(57)【要約】【課題】チューブ１内に被冷却用のガス体が流通し、熱交換によってチューブ１内に凝縮液が発生する熱交換器において、熱交換を促進すると共に凝縮液の排除を円滑に行い得る熱交換器およびそれに用いるチューブの提供。【解決手段】夫々のチューブ１が一平面方向のみにその軸線を波形に曲折形成し、その曲折方向の平面が互いに平行に並列され、それが水平面に対して夫々同一角度θに傾斜して配置される。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列された多数のチューブ（１）  と、夫々のチューブ（１）  の両端が挿通されるヘッダープレート（２）  とを具備し、
チューブ（１）  内に被冷却用のガス体が流通し、チューブの外面に冷却流体が流通して、両流体間に熱交換を行なうことにより、チューブ（１）  内に凝縮液が発生する熱交換器において、
夫々のチューブ（１）  が一平面方向のみにその軸線が波形に曲折形成され且つ、夫々のチューブの曲折方向の平面が互いに平行に並列され、
夫々のチューブの曲折方向の平面が水平面に対して同一角度θに傾斜して配置されることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１の熱交換器に用いるチューブ（１）  であって、
夫々のチューブ（１）  は、その断面が円形に形成されると共に、その軸線が同一形状の波形に曲折され、
且つ、その波の互いに離れた二つの頂部（１ａ）の下面を、その軸線に直交する板材（３）  で支持したとき、夫々のチューブ（１）  はその重力により軸線の回りに特定方向で安定するように、チューブ全体の重力バランスを有することを特徴とする熱交換器用チューブ。
【請求項３】
請求項１の熱交換器に用いるチューブ（１）  であって、
夫々のチューブ（１）  は、その断面が円形に形成されると共に、その軸線が同一形状の波形に曲折され、
且つ、その波の互いに離れた少なくとも二つの頂部（１ａ）におけるチューブ断面の下面側が、Ｖ字状または逆ハの字状に形成されたチューブ支持用の支持部（１ｂ）を有する熱交換器用チューブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス等のガス体を冷却水によって冷却する、いわゆる、シェル＆チューブ型の熱交換器およびそれに用いるチューブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
シェル＆チューブ型の排ガス冷却用熱交換器は、軸線が直線状の多数のチューブを並列させ、夫々のチューブの両端をヘッダプレートに貫通させてコアを形成し、そのコアの外周にケーシングを被嵌すると共に、ヘッダプレートの周縁にヘッダ本体を取付けたものである。そして一方のヘッダから各チューブ内に排ガスを供給して、他方のヘッダへそれを流通させると共に、ケーシング内に冷却水を流通させて両流体間に熱交換を行うものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
軸線が直線状のチューブは、その軸線が波形に曲折されたチューブに比べて排ガスの攪拌性能および放熱面積が小さい欠点がある。しかしながら、排ガス用の熱交換器においてチューブの軸線が波形になるようにチューブ全体を曲折すると、その凹部に凝縮液が溜まりチューブが急速に腐蝕されるおそれがある。
さらには、波形のチューブを用いて熱交換器を量産する場合、夫々のチューブの波が同期するように正確に並列させる必要があり、熱交換器の組立てが極めて面倒である。
そこで本発明は、これらの問題点を解決することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、並列された多数のチューブ（１）  と、夫々のチューブ（１）  の両端が挿通されるヘッダープレート（２）  とを具備し、
チューブ（１）  内に被冷却用のガス体が流通し、チューブの外面に冷却流体が流通して、両流体間に熱交換を行なうことにより、チューブ（１）  内に凝縮液が発生する熱交換器において、
夫々のチューブ（１）  が一平面方向のみにその軸線が波形に曲折形成され且つ、夫々のチューブの曲折方向の平面が互いに平行に並列され、
夫々のチューブの曲折方向の平面が水平面に対して同一角度θに傾斜して配置されることを特徴とする熱交換器である。
【０００５】
請求項２に記載の本発明は、請求項１の熱交換器に用いるチューブ（１）  であって、
夫々のチューブ（１）  は、その断面が円形に形成されると共に、その軸線が同一形状の波形に曲折され、
且つ、その波の互いに離れた二つの頂部（１ａ）の下面を、その軸線に直交する板材（３）  で支持したとき、夫々のチューブ（１）  はその重力により軸線の回りに特定方向で安定するように、チューブ全体の重力バランスを有することを特徴とする熱交換器用チューブである。
【０００６】
請求項３に記載の本発明は、請求項１の熱交換器に用いるチューブ（１）  であって、  夫々のチューブ（１）  は、その断面が円形に形成されると共に、その軸線が同一形状の波形に曲折され、
且つ、その波の互いに離れた少なくとも二つの頂部（１ａ）におけるチューブ断面の下面側が、Ｖ字状または逆ハの字状に形成されたチューブ支持用の支持部（１ｂ）を有する熱交換器用チューブである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明の熱交換器に用いられるチューブ１を下面側から支持した状態の正面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。また、図３は同熱交換器のチューブ１とヘッダープレート２との組立て過程を示す説明図であり、図４は同熱交換器であって図５のＩＶ−ＩＶ矢視図であり、図５は同熱交換器の縦断面略図である。さらに、図６は図５のＶＩ−ＶＩ矢視断面略図である。
【０００８】
この例は、ＥＧＲクーラとして用いられる熱交換器であって、ガス体６として排ガスが一方のヘッダから夫々のチューブ１を流通して他方のヘッダに導かれ、冷却流体７として冷却水が、一方の冷却水パイプ１２からケーシング４内に流入し、それが各チューブ１の外周を流通して他方の冷却水パイプ１２から流出する。そしてガス体６と冷却流体７との間で熱交換が行われものである。この熱交換器に用いられるチューブ１は、図１，図２，図６に示す如く、その軸線が波形に曲折形成されたものである。その波の曲折方向は、図５及び図６から明らかなように、全てのチューブ１において一平面上に平行に曲折されている。これは、図６の如く全てのチューブ１の波の波長を同期して配置させ、各チューブ間の隙間を均一にして各部における熱交換器を促進させるためである。
【０００９】
各チューブ１は図１に示す如く、波の軸線Ｌ２  の中心線Ｌ０  よりもチューブ１の両端部における軸線Ｌ１  が図において下方に位置されている。これは、Ｌ１  とＬ０  とが同一線上に存在すると、チューブ１を一対の板材３上に載置したとき、その向きがランダムに位置されることを避けるものである。即ち、チューブ１を一対の板材３で図１の如く支持した場合、Ｌ１  がＬ０  より下方に位置した場合、チューブ１の位置エネルギーは最も安定した低い位置にある。そのため図１の向きで安定し、不用意にそれが回転することがない。仮に、Ｌ１  がＬ０  より上位にあると全体として位置エネルギーが高くなり、重力の影響を受けてより低い方に移動し図１の状態に安定する。そして、多数のチューブ１を板材３上に、図２の如く、向きを同一にして並列することができる。
【００１０】
このように並列することにより、その向きを一致させて図３の如くヘッダープレート２のチューブ挿通孔に夫々のチューブ１を並列させることができる。即ち、この例では夫々のチューブ１の波の曲折方向を上下方向に位置して全てのチューブ１を並列させることができる。次いで、その組立体全体を９０°回転させ図４〜図６の如く軸線の曲折平面を水平に位置させ、さらに全体を水平面１０に対してθ傾けることにより、各チューブ１の内面に生じる凝縮液を円滑に下方に流下させ、チューブ１の内部にそれが溜まることを防止する。
【００１１】
次に、図７はチューブ１の他の実施の形態を示し、この例が図１のそれと異なる点は、板材３の支持点においてそのチューブ１の横断面がＶ字状または逆ハの字状に形成され、それに整合するように板材３の上縁に多数の支持用Ｖ字凹部３ｂが互いに離間して形成されたものである。この場合にも、並列される全てのチューブ１の向きを支持部１ｂと支持用Ｖ字凹部３ｂとの嵌着により同一方向に向けることができる。
【００１２】
【発明の作用・効果】
本発明の熱交換器は、チューブ１内に凝縮液が発生する熱交換器において、夫々のチューブが一平面方向のみに波形に曲折され且つ、その曲折方向の平面が互いに平行に並列されると共に、その曲折方向の平面が水平面に対して同一角度θに傾斜して配置されるから、チューブ１内の凝縮液を傾斜方向下方に円滑に流下させることができる。そのため、凝縮液がチューブ１内に滞留してチューブ１を腐蝕させるおそれがなく、耐久性の高い熱交換器を提供できる。
しかも、チューブ１は夫々軸線が波形に曲折形成されているため、チューブ１内を流通するガス体を攪拌すると共に、伝熱面積が広くなり冷却流体との熱交換を促進し得る。
【００１３】
上記熱交換器に用いるチューブ１は、夫々断面が円形に形成されると共に、その軸線が同一形状の波形に形成され且つ、チューブ全体の重力バランスが、それを一対の板材３で支持したとき、夫々のチューブがその重力で軸線周りに特定方向に安定するように形成されたから、一対の板材３上に多数のチューブ１を配置したとき、同一方向に並列させることができる。
即ち、チューブは、軸線の周りの勝手な方向を向くことなく、板材３上で並列され、熱交換器組立ての際に、夫々の曲折平面を同一に維持して容易に組み立てることができる。
【００１４】
上記熱交換器に用いるチューブ１であって、その波の互いに離れた少なくとも二つの頂部１ａにおけるチューブ断面の下面側がＶ字状または逆ハの字状に形成され、そこにチューブ支持用の支持部１ｂを有するものにおいては、その支持部１ｂに整合する支持用Ｖ字凹部３ｂを有する板材３によって、多数のチューブ１をその曲折平面を同一に維持して多数並列させることができる。
それにより、熱交換器の組立てを容易にし得る熱交換器用チューブを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱交換器に用いられるチューブ１を下面から支持した正面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図。
【図３】同熱交換器におけるチューブ１とヘッダープレート２との組立て状態を示す側面図。
【図４】図５のＩＶ−ＩＶ矢視図。
【図５】本発明の熱交換器の縦断面略図。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ矢視図。
【図７】本発明の熱交換器に用いられる他の例のチューブ１を下面から支持した正面図。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視断面図。
【符号の説明】
１  チューブ
１ａ  頂部
１ｂ  支持部
２  ヘッダープレート
３  板材
３ａ  支持用凹部
３ｂ  支持用Ｖ字凹部
４  ケーシング
６  ガス体
７  冷却流体
８  ヘッダ本体
９  支持台
１０  水平面
１１    ガス用パイプ
１２    冷却水パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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