gè)O型圈12裝配到形成在水箱部分的外周部200C中的整個(gè)圓周上的溝槽中。每個(gè)O型圈12在裝配到溝槽中時(shí)朝內(nèi)凸出超過水箱部分的外周部200C的內(nèi)周面。
[0080]O型圈11和O型圈12是受到外力容易彈性變形的部件。O型圈11和O型圈12能夠由彈性體形成，例如各種類型的橡膠。在軸向上設(shè)置的O型圈11的數(shù)量和O型圈12的數(shù)量可以是一個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)。O型圈11和O型圈12可以分別插入形成在內(nèi)部管50的內(nèi)周面和外部管51的外周面上的對(duì)應(yīng)溝槽中。
[0081]根據(jù)前述構(gòu)造，上游側(cè)開口端部62C內(nèi)部地裝配到內(nèi)部管50中，并且外部管51內(nèi)部地裝配到水箱部分的外周部200C中，使得上游側(cè)氣箱部分6C和水箱部分2與雙管部分5連接。在該情況中，各個(gè)O型圈11在彈性變形的狀態(tài)下與形成在上游側(cè)開口端部62C和內(nèi)部管50的內(nèi)周面中的溝槽緊密接觸，因此防止排氣泄漏到第二水通道202，并且防止冷卻水泄漏到氣體通道53中。各個(gè)O型圈12在彈性變形的狀態(tài)下與形成在水箱部分的外周部200C和外部管51的外周面中的溝槽緊密接觸，因此防止冷卻水泄漏到外部。
[0082]根據(jù)第四實(shí)施例的EGR冷卻器1C，上游側(cè)氣箱部分6C以插入到內(nèi)部管50的內(nèi)部的方式被連接，并且O型圈11插入上游側(cè)氣箱部分6C和內(nèi)部管50之間。此外，外部管51以插入到水箱部分20C的內(nèi)部的方式被連接，并且O型圈12插入外部管51和水箱部分6C之間。
[0083]根據(jù)該構(gòu)造，通過使用采用第一 O型圈11的簡單結(jié)構(gòu)，能夠防止在上游側(cè)氣箱部分6C和雙管部分5之間的連接部分中排氣和冷卻水之間的混合。此外，通過使用采用第二O型圈12的簡單結(jié)構(gòu)，能夠防止冷卻水在上游側(cè)氣箱部分6C和雙管部分5之間的連接部分中泄漏。根據(jù)該構(gòu)造，在連接部分中都沒有利用銅焊、結(jié)合等形成的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，并且因此能夠簡化加工過程，并且能夠建立高可靠性的防流體泄漏結(jié)構(gòu)。
[0084](第五實(shí)施例)
[0085]在第五實(shí)施例中，將參照?qǐng)D9說明不同于第四實(shí)施例的EGR冷卻器1D。對(duì)于與第一實(shí)施例和第四實(shí)施例相關(guān)的附圖并且使用相同的參考標(biāo)記的部件和結(jié)構(gòu)，在第五實(shí)施例中沒有說明，因?yàn)檫@些部件和結(jié)構(gòu)是相同的部件和結(jié)構(gòu)，并且具有相同的操作和效果。
[0086]如圖9所示，定位在上游側(cè)氣箱部分6D的上游側(cè)上的上游側(cè)開口端部62D在其頂端處具有擴(kuò)管部62Da。在下游側(cè)上的擴(kuò)管部62Da的被成形為具有比上游側(cè)開口端部62D的內(nèi)部地裝配到內(nèi)部管50中的部分更徑向地朝外擴(kuò)張的外直徑尺寸。換言之，優(yōu)選地，擴(kuò)管部62Da的外周比上游側(cè)開口端部62D的所述部分更靠近內(nèi)部管50的內(nèi)周面，并且擴(kuò)管部62Da具有足以與內(nèi)部管50的內(nèi)周面接觸的外直徑尺寸。
[0087]根據(jù)第五實(shí)施例的EGR冷卻器1D，擴(kuò)管部62Da定位得很近足以接觸內(nèi)部管50的內(nèi)周面。因此，當(dāng)在定位在擴(kuò)管部62Da的附近的內(nèi)部管50的內(nèi)周面上產(chǎn)生冷凝水時(shí)，能夠阻止冷凝水在上游側(cè)氣箱部分6D的上游側(cè)開口端部62D和內(nèi)部管50的內(nèi)周面之間滲透。因?yàn)樵撟柚剐Ч?，能夠防止冷凝水保留在上游?cè)開口端部62D和內(nèi)部管50的內(nèi)周面之間，并且能夠防止對(duì)每個(gè)部分的腐蝕，這有助于實(shí)現(xiàn)EGR冷卻器ID在延長的壽命中的理想功倉泛。
[0088](其它實(shí)施例)
[0089]本公開不局限于前述實(shí)施例，在不脫離本公開的保護(hù)范圍的情況下，各個(gè)變化是可能的。前述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)僅是示例，因此本公開的保護(hù)范圍不局限于這些說明。本公開的保護(hù)范圍由權(quán)利要求的保護(hù)范圍限定，并且涵蓋權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)的、具有相同含義和保護(hù)范圍的任何變化。
[0090]圖1所示的水箱部分2具有被定向成朝上和朝下延伸的接合部分，并且在前述實(shí)施例中由相互面對(duì)面地組裝的第一分割體20和第二分割體21形成。然而，本公開不局限于該實(shí)施例。例如，第一分割體20和第二分割體21的接合部分可以被定向成水平地延伸。
[0091]前述實(shí)施例不局限于被構(gòu)造成僅具有第一分割體20和第二分割體21的水箱部分
2。根據(jù)本公開的水箱部分2可以通過組合除第一分割體20和第二分割體21之外的其它部件形成。
[0092]前述實(shí)施例的第一密封部件和第二密封部件不局限于O型圈，并且可以被構(gòu)造為其它密封部件，只要該密封部件受到外力時(shí)變形并能夠形成預(yù)定密封結(jié)構(gòu)。
[0093]在前述實(shí)施例中，管子7由兩個(gè)管板形成。然而，不局限于此，管子7可以由整體的管部件形成。管子7的截面形狀不局限于扁平矩形，并且可以是任何形狀，例如圓形。
【權(quán)利要求】
1.一種排氣熱交換裝置,包括: 熱交換芯(3，3B)，包括多個(gè)管子(7，7A，7B)，從內(nèi)燃機(jī)排出的排氣在所述多個(gè)管子(7，7A，7B)中流動(dòng)，所述熱交換芯在其周圍限定第一水通道(33)，冷卻水流動(dòng)通過所述第一水通道(33)； 上游側(cè)氣箱部分(6，6A)，被構(gòu)造成相對(duì)于多個(gè)管子在排氣的更上游側(cè)形成在內(nèi)部與多個(gè)管子連通的通道； 下游側(cè)氣箱部分(8)，被構(gòu)造成相對(duì)于多個(gè)管子在排氣的更下游側(cè)形成在內(nèi)部與多個(gè)管子的內(nèi)部連通的通道； 水箱部分(2)，被構(gòu)造成通過圍繞多個(gè)管子來形成第一水通道，所述水箱部分在上游側(cè)氣箱部分的周圍形成與第一水通道連通的第二水通道(202)； 雙管部分(5)，包括內(nèi)部管(50)和外部管(51)，所述內(nèi)部管形成氣體通道(53)，所述氣體通道與上游側(cè)氣箱部分的內(nèi)部連通，使得所述排氣流動(dòng)通過氣體通道(53)，所述雙管部分形成環(huán)形水通道(52)，所述環(huán)形水通道在內(nèi)部管和外部管之間與第二水通道連通，使得所述冷卻水流動(dòng)通過環(huán)形水通道(52)； 水流入部分(54)，連接到外部管，所述冷卻水通過所述水流入部分(54)流入環(huán)形水通道中；和 水流出部分(34)，連接到水箱部分，所述冷卻水通過所述水流出部分(34)從第一水通道流出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣熱交換裝置， 其中所述水箱部分(2)包括第一分割體(20)和第二分割體(21)，所述第一分割體(20)和第二分割體(21)被組裝成在與排氣流動(dòng)的方向交叉的方向上彼此面對(duì)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的排氣熱交換裝置， 其中所述上游側(cè)氣箱部分^C，6D)以插入所述內(nèi)部管(50)的內(nèi)側(cè)的方式連接到所述內(nèi)部管(50)，且第一密封部件(11)置于所述上游側(cè)氣箱部分和內(nèi)部管之間，并且 其中所述外部管(51)以插入水箱部分(20C)的內(nèi)側(cè)的方式連接到水箱部分(20C)，且第二密封部件(12)置于所述外部管和水箱部分之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的排氣熱交換裝置， 其中所述雙管部分(5)連接到水箱部分(2)和上游側(cè)氣箱部分^，6A)， 其中所述排氣熱交換裝置還包括環(huán)狀部件(10)，該環(huán)狀部件(10)裝配到水箱部分的定位在與外部管(51)連接的部位處的外周部(200)中，并且其中所述環(huán)狀部件支撐水箱部分以緊固該水箱部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的排氣熱交換裝置，還包括: 總箱板(9，9A)，各個(gè)管子(7，7B)的端部連接到該總箱板(9，9A)， 其中所述上游側(cè)氣箱部分(6)連接到所述總箱板(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的排氣熱交換裝置， 其中所述多個(gè)管子(7A)的端部連接到上游側(cè)氣箱部分(6A)，并且由上游側(cè)氣箱部分(6A)支撐。
【文檔編號(hào)】F28F9/02GK104011494SQ201280063092
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月19日
【發(fā)明者】畔柳功, 林孝幸, 井口健, 山中保利 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝