【手続補正書】
【提出日】平成16年9月29日(2004.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  二重管式熱交換器及びそれを用いたエンジンオイルの冷却システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】  外周部に第一のフィンを有する外管と外周部に第二のフィンを有する内管とを備え、前記外管と内管との間の環状空間および前記内管の内部に流体を供給可能に形成した二重管式熱交換器において、前記内管の軸心と前記外管の軸心とをずらしたことを特徴とする二重管式熱交換器。
【請求項２】  外周部に第一のフィンを有する外管と外周部に第二のフィンを有する内管とを備え、前記外管と内管との間の環状空間および前記内管の内部に流体を供給可能に形成した二重管式熱交換器において、前記第一のフィンを前記外管の外周部に転造加工により形成し、前記第二のフィンを螺旋状に形成すると共に、前記内管の外周部に巻き付け、かつ前記内管の軸心と前記外管の軸心とをずらしたことを特徴とする二重管式熱交換器。
【請求項３】  請求項１又は２のいずれかに記載の二重管式熱交換器を用いたことを特徴とするエンジンオイルの冷却システム。
【請求項４】  エンジン冷却水用のラジエータと循環ポンプと二重管式熱交換器とを管路で接続して内管に冷却水を流し、外管と内管との間の環状空間にエンジンオイルを流すことを特徴とする請求項３記載のエンジンオイルの冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外管と内管とを備える二重管式熱交換器及びそれを用いたエンジンオイルの冷却システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車のエンジンの潤滑系に用いられるエンジンオイルは例えば８０℃程度で使用するのが望ましいとされている。そのため例えば油温の上がりやすい高性能エンジンでは、熱交換器（オイルクーラ）によって高温になったオイルを冷却することが行われる。このような熱交換器は、水冷式と空冷式とに分類できるが、より熱交換率を高めるために水冷却および空冷却の両方を利用する熱交換器が提案されている。このような熱交換器は外管内に内管を挿入して設けているために、二重管式熱交換器と呼ばれる。通常、外管の外周には第一のフィンが設けられ、内管の外周には熱交換効率を高めるために第二のフィンが設けられる。この第二のフィンは螺旋状をなしており、熱交換率を高めるために、螺旋状フィンのフィン間に形成される流路断面積は極めて小さく形成されている。
【０００３】
前記構成の熱交換器（オイルクーラ）では、外管と内管との間の環状空間に被冷却流体（例えばエンジンオイル）を流し、この冷却流体を、内管の内部を流れる流体（例えば冷却水）と、外管の外周部の第一のフィン間を流れる流体（例えば空気）とによって冷却するように構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した二重管式熱交換器では、まず第一のフィンおよび第二のフィンを製造するために、専用の金型が必要になり、そのための設備投資およびフィンの加工費が大きくなるという問題がある。
【０００５】
ついで、上記した二重管式熱交換器では、例えば粘度が高い被冷却流体が螺旋状流路を流れるときには、螺旋状流路の流路断面積が小さいことにより被冷却流体の流路抵抗が増大し、被冷却流体を循環させるポンプに大きい負荷がかかると共に、熱交換効率が低下するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、製造コストを抑え、かつ被冷却流体の粘度が高い状態であっても、この被冷却流体を円滑に流すことができる二重管式熱交換器及びそれを用いたエンジンオイルの冷却システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、外周部に第一のフィンを有する外管と外周部に第二のフィンを有する内管とを備え、前記外管と内管との間の環状空間および前記内管の内部に流体を供給可能に形成した二重管式熱交換器において、前記内管の軸心と前記外管の軸心とをずらしたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、外周部に第一のフィンを有する外管と外周部に第二のフィンを有する内管とを備え、前記外管と内管との間の環状空間および前記内管の内部に流体を供給可能に形成した二重管式熱交換器において、前記第一のフィンを前記外管の外周部に転造加工により形成し、前記第二のフィンを螺旋状に形成すると共に、前記内管の外周部に巻き付け、かつ前記内管の軸心と前記外管の軸心とをずらしたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２のいずれかに記載の二重管式熱交換器を用いたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のものにおいて、エンジン冷却水用のラジエータと循環ポンプと二重管式熱交換器とを管路で接続して内管に冷却水を流し、外管と内管との間の環状空間にエンジンオイルを流すことを特徴とする。
【００１１】
上記発明によれば、外管の軸心と内管の軸心とがずらされるので、第二のフィンは外管の内周部の一方に片寄る。従って、外管の内周部の他方には第二のフィンが存在しない空間が形成されるので外管と内管との間の環状空間の流路抵抗は全体としては小さくなる。この環状空間を流れる流体が低粘度の流体であったとしても、流路抵抗が全体として小さいので、流体を循環させるポンプに大きい負荷がかかることはなく、熱交換効率が低下することはない。
【００１２】
上記発明によれば、更に第一のフィンを転造加工により形成し、第二のフィンを螺旋状に形成すると共に内管の外周部に巻き付けて形成するので、フィンを製造する金型が不要になって製造コストを低減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１において、符号１はエンジンオイルの冷却システムを示す。このエンジンオイルの冷却システム１はエンジン冷却水用のラジエータ７と循環ポンプ９とオイルクーラ（二重管式熱交換器）１１とを管路３で接続して構成される。このオイルクーラ１１には点線で示すようにエンジンオイル（被冷却流体）が流され、このエンジンオイルは管路３を流れる冷却水と空気とにより冷却される。
【００１５】
オイルクーラ１１は、図２に示すように、外管１３と内管１５とを備える二重管式熱交換器である。外管１３の外周部には第一のフィン１７が多数列に亘って形成される。この第一のフィン１７は転造加工により形成される。すなわち第一のフィン１７はアルミニウム製の筒状外管素材とロール状工具とを回転させつつ両者を押しつけて工具表面の立体形状を、当該筒状外管素材に圧印することにより筒状外管素材に一体的に形成される。
【００１６】
この外管１３の両端にはアルゴン溶接によってアルミニウム製の端板１８が接続される。また、外管１３の外壁１３ａには例えば銅製のオイル入口管１９およびオイル出口管２１がアルゴン溶接によって接続される。符号２３は取付け部であり、このオイルクーラ１１は、当該取付け部２３を用いて例えばエンジンルーム等（図示せず）の固定部に取り付けられる。
【００１７】
前記外管１３には両端の端板１８を貫通してアルミニウム製の内管１５が取り付けられ、この内管１５の外周部にはアルミニウム製の真円状の第二のフィン（螺旋状フィン）２５が螺旋状に巻き付けられる。この第二のフィン２５のフィン間には螺旋状流路２５ａが形成される。内管１５の内周部には、図４に示すように、インナーフィン２６が押出し成形により一体的に形成される。なお、符号２９は冷却水の入口管であり、３１は冷却水の出口管である。
【００１８】
この実施形態では、図２および図３に示すように、内管１５の軸心ｐ１と外管１３の軸心ｐ２とがずらして配置される。従って、内管１５の外周部の真円状の第二のフィン２５は外管１３の内周部の一方に片寄ることになる。
【００１９】
これによれば、外管１３の内周部の他方には第二のフィン２５が存在しない空間２７が形成される。従って、外管１３と内管１５との間の環状空間の流路抵抗は、当該空間２７の存在によって全体としては小さくなる。
【００２０】
次に、この実施形態の動作を説明する。
【００２１】
図２に示すように、エンジンオイルはオイル入口管１９を介して外管１３と内管１５との間の環状空間、すなわち前記螺旋状流路２５ａに入り、図３に示すように螺旋状に回転しながら、オイル出口管２１側に移動し出口管２１から排出される。この過程では、オイルクーラ１１の内管１５を流れる冷却水との間で熱交換が行われると共に、外管１３の外周部の第一のフィン１７のフィン間を流れる空気との間で熱交換が行われてこのエンジンオイルは冷却される。
【００２２】
この実施形態では、熱交換効率を高めるために、外管１３と内管１５との間の環状空間、すなわち螺旋状流路２５ａは、流路断面積が非常に小さく形成される一方で、内管１５の軸心ｐ１と外管１３の軸心ｐ２とはずらして配置され、内管１５の外周部の真円状の第二のフィン２５は外管１３の内周部の一方に片寄って、外管１３の内周部の他方には第二のフィン２５が存在しない空間２７が形成される。従って、外管１３と内管１５との間の環状空間の流路抵抗は、空間２７が存在する分だけ、全体としては小さくなるので、前記環状空間を流れる流体が低粘度の流体であったとしても、流体を循環させるポンプ（図示せず）に大きい負荷がかかることはなく、熱交換効率を向上させることができる。
【００２３】
また、この実施形態では、第一のフィン１７を転造加工により形成し、第二のフィン２５を螺旋状に形成すると共に内管１５の外周部に巻き付けて形成するので、従来のものに比べると、フィン加工のための単独工程は不要になり、フィンと管（内管）とをアッセンブリするか、或いはフィンを管（外管）の外周に一体形成するかのいずれかであるので、フィン製造用の専用の金型は不要になり、フィンの製造コストを従来のものに比べ抑制することができる。
【００２４】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。この発明はオイルクーラに限定されず他の用途に用いられる二重管式熱交換器にも適用が可能であることは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、外管の軸心と内管の軸心とがずらされるので、第二のフィンは外管の内周部の一方に片寄る。従って、外管の内周部の他方には第二のフィンが存在しない空間が形成されるので外管と内管との間の環状空間の流路抵抗は全体としては小さくなる。この環状空間を流れる流体が低粘度の流体であったとしても、流路抵抗が全体として小さいので、流体を循環させるポンプに大きい負荷がかかることはなく、熱交換効率が低下することはない。
【００２６】
本発明によれば、更に第一のフィンを転造加工により形成し、第二のフィンを螺旋状に形成すると共に内管の外周部に巻き付けて形成するので、フィンを製造する金型が不要になって製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
エンジンオイル冷却システムを示す図である。
【図２】
本発明による二重管式熱交換器の一実施形態を示す正面図である。
【図３】
図２の二重管式熱交換器の端面図である。
【図４】
二重管式熱交換器の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１  冷却システム
１１  オイルクーラ（二重管式熱交換器）
１３  外管
１５  内管
１７  第一のフィン
２５  第二のフィン（螺旋状フィン）
２５ａ  螺旋状流路
２７  空間