JP4744746B2 - 伝熱管並びにこの伝熱管を使用した多管式熱交換器及びラジエーター組込式オイルクーラー - Google Patents
伝熱管並びにこの伝熱管を使用した多管式熱交換器及びラジエーター組込式オイルクーラーInfo
- Publication number
- JP4744746B2 JP4744746B2 JP2001270690A JP2001270690A JP4744746B2 JP 4744746 B2 JP4744746 B2 JP 4744746B2 JP 2001270690 A JP2001270690 A JP 2001270690A JP 2001270690 A JP2001270690 A JP 2001270690A JP 4744746 B2 JP4744746 B2 JP 4744746B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- transfer tube
- tube
- egr gas
- annular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
- F28F1/06—Tubular elements of cross-section which is non-circular crimped or corrugated in cross-section
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
- F28F1/424—Means comprising outside portions integral with inside portions
- F28F1/426—Means comprising outside portions integral with inside portions the outside portions and the inside portions forming parts of complementary shape, e.g. concave and convex
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
- F28D2021/0089—Oil coolers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【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や、ラジエーター組込式オイルクーラー等にて、冷却水、冷却風、カーエアコン用冷媒、その他の冷却媒体と、ＥＧＲガス、オイル等との熱交換を行うために用いる、伝熱管並びにこの伝熱管を使用した多管式熱交換器及びラジエーター組込式オイルクーラーに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
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ともに用いられていた。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、冷媒、その他の冷却媒体で冷却する装置を設けている。
【０００３】
このＥＧＲガス冷却装置は、図４に示す如く、ＥＧＲガスが内部を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である。
【０００４】
この伝熱管は、流体の流通する内周面が平滑なものであると、流動抵抗を殆ど受けないため、ＥＧＲガスが伝熱管内に於いて乱流となりにくく、伝熱管の中心付近を管軸方向に流動するＥＧＲガスが、径方向の位置をあまり変化する事なく高速に流動する。そのため、この中心付近を流動するＥＧＲガスは、冷却媒体との熱交換が殆ど行われない。
【０００５】
この不具合を解消するため、特開平１１−１０８５７８号の従来技術では、素管の内部に、この素管の全長に渡る長尺な螺旋状の突条を設けて伝熱管を形成し、この伝熱管内に、螺旋状に形成した平板状のフィンを挿入配置している。また、公開前であるが、本出願人の発明である特願２０００−１０８４７３号では、伝熱管の断面形状を二葉状乃至四葉状の形状として素管の内部の略全長に渡って螺旋状のなだらかな突条が形成されるように伝熱管を構成している。
【０００６】
上述の如く伝熱管に設けた螺旋状の突条やフィンにより、伝熱管内を直線的に高速通過しようとするＥＧＲガスを撹拌して、流れを強制的に乱流化している。この乱流化により、ＥＧＲガスの伝熱管内の流動距離を長くし、伝熱管との接触時間を長くして、ＥＧＲガスと伝熱管との接触頻度を高めて、伝熱管外表面を介してＥＧＲガスと冷却媒体との熱交換を効率的に行おうとするものであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＥＧＲガスと伝熱管との接触頻度を多くして、伝熱管でのＥＧＲガスの滞在時間を長くすると、熱交換効率が向上する反面、伝熱管を通過する際のＥＧＲガスへの流動抵抗が大きくなる。そのため、伝熱管通過後のＥＧＲガスの圧力損失も大きく、ＥＧＲガス冷却装置からインテークマニホール側にＥＧＲガスを円滑に戻しにくいものであった。
【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、伝熱管の熱伝達性を高めて、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を効率的に行うだけでなく、伝熱管内を流動する流体の圧力損失を良好に防止可能とするものである。
【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、第１の発明は、内部を流体が流動可能とする円筒状の素管を外側から環状に押圧加工する事により、この素管の内周壁に、素管の内径Ｄに対して、1.0〜5.0Ｄの形成間隔を介して環状突条を、形成幅0.3〜1.0Ｄの寸法で複数個設けた伝熱管である。
【００１０】
また、素管の内周壁に設ける環状突条は、最も径小部分の内径を、素管の内径Ｄに対して、0.5〜0.9Ｄとしても良い。
【００１１】
また、第２の発明は、内部を流体が流動可能とする円筒状の素管を外側から環状に押圧加工する事により、この素管の内周壁に、この素管の内径Ｄに対して、1.0〜5.0Ｄの形成間隔を介して環状突条を、形成幅0.3〜1.0Ｄの寸法で複数個設けた伝熱管を、一定間隔で複数本組付けて成る多管式熱交換器である。
【００１２】
また、第３の発明は、内部を流体が流動可能とする円筒状の素管を外側から環状に押圧加工する事により、この素管の内周壁に、この素管の内径Ｄに対して、1.0〜5.0Ｄの形成間隔を介して環状突条を、形成幅0.3〜1.0Ｄの寸法で複数個設けた伝熱管を、熱交換部に配置して成るラジエーター組込式オイルクーラーである。
【００１３】
【作用】
本発明の伝熱管は上述の如く構成したものであり、第１の発明の伝熱管内を、冷却水、ＥＧＲガス、オイル等の流体が流動すると、この伝熱管の外表面を介して、内部の流体と外部の流体との熱交換が行われる。そして、流体が伝熱管内を流動する際に、この環状突条では流通経路の断面積が狭くなり、流体の流れが絞られる。そして、流体は中央の流動速度に比較して伝熱管の内表面付近では流体の流動速度が遅く境界層が厚いものであったが、環状突条による流れの絞り作用により、内表面付近に於いても流動速度が高速化する。従って、流体の境界層が薄くなり、流体から伝熱管内表面への熱伝達性が向上する。更に、伝熱管内表面に付着した煤の剥離が促進され、熱伝達性の向上に寄与するとともに、煤の塊化を防止し、目詰まり等による装置のトラブルを防ぐ事もできる。
【００１４】
また、この環状突条を通過後は、流体の流通経路の断面積が径大に復元するので、狭い流通経路から広い流通経路に流出する事により、流体の流れが乱流化し、流れの渦が多数発生する。そして、この流れの渦が伝熱管の内表面側を流動するので、この環状突条の非形成部に於いても流体の境界層が薄くなり、流体から伝熱管への熱伝達性が向上する。また、乱流により、伝熱管内表面に付着した煤の剥離も促進される。
【００１５】
そして、伝熱管には、環状突条を一定間隔で複数個設けているので、上記流れの絞り作用と流通経路の復元による乱流化を繰り返すものとなり、伝熱管の全長に渡って熱伝達性が向上する。そして、伝熱管内部を流動する流体と伝熱管外部の流体との熱交換が促進され、温度効率が向上するとともに、伝熱管内表面及び中央を流通する流体の全体がムラ無く均一に冷却又は加熱されるものとなる。また、温度効率が向上するだけでなく、伝熱管内を流動する流体の流動速度が衰えず、伝熱管内を流動する事による流体の圧力損失を良好に防止する事ができる。
【００１６】
また、伝熱管に環状突条を設ける際には、素管の内径をＤとした場合、環状突条の形成幅を0.3〜1.0Ｄとし、1.0〜5.0Ｄの形成間隔(ピッチ)を介して、複数個設けるのが好ましい。この形成幅が、0.3Ｄよりも短尺であると、環状突条による流れの絞り作用が乏しく、伝熱管内を流動する流体への流動抵抗は小さいため、流体の圧力損失は少ないが、熱伝達性に乏しく温度効率が低下する。また、環状突条の形成幅が1.0Ｄよりも長尺であると、環状突条により流通経路が狭められた部分の占める割合が多くなり、流体への流動抵抗が増大し、流体の圧力損失が大きくなる。
【００１７】
また、環状突条を複数個設ける際の形成間隔が、1.0Ｄよりも狭いと、環状突条が多く形成され、流体の流れが絞られる割合及び回数が多くなるので、流体の流動抵抗が増大し、流体の圧力損失が大きくなる。逆に、環状突条を5.0Ｄよりも広い形成間隔で形成すると、流れの絞り作用が乏しくなり、流動抵抗は小さく圧力損失は少ないが、環状突条で発生した渦が減衰してしまうため、次第に境界層が厚くなり、熱交換率が低下し、伝熱管内面に付着する煤の剥離作用も弱くなる。
【００１８】
また、環状突条は、素管の外表面から内部方向に、ほぼ一定の形成幅で均一に押圧加工すれば、横断面形状は、台形又は四角形状となり、このような環状突条の流通経路の内径は、概ね一定である。しかし、環状突条は、断面形状が三角形状となるように素管に形成しても良く、この場合は三角形の頂点部分の内径が最も径小となる。
【００１９】
上記何れの形状であっても、環状突条の最も径小な部分での内径は、素管の内径Ｄに対して、0.5〜0.9Ｄとするのが好ましい。この内径が、0.5Ｄよりも径小であると、流通経路の断面積が狭すぎて、流体の流れが過度に絞られるため、流動抵抗が増大し、流体の圧力損失の防止効果に劣るものとなる。また、0.9Ｄよりも径大であると、流動抵抗は小さいが、流体の流れの絞り作用に乏しく、熱伝達性の十分な向上が得られない。
【００２０】
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、上記第１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。更に、ＥＧＲガスの圧力損失も良好に防止して、各装置内でのＥＧＲガスの円滑な流通が可能となる。
【００２１】
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い。すると、熱交換率に優れるとともに、オイルの圧力損失も防止して、優れた品質のオイルクーラーを得る事ができる。
【００２２】
【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一実施例を図面に於て詳細に説明すれば、(１)は伝熱管で、内部の流通経路(９)をＥＧＲガスが流通可能な細径の金属製の素管(２)で形成している。この素管(２)は、図１に示す如く、外径Ｄ’7.0mm、肉厚ｔ0.4mm、内径Ｄ6.2mm、長さ200mmとしている。
【００２３】
そして、このような素管(２)を外側から環状に押圧加工する事により、図１に示す如く、素管(２)の内周壁(３)に、一定間隔で複数個の環状突条(４)を設けている。この環状突条(４)は、図１に示す如く、横断面を台形状とし、環状の平坦壁面(５)とその両側に設けた２つの傾斜壁面(６)から構成され、平坦壁面(５)での内径ｄを5.1mmとしている。また、この環状突条(４)は、第１実施例では、図１に示す形成幅Ｗ3.0mm、隣接する環状突条(４)間の形成間隔(ピッチ)Ｐ12.5mmとしている。
【００２４】
また、他の異なる第２実施例の伝熱管(１)は、第１実施例と同様に、素管(２)の長さ200mm、外径Ｄ’7.0mm、肉厚ｔ0.4mm、内径Ｄ6.2mmとし、環状突条(４)の形成幅Ｗ3.0mm、内径ｄ5.1mmとしているが、環状突条(４)の形成間隔(ピッチ)Ｐを、25.0mmで形成している。
【００２５】
また、上記第１、第２実施例では、環状突条(４)は、平坦壁面(５)と２つの傾斜壁面(６)を有する台形状としているが、他の異なる第３実施例の伝熱管(１)では、図２に示す如く、環状突条(４)は、２つの傾斜壁面(６)を有する横断面三角形状に形成している。更に、他の異なる第４実施例では、図３に示す如く、平坦壁面(５)と、この平坦壁面(５)にほぼ垂直な２つの垂直壁面(７)を有する、長方形状の環状突条(４)を設けて伝熱管(１)を形成している。
【００２６】
また、上記第１〜第４実施例の何れに於いても、環状突条(４)は、素管(２)の内径Ｄに対して、環状突条(４)の形成幅Ｗ0.3〜1.0Ｄ、形成間隔(ピッチ)Ｐ1.0〜5.0Ｄとするのが好ましい。また、環状突条(４)の最も径小な部位での内径ｄ、即ち第１、第２、第４実施例では、水平壁面(６)の内径ｄ、第３実施例では、三角形の頂点の内径ｄを、各々0.5〜0.9Ｄとするのが好ましい。
【００２７】
そして、上記形成幅Ｗが、素管(２)の内径Ｄに対して0.3Ｄよりも短尺であると、環状突条(４)による流れの絞り作用が乏しく、伝熱管(１)内を流動するＥＧＲガスへの流動抵抗が小さくなるため、ＥＧＲガスの圧力損失は少ないが、熱伝達性に乏しく温度効率が低下する。また、形成幅Ｗが1.0Ｄよりも長尺であると、環状突条(４)により流通経路(９)が狭められた部分の占める割合が多くなり、ＥＧＲガスへの流動抵抗が増大するので、圧力損失が大きくなる。
【００２８】
また、環状突条(４)の形成間隔Ｐが1.0Ｄよりも狭いと、伝熱管(１)に形成される環状突条(４)の数が多すぎて、ＥＧＲガスの流れが絞られる割合及び回数が多くなるので、ＥＧＲガスへの流動抵抗が増大し、圧力損失が大きくなる。また、形成間隔Ｐを5.0Ｄよりも広くすると、流れの絞り作用が乏しくなり、流動抵抗は小さく圧力損失は少ないが、伝熱管(１)を流通する際に環状突条(４)で発生するＥＧＲガス流の渦が減衰してしまい、次第に境界層が厚くなり、熱交換率が低下し、煤の剥離作用も弱くなる。
【００２９】
更に、環状突条(４)の最も径小な部分の内径ｄが、0.5Ｄよりも径小であると、流通経路(９)の断面積が狭すぎて、ＥＧＲガスの流れが過度に絞られるため、流動抵抗が増大し、流体の圧力損失の防止効果に劣るものとなる。また、内径ｄが0.9Ｄよりも径大であると、流動抵抗は小さくなるが、ＥＧＲガスの流れの絞り作用が乏しく、熱交換率に十分な向上が得られない。
【００３０】
上述の如き伝熱管(１)を使用したＥＧＲガス冷却装置(１０)を、図４に示す。このＥＧＲガス冷却装置(１０)は、円筒状の胴管(１１)の両端に、内部を密閉可能にチューブシート(１２)を一対、接続している。そして、この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(１３)と導出口(１４)とを設けたボンネット(１５)を接続している。
【００３１】
更に、胴管(１１)の外周には、エンジン冷却水、冷却風、カーエアコン用冷媒等の冷却媒体の流入口(１６)と流出口(１７)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(１８)としている。また、この冷却部(１８)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(１８)内を流動する冷却媒体の流れを蛇行化している。
【００３２】
そして、上述の如きＥＧＲガス冷却装置(１０)に於いて、導入口(１３)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(１８)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。
【００３３】
そして、従来の伝熱管では、内部を流動するＥＧＲガスは、中央の流動速度に比較して伝熱管の内表面付近では流体の流動速度が遅く境界層が厚くなり、熱交換率が低下し、煤の剥離作用も乏しかった。しかし、本発明では、伝熱管(１)に環状突条(４)を設けているから、この環状突条(４)を設けた部分ではＥＧＲガスの流通経路(９)の断面積が狭くなり、ＥＧＲガスの流れが絞られる。この流れの絞り作用により、内表面付近に於いてもＥＧＲガスの流動速度が高速化する。従って、ＥＧＲガスの境界層が薄くなり、ＥＧＲガスから伝熱管(１)内表面への熱伝達性が向上し、伝熱管(１)内表面に付着する煤の剥離も促進される。
【００３４】
この環状突条(４)の通過後は、ＥＧＲガスは環状突条(４)の非形成部(８)内に流出し、この非形成部(８)では、流通経路(９)の断面積が径大に復元する。このように狭い流通経路(９)から広い流通経路(９)にＥＧＲガスが流出する作用により、非形成部(８)では、ＥＧＲガスの流れが乱流化し、流れの渦が多数発生する。そして、ＥＧＲガスが渦を巻きながら伝熱管(１)の内表面側を流動するので、この非形成部(８)に於いても、ＥＧＲガスの境界層が薄くなり、ＥＧＲガスと伝熱管(１)との熱伝達性が向上し、伝熱管(１)内表面に付着した煤の剥離も促進される。
【００３５】
また、伝熱管(１)には、環状突条(４)を一定間隔で複数個設けているので、上記流れの絞り作用と流通経路(９)の復元による、ＥＧＲガスの乱流化を繰り返す事により、伝熱管(１)の全長に渡ってＥＧＲガスと伝熱管(１)との熱伝達性が向上する。従って、伝熱管(１)を介して、伝熱管(１)内を流動するＥＧＲガスと冷却部(１８)の冷却媒体との熱交換が促進されるとともに、ＥＧＲガスは、全体がムラ無く均一に冷却され、温度効率が向上するものとなる。また、温度効率が向上するだけでなく、伝熱管(１)を流動時のＥＧＲガスの流動速度が衰える事がないから、圧力損失も良好に防止する事ができる。
【００３６】
このような良好な冷却効果と圧力損失の防止効果により、ＥＧＲガスは、導出口(１４)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高速かつ円滑に戻される。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るから、インテークマニホールドから吸引される煤によるエンジントラブルを防ぐ事も可能となる。
【００３７】
そして、第１実施例及び第２実施例の伝熱管(１)について、ＥＧＲガスの交換熱量及び圧力損失の測定実験を行った。この実験で使用するＥＧＲガスは、伝熱管(１)の入口温度400℃、流量5.0〜25.0g/secとしている。また、伝熱管(１)の外周を流通する冷却水は、入口温度80℃、流量10.0L/minとしている。
【００３８】
また、本発明との比較のため、図５、図６に示す形状の異なる２種類の伝熱管(１)についても、第１、第２実施例と同様の実験を行った。各比較例でも、長さ200mm、外径Ｄ’7.0mm、肉厚ｔ0.4mmとする素管(２)を使用している。そして、第１比較例の伝熱管(１)は、図５に示す如く、前記素管(２)の内周壁(３)の全長に渡って１本の螺旋状突条(２２)を設けている。この螺旋状突条(２２)は、内周壁(３)側の突出高さｈを0.5mmとしている。また、第２比較例の伝熱管(１)は、図６に示す如く、前記素管(２)の略全長に渡って３本の螺旋状突条(２２)を設け、伝熱管(１)の断面形状を三葉状の形状で形成し、外接円の直径Ｄ’7.0mm、内接円の直径ｄ4.2mmとしている。
【００３９】
この実験の結果、第１比較例に比べ、第１、第２実施例とも、熱交換率に優れ、温度効率が高かった。圧力損失に関しては、第１比較例と第１実施例とは、ほぼ等しい値を示したが、第２実施例は第１比較例に比べてかなり低い値を示した。また、第２比較例との比較に於いては、第２比較例の方が、第１実施例及び第２実施例よりも交換熱量に関して、若干優れた値が計測された。しかしながら、圧力損失に関しては、第１、第２実施例は、第２比較例よりも遙かに低い値を示した。従って、本発明の伝熱管(１)は、温度効率だけでなく、圧力損失の防止効果にも優れ、バランスの取れたものである事が解った。
【００４０】
また、上記実験に於いて、ＥＧＲガス流量15.0g/sec時の温度効率、ＥＧＲガス側の圧力損失を下記表１に示す。尚、ＥＧＲガスの温度及び圧力損失は、図４に示すボンネット(１５)の導入口(１３)と導出口(１４)とで各々計測した。
【００４１】
【表１】
【００４２】
この表１からも解る様に、流量15.0g/secでは、温度効率に関しては、第１実施例、第２実施例の本発明の伝熱管(１)は、第１比較例よりは優れているが、第２比較例よりは僅かに劣っている。しかしながら、圧力損失に関しては、第１実施例は、第１比較例とほぼ等しく、第２実施例は、第１比較例よりもかなり低い値を示した。また、第１、第２実施例ともに、第２比較例よりも遙かに圧力損失が低い値を示した。これらの結果より、第１、第２実施例ともに、温度効率及び圧力損失防止効果の双方に優れた値を示し、バランスの取れた伝熱管(１)である事が解る。
【００４３】
また、上記では、ＥＧＲガス冷却装置(１０)に伝熱管(１)を組付けているが、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の熱交換部に、本発明の伝熱管(１)を配置する事もできる。そして、伝熱管(１)の持つ優れた熱交換率と圧力損失防止効果により、高品質なオイルクーラーを得る事ができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成したもので、伝熱管の内周壁に一定間隔で環状突条を設けており、この環状突条に於ける流体の流れの絞り作用と、環状突条の非形成部での流通経路の復元を繰り返す事により、伝熱管の内表面側での流体の流れが高速化して境界層が薄くなるとともに、流れの乱流化が発生し、流体と伝熱管との熱伝達性が向上する。また、流体の乱流化により、伝熱管内部に付着する煤の剥離も促進され、熱伝達性が更に向上する。従って、本発明の伝熱管は、伝熱管内の流体と伝熱管外部の流体との熱交換が効率的に行われ、温度効率が高いだけでなく、流体の圧力損失の防止効果にも優れ、バランスの取れたものである。
【００４５】
また、この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、熱交換率が高く、流体の圧力損失の防止効果に優れた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、第２実施例を示す断面図である。
【図２】 本発明の第３実施例を示す断面図である。
【図３】 本発明の第４実施例を示す断面図である。
【図４】 本発明の伝熱管を複数本組み付けた、ＥＧＲガス冷却装置の断面図である。
【図５】 第１比較例を示す断面図である。
【図６】 第２比較例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 伝熱管
２ 素管
３ 内周壁
４ 環状突条
【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や、ラジエーター組込式オイルクーラー等にて、冷却水、冷却風、カーエアコン用冷媒、その他の冷却媒体と、ＥＧＲガス、オイル等との熱交換を行うために用いる、伝熱管並びにこの伝熱管を使用した多管式熱交換器及びラジエーター組込式オイルクーラーに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
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ともに用いられていた。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、冷媒、その他の冷却媒体で冷却する装置を設けている。
【０００３】
このＥＧＲガス冷却装置は、図４に示す如く、ＥＧＲガスが内部を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である。
【０００４】
この伝熱管は、流体の流通する内周面が平滑なものであると、流動抵抗を殆ど受けないため、ＥＧＲガスが伝熱管内に於いて乱流となりにくく、伝熱管の中心付近を管軸方向に流動するＥＧＲガスが、径方向の位置をあまり変化する事なく高速に流動する。そのため、この中心付近を流動するＥＧＲガスは、冷却媒体との熱交換が殆ど行われない。
【０００５】
この不具合を解消するため、特開平１１−１０８５７８号の従来技術では、素管の内部に、この素管の全長に渡る長尺な螺旋状の突条を設けて伝熱管を形成し、この伝熱管内に、螺旋状に形成した平板状のフィンを挿入配置している。また、公開前であるが、本出願人の発明である特願２０００−１０８４７３号では、伝熱管の断面形状を二葉状乃至四葉状の形状として素管の内部の略全長に渡って螺旋状のなだらかな突条が形成されるように伝熱管を構成している。
【０００６】
上述の如く伝熱管に設けた螺旋状の突条やフィンにより、伝熱管内を直線的に高速通過しようとするＥＧＲガスを撹拌して、流れを強制的に乱流化している。この乱流化により、ＥＧＲガスの伝熱管内の流動距離を長くし、伝熱管との接触時間を長くして、ＥＧＲガスと伝熱管との接触頻度を高めて、伝熱管外表面を介してＥＧＲガスと冷却媒体との熱交換を効率的に行おうとするものであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＥＧＲガスと伝熱管との接触頻度を多くして、伝熱管でのＥＧＲガスの滞在時間を長くすると、熱交換効率が向上する反面、伝熱管を通過する際のＥＧＲガスへの流動抵抗が大きくなる。そのため、伝熱管通過後のＥＧＲガスの圧力損失も大きく、ＥＧＲガス冷却装置からインテークマニホール側にＥＧＲガスを円滑に戻しにくいものであった。
【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、伝熱管の熱伝達性を高めて、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を効率的に行うだけでなく、伝熱管内を流動する流体の圧力損失を良好に防止可能とするものである。
【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、第１の発明は、内部を流体が流動可能とする円筒状の素管を外側から環状に押圧加工する事により、この素管の内周壁に、素管の内径Ｄに対して、1.0〜5.0Ｄの形成間隔を介して環状突条を、形成幅0.3〜1.0Ｄの寸法で複数個設けた伝熱管である。
【００１０】
また、素管の内周壁に設ける環状突条は、最も径小部分の内径を、素管の内径Ｄに対して、0.5〜0.9Ｄとしても良い。
【００１１】
また、第２の発明は、内部を流体が流動可能とする円筒状の素管を外側から環状に押圧加工する事により、この素管の内周壁に、この素管の内径Ｄに対して、1.0〜5.0Ｄの形成間隔を介して環状突条を、形成幅0.3〜1.0Ｄの寸法で複数個設けた伝熱管を、一定間隔で複数本組付けて成る多管式熱交換器である。
【００１２】
また、第３の発明は、内部を流体が流動可能とする円筒状の素管を外側から環状に押圧加工する事により、この素管の内周壁に、この素管の内径Ｄに対して、1.0〜5.0Ｄの形成間隔を介して環状突条を、形成幅0.3〜1.0Ｄの寸法で複数個設けた伝熱管を、熱交換部に配置して成るラジエーター組込式オイルクーラーである。
【００１３】
【作用】
本発明の伝熱管は上述の如く構成したものであり、第１の発明の伝熱管内を、冷却水、ＥＧＲガス、オイル等の流体が流動すると、この伝熱管の外表面を介して、内部の流体と外部の流体との熱交換が行われる。そして、流体が伝熱管内を流動する際に、この環状突条では流通経路の断面積が狭くなり、流体の流れが絞られる。そして、流体は中央の流動速度に比較して伝熱管の内表面付近では流体の流動速度が遅く境界層が厚いものであったが、環状突条による流れの絞り作用により、内表面付近に於いても流動速度が高速化する。従って、流体の境界層が薄くなり、流体から伝熱管内表面への熱伝達性が向上する。更に、伝熱管内表面に付着した煤の剥離が促進され、熱伝達性の向上に寄与するとともに、煤の塊化を防止し、目詰まり等による装置のトラブルを防ぐ事もできる。
【００１４】
また、この環状突条を通過後は、流体の流通経路の断面積が径大に復元するので、狭い流通経路から広い流通経路に流出する事により、流体の流れが乱流化し、流れの渦が多数発生する。そして、この流れの渦が伝熱管の内表面側を流動するので、この環状突条の非形成部に於いても流体の境界層が薄くなり、流体から伝熱管への熱伝達性が向上する。また、乱流により、伝熱管内表面に付着した煤の剥離も促進される。
【００１５】
そして、伝熱管には、環状突条を一定間隔で複数個設けているので、上記流れの絞り作用と流通経路の復元による乱流化を繰り返すものとなり、伝熱管の全長に渡って熱伝達性が向上する。そして、伝熱管内部を流動する流体と伝熱管外部の流体との熱交換が促進され、温度効率が向上するとともに、伝熱管内表面及び中央を流通する流体の全体がムラ無く均一に冷却又は加熱されるものとなる。また、温度効率が向上するだけでなく、伝熱管内を流動する流体の流動速度が衰えず、伝熱管内を流動する事による流体の圧力損失を良好に防止する事ができる。
【００１６】
また、伝熱管に環状突条を設ける際には、素管の内径をＤとした場合、環状突条の形成幅を0.3〜1.0Ｄとし、1.0〜5.0Ｄの形成間隔(ピッチ)を介して、複数個設けるのが好ましい。この形成幅が、0.3Ｄよりも短尺であると、環状突条による流れの絞り作用が乏しく、伝熱管内を流動する流体への流動抵抗は小さいため、流体の圧力損失は少ないが、熱伝達性に乏しく温度効率が低下する。また、環状突条の形成幅が1.0Ｄよりも長尺であると、環状突条により流通経路が狭められた部分の占める割合が多くなり、流体への流動抵抗が増大し、流体の圧力損失が大きくなる。
【００１７】
また、環状突条を複数個設ける際の形成間隔が、1.0Ｄよりも狭いと、環状突条が多く形成され、流体の流れが絞られる割合及び回数が多くなるので、流体の流動抵抗が増大し、流体の圧力損失が大きくなる。逆に、環状突条を5.0Ｄよりも広い形成間隔で形成すると、流れの絞り作用が乏しくなり、流動抵抗は小さく圧力損失は少ないが、環状突条で発生した渦が減衰してしまうため、次第に境界層が厚くなり、熱交換率が低下し、伝熱管内面に付着する煤の剥離作用も弱くなる。
【００１８】
また、環状突条は、素管の外表面から内部方向に、ほぼ一定の形成幅で均一に押圧加工すれば、横断面形状は、台形又は四角形状となり、このような環状突条の流通経路の内径は、概ね一定である。しかし、環状突条は、断面形状が三角形状となるように素管に形成しても良く、この場合は三角形の頂点部分の内径が最も径小となる。
【００１９】
上記何れの形状であっても、環状突条の最も径小な部分での内径は、素管の内径Ｄに対して、0.5〜0.9Ｄとするのが好ましい。この内径が、0.5Ｄよりも径小であると、流通経路の断面積が狭すぎて、流体の流れが過度に絞られるため、流動抵抗が増大し、流体の圧力損失の防止効果に劣るものとなる。また、0.9Ｄよりも径大であると、流動抵抗は小さいが、流体の流れの絞り作用に乏しく、熱伝達性の十分な向上が得られない。
【００２０】
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、上記第１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。更に、ＥＧＲガスの圧力損失も良好に防止して、各装置内でのＥＧＲガスの円滑な流通が可能となる。
【００２１】
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い。すると、熱交換率に優れるとともに、オイルの圧力損失も防止して、優れた品質のオイルクーラーを得る事ができる。
【００２２】
【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一実施例を図面に於て詳細に説明すれば、(１)は伝熱管で、内部の流通経路(９)をＥＧＲガスが流通可能な細径の金属製の素管(２)で形成している。この素管(２)は、図１に示す如く、外径Ｄ’7.0mm、肉厚ｔ0.4mm、内径Ｄ6.2mm、長さ200mmとしている。
【００２３】
そして、このような素管(２)を外側から環状に押圧加工する事により、図１に示す如く、素管(２)の内周壁(３)に、一定間隔で複数個の環状突条(４)を設けている。この環状突条(４)は、図１に示す如く、横断面を台形状とし、環状の平坦壁面(５)とその両側に設けた２つの傾斜壁面(６)から構成され、平坦壁面(５)での内径ｄを5.1mmとしている。また、この環状突条(４)は、第１実施例では、図１に示す形成幅Ｗ3.0mm、隣接する環状突条(４)間の形成間隔(ピッチ)Ｐ12.5mmとしている。
【００２４】
また、他の異なる第２実施例の伝熱管(１)は、第１実施例と同様に、素管(２)の長さ200mm、外径Ｄ’7.0mm、肉厚ｔ0.4mm、内径Ｄ6.2mmとし、環状突条(４)の形成幅Ｗ3.0mm、内径ｄ5.1mmとしているが、環状突条(４)の形成間隔(ピッチ)Ｐを、25.0mmで形成している。
【００２５】
また、上記第１、第２実施例では、環状突条(４)は、平坦壁面(５)と２つの傾斜壁面(６)を有する台形状としているが、他の異なる第３実施例の伝熱管(１)では、図２に示す如く、環状突条(４)は、２つの傾斜壁面(６)を有する横断面三角形状に形成している。更に、他の異なる第４実施例では、図３に示す如く、平坦壁面(５)と、この平坦壁面(５)にほぼ垂直な２つの垂直壁面(７)を有する、長方形状の環状突条(４)を設けて伝熱管(１)を形成している。
【００２６】
また、上記第１〜第４実施例の何れに於いても、環状突条(４)は、素管(２)の内径Ｄに対して、環状突条(４)の形成幅Ｗ0.3〜1.0Ｄ、形成間隔(ピッチ)Ｐ1.0〜5.0Ｄとするのが好ましい。また、環状突条(４)の最も径小な部位での内径ｄ、即ち第１、第２、第４実施例では、水平壁面(６)の内径ｄ、第３実施例では、三角形の頂点の内径ｄを、各々0.5〜0.9Ｄとするのが好ましい。
【００２７】
そして、上記形成幅Ｗが、素管(２)の内径Ｄに対して0.3Ｄよりも短尺であると、環状突条(４)による流れの絞り作用が乏しく、伝熱管(１)内を流動するＥＧＲガスへの流動抵抗が小さくなるため、ＥＧＲガスの圧力損失は少ないが、熱伝達性に乏しく温度効率が低下する。また、形成幅Ｗが1.0Ｄよりも長尺であると、環状突条(４)により流通経路(９)が狭められた部分の占める割合が多くなり、ＥＧＲガスへの流動抵抗が増大するので、圧力損失が大きくなる。
【００２８】
また、環状突条(４)の形成間隔Ｐが1.0Ｄよりも狭いと、伝熱管(１)に形成される環状突条(４)の数が多すぎて、ＥＧＲガスの流れが絞られる割合及び回数が多くなるので、ＥＧＲガスへの流動抵抗が増大し、圧力損失が大きくなる。また、形成間隔Ｐを5.0Ｄよりも広くすると、流れの絞り作用が乏しくなり、流動抵抗は小さく圧力損失は少ないが、伝熱管(１)を流通する際に環状突条(４)で発生するＥＧＲガス流の渦が減衰してしまい、次第に境界層が厚くなり、熱交換率が低下し、煤の剥離作用も弱くなる。
【００２９】
更に、環状突条(４)の最も径小な部分の内径ｄが、0.5Ｄよりも径小であると、流通経路(９)の断面積が狭すぎて、ＥＧＲガスの流れが過度に絞られるため、流動抵抗が増大し、流体の圧力損失の防止効果に劣るものとなる。また、内径ｄが0.9Ｄよりも径大であると、流動抵抗は小さくなるが、ＥＧＲガスの流れの絞り作用が乏しく、熱交換率に十分な向上が得られない。
【００３０】
上述の如き伝熱管(１)を使用したＥＧＲガス冷却装置(１０)を、図４に示す。このＥＧＲガス冷却装置(１０)は、円筒状の胴管(１１)の両端に、内部を密閉可能にチューブシート(１２)を一対、接続している。そして、この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(１３)と導出口(１４)とを設けたボンネット(１５)を接続している。
【００３１】
更に、胴管(１１)の外周には、エンジン冷却水、冷却風、カーエアコン用冷媒等の冷却媒体の流入口(１６)と流出口(１７)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(１８)としている。また、この冷却部(１８)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(１８)内を流動する冷却媒体の流れを蛇行化している。
【００３２】
そして、上述の如きＥＧＲガス冷却装置(１０)に於いて、導入口(１３)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(１８)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。
【００３３】
そして、従来の伝熱管では、内部を流動するＥＧＲガスは、中央の流動速度に比較して伝熱管の内表面付近では流体の流動速度が遅く境界層が厚くなり、熱交換率が低下し、煤の剥離作用も乏しかった。しかし、本発明では、伝熱管(１)に環状突条(４)を設けているから、この環状突条(４)を設けた部分ではＥＧＲガスの流通経路(９)の断面積が狭くなり、ＥＧＲガスの流れが絞られる。この流れの絞り作用により、内表面付近に於いてもＥＧＲガスの流動速度が高速化する。従って、ＥＧＲガスの境界層が薄くなり、ＥＧＲガスから伝熱管(１)内表面への熱伝達性が向上し、伝熱管(１)内表面に付着する煤の剥離も促進される。
【００３４】
この環状突条(４)の通過後は、ＥＧＲガスは環状突条(４)の非形成部(８)内に流出し、この非形成部(８)では、流通経路(９)の断面積が径大に復元する。このように狭い流通経路(９)から広い流通経路(９)にＥＧＲガスが流出する作用により、非形成部(８)では、ＥＧＲガスの流れが乱流化し、流れの渦が多数発生する。そして、ＥＧＲガスが渦を巻きながら伝熱管(１)の内表面側を流動するので、この非形成部(８)に於いても、ＥＧＲガスの境界層が薄くなり、ＥＧＲガスと伝熱管(１)との熱伝達性が向上し、伝熱管(１)内表面に付着した煤の剥離も促進される。
【００３５】
また、伝熱管(１)には、環状突条(４)を一定間隔で複数個設けているので、上記流れの絞り作用と流通経路(９)の復元による、ＥＧＲガスの乱流化を繰り返す事により、伝熱管(１)の全長に渡ってＥＧＲガスと伝熱管(１)との熱伝達性が向上する。従って、伝熱管(１)を介して、伝熱管(１)内を流動するＥＧＲガスと冷却部(１８)の冷却媒体との熱交換が促進されるとともに、ＥＧＲガスは、全体がムラ無く均一に冷却され、温度効率が向上するものとなる。また、温度効率が向上するだけでなく、伝熱管(１)を流動時のＥＧＲガスの流動速度が衰える事がないから、圧力損失も良好に防止する事ができる。
【００３６】
このような良好な冷却効果と圧力損失の防止効果により、ＥＧＲガスは、導出口(１４)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高速かつ円滑に戻される。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るから、インテークマニホールドから吸引される煤によるエンジントラブルを防ぐ事も可能となる。
【００３７】
そして、第１実施例及び第２実施例の伝熱管(１)について、ＥＧＲガスの交換熱量及び圧力損失の測定実験を行った。この実験で使用するＥＧＲガスは、伝熱管(１)の入口温度400℃、流量5.0〜25.0g/secとしている。また、伝熱管(１)の外周を流通する冷却水は、入口温度80℃、流量10.0L/minとしている。
【００３８】
また、本発明との比較のため、図５、図６に示す形状の異なる２種類の伝熱管(１)についても、第１、第２実施例と同様の実験を行った。各比較例でも、長さ200mm、外径Ｄ’7.0mm、肉厚ｔ0.4mmとする素管(２)を使用している。そして、第１比較例の伝熱管(１)は、図５に示す如く、前記素管(２)の内周壁(３)の全長に渡って１本の螺旋状突条(２２)を設けている。この螺旋状突条(２２)は、内周壁(３)側の突出高さｈを0.5mmとしている。また、第２比較例の伝熱管(１)は、図６に示す如く、前記素管(２)の略全長に渡って３本の螺旋状突条(２２)を設け、伝熱管(１)の断面形状を三葉状の形状で形成し、外接円の直径Ｄ’7.0mm、内接円の直径ｄ4.2mmとしている。
【００３９】
この実験の結果、第１比較例に比べ、第１、第２実施例とも、熱交換率に優れ、温度効率が高かった。圧力損失に関しては、第１比較例と第１実施例とは、ほぼ等しい値を示したが、第２実施例は第１比較例に比べてかなり低い値を示した。また、第２比較例との比較に於いては、第２比較例の方が、第１実施例及び第２実施例よりも交換熱量に関して、若干優れた値が計測された。しかしながら、圧力損失に関しては、第１、第２実施例は、第２比較例よりも遙かに低い値を示した。従って、本発明の伝熱管(１)は、温度効率だけでなく、圧力損失の防止効果にも優れ、バランスの取れたものである事が解った。
【００４０】
また、上記実験に於いて、ＥＧＲガス流量15.0g/sec時の温度効率、ＥＧＲガス側の圧力損失を下記表１に示す。尚、ＥＧＲガスの温度及び圧力損失は、図４に示すボンネット(１５)の導入口(１３)と導出口(１４)とで各々計測した。
【００４１】
【表１】
【００４２】
この表１からも解る様に、流量15.0g/secでは、温度効率に関しては、第１実施例、第２実施例の本発明の伝熱管(１)は、第１比較例よりは優れているが、第２比較例よりは僅かに劣っている。しかしながら、圧力損失に関しては、第１実施例は、第１比較例とほぼ等しく、第２実施例は、第１比較例よりもかなり低い値を示した。また、第１、第２実施例ともに、第２比較例よりも遙かに圧力損失が低い値を示した。これらの結果より、第１、第２実施例ともに、温度効率及び圧力損失防止効果の双方に優れた値を示し、バランスの取れた伝熱管(１)である事が解る。
【００４３】
また、上記では、ＥＧＲガス冷却装置(１０)に伝熱管(１)を組付けているが、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の熱交換部に、本発明の伝熱管(１)を配置する事もできる。そして、伝熱管(１)の持つ優れた熱交換率と圧力損失防止効果により、高品質なオイルクーラーを得る事ができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成したもので、伝熱管の内周壁に一定間隔で環状突条を設けており、この環状突条に於ける流体の流れの絞り作用と、環状突条の非形成部での流通経路の復元を繰り返す事により、伝熱管の内表面側での流体の流れが高速化して境界層が薄くなるとともに、流れの乱流化が発生し、流体と伝熱管との熱伝達性が向上する。また、流体の乱流化により、伝熱管内部に付着する煤の剥離も促進され、熱伝達性が更に向上する。従って、本発明の伝熱管は、伝熱管内の流体と伝熱管外部の流体との熱交換が効率的に行われ、温度効率が高いだけでなく、流体の圧力損失の防止効果にも優れ、バランスの取れたものである。
【００４５】
また、この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、熱交換率が高く、流体の圧力損失の防止効果に優れた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、第２実施例を示す断面図である。
【図２】 本発明の第３実施例を示す断面図である。
【図３】 本発明の第４実施例を示す断面図である。
【図４】 本発明の伝熱管を複数本組み付けた、ＥＧＲガス冷却装置の断面図である。
【図５】 第１比較例を示す断面図である。
【図６】 第２比較例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 伝熱管
２ 素管
３ 内周壁
４ 環状突条
Claims (4)
- 内部を流体が流動可能とする円筒状の素管を外側から環状に押圧加工する事により、この素管の内周壁に、素管の内径Ｄに対して、1.0〜5.0Ｄの形成間隔を介して環状突条を、形成幅0.3〜1.0Ｄの寸法で複数個設けた事を特徴とする伝熱管。
- 素管の内周壁に設ける環状突条は、最も径小部分の内径を、素管の内径Ｄに対して、0.5〜0.9Ｄとした事を特徴とする請求項１の伝熱管。
- 内部を流体が流動可能とする円筒状の素管を外側から環状に押圧加工する事により、この素管の内周壁に、この素管の内径Ｄに対して、1.0〜5.0Ｄの形成間隔を介して環状突条を、形成幅0.3〜1.0Ｄの寸法で複数個設けた伝熱管を、一定間隔で複数本組付けた事を特徴とする多管式熱交換器。
- 内部を流体が流動可能とする円筒状の素管を外側から環状に押圧加工する事により、この素管の内周壁に、この素管の内径Ｄに対して、1.0〜5.0Ｄの形成間隔を介して環状突条を、形成幅0.3〜1.0Ｄの寸法で複数個設けた伝熱管を、熱交換部に配置した事を特徴とするラジエーター組込式オイルクーラー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001270690A JP4744746B2 (ja) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | 伝熱管並びにこの伝熱管を使用した多管式熱交換器及びラジエーター組込式オイルクーラー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001270690A JP4744746B2 (ja) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | 伝熱管並びにこの伝熱管を使用した多管式熱交換器及びラジエーター組込式オイルクーラー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003083693A JP2003083693A (ja) | 2003-03-19 |
| JP4744746B2 true JP4744746B2 (ja) | 2011-08-10 |
Family
ID=19096309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001270690A Expired - Fee Related JP4744746B2 (ja) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | 伝熱管並びにこの伝熱管を使用した多管式熱交換器及びラジエーター組込式オイルクーラー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4744746B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2955382A1 (fr) * | 2010-01-18 | 2011-07-22 | Alfred Mousseau | Reservoir hydraulique auto-refroidissant |
| JP2017198392A (ja) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 株式会社ヴァレオジャパン | 二重管 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09243284A (ja) * | 1996-03-12 | 1997-09-19 | Kubota Corp | 内面突起付き熱交換用管 |
| JPH09243283A (ja) * | 1996-03-04 | 1997-09-19 | Kubota Corp | 内面突起付き熱交換用金属管 |
| JP2000180089A (ja) * | 1998-12-17 | 2000-06-30 | Toyo Radiator Co Ltd | オイルク―ラ内蔵ラジエ―タ |
-
2001
- 2001-09-06 JP JP2001270690A patent/JP4744746B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09243283A (ja) * | 1996-03-04 | 1997-09-19 | Kubota Corp | 内面突起付き熱交換用金属管 |
| JPH09243284A (ja) * | 1996-03-12 | 1997-09-19 | Kubota Corp | 内面突起付き熱交換用管 |
| JP2000180089A (ja) * | 1998-12-17 | 2000-06-30 | Toyo Radiator Co Ltd | オイルク―ラ内蔵ラジエ―タ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003083693A (ja) | 2003-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3912080B2 (ja) | 排気熱交換装置 | |
| US8069905B2 (en) | EGR gas cooling device | |
| US8544454B2 (en) | Heat exchanger for a motor vehicle | |
| US7614443B2 (en) | Heat exchanger tube | |
| US7669645B2 (en) | Heat exchanger | |
| US6820682B2 (en) | Heat exchanger | |
| US7866305B2 (en) | Flow channel, heat exchanger, exhaust gas recirculation system, charge air supply system, use of a heat exchanger | |
| EP1505360A1 (en) | Heat transfer pipe and heat exchange incorporating such heat transfer pipe | |
| JPH10508939A (ja) | 改良された波形通路をもつプレート型熱交換器 | |
| JP3744432B2 (ja) | 排気熱交換装置 | |
| JP4681139B2 (ja) | 伝熱管及びその製造方法並びにこの伝熱管を使用した多管式熱交換器及びラジエーター組込式オイルクーラー | |
| JP3729136B2 (ja) | 排気熱交換装置 | |
| JP2001263967A (ja) | 排気熱交換器 | |
| JP2003279293A (ja) | 排気熱交換器 | |
| JP2006118436A (ja) | Ｅｇｒガス冷却装置用ボンネット | |
| US11067040B2 (en) | Exhaust gas cooling apparatus | |
| JP2001289583A (ja) | Ｅｇｒガス冷却装置 | |
| JP4744746B2 (ja) | 伝熱管並びにこの伝熱管を使用した多管式熱交換器及びラジエーター組込式オイルクーラー | |
| JP2004177061A (ja) | 排ガス冷却用熱交換器のウェーブフィン | |
| JPS6317393A (ja) | 熱交換器 | |
| JP2004060920A (ja) | 熱交換器 | |
| JP4266741B2 (ja) | フィン部材を内装した伝熱管 | |
| JPH11223484A (ja) | 熱交換器 | |
| JP2006138538A (ja) | 偏平伝熱管および該伝熱管を組込んでなる多管式熱交換器並びに多管式熱交換型ｅｇｒガス冷却装置 | |
| JP4256217B2 (ja) | 伝熱管 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060919 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080902 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101217 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101221 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110218 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110414 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110511 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140520 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4744746 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |