(57)【要約】【課題】  偏平管内周面にろう付によってコルゲートフィンを内挿するに際し、均一なろう接面を形成することにより、ろう接面の信頼性の向上を図ると同時に、優れた伝熱性能を有する熱交換器用伝熱管を提供する。【解決手段】  内周面にコルゲートフィンを内挿してなる熱交換器用伝熱管において、該伝熱管の内周面または該内周面に接する前記コルゲートフィンにおける上下の頂部のいずれかに、若しくはその双方にそれぞれ粗面加工が施され、該粗面部を以って相互にろう付によって接合されている熱交換器用伝熱管。【選択図】  図１
2007255733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面にコルゲートフィンを内挿してなる熱交換器用伝熱管において、該伝熱管の内周面または該内周面に接する前記コルゲートフィンにおける上下の頂部のいずれかに、若しくはその双方にそれぞれ粗面加工が施され、該粗面部を以って相互にろう付によって接合されていることを特徴とする熱交換器用伝熱管。
【請求項２】
前記コルゲートフィンが金属製薄板からなり、その断面形状が波形形状を含む略矩形のチャンネル形状であって、その長手方向には直線状若しくは所定のピッチ間隔でうねりを有する波形等、自由形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器用伝熱管。
【請求項３】
前記伝熱管の断面形状が、略長円形のレーストラック形状、若しくは略長方形を含む矩形断面に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器用伝熱管。
【請求項４】
前記粗面加工によって得られる伝熱管内周面、該内周面に接するコルゲートフィンにおける上下の頂部の粗面部が、梨地状に形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱交換器用伝熱管。
【請求項５】
前記粗面加工によって梨地状に形成される粗面部の表面粗さが、１０〜３０μｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の熱交換器用伝熱管。
【請求項６】
前記コルゲートフィン並びに伝熱管への粗面加工が、被加工面に対するサンドブラスト加工、若しくは表面に予め粗面加工が施されたロールによって押圧する、転写加工によって施されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の熱交換器用伝熱管。
【請求項７】
前記コルゲートフィンに対する粗面加工が、該コルゲートフィンへのプレス成形に際し、用いられる金型に予め設けられた凹凸によって施されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の熱交換器用伝熱管。
【請求項８】
前記コルゲートフィンを形成する金属製薄板がＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等のオーステナイト系ステンレススチールからなり、その板厚が０．０５〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の熱交換器用伝熱管。
【請求項９】
前記伝熱管を形成する金属性素材からなる偏平管が、円筒管を偏平に押圧した偏平管、偏平にロールフォーミングして電縫溶接した偏平管、プレス成形した上板と下板とを最中合せにして接合した偏平管等であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の熱交換器用伝熱管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所謂シェルアンドチューブ型の排気ガス冷却装置における熱交換器用伝熱管に係り、詳しくは該熱交換器に複数配設されて排気ガス流路を形成する断面形状が偏平の伝熱管であって、該伝熱管の内周面に熱交換性能の向上を促すためにコルゲートフィンを内挿するに際し、該コルゲートフィンの伝熱管内周面へのろう付による接合の均一性を図り、不均一なろう接によってもたらされる熱伝達性能の低下やピンホールの発生を抑制すると共に、ろう材の供給量を減少させて大幅なコスト改善や軽量化を達成し得る熱交換器用伝熱管に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排気系から排気ガスの一部を取り出して再びエンジンの吸気系に戻し、混合気に加える方法は、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気再循環）と称され、ＮＯｘ（窒素酸化物）の発生を抑制し、ポンプ損失の低減や燃焼ガスの温度低下に伴う冷却液への放熱損失の低減、作動ガス量・組成変化による比熱比の増大と、それに伴うサイクル効率の向上など、多くの効果が得られるところから、ディーゼルエンジンの排気ガスの浄化や、熱効率を改善するための有効な方法として広く採り入れられている。
【０００３】
ところが、ＥＧＲガスの温度が上昇し、ＥＧＲガス量が増大すると、その熱作用によってＥＧＲバルブの耐久性が劣化し、早期に破損する虞れが生ずるため、その防止策として冷却系を設けて水冷構造とする必要に迫られたり、吸気温度の上昇に伴い充填効率が低下して燃費が低下するという現象を招来する。このような事態を回避するためにエンジンの冷却液、カーエアコン用冷媒または冷却風などによってＥＧＲガスを冷却する装置が用いられ、とりわけ、気体であるＥＧＲガスをエンジン冷却水で冷却する気−液熱交換タイプのＥＧＲガス冷却装置が多数提案され使用されている。この気−液熱交換タイプのＥＧＲガス冷却装置の中でも、構造がシンプルで狭隘な設置空間においても容易に取付けが可能な、２重管式熱交換タイプのＥＧＲガス冷却装置に依然として根強い需要があり、例えば高温のＥＧＲガスを通す内管の外側に液体を通す外管を配設し、ガスと液体間で熱交換を行う交換器において、内管内に金属コルゲート板がフィンとして挿入されている２重管式熱交換器（例えば、特許文献１参照）、内側に被冷却媒体を流通させる内管と、該内管の外周を離間して囲むように設けられた外管と、前記内管の内部に配設された熱応力緩和機能を有する放熱フィンとから構成された２重管式熱交換器（例えば、特許文献２参照）をはじめとして、フィン構造体に対する様々な改良が施された数多くの２重管式熱交換器が提案され、その構造が簡略でコンパクトであるにも拘らず、それなりに優れた冷却効率が期待できるために、小型自動車など設置空間に限りのあるＥＧＲガス冷却用の熱交換器として、既に数多く実用に供されているが、構造上コンパクトであるがゆえに通流する流体の絶対量においては自ずと限界があり、結果としてトータルの熱交換効率においては未解決な課題が残されていた。
【０００４】
斯かる課題を解消するためには構造上多少複雑で大型化が余儀なくされても、所謂シェルアンドチューブ型の多管式熱交換器を採用せざるを得ず、これらの熱交換器についても様々な改良がなされている。例えば、図７に示すシェルアンドチューブ型の多管式熱交換器によれば、冷却ジャケットを構成するシェル本体４０の外周部に、冷却水入口７０−１と冷却水出口７０−２となる冷却水用ノズルがそれぞれ備えられ、該シェル本体４０の内周部には左右の両端部に取付けられたヘッダープレート３０を介して、その内周面にマルチエントリー型の波型フィン１０を内挿した、複数の偏平チューブ２０からなる伝熱管が間隔を隔てて装着され、さらにその両端部のヘッダープレート３０の外側には、排気ガスの導入口８０−１および排出口８０−２となるガス配管を備えたボンネット５０が、それぞれ一体として取付けられて排気ガス冷却装置用の多管式熱交換器１００を構成している（例えば、特許文献３参照）。また、当該従来例における偏平チューブ２０内面への波型フィン１０の内挿手段としては、同図（ｂ）に示すように該偏平チューブ２０内面へ波形フィン１０を挿入して組み合わせ、それらの組み合わせ状態単独で一体にろう付によって固定されるが、この際、同図（ｃ）に示すように偏平チューブ２０の内面と、波型フィン１０との間にはろう材６０を介装させ、かつその間隙を１００μｍ以下に維持した状態で、炉内ろう付けによって波形フィン１０内挿の偏平チューブ２０が得られる旨開示され、斯かるろう付手段によって接合部分の信頼性の向上を図ると同時に、高いレベルでの熱交換性能が得られる旨報告されている。
【特許文献１】特開平１１−２３１８１号公報
【特許文献２】特開２０００−１１１２７７号公報
【特許文献３】特開２００２−１３７０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記各従来技術において、特許文献１〜２に開示されている２重管タイプのＥＧＲガス冷却装置の場合は、上記ようにその構造が簡略でコンパクトであるにも拘らず、それなりに優れた冷却効率が期待できるために、小型自動車など設置空間に限りのあるＥＧＲガス冷却用の熱交換器としては、既に数多く実用に供されているが、構造上コンパクトであるがゆえに通流する流体の絶対量においては自ずと限界があり、結果としてトータルの熱交換効率においては未解決な課題が残されていた。斯かる課題を解消するための上記特許文献３における、シェルアンドチューブタイプの多管式熱交換型ＥＧＲガス冷却装置においては、該熱交換器本体に間隔を隔てて複数配設され、被冷却媒体である排気ガス流路を形成する伝熱管を、より広い伝熱面積を有する偏平チューブとし、加えて該偏平チューブの内面にマルチエントリー型のコルゲートフィンを内挿させて伝熱管を形成し、該伝熱管内を通流する高温のＥＧＲガスに対する撹拌作用を促すことにより、該伝熱管壁面を介しての熱交換が促進されるよう構成されている。茲で伝熱管内面に内挿される上記コルゲートフィンと、該伝熱管内面とは通常ろう付によって一体として接合されるが、当該ろう接面に部分的な欠陥があって非ろう付部が生じた場合、交換熱量の低下が懸念されるために、上記特許文献３による偏平チューブへのフィンの内挿手段は、接合面となる偏平チューブ内面とフィンとの間隙を１００μｍ以下に維持し、その間にろう材を介装させてろう付することによって均一なろう付面が得られ、ろう付の信頼性を確保しつつ熱交換性能を向上した旨報告されている。然しながら、偏平管の内周面やそれに接するコルゲート状のフィンの頂部は、必ずしも面一に相対してはおらず、広汎な接触面の間隙を１００μｍ以下で均一に維持することは意に反して容易なことではなく、しかも通常ろう付面は平滑な状態で仕上げた上に、清浄な状態に保つことが必須の要件となるため、溶融したろう材は僅かな傾きや隙間があっても容易に濡れの広がりや湯溜まり、ピンホール、ボイドなどを起こしやすく、それに起因してろう接面の均一性を欠くことが多かった。ろう接面が不均一となって非ろう付部が点在すると、熱伝達の妨げとなって交換熱量が低下するために、それを回避しようとしてろう材の供給量を増やすことになり、結果としてコストの上昇と重量の増加を招くことになる。一方、ろう材の供給量を増やすことによって部分的にろう材が溜まるところができ、冷却時に合金成分が偏析を起こして脆弱部から割れを発生する場合と、耐食性の低い部分からの腐食が発生する場合とがあり、ろう接面の信頼性を損ねる原因となるなど、早急に改善を求められる大きな課題であった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決することを所期の目的とし、併せて平滑なろう付面における溶融したろう材の流れについて着目し、該ろう付面における溶融したろう材による濡れの広がりを均一に保つためには、該ろう付面における溶融ろう材の流れに均一性を与えることが、該溶融ろう材の濡れが均一な状態で拡散し、結果として該ろう接面におけるろう材の浸透不良やボイドの発生が防止され、伝熱管内周面にコルゲートフィン頂部の全面が均一な状態でろう付されることを見出した。そこで本発明においては、そのための適切な手段について種々検討を重ねた結果、ろう接される伝熱管内周面またはコルゲートフィンの頂部に、所定の表面粗さで粗面加工を施すことにより、溶融ろう材による濡れがろう接面全体に均一に広がり、ろう材の偏析やピンホール、ボイドの発生を未然に防止すると共に、非ろう接部が点在することが原因となる交換熱量の低下を効果的に防止して、内挿したコルゲートフィンの性能が最大限に発揮できる偏平伝熱管を得、例えばＥＧＲガス冷却装置に組込まれた際に、優れた熱交換性能が得られる熱交換器用伝熱管として提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明による伝熱管は、内周面にコルゲートフィンを内挿してなる熱交換器用伝熱管において、該伝熱管の内周面または該内周面に接する前記コルゲートフィンにおける上下の頂部のいずれかに、若しくはその双方にそれぞれ粗面加工が施され、該粗面部を以って相互にろう付によって接合されていることを特徴的構成要件とする熱交換器用伝熱管を要旨とするものである。
【０００８】
また、本発明による上記熱交換器用伝熱管において、前記コルゲートフィンが金属製薄板からなり、その断面形状が波形形状を含む略矩形のチャンネル形状であって、その長手方向には直線状若しくは所定のピッチ間隔でうねりを有する波形等、自由形状に形成されることを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、本発明による上記熱交換器用伝熱管において、前記伝熱管の断面形状が、略長円形のレーストラック形状、若しくは略長方形を含む矩形断面に形成されることを好ましい態様とするものである。
【００１０】
本発明に係る上記熱交換器用伝熱管は、前記粗面加工によって得られる伝熱管内周面、該内周面に接するコルゲートフィンにおける上下の頂部の粗面部が、梨地状に形成されることを特徴とするものである。
【００１１】
上記本発明による熱交換器用伝熱管において、前記粗面加工によって梨地状に形成される粗面部の表面粗さが、１０〜３０μｍであることを特徴とするものである。
【００１２】
また、上記本発明による熱交換器用伝熱管において、前記コルゲートフィン並びに伝熱管への粗面加工が、被加工面に対するサンドブラスト加工、若しくは表面に予め粗面加工が施されたロールによって押圧する、転写加工によって施されることを好ましい態様とするものである。
【００１３】
さらに、上記本発明による熱交換器伝熱管において、前記コルゲートフィンに対する粗面加工が、該コルゲートフィンへのプレス成形に際し、用いられる金型に予め設けられた凹凸よって施されることを好ましい態様とするものである。
【００１４】
上記本発明による熱交換器用伝熱管において、前記コルゲートフィンを形成する金属製薄板がＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等のオーステナイト系ステンレススチールからなり、その板厚が０．０５〜０．５ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１５】
上記本発明による熱交換器用伝熱管はまた、前記伝熱管を形成する金属性素材からなる偏平管が、円筒管を偏平に押圧した偏平管、偏平にロールフォーミングして電縫溶接した偏平管、プレス成形した上板と下板とを最中合せにして接合した偏平管等であることを好ましい態様とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る熱交換器用伝熱管はその断面形状が基本的に略長円形若しくは略矩形の偏平管であって、該偏平管に内挿される３次元チャンネル形状のコルゲートフィンとの接合面、或いは該コルゲートフィンの頂部のいずれか、若しくはその双方の接合面に、好ましくは梨地状でかつ表面粗さ１０〜３０μｍに粗面加工を施し、しかる後にろう付によって接合されていることを特徴とするものである。伝熱管内周面におけるコルゲートフィンの内挿に際し、接合面に対する上記のような粗面加工を施すことにより、溶融したろう材が該接合面で毛細管現象を発現して浸透し、広汎でかつ均一な濡れによって強固なろう付面が形成され、ろう付面間に間隙が誘発されることにより発生するピンホールやボイドが未然に防止され、併せてろう溜まりが小さく分散されることによって、ろう材が冷却した際に生ずる合金成分の偏析に起因した脆弱部からの亀裂の発生と耐食性の低い部分からの腐食の発生を未然に防止して、ろう付面の信頼性を向上させる上で効果的に寄与する。さらにろう材に不均一な浸透によって誘発されるボイドの発生を防いで断熱空間を生じ難くして、ろう接面間における伝熱性能が高度に維持されるため、優れた熱交換性能を以って効果的な冷却性能を有する熱交換器用伝熱管を提供することができる。
【００１７】
また、本発明に係る上記偏平伝熱管は、従来公知の簡略な加工方法によって容易に製作可能であり、かつ該偏平伝熱管に対する３次元チャンネル形状のフィン構造体の内挿に際しても、伝熱管内周面へのろう付を採用するものであって、その加工手段は簡略かつ容易であって、用いられるろう材は必要最小限度に抑えることができるにも拘らず、得られる効果は著しく優れたものであるところから、これを取付けた多管式熱交換器はＥＧＲガス冷却装置の小型軽量化を低コストで実現できるなど、省エネルギーの観点においても多大な貢献を期待することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について添付した図面並びに実施例に基づいて更に詳細に、かつ具体的に説明するが、本発明はこれによって拘束されるものではなく、得られる偏平伝熱管や該伝熱管に内挿されるコルゲートフィンの構造や形状を含め、本発明の主旨の範囲内において自由に設計変更が可能である。
【００１９】
図１は本発明に係る第１実施例による熱交換器用伝熱管単体を示し、（ａ）はその要部斜視図、（ｂ）は該伝熱管に内挿されたコルゲートフィンの要部拡大斜視図、図２は本発明に係わる第２実施例による熱交換器用伝熱管単体を示し、（ａ）はその要部斜視図、（ｂ）は該伝熱管に内挿されたコルゲートフィンの要部拡大斜視図、図３は本発明に係わる第３実施例における波形のコルゲートフィン単体を示し、（ａ）はその要部平面図、（ｂ）はその正面図、図４は本発明に係る第４実施例によるコルゲートフィン単体を示す要部拡大斜視図、図５は本発明に係わる第５実施例によるこるゲートフィン単体を示す要部拡大斜視図、図６は本発明に係る第６実施例による熱交換器用伝熱管単体を示し、（ａ）はその全体構造を示す一部破断斜視図、（ｂ）は同じく要部拡大斜視図である。
【実施例１】
【００２０】
本発明に係る第１実施例による熱交換器用伝熱管１は、図１（ａ）にその要部を拡大して示すように、断面形状が略長円形のレーストラック形状で板厚が０．５ｍｍの、ＳＵＳ３０４Ｌオーステナイト系ステンレススチールを素材として形成された偏平管本体２の内周面２−１に、板厚が０．０５ｍｍの同種のステンレススチール製板材にプレス成形を施し、断面形状が矩形のチャンネル形状であって、長手方向がストレートな自由形状を有するコルゲートフィン３を挿入し、ろう付によって一体として接合することにより、コルゲートフィン３を内挿してなる熱交換器用伝熱管１を形成するが、ここで前記偏平伝熱管本体２の内周面２−１に挿入される本例による前記コルゲートフィン３は、同図（ｂ）に示すように該偏平伝熱管内周面２−１に接する上側頂部３−１、下側頂部３−２および端部３−４のそれぞれに、サンドブラストによる粗面加工を施すことによって、表面粗さが１５〜２５μｍの梨地状の粗面部３−３を形成し、該粗面部３−３にニッケル系ろう材を配置した状態で、前記偏平管内周面２−１の所定の位置に挿入して、炉内ろう付けを施すことによって一体として固定した。本実施例における当該コルゲートフィン３は、その上下の頂部３−１、３−２および端部３−４が、偏平伝熱管内周面２−１に、それぞれ面一な状態で密着するようにしてろう付されており、炉内で溶融されたろう材が両者の接合面を均一な状態で濡らし、強固な接合面を形成すると同時に、ろう付面における間隙の誘発がもたらすピンホールや、ろう溜まりが小さく分散されて合金成分の偏析に起因する脆弱部からの亀裂の発生や耐食性の低い部分からの腐食の発生も見られなかった。また、ろう付面にはボイドの発生による、非ろう付面によってもたらされる断熱空間が殆ど発生しないことが確認された。上記の如くして得られた本実施例による熱交換器用伝熱管１複数本を、多管式熱交換器（図示を省略）に装着して、ＥＧＲ再循環システムにおけるガス流路に組込み、ＥＧＲガスの冷却性能試験に供した結果、該伝熱管内１を通流する高温のＥＧＲガスは、内挿されたコルゲートフィン３を介して効果的に熱伝達され、該コルゲートフィン３によってその流路４を小流路に分断されることと相俟って、該伝熱管１外周の冷却ジャケットへの熱交換が効率良く促進され、優れた冷却性能を示すことが確認された。
【実施例２】
【００２１】
偏平伝熱管本体２ａの内周面２ａ−１に内挿されるコルゲートフィン３ａを、図２（ａ）および（ｂ）に示すように長手方向に所定のピッチ間隔でうねりを有す波形とすると共に、該コルゲートフィン３ａに対する粗面加工を、予め円形ローラーの表面に所定の表面粗さによって凹凸模様が施されたローラーを用意し、該ローラー加工によって転写させた以外は、実質的に実施例１と同様にして波形のコルゲートフィン３ａを内挿した熱交換器用伝熱管１ａを得た。得られた本実施例による熱交換器用伝熱管１ａを、実施例１と同一の条件でＥＧＲガス冷却装置における冷却性能試験に供した結果、伝熱管１ａ内を通流するＥＧＲガスの流路４ａを、長手方向にうねりを有する波形に形成することによる接触面積の増大と、流れの撹拌効果とが相俟って、実施例１に勝る、優れた成果が確認された。
【実施例３】
【００２２】
図３（ｂ）に示すように断面形状が矩形であって、同図（ａ）に示すように長手方向に所定のピッチ間隔でうねりを有する波形のコルゲートフィン３ｂを、プレス成形によって形成するに際し、用いられるプレス用金型の凸部並びに溝部に、予め所定の表面粗さの凹凸を設けることにより、板厚が０．５ｍｍのＳＵＳ３０４Ｌオーステナイト系ステンレススチール製板材に対するプレス成形と同時に、所定の表面粗さの粗面加工を施した以外は、前記実施例２と同様にして波形のコルゲートフィン３ｂを内挿した熱交換器用伝熱管１ｂ（図示を省略）を得た。得られた本実施例による熱交換器用伝熱管１ｂを、実施例１と同一の条件でＥＧＲガス冷却装置における冷却性能試験に供した結果、該伝熱管１ｂ内を通流するＥＧＲガスの流路４ｂを、長手方向にうねりを有する波形に形成することによる接触面積の増大と、流れの撹拌効果とが相俟って、実施例１に勝る、優れた成果が確認された。
【実施例４】
【００２３】
偏平伝熱管内周面に内挿されるコルゲートフィン３ｃを、図４に示すように断面形状が波形で、長手方向にストレートな流路４ｃを有するコルゲートフィン３ｃとし、該コルゲートフィンの上側頂部３ｃ−１と下側頂部３ｃ−２とに、実施例１と同一のサンドブラストによる粗面加工を施し、表面粗さが１２〜２３μｍの梨地状の粗面部３ｃ−３を形成し、該粗面部３ｃ−３にニッケル系ろう材を配置した状態で、偏平管内周面の所定の位置に挿入して、炉内ろう付けを施すことによって一体として固定した以外は、実質的に実施例１と同様にして波形のコルゲートフィン３ｃを内挿した熱交換器用伝熱管１ｃ（図示を省略）を得た。得られた本実施例による熱交換器用伝熱管１ｃを、実施例１と同一の条件でＥＧＲガス冷却装置における冷却性能試験に供した結果、実施例１と同様に優れた成果が確認された。
【実施例５】
【００２４】
偏平伝熱管に内挿されるコルゲートフィン３ｄを、図５に示すようにガス流路内４ｄにおいて多数の切起こし部が形成された、マルチエントリー型の波形フィンとした以外は、実質的に上記実施例４と同様にしてマルチエントリー型で、波形のコルゲートフィン３ｄを内挿した熱交換器用伝熱管１ｄ（図示を省略）を得た。得られた本実施例による熱交換器用伝熱管１ｄを、実施例１と同一の条件でＥＧＲガス冷却装置における冷却性能試験に供した結果、該伝熱管１ｄ内を通流するＥＧＲガスは、その流路４ｄに形成された多数の切起こし部による多数のエッジの存在により層流の剥離と、流れの撹拌効果とが相俟って、実施例１に勝る、優れた成果が確認された。
【実施例６】
【００２５】
偏平管本体２ｂにおける内周面２ｂ−１へのコルゲートフィン３ｅの内挿に際し、図６（ａ）および（ｂ）に示すように該コルゲートフィン３ｅの上側頂部３ｅ−１、下側頂部３ｅ−２および端部３ｅ−４の頂面に加え、それぞれの頂部３ｅ−１、３ｅ−２並びに頂面３ｅ−４に相対して当接する偏平管本体２ｂの内周面２ｂ−１にも、前記実施例２と同様のローラーによる転写加工を施し、所定の表面粗さの粗面部３ｅ−３を形成し、それ以外は実質的に実施例２と同様にして波形のコルゲートフィン３ｅを内挿した熱交換器用伝熱管１ｅを得た。該偏平管内周面２ｂ−１におけるコルゲートフィン３ｅとの接合面は、ろう材の濡れが均一な状態で浸透・拡散して強固な接合面を示し、不均一なろう材の広がりによって誘発されるボイドの発生が防止され、該ボイドが原因となる断熱空間が生ずる余地は見られなかった。このようにして得られた本実施例による熱交換器用伝熱管１ｅを、実施例１と同一の条件でＥＧＲガス冷却装置における冷却性能試験に供した結果、その優れた伝熱性能に加え、該伝熱管１ｅ内を通流するＥＧＲガスの流路４ｅを、長手方向にうねりを有する波形に形成することによる接触面積の増大と、流れの撹拌効果とが相俟って、実施例１を凌ぐほどに優れた成果が確認された。
【００２６】
本発明に係わる熱交換器用伝熱管は、偏平管本体の内周面にろう付によってコルゲートフィンを内挿する際に、偏平管内周面に当接するコルゲーフィンの上下の頂部、若しくは該コルゲートフィンの頂部に接する偏平管内周面のいずれか一方に、或いはその双方に予め粗面加工を施して所定の表面粗さ、具体的には１０〜３０μｍの表面粗さの粗面部を形成し、形成された該粗面部に例えばニッケル系ろう材を配置し、その状態を維持してコルゲートフィンを伝熱管内周面の所定に位置に挿入し、炉内ろう付けによって一体として固定することによって形成される。上記粗面加工によって形成される粗面部は、必ずしも梨地状である必要はなく、線状若しくは筋状あるいはこれらを組み合わせて粗すことも妨げないが、溶融したろう材による濡れの広がりが均一に拡散することが望ましく、そのためには方向性を持たない梨地状に粗すことがより好ましい。形成される粗面部の表面粗さは、１０〜３０μｍの範囲内が好ましく、該表面粗さが１０μｍ以下の場合はろう材の濡れの広がりに均一性を欠いて、浸透不良を誘発してボイドを発生し易くなり、表面粗さが３０μｍ以上になると、ろう付面間に間隙が生じてピンホールを発生しやすくなる虞れがある。粗面部の形成手段については特に制限はないが、上記各実施例からも明らかなように、ロールの表面に予め所定の表面粗さの凹凸が形成されたローラーでの押圧による転写加工、断面がチャンネル形状のコルゲートフィンを形成する際、用いられるプレス成形用の金型の溝部や凸面に、予め所定の表面粗さの凹凸を設けておき、プレス加工成形時に同時に粗面加工することもでき、さらにはサンドブラスト加工によって初期の粗面部を形成することも、あるいはこれらの加工を組み合わせることも可能である。本発明において用いられる偏平管は、前記コルゲートフィンを形成する金属製素材と同一の素材によって形成され、例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等のオーステナイト系ステンレススチールの中から選択され、円筒管を偏平に押圧した偏平管、板材を偏平にロールフォーミングした後その端部を電縫溶接することによって形成される偏平管、プレス成形した上板と下板とを最中合せとして接合した偏平管等のほか、被冷却媒体流路となる内周面に、内挿されるコルゲートフィンの頂部と平坦な状態での接合面を有する範囲内において自由であり、例えば断面形状が略矩形断面で、ほぼ正方形や長方形に形成された伝熱管を用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
上記各実施例からも明らかなように、本発明による熱交換器用伝熱管は、該伝熱管内周面に内挿される各種コルゲートフィンとのろう付による接合面において、ろう材が該接合面全体に均一な状態で浸透・拡散され、強固なろう接面を形成すると共に、ろう材の浸透不良や不均一な濡れの広がりによって誘発されるボイドの発生を防止し、合わせて該ろう付面間に間隙が誘発され、それに起因するピンホールの発生をも未然に防止することもでき、従ってろう接面間における断熱空間の発生が効果的に抑制され、熱交換器用伝熱管としての優れた伝熱性能が維持される。さらにろう材による濡れがろう接面全体に均一に拡散することによって、ろう材を追加して補給する必要もなく、過剰に供給されるろう材によってもたらされるろう溜まりができず、ろう材の冷却時に発生する合金成分の偏析が原因となる脆弱部からの亀裂の発生および耐食性の低い部分からの腐食の発生を効果的に抑制して、ろう接面の信頼性が大幅に向上すると同時に、使用するろう材を必要最小限度に節約することができるため、コストの削減や重量の軽量化の面においても多大に寄与することができる。また、本発明に係る上記熱交換器用伝熱管は、従来公知の簡略な加工方法によって容易に製作可能であり、かつ該伝熱管に対する３次元チャンネル形状のコルゲートフィンの内挿に際しても、伝熱管内周面へのろう付を採用するものであって、その加工手段は簡略かつ容易であって、用いられるろう材は必要最小限度に抑えることができるにも拘らず、得られる効果は著しく優れたものであるところから、これを取付けた多管式熱交換器はＥＧＲガス冷却装置の小型軽量化を低コストで実現できるなど、省エネルギーの観点においても多大な貢献するため、熱交換器用伝熱管としての幅広く採用されることが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る第１実施例による熱交換器用伝熱管単体を示し、（ａ）はその要部斜視図、（ｂ）は該伝熱管に内挿されたコルゲートフィンの要部拡大斜視図である。
【図２】本発明に係わる第２実施例による熱交換器用伝熱管単体を示し、（ａ）はその要部斜視図、（ｂ）は該伝熱管に内挿されたコルゲートフィンの要部拡大斜視図である。
【図３】本発明に係わる第３実施例における波形のコルゲートフィン単体を示し、（ａ）はその要部平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図４】本発明に係る第４実施例によるコルゲートフィン単体を示す要部拡大斜視図である。
【図５】本発明に係わる第５実施例によるこるゲートフィン単体を示す要部拡大斜視図である。
【図６】本発明に係る第６実施例による熱交換器用伝熱管単体を示し、（ａ）はその全体構造を示す一部破断斜視図、（ｂ）は同じく要部拡大斜視図である。
【図７】従来の多管式熱交換型ＥＧＲガス冷却装置を示し、（ａ）はその一部破断斜視図、（ｂ）は用いられる伝熱管単体の分解斜視図、（ｃ）該伝熱管単体の要部横断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１、１ａ、１ｅ    熱交換器用伝熱管
２、２ａ、２ｂ    偏平管本体
２−１、２ａ−１、２ｂ−１    内周面
２ｂ−２    粗面部
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ    コルゲートフィン
３−１、３ａ−１、３ｂ−１、３ｃ−１、３ｄ−１、３ｅ−１    上側頂部
３−２、３ａ−２、３ｂ−２、３ｃ−２、３ｄ−２、３ｅ−２    下側頂部
３−３、３ａ−３、３ｂ−３、３ｃ−３、３ｄ−３、３ｅ−３    粗面部
３−４、３ａ−４、３ｂ−４、３ｅ−４    端部
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ    流路
【図１】
2007255733.tif 000003
【図２】
2007255733.tif 000004
【図３】
2007255733.tif 000005
【図４】
2007255733.tif 000006
【図５】
2007255733.tif 000007
【図６】
2007255733.tif 000008
【図７】
2007255733.tif 000009