JPH09210590A - 熱交換器の流路構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換器の流路構造において、整流プレート
の取付け性を改善する。 【解決手段】 ディフューザの内側において各チューブ
エレメントの上流端部２ｆに間隙をもって対峙する整流
プレート７と、整流プレート７の一端をハウジング６に
対して熔接により固着する熔接部３０と、整流プレート
７の他端をハウジング６に対して整流プレート７の長手
方向に相対変位可能に結合する差込み結合部３９とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器の流路構造の
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のガスタービンに備えられ熱交換器
の流路構造として、例えば図１５に示すようなものがあ
る(特開平２−２３８１３２号公報、参照)。

【０００３】これについて説明すると、図中１６１は排
気ガスによって吸気を加熱する熱交換器であり、１６２
はタービン１６３から出た排気ガスをこの熱交換器１６
１に導入するディフューザである。

【０００４】ディフューザ１６２は、その流路断面積が
上流側から下流側にかけて次第に大きくなり、タービン
１６３から排出される排気ガスを熱交換器１６１の全域
に導入させる働きをする。

【０００５】ところが、タービン１６３と熱交換器１６
１が接近して、ディフューザ１６２の通路長が十分に得
られない場合、タービンから出た排気ガスの流速分布を
均一化することができず、熱交換器１６１の中央部に向
かう勢力が大きくなる。

【０００６】これに対処して、例えば図１６に示すよう
なものがある(特開平７−３５４９２号公報、参照)。

【０００７】これについて説明すると、ディフューザの
内側に整流プレート１０７が各チューブエレメント１０
２の上流端に間隙９をもって平行に対峙して設けられ
る。これにより、ディフューザを通って各チューブエレ
メント１０２の中央部に向かう排気ガスの流れは、整流
プレート１０７に衝突し、各チューブエレメント１０２
間の中央部に集中して流入することが抑えられる。

【０００８】整流プレート７はワイヤー１３３を介して
チューブエレメント１０２に締結される。ワイヤー１３
３は、整流プレート７の脚部１３１を挿通し、各チュー
ブエレメント１０２およびアウターフィン１０１の間の
排気流路１２２を貫通して、それぞれの端部が出口ダク
ト１２５側で互いに結ばれる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置にあっては、ワイヤー１３４を各チューブ
エレメント１０２およびアウターフィン１０１の間の排
気流路１２２を貫通させるのに手間がかかるばかりか、
各チューブエレメント１０２およびアウターフィン１０
１を損傷させる可能性がある。

【００１０】また、ワイヤー１３４の先端を締結する際
に、ワイヤー１３４の締結力を適正に管理することが難
しく、各チューブエレメント１０２およびアウターフィ
ン１０１を損傷させる可能性がある。

【００１１】本発明は上記の問題点に着目し、熱交換器
の流路構造において、整流プレートの取付け性を改善す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の熱交換
器の流路構造は、流体Ａが流れる第一流路を画成する複
数のチューブエレメントと、チューブエレメントを収装
するハウジングと、互いに積層されたチューブエレメン
トの間に画成される第二流路と、タービンから出た流体
Ｂを第二流路に導入するディフューザと、ディフューザ
の内側において各チューブエレメントの上流端部に間隙
をもって対峙する整流プレートと、を備える熱交換器の
流路構造において、前記整流プレートの一端をハウジン
グに対して熔接により固着する熔接部と、整流プレート
の他端をハウジングに対して整流プレートの長手方向に
相対変位可能に結合する差込み結合部と、を備える。

【００１３】請求項２に記載の熱交換器の流路構造は、
請求項１に記載の発明において、前記差込み結合部とし
て、ハウジングに整流プレートに沿って突出する差込み
部を形成し、整流プレートに差込み部を摺動可能に嵌合
させる係合スリット部を形成する。

【００１４】請求項３に記載の熱交換器の流路構造は、
請求項１に記載の発明において、前記差込み結合部とし
て、整流プレートにハウジングを摺動可能に挟む分岐部
を形成する。

【００１５】請求項４に記載の熱交換器の流路構造は、
請求項１から３のいずれか一つに記載の発明において、
前記ハウジングとチューブエレメントの間に底板を介装
し、ハウジングとチューブエレメントの間に隙間を形成
する。

【００１６】請求項５に記載の熱交換器の流路構造は、
請求項１に記載の発明において、前記ハウジングとチュ
ーブエレメントの間に底板を介装し、差込み結合部とし
て底板に整流プレートに沿って突出する差込み部を形成
する。

【００１７】請求項６に記載の熱交換器の流路構造は、
請求項１から５のいずれか一つに記載の発明において、
前記熔接部を構成する整流プレートの端部をチューブエ
レメントの上流端から離れる方向に曲折させて形成す
る。

【００１８】請求項７に記載の熱交換器の流路構造は、
請求項１から６のいずれか一つに記載の発明において、
前記差込み結合部を熔接部より第一流路の上流側に面し
て配置する。

【００１９】

【作用】請求項１に記載の熱交換器の流路構造におい
て、ディフューザの通路長が十分に得られない場合、整
流プレートが設けられないと、ディフューザを介してチ
ューブエレメント間の第二流路を流れる流体Ｂの速度分
布の均一化が十分にはかられず、各チューブエレメント
の中央部に向かう勢力が大きくなる。

【００２０】各チューブエレメントの上流端部に間隙を
もって対峙する整流プレートが設けられることにより、
ディフューザを通って各チューブエレメントの中央部に
向かう流体Ｂの流れは、整流プレートに衝突し、チュー
ブエレメントの周辺部に分散するとともに、その一部が
整流プレートの背後に回り込んで間隙からチューブエレ
メントの中央部に分散する。これにより、高温流体Ｂが
各チューブエレメントの中央部に集中して流入すること
がなく、チューブエレメントの耐熱性を高められる。

【００２１】整流プレートはその両端に設けられる熔接
部と差込み結合部によりハウジングに対して支持され
る。

【００２２】整流プレートはその一端が差込み結合部を
介してその長手方向に変位することにより、チューブエ
レメントとの熱膨張差が吸収され、熱応力を低減して耐
久性を高められる。

【００２３】従来装置のように整流プレートをチューブ
エレメントに締結するワイヤー等を廃止して、チューブ
エレメント等を損傷させることがなく、整流プレートの
取付け性を改善することができる。

【００２４】請求項２に記載の熱交換器の流路構造にお
いて、整流プレートの一端に形成された係合スリット部
とハウジングに形成された差込み部が互いに摺動して熱
膨張差を吸収することにより、チューブエレメントまた
は整流プレートに働く熱応力を低減し、耐久性を高めら
れる。

【００２５】請求項３に記載の熱交換器の流路構造にお
いて、整流プレートの一端に形成された分岐部がハウジ
ングを挟みながら摺動して熱膨張差を吸収することによ
り、チューブエレメントまたは整流プレートに働く熱応
力を低減し、耐久性を高められる。

【００２６】請求項４に記載の熱交換器の流路構造にお
いて、万一の故障によって差込み結合部の摺動が不能に
なった場合、チューブエレメントと整流プレートの熱膨
張差をハウジングが変形することによって吸収し、チュ
ーブエレメント等に働く熱応力を低減し、耐久性を高め
られる。

【００２７】チューブエレメントとハウジングの間に底
板を介して隙間が空けられる構造により、ハウジングか
ら外部への放熱が抑えられ、熱交換効率を高められる。

【００２８】請求項５に記載の熱交換器の流路構造にお
いて、差込み部が底板に突出形成される構造により、ハ
ウジング側に差込み部を形成する必要がなく、ハウジン
グのプレス成形が容易に行え、生産性を高められる。

【００２９】請求項６に記載の熱交換器の流路構造にお
いて、熔接部を構成する整流プレートの端部をチューブ
エレメントの上流端から離れる方向に曲折させたことに
より、熔接時にチューブエレメントを過熱することが抑
えられ、チューブエレメントの耐食性等が低下すること
を防止できる。

【００３０】請求項７に記載の熱交換器の流路構造にお
いて、差込み結合部を熔接部より第一流路の上流側に面
して配置したため、差込み結合部の熱変形が抑えられ、
係合スリット部の摺動が円滑に行われる。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明の第一実施形態を添付図面
に基づいて説明する。

【００３２】図７に示すように、ガスタービンに備えら
れる積層型熱交換器は、ハウジング６により排気ガスＢ
が流れる排気流路（第二流路）２２が画成され、ハウジ
ング６の内部にアウターフィン１を介して複数のチュー
ブエレメント２が積層される。

【００３３】ハウジング６の一端には排気流路２２のデ
ィフューザ（入口ダクト）２４が、他端には出口ダクト
２５がそれぞれ形成される。図示しないタービンから出
た排気ガスＢは図中矢印で示すようにディフューザ２４
から排気流路２２に流入し、各チューブエレメント２の
周囲をアウターフィン１を介して流れた後に出口ダクト
２５を通って排出される。

【００３４】図６に示すように、各チューブエレメント
２の内部に吸気Ａが流れる吸気流路（第一流路）２１が
画成されている。

【００３５】各チューブエレメント２に吸気流路２１に
対して排気流路２２を挟んで二方向から吸気Ａを流入さ
せる２つの入口流路４と、各チューブエレメント２から
吸気Ａを排気流路２２を挟んで二方向から流出させる２
つの出口流路５がアウターフィン１の側部１ａから外側
に突出して形成される。

【００３６】図示しないコンプレッサから送られる吸気
Ａは図中矢印で示すように各入口流路４の上端から流入
し、各入口流路４から各吸気流路２１に流入し、各吸気
流路２１を流れる過程で排気ガスＢとの間で熱交換が行
われた後に各出口流路５の上端から流出し、図示しない
燃焼器へと送られる。

【００３７】図８（Ａ）にも示すように、チューブエレ
メント２は箱形のアッパープレート２６とロアプレート
２７が組み合わせられ、アッパープレート２６とロアプ
レート２７の間にインナーフィン３が介装される。

【００３８】アッパープレート２６とロアプレート２７
は互いに接合する周縁部２６ｂと２７ｂを有し、一方の
周縁部２７ｂが他方の周縁部２６ｂを包むように折り返
されてカシメ固定され、これにより略四角形の枠状をし
た周縁固定部１０が形成される。

【００３９】アッパープレート２６とロアプレート２７
にはそれぞれボス２６ａと２７ａが突出形成され、ボス
２６ａと２７ａが互いに嵌合することにより入口流路４
が画成される。入口流路４および出口流路５が各チュー
ブエレメント２の４隅に配置されているため、各チュー
ブエレメント２の位置決め精度を高められる。

【００４０】チューブエレメント２の内側にはアッパー
プレート２６とロアプレート２７の間に入口流路４を囲
むようにスペーサ１４が介装されるとともに、各チュー
ブエレメント２の間にはボス２６ａと２７ａを囲むよう
にスペーサ１５が介装される。

【００４１】スペーサ１４は、図８（Ｂ）に示すよう
に、Ｃ字形に形成される。スペーサ１５は、図８（Ｃ）
に示すように、Ｏ字形に形成される。

【００４２】出口流路５のまわりも、上記入口流路４の
まわりと同様に各チューブエレメント２は互いにボス２
６ａと２７ａが嵌合し、各チューブエレメント２の内外
に出口流路５を囲むようにスペーサ１４，１５が介装さ
れている。各チューブエレメント２は互いに積層された
状態で、４隅に配置されたボス２６ａと２７ａが嵌合す
ることにより、組み付け精度を十分に確保することがで
きる。

【００４３】各チューブエレメント２の４隅には、各入
口流路４の外壁２ａと、各出口流路５の外壁２ｂが、ア
ウターフィン１の側部１ａから外側に突出して形成され
る。したがって、各チューブエレメント２の側部には各
外壁２ａ，２ｂの間に凹部１２が窪んで形成される。

【００４４】ハウジング６の側部を構成するサイドプレ
ート８は、各外壁２ａ，２ｂに沿って湾曲する凸部８
ａ，８ｂが形成される。サイドプレート８は各凸部８
ａ，８ｂの間に凹部８ｃが窪んで形成される。各チュー
ブエレメント２の外壁２ａ，２ｂとサイドプレート８の
凸部８ａ，８ｂをそれぞれ湾曲して形成することによ
り、両者の間に画成される間隙１１は大きく湾曲する部
位１３を有しているため、排気流路２２を流れる排気ガ
スＢに付与される流路抵抗が間隙１１の大きく湾曲する
部位１３で局部的に高められ、間隙１１を迂回してアウ
ターフィン１の間を流れる流量が増し、吸気Ａと排気ガ
スＢの熱交換が促進される。

【００４５】インナーフィン３とアウターフィン１はそ
れぞれ波板状に形成され、それぞれの折り目が互いに平
行になるように配置される。各入口流路４が排気流路２
２の出口ダクト２５に近接し、かつ各出口流路５がディ
フューザ２４に近接するように配置され、インナーフィ
ン３によって導かれる吸気Ａの流れ方向をアウターフィ
ン１によって導かれる排気ガスＢの流れ方向に対向させ
る構成とする。

【００４６】図７に矢印で示すように、吸気Ａは各入口
流路４からチューブエレメント２に流入し、インナーフ
ィン３に沿って流れた後、各出口流路５へと流出する一
方、排気ガスＢはハウジング６の入口に設けられるディ
フューザ２４から流入し、アウターフィン１に沿って流
れて吸気Ａとの間で熱交換が行われた後、出口ダクト２
５から流出する。

【００４７】インナーフィン３によって導かれる吸気Ａ
の流れ方向をアウターフィン１によって導かれる排気ガ
スＢの流れ方向に対向させる構成とすることにより、各
チューブエレメント２の温度分布を均一化して熱交換効
率を高められ、熱交換器の小型化がはかられる。

【００４８】ディフューザ２４の入口２４ａは円形の断
面をもって形成される。ディフューザ２４の入口２４ａ
は図示しないタービンハウジングに接合され、タービン
から排出される排気ガスＢを各チューブエレメント２の
間に導入する。ディフューザ２４は、その流路断面積が
上流端２４ａから下流側にかけて次第に大きくなり、タ
ービンから排出される排気ガスＢを各チューブエレメン
ト２の全域に導入させる働きをする。

【００４９】ディフューザ２４の内側には各チューブエ
レメント２の上流端２ｆに間隙９をもって平行に対峙す
る整流プレート７が設けられる。

【００５０】図１、図３に示すように、整流プレート７
は、円盤状をした整流部３１と、整流部３１から上下方
向に延びる上下支持部３２，３３を有する。

【００５１】整流部３１はディフューザ２４の入口２４
ａと同じく円形に形成される。円盤状をした整流部３１
はチューブエレメント２の中央部に間隙９をもって平行
に対峙する。

【００５２】図２にも示すように、整流プレート７に形
成されてチューブエレメント２の上流端部２ｆに着座す
る突起部３４が一体形成される。脚部３４は整流部３１
の中央部からビード状に突出し、各チューブエレメント
２の上流端部２ｆに接合することにより、整流プレート
７とこれらの間に所定の間隙９が画成される。

【００５３】整流部３１から上方向に延びる上支持部３
２をハウジング６に熔接により固着する熔接部３０が設
けられる。

【００５４】ハウジング６の上部を構成する上ブラケッ
ト４１には、整流プレート７に対する取付座４２が下方
に突出形成される。図４にも示すように、整流プレート
７の上支持部３２には取付座４２に対する接合部３５が
クランク形の断面に曲折して形成される。

【００５５】整流部３１から下方向に延びる下支持部３
２をハウジング６に対して整流プレート７の長手方向に
変位可能に結合する差込み結合部３９が設けられる。

【００５６】ハウジング６の下部を構成する下ブラケッ
ト４５には、整流プレート７に対する差込み部４６が整
流プレート７に沿って上方に突出形成される。

【００５７】図５にも示すように、整流プレート７の下
支持部３３には差込み部４６を摺動可能に嵌合させる係
合スリット部３６が一体形成される。係合スリット部３
６の開口幅Ｓは取付座４２の板厚より若干大きく設定さ
れる。これにより、整流プレート７の下支持部３３は、
ハウジング６に対して側方向への変位が規制され、上下
方向に変位できる。

【００５８】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００５９】吸気Ａは吸気流路２１において２つの入口
流路４から入口空間１６を経てインナーフィン３の間に
流入する際に、その流線が図６に矢印で示すよう大きく
曲げられ、入口空間１６の中央部に吸気Ａの流れが淀む
滞留部が生じる。

【００６０】上記入口空間１６における流速分布の影響
により、インナーフィン３の間に画成される流路、およ
び出口流路５につながる出口空間１７においても、入口
流路４および出口流路５から遠い中央部に位置する領域
の流速が、入口流路４および出口流路５に近い周辺部に
位置する領域の流速より低くなる。

【００６１】一方、ディフューザ２４の通路長が十分に
得られないガスタービンにあっては、整流プレート７が
設けられない場合、ディフューザ２４を介してチューブ
エレメント２間の排気流路２２を流れる排気ガスＢの速
度分布の均一化が十分にはかられず、各チューブエレメ
ント２の中央部に向かう勢力が大きくなる。

【００６２】このように、各チューブエレメント２の中
央部ではその内側を流れる吸気Ａの速度分布が小さくな
る一方、整流プレート７が設けられない場合にその外側
を流れる排気ガスＢの速度分布が大きくなるため、その
温度分布が局所的に高くなり、チューブエレメント２の
中央部に高温部分が生じる可能性がある。この結果、熱
交換効率が低下するとともに、チューブエレメント２等
の耐熱性が低下する。

【００６３】これに対処して、各チューブエレメント２
の直上流側に間隙９をもって対峙する整流プレート７が
設けられることにより、ディフューザ２４を通って各チ
ューブエレメント２の中央部に向かう排気ガスＢの流れ
は、整流プレート７に衝突し、チューブエレメント２の
周辺部に分散するとともに、その一部が整流プレート７
の背後に回り込んで間隙９からチューブエレメント２の
中央部に分散し、各チューブエレメント２の中央部に流
入する排気ガスＢの速度分布が周辺部より小さくなる。

【００６４】整流プレート７はディフューザ２４の入口
２４ａと同じ円形をした整流部３１から上下支持部３
２，３３が入口空間１６において吸気Ａの流れが淀む中
央部に沿って延びいるため、各チューブエレメント２の
温度分布が局所的に高くなる可能性がある領域に流入す
る排気ガスＢの流量を低減して、チューブエレメント２
等に熱損傷が生じることを有効に防止できる。

【００６５】整流プレート７の面積、間隙９の大きさを
変えることにより、整流プレート７の背後に回り込んで
チューブエレメント２の中央部に流入する排気ガスＢの
速度分布を任意に設定することが可能となる。これによ
り、チューブエレメント２の外側における排気ガスＢの
速度分布を、チューブエレメント２の内側における吸気
Ａの速度分布に比例するように設定して、チューブエレ
メント２の中央部から流出する吸気Ａの温度が局部的に
高くなることを抑制して熱交換効率を高められる。

【００６６】整流プレート７がチューブエレメント２の
直上流側に配置されているため、タービンから排出され
る燃焼ガスの温度不均一によるヒートスポットがチュー
ブエレメント２またはアウターフィン１等に直接当たる
ことを防止できる。また、燃焼器における着火ミス時に
タービンを経てディフューザ２４に排出される未燃焼燃
料がチューブエレメント２またはアウターフィン１に付
着することを防止できる。

【００６７】また、整流プレート７はその背後に突出し
た突起部３４を各チューブエレメント２の上流端部２ｆ
に接合させ、その上下端部がハウジング６に対して熔接
部３０と差込み係合部３９を介して支持される構造のた
め、タービンから排出される排気ガスＢの流れに影響す
る加振力を受けることが少なく、整流プレート７等にフ
ラッタが生じて耐久性を損なうことを防止できる。

【００６８】整流プレート７は、差込み結合部３９にお
いて係合スリット部３６に差込み部４６が摺動可能に嵌
合する構造により、その下支持部３３がハウジング６に
対して上下方向に変位して、チューブエレメント２と整
流プレート７の熱膨張差を吸収し、チューブエレメント
２または整流プレート７に働く熱応力を低減し、耐久性
を高められる。

【００６９】従来装置のように整流プレートをチューブ
エレメントに締結するワイヤー等を廃止しているため、
整流プレート７の取付けに際してチューブエレメント２
等を損傷させることがなく、整流プレート７の取付け性
を改善することができる。

【００７０】また、整流プレート７の支持部材を各チュ
ーブエレメント２およびアウターフィン１の間に介装
し、ロウ付けにより固着する構造も考えられるが、薄い
板金からなるチューブエレメント２およびアウターフィ
ン１の間に剛性の高い支持部材が介在することにより、
ロウ付け時に不均一な力が働き、チューブエレメント２
の変形を来したり、ロウ付けによる結合不良部が発生す
る可能性がある。

【００７１】差込み結合部３９を下ブラケット４５側に
設けたため、上ブラケット４１側に設けられた熔接部３
０に比べて温度が低い吸気流路２１の上流側に位置し、
熱変形を抑えられる。係合スリット部３６等の熱変形が
抑えられることにより、係合スリット部３６に対する差
込み部４６の摺動が円滑に維持される。

【００７２】熔接部３０を構成する整流プレート７の接
合部３５をチューブエレメント２の上流端２ｆから離れ
る方向に曲折したことにより、熔接時に発生する熱によ
ってチューブエレメント２またはアウターフィン１を過
熱して耐食性等が低下することを防止できる。

【００７３】次に、図９に示す他の実施形態について説
明する。なお、図１〜８との対応部分には同一符号を用
いて説明する。

【００７４】整流プレート７の一端をハウジング６に対
して整流プレート７の長手方向に変位可能に結合する差
込み結合部５９が設けられる。

【００７５】図１０、図１１にも示すように、整流プレ
ート７の下支持部３３には下ブラケット４５を摺動可能
に嵌合させるように二股に分岐した係合分岐部５６が一
体形成される。係合分岐部５６は、その中央部が帯状に
切欠かれ、下ブラケット４５を挟むように二股に折り曲
げて形成される。

【００７６】図１２に示すように、係合分岐部５６の開
口幅Ｓは取付座４２の板厚より若干大きく設定される。
係合分岐部５６の内奥部と下ブラケット４５の上部と
の間隔ｔを整流プレート７とハウジング６の熱膨張差よ
り若干大きく設定される。これにより、整流プレート７
の下支持部３３は、ハウジング６に対して側方向への変
位が規制され、上下方向に変位できる。

【００７７】以上のように構成され、整流プレート７
は、差込み結合部５９において係合分岐部５６に下ブラ
ケット４５が摺動可能に嵌合する構造により、その下支
持部３３がハウジング６に対して上下方向に変位して、
チューブエレメント２と整流プレート７の熱膨張差を吸
収し、チューブエレメント２または整流プレート７に働
く熱応力を低減し、耐久性を高められる。

【００７８】次に、図１３に示す他の実施形態について
説明する。なお、図１〜８との対応部分には同一符号を
用いて説明する。

【００７９】チューブエレメント２と下ブラケット４５
の間に底板６１が設けられる。底板６１は下ブラケット
４５に対して接着せず、隙間が空けられる。

【００８０】整流プレート７の一端を底板６１に対して
整流プレート７の長手方向に変位可能に結合する差込み
結合部６９が設けられる。

【００８１】底板６１には、整流プレート７に対する差
込み部６６が整流プレート７に沿って上方に突出形成さ
れる。

【００８２】整流プレート７には差込み部６６を摺動可
能に嵌合させる係合スリット部３６が一体形成される。

【００８３】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００８４】整流プレート７は、差込み結合部６９にお
いて係合スリット部３６に差込み部６６が摺動可能に嵌
合する構造により、その下支持部３３が底板６１に対し
て上下方向に変位して、チューブエレメント２と整流プ
レート７の熱膨張差を吸収し、チューブエレメント２ま
たは整流プレート７に働く熱応力を低減し、耐久性を高
められる。

【００８５】差込み部６６が底板６１に突出形成される
構造により、下ブラケット４５に差込み部を形成する必
要がなく、下ブラケット４５のプレス成形が容易に行
え、生産性を高められる。

【００８６】チューブエレメント２と下ブラケット４５
の間に底板６１を介して隙間が空けられる構造により、
下ブラケット４５から外部への放熱が抑えられ、流体Ａ
と流体Ｂの間で行われる熱交換効率を高められる。

【００８７】次に、図１４に示す他の実施形態について
説明する。なお、図１〜８との対応部分には同一符号を
用いて説明する。

【００８８】チューブエレメント２と下ブラケット４５
の間に底板７１が設けられる。底板７１は下ブラケット
４５に対して接着せず、隙間が空けられる。

【００８９】整流プレート７の一端を下ブラケット４５
に対して整流プレート７の長手方向に変位可能に結合す
る差込み結合部３９が設けられる。

【００９０】ハウジング６の下部を構成する下ブラケッ
ト４５には、整流プレート７に対する差込み部４６が整
流プレート７に沿って上方に突出形成される。

【００９１】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００９２】整流プレート７は、差込み結合部３９にお
いて係合スリット部３６に差込み部４６が摺動可能に嵌
合する構造により、その下支持部３３がハウジング６に
対して上下方向に変位して、チューブエレメント２と整
流プレート７の熱膨張差を吸収し、チューブエレメント
２または整流プレート７に働く熱応力を低減し、耐久性
を高められる。

【００９３】チューブエレメント２と下ブラケット４５
の間に底板７１を介して隙間が空けられる構造により、
下ブラケット４５から外部への放熱が抑えられ、流体Ａ
と流体Ｂの間で行われる熱交換効率を高められる。

【００９４】万一、差込み結合部３９において係合スリ
ット部３６と差込み部４６の摺動が不能になる故障が生
じた場合、チューブエレメント２と整流プレート７の熱
膨張差を下ブラケット４５が変形することによって吸収
し、チューブエレメント２やディフューザ２４等に働く
熱応力を低減し、耐久性を高められる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の熱
交換器の流路構造は、整流プレートがその両端に設けら
れる熔接部と差込み結合部によりハウジングに対して支
持され、差込み結合部を介して整流プレートとチューブ
エレメントとの熱膨張差を吸収して耐久性を高められ
る。従来装置に設けられていた整流プレートをチューブ
エレメントに締結するワイヤー等を廃止して、チューブ
エレメント等を損傷させることがなく、整流プレートの
取付け性を改善して、生産コストの低減がはかれる。

【００９６】請求項２に記載の熱交換器の流路構造は、
整流プレートの一端に形成された係合スリット部が差込
み部に摺動することにより、整流プレートとチューブエ
レメントとの熱膨張差を吸収し、チューブエレメントま
たは整流プレートに働く熱応力を低減し、耐久性を高め
られる。

【００９７】請求項３に記載の熱交換器の流路構造は、
整流プレートの一端に形成された分岐部がハウジングを
挟みながら摺動して熱膨張差を吸収することにより、チ
ューブエレメントまたは整流プレートに働く熱応力を低
減し、耐久性を高められる。

【００９８】請求項４に記載の熱交換器の流路構造は、
万一、差込み結合部の摺動が不能になる故障が生じた場
合、チューブエレメントと整流プレートの熱膨張差をハ
ウジングが変形することによって吸収し、チューブエレ
メント等に働く熱応力を低減し、耐久性を高められる。

【００９９】請求項５に記載の熱交換器の流路構造は、
差込み部が底板に突出形成される構造により、ハウジン
グ側に差込み部を形成する必要がなく、ハウジングのプ
レス成形が容易に行え、生産コストの低減がはかれる。

【０１００】請求項６に記載の熱交換器の流路構造は、
熔接部を構成する整流プレートの端部をチューブエレメ
ントの上流端から離れる方向に曲折させたことにより、
熔接時に発生する熱によってチューブエレメントを過熱
してその耐食性等が低下することを防止できる。

【０１０１】請求項７に記載の熱交換器の流路構造は、
差込み結合部を熔接部より第一流路の上流側に面して配
置したため、差込み結合部の熱変形が抑えられ、係合ス
リット部の摺動が円滑に維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における熱交換器の断面図。

【図２】同じく熱交換器の断面図。

【図３】同じく整流プレート正面図。

【図４】同じく整流プレートの側面図。

【図５】同じく整流プレートの平面図。

【図６】同じく熱交換器の断面図。

【図７】同じく熱交換器の断面図。

【図８】同じく熱交換器の流路構成を示す斜視図。

【図９】他の実施形態を示す熱交換器の断面図。

【図１０】同じく整流プレート正面図。

【図１１】同じく整流プレートの側面図。

【図１２】同じく整流プレートの平面図。

【図１３】さらに他の実施形態を示す熱交換器の断面
図。

【図１４】さらに他の実施形態を示す熱交換器の断面
図。

【図１５】従来例を示す熱交換器の断面図。

【図１６】従来例を示す熱交換器の断面図。

【符号の説明】

１ アウターフィン ２ チューブエレメント ３ インナーフィン ４ 入口流路 ５ 出口流路 ６ ハウジング ７ 整流プレート ９ 間隙 １６ 入口空間 １７ 出口空間 ２１ 吸気流路 ２２ 排気流路 ２４ ディフューザ ３０ 熔接部 ３４ 脚部 ３６ 係合スリット部 ３９ 差込み係合部 ４６ 差込み部 ５６ 係合分岐部 ５９ 差込み係合部 ６１ 底板 ６６ 差込み部 ６９ 差込み係合部 ７１ 底板

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体Ａが流れる第一流路を画成する複数の
   チューブエレメントと、 チューブエレメントを収装するハウジングと、 互いに積層されたチューブエレメントの間に画成される
   第二流路と、 流体Ｂを第二流路に導入するディフューザと、 ディフューザの内側において各チューブエレメントの上
   流端部に間隙をもって対峙する整流プレートと、 を備える熱交換器の流路構造において、 前記整流プレートの一端をハウジングに対して熔接によ
   り固着する熔接部と、 整流プレートの他端をハウジングに対して整流プレート
   の長手方向に相対変位可能に結合する差込み結合部と、 を備えたことを特徴とする熱交換器の流路構造。
2. 【請求項２】前記差込み結合部として、 ハウジングに整流プレートに沿って突出する差込み部を
   形成し、 整流プレートに差込み部を摺動可能に嵌合させる係合ス
   リット部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の
   熱交換器の流路構造。
3. 【請求項３】前記差込み結合部として、 整流プレートにハウジングを摺動可能に挟む分岐部を形
   成したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器の流
   路構造。
4. 【請求項４】前記ハウジングとチューブエレメントの間
   に底板を介装し、 ハウジングとチューブエレメントの間に隙間を形成した
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載
   の熱交換器の流路構造。
5. 【請求項５】前記ハウジングとチューブエレメントの間
   に底板を介装し、 差込み結合部として底板に整流プレートに沿って突出す
   る差込み部を形成したことを特徴とする請求項１に記載
   の熱交換器の流路構造。
6. 【請求項６】前記熔接部を構成する整流プレートの端部
   をチューブエレメントの上流端から離れる方向に曲折さ
   せて形成したことを特徴とする請求項１から５のいずれ
   か一つに記載の熱交換器の流路構造。
7. 【請求項７】前記差込み結合部を熔接部より第一流路の
   上流側に面して配置したことを特徴とする請求項１から
   ６のいずれか一つに記載の熱交換器の流路構造。