JPH10170172A

JPH10170172A - ２重管式熱交換器

Info

Publication number: JPH10170172A
Application number: JP32742996A
Authority: JP
Inventors: Makoto Ofuku; 誠大福
Original assignee: Sango Co Ltd
Current assignee: Sango Co Ltd
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1996-12-09
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】熱交換効率が良く、かつ容易に製造できる２
重管式熱交換器を提供する。【解決手段】被冷却媒体を流通させる内管１と、該内
管１の外周を離間して囲むように設けた外管２と、内管
１内に固設したクロスフィン６とからなる。クロスフィ
ン６が、内管１の径方向に略放射状断面を有するととも
に管軸方向に延在され、かつ、内管１の内面に固定され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は２重管式熱交換器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内外管の間にフィンを設けて内管
内に冷却媒体を流通させるとともに内外管の間に被冷却
媒体を流通させて、フィンにより熱伝達を促進させる２
重管式熱交換器が例えば特開平４−２６０７８９号公報
や実開昭５４−１１２３９号公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の熱交換器に
おいては、特に被冷却媒体が密度の低い流体（例えば気
体）であると、フィンによる熱伝達促進が少なく、熱交
換効率が悪い問題がある。

【０００４】更に、フィンによる熱伝達量を大きく確保
するには、フィンを外管の内周面と内管の外周面の両方
に密接させて固着する必要があり、そのロウ付け作業が
極めて困難で手間がかかり、作業性が悪く、製品コスト
が嵩む問題がある。

【０００５】そこで本発明は、熱交換効率が高く、かつ
製造が容易でコスト低減を図り得る２重管式熱交換器を
提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の第１の発明は、被冷却媒体を流通
させる内管（１）と、該内管（１）の外周を離間して囲
むように設けた外管（２）と、内管（１）内に固設した
クロスフィン（６）とからなり、上記クロスフィン
（６）が、内管（１）の径方向に略放射状断面を有する
とともに管軸方向に延在され、かつ、内管（１）の内面
に固定されていることを特徴とするものである。

【０００７】請求項２記載の第２の発明は、請求項１記
載の発明におけるクロスフィン（６）が、１枚の板材を
凹凸状に折曲し、これを内管（１）に沿って巻回して略
星型断面に形成されているものである。

【０００８】請求項３記載の第３の発明は、請求項１又
は２記載の発明におけるクロスフィン（６）を、分割し
て管軸方向に複数配置したものである。請求項４記載の
第４の発明は、請求項１又は２又は３記載の発明におけ
るクロスフィン（６）が、その表面に凹凸（６ｃ）を有
するものである。

【０００９】そして請求項５記載の第５の発明は、請求
項１〜４のいずれかに記載の発明におけるクロスフィン
の各フィン部（６ｂ）における山部（６ａ）の稜線が、
管軸に対して傾斜しているものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】図に示す実施例に基づいて本発明
の実施の形態について説明する。図１（ａ）は本発明の
２重管式熱交換器の実施例の側断面図で、図１（ｂ）は
図１のＡ−Ａ線断面図である。

【００１１】この図において、１は被冷却媒体を流通さ
せる内管で、熱伝導率の高い材質、例えばアルミニウム
等により形成されている。上記内管１の外周には、その
外周を離間して囲むように外管２が配置されているとと
もに、該外管２の両端部２ａ，２ｂが内管１の外周面に
溶接等で固着され、内外管１，２間に冷却媒体の流通室
３が形成されている。

【００１２】上記外管２には、冷却媒体を流通室３に導
入するための導入管４と流通室３内の冷却媒体を排出す
るための排出管５が設けられている。上記内管１内には
クロスフィン６が固設されている。該クロスフィン６
は、内管１内に、該内管１の径方向に略放射状断面を有
し、かつ内管１の軸方向に所定長延在させ、更に内管１
の内面に固定させたものである。更により詳しくは１枚
の金属板を略蛇腹状に屈曲させてその各外側の山部６ａ
の外面が内管１の内面に沿うように丸めて図１（ｂ）の
ように略星型断面に形成するとともにその山部６ａの外
面と内管１の内面とをロー付け等で固着されている。こ
れにより、内管１の径方向に略放射状に配置されたフィ
ン部６ｂが、内管１の周方向に多数一連に設けられてい
るとともに、隣接する各フィン部６ｂ間に被冷却媒体の
流通部７を形成している。

【００１３】また、上記クロスフィン６は、内管１の軸
方向に対して所定の長さに設定するもので、図１（ａ）
に示す如く、上記流通室３の管軸方向長に対して複数個
に分割（図１（ａ）では３分割）される長さでもよく、
また、１個の長さを流通室３の管軸方向長と同一長さと
してもよい。また、分割した場合は、図１（ａ）に示す
ように、そのクロスフィン６を、これら相互間に間隙Ｄ
を有して配置するとよい。このような間隙Ｄを設ける
と、該間隙Ｄ部で図５に示すように内管１を容易に折曲
できる。

【００１４】また、上記クロスフィン６の材質は熱伝導
性の高い材質、例えばアルミニウム等により形成されて
いる。また、上記クロスフィン６におけるフィン６ｂの
管径方向長及び周方向の本数は所望に設定するものであ
る。

【００１５】以上の構造において、内管１内を流通する
被冷却媒体は、クロスフィン６における流通部７を流通
して各フィン部６ｂに当接し、被冷却媒体の熱がフィン
部６ｂに奪われ、その熱は内管１に伝達し、更に流通室
３内を流通する冷却媒体に伝熱されて排熱される。

【００１６】また、上記クロスフィン６は、図１及び図
２に示すように、フィン部６ｂの一部を折曲して表面
（表裏面）に凹凸部６ｃを形成しても良い。このように
凹凸部６ｃを形成すると受熱表面積が多くなり、一層熱
交換効率が促進される。

【００１７】更に、上記クロスフィン６を、図３に示す
ように、その山部６ａを結ぶ稜線Ｘ ₁−Ｘ₁が内管１の
管軸Ｘ−Ｘに対して角度αを成すように配置してもよ
い。このようにすると、内管１内を流通する被冷却媒体
が各フィン部６ｂに強く当接し、熱交換が促進される。
更に、上記稜線Ｘ₁−Ｘ₁の傾斜方向を、図４に示すよ
うに隣り合うクロスフィン６Ａ，６Ｂ同士が異なる方向
になるように形成すると、より一層熱交換が促進され
る。

【００１８】図５は本発明の２重管式熱交換器を自動車
のＥＧＲパイプに適用した例を示す。この図において、
１は上記図１に示した内管１に相当し、該内管１の上流
側１ａには図示しない内燃機関のエキゾーストマニホー
ルドが連結され、後流側１ｂには図示しないインテーク
マニホールドが連結され、排気ガスが矢印のように内管
１内を流通する。２は外管、４は冷却媒体の導入管、５
は冷却媒体の排出管、６はクロスフィンで、上記図１乃
至図４に示すものと同様のものである。冷却媒体はエン
ジン冷却水である。

【００１９】次に上記内管１と上記クロスフィン６の製
造方法について図６により説明する。先ず、図６（ａ）
に示すように、上記内筒１の素材であるシート材１ｃ上
に、予め凹凸に折曲形成した上記クロスフィン６のフィ
ン素材６ｄを載置して、その山部６ｂとシート材１ｃの
接合部をロー付け等で固着する。

【００２０】次で、図６（ｂ）に示すように、シート材
１ｃを、フィン素材６ｄが内側となるように略Ｕ字断面
形状に折曲する。この折曲方法は、図６（ｂ）に示すよ
うに、半円状の凹型面９を形成したダイ１０上に上記の
シート材１ｃを載置し、これをＵ状もしくは略放射状の
凸型面を形成したパンチ１１で加圧して折曲する。

【００２１】次で、図６（ｃ）に示すように、上記のよ
うに折曲されたシート材１ｃをダイ１２の半円状の凹型
面１３に嵌合した後、半円状の凹型面１４を形成したパ
ンチ１５で加圧し、シート材１ｃの両端部を丸めて円筒
にし、その両端１ｄ，１ｅをロー付け等で結合して、上
記図１（ｂ）に示すような断面形状にする。

【００２２】このような折曲加工は一般に使用されてい
るプレス成形機で行える。尚、上記クロスフィン６の径
方向の断面形状は、上記図に示すような略星型断面に限
るものではなく、その他の放射断面形状でもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上のようであるから、請求項１記載の
発明によれば、内管内を流通する被冷却媒体は、クロス
フィンのフィン部に当接して熱を奪われ、その熱は内管
１に伝達し、内外管の間を流通する冷却媒体に伝達さ
れ、排熱される。このとき、内管内に多数のフィンを有
することにより、効率よく内管内の被冷却媒体を冷却で
きる。

【００２４】また、クロスフィンは、内筒側にのみ固定
するのみでよいため、従来のような内外管に固定するも
のに比べてロー付け作業が容易になり、冷却効率のよい
熱交換器を容易にかつ低廉に製造できる。

【００２５】請求項２記載の発明によれば、更に、板材
を凹凸状に折り曲げたものを巻回するのみでクロスフィ
ンが形成できるので、クロスフィンの製造が容易にな
る。請求項３記載の発明によれば、クロスフィンを分割
したことにより、必要な表面積分のクロスフィンを任意
の箇所に設置しやすく、すなわち、チューニングが容易
になる。更に、クロスフィンが配設されていない箇所で
は内外管の管曲げ加工が容易に施せるため、熱交換構造
が完成した後にその熱交換器全体を曲げて所定形状にす
ることが可能になる。

【００２６】請求項４記載の発明によれば、更にクロス
フィンの受熱表面積が一層増大し、熱交換効率が一層向
上する。請求項５記載の発明によれば、クロスフィンの
受熱面が被冷却媒体の流れ方向に対して傾斜するため、
被冷却媒体のクロスフィンに対する当接が一層強くな
り、熱交換効率が一層向上する。また、内管の軸方向に
複数のクロスフィンを配置した場合には、内管の軸方向
に対して、夫々のクロスフィンの稜線方向を相互に異な
る方向にすることにより、被冷却媒体のクロスフィンへ
の当接が更に強くなり、更に一層熱交換効率が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すもので、（ａ）は側断面
図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図。

【図２】本発明のクロスフィンの一部拡大断面図。

【図３】本発明のクロスフィンの第２実施例を示す側面
図。

【図４】本発明のクロスフィンの第３実施例を示す側面
図。

【図５】本発明を自動車のＥＧＲパイプに適用した側面
図。

【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の内管とクロスフィ
ンの製造方法を示す工程図。

【符号の説明】

１…内管２…外管６…クロスフィン６ａ…山部６ｂ…フィン部６ｃ…凹凸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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た外管と、内管内に固
設したクロスフィンとからなり、上記クロスフィンが、
内管の径方向に略放射状断面を有するとともに管軸方向
に延在され、かつ、内管の内面に固定されていることを
特徴とする２重管式熱交換器。
【請求項２】クロスフィンが、１枚の板材を凹凸状に
折曲し、これを内管に沿って巻回して略星型断面に形成
されている請求項１記載の２重管式熱交換器。
【請求項３】クロスフィンを、分割して管軸方向に複
数配置した請求項１又は２記載の２重管式熱交換器。
【請求項４】クロスフィンが、その表面に凹凸を有す
る請求項１又は２又は３記載の２重管式熱交換器。
【請求項５】クロスフィンの各フィン部における山部
の稜線が、管軸に対して傾斜している請求項１〜５のい
ずれかに記載の２重管式熱交換器。