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図面 (10)

課題

熱回収デバイスを提供すること。

解決手段

グレート(39)の壁部(41)は、本体(19)の方へ向けられた平面(65)をオリフィス(43)の周囲に有し、本体(19)は、平面(65)に対して押し付けられる平坦な縁部(69)により画定された開口(25)を有し、平面(65)および平坦な縁部(69)が、排気ガスに対して気密になるように、互いに対して強固に装着される。

概要

背景

自動車両排気ラインは、図1に示すタイプの熱交換器を備え得る。このような熱交換器1は、複数の排気ガス循環管3を備える。これらの管は、それらの長手方向端部のそれぞれにおいてグレート5により保持される。筐体7は、管3およびグレート5の周囲に配置される。管3、グレート5および筐体7は、炉内において、ロウ付けにより互いに装着される。

各グレート5は、図2に示すように、本体11に対して装着されるように、熱交換器の外部の方へ向けられた直立縁部9を備える。本体11は、例えば、三方弁へと一体化されることにより、熱交換器の方へ、または熱交換器のバイパス管の方へ、選択的に排気ガスを向けることが可能となる。直立縁部9の端部リム13は、本体11上へのグレート5の溶接中に、筐体7にグレート5を固定するロウ付けが溶融しないように、グレート5と筐体7との間の接合部から十分に離さなければならない。

グレート5は、略矩形の形状を有する。グレート5は、平坦金属シートから形成されてもよく、この金属シートの両側部は、折り曲げられてボウル形状になされ、したがって、直立縁部9を形成する。この金属シートは、次いで穿孔されて、管3を受け入れるためのオリフィスを形成する。

平坦な金属シートの成形中に、材料は、直立縁部9の各隅部において圧縮される。4つの隅部の内部の表面状態は良好ではない。ボウルの内部および外部の両方において、襞が見られ得る。

したがって、グレートの成形により、直立縁部9の各隅部において、良好な表面状態、または良好な寸法余裕を持たせることが不可能となる。

さらに、直立縁部9の側部の各々の良好な平坦性を得ることが困難となる。これは、4つの隅部における材料の弾性復帰に起因する。

さらに、図2に見られるように、交換器1は、本体11内に配置されたバレルストレッチャ15に装着され得る。直立縁部9は、バレルストレッチャ15の内部に挿入される。

バレル延長は、材料の圧縮ではなく、伸長により得られるが、バレルストレッチャ15の縁部は、成形中における材料の弾性復帰に起因して、決して平面にはならない。バレルストレッチャの縁部は、本体11に画定された開口の面に対して垂直ではなく、アンダーカット角度は、約2°となる。

したがって、グレートの直立縁部9とバレルストレッチャ15との間の遊びは、一定ではなく、平均で0.5mmよりも大きく得る。

図2に示す構成においては、直立縁部9およびバレルストレッチャ15を突合せ溶接することが考えられ得る。

排気分野において、従来から使用される溶接方法は、MAG(Metal Active Gas(金属活性ガス))である。このような溶接方法を用いると、直立縁部とバレルストレッチャとの間の大きな遊びが、欠陥を生じさせる、または穴すら生じさせる場合がある。

重ね溶接の場合には、直立縁部9およびバレルストレッチャ15を互いに越えさせることが必要となる。しかし、直立縁部9の長さは、隅部の材料の圧縮が一定の限度を超えると不可能になるという事実により制限される。

同様に、バレルストレッチャは、その材料の最大許容伸長に関連して、最大長さを有する。

さらに、MAG方法は、いくつかの知られた欠点を有しており、それらの欠点の中で最大の欠点は、溶接対象パーツを変形させることである。なぜならば、これらのパーツは高温へと加熱され、かつ、局所的に加熱されるからである。

この欠点は、弁本体に干渉することなくフラップの軸が回転し得るために、および弁が良好な封止レベルを有するために、良好な最終形状を有しなければならない弁本体に対して、熱交換器1が強固に装着されなければならない場合に、特に致命的となる。

概要

熱回収デバイスを提供すること。グレート(39)の壁部(41)は、本体(19)の方へ向けられた平面(65)をオリフィス(43)の周囲に有し、本体(19)は、平面(65)に対して押し付けられる平坦な縁部(69)により画定された開口(25)を有し、平面(65)および平坦な縁部(69)が、排気ガスに対して気密になるように、互いに対して強固に装着される。

目的

本発明は、上記の欠点を有しない熱回収デバイスを提案することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

排気ライン用の熱回収デバイスであって、前記デバイス(17)は、排気ガス循環通路(21)を内側に画定する本体(19)と、熱交換器(23)とを備え、前記熱交換器(23)は、−近位開口(33)を画定する近位縁部(31)を有する筐体(27)と、−前記筐体(27)の内部に延在する複数の排気ガス循環管(29)と、−前記近位開口(33)内に配置された少なくとも1つのグレート(39)であって、前記グレート(39)は、オリフィス(43)が中に配置された壁部(41)を備え、各管(29)は、前記オリフィス(43)のうちの1つに係合し、前記グレート(39)に装着された近位端部(45)を有し、前記グレート(39)は、前記壁部(41)の周囲に延在し、前記壁部(41)から前記熱交換器(23)の内部の方へ突出する直立縁部(60)をさらに有し、前記直立縁部(60)は、前記筐体(27)に強固に装着される、少なくとも1つのグレート(39)とを備え、−前記グレート(39)の前記壁部(41)は、前記本体(19)の方へ向けられた平面(65)を前記オリフィス(43)の周囲に有し、−前記本体(19)は、前記平面(65)に対して押し付けられる平坦な縁部(69)により画定された開口(25)を有し、−前記平面(65)および前記平坦な縁部(69)は、排気ガスに対して気密になるように、互いに対して強固に装着される、熱回収デバイス。

請求項2

前記平面(65)および前記平坦な縁部(69)は、レーザ溶接またはロウ付けにより、互いに対して強固に装着される、請求項1に記載のデバイス。

請求項3

前記グレート(39)の前記直立縁部(60)は、前記筐体(27)の前記近位縁部(31)に対して強固に装着され、前記グレート(39)の前記壁部(41)は、前記筐体(27)の外部の方へオフセットされる、請求項1または2に記載のデバイス。

請求項4

前記平面(65)は、閉じた輪郭を有し、少なくとも2ミリメートルの幅を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載のデバイス。

請求項5

前記筐体(27)は、第1の直線状断面を有する中央管状部分(91)を備え、前記近位開口(33)は、前記第1の断面より大きな第2の断面を有する、請求項1から4のいずれか一項に記載のデバイス。

請求項6

前記筐体(27)の前記近位縁部(31)は、前記中央管状部分(91)から広がる管状セグメント(93)により前記中央管状部分(91)に連結され、前記管状セグメント(93)は、前記グレート(39)に沿って熱伝達流体循環チャネル(97)を画定する、請求項5に記載のデバイス。

請求項7

前記筐体(27)は、熱伝達流体入口(99)および熱伝達流体出口(101)を有し、前記熱伝達流体入口(99)は、前記中央管状部分(91)内に配置され、前記中央管状部分(91)は、前記筐体(27)の外部の方へ突出するゾーン(103)を有し、前記筐体は、前記熱伝達流体入口(99)から前記熱伝達流体循環チャネル(97)まで前記グレート(39)に沿って延在する、請求項6に記載のデバイス。

請求項8

前記管(29)は、前記管(29)同士の間、および前記管(29)と前記筐体(27)との間に所定の間隔を維持するスペーサを形成する隆起部(113)を有し、前記筐体(27)と接触する前記隆起部(113)はすべて、前記グレート(39)に沿って前記熱伝達流体循環チャネル(97)の外部に位置する、請求項6または7に記載のデバイス。

請求項9

前記平面(65)は、第1の面(P1)内に延在し、前記オリフィス(43)は、前記平面(65)に隣接するリッジ(115)により囲まれ、前記リッジ(115)は、前記第1の面(P1)に対して平行であり、かつ、前記第1の面(P1)に対して前記熱交換器(23)の内部の方へオフセットされる第2の面(P2)内に延在する、請求項1から8のいずれか一項に記載のデバイス。

請求項10

前記開口(25)は、前記本体(19)の壁部において切り欠かれている、請求項1から9のいずれか一項に記載のデバイス。

請求項11

請求項1から10のいずれか一項に記載のデバイスを製造するための方法であって、−ロウ付けにより、前記筐体(27)、前記管(29)および前記グレート(39)を互いに組み付けるステップと、−レーザ溶接またはロウ付けにより、前記グレート(39)の前記平面(65)および前記本体(19)の前記平坦な縁部(69)を互いに装着するステップとを含む、方法。

技術分野

0001

本発明は、一般に、排気ラインのための熱回収デバイスに関する。

背景技術

0002

自動車両排気ラインは、図1に示すタイプの熱交換器を備え得る。このような熱交換器1は、複数の排気ガス循環管3を備える。これらの管は、それらの長手方向端部のそれぞれにおいてグレート5により保持される。筐体7は、管3およびグレート5の周囲に配置される。管3、グレート5および筐体7は、炉内において、ロウ付けにより互いに装着される。

0003

各グレート5は、図2に示すように、本体11に対して装着されるように、熱交換器の外部の方へ向けられた直立縁部9を備える。本体11は、例えば、三方弁へと一体化されることにより、熱交換器の方へ、または熱交換器のバイパス管の方へ、選択的に排気ガスを向けることが可能となる。直立縁部9の端部リム13は、本体11上へのグレート5の溶接中に、筐体7にグレート5を固定するロウ付けが溶融しないように、グレート5と筐体7との間の接合部から十分に離さなければならない。

0004

グレート5は、略矩形の形状を有する。グレート5は、平坦金属シートから形成されてもよく、この金属シートの両側部は、折り曲げられてボウル形状になされ、したがって、直立縁部9を形成する。この金属シートは、次いで穿孔されて、管3を受け入れるためのオリフィスを形成する。

0005

平坦な金属シートの成形中に、材料は、直立縁部9の各隅部において圧縮される。4つの隅部の内部の表面状態は良好ではない。ボウルの内部および外部の両方において、襞が見られ得る。

0006

したがって、グレートの成形により、直立縁部9の各隅部において、良好な表面状態、または良好な寸法余裕を持たせることが不可能となる。

0007

さらに、直立縁部9の側部の各々の良好な平坦性を得ることが困難となる。これは、4つの隅部における材料の弾性復帰に起因する。

0008

さらに、図2に見られるように、交換器1は、本体11内に配置されたバレルストレッチャ15に装着され得る。直立縁部9は、バレルストレッチャ15の内部に挿入される。

0009

バレル延長は、材料の圧縮ではなく、伸長により得られるが、バレルストレッチャ15の縁部は、成形中における材料の弾性復帰に起因して、決して平面にはならない。バレルストレッチャの縁部は、本体11に画定された開口の面に対して垂直ではなく、アンダーカット角度は、約2°となる。

0010

したがって、グレートの直立縁部9とバレルストレッチャ15との間の遊びは、一定ではなく、平均で0.5mmよりも大きく得る。

0011

図2に示す構成においては、直立縁部9およびバレルストレッチャ15を突合せ溶接することが考えられ得る。

0012

排気分野において、従来から使用される溶接方法は、MAG(Metal Active Gas(金属活性ガス))である。このような溶接方法を用いると、直立縁部とバレルストレッチャとの間の大きな遊びが、欠陥を生じさせる、または穴すら生じさせる場合がある。

0013

重ね溶接の場合には、直立縁部9およびバレルストレッチャ15を互いに越えさせることが必要となる。しかし、直立縁部9の長さは、隅部の材料の圧縮が一定の限度を超えると不可能になるという事実により制限される。

0014

同様に、バレルストレッチャは、その材料の最大許容伸長に関連して、最大長さを有する。

0015

さらに、MAG方法は、いくつかの知られた欠点を有しており、それらの欠点の中で最大の欠点は、溶接対象パーツを変形させることである。なぜならば、これらのパーツは高温へと加熱され、かつ、局所的に加熱されるからである。

0016

この欠点は、弁本体に干渉することなくフラップの軸が回転し得るために、および弁が良好な封止レベルを有するために、良好な最終形状を有しなければならない弁本体に対して、熱交換器1が強固に装着されなければならない場合に、特に致命的となる。

発明が解決しようとする課題

0017

こうした背景において、本発明は、上記の欠点を有しない熱回収デバイスを提案することを目的とする。

課題を解決するための手段

0018

この目的のために、本発明は、排気ラインのための熱回収デバイスであって、このデバイスは、排気ガス循環通路を内側に画定する本体と、熱交換器とを備え、熱交換器は、
近位開口を画定する近位縁部を有する筐体と、
−筐体の内部に延在する複数の排気ガス循環管と、
−近位開口内に配置された少なくとも1つのグレートであって、オリフィスが中に配置された壁部を備え、各管は、オリフィスのうちの1つに係合し、グレートに装着された近位端部を有し、グレートは、壁部の周囲に延在し、壁部から熱交換器の内部の方へ突出する直立縁部をさらに有し、直立縁部は、筐体に強固に装着される、少なくとも1つのグレートと
を備え、
−グレートの壁部は、本体の方へ向けられた平面をオリフィスの周囲に有し、
−本体は、平面に対して押し付けられる平坦な縁部により画定された開口を有し、
−平面および平坦な縁部が、排気ガスに対して気密になるように、互いに対して強固に装着される、熱回収デバイスに関する。

0019

したがって、本発明では、グレートは、図1とは反対の方向に曲げられる。これにより、管を受け入れるオリフィスを囲むグレートの平面において本体とグレートとの間を連結することが可能となる。したがって、本体の開口の周囲におけるバレル延長はもはや不要となり、本体とグレートとの間の連結は、互いに対して平行な2つの平面においてなされる。

0020

有利には、これにより、ロウ付け方法、またはレーザ溶接方法のいずれかにより、グレートおよび本体を固定することが可能となる。

0021

これらの方法は、パーツのかなりの加熱を必要とせず、したがって、本体の変形のリスクを最小限に抑えるので、有利である。

0022

グレートの平面および本体の平坦な縁部の良好な平面度を得ることは、図1および図2のデバイスにおけるバレル延長または直立縁部の形状をモニタリングするよりも容易である。

0023

さらに、直立縁部の高さは、図1および図2における高さよりも大幅に低い。なぜならば、図1および図2における直立縁部の高さをバレルストレッチャの自由縁部まで延在させる必要性がないからである。熱交換器の筐体との接合部を提供することのみが必要である。グレートの製造はより容易であり、変形はより目立たない。

0024

熱回収デバイスは、個別に考慮される、または技術的に考え得るあらゆる組み合わせによる、以下の特徴のうちの1以上も有し得る。
−平面および平坦な縁部は、レーザ溶接またはロウ付けにより、互いに対して強固に装着される。
−グレートの直立縁部は、筐体の近位縁部に対して強固に装着され、グレートの壁部は、筐体の外部の方へオフセットされる。
−平面は、閉じた輪郭を有し、少なくとも2ミリメートルの幅を有する。
−筐体は、第1の直線状断面を有する中央管状部分を備え、近位開口は、第1の断面より大きな第2の断面を有する。
−筐体の近位縁部は、中央管状部分から広がる管状セグメントにより中央管状部分に連結され、管状セグメントは、グレートに沿って熱伝達流体循環チャネルを画定する。
−筐体は、熱伝達流体入口および熱伝達流体出口を有し、熱伝達流体入口は、中央管状部分内に配置され、中央管状部分は、熱伝達流体入口から熱伝達流体循環チャネルまでグレートに沿って延在する、筐体の外部の方へ突出するゾーンを有する。
−管は、管同士の間、および管と筐体との間に所定の間隔を維持するスペーサを形成する隆起部を有し、筐体と接触する隆起部はすべて、グレートに沿って熱伝達流体循環チャネルの外部に位置する。
−平面は、第1の面内に延在し、オリフィスは、平面に隣接するリッジにより囲まれ、リッジは、第1の面に対して平行であり、かつ、第1の面に対して熱交換器の内部の方へオフセットされる第2の面内に延在する。

0025

第2の態様によれば、本発明は、上記の特徴を有するデバイスを製造するための方法であって、
−ロウ付けにより、筐体、管、およびグレートを互いに組み付けるステップと、
−レーザ溶接またはロウ付けにより、グレートの平面および本体の平坦な縁部を互いに装着するステップと
を含む、方法に関する。

0026

本発明の他の特徴および利点は、参考のために、および非限定的に、以下に提供される本発明の詳細な説明から明らかになろう。

図面の簡単な説明

0027

本発明によらない熱交換器の断面図である。
本体に装着された、図1の熱交換器の一端部の断面図である。
本発明による熱回収デバイスの熱交換器の分解図である。
組立状態にある、図3の熱交換器の長手方向断面図である。
本体に装着された、図3および図4の熱交換器の一端部の断面図である。
図3から図5の熱交換器の斜視図である。
代替的な実施形態のための熱交換器の底面図である。
図3および図4の熱交換器のグレートのうちの1つの一部の拡大断面図である。
図8のグレートの斜視図である。

実施例

0028

熱回収デバイス17は、排気ライン、典型的には、熱機関を備える車両の排気ラインに一体化されるように設けられる。車両は、例えば自動車両であり、典型的には、車またはトラックである。

0029

熱回収デバイス17は、排気ライン中を循環する排気ガスから熱エネルギーの一部を回収するために設けられる。このように回収された熱エネルギーは、例えば熱機関の温度上昇加速させるために、または車室を加温するために、車両に搭載されて使用される。

0030

図3から図5に示す熱回収デバイス17は、排気ガス循環通路21を内側において画定する本体19(図5)と、熱交換器23とを備える。

0031

本体19は、開口25を有し、循環通路21は、この開口25を介して熱交換器23と連通する。

0032

本体19は、例えば弁本体である。この場合に、弁は、典型的には三方弁であり、本体19は、少なくとも1つの排気ガス入口と2つの出口とを有し、これらすべては、循環通路21と流体連通する。入口は、熱機関の燃焼チャンバの出口において排気ガスを捕獲するコレクタ流体連通状態にある。出口のうちの一方は、開口25を構成し、熱交換器23の排気ガス循環側と連通する。他方の出口は、熱交換器のバイパス管へと繋がる。図5では、1つの開口25のみが示されている。

0033

代替的には、本体19は、排気ガス循環管であり、熱交換器は、前記管上に迂回路的に取り付けられる。

0034

図3から図5に示すように、熱交換器23は、筐体27と、筐体27の内部に延在する複数の排気ガス循環管29とを備える。

0035

管29は、開口25を介して循環通路21と流体連通する。

0036

筐体27は、近位開口33を画定する近位縁部31を有する。

0037

また、筐体27は、遠位開口37を画定する遠位縁部35を備える。近位縁部31および遠位縁部35は、閉じた輪郭を有する。

0038

また、熱交換器23は、近位開口33内に配置された少なくとも1つのグレート39を備える。グレート39は、オリフィス43が中に配置される壁部41を備える。

0039

各管29は、オリフィス43のうちの1つの中に配置されグレート39に装着された近位端部45を有する。

0040

有利には、熱交換器23は、遠位開口37内に配置された別のグレート47を備える。この別のグレート47は、オリフィス51が中に配置される壁部49を備える。各管29は、オリフィス51のうちの1つに係合されこの別のグレート47に装着された遠位端部53を有する。

0041

典型的には、グレート39およびこの別のグレート47は、すべての点において同一である。したがって、グレート39のみを以下において詳細に説明する。

0042

好ましくは、管29は直線状であり、近位端部45から遠位端部53まで長手方向に延在する。

0043

例えば、管29は、長手方向に対して垂直である横方向面中に、管29の長手方向全長にわたって一定の実質的に矩形の断面を有する。この断面は、横方向Tに沿って長い。長手方向Lおよび横方向Tは、図3に示される。

0044

したがって、各管29は、互いに対向側に位置し、剪断縁部59により互いに連結された2つの大面55、57を有する。これらの大面55、57は、長手方向Lおよび横方向Tを含む面内に実質的に延在する。これらの面は、図3において具現化された上昇方向Eに対して垂直である。

0045

有利には、いずれの管29も、上昇方向に沿って積層される。換言すれば、熱交換器23は、横方向面内において単一の管しか備えない。

0046

したがって、各管29は、熱交換器23の全横幅にわたり実質的に延在する。管29は、所与の管の大型ベース55が上昇方向に沿った積層内で直下の管の大型ベース57の向かいに配置されるように積層される。

0047

フィン61が、各管29の内部に配置され、それによりガス側における熱交換が促進される。フィン61は、例えばアコーディオンの形状に折り曲げられ管29の内部に挿入された金属シートの形態などに作製される。

0048

グレート39および47のオリフィス43および51は、管29のオリフィスと対をなす形状を有する。したがって、これらのオリフィス43および51は、横方向に長い形状を有し、グレートの実質的に全幅にわたり延在する。これらのオリフィス43および51は、単一のカラム内に配置される。

0049

グレート39は、壁部41の周囲に延在し壁部41から熱交換器23の内部の方へ突出する直立縁部60を備える。

0050

図示する例では、壁部41は、丸隅部を有する実質的に矩形である。結果として、直立縁部60は、互いに対して実質的に平行であり、横方向Tに沿って延在する2つのセグメント61と、互いに対して実質的に平行であり、上昇方向Eに沿って延在する2つのセグメント63とを備える。好ましくは、2つのセグメント61は、互いに対して平行であり、横方向Tに沿って延在する。好ましくは、2つのセグメント63は、互いに対して平行であり、上昇方向Eに沿って延在する。セグメント61および63は、湾曲部分により互いに連結される。

0051

直立縁部60は、長手方向Lに沿って突出する。図4に示すように、直立縁部60は、筐体27の前記近位縁部31内に係合し、近位縁部31は、直立縁部60の外表面に対して押し付けられる。直立縁部60は、筐体27に対して強固に装着される。より具体的には、近位縁部31は、直立縁部60上にロウ付けされる。

0052

グレート39の壁部41は、筐体27の外部の方へオフセットされる。この壁部41は、長手方向Lに沿ってオフセットされる。すなわち、壁部41は、筐体27の内部には位置せず、筐体27の近位端部31を長手方向に越えて位置することになる。

0053

グレート39の壁部41は、本体19の方へ曲げられた平面65をオリフィス43の周囲に有する。

0054

典型的には、平面65は、所定の平面内に延在する。この平面は、長手方向Lに対して垂直であり、したがって横方向Tおよび上昇方向Eを含む。

0055

平面65は、オリフィス43の全周囲に延在する。したがって、平面65は閉じた輪郭を有する。

0056

平面65は、例えば2mm〜5mmの間などの、少なくとも2mmの幅を有する。この幅は、直立縁部60と壁部41との間の接合ライン67に対して垂直な方向に沿って測定される。換言すれば、この幅は、直立縁部60のセグメント61に沿った上昇方向Eに沿って、および直立縁部60のセグメント63に沿った横方向Tに沿って測定される。

0057

平面65は、図示する例では、直立縁部60と壁部41との間の接合ライン67まで、すなわち壁部41の外側縁部まで延在する。

0058

開口25は、本体19の壁部において切り欠かれる。

0059

典型的には、開口25は、好ましくは0.3未満の平面度を有する壁部の実質的に平面的なゾーン68中において切り欠かれる。この平面的なゾーン68は、一方の側においては循環通路21の内部を画定し、したがって排気ガスと直接接触する。対向側では、この平面的なゾーン68は、熱交換器のグレート39と接触する。

0060

本体19の開口25は、平面65に対して押し付けられる平坦な縁部69により画定される。

0061

したがって、平坦な縁部69は、一方の側では平面65と接触しており、平面65の反対側では本体19中を循環する排気ガスと接触する。

0062

平面65および平坦な縁部69は、排気ガスに対して気密状になるように、互いに対して強固に装着される。

0063

平面65および平坦な縁部69は、互いに対して直接装着される。

0064

平面65および平坦な縁部69は、レーザ溶接またはロウ付けにより互いに対して強固に装着される。

0065

平面的なゾーン68は、本体19に対するグレート39の位置を調節することが可能になるように、平坦な縁部69の周囲に起伏部を有しない。

0066

別のグレート47もまた、熱交換器の両端部の位置の互いに対する調節が可能になるように、平坦なゾーンの上に取り付けられる点に留意されたい。

0067

平坦な縁部69は、平面65に対して押し付けられる平面的な外表面71を熱交換器23に向かって有する。

0068

この平面的な外表面71は、平面内に延在し、前記平面は、図示する例では長手方向Lに対して垂直である。

0069

縁部69は閉じた輪郭を有し、開口25の周囲の全てにわたり延在する。

0070

開口25は、すべてのオリフィス43が前記開口25と直線をなして位置するようなサイズおよび形状を有する。管29の近位端部45は、グレート39を越えて突出し、図5に示すように開口25の若干内部に貫通する。

0071

また、熱交換器23は、管29とグレート39との間の連結部を補強するように配置された補強グレート73を備える。熱交換器23は、有利には、管29と別のグレート47との間の連結部を補強するように配置された別の補強グレート75を備える。グレート73およびグレート75は、同一であり、したがって以下ではグレート73のみを説明する。

0072

補強グレート73は、アパーチャ77が中に配置されているプレートである。アパーチャ77は、ネック79により画定され(図5)、それぞれが管29のうちの1つの近位端部45によって挿通される。アパーチャ77はそれぞれ、オリフィス43のうちの1つの向かいに配置される。ネック79は、管29上にロウ付けされる。補強プレートの外縁縁部81と、アパーチャ77同士の間に位置するフィールド83とが、壁部41の内表面上にロウ付けされる。

0073

図示する例では、筐体27の近位縁部31および遠位縁部35は、それらの2つの対向側に位置する長手方向端部に位置する。

0074

筐体27は、2つの半殻体85、87により作製される。半殻体85、87は、2つの長手方向ライン89に沿ってロウ付けにより互いに対して固定される(図6)。

0075

各半殻体85、87は、長手方向Lに対して垂直な平面内においてU字形状断面を有する。

0076

筐体27は、第1の直線状断面を有する中央管状部分91を備え、近位開口33は、この第1の断面よりも大きな第2の断面を有する(図4)。同様に、遠位開口37は、第1の断面よりも大きな、および典型的には第2の断面と同等である断面を有する。

0077

これを目的として、筐体27の近位縁部31は、中央管状部分91から広がる管状セグメント93により中央管状部分91に連結される。

0078

同様に、筐体27の遠位縁部35は、中央管状部分91からフレア状をなす別の管状セグメント95により中央管状部分91に連結される。

0079

管状セグメント93は、グレート39に沿って熱伝達流体循環チャネル97を画定する。同様に、管状セグメント95は、別のグレート47と接触する熱伝達流体循環チャネル98を画定する。

0080

循環チャネル97により、さらにチャネル98により熱伝達流体に与えられる通過断面は、図1に示す熱交換器における通過断面よりも大幅に大きい。

0081

これは、熱交換器のいくつかの構造的配置の結果として生じる。

0082

まず、壁部41の平面65は、本発明においては、図1の熱交換器におけるよりも著しく幅広である。実際に、この平面65は、本発明においては意図的に幅広に作製されて、平面65上における平坦な縁部69の良質な気密装着を可能にする。

0083

さらに、強調して上述したように、本発明において、壁部41は、筐体27の外部の方へオフセットされる。図1の熱交換器では、管の受け入れオリフィスが中に配置された壁部が、筐体7の内部に配置される。

0084

この大きな通路セクション97は、グレート39と接触する熱伝達流体流量を上昇させることが可能であるため、特に有利となる。典型的には、グレート39は、熱交換器の内部の排気ガス入口に配置される。しかし、排気ラインにおいて使用される熱交換器は、決して沸点に達してはならない。沸騰が最も致命的となるこのゾーンは、排気ガス入口側に、すなわち排気ガスが最高温度にあるゾーンに常に位置する。沸騰した場合には、熱伝達流体は蒸気に変わり、熱交換器の入口における熱交換は、局所的にガス間のものとなる。その結果、交換器の表面温度は、迅速に上昇し、排気ガスの温度に近づき得る(例えば約850℃)。これは、熱衝撃および温度勾配を局所的に生じさせて、熱交換器の様々な構成要素を互いに固定するロウ付けにおける破損、ひいては漏れを生じさせる。

0085

したがって、このタイプの熱交換器では、グレート39内の熱伝達流体流量が沸騰リスクを防止するのに十分多量なものとなることが重要となる。

0086

筐体27は、熱伝達流体入口99と、熱伝達流体出口101とを有する(図3および図6)。

0087

図示する例では、熱伝達流体入口99および出口101は、半殻体87中に構成される。熱伝達流体入口99および出口101は、横並びに配置され、互いに対して長手方向にオフセットされる。入口99はグレート39の側に配置され、出口101はグレート47の側に配置される。換言すれば、熱伝達流体入口99は、排気ガス入口に向かって位置し、熱伝達流体出口101は、排気ガス出口に向かって位置する。

0088

熱伝達流体入口99は、筐体27の中央管状部分91に位置する。有利には、および図7に示すように、中央管状部分91は、熱伝達流体入口99から熱伝達流体循環チャネル97までグレート39に沿って延在する、筐体27の外部の方へ突出するゾーン103を有する。

0089

ゾーン103は、図3から図5に示されない。

0090

より具体的には、筐体27は、上昇方向Eに対して実質的に垂直である2つの大面105および107と、横方向Tに対して実質的に垂直であり面105および107を互いに連結する2つの側面109とを有する。熱伝達流体入口99および典型的には熱伝達流体出口101は、側面109の一方に配置される。突出ゾーン103は、有利には大面107上に配置される。突出ゾーン103は、図7に示すようにほぼ三角形形状を有する。突出ゾーン103は、熱伝達流体入口99から熱伝達流体入口99の対向側の側面109まで横方向に延在する。長手方向に沿って測定される突出ゾーン103の幅は、熱伝達流体入口99から熱伝達流体入口99の対向側の側面109に向かって縮小する。

0091

有利には、突出ゾーン103は、近位端部31の高さと実質的に同等である高さにわたり中央管状部分91の中央ゾーン111に対して突出する。

0092

突出ゾーン103により、熱伝達流体入口99において熱伝達流体を収集し、優先的に循環チャネル97にこの熱伝達流体を向けることが可能となる。これは、熱交換器の入口における冷却を促進し、沸騰リスクを限定する。

0093

有利には、筐体27は、熱伝達流体出口101から熱伝達流体循環チャネル98まで別のグレート47に沿って延在する別の突出ゾーン112も備える(図7)。

0094

突出ゾーン112は、長手方向Lに対して垂直である熱交換器の正中面に対して突出ゾーン103と対称をなす。

0095

管29は、管29同士の間、および管29と筐体27との間に所定の間隔を維持するスペーサを形成する隆起部113を有する。これらの隆起部113は、管の大面55および57の上に分布する。

0096

図示する例では、各大面55、57は、約10個の隆起部113を有する。

0097

隆起部113は、管29の外部の方へ突出する。これらの隆起部113は、管29を構成する金属の変形により得られる。

0098

筐体27と接触する隆起部113はすべて、グレート39に沿った熱伝達流体循環チャネル97の外部に、および典型的には、別のグレート47に沿った熱伝達流体循環チャネル98の外部にも位置する。

0099

これは、筐体27と隆起部113との間の機械強度にとって好都合である。

0100

好ましくは、これらの隆起部は、突出ゾーン103の外部および突出ゾーン112の外部にも位置する。

0101

典型的には、管29の大面55の上に形成された隆起部113は、前記同管29の大面57上に形成された隆起部113の向かいに位置する。「向かいに」とは、上昇方向Eに沿って互いに対向側にあることを意味する。同様に、所与の管29上に形成された隆起部113は、図4に示すように上昇方向Eに沿って別の管29の隆起部113の延長部内に位置する。換言すれば、すべての管29が、隆起部113が上昇方向Eに沿ってカラム内で積層を形成するように、それらの2つの対向側に位置する大面55、57の上に同一構成を有する前記隆起部113を有する。これは、熱交換器23の剛性を上昇させることにおいて有利である。

0102

本発明の別の有利な態様によれば、グレート39の平面65は、第1の面P1内に延在し、オリフィス43は、平面65に隣接するリッジ115により囲まれ、リッジ115は、第1の面P1に対して平行であり、かつ、第1の面P1に対して熱交換器23の内部の方へオフセットされる第2の面P2内に延在する。これは、図8に示されている。

0103

リッジ115は、オリフィス43の全外縁部にわたり延在する。リッジ115は、閉じた輪郭を有し、平面65の内側に隣接する。リッジ115は、段により平面65から分離される。

0104

したがって、熱交換器23のロウ付け中に、ロウ付け材料が平面65の上に広がることは不可能となる。ロウ付け材料は、平面65からリッジ115を分離させる段によって保持される。

0105

別の態様によれば、本発明は、上述の熱回収デバイス17を製造するためのプロセスに関する。

0106

この製造プロセスは、以下のステップ、すなわち
−ロウ付けすることによって筐体27、管29、およびグレート39を互いに組み付けるステップと、
−レーザ溶接またはロウ付けにより、グレート39の平面65と本体19の平坦な縁部69とを互いに装着するステップと
を含む。

0107

典型的には、組み付けるステップでは、別のグレート47は、筐体27および管29へのロウ付けにより組み付けられる。

0108

さらに、有利には、補強グレート73、75は、同ステップにおいて管29およびグレート39、47へのロウ付けによって組み付けられる。

0109

また、この組付けステップにより、筐体27の半殻体85、87を互いに固定することが可能となる。

0110

上述のように、筐体27は、直立縁部60上への近位縁部31のロウ付けによりグレート39に組み付けられる。

0111

管29同士は、ロウ付けにより互いに組み付けられ、前記ロウ付けは、好ましくは隆起部113においてなされる。

0112

管29は、筐体27上への、およびより具体的には筐体27の中央管状部分91上への隆起部113のロウ付けにより筐体27に対して組み付けられる。

0113

ロウ付けステップは、有利には炉内において実施される。

0114

平坦な縁部69上への平面65の装着がレーザ溶接により実施される場合に、この溶接は、平坦な縁部69を通過する透過性によってなされる。溶接ラインは、閉じた輪郭を有し、開口25の全外縁部にわたり延在する。

0115

装着がロウ付けにより実施される場合に、ロウ付けペーストは、平坦な縁部69と平面65との間に置かれる。ロウ付けペーストは、例えば炉内に本体19および熱交換器23を配置することなどにより溶融される。この場合には、平面65および平坦な縁部69のロウ付けは、熱交換器の種々の要素を互いにロウ付けすることにより組立と同時に実施され得る。

0116

熱回収デバイス17および対応する製造プロセスは、複数の変形形態をとることが可能である。

0117

筐体27の遠位開口37内に配置されたグレート47は、近位開口33内に配置されたグレートとは異なるタイプのものであることが可能である。

0118

管29は、必ずしも上述の形状を有するとは限らない。管29は、円形断面、楕円形断面、または任意の他の適切な断面を有し得る。これらの管は、必ずしも直線状ではなく、代替的に湾曲状である。この場合には、筐体27の遠位開口37は、近位開口33の長手方向において向かい側に必ずしも配置されない。

0119

熱伝達流体は、典型的には液体である。代替的には、熱伝達流体は、別のタイプの流体である。

0120

熱交換器23は、熱交換器の中心横断面に対して必ずしも対称ではない。熱交換器23は、別のグレート47と接触する熱伝達流体の循環チャネル98を備えなくても、および/または突出ゾーン112を備えなくてもよい。

0121

グレート39の壁部41は、あらゆるタイプの形状を有し得る。この壁部41は、必ずしも矩形ではない。代替的には、この壁部41は、円形もしくは楕円形であり、または任意の他の適切な形状を有する。

0122

この場合に、本体19内に配置された開口25もまた、矩形形状を有しない。開口25は、典型的にはグレート39の形状に対応する、およびより具体的には壁部41の形状に対応する形状を有する。

0123

筐体27に対してグレート39を装着するために、直立縁部60は、必ずしも筐体27の近位縁部31の内部に係合されない。代替的には、直立縁部60は、グレート39の直立縁部60内に係合される筐体27の近位縁部31である。

0124

筐体27は、互いに組み付けられた2つの半殻体85、87から必ずしも作製されない。筐体27は、長手方向軸の周囲に金属シートを巻きつけることにより、またはチューブセグメントを変形させることにより得られ得る。

0125

管29は、熱交換器23の内部にあらゆるタイプの様々な方法で配置され得る。特に、上述のように1つだけではなく、横方向において互いに隣接する複数の管29を配置することが可能である。

0126

平面65は、単一の面内に必ずしも延在しない。平面65は、互いに対して平行な複数の面内に配置された、または互いに対して傾斜された複数の平面的なゾーンを備え得る。これらの場合においては、平坦な縁部69は、平面65と実質的に同一の形状を有する。いずれの場合においても、平坦な縁部69および平面65は、開口25を囲み全てのオリフィス43、51を囲む閉じた輪郭を有するゾーンにわたり互いに接触する。このゾーンは、好ましくはレーザ溶接またはロウ付けにより、平面65および平坦な縁部69を互いに装着させることを可能にするのに十分な幅を有する。

0127

1熱交換器、3排気ガス循環管、5グレート、7筐体、9直立縁部、11 本体、13 端部リム、15バレルストレッチャ、17熱回収デバイス、19 本体、21 排気ガス循環通路、23 熱交換器、25 開口、27 筐体、29 排気ガス循環管、31近位縁部,近位端部、33近位開口、35遠位縁部、37 遠位開口、39 グレート、41 壁部、43オリフィス、45 近位端部、47 グレート、49 壁部、51 オリフィス、53 遠位端部、55 大面,大型ベース、57 大面,大型ベース、59剪断縁部、60 直立縁部、61フィン,セグメント、63 セグメント、65 平面、67接合ライン、68 平面的なゾーン、69平坦な縁部、71 平面的な外表面、73補強グレート、75 補強グレート、77アパーチャ、79ネック、81 外縁縁部、83フィールド、85 半殻体、87 半殻体、91中央管状部分、93管状セグメント、95 管状セグメント、97熱伝達流体循環チャネル,大きな通路セクション、98 熱伝達流体循環チャネル、99 熱伝達流体入口、101 熱伝達流体出口、103突出ゾーン、105 面、107 大面、109 側面、111中央ゾーン、112 突出ゾーン、113隆起部、115リッジ、P1 第1の面、P2 第2の面

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