(57)【要約】【課題】  ヘッダープレートレス型の排ガス冷却装置において、コアの偏平チューブ内及び入口タンクに凝縮水の滞留が生じない排ガス冷却装置を提供すること。【解決手段】  入口タンク４及びコア２の各偏平チューブ１を水平面に対してガス入口側に向けて先下がりに傾斜して配置し、偏平チューブ１内の凝縮水１４を入口タンク４の膨出部６から入口タンク４の排ガス流入側に流出させると共に、その入口タンク４内は凝縮水の滞留部が存在しないようにその全長に渡って水勾配を形成する。【選択図】図１
2017215054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏平チューブ（１）の積層体からなる横断面方形のコア（２）と、コア（２）の外周を被嵌するケーシング（３）と、コア（２）の両端を被嵌する一対の入口タンク（４）および出口タンク（５）と、を具備し、
前記入口タンク（４）および各偏平チューブ（１）内には、排ガス（１２）が導かれ、それが各偏平チューブ（１）を介して出口タンク（５）に導かれると共に、ケーシング（３）内に冷却水が導かれて、排ガスが冷却される排ガス冷却装置において、
各偏平チューブ（１）は、それぞれ両端部に厚み方向に膨出した膨出部（６）を有し、その各膨出部（６）で互いに積層されて、そのコアがヘッダーを有しないヘッダープレートレス型のものであり、
前記入口タンク（４）およびコア（２）の各偏平チューブ（１）は、水平面に対してガス入口側に向けて先下がりに傾斜して配置され、各偏平チューブ（１）内の凝縮水（１４）が入口タンク（４）側の前記膨出部（６）から、入口タンク（４）の排ガス流入側に流出すると共に、その入口タンク（４）内は、凝縮水（１４）の滞留部が存在しないようにその全長に渡って水勾配が形成された排ガス冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排ガス冷却装置において、
コア（２）の各偏平チューブ（１）の膨出部（６）の後端部の外周にケーシング（３）の開口端部が被嵌され、膨出部（６）の先端部の外周に入口タンク（４）の開口端が被嵌されて、それら両開口端間が離間した排ガス冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排ガス冷却装置において、
コア（２）の外周に環状に設けたサブタンク（７）を介して、ケーシング（３）の開口端部および入口タンク（４）の開口端が被嵌された排ガス冷却装置。
【請求項４】
請求項１に記載の排ガス冷却装置において、
コア（２）の各偏平チューブ（１）の膨出部（６）の外周にケーシング（３）の開口端部が被嵌され、そのケーシング（３）の外周に入口タンク（４）の開口端が重ねて被嵌された排ガス冷却装置。
【請求項５】
請求項１に記載の排ガス冷却装置において、
コア（２）の各偏平チューブ（１）の膨出部（６）の外周に入口タンク（４）の開口端が被嵌され、その入口タンク（４）の外周にケーシング（３）の開口端が重ねて被嵌された排ガス冷却装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５に記載の排ガス冷却装置において、
前記入口タンク（４）は、タンク本体（４ａ）とその開口（４ｃ）に接続されるパイプ部（４ｂ）とからなり、コア（２）の軸線方向の断面において、タンク本体（４ａ）およびパイプ部（４ｂ）の夫々の開口（４ｃ）の外周がガス入口側に向けて先下がりの三角形状に形成され、パイプ部（４ｂ）の 開口（４ｃ）の内周はタンク本体（４ａ）の開口（４ｃ）の外周に整合すると共に、その板厚分外側に膨出する段付き部（４ｄ）を有し、それらが互いに嵌着されたとき、タンク本体（４ａ）の縁が段付き部（４ｄ）の底に突き当って、その境目に段部が生じないように形成され、タンク本体（４ａ）から出口パイプ（８）の先端側に凝縮水が停滞することなく流下するように構成した排ガス冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として排ガスを冷却水により冷却する排ガス冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、多数のチューブの両端をチューブプレートに挿通し、その外周をケーシングで被嵌すると共に、ケーシングの両端に排ガスの入口タンクと出口タンクとを設けて、その排ガスの入口タンク側を出口タンク側に対して僅かに傾斜したものが記載されている。それにより、各チューブ内を流れる凝縮水を入口タンク側に導いて、円滑に排除するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２５３９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の排ガス冷却装置は、多数のチューブと一対のチューブプレートとでコアを形成し、その外周にケーシングを被嵌すると共に、その両端に一対の入口タンクと出口タンクとを設けたものである。
このような排ガス冷却装置は、各チューブを水平面に対して下がり傾斜させることにより、内部の凝縮水を円滑に排ガスの入口タンク側に排出するものであるが、その入口タンク側の底部に凝縮水が溜まり易い欠点がある。
そこで、本発明はコアの偏平チューブ内及び入口タンクに凝縮水の滞留が生じない排ガス冷却装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の本発明は、偏平チューブ（１）の積層体からなる横断面方形のコア（２）と、コア（２）の外周を被嵌するケーシング（３）と、コア（２）の両端を被嵌する一対の入口タンク（４）および出口タンク（５）と、を具備し、
前記入口タンク（４）および各偏平チューブ（１）内には、排ガス（１２）が導かれ、それが各偏平チューブ（１）を介して出口タンク（５）に導かれると共に、ケーシング（３）内に冷却水が導かれて、排ガスが冷却される排ガス冷却装置において、
各偏平チューブ（１）は、それぞれ両端部に厚み方向に膨出した膨出部（６）を有し、その各膨出部（６）で互いに積層されて、そのコアがヘッダーを有しないヘッダープレートレス型のものであり、
前記入口タンク（４）およびコア（２）の各偏平チューブ（１）は、水平面に対してガス入口側に向けて先下がりに傾斜して配置され、各偏平チューブ（１）内の凝縮水（１４）が入口タンク（４）側の前記膨出部（６）から、入口タンク（４）の排ガス流入側に流出すると共に、その入口タンク（４）内は、凝縮水（１４）の滞留部が存在しないようにその全長に渡って水勾配が形成された排ガス冷却装置である。
【０００６】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の排ガス冷却装置において、
コア（２）の各偏平チューブ（１）の膨出部（６）の後端部の外周にケーシング（３）の開口端部が被嵌され、膨出部（６）の先端部の外周に入口タンク（４）の開口端が被嵌されて、それら両開口端間が離間した排ガス冷却装置である。
【０００７】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の排ガス冷却装置において、
コア（２）の外周に環状に設けたサブタンク（７）を介して、ケーシング（３）の開口端部および入口タンク（４）の開口端が被嵌された排ガス冷却装置である。
【０００８】
請求項４に記載の本発明は、請求項１に記載の排ガス冷却装置において、
コア（２）の各偏平チューブ（１）の膨出部（６）の外周にケーシング（３）の開口端部が被嵌され、そのケーシング（３）の外周に入口タンク（４）の開口端が重ねて被嵌された排ガス冷却装置である。
請求項５に記載の本発明は、請求項１に記載の排ガス冷却装置において、
コア（２）の各偏平チューブ（１）の膨出部（６）の外周に入口タンク（４）の開口端が被嵌され、その入口タンク（４）の外周にケーシング（３）の開口端が重ねて被嵌された排ガス冷却装置である。
【０００９】
請求項６に記載の本発明は、請求項１〜請求項５に記載の排ガス冷却装置において、
前記入口タンク（４）は、タンク本体（４ａ）とその開口（４ｃ）に接続されるパイプ部（４ｂ）とからなり、コア（２）の軸線方向の断面において、タンク本体（４ａ）およびパイプ部（４ｂ）の夫々の開口（４ｃ）の外周がガス入口側に向けて先下がりの三角形状に形成され、パイプ部（４ｂ）の 開口（４ｃ）の内周はタンク本体（４ａ）の開口（４ｃ）の外周に整合すると共に、その板厚分外側に膨出する段付き部（４ｄ）を有し、それらが互いに嵌着されたとき、タンク本体（４ａ）の縁が段付き部（４ｄ）の底に突き当って、その境目に段部が生じないように形成され、タンク本体（４ａ）から出口パイプ（８）の先端側に凝縮水が停滞することなく流下するように構成した排ガス冷却装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の排ガス冷却装置は、そのコアが偏平チューブ（１）の積層体からなる方形のヘッダープレートレス型のものであり、
入口タンク（４）および各偏平チューブ（１）は、水平面に対してガス入口側に向けて先下がりに傾斜して配置され、各偏平チューブ（１）内の凝縮水が入口タンク（４）側の前記膨出部（６）から、入口タンク（４）の排ガス流入側に流出すると共に、その入口タンク（４）内は、凝縮水の滞留部が存在しないようにその全長に渡って水勾配が形成されたから、偏平チューブ（１）内の凝縮水を円滑に排除できる。
【００１１】
上記構成において、請求項２に記載のように、各偏平チューブ（１）の膨出部（６）の後端部の外周にケーシング（３）の開口端部が被嵌され、膨出部（６）の先端部の外周に入口タンク（４）の開口端が被嵌されて、それら両開口端間を離間した場合には、
ケーシング（３）とコア（２）との間と、入口タンク（４）とコア（２）との間を各偏平チューブ（１）の外周を介して接続することができ、偏平チューブ（１）の内部を通流する凝縮水の排除を円滑に行える。
【００１２】
上記構成において、請求項３に記載の発明のように、コア（２）の外周に環状に設けたサブタンク（７）を介して、ケーシング（３）の開口端部および入口タンク（４）の開口端が被嵌された場合には、
コア（２）とケーシング（３）と入口タンク（４）とを容易に接続できると共に、偏平チューブ（１）内の凝縮水の排除をサブタンク（７）を介して円滑に行うことができる。
【００１３】
上記構成において、請求項４に記載の発明のように、コア（２）の各偏平チューブ（１）の膨出部（６）の外周にケーシング（３）の開口端部を被嵌し、そのケーシング（３）の外周に入口タンク（４）の開口端を重ねて被嵌した場合には、偏平チューブ（１）内の凝縮水を確実に入口タンク（４）に導くことができる。
上記構成において、請求項５に記載の発明のように、コア（２）の各偏平チューブ（１）の膨出部（６）の外周に入口タンク（４）の開口端を被嵌し、その入口タンク（４）の外周にケーシング（３）の開口端を重ねて被嵌した場合でも、偏平チューブ（１）内の凝縮水を確実に入口タンク（４）に導くことができる。
【００１４】
上記構成において、請求項６に記載のように、前記入口タンク（４）を、タンク本体（４ａ）とその開口（４ｃ）に接続されるパイプ部（４ｂ）とから形成し、コア（２）の軸線方向の断面において、それらをガス入口側に向けて先下がりの三角形状に形成し、パイプ部（４ｂ）の開口（４ｃ）の内周をタンク本体（４ａ）の開口（４ｃ）の外周に整合させ、段付き部（４ｄ）でタンク本体（４ａ）とパイプ部（４ｂ）とを嵌着したと場合には、
タンク本体（４ａ）から入口パイプ（８）の先端側に凝縮水を停滞させることなく、円滑に流下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の排ガス冷却装置の要部縦断面図（Ａ）及びそのＢ−Ｂ矢視図（Ｂ）。
【図２】本発明の排ガス冷却装置の第２実施例を示す要部縦断面図。
【図３】本発明の排ガス冷却装置の第３実施例を示す要部縦断面図。
【図４】同排ガス冷却装置の第４実施例を示す要部縦断面図。
【図５】同排ガス冷却装置の斜視図。
【図６】同排ガス冷却装置の分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１６】
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は本発明の排ガス冷却装置の要部縦断面図（Ａ）及びそのＢ−Ｂ矢視図（Ｂ）である。
この排ガス冷却装置は、偏平チューブ１の積層体からなるコア２と、コア２の外周を被嵌するケーシング３と、コア２の両端を被嵌する一対の入口タンク４及び出口タンク５とを有する。
【００１７】
そのコア２を構成する複数の偏平チューブ１は、図６に示す如く、夫々溝状に形成されたプレート１ａとプレート１ｂとの嵌着体からなる。この例では、プレート１ｂの外側にプレート１ａが被嵌されて偏平チューブ１を構成する。各プレート１ａ、１ｂは、その長手方向両端が厚み方向に膨出して膨出部６を形成する。そして各偏平チューブ１は、膨出部６において積層されコア２を構成する。
【００１８】
このようにしてなるコア２は、通常のチューブプレートを必要としないヘッダープレートレス型のものとなる。そして、このコア２の外周にケーシング３が被嵌される。
このケーシング３は、ケーシング本体３ａとその開口に嵌着する蓋部材３ｂとからなる。
そして図１の例では、コア２を構成する各偏平チューブ１の積層体において、その膨出部６の外周の長手方向の後端部にケーシング３の開口が被嵌されると共に、膨出部６の先端部外周には隙間１０を介して入口タンク４の開口が被嵌されて、両者の先端縁が対向する。同様の構造がケーシング３と出口タンク５との間にも存在する。
【００１９】
なお、コア２の外周でその長手方向の両端部外周は方形に形成される。そして、ケーシング３の両端部及び入口タンク４，出口タンク５の開口は、共にコア２の両端部の方形に整合する開口を有する。そして入口タンク４は、凝縮水の下流側が上流側に対して下方側に向けられている。
また、この排ガス冷却装置１６は全体が、水平面１５に対して角θ入口タンク４側に傾斜する。さらに入口タンク４は、その上流端から下流端に向け、全ての横断面で凝縮水１４に対して水勾配となるように傾斜している。
【００２０】
このようにしてなる排ガス冷却装置１６は、各部品が図１（Ａ）（Ｂ）の如く組立てられ、全体が高温の炉内で一体的にろう付固定される。その後、図１（Ａ）の如く、排ガス冷却装置１６は入口タンク４のガス流れの下流側にガス入口側に向けて先下がり配置される。そして、ケーシング３の外周に設けられた一対の水パイプ９から冷却水がケーシング３内に導かれると共に、排ガス１２が入口タンク４の開口からコア２の各偏平チューブ１に導かれる。そして、冷却水と排ガス１２との間に熱交換が行われ、排ガス１２を冷却することにより生じた凝縮水１４が入口タンク４側に流下し、入口タンク４から外部に排出される。
【実施例２】
【００２１】
次に、図２は本発明の第２実施例の要部縦断面図であって、この例が図１のそれと異なる点は、コア２とケーシング３及び入口タンク４との被嵌状態のみである。
この例では、コア２の各膨出部６の外周に入口タンク４の開口端が被嵌される。そしてその外側にケーシング３の開口端が重ねて被嵌されている。
なお、ケーシング３の開口端の端部には環状凹部１１が形成されている。また、コア２の図示しない左端においても同様に出口タンク５とコア２とケーシング３とが被嵌されている。環状凹部１１は、形成されなくてもよい。
【実施例３】
【００２２】
次に、図３は本発明の第３実施例の要部縦断面図である。
この例では、コア２の各膨出部６の外周にケーシング３の開口端が被嵌される。そしてその外側に重ねて入口タンク４の開口端が被嵌されている。
また、コア２の図示しない左端においても同様に出口タンク５とコア２とケーシング３とが被嵌されている。
【実施例４】
【００２３】
次に、図４は本発明の第４実施例の要部縦断面図であって、この例が図１のそれと異なる点は、コア２の外周にサブタンク７を介して、ケーシング３及び入口タンク４の開口端が嵌着されたことである。
即ち、方形のコア２の端部外周に、図４〜図６に示すサブタンク７が被嵌され、そのサブタンク７の両端部にケーシング３の開口と入口タンク４の開口とが被嵌されている。
さらにこの例では、入口タンク４がタンク本体４ａとパイプ部４ｂとの組み合わせからなる。その組合わせ体の開口部はサブタンク７の開口に整合する。
【００２４】
なお、入口タンク４の開口に直交する横断面において、その外周が、三角形（または略おむすび形）状に形成されている。そして、パイプ部４ｂの端部にはパイプ８が突出されている。それと共に、パイプ８の凝縮水の上流側には、図５の如く段付き部４ｄがタンク本体４ａの板厚分外側に膨出し、そこにタンク本体４ａの端部が嵌着する。
なお、タンク本体４ａ及びパイプ部４ｂは、その軸線が水平面に対して僅かに先下がりに傾斜する。それにより、各偏平チューブ１内を流下した凝縮水１４をサブタンク７，タンク本体４ａ，パイプ部４ｂを介して、いずれの位置でも滞留することなく円滑に外部に排除することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  偏平チューブ
１ａ  プレート
１ｂ  プレート
２  コア
３  ケーシング
３ａ  ケーシング本体
３ｂ  蓋部材
４  入口タンク
４ａ  タンク本体
４ｂ  パイプ部
４ｃ  開口
４ｄ  段付き部
【００２６】
５  出口タンク
６  膨出部
７  サブタンク
８  パイプ
９  水パイプ
１０  隙間
１１  環状凹部
１２  排ガス
１４  凝縮水
１５  水平面
１６  排ガス冷却装置
【図１】
2017215054.tif 000003
【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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