JP4180830B2 - 熱交換器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高温流体と低温流体との間で熱交換を行う熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱交換器において、高温流体流路及び低温流体流路を備えたコア部と、コア部を収容するハウジング部との熱膨張の違いなどによるハウジング部の変形対策については、種々のものが提案されている（例えば特開平９−２７３８８６号、特開平１０−２０６０６７号、特開平８−２１９６７１号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのものは、熱交換効率の低下を招いたり、コア部とハウジング部との間に介装する熱変形吸収機能を備えたシール機構が複雑化して組付作業に手間がかかるという問題がある。そこで熱交換効率の低下を招くことなく簡便なシール機構を備えるものとして、自動車の排気浄化装置である触媒コンバータの触媒本体とハウジングとの間に介装されている耐熱充填材を使用する方法が考えられる。
【０００４】
図１５〜図１７は、その一例を示す熱交換器である。図１５は正面図、図１６は図１５のＡ−Ａ断面図、図１７は図１５の平面図である。この熱交換器は、高温流体と低温流体とがそれぞれ供給されて熱交換を行う熱交換部１が、ハウジング３内に収容されている。
【０００５】
熱交換部１は、中央にコア部５を有し、コア部５の図１６中で下部に燃料が注入される燃料注入部７が、同上部に、注入された燃料の熱交換後の蒸気が集合する蒸気集合部９がそれぞれ設けられている。
【０００６】
コア部５は、図１８に示すように、仕切プレート１１，１３及び、上下の端面板１５，１７に囲まれた矩形状の空間内に波形のフィン１９を収容した高温流体（高温ガス）流路２１を備えるとともに、仕切プレート１３，２３及び、左右の端面板２５，２７に囲まれた矩形状の空間内に波形のフィン２９を収容した低高温流体（燃料）流路３１を備えており、これら各流路２１，３１が交互となるよう複数積層された構成となっている。
【０００７】
図１６に示した燃料注入部７は、図１８では省略してあるが、仕切プレート１３，２３が図１６中で下方に突出し、この突出した部位に、仕切プレート１３，２３相互間の低温流体流路３１に連通する空間相互を連通するための貫通孔３３が形成されている。同様にして蒸気集合部９についても、図１８では省略してあるが、仕切プレート１３，２３が上方に突出し、この突出した部位に、仕切プレート１３，２３相互間の低温流体流路３１に連通する空間相互を連通するための貫通孔３５が形成されている。
【０００８】
上記した熱交換部１は、コア部５が側壁板３７に溶接またはろう付けなどによって固定され、側壁板３７の燃料注入部７に対応する位置に燃料注入管３９が、側壁板３７の蒸気集合部９に対応する位置に蒸気吐出管４１がそれぞれ取り付けられている。
【０００９】
燃料注入管３９から燃料注入部７に注入された燃料は、コア部５の高温流体流路２１に供給された高温ガスに加熱されて蒸発し、蒸気集合部９を経て蒸気吐出管４１から外部に吐出される。熱交換後の高温ガスは反対側から排出ガスとして排出される。
【００１０】
側壁板３７は、この側壁板３７とでハウジング３を構成するハウジング本体４３の図１６中で上下の鍔部４３ａに、上下の端縁部３７ａが接合されて、溶接、ろう付けまたはボルト・ナットなどにより固定される。
【００１１】
ハウジング本体４３は、図１６中で紙面に直交する両側が開放しており、この各開口側が高温ガスの入口部及び出口部となる。高温ガスの入口部及び出口部には、図示していないが、ガス導入ダクト及びガス排出ダクトがそれぞれ連結される。また、ハウジング本体４３の熱交換部１に対向する三方の面と熱交換部１との間には、耐熱充填材４５が介装されている。この耐熱充填材４５は、グラスウールなどの無機質繊維とバインダにより構成されるもので、自動車の排気浄化装置である触媒コンバータの触媒本体とハウジングとの間に介装されるものと同等なものである。
【００１２】
ところで、上記した熱交換器においては、作動中に熱交換部１に流れ込む高温ガス（３００℃〜８００℃）が、流体の性質***部へ集中し、この中央部の温度が周辺部よりも高温となる。そのため、熱交換部１の中央は、相対的に周辺部より熱膨張が顕著となり、この熱膨張に伴ってハウジング本体４３の図１６中で上下両面４３ｂ，４３ｃが、二点鎖線で示すように外側へ押し広げられるよう変形する。この変形作用によって、ハウジング本体４３の鍔部４３ａは、外側に向けて傾き、これに伴い側壁板３７も上下両端が外側へ傾き全体が湾曲変形することとなる。
【００１３】
熱交換器の作動停止時には、温度低下に伴って、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃが元に戻るよう変形し、鍔部４３ａ及び側壁板３７も同様に元に戻るよう変形する。このように、熱交換器の実際の使用時には、上記した変形が繰り返しなされることで、ハウジング本体４３及び側壁板３７からなるハウジング３の耐久性が低下し、ハウジング本体４３と側壁板３７との接合部の接合強度も低下することとなる。
【００１４】
なお、上記した現象は、高温ガス温度の高い高温ガスの入口部ほど顕著であり、同出口部ほど小さくなる傾向がある。また、高温ガスの流れ方向に沿った温度変化により、側壁板３７が伸縮し耐久性の低下を招く。
【００１５】
そこで、この発明は、熱交換部を収容するハウジングの耐久性低下を防止することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、相互に熱交換する高温流体と低温流体とがそれぞれ流れる高温流体流路及び低温流体流路を備えたコア部を含む熱交換部を有し、この熱交換部の前記高温流体の入口部及び入口部と反対側の出口部を除く三方をハウジング本体により覆うとともに、このハウジング本体の前記入口部及び出口部を除く開口部を、前記コア部が固定される蓋部材にて閉塞し、前記ハウジング本体の前記蓋部材で覆われる側の開口部の縁部を、開口部と反対の外側へ屈曲させて鍔部を形成し、この鍔部に前記蓋部材の端縁部を当接させて固定した熱交換器において、前記ハウジング本体と前記熱交換部との間に耐熱充填材を介装し、前記ハウジング本体と前記蓋部材とで構成されるハウジングに、前記高温流体の流入によって発生する前記コア部の熱変形を吸収する熱変形吸収部を設け、この熱変形吸収部は、前記ハウジング本体の互いに対向する二方における前記耐熱充填材に対応する部位に波形形状部を設けて構成し、この波形形状部は、前記高温流体の流れ方向と直交する方向に沿って、波形の凸部及び凹部が繰り返されるよう形成され、前記波形の大きさを、高温流体の上流側ほど大きく、同下流側ほど小さくした構成としてある。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、前記耐熱充填材及び前記波形形状部を、前記高温流体の下流側に設けた構成としてある。
【００２１】
請求項３の発明は、相互に熱交換する高温流体と低温流体とがそれぞれ流れる高温流体流路及び低温流体流路を備えたコア部を含む熱交換部を有し、この熱交換部の前記高温流体の入口部及び入口部と反対側の出口部を除く三方をハウジング本体により覆うとともに、このハウジング本体の前記入口部及び出口部を除く開口部を、前記コア部が固定される蓋部材にて閉塞し、前記ハウジング本体の前記蓋部材で覆われる側の開口部の縁部を、開口部と反対の外側へ屈曲させて鍔部を形成し、この鍔部に前記蓋部材の端縁部を当接させて固定した熱交換器において、前記ハウジング本体と前記熱交換部との間に耐熱充填材を介装し、前記ハウジング本体と前記蓋部材とで構成されるハウジングに、前記高温流体の流入によって発生する前記コア部の熱変形を吸収する熱変形吸収部を設け、この熱変形吸収部は、前記ハウジング本体の互いに対向する二方における前記耐熱充填材に対応する内面に、耐熱充填材を収容する充填材収容凹部を設け、この充填材収容凹部と耐熱充填材との間に、耐熱充填材よりも弱い弾性力を備えた弾性体を介装した構成としてある。
【００２２】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項の発明の構成において、前記高温流体の流れ方向における前記耐熱充填材の設定範囲に対応する前記蓋部材の表面の、前記ハウジング本体の両鍔部に対応する両端縁部間の範囲にわたる全長部分に、前記高温流体の流れ方向と交差する方向に延設され、かつ外側に突出する突出部を形成するとともに、この突出部が形成された前記端縁部に対応する前記鍔部に、前記突出部に整合する突出部を形成した構成としてある。
【００２３】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項の発明の構成において、前記ハウジング本体における前記高温流体の入口部の周縁に、前記耐熱充填材を覆うように内側に折り曲げて形成した折り曲げ部を設けた構成としてある。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、高温流体が流入することで熱交換部の中心がその周辺部に比べて高温となり、この熱交換部中心の熱膨張により、耐熱充填材を介してハウジング本体に応力が作用しても、ハウジングに設けた熱変形吸収部により、ハウジング本体の変形及び、これに伴うハウジング本体の鍔部と蓋部材との接合強度の低下を防止でき、ハウジングの耐久性低下を防止することができる。
また、ハウジング本体の互いに対向する二方における耐熱充填材に対応する部位に波形形状部を設けることで、この波形形状部が、熱交換部の熱膨張による変形を吸収し、ハウジング本体の変形及び、これに伴うハウジング本体の鍔部と蓋部材との接合強度の低下を防止でき、ハウジングの耐久性低下を防止することができる。
また、波形形状部の波形を、高温流体が下流側に比べて高温となる上流側ほど大きくすることで、温度に応じた熱交換部の熱膨張に対応でき、より的確にハウジング本体の変形及び、これに伴うハウジング本体の鍔部と蓋部材との接合強度の低下を防止することができる。
【００２８】
請求項２の発明によれば、耐熱充填材及び波形形状部を、高温流体の温度が低下して熱交換部の熱膨張が小さくなる下流側に設定することで、ハウジング本体の変形の発生自体を抑えるとともに、波形形状部によってハウジング本体の変形及び、これに伴うハウジング本体の鍔部と蓋部材との接合強度の低下を防止できる。
【００２９】
請求項３の発明によれば、熱交換部の熱膨張時には、膨張する熱交換部に押圧されて耐熱充填材が弾性体を押圧して凹部に入り込むことで、熱交換部の変形を吸収し、熱交換部中心の熱膨張に起因するハウジング本体の変形及び、これに伴うハウジング本体の鍔部と蓋部材との接合強度の低下を防止でき、ハウジングの耐久性低下を防止することができる。また、弾性体により耐熱充填材が熱交換部に押し付けられるので、高温ガスに対するシール性も確保される。さらに、この場合、凹部の深さ及び弾性体の弾性力などの設定を適宜変更することで、熱交換部及びハウジングの材質変更に容易に対応でき、材質選定の自由度が向上する。
【００３０】
請求項４の発明によれば、蓋部材及びハウジング本体の鍔部に形成した各突出部により、高温流体の流れ方向の温度差に起因する蓋部材及び蓋部材とハウジング本体の鍔部との接合部の変形を防止することができる。
【００３１】
請求項５の発明によれば、耐熱充填材を覆うように内側に折り曲げて形成したハウジング本体の折り曲げ部により、高温流体が耐熱充填材に直接晒されるのを回避でき、耐熱充填材の劣化・変質を防止することができる。耐熱充填材の劣化・変質を防止することで、ハウジングの変形防止がより確実なものとなる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００３３】
図１は、この発明の第１の参考例を示す熱交換器の、前記図１６に対応する断面図であり、前記図１５〜図１７と同様の構成要素には同一符号を付してある。この参考例は、前記図１６に示したハウジング本体４３の鍔部４３ａの先端側のほぼ半分を、この鍔部４３ａに接合固定してある蓋部材である側壁板３７の端縁部３７ａとともに、ハウジング本体４３の外表面側に折り曲げて、上下両面４３ｂ，４３ｃに対して平行とし、変形吸収部４７を形成したものである。
【００３４】
変形吸収部４７における鍔部４３ａと端縁部３７ａとは、前記図１５〜図１７のものと同様に、溶接、ろう付けまたはボルト・ナットなどにより固定される。なお、この固定部の中心となる部分は、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃに対して平行となっている部分である。
【００３５】
ここで、上記した熱交換器においても、高温流体としての高温ガスがコア部５の高温流体流路を流れることで、熱交換部１は、中央部がその周辺部に比べて温度が高くなって熱膨張が顕著となる。この熱膨張により熱交換部１が、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃを押し広げようとするが、この押し広げようとする力には、鍔部４３ａ及び端縁部３７ａの変形吸収部４７が対抗し、上下両面４３ｂ，４３ｃの変形が防止される。
【００３６】
上下両面４３ｂ，４３ｃの変形が防止されることで、変形吸収部４７の接合強度も所望に確保され、側壁板３７の変形も回避されてハウジング３の耐久性が向上する。
【００３７】
図２は、この発明の第２の参考例を示す熱交換器の、前記図１６に対応する断面図、図３は図２の平面図である。この参考例は、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃにおける耐熱充填材４５に対応する部位に、熱変形吸収部としての波形形状部４９を形成したものである。その他の構成は、前記した図１５〜図１７のものと同様である。
【００３８】
波形形状部４９は、図２及び図３中で左右方向に沿って凹凸を繰り返すよう形成されたもので、内側の凸部先端の位置は、上下両面４３ｂ，４３ｃの内面とほぼ同一面となっている。これにより、耐熱充填材４５を巻いた熱交換部１をハウジング本体３内に収容する作業が容易となる。なお、上記した位置関係は、耐熱充填材４５の伸縮性及びハウジング３の剛性によって適宜変更可能である。
【００３９】
上記第２の参考例によれば、熱交換部１が熱膨張により変形し、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃを押し広げようとすると、上下両面４３ｂ，４３ｃに設けた波形形状部４９が弾性変形することで、熱交換部１の前記変形を吸収する。これにより、ハウジング本体４３の鍔部４３ａと側壁板３７の端縁部３７ａとの接合部の変形が回避され、この接合部の接合強度も所望に確保され、側壁板３７の変形も回避されてハウジング３の耐久性が向上する。
【００４０】
図４は、この発明の第１の実施形態を示す熱交換器の、前記図３に対応する平面図である。この実施形態は、図３の波形形状部４９に代えて、高温ガスの流れ方向に沿って形状が変化する波形形状部５１を設けたものである。この波形形状部５１は、高温ガスが流入する図中で下部側を大きく、同流出する図中で上部側を小さくしている。具体的には、図４中で左右方向の波形の幅及び、波形の凸部凹部の図４中で紙面に直交する方向の高さを、それぞれ変化させている。波形の幅のみ、あるいは高さのみ変化させるようにしてもよい。
【００４１】
高温ガスが流入する側は、高温ガスの流出側に比べて温度が高く、高温となる流入側の熱交換部１の熱膨張が流出側に比べて大きくなるが、上記したように、高温ガス流入側の波形形状部５１を大きく形成することで、温度変化に応じた熱交換部１の熱膨張に対応できる。これにより、ハウジング本体４３の鍔部４３ａと側壁板３７の端縁部３７ａとの接合部の変形及び側壁板３７の変形がより的確に回避され、接合部の接合強度も所望に確保され、ハウジング３の耐久性がより向上する。
【００４２】
図５は、この発明の第２の実施形態を示す熱交換器の、前記図３に対応する平面図である。この実施形態は、図３の構成に対し、耐熱充填材５３を、図中で上下方向の長さ寸法を短くしかつ、図中で上部側の高温ガスの下流側に配置するとともに、この耐熱充填材５３に対応して、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃに波形形状部５５を形成したものである。
【００４３】
上記した構成によれば、耐熱充填材５３を設置してある高温ガスの下流側は、同上流側に比べて温度が低く、この下流側部位に対応する熱交換部１の熱膨張は、上流側に比べて小さいので、熱交換部１の熱膨張に起因して耐熱充填材５３を押圧する力が小さくなる。このため、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃを押し広げる力も小さいものとなり、さらにこの部位に波形形状部５５を設けることで、熱交換部１の熱膨張による上下両面４３ｂ，４３ｃの変形を確実に吸収する。これにより、ハウジング本体４３の鍔部４３ａと側壁板３７の縁部３７ａとの接合部の変形及び側壁部３７の変形が回避され、接合部の接合強度も所望に確保され、ハウジング３の耐久性が向上する。
【００４４】
図６は、この発明の第３の実施形態を示す熱交換器の、前記図１６に対応する断面図、図７は図６の側壁板３７を取り外した状態における右側面図である。この実施形態は、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃにおける高温ガスの流れ方向の中央部に、外側に向けて突出する凸部５７を図６中で左右方向全長にわたり別部材で形成してある。この別部材は、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃに対して溶接またはろう付けで固定してある。
【００４５】
凸部５７の内側は、充填材収容凹部５９を形成しており、この充填材収容凹部５９に一部を収容した耐熱充填材６１と充填材収容凹部５９の底部との間には、板材を波形に形成した弾性体としてのばね体６３を介装してある。ばね体６３の弾性力は、耐熱充填材６１の弾性力より弱く設定してある。
【００４６】
上記した充填材収容凹部５９及びばね体６３により、熱変形吸収部を構成している。耐熱充填材６１の側壁板３７に対向する部位６１ａについては、充填材収容凹部５９に収容された部位に対し、同じ幅（図７中で左右方向の幅）でもよく、幅広に形成してもよい。また、ばね体６３は、波形である必要はなく、他の形状であっても構わない。その他の構成は、前記した図１５〜図１７のものと同様である。
【００４７】
上記図６及び図７の構成によれば、熱交換部１の熱膨張により、耐熱充填材６１が押圧され、この押圧力をばね体６３が弾性変形して吸収し、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃの変形が抑制される。これにより、ハウジング本体４３の鍔部４３ａと側壁板３７の縁部３７ａとの接合部の変形及び側壁板３７の変形が回避されて、接合部の接合強度も所望に確保され、ハウジング３の耐久性が向上する。
【００４８】
また、この場合、耐熱充填材６１がばね体６３により熱交換部１に押し付けられた状態となるので、高温ガスに対するシール性も向上する。さらに、この場合、充填材収容凹部５９の深さ及びばね体６３の弾性力などの設定を適宜変更することで、熱交換部１及びハウジング３の材質を各種のものに変えても容易に対応でき、材質選定の自由度が向上する。
【００４９】
図８は、この発明の第４の実施形態を示す熱交換器の、前記図１５に対応する正面図、図９は、図８の平面図である。この実施形態は、前記した図１５〜図１７の熱交換器に対し、側壁板３７の図８中で左右方向中央付近に、高温ガスの流れ方向（図８中で左右方向）に直交する図８中で上下方向に延長される突出部６５を２本形成してある。この各突出部６５は、図９に示すように熱交換部１と反対側の外側に向けて突出しており、端縁部３７ａに対応するハウジング本体４３の鍔部４３ａにも、突出部６５に対応して整合する突出部６７が形成されている。
【００５０】
図１０は、図９の拡大されたＢ矢視図で、ハウジング本体４３の鍔部４３ａに形成した突出部６７が、側壁板３７の端縁部３７ａに形成した突出部６５の内側の凹んだ部分に入り込んでいる状態がわかる。
【００５１】
ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃには、図２及び図３に示した第２の参考例と同様な波形形状部４９が形成されている。
【００５２】
上記した図８〜図１０の構成によれば、高温ガスの流れ方向に沿った温度差に起因する熱交換部１の熱膨張差による側壁板３７の伸縮変形を、各突出部６５，６７が吸収する。これにより、側壁板３７の変形及び、側壁板３７とハウジング本体４３の鍔部４３ａとの接合部の変形が抑制される。また、熱交換部１の図８中で上下方向の熱膨張に対しては、第２の参考例と同様にして波形形状部４９がその変形により吸収する。
【００５３】
なお、側壁板３７に突出部６５を形成することで、側壁板３７の熱交換部１に対向する内面に凹状の溝部が形成されることになるが、この溝部の、コア部５に対応する図８中の領域Ｃについては、コア部５と側壁板３７とがろう付けなどによって固接され、また耐熱充填材４５に対応する図８中の領域Ｄについては、耐熱充填材４５が溝部を埋めるので、溝部を介してのガス漏れの発生は防止されている。
【００５４】
図１１は、この発明の第５の実施形態を示す熱交換器の高温ガス流入側から見た側面図である。図１２は図１１のＥ−Ｅ断面図である。この実施形態は、耐熱充填材４５が高温ガスに直接晒されるのを防ぐことで、前述した各実施形態における熱変形吸収部を設けることによるハウジング３の変形抑制作用をより確実なものとするものである。
【００５５】
なお、ここでの熱変形吸収部は、図１に示した第１の参考例における熱変形部４７としてある。
【００５６】
ハウジング本体４３の高温ガス入口側の三方の周縁部が、それぞれ内側に折り曲げられて折り曲げ部６９，７１，７３を形成している。各折り曲げ部６９，７１，７３の先端は、熱交換部１の外周側に当接した状態となっている。その他の構成は、図１のものと同様である。図１３は、折り曲げ部６９，７１，７３を形成する前のハウジング本体４３の斜視図であり、図１４は、折り曲げ部６９，７１，７３を形成した後のハウジング本体４３の斜視図である。
【００５７】
上記した第５の実施形態の構成によれば、高温ガスが図１２中で左方向から本熱交換器に流入するが、この流入する高温ガスは、折り曲げ部６９，７１，７３により、耐熱充填材４５への直接の流入が回避される。これにより、高温ガスは前述したように３００℃〜８００℃程度であるが、グラスウールなどの無機質繊維とバインダにより構成される耐熱充填材４５が、高温ガスから直接晒されず、熱交換部１を介して熱を受けることで、数十℃から数百℃低い温度にて接することになり、耐熱充填材４５の劣化・変質を防止することができる。特に高温ガスの発生装置がバーナの場合には、火炎が浸入することがあるので有効である。
【００５８】
この結果、熱変形部４７を設けることによるハウジング４３の変形防止効果をより確実にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の第１の参考例を示す熱交換器の、図１６に対応する断面図である。
【図２】 この発明の第２の参考例を示す熱交換器の、図１６に対応する断面図である。
【図３】 図２の平面図である。
【図４】 この発明の第１の実施形態を示す熱交換器の、図３に対応する平面図である。
【図５】 この発明の第２の実施形態を示す熱交換器の、図３に対応する平面図である。
【図６】 この発明の第３の実施形態を示す熱交換器の、図１６に対応する断面図である。
【図７】 図６の側壁板を取り外した状態における右側面図である。
【図８】 この発明の第４の実施形態を示す熱交換器の、図１５に対応する正面図である。
【図９】 図８の平面図である。
【図１０】 図９の拡大されたＢ矢視図である。
【図１１】 この発明の第５の実施形態を示す熱交換器の高温ガス流入側から見た側面図である。
【図１２】 図１１のＥ−Ｅ断面図である。
【図１３】 図１１の折り曲げ部を形成する前のハウジング本体の斜視図である。
【図１４】 図１１の折り曲げ部を形成した後のハウジング本体の斜視図である。
【図１５】 従来の熱交換器の正面図である。
【図１６】 図１５のＡ−Ａ断面図である。
【図１７】 図１５の平面図である。
【図１８】 図１５〜図１７の熱交換器におけるコア部の部分的な斜視図である。
【符号の説明】
１ 熱交換部
５ コア部
３７ 側壁板（蓋部材）
３７ａ 端縁部
４３ ハウジング本体
４３ａ 鍔部
４５，５３，６１ 耐熱充填材
４７ 熱変形吸収部
４９，５１，５５ 波形形状部（熱変形吸収部）
５９ 充填材収容凹部（熱変形吸収部）
６３ ばね体（弾性体，熱変形吸収部）
６５，６７ 突出部
６９，７１，７３ 折り曲げ部
【発明の属する技術分野】
この発明は、高温流体と低温流体との間で熱交換を行う熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱交換器において、高温流体流路及び低温流体流路を備えたコア部と、コア部を収容するハウジング部との熱膨張の違いなどによるハウジング部の変形対策については、種々のものが提案されている（例えば特開平９−２７３８８６号、特開平１０−２０６０６７号、特開平８−２１９６７１号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのものは、熱交換効率の低下を招いたり、コア部とハウジング部との間に介装する熱変形吸収機能を備えたシール機構が複雑化して組付作業に手間がかかるという問題がある。そこで熱交換効率の低下を招くことなく簡便なシール機構を備えるものとして、自動車の排気浄化装置である触媒コンバータの触媒本体とハウジングとの間に介装されている耐熱充填材を使用する方法が考えられる。
【０００４】
図１５〜図１７は、その一例を示す熱交換器である。図１５は正面図、図１６は図１５のＡ−Ａ断面図、図１７は図１５の平面図である。この熱交換器は、高温流体と低温流体とがそれぞれ供給されて熱交換を行う熱交換部１が、ハウジング３内に収容されている。
【０００５】
熱交換部１は、中央にコア部５を有し、コア部５の図１６中で下部に燃料が注入される燃料注入部７が、同上部に、注入された燃料の熱交換後の蒸気が集合する蒸気集合部９がそれぞれ設けられている。
【０００６】
コア部５は、図１８に示すように、仕切プレート１１，１３及び、上下の端面板１５，１７に囲まれた矩形状の空間内に波形のフィン１９を収容した高温流体（高温ガス）流路２１を備えるとともに、仕切プレート１３，２３及び、左右の端面板２５，２７に囲まれた矩形状の空間内に波形のフィン２９を収容した低高温流体（燃料）流路３１を備えており、これら各流路２１，３１が交互となるよう複数積層された構成となっている。
【０００７】
図１６に示した燃料注入部７は、図１８では省略してあるが、仕切プレート１３，２３が図１６中で下方に突出し、この突出した部位に、仕切プレート１３，２３相互間の低温流体流路３１に連通する空間相互を連通するための貫通孔３３が形成されている。同様にして蒸気集合部９についても、図１８では省略してあるが、仕切プレート１３，２３が上方に突出し、この突出した部位に、仕切プレート１３，２３相互間の低温流体流路３１に連通する空間相互を連通するための貫通孔３５が形成されている。
【０００８】
上記した熱交換部１は、コア部５が側壁板３７に溶接またはろう付けなどによって固定され、側壁板３７の燃料注入部７に対応する位置に燃料注入管３９が、側壁板３７の蒸気集合部９に対応する位置に蒸気吐出管４１がそれぞれ取り付けられている。
【０００９】
燃料注入管３９から燃料注入部７に注入された燃料は、コア部５の高温流体流路２１に供給された高温ガスに加熱されて蒸発し、蒸気集合部９を経て蒸気吐出管４１から外部に吐出される。熱交換後の高温ガスは反対側から排出ガスとして排出される。
【００１０】
側壁板３７は、この側壁板３７とでハウジング３を構成するハウジング本体４３の図１６中で上下の鍔部４３ａに、上下の端縁部３７ａが接合されて、溶接、ろう付けまたはボルト・ナットなどにより固定される。
【００１１】
ハウジング本体４３は、図１６中で紙面に直交する両側が開放しており、この各開口側が高温ガスの入口部及び出口部となる。高温ガスの入口部及び出口部には、図示していないが、ガス導入ダクト及びガス排出ダクトがそれぞれ連結される。また、ハウジング本体４３の熱交換部１に対向する三方の面と熱交換部１との間には、耐熱充填材４５が介装されている。この耐熱充填材４５は、グラスウールなどの無機質繊維とバインダにより構成されるもので、自動車の排気浄化装置である触媒コンバータの触媒本体とハウジングとの間に介装されるものと同等なものである。
【００１２】
ところで、上記した熱交換器においては、作動中に熱交換部１に流れ込む高温ガス（３００℃〜８００℃）が、流体の性質***部へ集中し、この中央部の温度が周辺部よりも高温となる。そのため、熱交換部１の中央は、相対的に周辺部より熱膨張が顕著となり、この熱膨張に伴ってハウジング本体４３の図１６中で上下両面４３ｂ，４３ｃが、二点鎖線で示すように外側へ押し広げられるよう変形する。この変形作用によって、ハウジング本体４３の鍔部４３ａは、外側に向けて傾き、これに伴い側壁板３７も上下両端が外側へ傾き全体が湾曲変形することとなる。
【００１３】
熱交換器の作動停止時には、温度低下に伴って、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃが元に戻るよう変形し、鍔部４３ａ及び側壁板３７も同様に元に戻るよう変形する。このように、熱交換器の実際の使用時には、上記した変形が繰り返しなされることで、ハウジング本体４３及び側壁板３７からなるハウジング３の耐久性が低下し、ハウジング本体４３と側壁板３７との接合部の接合強度も低下することとなる。
【００１４】
なお、上記した現象は、高温ガス温度の高い高温ガスの入口部ほど顕著であり、同出口部ほど小さくなる傾向がある。また、高温ガスの流れ方向に沿った温度変化により、側壁板３７が伸縮し耐久性の低下を招く。
【００１５】
そこで、この発明は、熱交換部を収容するハウジングの耐久性低下を防止することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、相互に熱交換する高温流体と低温流体とがそれぞれ流れる高温流体流路及び低温流体流路を備えたコア部を含む熱交換部を有し、この熱交換部の前記高温流体の入口部及び入口部と反対側の出口部を除く三方をハウジング本体により覆うとともに、このハウジング本体の前記入口部及び出口部を除く開口部を、前記コア部が固定される蓋部材にて閉塞し、前記ハウジング本体の前記蓋部材で覆われる側の開口部の縁部を、開口部と反対の外側へ屈曲させて鍔部を形成し、この鍔部に前記蓋部材の端縁部を当接させて固定した熱交換器において、前記ハウジング本体と前記熱交換部との間に耐熱充填材を介装し、前記ハウジング本体と前記蓋部材とで構成されるハウジングに、前記高温流体の流入によって発生する前記コア部の熱変形を吸収する熱変形吸収部を設け、この熱変形吸収部は、前記ハウジング本体の互いに対向する二方における前記耐熱充填材に対応する部位に波形形状部を設けて構成し、この波形形状部は、前記高温流体の流れ方向と直交する方向に沿って、波形の凸部及び凹部が繰り返されるよう形成され、前記波形の大きさを、高温流体の上流側ほど大きく、同下流側ほど小さくした構成としてある。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、前記耐熱充填材及び前記波形形状部を、前記高温流体の下流側に設けた構成としてある。
【００２１】
請求項３の発明は、相互に熱交換する高温流体と低温流体とがそれぞれ流れる高温流体流路及び低温流体流路を備えたコア部を含む熱交換部を有し、この熱交換部の前記高温流体の入口部及び入口部と反対側の出口部を除く三方をハウジング本体により覆うとともに、このハウジング本体の前記入口部及び出口部を除く開口部を、前記コア部が固定される蓋部材にて閉塞し、前記ハウジング本体の前記蓋部材で覆われる側の開口部の縁部を、開口部と反対の外側へ屈曲させて鍔部を形成し、この鍔部に前記蓋部材の端縁部を当接させて固定した熱交換器において、前記ハウジング本体と前記熱交換部との間に耐熱充填材を介装し、前記ハウジング本体と前記蓋部材とで構成されるハウジングに、前記高温流体の流入によって発生する前記コア部の熱変形を吸収する熱変形吸収部を設け、この熱変形吸収部は、前記ハウジング本体の互いに対向する二方における前記耐熱充填材に対応する内面に、耐熱充填材を収容する充填材収容凹部を設け、この充填材収容凹部と耐熱充填材との間に、耐熱充填材よりも弱い弾性力を備えた弾性体を介装した構成としてある。
【００２２】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項の発明の構成において、前記高温流体の流れ方向における前記耐熱充填材の設定範囲に対応する前記蓋部材の表面の、前記ハウジング本体の両鍔部に対応する両端縁部間の範囲にわたる全長部分に、前記高温流体の流れ方向と交差する方向に延設され、かつ外側に突出する突出部を形成するとともに、この突出部が形成された前記端縁部に対応する前記鍔部に、前記突出部に整合する突出部を形成した構成としてある。
【００２３】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項の発明の構成において、前記ハウジング本体における前記高温流体の入口部の周縁に、前記耐熱充填材を覆うように内側に折り曲げて形成した折り曲げ部を設けた構成としてある。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、高温流体が流入することで熱交換部の中心がその周辺部に比べて高温となり、この熱交換部中心の熱膨張により、耐熱充填材を介してハウジング本体に応力が作用しても、ハウジングに設けた熱変形吸収部により、ハウジング本体の変形及び、これに伴うハウジング本体の鍔部と蓋部材との接合強度の低下を防止でき、ハウジングの耐久性低下を防止することができる。
また、ハウジング本体の互いに対向する二方における耐熱充填材に対応する部位に波形形状部を設けることで、この波形形状部が、熱交換部の熱膨張による変形を吸収し、ハウジング本体の変形及び、これに伴うハウジング本体の鍔部と蓋部材との接合強度の低下を防止でき、ハウジングの耐久性低下を防止することができる。
また、波形形状部の波形を、高温流体が下流側に比べて高温となる上流側ほど大きくすることで、温度に応じた熱交換部の熱膨張に対応でき、より的確にハウジング本体の変形及び、これに伴うハウジング本体の鍔部と蓋部材との接合強度の低下を防止することができる。
【００２８】
請求項２の発明によれば、耐熱充填材及び波形形状部を、高温流体の温度が低下して熱交換部の熱膨張が小さくなる下流側に設定することで、ハウジング本体の変形の発生自体を抑えるとともに、波形形状部によってハウジング本体の変形及び、これに伴うハウジング本体の鍔部と蓋部材との接合強度の低下を防止できる。
【００２９】
請求項３の発明によれば、熱交換部の熱膨張時には、膨張する熱交換部に押圧されて耐熱充填材が弾性体を押圧して凹部に入り込むことで、熱交換部の変形を吸収し、熱交換部中心の熱膨張に起因するハウジング本体の変形及び、これに伴うハウジング本体の鍔部と蓋部材との接合強度の低下を防止でき、ハウジングの耐久性低下を防止することができる。また、弾性体により耐熱充填材が熱交換部に押し付けられるので、高温ガスに対するシール性も確保される。さらに、この場合、凹部の深さ及び弾性体の弾性力などの設定を適宜変更することで、熱交換部及びハウジングの材質変更に容易に対応でき、材質選定の自由度が向上する。
【００３０】
請求項４の発明によれば、蓋部材及びハウジング本体の鍔部に形成した各突出部により、高温流体の流れ方向の温度差に起因する蓋部材及び蓋部材とハウジング本体の鍔部との接合部の変形を防止することができる。
【００３１】
請求項５の発明によれば、耐熱充填材を覆うように内側に折り曲げて形成したハウジング本体の折り曲げ部により、高温流体が耐熱充填材に直接晒されるのを回避でき、耐熱充填材の劣化・変質を防止することができる。耐熱充填材の劣化・変質を防止することで、ハウジングの変形防止がより確実なものとなる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００３３】
図１は、この発明の第１の参考例を示す熱交換器の、前記図１６に対応する断面図であり、前記図１５〜図１７と同様の構成要素には同一符号を付してある。この参考例は、前記図１６に示したハウジング本体４３の鍔部４３ａの先端側のほぼ半分を、この鍔部４３ａに接合固定してある蓋部材である側壁板３７の端縁部３７ａとともに、ハウジング本体４３の外表面側に折り曲げて、上下両面４３ｂ，４３ｃに対して平行とし、変形吸収部４７を形成したものである。
【００３４】
変形吸収部４７における鍔部４３ａと端縁部３７ａとは、前記図１５〜図１７のものと同様に、溶接、ろう付けまたはボルト・ナットなどにより固定される。なお、この固定部の中心となる部分は、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃに対して平行となっている部分である。
【００３５】
ここで、上記した熱交換器においても、高温流体としての高温ガスがコア部５の高温流体流路を流れることで、熱交換部１は、中央部がその周辺部に比べて温度が高くなって熱膨張が顕著となる。この熱膨張により熱交換部１が、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃを押し広げようとするが、この押し広げようとする力には、鍔部４３ａ及び端縁部３７ａの変形吸収部４７が対抗し、上下両面４３ｂ，４３ｃの変形が防止される。
【００３６】
上下両面４３ｂ，４３ｃの変形が防止されることで、変形吸収部４７の接合強度も所望に確保され、側壁板３７の変形も回避されてハウジング３の耐久性が向上する。
【００３７】
図２は、この発明の第２の参考例を示す熱交換器の、前記図１６に対応する断面図、図３は図２の平面図である。この参考例は、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃにおける耐熱充填材４５に対応する部位に、熱変形吸収部としての波形形状部４９を形成したものである。その他の構成は、前記した図１５〜図１７のものと同様である。
【００３８】
波形形状部４９は、図２及び図３中で左右方向に沿って凹凸を繰り返すよう形成されたもので、内側の凸部先端の位置は、上下両面４３ｂ，４３ｃの内面とほぼ同一面となっている。これにより、耐熱充填材４５を巻いた熱交換部１をハウジング本体３内に収容する作業が容易となる。なお、上記した位置関係は、耐熱充填材４５の伸縮性及びハウジング３の剛性によって適宜変更可能である。
【００３９】
上記第２の参考例によれば、熱交換部１が熱膨張により変形し、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃを押し広げようとすると、上下両面４３ｂ，４３ｃに設けた波形形状部４９が弾性変形することで、熱交換部１の前記変形を吸収する。これにより、ハウジング本体４３の鍔部４３ａと側壁板３７の端縁部３７ａとの接合部の変形が回避され、この接合部の接合強度も所望に確保され、側壁板３７の変形も回避されてハウジング３の耐久性が向上する。
【００４０】
図４は、この発明の第１の実施形態を示す熱交換器の、前記図３に対応する平面図である。この実施形態は、図３の波形形状部４９に代えて、高温ガスの流れ方向に沿って形状が変化する波形形状部５１を設けたものである。この波形形状部５１は、高温ガスが流入する図中で下部側を大きく、同流出する図中で上部側を小さくしている。具体的には、図４中で左右方向の波形の幅及び、波形の凸部凹部の図４中で紙面に直交する方向の高さを、それぞれ変化させている。波形の幅のみ、あるいは高さのみ変化させるようにしてもよい。
【００４１】
高温ガスが流入する側は、高温ガスの流出側に比べて温度が高く、高温となる流入側の熱交換部１の熱膨張が流出側に比べて大きくなるが、上記したように、高温ガス流入側の波形形状部５１を大きく形成することで、温度変化に応じた熱交換部１の熱膨張に対応できる。これにより、ハウジング本体４３の鍔部４３ａと側壁板３７の端縁部３７ａとの接合部の変形及び側壁板３７の変形がより的確に回避され、接合部の接合強度も所望に確保され、ハウジング３の耐久性がより向上する。
【００４２】
図５は、この発明の第２の実施形態を示す熱交換器の、前記図３に対応する平面図である。この実施形態は、図３の構成に対し、耐熱充填材５３を、図中で上下方向の長さ寸法を短くしかつ、図中で上部側の高温ガスの下流側に配置するとともに、この耐熱充填材５３に対応して、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃに波形形状部５５を形成したものである。
【００４３】
上記した構成によれば、耐熱充填材５３を設置してある高温ガスの下流側は、同上流側に比べて温度が低く、この下流側部位に対応する熱交換部１の熱膨張は、上流側に比べて小さいので、熱交換部１の熱膨張に起因して耐熱充填材５３を押圧する力が小さくなる。このため、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃを押し広げる力も小さいものとなり、さらにこの部位に波形形状部５５を設けることで、熱交換部１の熱膨張による上下両面４３ｂ，４３ｃの変形を確実に吸収する。これにより、ハウジング本体４３の鍔部４３ａと側壁板３７の縁部３７ａとの接合部の変形及び側壁部３７の変形が回避され、接合部の接合強度も所望に確保され、ハウジング３の耐久性が向上する。
【００４４】
図６は、この発明の第３の実施形態を示す熱交換器の、前記図１６に対応する断面図、図７は図６の側壁板３７を取り外した状態における右側面図である。この実施形態は、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃにおける高温ガスの流れ方向の中央部に、外側に向けて突出する凸部５７を図６中で左右方向全長にわたり別部材で形成してある。この別部材は、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃに対して溶接またはろう付けで固定してある。
【００４５】
凸部５７の内側は、充填材収容凹部５９を形成しており、この充填材収容凹部５９に一部を収容した耐熱充填材６１と充填材収容凹部５９の底部との間には、板材を波形に形成した弾性体としてのばね体６３を介装してある。ばね体６３の弾性力は、耐熱充填材６１の弾性力より弱く設定してある。
【００４６】
上記した充填材収容凹部５９及びばね体６３により、熱変形吸収部を構成している。耐熱充填材６１の側壁板３７に対向する部位６１ａについては、充填材収容凹部５９に収容された部位に対し、同じ幅（図７中で左右方向の幅）でもよく、幅広に形成してもよい。また、ばね体６３は、波形である必要はなく、他の形状であっても構わない。その他の構成は、前記した図１５〜図１７のものと同様である。
【００４７】
上記図６及び図７の構成によれば、熱交換部１の熱膨張により、耐熱充填材６１が押圧され、この押圧力をばね体６３が弾性変形して吸収し、ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃの変形が抑制される。これにより、ハウジング本体４３の鍔部４３ａと側壁板３７の縁部３７ａとの接合部の変形及び側壁板３７の変形が回避されて、接合部の接合強度も所望に確保され、ハウジング３の耐久性が向上する。
【００４８】
また、この場合、耐熱充填材６１がばね体６３により熱交換部１に押し付けられた状態となるので、高温ガスに対するシール性も向上する。さらに、この場合、充填材収容凹部５９の深さ及びばね体６３の弾性力などの設定を適宜変更することで、熱交換部１及びハウジング３の材質を各種のものに変えても容易に対応でき、材質選定の自由度が向上する。
【００４９】
図８は、この発明の第４の実施形態を示す熱交換器の、前記図１５に対応する正面図、図９は、図８の平面図である。この実施形態は、前記した図１５〜図１７の熱交換器に対し、側壁板３７の図８中で左右方向中央付近に、高温ガスの流れ方向（図８中で左右方向）に直交する図８中で上下方向に延長される突出部６５を２本形成してある。この各突出部６５は、図９に示すように熱交換部１と反対側の外側に向けて突出しており、端縁部３７ａに対応するハウジング本体４３の鍔部４３ａにも、突出部６５に対応して整合する突出部６７が形成されている。
【００５０】
図１０は、図９の拡大されたＢ矢視図で、ハウジング本体４３の鍔部４３ａに形成した突出部６７が、側壁板３７の端縁部３７ａに形成した突出部６５の内側の凹んだ部分に入り込んでいる状態がわかる。
【００５１】
ハウジング本体４３の上下両面４３ｂ，４３ｃには、図２及び図３に示した第２の参考例と同様な波形形状部４９が形成されている。
【００５２】
上記した図８〜図１０の構成によれば、高温ガスの流れ方向に沿った温度差に起因する熱交換部１の熱膨張差による側壁板３７の伸縮変形を、各突出部６５，６７が吸収する。これにより、側壁板３７の変形及び、側壁板３７とハウジング本体４３の鍔部４３ａとの接合部の変形が抑制される。また、熱交換部１の図８中で上下方向の熱膨張に対しては、第２の参考例と同様にして波形形状部４９がその変形により吸収する。
【００５３】
なお、側壁板３７に突出部６５を形成することで、側壁板３７の熱交換部１に対向する内面に凹状の溝部が形成されることになるが、この溝部の、コア部５に対応する図８中の領域Ｃについては、コア部５と側壁板３７とがろう付けなどによって固接され、また耐熱充填材４５に対応する図８中の領域Ｄについては、耐熱充填材４５が溝部を埋めるので、溝部を介してのガス漏れの発生は防止されている。
【００５４】
図１１は、この発明の第５の実施形態を示す熱交換器の高温ガス流入側から見た側面図である。図１２は図１１のＥ−Ｅ断面図である。この実施形態は、耐熱充填材４５が高温ガスに直接晒されるのを防ぐことで、前述した各実施形態における熱変形吸収部を設けることによるハウジング３の変形抑制作用をより確実なものとするものである。
【００５５】
なお、ここでの熱変形吸収部は、図１に示した第１の参考例における熱変形部４７としてある。
【００５６】
ハウジング本体４３の高温ガス入口側の三方の周縁部が、それぞれ内側に折り曲げられて折り曲げ部６９，７１，７３を形成している。各折り曲げ部６９，７１，７３の先端は、熱交換部１の外周側に当接した状態となっている。その他の構成は、図１のものと同様である。図１３は、折り曲げ部６９，７１，７３を形成する前のハウジング本体４３の斜視図であり、図１４は、折り曲げ部６９，７１，７３を形成した後のハウジング本体４３の斜視図である。
【００５７】
上記した第５の実施形態の構成によれば、高温ガスが図１２中で左方向から本熱交換器に流入するが、この流入する高温ガスは、折り曲げ部６９，７１，７３により、耐熱充填材４５への直接の流入が回避される。これにより、高温ガスは前述したように３００℃〜８００℃程度であるが、グラスウールなどの無機質繊維とバインダにより構成される耐熱充填材４５が、高温ガスから直接晒されず、熱交換部１を介して熱を受けることで、数十℃から数百℃低い温度にて接することになり、耐熱充填材４５の劣化・変質を防止することができる。特に高温ガスの発生装置がバーナの場合には、火炎が浸入することがあるので有効である。
【００５８】
この結果、熱変形部４７を設けることによるハウジング４３の変形防止効果をより確実にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の第１の参考例を示す熱交換器の、図１６に対応する断面図である。
【図２】 この発明の第２の参考例を示す熱交換器の、図１６に対応する断面図である。
【図３】 図２の平面図である。
【図４】 この発明の第１の実施形態を示す熱交換器の、図３に対応する平面図である。
【図５】 この発明の第２の実施形態を示す熱交換器の、図３に対応する平面図である。
【図６】 この発明の第３の実施形態を示す熱交換器の、図１６に対応する断面図である。
【図７】 図６の側壁板を取り外した状態における右側面図である。
【図８】 この発明の第４の実施形態を示す熱交換器の、図１５に対応する正面図である。
【図９】 図８の平面図である。
【図１０】 図９の拡大されたＢ矢視図である。
【図１１】 この発明の第５の実施形態を示す熱交換器の高温ガス流入側から見た側面図である。
【図１２】 図１１のＥ−Ｅ断面図である。
【図１３】 図１１の折り曲げ部を形成する前のハウジング本体の斜視図である。
【図１４】 図１１の折り曲げ部を形成した後のハウジング本体の斜視図である。
【図１５】 従来の熱交換器の正面図である。
【図１６】 図１５のＡ−Ａ断面図である。
【図１７】 図１５の平面図である。
【図１８】 図１５〜図１７の熱交換器におけるコア部の部分的な斜視図である。
【符号の説明】
１ 熱交換部
５ コア部
３７ 側壁板（蓋部材）
３７ａ 端縁部
４３ ハウジング本体
４３ａ 鍔部
４５，５３，６１ 耐熱充填材
４７ 熱変形吸収部
４９，５１，５５ 波形形状部（熱変形吸収部）
５９ 充填材収容凹部（熱変形吸収部）
６３ ばね体（弾性体，熱変形吸収部）
６５，６７ 突出部
６９，７１，７３ 折り曲げ部
Claims (5)
- 相互に熱交換する高温流体と低温流体とがそれぞれ流れる高温流体流路及び低温流体流路を備えたコア部を含む熱交換部を有し、この熱交換部の前記高温流体の入口部及び入口部と反対側の出口部を除く三方をハウジング本体により覆うとともに、このハウジング本体の前記入口部及び出口部を除く開口部を、前記コア部が固定される蓋部材にて閉塞し、前記ハウジング本体の前記蓋部材で覆われる側の開口部の縁部を、開口部と反対の外側へ屈曲させて鍔部を形成し、この鍔部に前記蓋部材の端縁部を当接させて固定した熱交換器において、前記ハウジング本体と前記熱交換部との間に耐熱充填材を介装し、前記ハウジング本体と前記蓋部材とで構成されるハウジングに、前記高温流体の流入によって発生する前記コア部の熱変形を吸収する熱変形吸収部を設け、この熱変形吸収部は、前記ハウジング本体の互いに対向する二方における前記耐熱充填材に対応する部位に波形形状部を設けて構成し、この波形形状部は、前記高温流体の流れ方向と直交する方向に沿って、波形の凸部及び凹部が繰り返されるよう形成され、前記波形の大きさを、高温流体の上流側ほど大きく、同下流側ほど小さくしたことを特徴とする熱交換器。
- 前記耐熱充填材及び前記波形形状部を、前記高温流体の下流側に設けたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
- 相互に熱交換する高温流体と低温流体とがそれぞれ流れる高温流体流路及び低温流体流路を備えたコア部を含む熱交換部を有し、この熱交換部の前記高温流体の入口部及び入口部と反対側の出口部を除く三方をハウジング本体により覆うとともに、このハウジング本体の前記入口部及び出口部を除く開口部を、前記コア部が固定される蓋部材にて閉塞し、前記ハウジング本体の前記蓋部材で覆われる側の開口部の縁部を、開口部と反対の外側へ屈曲させて鍔部を形成し、この鍔部に前記蓋部材の端縁部を当接させて固定した熱交換器において、前記ハウジング本体と前記熱交換部との間に耐熱充填材を介装し、前記ハウジング本体と前記蓋部材とで構成されるハウジングに、前記高温流体の流入によって発生する前記コア部の熱変形を吸収する熱変形吸収部を設け、この熱変形吸収部は、前記ハウジング本体の互いに対向する二方における前記耐熱充填材に対応する内面に、耐熱充填材を収容する充填材収容凹部を設け、この充填材収容凹部と耐熱充填材との間に、耐熱充填材よりも弱い弾性力を備えた弾性体を介装して構成したことを特徴とする熱交換器。
- 前記高温流体の流れ方向における前記耐熱充填材の設定範囲に対応する前記蓋部材の表面の、前記ハウジング本体の両鍔部に対応する両端縁部間の範囲にわたる全長部分に、前記高温流体の流れ方向と交差する方向に延設され、かつ外側に突出する突出部を形成するとともに、この突出部が形成された前記端縁部に対応する前記鍔部に、前記突出部に整合する突出部を形成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の熱交換器。
- 前記ハウジング本体における前記高温流体の入口部の周縁に、前記耐熱充填材を覆うように内側に折り曲げて形成した折り曲げ部を設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の熱交換器。
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