(57)【要約】【課題】伝熱管内に配設するフィン部材と素管との接触面積を多くするとともに、フィン部材と素管との熱伝導性を高める事を可能とし、伝熱管の熱交換性能を向上させる。【解決手段】金属製の素管２内に、管軸方向に長尺で軸中心部から少なくとも２方向にフィン３を突出した金属製の板状フィン部材４を挿入配設して伝熱管１を形成する。また、板状フィン部材４の外方向の先端側を、素管２の内周面の一部に対応させて形成した密着面５を、素管２の内周面に密着固定させる。【選択図】  図１
2004309074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の素管内に、管軸方向に長尺で軸中心部から少なくとも２方向にフィンを突出した金属製の板状フィン部材を挿入配設し、この板状フィン部材の外方向の先端側を素管の内周面の一部に対応させて形成した密着面を、素管の内周面に密着固定させる事を特徴とするフィン部材を内装した伝熱管。
【請求項２】
密着面は、板状フィン部材の外方向の先端部を素管の内周面の一部に対応させて密着可能とする事により形成した事を特徴とする請求項１のフィン部材を内装した伝熱管。
【請求項３】
密着面は、板状フィン部材の外方向の先端部に金属製の伝熱板を接続し、この伝熱板の外周面を素管の内周面の一部に対応させて密着可能とする事により形成した事を特徴とする請求項１のフィン部材を内装した伝熱管。
【請求項４】
板状フィン部材は、素管内を流動する流体が通過可能な窓部を少なくとも一個設けた事を特徴とする請求項１、２又は３のフィン部材を内装した伝熱管。
【請求項５】
窓部は、内部に突片を一定間隔で突出した事を特徴とする請求項４のフィン部材を内装した伝熱管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＥＧＲガス冷却装置等の多管式熱交換器、ラジエーター組込式オイルクーラーにて、冷却水、冷却風、カーエアコン用冷媒、その他の冷媒液等の冷却媒体と、ＥＧＲガス、煤を含有する燃焼排気ガス等の被冷却高温熱媒体流体との熱交換を行うために用いるもの等、種々の用途の伝熱管に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平１１−１０８５７８号公報
【特許文献２】特開２０００−１７９４１０号公報
【特許文献３】特開２００１−２２７４１３号公報
【０００３】
従来、自動車のエンジン等では、排気ガスの一部を排気ガス系から取り出して、再びエンジンの吸気系に戻し、混合気や吸入空気に加えるＥＧＲシステムが、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンに用いられていた。ＥＧＲシステム、特にディーゼルエンジンの高ＥＧＲ率のクールドＥＧＲシステムでは、排気ガス中のＮＯｘを低減し、燃費の悪化を防止するとともに、過剰な温度上昇によるＥＧＲバルブの機能低下や耐久性の低下を防止するため、高温化したＥＧＲガスを冷却水、冷却風、カーエアコン用冷媒、その他の冷媒液等の冷却媒体で冷却するＥＧＲガス冷却装置を設けている。
【０００４】
そして、このＥＧＲガス冷却装置として、上記特許文献１〜特許文献３の従来発明等に示す如く、内部をＥＧＲガスが流通可能な複数の細径の伝熱管を配置し、この伝熱管の外側に冷却水や冷却風、冷媒液等の冷却媒体を流通させる事により、伝熱管を介してＥＧＲガスと冷却媒体との熱交換を行うものが存在した。
【０００５】
上述の如きＥＧＲガス冷却装置で使用する伝熱管は、内周面が平滑な金属管が多く用いられているが、このような伝熱管ではＥＧＲガスの殆どが伝熱管の中心付近を高速に流動し、伝熱管の内周面側を通過するＥＧＲガスから熱が伝導されるのみで、冷却媒体との熱交換が行われにくかった。この熱交換性能の向上のため、前記特許文献１、２の従来発明では、内周面に突起を突設した金属製の素管内に、平板を螺旋状に捻って形成したフィン部材を挿入配設して伝熱管を形成している。また、特許文献３では、素管内に平板状のフィン部材を一体に突出して伝熱管を形成している。
【０００６】
このように、素管内に螺旋状に捻ったフィン部材を配設したり平板状のフィン部材を一体に突設する事で、伝熱管の伝熱面積を増大させ、ＥＧＲガスと伝熱管との熱伝導性を高め、伝熱管内のＥＧＲガスの流れを乱流化して、ＥＧＲガスの伝熱管内の流動距離を長くし、伝熱管とＥＧＲガスとの接触時間を長くする事で、伝熱管を介したＥＧＲガスと冷却媒体との熱交換効率を高めようとしていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１、２の従来技術では、フィン部材と素管との接触は、フィン部材の両側縁と、素管の内周面の突起部分との断続した点接触である。また、特許文献３の従来技術では、フィン部材の外周縁と素管の内周面との線接触である。そのため、何れもフィン部材と素管との接触面積が少なく、フィン部材がＥＧＲガスの熱を受熱しても、フィン部材から素管への熱伝達が十分に行われず、ＥＧＲガスと伝熱管の外周を流動する冷却媒体との熱交換効率を高めるには限界があった。また、素管との接触が線接触や断続した点接触では、フィン部材の固定性が悪く、伝熱管の振動や流体の流動力により、フィン部材のブレや変形を生じ易く、伝熱管の熱交換機能や耐久性を損なう可能性もあった。
【０００８】
本発明は上述の如き課題を解決しようとするものであって、伝熱管の素管内に挿入配設するフィン部材と素管との接触面積を多くする事により、フィン部材と素管との熱伝導性を高め、その結果、伝熱管内部を流動する流体と、該伝熱管の外部を流動する流体との熱交換性能を向上させようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の如き課題を解決するため、金属製の素管内に、管軸方向に長尺で軸中心部から少なくとも２方向にフィンを突出した金属製の板状フィン部材を挿入配設し、この板状フィン部材の外方向の先端側を素管の内周面の一部に対応させて形成した密着面を、素管の内周面に密着固定させて成るものである。
【００１０】
また、密着面は、板状フィン部材の外方向の先端部を素管の内周面の一部に対応させて密着可能とする事により形成しても良い。
【００１１】
また、密着面は、板状フィン部材の外方向の先端部に金属製の伝熱板を接続し、この伝熱板の外周面を素管の内周面の一部に対応させて密着可能とする事により形成しても良い。
【００１２】
また、板状フィン部材は、素管内を流動する流体が通過可能な窓部を少なくとも一個設けても良い。
【００１３】
また、窓部は、内部に突片を一定間隔で突出しても良い。
【００１４】
【作用】
本発明の伝熱管は上述の如く構成したものであり、熱伝導性に優れる金属製の素管内に、軸中心部から少なくとも２方向にフィンを突出して形成した金属製の板状フィン部材を挿入配設する事で、伝熱管の伝熱面積を増大させる事ができ、伝熱管の吸熱特性や放熱特性を向上させる事ができる。そして、従来のフィン部材を配設しない伝熱管では、素管の内周面付近を流動する一部の流体の熱のみが伝熱管に伝達され、大部分の流体は伝熱管に熱を伝達する事なく伝熱管内を高速に通過していたが、本発明の伝熱管では、軸中心部から少なくとも２方向にフィンを突設している事で、伝熱管の内部空間が分割され、流体の流れの偏りを防ぎ、伝熱管内を流体が素管の内周面だけでなく板状フィン部材の表面と接触しながら分散して流動するものとなり、流体と伝熱管間の伝熱を効率的に行う事ができる。
【００１５】
更に、板状フィン部材の外方向の先端側を素管の内周面の一部に対応させて密着面を形成し、この密着面を素管の内周面に密着固定させているので、板状フィン部材と素管とが、面接触して互いの接触面積を多くする事ができ、特許文献１〜３の従来発明等の如く、金属管と板状フィン部材とが点接触又は線接触する伝熱管に比べて、板状フィン部材と素管との熱伝導性を高める事ができる。
【００１６】
従って、例えば伝熱管内を高温のＥＧＲガスが流動する際に、本発明の伝熱管では、ＥＧＲガスの熱を、素管の壁面だけでなく板状フィン部材に効率的に伝達させる事ができる。そして、素管と密着する板状フィン部材の密着面により、板状フィン部材から素管への熱の伝達が促進され、この熱が素管の外表面を介して外部を流動する冷媒液に放熱される事で、冷媒液とＥＧＲガスとの熱交換を効率的に行う事が可能となるとともに、ＥＧＲガスをムラ無く均一に冷却する事が可能となる。
【００１７】
また、素管及び板状フィン部材を形成する金属材は、銅、アルミニウム、黄銅、又はステンレス等を用いる事により、熱伝導性に優れるとともにＥＧＲガス等に対する耐食性にも優れた伝熱管を得る事ができる。また、素管及び板状フィン部材は、使用目的やコスト等を考慮して、同一の金属で形成しても良いし、互いに異なる金属で形成しても良い。また、耐食性の信頼性を更に高めるため、前述の如き金属材に、亜鉛、銅、錫、錫−亜鉛合金、ニッケル、亜鉛−ニッケル合金等から成る１層のメッキ処理を行い、必要に応じクロメート被膜等を施しても良いし、金属材の外表面にニッケルをメッキし、このニッケルの外周面に更に亜鉛−ニッケル合金をメッキする等、２層以上のメッキ処理を行っても良い。
【００１８】
また、素管の内周面に密着させる密着面は、板状フィン部材の外方向の先端部を素管の内周面の一部に対応させて密着可能とする事により形成しても良いし、板状フィン部材の外方向の先端部に金属製の伝熱板を接続し、この伝熱板の外周面を素管の内周面の一部に対応させて密着可能とする事により形成しても良い。そして、伝熱板の外周面を密着面とする場合、素管の内周面と板状フィン部材との接触面積を伝熱板を介して更に増大させる事ができ、素管と板状フィン部材との熱伝導性を更に向上させて、優れた熱交換性能を持つ伝熱管を得る事ができる。
【００１９】
また、板状フィン部材は、素管内を流動する流体が通過可能な窓部を少なくとも一個設ければ、窓部を設けた面積分だけ伝熱面積は減るが、より軽量な伝熱管を得る事ができる。また、伝熱管の内部空間を流動する流体が窓部を通過して流動する事により、流体の乱流化や撹拌作用を生じ、伝熱管内での流体の流動距離が長くなり、素管の内周面や板状フィン部材の表面との接触時間が長くなるとともに、流体が撹拌されて、流体の一部のみではなく全体が素管や板状フィン部材と繰り返し接触するものとなる。従って、伝熱管の熱伝導性が高まり、窓部を設けて伝熱面積を少なくしても、内部を流動する流体と外部を流動する流体との熱交換効率を向上させる事ができる。
【００２０】
また、板状フィン部材は、流体の流入元側を切り欠いて窓部と連通する開口部を設ければ、ＥＧＲガス等の流体が伝熱管内に流入する際に受ける流動抵抗を少なくする事ができ、流体の供給元から伝熱管内への円滑な流体の流入が可能となる。
【００２１】
また、窓部を設けた場合でも、窓部の内部に突片を一定間隔で突出すれば、伝熱面積を多くする事が可能となるし、突片を設ける事で窓部に形成される凹凸により、流体の乱流化、撹拌作用が更に促進されて、伝熱管の熱伝導性を高める事ができる。
【００２２】
また、板状フィン部材は、密着面を素管の内周面に密着固定させて、素管と面接触しているので、従来の線接触や点接触のフィン部材に比べて素管内での固定性が良い。しかし、溶接やろう付け等により双方を接続固定すれば、素管内での板状フィン部材の固定性を更に高める事ができ、流体の流動や伝熱管の振動等による板状フィン部材のブレや変形を防ぐので、伝熱管の使用性や耐久性を向上させる事も可能となる。更に、素管の内周面に板状フィン部材の密着面をろう付けする場合は、板状フィン部材と素管の内周面との伝熱が、密着面だけでなくろう材のフィレットをも介して行われるので、熱伝導性が更に高まり、伝熱管の熱交換性能を向上させる事ができる。
【００２３】
そして、このろう付けの際は、素管への板状フィン部材の挿入前に、各フィンの少なくとも密着面の両側縁、又は密着面の素管への密着側にろう材をメッキしておく。このろう材のメッキは、好ましくは作業が容易な事からフィン部材の全表面に施しても良いし、素管の内周面にろう材をメッキしても良い。また、板状フィン部材の形成素材にろう材をクラッドし、このクラッド材を加工してフィン部材を形成しても良い。
【００２４】
また、密着面にろう材付着用のバインダーを塗布した板状フィン部材を素管に挿入後、該素管内にパウダー状のろう材を供給しても良い。また、密着面にろう材ペーストを供給した板状フィン部材を素管へ挿入しても良いし、素管内に板状フィン部材を挿入後、該素管内にろう材ペーストを供給しても良い。何れの場合でも、素管内に板状フィン部材を挿入配設して伝熱管を完成した後に、ろう付けを行うか、又は伝熱管を多管式熱交換器やラジエーター組込式オイルクーラーに組付けた後に、ろう付けを行う。
【００２５】
また、上記伝熱管は、自動車のエンジン、その他内燃機関、冷暖房等、熱交換を行う何れの装置にも用いる事ができる。そして、本発明の伝熱管を、エンジンのＥＧＲガス冷却装置、その他の多管式熱交換器に組付ければ、ＥＧＲガスの冷却を効率的に行う事ができる。従って、ＥＧＲシステム、特にディーゼルエンジンの高ＥＧＲ率のクールドＥＧＲシステムに於いて、排気ガス中のＮＯｘを低減できるとともに、燃費の悪化も防止する事ができる。また、過剰な温度上昇を防止して、ＥＧＲバルブの劣化や機能低下も確実に防止する事ができる。
【００２６】
また、高温オイルを内部に流通させて、エンジン冷却水で冷却するラジエーターへの組込式オイルクーラー等に本発明の伝熱管を組付けても良く、優れた熱交換を行って、伝熱特性の高いオイルクーラーを得る事ができる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の伝熱管を、自動車のクールドＥＧＲシステムに於けるＥＧＲガス冷却装置に使用した実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は第１実施例の伝熱管の斜視図で、金属製の素管内に、軸中心部から９０°間隔で４方向にフィンを突設し、断面形状が十字形の板状フィン部材を配設している。図２は図１の伝熱管の端面図である。図３は第２実施例の伝熱管で、第１実施例よりも表面積の大きな密着面に、更に内方に向いた伝熱片を設けた板状フィン部材を素管内に配設している。図４は第２実施例に於ける、素管への挿入前の板状フィン部材の端面図で、素管への挿入配設前の板状フィン部材の外径を素管の内径よりも大径に形成している。図５は素管への挿入配設前の外径を、素管の内径よりも大径に形成した他の異なる第３実施例の板状フィン部材の端面図である。
【００２８】
また、図６は第４実施例の伝熱管の端面図で、軸中心部から６０°間隔で６方向にフィンを突出した板状フィン部材を素管に内装したものである。また、図７は第５実施例の伝熱管の端面図で、断面形状を十字形とする板状フィン部材の外方向の先端部に伝熱板を接続し、この伝熱板の外周面を素管の内周面への密着面としたものである。
【００２９】
また、図８は、第１実施例の板状フィン部材のみの斜視図で、フィンに窓部や開口部を何等設けず平滑なものとしている。図９は第６実施例の板状フィン部材の斜視図で、各フィンに、流体が通過可能な複数の窓部を開口している。図１０は第７実施例の板状フィン部材の斜視図で、各フィンに複数設けた窓部の内部に、突片を複数形成している。図１１は、第８実施例の板状フィン部材の斜視図で、第６、第７実施例の窓部よりも小さな窓部を、各フィンに開口している。また、図１２は第９実施例の板状フィン部材の斜視図で、各フィンに複数の窓部を形成するとともに、流体の流入元側を切り欠いて窓部と連通する開口部を設けている。図１３は第１０実施例の板状フィン部材の斜視図で、各フィンに、複数の突片を突設した窓部を複数開口するとともに、流体の流入元側を切り欠いて、窓部と連通する開口部を設けている。また、図１４は本発明の伝熱管を用いたＥＧＲガス冷却装置の概略図である。
【００３０】
そして、本発明の第１実施例を図１、図２、図８、図１４を用いて詳細に説明すれば、（１）は伝熱管で、内部をＥＧＲガスが流通可能な細径の金属製の素管（２）内部に、管軸方向に長尺で軸中心部から９０°間隔で４方向にフィン（３）を突出した金属製の板状フィン部材（４）を挿入配設して形成したものである。
【００３１】
また、上記素管（２）及び板状フィン部材（４）は、銅、アルミニウム、黄銅、又はステンレス等の熱伝導性に優れた金属を用いて形成する事ができる。尚、素管（２）と板状フィン部材（４）とは、同一の金属で形成しても良いし、後述のろう付けや溶接を行う事が可能であれば、使用目的やコスト等に応じて、双方を異なる金属で形成しても良い。
【００３２】
上記板状フィン部材（４）は、図２、図８に示す如く、広幅板部材（６）で形成した一対のフィン（３）の先端側を、一方向及び他方向にそれぞれ折曲部（３０）を介して折曲し、素管（２）の内周面の一部に対応する略円弧形状の一対の密着面（５）を設けている。同様に、狭幅板部材（７）で形成したフィン（３）の長さ方向の一側を折曲部（３０）を介して折曲し、素管（２）の内周面に対応する略円弧状の密着面（５）を形成している。また、各狭幅板部材（７）の他側を折曲して、広幅板部材（６）の表面に接続する平坦な接続部（２２）を設けている。そして、一対の狭幅板部材（７）の平坦な接続部（２２）を、図２に示す如く、広幅板部材（６）の中央部の両面にろう付けする事により、図８に示す如く、９０°間隔で４方向に放射状にフィン（３）を突設し、板状フィン部材（４）を形成している。
【００３３】
上述の如き板状フィン部材（４）を、素管（２）内に挿入配設して伝熱管（１）を形成するが、素管（２）の内周面と各フィン（３）の密着面（５）との面接触を確実に行い、板状フィン部材（４）の固定性と、板状フィン部材（４）と素管（２）との熱伝導性を更に高めるため、密着面（５）の両側縁と素管（２）の内周面とをろう付けしている。このろう付けにより、板状フィン部材（４）の密着面（５）と素管（２）の内周面とが、ろう材のフィレット（９）により確実に密着し、且つろう材のフィレット（９）の幅分、密着面（５）と素管（２）の内周面とが広幅に面接触するものとなり、板状フィン部材（４）と素管（２）との熱伝導性を更に高める事ができる。
【００３４】
また、このろう付けの際は、素管（２）へのフィン（３）の挿入前に、予め板状フィン部材（４）の密着面（５）の少なくとも両側縁、或いは密着面（５）の素管（２）への密着側の表面全体にろう材をメッキしておく。このろう材のメッキは、好ましくは作業が容易な事から板状フィン部材（４）の全表面に施しても良いし、素管（２）の内周面にろう材をメッキしても良い。また、板状フィン部材（４）の形成素材である広幅板部材（６）と狭幅板部材（７）にろう材をクラッドし、このクラッド材を加工して板状フィン部材（４）を形成しても良い。
【００３５】
また、密着面（５）の両側縁にろう材付着用のバインダーを塗布した板状フィン部材（４）を素管（２）に挿入後、該素管（２）内にパウダー状のろう材を供給しても良い。他の方法として、密着面（５）の両側縁にろう材ペーストを供給した板状フィン部材（４）を素管（２）へ挿入しても良いし、素管（２）内に板状フィン部材（４）を挿入後、該素管（２）内にろう材ペーストを供給しても良い。そして、伝熱管（１）の製作時にろう付けを行っても良いし、或いは伝熱管（１）を後述のＥＧＲガス冷却装置（１０）に組付け後に、ろう付けを行っても良い。
【００３６】
上述の如く形成した伝熱管（１）では、軸中心部から４方向にフィン（３）を突設した板状フィン部材（４）の配設により、伝熱面積を増大させる事ができる。更に、各フィン（３）の先端側と素管（２）の内周面とを、従来技術の如き点接触又は線接触ではなく、密着面（５）を介して面接触させているので、板状フィン部材（４）と素管（２）との熱伝導性を高め、板状フィン部材（４）で受熱したＥＧＲガスの熱を、素管（２）に効率的に伝達した後、外部に放熱する事ができる。
【００３７】
また、板状フィン部材（４）の配設により、伝熱管（１）の内部空間（８）が４つに分割され、この４分割された内部空間（８）内を流体が分散して流動するので、流体の流れの偏りを防ぐものとなる。更に、内部空間（８）内を流体が素管（２）の内周面だけでなく板状フィン部材（４）の表面と接触しながら分散して流動する事により、流体と伝熱管（１）との伝熱を効率的に行う事ができ、伝熱管（１）の内外を流動する流体間の熱交換効率を向上させる事が可能となる。
【００３８】
そして、上述の如き伝熱管（１）を組付けたＥＧＲガス冷却装置（１０）は、図１４に示す如く、円筒状の胴管（１１）の両端にチューブシート（１２）を一対接続し、内部を密閉可能としている。そして、一対のチューブシート（１２）間に、本実施例の伝熱管（１）を複数本、チューブシート（１２）を貫通して接続配置している。また、胴管（１１）の両端には、ＥＧＲガスの導入口（１４）と導出口（１５）とを設けたボンネット（１６）を接続している。
【００３９】
更に、胴管（１１）の外周には、エンジン冷却水や冷却風等の冷却媒体の流入口（１７）と流出口（１８）を設ける事により、一対のチューブシート（１２）で仕切られた気密空間内を、冷却媒体が流通可能な冷却部（１３）としている。また、この冷却部（１３）内に、複数の支持板（２０）を接合配置し、この支持板（２０）に設けた挿通孔（２１）に、伝熱管（１）を挿通する事により、バッフルプレートとして伝熱管（１）を安定的に支持するとともに、冷却部（１３）内を流動する冷却媒体の流れを蛇行化している。
【００４０】
上記ＥＧＲガス冷却装置（１０）に於いて、導入口（１４）から胴管（１１）内に高温化したＥＧＲガスを導入すると、このＥＧＲガスは胴管（１１）内に複数配置した伝熱管（１）内に流入する。この伝熱管（１）を配置した冷却部（１３）では、予め伝熱管（１）の外部にエンジン冷却水等の冷却媒体を流通しているので、伝熱管（１）の外表面を介してＥＧＲガスと冷却媒体とで熱交換が行われる。
【００４１】
この伝熱管（１）は、前述の如く、板状フィン部材（４）の配設により伝熱面積を増大させて、ＥＧＲガスとの接触頻度を高めるとともに、板状フィン部材（４）と素管（２）とを面接触させて熱伝導性を高めている。そのため、素管（２）の内周面側のＥＧＲガスの熱だけでなく、中央付近を流動するＥＧＲガスの熱も、板状フィン部材（４）を介して素管（２）の内周面に効率的に伝熱された後、素管（２）の外周面を介して冷却媒体に放熱される。そして、ＥＧＲガスの全体がムラ無く均一に冷却されるものとなり、ＥＧＲガスへの優れた冷却効果が得られる。
【００４２】
このように良好に冷却されたＥＧＲガスは、導出口（１５）を介してＥＧＲガス冷却装置（１０）から流出し、インテークマニホールド側に戻される。従って、ＥＧＲバルブの高温化を防止して、ＥＧＲバルブの優れた機能性と耐久性を得る事ができるとともに、吸入空気の温度を低下するのでＮＯｘの低減と良好な燃費が可能となる。また、伝熱管（１）内でのＥＧＲガスの乱流化により、ＥＧＲガスに混入する煤の剥離が促進されて、大きな塊となるのを防ぐ事ができ、目詰まり等に起因する冷却性能の劣化やエンジントラブルを防ぐ事も可能となる。
【００４３】
次に、図３、図４に示す他の異なる第２実施例では、第１実施例と同様に、広幅板部材（６）の中央部の両面に、接続部（２２）を介して一対の狭幅板部材（７）を接続し、断面形状を十字形とした板状フィン部材（４）を素管（２）内に配設している。更に、第２実施例では、密着面（５）を、第１実施例よりも広幅に形成して、板状フィン部材（４）と素管（２）との接触面積をより多くして、熱伝導性を更に向上させている。また、各フィン（３）の密着面（５）の先端側を、素管（２）の内部方向に第２折曲部（３１）を介して更に折曲する事で、管軸方向に長尺な伝熱片（２３）を内方に突設している。この伝熱片（２３）により、板状フィン部材（４）の伝熱面積をより増大させるとともに、ＥＧＲガスの乱流化を促進して、伝熱管（１）を介した内外の流体間の熱交換効率を向上させる事を可能としている。
【００４４】
また、第１実施例の板状フィン部材（４）では、素管（２）への挿入配設の前に予め、各フィン（３）の先端側を素管（２）の内周面に対応させて円弧状に折曲して密着面（５）を形成する事で、素管（２）への挿入配設前の板状フィン部材（４）の外径を、素管（２）の内径と略同一寸法としている。これに対して、第２実施例では、各フィン（３）を素管（２）内に挿入配設する前に於いては、図４に示す如く、各フィン（３）の密着面（５）を形成する折曲部（３０）までの外径は素管（２）の内径と略同一又はやや小径とするが、伝熱片（２３）を形成する第２折曲部（３１）側までを素管（２）の内周面よりも外方に突出する形状とし、この第２折曲部（３１）側の外径を素管（２）の内径よりも大径に形成している。
【００４５】
このような板状フィン部材（４）を素管（２）内に挿入配設する際には、密着面（５）を折曲部（３０）を支点に内方に押圧変形し、密着面（５）の外径を内方に縮径させながら、板状フィン部材（４）を素管（２）内に挿入する。この挿入により、密着面（５）は素管（２）の内周面に対応して円弧状に変形するとともに、密着面（５）の外径の拡開方向への復元力により、該密着面（５）が素管（２）の内周面に強く密着固定されるものとなり、ろう付けや溶接等を行わなくても、素管（２）内での板状フィン部材（４）の固定性が向上し、安定するものとなる。
【００４６】
また、上記第２実施例の板状フィン部材（４）は、密着面（５）の第２折曲部（３１）側の外径を、素管（２）の内径よりも大径に形成しているが、他の異なる第３実施例では、図５に示す如く、密着面（５）の折曲部（３０）までの外径と、伝熱片（２３）を形成する第２折曲部（３１）側の外径は、素管（２）の内径と略同一又はやや小径としているが、密着面（５）を外方に円弧状に形成し、この密着面（５）の外径が素管（２）の内径よりも大径となるように板状フィン部材（４）を形成している。この板状フィン部材（４）を素管（２）内に挿入配設時には、円弧状の密着面（５）を内方に押圧変形して外径を内方に縮径しながら、素管（２）内に挿入する。そして、挿入後は、密着面（５）の拡径方向への復元力により、該密着面（５）が素管（２）の内周面に強く密着固定するものとなり、素管（２）内での板状フィン部材（４）の固定性が向上するものとなる。
【００４７】
また、上記第２、第３実施例では密着面（５）の復元力により各フィン（３）が素管（２）の内周面に強く密着固定されているので、素管（２）内での板状フィン部材（４）の固定性が良く安定するが、密着面（５）の両側縁を素管（２）の内周面にろう付けする事により、素管（２）内での板状フィン部材（４）の固定性が更に高まる。従って、板状フィン部材（４）のブレや変形等の防止効果を高める事ができるとともに、フィレット（９）の幅分、素管（２）と板状フィン部材（４）との接触面積を広くして、熱伝導性を更に向上させる事ができる。
【００４８】
また、上記第１〜第３実施例の板状フィン部材（４）は、軸中心部から９０°間隔で４方向にフィン（３）を突設しているが、他の異なる第４実施例では、図６に示す如く、６０°間隔で６方向にフィン（３）を突設して板状フィン部材（４）を形成している。この板状フィン部材（４）は、両側を折曲部（３０）を介して折曲し一対の密着面（５）を設けた広幅板部材（６）の中央付近の両面に、この広幅板部材（６）よりも更に広幅とし、断面形状をＶ字形に折曲形成した一対のＶ字形板部材（２４）を接続して形成している。この接続は、Ｖ字形板部材（２４）の折曲側の接続部（２２）を、広幅板部材（６）にろう付けする事で行っている。
【００４９】
また、一方のＶ字形板部材（２４）の、一対のフィン（３）の先端側を互いにＶ字の内側方向に折曲部（３０）を介して折曲し、素管（２）の内周面に対応する一対の密着面（５）を設けている。また、他方のＶ字形板部材（２４）の、一対のフィン（３）の先端側を互いにＶ字の外側方向に折曲部（３０）を介して折曲し、素管（２）の内周面に対応する一対の密着面（５）を設けている。そして、一方及び他方のＶ字形板部材（２４）の各一対の密着面（５）を、素管（２）の内周面にろう付けしている。
【００５０】
上記第４実施例の伝熱管（１）では、フィン（３）の枚数を多くしているので、板状フィン部材（４）の伝熱面積を更に増大させる事が可能となるとともに、板状フィン部材（４）と素管（２）との接触面積も多くなり、双方の熱伝導性を高める事ができる。このような伝熱管（１）を用いる事により、伝熱管（１）の内外を流通するＥＧＲガスと冷却媒体との間で熱交換を効率的に行う事が可能となる。
【００５１】
また、第４実施例では、一方のＶ字形板部材（２４）の一対の密着面（５）を内側に折曲形成し、他方のＶ字形板部材（２４）の一対の密着面（５）を外側に折曲形成しているが、全ての密着面（５）をＶ字の内側のみ又は外側のみに折曲形成しても良い。また、一方及び他方のＶ字形板部材（２４）の先端側を内側及び外側に各々折曲して密着面（５）を形成しても良い。また、Ｖ字形板部材（２４）の接続部（２２）を、広幅板部材（６）にろう付けしているが、一対の密着面（５）が素管（２）の内周面にろう付け固定されているので、必ずしも接続部（２２）を広幅板部材（６）にろう付けしなくても、Ｖ字形板部材（２４）の固定性が向上するものである。
【００５２】
また、上記第１〜第４実施例では、板状フィン部材（４）の先端部に形成した密着面（５）を、素管（２）の内周面に直接に密着固定しているが、図７に示す第５実施例では、板状フィン部材（４）の外方向の先端部に、管軸方向に長尺な金属製の伝熱板（２５）を接続し、この伝熱板（２５）の外周面を密着面（５）としている。この板状フィン部材（４）と伝熱板（２５）とは、板状フィン部材（４）の折曲部（３０）を介して折曲した先端部を、伝熱板（２５）の内周面にろう付けして接続している。このように伝熱板（２５）に設けた密着面（５）を素管（２）の内周面に密着させる事により、素管（２）の内周面と板状フィン部材（４）との接触面積を間接的に増大させる事ができ、素管（２）と板状フィン部材（４）との熱伝導性を向上させる事ができる。更に、本実施例では伝熱板（２５）の長さ方向の両側縁を、素管（２）の内部方向に折曲して伝熱片（２３）を設ける事により、伝熱管（１）の伝熱面積の更なる増大を可能とし、ＥＧＲガスの乱流化を促進して、ＥＧＲガスの熱を効率的に素管（２）に伝熱する事も可能となる。
【００５３】
また、前記第１〜第４実施例の如き板状フィン部材（４）に於いても、上記第５実施例の如く、板状フィン部材（４）の外方向の先端部に伝熱板（２５）を接続し、この伝熱板（２５）の外周面を素管（２）の内周面への密着面（５）としても良く、伝熱板（２５）の配設工程はあるが、伝熱管（１）の伝熱面積の更なる増大や、板状フィン部材（４）と素管（２）との熱伝導性の更なる向上が可能となる。
【００５４】
また、上記第１〜第５実施例では、板状フィン部材（４）の各フィン（３）には、窓部や開口部、凹凸等を何等設けていないが、図９に示す第６実施例では、広幅板部材（６）に一対の狭幅板部材（７）を接続して、９０°間隔で４方向にフィン（３）を突設した板状フィン部材（４）に於いて、各フィン（３）の表面に、流体が通過可能な窓部（２６）を管軸方向に直列に複数個、所定間隔で開口している。
【００５５】
また、第６実施例では、フィン（３）の表面積の多くを除去するような比較的大きな窓部（２６）を設ける事で、軽量な板状フィン部材（４）を得る事ができる。従って、伝熱管（１）並びにこの伝熱管（１）を使用したＥＧＲガス冷却装置（１０）等の軽量化も可能となる。尚、このような大きな窓部（２６）を形成する事で、図８に示す第１実施例の板状フィン部材（４）に比べて、伝熱面積が少なくなる可能性があるが、窓部（２６）の内周面の肉厚分の面積を伝熱面とする事ができるので、伝熱面積が大きく減少する事はない。
【００５６】
更に、伝熱面積が多少減っても、第６実施例では、伝熱管（１）の内部空間（８）を流動するＥＧＲガスが、複数の窓部（２６）を通過しながら流動先に流動する事により、ＥＧＲガスの乱流化を生じる。そのため、伝熱管（１）内でのＥＧＲガスの流動距離が長くなり、素管（２）の内周面や板状フィン部材（４）の表面との接触時間が長くなるとともに、ＥＧＲガスが撹拌されて、ＥＧＲガスの一部のみではなく全体が素管（２）や板状フィン部材（４）と繰り返し接触するものとなる。その結果、ＥＧＲガスの熱を伝熱管（１）に効率的に伝熱する事ができ、この熱を伝熱管（１）の外表面を介して冷却媒体に放熱する事で、熱交換性能の高いＥＧＲガスの冷却が可能となる。
【００５７】
また、他の異なる第７実施例では、図１０に示す如く、各フィン（３）に所定間隔で複数開口した窓部（２６）の、軸方向に平行な密着面（５）側の一辺に、窓部（２６）内に突出する突片（２７）を所定間隔で複数形成している。このように、突片（２７）を設ける事により、板状フィン部材（４）の伝熱面積を増やす事ができるとともに、密着面（５）側に設ける事で、突片（２７）で受けた熱を密着面（５）に直ちに伝達し、この密着面（５）を介して素管（２）に伝熱する事が可能となる。また、突片（２７）を設ける事で窓部（２６）に形成される凹凸により、内部を流動する流体の乱流化や撹拌作用が更に促進されて、熱交換効率を高める事ができる。
【００５８】
また、図１１は、第８実施例の板状フィン部材（４）の斜視図で、各フィン（３）に、第６実施例よりも小さな窓部（２６）を管軸方向に所定間隔で直列に複数個配置したものを、外方向に２段設けている。また、密着面（５）側の段の窓部（２６）の配置間隔を、軸中心部側の段の窓部（２６）の配置間隔よりも広くして、フィン（３）の先端側の伝熱面積を多くする事で、各フィン（３）の密着面（５）から素管（２）への熱伝導を行い易くしている。また、比較的小さな窓部（２６）を複数板状フィン部材（４）に設ける事により、伝熱管（１）内を流動するＥＧＲガスが細分化されて窓部（２６）を通過し、撹拌作用が高まるとともに、小さな窓部（２６）を通過しながら繰り返し素管（２）の内周面や板状フィン部材（４）の表面にＥＧＲガスが接触するものとなり、ＥＧＲガスから伝熱管（１）への熱伝導性を良好なものとする事ができる。
【００５９】
また、上記第１〜第８実施例の板状フィン部材（４）は、ＥＧＲガスの流入元側に開口部を設けず、流入元側の端面を平滑なものとしているが、図１２に示す第９実施例及び図１３に示す第１０実施例では、板状フィン部材（４）の各フィン（３）に、図９の第６実施例の如き比較的大きな窓部（２６）を直列に一段設けるとともに、各フィン（３）のＥＧＲガスの流入元側を切り欠いて、流入元側の窓部（２６）と連通する開口部（２８）を設けている。更に、図１３に示す第１０実施例では、各窓部（２６）の軸方向に平行な密着面（５）側の一辺に、窓部（２６）内に突出する複数の突片（２７）を設け、伝熱面積を多くしている。
【００６０】
このように、各フィン（３）のＥＧＲガスの流入元側に、窓部（２６）と連通する開口部（２８）を設ける事により、第９、第１０実施例では、ＥＧＲガスが伝熱管（１）に流入する際の流動抵抗を少なくする事ができ、ＥＧＲガスの導入口（１４）から伝熱管（１）へのＥＧＲガスの流入を、円滑に行う事が可能となる。更に、第１０実施例では、突片（２７）の形成により、伝熱面積を増やすとともに、ＥＧＲガスの乱流化や撹拌作用を促進させて、熱交換性能を更に向上させる事ができる。
【００６１】
また、上記第７〜第１０実施例では、図１０〜図１３に示す如く、板状フィン部材（４）を幅板部材（６）のみで形成し、この広幅板部材（６）の１８０°方向の両端をフィン（３）としているが、他の異なる実施例として、図８に示す第１実施例等と同様に、広幅板部材（６）と一対の狭幅板部材（７）とで形成した断面形状が十字形の板状フィン部材（４）としても良い。そして、広幅板部材（６）及びの狭幅板部材（７）の各表面に、第６〜第１０実施例の如く、大又は小の窓部（２６）を設けて伝熱管（１）内を流動する流体の乱流化や伝熱管（１）の軽量化を可能としたり、該窓部（２６）に突片（２７）を設けて伝熱面積を増大させるとともに、流体の乱流化や撹拌作用を促進させても良い。また、開口部（２８）を設けて伝熱管（１）への流体の流入時の流動抵抗を少なくしても良い。
【００６２】
また、第２、第３実施例の如く、各フィン（３）の素管（２）の内周面への密着面（５）を比較的広幅とし、更に各密着面（５）に伝熱片（２３）を突設形成した板状フィン部材（４）に於いても、各フィン（３）に、図９〜図１３に示す第６〜１０実施例の如く、大又は小の窓部（２６）を設けて伝熱管（１）内を流動する流体の乱流化や伝熱管（１）の軽量化を可能としたり、該窓部（２６）に突片（２７）を設けて伝熱面積を増大させるとともに、流体の乱流化や撹拌作用を促進させても良い。また、開口部（２８）を設けて伝熱管（１）への流体の流入時の流動抵抗を少なくしても良い。
【００６３】
また、第４実施例の如く、一枚の広幅板部材（６）と、これに対称に接続する一対のＶ字形板部材（２４）とで形成した板状フィン部材（４）に於いても、各フィン（３）に、図９〜図１３に示す第６〜１０実施例の如く、大又は小の窓部（２６）を設けて伝熱管（１）内を流動する流体の乱流化や伝熱管（１）の軽量化を可能としたり、該窓部（２６）に突片（２７）を設けて伝熱面積を増大させるとともに、流体の乱流化や撹拌作用を促進させても良い。また、開口部（２８）を設けて伝熱管（１）への流体の流入時の流動抵抗を少なくしても良い。
【００６４】
また、第５実施例の如く、各フィン（３）の密着面（５）と、素管（２）の内周面との間に、外方向の先端部に接続した伝熱板（２５）の外周面を、素管（２）の内周面への密着面（５）とした板状フィン部材（４）に於いても、各フィン（３）に、図９〜図１３に示す第６〜１０実施例の如く、大又は小の窓部（２６）を設けて伝熱管（１）内を流動する流体の乱流化や伝熱管（１）の軽量化を可能としたり、該窓部（２６）に突片（２７）を設けて伝熱面積を増大させるとともに、流体の乱流化や撹拌作用を促進させても良い。また、開口部（２８）を設けて伝熱管（１）への流体の流入時の流動抵抗を少なくしても良い。
【００６５】
また、上記第１〜第１０実施例では、軸中心部から６０°、９０°又は１８０°とする同一間隔で外方向にフィン（３）を突設しているが、他の異なる間隔を介してフィン（３）を突設しても良いし、同一間隔ではなく隣接するフィン（３）同士の間隔を、互いに異なる間隔で突設しても良い。
【００６６】
また、上記各実施例では、ＥＧＲガス冷却装置（１０）に本発明の伝熱管（１）を組付けたものとして説明しているが、他の異なる多管式熱交換器に本発明の伝熱管（１）を用いても良く、優れた熱交換性能を得る事ができる。また、エンジンオイル、ミッションオイル、ＡＴＦ、パワステオイル等の高温オイルを内部に流通させて、この高温オイルをエンジン冷却水で冷却するラジエーターへの組込式オイルクーラーに、本発明の伝熱管（１）を組付ける事もできる。そして、本発明の伝熱面積が広く且つ熱伝導性の高い伝熱管（１）を介して、伝熱管（１）内を流通するエンジン冷却水と伝熱管（１）外部を流通する被冷却オイルとの熱交換が促進され、被冷却オイルの冷却を均一且つ効率的に行えるものである。
【００６７】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成したもので、熱伝導性に優れる金属製の素管内に、軸中心部から少なくとも２方向にフィンを突設した金属製の板状フィン部材を配設しているので、伝熱管の伝熱面積を増大させる事ができる。また、各フィンと素管の内周面とを、密着面を介して面接触させているので、素管と板状フィン部材との熱伝導性を高める事ができる。従って、伝熱管の熱交換性能が向上し、伝熱管の内外を流動する流体相互の熱交換を効率的に行う事が可能となる。また、この面接触により、素管内での板状フィン部材の固定性が向上し、流体の流動や伝熱管の振動等によるフィンのブレや変形を防ぐとともに、各フィンやフィンが接触している素管の壁面のフレッティング等を防いで、熱交換を円滑に行う事ができ、伝熱管の耐久性も向上する。そして、この熱交換性能に優れる伝熱管を、多管式熱交換器や、ラジエーター組込式オイルクーラー等に使用する事により、伝熱特性の高い製品を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の伝熱管を示す斜視図。
【図２】図１の端面図。
【図３】第２実施例の伝熱管を示す斜視図。
【図４】伝熱管への挿入前の状態を示す第２実施例の板状フィン部材の端面図。
【図５】第３実施例の板状フィン部材を示す端面図。
【図６】第４実施例の伝熱管を示す端面図。
【図７】第５実施例の伝熱管を示す端面図。
【図８】第１実施例の板状フィン部材を示す斜視図。
【図９】第６実施例の板状フィン部材を示す斜視図。
【図１０】第７実施例の板状フィン部材を示す斜視図。
【図１１】第８実施例の板状フィン部材を示す斜視図。
【図１２】第９実施例の板状フィン部材を示す斜視図。
【図１３】第１０実施例の板状フィン部材を示す斜視図。
【図１４】本発明の伝熱管を組付けたＥＧＲガス冷却装置の一部切り欠き平面図。
【符号の説明】
２    素管
３    フィン
４    板状フィン部材
５    密着面
２５    伝熱板
２６    窓部
２７    突片
２８    開口部
【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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【図９】
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【図１０】
2004309074.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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