(57)【要約】【課題】パイプ間に添設させる棒材を必要とすることなく、高い熱伝達効率が得られるパイプ型熱交換装置を提供すること。【解決手段】温度の異なる流体をそれぞれ流通させる２本のパイプ１，２を互いに併設させるとともに、それらのパイプを接触させて互いにロウ付けして成るパイプ型熱交換装置において、それらのパイプの表面に平坦面１ａ，２ａをそれぞれ形成し、前記パイプをその平坦面で互いに接触させてロウ付けしたことを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度の異なる流体をそれぞれ流通させる２本のパイプを互いに併設させるとともに、それらのパイプを接触させて互いにロウ付けして成るパイプ型熱交換装置において、それらのパイプの表面に平坦面をそれぞれ形成し、前記パイプをその平坦面で互いに接触させてロウ付けしたことを特徴とする、パイプ型熱交換装置。
【請求項２】
前記パイプの平坦面を、
圧力損失による伝熱性能低下＜接触面積増加による伝熱性能向上、
を満足するように形成することを特徴とする、請求項１に記載のパイプ型熱交換装置。
【請求項３】
前記パイプのうちの径の小さいパイプの平坦面を形成することによる断面積減少率が１０〜５０％の範囲であることを特徴とする、請求項２に記載のパイプ型熱交換装置。
【請求項４】
前記両パイプは、両端に継ぎ手部を備え、そのパイプの中間部に前記平坦面を形成したものであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のパイプ型熱交換装置。
【請求項５】
前記両パイプの一方は、ブローバイガスパイプであり、他方は、エンジンヘッドのバイパス出口とウォータポンプとを接続する冷却水パイプであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のパイプ型熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換性能を高めたパイプ型熱交換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２本のパイプを添設させ、それらのパイプ間に流れる流体の熱交換を行わせるパイプ型熱交換装置としては、例えば、エンジンのブローバイガスパイプに沿わせて、エンジンヘッドのバイパス出口からウォータポンプ接続のコネクタパイプに連なる冷却水パイプを添設し、ブローバイガスパイプに、エンジンで加熱された冷却水の熱を伝達させるようにしたものがある（例えば、特許文献１）。
この特許文献１のパイプ型熱交換装置では、冷却水の熱をブローバイガスパイプに効率良く伝達するために、両パイプをロウ付けによって密接させている。
【０００３】
しかしながら、パイプは、真円度が±０．１ｍｍ程度の波状を成しているため、パイプを互いに添設させたとしても、それらの間の部分に、間隙が生じる場合ある。特に、両パイプにおける母線の凹んだ部分同士が互いに対向し、それらの間隙が所定以上あると、その部分ではロウ材が残存せず、いわゆるロウ材の引けを生じてしまい、熱交換効率の低下を招く。
そこで、本件出願人は、先に、パイプ間に棒材を添設させて、それらのパイプおよび棒材をロウ付けし、パイプ間の接触面積を大きくすることによって、熱交換効率を高めた発明を提供した（特許文献２）。
【０００４】
なお、他のパイプ型熱交換装置としては、ブローバイガスパイプと排気ガス還流用パイプとによって構成されるパイプ型熱交換装置（例えば、特許文献３）がある。
【０００５】
【特許文献１】実公昭６４−７２０８号公報（図２参照）
【特許文献２】特開２００６−３８３０５号公報（図２および図３参照）
【特許文献３】実公昭６２−３３０４９号公報（図２参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献２に開示された発明では、棒材をパイプ間に添設させるものであるため、他の部材である棒材を必要とし、コストアップになり、ロウ付けに際しては、パイプおよび棒材を共に仮止めしなければならないため、その作業に手間がかかる等の問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記した背景技術が有する実情に鑑みて、パイプ間に添設させる棒材を必要とすることなく、高い熱伝達効率が得られるパイプ型熱交換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】
【０００８】
上記した課題を解決するため、請求項１のパイプ型熱交換装置は、温度の異なる流体をそれぞれ流通させる２本のパイプを互いに併設させるとともに、それらのパイプを接触させて互いにロウ付けして成るパイプ型熱交換装置において、それらのパイプの表面に平坦面をそれぞれ形成し、前記パイプをその平坦面で互いに接触させてロウ付けしたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２のパイプ型熱交換装置は、上記請求項１に記載の発明において、前記パイプの平坦面を、
圧力損失による伝熱性能低下＜接触面積増加による伝熱性能向上、
を満足するように形成することを特徴とする。
すなわち、パイプの接触面積が大きくなれば、伝熱性能は向上するが、該パイプ内に流れる流体の圧力損失によって、流量が減少するため、伝熱性能は低下する。したがって、本発明においては、パイプの平坦面を、それらを考慮して形成することとした。
【００１０】
また、請求項３のパイプ型熱交換装置は、上記請求項２に記載の発明において、前記パイプのうちの径の小さいパイプの平坦面を形成することによる断面積減少率が１０〜５０％の範囲であることを特徴とする。
【００１１】
さらに、請求項４のパイプ型熱交換装置は、上記請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記両パイプは、両端に継ぎ手部を備え、そのパイプの中間部に前記平坦面を形成したものであることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５のパイプ型熱交換装置は、上記請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記両パイプの一方は、ブローバイガスパイプであり、他方は、エンジンヘッドのバイパス出口とウォータポンプとを接続する冷却水パイプであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記した本発明に係るパイプ型熱交換装置によれば、２つのパイプが平坦面によって互いに接触するので、接触面積が大きくなり、添設させる棒状部材等を必要とすることなく、熱伝達効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、上記した本発明に係るパイプ型熱交換装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係るパイプ型熱交換装置として、ブローバイガスパイプと冷却水パイプによって構成されるパイプ型熱交換装置を示した斜視図、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う部分の拡大断面図である。
【００１６】
図１に示したパイプ型熱交換装置におけるブローバイガスパイプ１は、エンジンのクランクケースと吸気通路の適宜箇所、例えば、気化器の下流部分とを連通するパイプであり、冷却水パイプ２は、エンジンの冷却通路出口とウォータポンプとを連通するパイプである。
【００１７】
上記パイプ１，２は、端部にホース等に接続させるためのフランジ３，４等を形成した継ぎ手部５，６を備えた断面円形のパイプ素体の中間部Ｌにおける表面の一部を、図２に示すように、平坦面１ａ，２ａを形成したものである。この平坦面１ａ，２ａの形成によって、パイプ１，２の接触面積が大きくなり、伝熱性能は向上する。
【００１８】
但し、上記平坦面の形成によって、該パイプ内を流れる流体の圧力損失が生じ、流量が減少するため、伝熱性能はその分低下する。そこで、この平坦面の形成は、
圧力損失による伝熱性能低下＜接触面積増加による伝熱性能向上、
を満足するように設定する必要がある。本発明者等による試験によれば、小径のパイプ側の平坦面を形成することによる断面積減少率が１０〜５０％の範囲であれば伝熱性能の向上が見られ、特には、２０〜４０％の範囲で伝熱性能の向上が顕著であることが判明した。そこで、平坦面１ａ，２ａは、上記範囲の断面積減少率でパイプ１，２に形成することが適当である。
【００１９】
上記パイプ１，２の平坦面１ａ，２ａは、図３に示すように、プレス１０によって形成することができる。プレス１０は、図３（ａ）に示すように、断面円形のパイプ素体をプレスの断面半円形状のキャビティ面を形成する割型１１と、断面半円形状で中間に直線部を有するキャビティ面を形成する割型１２とによって構成される。なお、割型１２のキャビティ面の形状は、図３（ｂ）に示すように、略コ字状に形成してもよく、要は、相手パイプ１，２への当接面に平坦面１ａ，２ａが形成されていれば、他の部分は如何なる形状であってもよい。
【００２０】
このパイプ型熱交換装置では、ブローバイガスパイプ１と冷却水パイプ２とが互いに当接する中間部Ｌの端部で、それらの端部が互いに離れる方向に折り曲げられ、そして、それぞれのパイプ１，２を、０．１ｍｍ程度の間隔をもって互いに併設させ、それらにステー７を差し渡し、該ステー７を、スポット溶接，プロジェクション溶接，ＴＩＧ溶接等によってパイプ１，２の仮付けを行い、それらを、炉中でロウ付け８を行ってＬ部を互いに接合させる。
なお、パイプ１，２間の仮付けは、例えば、プレス成形において、同時に、平坦面１ａ，２ａ上に突起を成形しておき、この突起を相手パイプ２，１の平坦面２ａ，１ａに当接させた状態で、抵抗溶接させることによって行う等の他の手段によってもよい。
【００２１】
そして、このパイプ型熱交換装置では、冷却水パイプ２を流れるエンジンで加熱された温水の熱が、該冷却水パイプ２を介して熱的に結合させられたブローバイガスパイプ１に伝達され、該ブローバイガスパイプ１内を流れるブローバイガスを加熱して、該ガス中の水分の凍結を防止または解凍する。
【実施例】
【００２２】
以下は、平坦面によって互いに接合されるパイプにおいて、平坦面の面積が異なる場合の熱交換量を測定した結果を示したものである。
ここで、使用されたパイプは、表１のとおりである。
【００２３】
【表１】
2010107076.tif 000003
【００２４】
上記パイプの１００ｍｍの全長に亘って、下表の平坦面をそれぞれ形成し、それらの平坦面を０．１ｍｍの間隔をもって並置して仮止めし、それらを炉内でロウ付けを行い、図４（ａ）〜（ｅ）の試料〔態様ａ〜ｅ〕を作成した。
そして、雰囲気温度−３５℃の条件下において、小径のパイプＡに７５℃、圧力が４９０ｋＰａ（５ｋｇ／ｃｍ2 ）の温水、大径のパイプＢに２７℃、圧力が４９０ｋＰａのガスを、同方向に流して、パイプの熱交換量を計測した。
その計測結果を、表２に示す。
【００２５】
【表２】
2010107076.tif 000004
【００２６】
上記試験における各態様ａ〜ｅでの熱交換量は、図５のグラフに示すとおりである。
図５から明らかなように、小径のパイプＡの断面積減少率が１０〜５０％の範囲で伝熱性能の向上が見られ、特には、２０〜４０％の範囲で伝熱性能の向上が顕著である。
【００２７】
なお。本発明のパイプ型熱交換装置は、上記実施の形態に示したブローバイガスパイプと冷却水パイプばかりでなく、例えば、ブローバイガスパイプと排気ガス還流用パイプとによって構成されるパイプ型熱交換装置等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るパイプ型熱交換装置として、ブローバイガスパイプと冷却水パイプによって構成されるパイプ型熱交換装置を概念的に示した斜視図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線沿う部分の拡大断面図である。
【図３】本発明に係るパイプをプレス成形するための金型の形状を示した断面図である。
【図４】本発明に係る実施例の試料（態様ａ〜ｅ）を示した断面図である。
【図５】実施例での試験結果を示したグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
１      ブローバイガスパイプ
１ａ    平坦面
２      冷却水パイプ
２ａ    平坦面
３，４  フランジ
５，６  継ぎ手部
７      ステー
８      ロウ付け
Ａ      小径パイプ
Ｂ      大径パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010107076.tif 000008
【図５】
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