JP2010091212A - Heat exchanger - Google Patents

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茂 篤 杉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize high heat-exchanging performance while effectively utilizing a narrow space by facilitating generation of a turbulent flow by using a structure of a heat transfer tube itself. <P>SOLUTION: In a body part of a dual-structure heat exchanger composed of an inner cylinder 12 and an outer cylinder 14, a circular heat exchanging chamber 24 having an inlet port and an outlet port of cooling water between the inner cylinder 12 and an outer cylinder 14 is partitioned into a high-temperature fluid chamber and a low-temperature fluid chamber by a heat exchanging member for separating high-temperature fluid and low-temperature fluid and for heat-exchanging between both. The high-temperature fluid chamber and/or the low-temperature fluid chamber is made to spirally go around in the heat exchanging chamber 24. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱交換器に係り、特に、限られたスペースの中で、熱交換を行う伝熱管の本数を増やさずに熱交換性能を向上できるように改良した熱交換器に関する。   The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly to an improved heat exchanger that can improve heat exchange performance without increasing the number of heat transfer tubes that perform heat exchange in a limited space.

流体から熱エネルギーを回収する手段として、従来から熱交換器が広く用いられている。この種の熱交換器では、管に流体を流し、その管を通じて熱交換を行う。   Conventionally, heat exchangers have been widely used as means for recovering thermal energy from fluids. In this type of heat exchanger, a fluid is passed through a pipe and heat exchange is performed through the pipe.

近年、地球環境問題、二酸化炭素の排出量削減問題、原油高騰による省エネルギー技術に対する関心の高まりを背景に、排ガスから熱エネルギーをクリーンに回収する技術が注目されている。   In recent years, a technology for cleanly recovering thermal energy from exhaust gas has attracted attention against the background of global environmental problems, carbon dioxide emission reduction problems, and increased interest in energy-saving technologies due to soaring crude oil.

その例として、エンジンの排ガスを触媒で浄化するとともに、排ガスから熱を回収する熱交換器が開発されている（特許文献１）。この種の熱交換器は、例えば、家庭用発電システムに組み込まれ、エンジンで発電機を回して電力を得るとともに、エンジンの排ガスから給湯用あるいは床暖房用のエネルギーを回収している。   As an example, a heat exchanger that purifies engine exhaust gas with a catalyst and recovers heat from the exhaust gas has been developed (Patent Document 1). This type of heat exchanger, for example, is incorporated in a household power generation system, and a generator is rotated by an engine to obtain electric power, and energy for hot water supply or floor heating is recovered from exhaust gas of the engine.

上記特許文献１に開示されている熱交換器では、内胴と外胴の間に水室を設けるともに、排ガス浄化装置に相当する触媒収容室を内胴の内側に設け、触媒収容室を流れた後の排ガスを複数の伝熱管を流し、水室内の冷却水との間で熱交換を行うようになっている。
特許第３８９１７２４号公報 In the heat exchanger disclosed in Patent Document 1, a water chamber is provided between the inner cylinder and the outer cylinder, and a catalyst storage chamber corresponding to an exhaust gas purification device is provided inside the inner cylinder, and flows through the catalyst storage chamber. After that, the exhaust gas flows through a plurality of heat transfer tubes, and heat exchange is performed with cooling water in the water chamber.
Japanese Patent No. 389724

この種の排ガス浄化部と熱交換部とを一体化した熱交換器では、触媒収容室が全体の中で大きな部分を占めるため、必然的に熱交換部のスペースが狭小にならざるを得ない。このため、特許文献１の熱交換器では、複数本の真っ直ぐな伝熱管が内胴を囲むように周方向に等間隔で設けられている。そして、それぞれ伝熱管の内部には、さらに熱交換効率を高めるために、乱流の発生を促進するフィンが設けられている。   In this type of heat exchanger in which the exhaust gas purification unit and the heat exchange unit are integrated, the catalyst storage chamber occupies a large part of the whole, so the space of the heat exchange unit inevitably becomes narrow. . For this reason, in the heat exchanger of Patent Document 1, a plurality of straight heat transfer tubes are provided at equal intervals in the circumferential direction so as to surround the inner trunk. And in each heat exchanger tube, the fin which accelerates | stimulates generation | occurrence | production of a turbulent flow is provided in order to improve heat exchange efficiency further.

引用文献１の熱交換器では、真っ直ぐな伝熱管を用いているため、熱交換効率を向上させるためには、伝熱管の本数を増やすことが必要となる。
しかし、熱交換部のスペースが限られている以上、伝熱管の本数を増やしても熱交換性能の向上には自ずと限界がある。そのため、特許文献１では、伝熱管の内部に多数のフィンを設けることで、乱流発生を促進して熱交換効率を高めているのであるが、このフィンの入った伝熱管には、多数のフィンを溶接するため、要請に非常な手間がかかるとともに溶接の信頼性に欠け耐圧性に課題が残る。 Since the heat exchanger of the cited document 1 uses straight heat transfer tubes, it is necessary to increase the number of heat transfer tubes in order to improve the heat exchange efficiency.
However, since the space of the heat exchange part is limited, there is a limit to improving the heat exchange performance even if the number of heat transfer tubes is increased. Therefore, in Patent Document 1, by providing a large number of fins inside the heat transfer tube, the generation of turbulent flow is promoted to increase the heat exchange efficiency. However, in the heat transfer tube containing the fins, a large number of fins are provided. Since the fins are welded, the request is very troublesome and the reliability of the welding is lacking and there remains a problem in pressure resistance.

また、複数本の伝熱管を用いた従来の熱交換器では、伝熱管の多さからガスや冷却水の流れ制御が不十分になり、ガスや冷却水に温度分布の偏りが生じ、熱交換効率を低下させるという問題がある。   In addition, in conventional heat exchangers that use multiple heat transfer tubes, the flow control of gas and cooling water becomes insufficient due to the large number of heat transfer tubes, causing uneven temperature distribution in the gas and cooling water, resulting in heat exchange. There is a problem of reducing efficiency.

そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、乱流促進体を利用することなく、効果的に乱流を発生させ、また、冷却水やガスの流れを最適化して、高い熱交換性能を実現できるようにした熱交換器を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art, generate turbulence effectively without using a turbulence promoter, and optimize the flow of cooling water and gas. An object of the present invention is to provide a heat exchanger capable of realizing high heat exchange performance.

また、本発明の他の目的は、部品点数の少ない製作容易な簡素な構造に改良した上で、高い熱交換性能を実現できるようにした熱交換器を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a heat exchanger capable of realizing a high heat exchange performance after being improved to a simple structure with a small number of parts and easy to manufacture.

前記の目的を達成するために、本発明は、内胴と外胴とを有する熱交換器の本体部と、前記内胴と外胴の間に区画され、冷却水の導入口と導出口を有する環状の熱交換室と、を備えた熱交換器であって、前記熱交換室内に、高温流体と低温流体とを分離し、両者の間で熱交換をするための熱交換部材により高温流体室と低温流体室とを区画し、前記高温流体室および／または低温流体室が前記熱交換室内を螺旋状に周回していることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a heat exchanger main body having an inner cylinder and an outer cylinder, and is partitioned between the inner cylinder and the outer cylinder, and includes an inlet and an outlet for cooling water. A heat exchanger having an annular heat exchange chamber, wherein the high temperature fluid is separated by a heat exchange member for separating the high temperature fluid and the low temperature fluid in the heat exchange chamber and exchanging heat therebetween. The chamber is divided into a cryogenic fluid chamber, and the hot fluid chamber and / or the cryogenic fluid chamber circulates spirally in the heat exchange chamber.

また、本発明の第１の実施形態によれば、熱交換部材は、複数の伝熱管からなり、該伝熱管によって前記高温流体室または低温流体室が区画される。熱伝達をより一層向上させるためには、前記伝熱管によって高温流体室および低温流体室を区画するようにしてもよい。   Further, according to the first embodiment of the present invention, the heat exchange member includes a plurality of heat transfer tubes, and the high temperature fluid chamber or the low temperature fluid chamber is partitioned by the heat transfer tubes. In order to further improve heat transfer, the high-temperature fluid chamber and the low-temperature fluid chamber may be partitioned by the heat transfer tube.

また、本発明の第２の実施形態によれば、前記熱交換部材は、前記内胴および外胴と同心に配置され、高温流体室と低温流体室とを区画する円筒状熱交換部材からなり、前記高温流体室または低温流体室には、それぞれ螺旋部材によって螺旋状に流体通路が形成される。熱伝達をより一層向上させるためには、前記螺旋部材によって高温流体室および低温流体室を区画するようにしてもよい。   Further, according to the second embodiment of the present invention, the heat exchange member is arranged concentrically with the inner cylinder and the outer cylinder, and includes a cylindrical heat exchange member that partitions the high temperature fluid chamber and the low temperature fluid chamber. In the high temperature fluid chamber or the low temperature fluid chamber, a fluid passage is formed in a spiral shape by a spiral member. In order to further improve the heat transfer, the high-temperature fluid chamber and the low-temperature fluid chamber may be partitioned by the spiral member.

本発明では、前記内胴の内部には、内燃機関の排ガスを浄化するための触媒が収容される触媒収容室を区画する円筒部材が収納され、前記触媒収容室を出た排ガスが前記高温流体室に導入されることが好ましい。   In the present invention, a cylindrical member that defines a catalyst storage chamber in which a catalyst for purifying exhaust gas from an internal combustion engine is stored is stored in the inner cylinder, and the exhaust gas exiting the catalyst storage chamber is the high-temperature fluid. It is preferably introduced into the chamber.

本発明によれば、伝熱管そのものの螺旋構造を利用して乱流の発生を促進することにより、狭いスペースを有効に活用して、高い熱交換性能を実現することができる。また、乱流促進体を利用することなく、伝熱管の螺旋構造を利用して効果的に乱流を発生させて、高い熱交換性能を実現できる。   According to the present invention, by promoting the generation of turbulent flow using the helical structure of the heat transfer tube itself, high heat exchange performance can be realized by effectively utilizing a narrow space. In addition, high heat exchange performance can be realized by effectively generating turbulent flow using the helical structure of the heat transfer tube without using a turbulent flow promoting body.

また、本発明によれば、１本の円筒状熱交換部材にそれぞれ螺旋部材を組み合わせることで、高温流体室および／または低温流体室を螺旋状の流路に構成しているので、部品点数の少ない製作容易な簡素な構造に改良した上で、効果的に乱流を発生させ高い熱交換性能を実現することができる。   Further, according to the present invention, since the high-temperature fluid chamber and / or the low-temperature fluid chamber are formed in the spiral flow path by combining the spiral member with each cylindrical heat exchange member, the number of parts is reduced. It is possible to realize high heat exchange performance by effectively generating turbulent flow after improving to a simple structure with few productions.

以下、本発明による熱交換器の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a heat exchanger according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態による熱交換器の断面を示す図である。この図１において、参照番号１０は、熱交換器の全体を示す。第１実施形態による熱交換器１０は、例えば、家庭用コージェネレーションシステムを構成するガスエンジンの排ガスが導入される。熱交換器１０では、まず、排ガス中に含まれる窒素酸化物などの有害物質を取り除いてから、排ガスと水との間で熱交換を行って回収した廃熱は、例えば、家庭用の床暖房や給湯に利用される。 First embodiment
FIG. 1 is a view showing a cross section of a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 indicates the entire heat exchanger. In the heat exchanger 10 according to the first embodiment, for example, exhaust gas from a gas engine constituting a household cogeneration system is introduced. In the heat exchanger 10, first, harmful substances such as nitrogen oxides contained in the exhaust gas are removed, and then the waste heat recovered by exchanging heat between the exhaust gas and water is used, for example, for home floor heating Used for hot water supply.

熱交換器１０の本体部は、内胴１２と外胴１４とが同心に配置された二重構造になっている。内胴１２と外胴１４は、ともに円筒形の部材であり、上部には蓋部１５が取り付けられている。   The main body of the heat exchanger 10 has a double structure in which the inner cylinder 12 and the outer cylinder 14 are arranged concentrically. The inner cylinder 12 and the outer cylinder 14 are both cylindrical members, and a lid portion 15 is attached to the upper part.

この蓋部１５には、排気ガスが導入されるガス入口１６が開口している。このガス入口１６には、図示しない排ガス管が接続される。内胴１２には、触媒収容室を区画する円筒部材１７が入れられている。触媒収容室には、排ガスを浄化させるための化学反応を進行させる触媒１８が収容されている。この触媒１８は蓋部１５のねじ部に排ガス触れさせないようにするブラケット２５とカバー１１を介して支持されている。なお、ガス入口１６の内側には、カバー１１を介して触媒１８に排ガスを拡散させるための拡散器１９が取り付けられている。   A gas inlet 16 into which exhaust gas is introduced is opened in the lid portion 15. An exhaust gas pipe (not shown) is connected to the gas inlet 16. A cylindrical member 17 that divides the catalyst storage chamber is placed in the inner cylinder 12. A catalyst 18 for advancing a chemical reaction for purifying exhaust gas is housed in the catalyst housing chamber. The catalyst 18 is supported via a bracket 25 and a cover 11 that prevent the exhaust gas from touching the screw portion of the lid portion 15. A diffuser 19 for diffusing exhaust gas to the catalyst 18 through the cover 11 is attached to the inside of the gas inlet 16.

次に、内胴１２の底には、下部ガス空間２０が形成され、また、内胴１２の胴壁と、円筒部材１７の間には、円環状ガス通路２１が形成されている。触媒１８を通過した高温のガスは、矢印で示すように、下部ガス空間２０、円環ガス通路２１を通って上部ガス溜まり２２に導かれる。この上部ガス溜り２２は、内胴１２と、外胴１４の間に区画される空間のうち、蓋１５と隔壁２３で仕切られた空間である。   Next, a lower gas space 20 is formed at the bottom of the inner cylinder 12, and an annular gas passage 21 is formed between the cylinder wall of the inner cylinder 12 and the cylindrical member 17. The hot gas that has passed through the catalyst 18 is guided to the upper gas reservoir 22 through the lower gas space 20 and the annular gas passage 21 as indicated by arrows. The upper gas reservoir 22 is a space partitioned by the lid 15 and the partition wall 23 among the spaces defined between the inner cylinder 12 and the outer cylinder 14.

また、熱交換器１０では、内胴１２と外胴１４とによって円環状の熱交換室２４が区画されている。この熱交換室２４には、内胴１２の外周面に沿って螺旋状に周回する伝熱管２６が収容されている。外胴１４の底部には、底板２７と底蓋２９によって底部排ガス溜り２８が区画されている。上部排ガス溜り２２と底部ガス溜り２８は、伝熱管２６によって連通されている。   In the heat exchanger 10, an annular heat exchange chamber 24 is defined by the inner cylinder 12 and the outer cylinder 14. The heat exchange chamber 24 accommodates a heat transfer tube 26 that spirals around the outer peripheral surface of the inner cylinder 12. A bottom exhaust gas reservoir 28 is defined by a bottom plate 27 and a bottom lid 29 at the bottom of the outer cylinder 14. The upper exhaust gas reservoir 22 and the bottom gas reservoir 28 are communicated with each other through a heat transfer tube 26.

ここで、図２は、内胴１２の外側に配置されている伝熱管２６を示す。この実施形態は、図２に示すように、合計６本の伝熱管２６を用いた例を示す。   Here, FIG. 2 shows the heat transfer tube 26 arranged outside the inner cylinder 12. This embodiment shows an example using a total of six heat transfer tubes 26 as shown in FIG.

伝熱管２６は、その両端部を除いて扁平に潰れた形状を有している金属製のパイプである。潰れていない上端部は、上部ガス溜り２０に接続され、同様に潰れていない下端部は、底部ガス溜り２８に接続されている。なお、底蓋２９の底部は、排ガスが導出されるガス出口２９ａを中心に漏斗形状に成形されていることが好ましい。   The heat transfer tube 26 is a metal pipe having a flattened shape excluding both ends. The upper portion that is not crushed is connected to the upper gas reservoir 20, and the lower portion that is not crushed is connected to the lower portion gas reservoir 28. In addition, it is preferable that the bottom part of the bottom cover 29 is shape | molded by the funnel shape centering on the gas outlet 29a from which waste gas is derived | led-out.

この実施形態では、６本の伝熱管２６の上端部は、等間隔に隔壁２３に接続され、下端部も同様に等間隔に底板２７に接続されている。各伝熱管２６においてその螺旋部は、熱交換器１０の本体の軸方向に加圧することで潰れて平坦になっている。そして上下に隣り合う伝熱管２６の螺旋部同士は等間隔に保たれかつ内胴１２および外胴１４の壁面とクリアランスなく螺旋状に周回している。上下に隣り合う螺旋部の間には冷却水が流れる冷却水通路３０が螺旋状に形成されている。したがって、熱交換室２４においては、伝熱管２６が内胴１２、外胴１４の壁面とクリアランスなく螺旋状に巻かれていることにより、伝熱管２６の内部を流れる排ガスの通路と、伝熱管２６の外側の冷却水通路３０が並行して螺旋状に周回するようになっている。なお、熱交換室２４には、外胴１４に設けられた冷却水入口３１から冷却水が導入され、熱交換を行った後、冷却水出口３２から導出される。   In this embodiment, the upper end portions of the six heat transfer tubes 26 are connected to the partition wall 23 at equal intervals, and the lower end portions are similarly connected to the bottom plate 27 at equal intervals. The spiral portion of each heat transfer tube 26 is flattened by being pressed in the axial direction of the main body of the heat exchanger 10. The spiral portions of the heat transfer tubes 26 adjacent to each other in the vertical direction are kept at regular intervals and are spirally wound around the wall surfaces of the inner cylinder 12 and the outer cylinder 14 without any clearance. A cooling water passage 30 through which cooling water flows is formed in a spiral shape between spiral portions adjacent to each other in the vertical direction. Accordingly, in the heat exchange chamber 24, the heat transfer tube 26 is spirally wound with no clearance from the wall surfaces of the inner cylinder 12 and the outer cylinder 14, so that the exhaust gas passage flowing inside the heat transfer tube 26 and the heat transfer tube 26 are formed. The outer cooling water passage 30 is spirally wound in parallel. Note that cooling water is introduced into the heat exchange chamber 24 from a cooling water inlet 31 provided in the outer body 14, and after heat exchange, is led out from a cooling water outlet 32.

第１実施形態による熱交換器１０は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。
図１において、ガス入口１６から供給された高温の排ガスは、拡散器１９を通ることで拡散されて触媒１８に導入される。この触媒１８では、排ガス中から窒素酸化物などの有害物質が触媒反応によって除去される。その後、高温のガスは、実線矢印で示されるように、下部ガス空間２０、円環ガス通路２１を通って上部ガス溜り２２に導かれる。そして、高温のガスは、この上部ガス溜り２２から６本の伝熱管２６にそれぞれ分配される。 The heat exchanger 10 according to the first embodiment is configured as described above. Next, the operation and effect thereof will be described.
In FIG. 1, the high-temperature exhaust gas supplied from the gas inlet 16 is diffused through the diffuser 19 and introduced into the catalyst 18. In the catalyst 18, harmful substances such as nitrogen oxides are removed from the exhaust gas by a catalytic reaction. Thereafter, the hot gas is guided to the upper gas reservoir 22 through the lower gas space 20 and the annular gas passage 21 as indicated by solid arrows. The hot gas is distributed from the upper gas reservoir 22 to the six heat transfer tubes 26.

他方、冷却水は、図２において、破線の矢印で示すように、冷却水入口３１から導入されると、上下に隣り合う伝熱管２６の間に区画される冷却水通路３０を流れる。そして、伝熱管２６を流れる高温の排ガスと、この冷却水通路３０を流れる冷却水の間で熱交換が行われる。熱交換により温度の上がったお湯は、冷却水出口３２から外部に導出され、例えば、貯湯槽に送られ、そこで貯湯槽内の熱交換器で市水と熱交換して、家庭で台所や浴室の給湯として、あるいは床暖房などに利用される。   On the other hand, when the cooling water is introduced from the cooling water inlet 31 as shown by the dashed arrows in FIG. 2, it flows through the cooling water passage 30 defined between the heat transfer tubes 26 adjacent to each other in the vertical direction. Then, heat exchange is performed between the high-temperature exhaust gas flowing through the heat transfer tube 26 and the cooling water flowing through the cooling water passage 30. Hot water whose temperature has been raised by heat exchange is led out from the cooling water outlet 32 and sent to, for example, a hot water storage tank, where it exchanges heat with city water using a heat exchanger in the hot water storage tank. It is used for hot water supply or for floor heating.

本実施形態の熱交換器１０によれば、熱交換に利用する伝熱管２６は螺旋構造をもっているので、次のような効果が得られる。   According to the heat exchanger 10 of the present embodiment, since the heat transfer tube 26 used for heat exchange has a spiral structure, the following effects can be obtained.

まず、伝熱管２６が螺旋構造になっているために、高温のガスは流乱流を起こしながら流れていく。また、上下に隣り合う伝熱管２６の間にも、冷却水通路３０が螺旋状に対向流式に区画されているので、冷却水も乱流を起こしながら流れていくことになる。このように高温のガスと冷却水がともに乱流を起こしながら流れていくため、従来のように、伝熱管の内部に乱流促進体を設ける必要なく、乱流発生による熱交換性能の向上を実現することができる。   First, since the heat transfer tube 26 has a spiral structure, the high-temperature gas flows while causing a turbulent flow. Further, since the cooling water passage 30 is also spirally divided in a counterflow manner between the heat transfer tubes 26 adjacent to each other in the vertical direction, the cooling water also flows while causing turbulent flow. In this way, high-temperature gas and cooling water flow while causing turbulent flow, so there is no need to provide a turbulent flow promoting body inside the heat transfer tube as in the past, and heat exchange performance is improved by generating turbulent flow. Can be realized.

しかも、本実施形態のように、扁平に潰れた形状の管を伝熱管２６に用いることにより、高温ガスが流れるときにより大きな乱流を発生させることができる。そして、伝熱管２６と対向する冷却水通路３０も、伝熱管２６と同様に平たい通路断面になり、それが螺旋状に周回するので、冷却水が流れるときの乱流の発生もより増大する。このように熱交換室２４においては、伝熱管２６によって冷却水通路３０が対向して区画されているので、伝熱管２６を扁平なものにするだけで、排ガスの通路と冷却水通路３０の双方をにより乱流が発生し易い構造にすることができる。   In addition, by using a flatly crushed tube for the heat transfer tube 26 as in the present embodiment, a larger turbulent flow can be generated when high-temperature gas flows. Further, the cooling water passage 30 facing the heat transfer tube 26 also has a flat passage cross section like the heat transfer tube 26, and it circulates spirally, so that the generation of turbulent flow when the cooling water flows is further increased. Thus, in the heat exchange chamber 24, the cooling water passage 30 is partitioned by the heat transfer tube 26, so that both the exhaust gas passage and the cooling water passage 30 can be obtained simply by making the heat transfer tube 26 flat. Thus, a structure in which turbulent flow is easily generated can be obtained.

また、本実施形態では、伝熱管２６を６本用いているが、螺旋構造を有しているために、伝熱管２６の１本あたりの長さ、伝熱面積が増大することになる。このため、従来技術の欄で述べたような、真ん中に触媒収容室が大きな部分を占める熱交換器と同じ熱交換量のもので比較すると、伝熱管の本数を、１／３に減らすことができた。これにより、触媒１８を収容する円筒部材１７があるため、割りを食って狭いスペースになる熱交換室２４を有効に利用して熱交換性能を高めることができる。また、同じ熱交換性能であれば、伝熱管２６を溶接する箇所が少なくなり、溶接の信頼性が上がるとともに、溶接の工数が減り、製造コストが低減する。   In the present embodiment, six heat transfer tubes 26 are used. However, since the heat transfer tubes 26 have a spiral structure, the length per one heat transfer tube 26 and the heat transfer area are increased. For this reason, the number of heat transfer tubes can be reduced to 1/3 when compared with the heat exchanger having the same heat exchange amount as the heat exchanger occupying a large portion in the middle as described in the column of the prior art. did it. Thereby, since there is the cylindrical member 17 that accommodates the catalyst 18, the heat exchange performance can be enhanced by effectively using the heat exchange chamber 24 that is split and becomes a narrow space. Further, if the heat exchange performance is the same, the number of locations where the heat transfer tubes 26 are welded is reduced, the welding reliability is increased, the number of welding steps is reduced, and the manufacturing cost is reduced.

ここで、図３は、伝熱管に用いる他の種類のパイプ４０を示す。図１、２の実施形態で用いた伝熱管２６は、平滑な表面をもつパイプであるが、このパイプ４０は、金属製のパイプ表面に溝が形成され、この溝により凹凸部が交互に形成されたパイプである。このようなパイプ４０を扁平につぶすとともに、螺旋状に成形することで、伝熱管２６として利用することができる。   Here, FIG. 3 shows another type of pipe 40 used for the heat transfer tube. The heat transfer tube 26 used in the embodiment of FIGS. 1 and 2 is a pipe having a smooth surface, but this pipe 40 has grooves formed on the metal pipe surface, and uneven portions are alternately formed by the grooves. Pipe. The pipe 40 can be used as the heat transfer tube 26 by flattening it and forming it into a spiral shape.

このパイプ４０によれば、乱流の発生についての作用効果は、伝熱管２６と同等であることに加えて、表面の伝熱面積がより増大するので、一層の熱交換性能の向上を実現することができる。また、パイプ４０の代わりに、単山構造で凹凸表面を有する蛇腹パイプを用いるようにしてもよい。   According to this pipe 40, in addition to being equivalent to the heat transfer tube 26, the effect of the generation of turbulent flow is further increased in the heat transfer area of the surface, thereby realizing further improvement in heat exchange performance. be able to. Further, instead of the pipe 40, a bellows pipe having a rugged surface with a single mountain structure may be used.

なお、伝熱管としては、以上説明したように、扁平なパイプが好ましいが、図４に示すような、扁平にせずに螺旋状にしたパイプを伝熱管２６として用いるようにしてもよい。   As described above, a flat pipe is preferable as the heat transfer tube, but a pipe that is not flat but spiraled as shown in FIG. 4 may be used as the heat transfer tube 26.

第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態による熱交換器について、図５を参照しながら説明する。 Second embodiment
Next, a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

この第２実施形態の熱交換器５０では、第１実施形態とは異なり、複数本の伝熱管２６を用いる代わりに、１つの円筒状熱交換部材６４と、螺旋状の熱交換部材５４、５６を用いて螺旋状に流体通路を形成するようにした実施の形態である。以下の説明では、第１実施形態と共通する構成要素には同一の参照符合を付し、その詳細な説明は省略する。   In the heat exchanger 50 of the second embodiment, unlike the first embodiment, instead of using a plurality of heat transfer tubes 26, one cylindrical heat exchange member 64 and helical heat exchange members 54, 56 are used. This is an embodiment in which the fluid passage is formed in a spiral shape by using the. In the following description, the same reference numerals are given to components common to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

図５において、熱交換器５０の本体部は、内胴１２と外胴１４とを含み、内胴１２と外胴１４とは同心に配置されている。内胴１２と外胴１４の上部には蓋５８が取り付けられている。この実施形態では、蓋５８は、内胴１２の上端部を覆う板厚の厚い接続フランジ部５８ａと、その外側に溶接された肉厚の薄い蓋部５８ｂとから構成されている。このうち、接続フランジ部５８ａには、排気ガスが導入されるガス入口１６が開口している。内胴１２には、触媒収容室を区画する円筒部材１７が入れられており、触媒収容室内には、カバー１１とブラケット２５を介して排ガスを浄化させるための化学反応を進行させる触媒１８が収容されている。なお、このガス入口１６の内側には、カバー１１を介して触媒１８に排ガスを拡散させるための拡散器１９が取り付けられている。   In FIG. 5, the main body portion of the heat exchanger 50 includes an inner cylinder 12 and an outer cylinder 14, and the inner cylinder 12 and the outer cylinder 14 are arranged concentrically. A lid 58 is attached to the upper portions of the inner cylinder 12 and the outer cylinder 14. In this embodiment, the lid 58 includes a thick connecting flange portion 58a that covers the upper end portion of the inner cylinder 12, and a thin lid portion 58b that is welded to the outside. Of these, the connection flange portion 58a has a gas inlet 16 into which exhaust gas is introduced. A cylindrical member 17 that partitions the catalyst storage chamber is placed in the inner cylinder 12, and a catalyst 18 that advances a chemical reaction for purifying exhaust gas through the cover 11 and the bracket 25 is stored in the catalyst storage chamber. Has been. A diffuser 19 for diffusing exhaust gas to the catalyst 18 via the cover 11 is attached to the inside of the gas inlet 16.

次に、内胴１２の底には、２枚の底板５９ａ、５９ｂが間隔をあけて取り付けられており、これにより空気室６０が区画されている。そして外胴１４の下端には、底蓋６２が取り付けられている。   Next, two bottom plates 59a and 59b are attached to the bottom of the inner cylinder 12 with an interval therebetween, thereby defining an air chamber 60. A bottom lid 62 is attached to the lower end of the outer body 14.

内胴１２と円筒部材１７の間には、円環状ガス通路２１が形成されている。触媒１８を通過した排ガスは浄化された高温のガスとなって、矢印で示すように、円環ガス通路２１を通って上部ガス溜まり２２に導かれる。この上部ガス溜り２２は、ブラケット２５と外胴１４の間で蓋部５８ｂと上部隔壁６３によって仕切られた空間である。   An annular gas passage 21 is formed between the inner cylinder 12 and the cylindrical member 17. The exhaust gas that has passed through the catalyst 18 becomes purified high-temperature gas, and is guided to the upper gas reservoir 22 through the annular gas passage 21 as indicated by an arrow. The upper gas reservoir 22 is a space partitioned by the lid portion 58 b and the upper partition wall 63 between the bracket 25 and the outer body 14.

次に、この第２実施形態の熱交換器５０では、内胴１２と外胴１４の間に円筒状熱交換部材６４が同心に配置されている。内胴１２と外胴１４の間の空間は、円筒状熱交換部材６４を設けることによって内側の高温流体室６６と外側の低温流体室６８に区画されている。   Next, in the heat exchanger 50 of the second embodiment, a cylindrical heat exchange member 64 is disposed concentrically between the inner cylinder 12 and the outer cylinder 14. The space between the inner cylinder 12 and the outer cylinder 14 is partitioned into an inner high temperature fluid chamber 66 and an outer low temperature fluid chamber 68 by providing a cylindrical heat exchange member 64.

このうち、高温流体室６６には、上部ガス溜り２２から高温のガスが供給される。この場合、図６に示すように、上部隔壁６３には、ガス流入口６７が一箇所だけ開口している。他方、低温流体室６８には、外胴１４に設けられた冷却水入口３１から冷却水が導入され、熱交換を行った後、冷却水出口３２から導出される。   Among these, the high temperature fluid chamber 66 is supplied with high temperature gas from the upper gas reservoir 22. In this case, as shown in FIG. 6, the upper partition wall 63 has a gas inlet 67 opened at only one location. On the other hand, cooling water is introduced into the cryogenic fluid chamber 68 from a cooling water inlet 31 provided in the outer body 14, and after heat exchange, is led out from the cooling water outlet 32.

この第２実施形態の熱交換器５０では、高温流体室６６は、螺旋状に巻かれた板材からなる螺旋板部材５４によって螺旋状に周回する１筋の流体通路として構成されている。同様に、低温流体室６８は、螺旋状に巻かれた棒材からなる螺旋棒部材５６によって、螺旋状に周回する１筋の流体通路として構成されている。この第２実施形態では、螺旋板部材５４と螺旋棒部材５６とは、円筒状熱交換器６４の内周面と外周面とで背中合わせに重なり合うように、同じリードでほぼ同じ螺旋を描くように取り付けられている。したがって、内側の高温流体室６６により形成される高温ガスの通路と、外側の低温流体室６６により形成される冷却水の通路とは並行して螺旋状に周回するようになっている。   In the heat exchanger 50 of the second embodiment, the high-temperature fluid chamber 66 is configured as a single fluid passage that spirally circulates by a spiral plate member 54 made of a spirally wound plate member. Similarly, the cryogenic fluid chamber 68 is configured as a single fluid passage that spirally circulates by a spiral rod member 56 made of a spirally wound rod. In the second embodiment, the spiral plate member 54 and the spiral rod member 56 draw substantially the same spiral with the same lead so that the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the cylindrical heat exchanger 64 overlap each other back to back. It is attached. Therefore, the hot gas passage formed by the inner high temperature fluid chamber 66 and the cooling water passage formed by the outer low temperature fluid chamber 66 circulate in a spiral shape in parallel.

なお、高温流体室６６と低温流体室６８の下端は、下部隔壁７０により仕切られており、この下部隔壁７１には図示しないガス出口が開口している。熱交換器１０の本体部に取り付けられる底蓋６２の内部は、下部ガス溜り７２になっている。この底蓋６２の底部は、排ガスが導出されるガス出口７４を中心に漏斗形状に成形されている。   The lower ends of the high temperature fluid chamber 66 and the low temperature fluid chamber 68 are partitioned by a lower partition wall 70, and a gas outlet (not shown) is opened in the lower partition wall 71. The inside of the bottom cover 62 attached to the main body of the heat exchanger 10 is a lower gas reservoir 72. The bottom portion of the bottom lid 62 is formed in a funnel shape around a gas outlet 74 through which exhaust gas is led out.

本実施形態による熱交換器は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。
図５において、ガス入口１６から入った高温の排ガスは、拡散器１９を通して触媒１８に拡散される。この触媒１８を通る過程で、排ガスからは窒素酸化物などの有害物質が触媒反応によって除去され、高温のガスとなる。高温のガスは、実線矢印で示されるように、円環ガス状通路２１を通って上部ガス溜り２２に導かれる。そして、高温のガスは、この上部ガス溜り２２から螺旋状に周回する通路をなす高温流体室６６を流れる。 The heat exchanger according to the present embodiment is configured as described above. Next, the operation and effect will be described.
In FIG. 5, the hot exhaust gas entering from the gas inlet 16 is diffused to the catalyst 18 through the diffuser 19. In the process of passing through the catalyst 18, harmful substances such as nitrogen oxides are removed from the exhaust gas by a catalytic reaction and become high-temperature gas. The hot gas is guided to the upper gas reservoir 22 through the annular gas passage 21 as indicated by a solid arrow. The high-temperature gas flows through the high-temperature fluid chamber 66 that forms a passage that spirally circulates from the upper gas reservoir 22.

他方、冷却水は、図５において、破線の矢印で示すように、冷却水入口３１から導入されると、螺旋状に周回する通路をなす低温流体室６８を流れる。そして、高温流体室６６を流れる高温のガスと、低温流体室６８を流れる冷却水の間で熱交換が行われる。熱交換により回収された廃熱は、例えば、家庭で台所や浴室の給湯として、あるいは床暖房などに利用される。   On the other hand, when the cooling water is introduced from the cooling water inlet 31 as shown by a broken arrow in FIG. 5, it flows through the cryogenic fluid chamber 68 that forms a spirally circulating passage. Then, heat exchange is performed between the high-temperature gas flowing through the high-temperature fluid chamber 66 and the cooling water flowing through the low-temperature fluid chamber 68. Waste heat recovered by heat exchange is used, for example, as hot water in a kitchen or bathroom at home or for floor heating.

第２実施形態の熱交換器５０によれば、次のような効果が得られる。
まず、高温流体室６６では、螺旋板部材５４によって螺旋状の流路が仕切られているために、高温のガスは乱流を起こしながら流れていく。そして、低温流体室６８にも同様に螺旋棒部材５６によって螺旋状の流路が対向流式に仕切られているので、冷却水も乱流を起こしながら流れていくことになる。このように高温のガスと冷却水がともに乱流を起こしながら円筒状熱交換部材６４を間において対向して流れていくため、従来のように、多数本の伝熱管の内部に数多くの乱流促進体を設ける必要なしに、乱流発生による熱交換性能の向上を実現することができる。 According to the heat exchanger 50 of the second embodiment, the following effects can be obtained.
First, in the high temperature fluid chamber 66, since the spiral flow path is partitioned by the spiral plate member 54, the high temperature gas flows while causing turbulent flow. Similarly, since the spiral flow path is partitioned by the spiral rod member 56 in a counterflow manner in the low-temperature fluid chamber 68, the cooling water also flows while causing turbulent flow. As described above, since the high-temperature gas and the cooling water flow while facing each other through the cylindrical heat exchange member 64 while causing a turbulent flow, a large number of turbulent flows are formed inside a large number of heat transfer tubes as in the prior art. Improvement of heat exchange performance due to turbulent flow generation can be realized without the need to provide a promoter.

第１実施形態の熱交換器１０との対比では、流路が螺旋状になっている構造は同じであるが、第２実施形態の熱交換器５０では、内胴１２と外胴１４の間に配置した１つの円筒状熱交換部材６４の裏表両面に螺旋板部材５４と螺旋棒部材５６を溶接することで対向式に螺旋状の流路を仕切っている。螺旋板部材５４と螺旋棒部材５６はともに一つの部材であり、乱流を発生し易くしかも熱交換の効率のよい螺旋対向流式の流路を構成するのに必要な部品点数を大幅に削減できる上に、円筒状熱交換部材６４への螺旋板部材５４、螺旋棒部材５６の溶接を容易にし、全体として溶接代が短くなるため溶接の信頼性が高くなる利点がある。   In contrast to the heat exchanger 10 of the first embodiment, the structure in which the flow path is spiral is the same, but in the heat exchanger 50 of the second embodiment, between the inner cylinder 12 and the outer cylinder 14. The spiral flow path is partitioned in an opposing manner by welding the spiral plate member 54 and the spiral rod member 56 to the front and back surfaces of one cylindrical heat exchange member 64 arranged in the above. Both the spiral plate member 54 and the spiral rod member 56 are a single member, and the number of components required to form a spiral counterflow type flow path that is easy to generate turbulent flow and is efficient in heat exchange is greatly reduced. In addition, welding of the spiral plate member 54 and the spiral rod member 56 to the cylindrical heat exchange member 64 is facilitated, and the welding allowance is shortened as a whole, so that there is an advantage that the reliability of welding is increased.

また、ガスが流れる高温流体室６６の流路は、螺旋状に板を巻いた螺旋板部材５４を用いて流路を仕切っているので、熱交換により発生した凝縮水が流れ出易くなり、途中に滞留することなく腐食し難い流路構造とすることができる。   In addition, since the flow path of the high-temperature fluid chamber 66 through which the gas flows is partitioned by using a spiral plate member 54 having a spirally wound plate, the condensed water generated by heat exchange can easily flow out. A channel structure that does not stay and does not easily corrode can be obtained.

また、高温流体室６６は、一筋の流路を構成し、環状の上部ガス溜まりからガス流入口６７を通ってガスが流入するので、不均一にガスが流入するおそれはなく、ガスを整流する構造は不要になる。この点、低温流体室６６も冷却水の流れを整流するする必要がないことは同様である。
以上述べた効果の他、第２実施形態の熱交換器５０では、細部の構造にも改良が施され、以下のような効果が得られる。 Further, the high temperature fluid chamber 66 constitutes a straight flow path, and gas flows from the annular upper gas reservoir through the gas inlet 67, so there is no possibility that the gas flows in unevenly, and the gas is rectified. No structure is required. In this respect, the low temperature fluid chamber 66 is not required to rectify the flow of the cooling water.
In addition to the effects described above, in the heat exchanger 50 of the second embodiment, the detailed structure is improved, and the following effects are obtained.

まず、熱交換器５０の本体部の上部に取り付ける蓋５８は、内側の接続フランジ部５８ｂを板厚にしているので、排ガス配管との接続に必要な雌ねじ部を切るのに必要な厚さを確保した上で、外側は板厚の薄い蓋部５８ｂにして、軽量化および材料の削減を図っている。   First, since the lid 58 attached to the upper part of the main body of the heat exchanger 50 has a thickness of the inner connecting flange 58b, the thickness necessary for cutting the female thread required for connection to the exhaust gas pipe is set. In addition, the outer side is formed with a thin lid portion 58b to reduce the weight and reduce the material.

なお、接続フランジ部５８ｂには、排ガス配管と接続する雌ねじを切る代わりに、図７に示すように、かしめ部７６を有するかしめナット７７を用いるようにしてもよい。このかしめナット７７は、接続フランジ５８ｂにおいてガス入口１６の両脇にある孔に挿入してかしめ部を７６をかしめることで固定される。そして、ガスケット７９を間に介して排ガス配管８０のフランジ部８１を取り付け、雄ねじ８２をかしめナット７７に締結することで、排ガス配管８０は接続フランジ５８ｂに接続される。このようなかしめナット７７を用いることで、接続フランジ５８ｂ全体を板厚の薄い蓋部にすることができる。これにより、軽量化および材料の削減を図ることができる。   In addition, as shown in FIG. 7, a caulking nut 77 having a caulking portion 76 may be used for the connecting flange portion 58b instead of cutting a female screw connected to the exhaust gas pipe. The caulking nut 77 is fixed by inserting the caulking portion 76 into the holes on both sides of the gas inlet 16 in the connecting flange 58b. The exhaust gas pipe 80 is connected to the connection flange 58b by attaching the flange portion 81 of the exhaust gas pipe 80 with the gasket 79 interposed therebetween and fastening the male screw 82 to the caulking nut 77. By using such a caulking nut 77, the entire connection flange 58b can be formed as a thin lid portion. Thereby, weight reduction and material reduction can be achieved.

また、熱交換器５０の本体部の底に取り付ける底蓋６２は、ガス出口７４を中心にした漏斗形状を有しているので、凝縮水は滞留せずにガス出口７４から排出されるので、腐食原因の取り除かれた構造になっている。また、漏斗形状は、溶接歪みのよる形状変形の少ない形状である。   In addition, since the bottom lid 62 attached to the bottom of the main body of the heat exchanger 50 has a funnel shape centered on the gas outlet 74, the condensed water is discharged from the gas outlet 74 without staying. It has a structure that eliminates the cause of corrosion. Moreover, the funnel shape is a shape with little shape deformation due to welding distortion.

さらに、底蓋６２の上には、空気室６０が仕切られており、この空気室６０にある空気は、触媒１８を通過した高温のガスと、底蓋６２内部の熱交換が終わり温度の低下した空気との間で熱交換が行われるのを阻止する断熱層を構成している。このため、触媒１８を通過した高温のガスは温度が低下することなく、円環ガス状通路２１を通って上部排ガス溜り２３に送られる。   Further, an air chamber 60 is partitioned on the bottom lid 62, and the air in the air chamber 60 is reduced in temperature after the heat exchange inside the bottom lid 62 with the high-temperature gas that has passed through the catalyst 18. The heat insulation layer which blocks | prevents that heat exchange is performed between the air which performed is comprised. For this reason, the high-temperature gas that has passed through the catalyst 18 is sent to the upper exhaust gas reservoir 23 through the annular gas passage 21 without lowering the temperature.

本発明の第１実施形態による熱交換器の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the heat exchanger by 1st Embodiment of this invention. 同熱交換器における伝熱管の配置状況示す立体図である。It is a three-dimensional view which shows the arrangement | positioning condition of the heat exchanger tube in the same heat exchanger. 本発明の第１実施形態による熱交換器に伝熱管として用いられる蛇腹パイプを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the bellows pipe used as a heat exchanger tube with the heat exchanger by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による熱交換器に伝熱管として用いられるパイプを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the pipe used as a heat exchanger tube with the heat exchanger by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態による熱交換器の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the heat exchanger by 2nd Embodiment of this invention. 図５におけるＶＩ−ＶＩ断面を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the VI-VI cross section in FIG. 熱交換器の蓋に取り付けるかしめナットを示す横断面図。The cross-sectional view which shows the crimping nut attached to the lid | cover of a heat exchanger.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 熱効交換器
１２ 内胴
１４ 外胴
１５ 蓋部
１６ ガス入口
１８ 触媒収容室
２４ 熱交換室
２６ 伝熱管
３０ 冷却水通路
３１ 冷却水入口
３２ 冷却水出口
５４ 螺旋板部材
５６ 螺旋棒部材
６４ 円筒状熱交換部材
６６ 高温流体室
６８ 低温流体室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat exchanger 12 Inner cylinder 14 Outer cylinder 15 Cover part 16 Gas inlet 18 Catalyst accommodating chamber 24 Heat exchange chamber 26 Heat transfer pipe 30 Cooling water passage 31 Cooling water inlet 32 Cooling water outlet 54 Spiral plate member 56 Spiral rod member 64 Cylinder Heat exchange member 66 High temperature fluid chamber 68 Low temperature fluid chamber

Claims (12)

内胴と外胴とを有する熱交換器の本体部と、前記内胴と外胴の間に区画され、冷却水の導入口と導出口を有する環状の熱交換室と、を備えた熱交換器であって、
前記熱交換室内に、高温流体と低温流体とを分離し、両者の間で熱交換をするための熱交換部材により高温流体室と低温流体室とを区画し、前記高温流体室および／または低温流体室が前記熱交換室内を螺旋状に周回していることを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger comprising a main body portion of a heat exchanger having an inner cylinder and an outer cylinder, and an annular heat exchange chamber defined between the inner cylinder and the outer cylinder and having an inlet and an outlet for cooling water. A vessel,
In the heat exchange chamber, the high temperature fluid and the low temperature fluid are separated from each other, and the high temperature fluid chamber and the low temperature fluid chamber are partitioned by a heat exchange member for exchanging heat between them. A heat exchanger characterized in that a fluid chamber spirals around the heat exchange chamber. 前記内胴の内部には、内燃機関の排ガスを浄化するための触媒が収容される触媒収容室を区画する円筒部材が収納され、前記触媒収容室を出た排ガスが前記高温流体室に導入されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。   A cylindrical member that defines a catalyst storage chamber in which a catalyst for purifying exhaust gas from an internal combustion engine is stored is stored inside the inner cylinder, and the exhaust gas that has exited the catalyst storage chamber is introduced into the high-temperature fluid chamber. The heat exchanger according to claim 1. 前記熱交換部材は、複数の伝熱管からなることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchange member includes a plurality of heat transfer tubes. 前記伝熱管は、加圧して扁平に加工したパイプからなることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 3, wherein the heat transfer tube is made of a pipe that is pressed and processed into a flat shape. 前記伝熱管は、単山構造で、凹凸表面を有する蛇腹パイプからなることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 3, wherein the heat transfer tube is formed of a bellows pipe having a single mountain structure and an uneven surface. 前記伝熱管は、パイプ表面を螺旋状に周回する溝により凹凸部が交互に形成されたパイプからなることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。   4. The heat exchanger according to claim 3, wherein the heat transfer tube is a pipe in which concave and convex portions are alternately formed by a groove that spirals around the pipe surface. 前記熱交換部材は、前記内胴および外胴と同心に配置され、高温流体室と低温流体室とを区画する円筒状熱交換部材からなり、前記高温流体室および／または低温流体室には、螺旋部材によって螺旋状に流体通路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。   The heat exchange member is arranged concentrically with the inner cylinder and the outer cylinder, and includes a cylindrical heat exchange member that divides a high temperature fluid chamber and a low temperature fluid chamber, and the high temperature fluid chamber and / or the low temperature fluid chamber includes: The heat exchanger according to claim 1, wherein the fluid passage is spirally formed by the spiral member. 前記高温流体室および／または低温流体室は、１本の螺旋状流体通路をなしていることを特徴とする請求項７に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 7, wherein the high-temperature fluid chamber and / or the low-temperature fluid chamber forms one spiral fluid passage. 前記高温流体室の螺旋部材および低温流体室の螺旋部材は、螺旋状に巻かれた１枚の板材または１本の棒材からなり、前記円筒状熱交換部材の内側面と外側面にそれぞれほぼ同じ位置に巻かれていることを特徴とする請求項７に記載の熱交換器。   The spiral member of the high-temperature fluid chamber and the spiral member of the cryogenic fluid chamber are each composed of a single plate or a rod wound in a spiral shape, and are respectively provided on the inner surface and the outer surface of the cylindrical heat exchange member. The heat exchanger according to claim 7, wherein the heat exchanger is wound at the same position. 前記高温流体室の上流側には上部ガス溜り部が区画され、前記円筒部材と内胴との間に形成される環状通路を流れて高温流体が前記上部ガス溜りに導入されることを特徴とする請求項７に記載の熱交換器。   An upper gas reservoir is defined upstream of the high-temperature fluid chamber, and a high-temperature fluid is introduced into the upper gas reservoir through an annular passage formed between the cylindrical member and an inner cylinder. The heat exchanger according to claim 7. 前記熱交換器の本体部の一方の端部に取り付けられる蓋は、内胴の一端部を塞ぎ前記排ガスの導入口の形成された板厚の厚い蓋部と、前記上部ガス溜り部を塞ぐ板厚の薄い蓋部と、からなることを特徴とする請求項１０に記載の熱交換器。   A lid attached to one end of the main body of the heat exchanger is a plate that closes one end of the inner cylinder and has a thick plate with the exhaust gas inlet formed therein, and a plate that closes the upper gas reservoir. The heat exchanger according to claim 10, comprising a thin lid portion. 前記熱交換器の本体部の他方の端部に取り付けられる底蓋は、排ガスが導出されるガス出口を中心に漏斗形状になっていることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 2, wherein a bottom lid attached to the other end of the main body of the heat exchanger has a funnel shape centering on a gas outlet from which exhaust gas is led out.
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