CN105651106A

CN105651106A - 热交换部件

Info

Publication number: CN105651106A
Application number: CN201510843792.3A
Authority: CN
Inventors: 德田昌弘; 川口龙生; 宫崎诚
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2016-06-08
Also published as: EP3026387B1; EP3026387A1; US20160153719A1; JP6404691B2; JP2016102605A

Abstract

本发明的课题在于提供一种可以控制热交换流体温度的热交换部件。本发明的解决方法在于，热交换部件30具备有：蜂窝结构体1，该构造体具有以陶瓷为主成分的隔壁，通过该隔壁，形成由第一端面2(2a)贯通至第二端面2(2b)的多个孔格，所述多个孔格成为第一流体流路；金属制的覆盖部件11，其嵌合在蜂窝结构体1的外周；管状流通部32，其与覆盖部件11的外周接触配置，形成第二流体的流路；外周流通部33，其配置在管状流通部的外周，将所述管状流通部包含的同时，成为使第三流体与所述管状流通部及所述覆盖部件相接触而进行流通的流路。

Description

热交换部件

技术领域

本发明涉及为了使多个流体间热交换的热交换部件。

背景技术

基于人们对改善汽车燃油效率的需求，而期待一种为了防止发动机启动时等发动机较冷时的燃油效率恶化，尽快加热冷却水、发动油、ATF(AutomaticTransmissionFluid)等、降低摩擦(Friction)损失的系统。或者，期待一种为了使尾气净化用催化剂尽快活化，加热催化剂的系统。

为了改善汽车燃油效率，要求油的温度尽快上升。因此，以汽车发动机、变速箱油达到最佳温度为目的，使用了用于冷却水与油热交换的油加热器。但是，发动机启动伊始的冷却水温度低，升高冷却水的温度需要时间。其结果是，即使使用油加热器，仍存在需要油温上升的时间问题。

为了使发动机启动时的油温迅速上升，作为热源，不仅是冷却水，也期待利用尾气的余热。例如，专利文献1中，记载了由蜂窝结构体(第一流体流通部)和机壳(第二流体流通部)构成的热交换器。由此，流通于第一流体流通部的高温尾气与流通于第二流体流通部的低温液体可以进行热交换。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】国际公开第2011/071161号

发明内容

但是，例如，将油作为流体流通的话，由于油的导热性差，有可能产生局部过热而品质恶化或油的过烧等的问题。即，当第一流体与第二流体进行二流体的热交换时，热会由高温流体传递到低温流体，因此一方流体的温度受另一方流体温度控制，难以达到期望的温度。

本发明的课题是提供可以控制热交换流体温度的热交换部件。

解决课题的手段

本发明者们发现，通过配置一种管状流通部，其与覆盖第一流体流路之蜂窝结构体的覆盖部件的外周接触、形成第二流体流路，进一步配置包含管状流通部的外周流通部，可以解决上述课题。为了解决上述课题，根据本发明，提供以下的热交换部件。

[1]一种热交换部件，具备有：

蜂窝结构体，该构造体具有以陶瓷为主成分的隔壁，通过所述隔壁形成由第一端面2(2a)贯通至第二端面2(2b)的多个孔格，多个所述孔格形成第一流体流路，

金属制的覆盖部件，其嵌合在所述蜂窝结构体的外周，

第二流体流通部，其与所述覆盖部件的外周接触配置，形成第二流体的流路，

第三流体流通部，其配置在所述第二流体流通部的外周，将所述第二流体流通部包含的同时，成为使第三流体与所述第二流体流通部及所述覆盖部件相接触而进行流通的流路。

[2]根据上所述[1]所述的热交换部件，其中，所述第二流体流通部是管状流通部，所述管状流通部与所述覆盖部件的外周相接触并卷绕于其上呈螺旋状配置。

[3]根据上所述[1]所述的热交换部件，其中，所述第二流体流通部是管状流通部，所述管状流通部与所述覆盖部件的外周接触，呈弯曲配置。

[4]根据上所述[1]所述的热交换部件，其中，所述第二流体流通部是与所述覆盖部件的外周接触而设置的筒状部件，第二流体在所述覆盖部件的外周与所述筒状部件的内周之间流动，所述筒状部件的内部配置有多个格子状部件。

[5]根据上述[1]～[4]任意一项所述的热交换部件，其中，(所述第二流体流通部与所述覆盖部件的接触面积)/(所述蜂窝结构体的外周表面积)为0.01～0.3。

[6]根据上述[1]～[5]任意一项所述的热交换部件，其中，(所述第二流体流通部的与所述第三流体接触的接触表面积)/(所述第二流体流通部的容积)为0.3～0.8。

[7]根据上述[1]～[6]任意一项所述的热交换部件，其中，形成所述第二流体流通部的管状流通部与邻接的所述管状流通部的距离为0.3～7.0mm。

热交换部件除了用于热交换的第一流体流路、第二流体流路，还具有第三流体流路，由此，通过第三流体控制第一流体、第二流体的温度，可以防止过度升温。特别是通过具备有与覆盖蜂窝结构体的覆盖部件外周接触配置、形成第二流体流路的管状流通部、以及包含管状流通部的外周流通部，容易控制各流体的温度。本发明的热交换部件也可以利用导热性低的流体(例如油)。

附图说明

【图1A】显示实施方式1的热交换部件轴向的模式图。

【图1B】显示与实施方式1的热交换部件轴向垂直截面的模式图。

【图2A】显示蜂窝结构体的模式图。

【图2B】显示将蜂窝结构体与覆盖部件一体化时的模式图。

【图2C】显示蜂窝结构体与覆盖部件一体化的热交换部件的模式图。

【图3A】实施方式1的轴向上的截面图。

【图3B】显示管状流通部的截面形状为椭圆的实施方式的截面图。

【图3C】显示管状流通部的截面形状为长方形的实施方式的截面图。

【图4A】显示实施方式2的热交换部件轴向的模式图。

【图4B】显示与实施方式2的热交换部件轴向垂直截面的模式图。

【图5A】显示实施方式3的热交换部件轴向的模式图。

【图5B】显示与实施方式3的热交换部件轴向垂直截面的模式图。

【图6】显示实施方式4的热交换部件轴向的模式图。

【图7】显示比较例1的热交换部件轴向的模式图。

符号说明

1：蜂窝结构体，2：(轴向的)端面，2a：第一端面，2b：第二端面，3：孔格，4：隔壁，7：外周壁，7h：(蜂窝结构体的)外周面，10：热交换部件，11：覆盖部件，11h：(覆盖部件的)外周面，25：第一流体流通部，26：第二流体流通部，27：第三流体流通部，30：热交换部件，32：管状流通部，32j：轴向流通部，32k：周方向流通部，33：外周流通部，40：热交换部件，41：机壳。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式。本发明不限定于以下的实施方式，可在不脱离发明范围内进行变更、修正、改良。

(实施方式1)

(热交换部件)

图1A及图1B显示的是热交换部件30的实施方式1。热交换部件30具备有：蜂窝结构体1，其具有以陶瓷为主成分的隔壁4，隔壁该隔壁由第一端面2(2a)贯通至第二端面2(2b)成为第一流体流路，隔壁形成了多个孔格、；金属制的覆盖部件11，其嵌合在蜂窝结构体1的外周；管状流通部32，其与覆盖部件11的外周接触配置，形成第二流体的流路；外周流通部33，其配置在管状流通部的外周，将管状流通部32包含的同时，成为使第三流体与管状流通部32及覆盖部件11相接触而进行流通的流路。即，热交换部件30具备有：第一流体流路之蜂窝结构体1的第一流体流通部25，第二流体流路之管状流通部32的第二流体流通部26，第三流体流路之外周流通部33的第三流体流通部27。热交换部件30使得所述流体不相互混合而流通。即，在隔离流体的同时，相互进行热交换。

热交换部件30不仅可以在第一流体与第二流体间进行热交换，由于在第二流体的外周侧具备有第三流体流路，因此具有可以控制第二流体温度的功能。例如，当热交换前第一流体的温度高于第二流体、第三流体的温度低于第二流体的情况下，第二流体通过与第一流体的热交换，温度会上升，但通过与第三流体的热交换，也可以降低温度。

热交换部件30除了具有用于热交换的第一流体流路、第二流体流路，还具有第三流体流路，由此，通过第三流体控制第一流体、第二流体的温度，可以防止过度升温。例如，将热交换部件30安装在车辆上，流通作为第一流体的尾气、第二流体的油、第三流体的水，尾气发出的热通过覆盖部件11的外周和管状流通部32的接触部，向管状流通部32内的油进行热传导。即，尾气向油进行热传导，可以迅速提升油的温度。此外，由于还流通有作为第三流体的水，即使尾气的温度变高，油接触面也不会过热，可以防止油的劣化。具体可如下(a)～(c)般利用。

(a)油温较低(想加热)时，尾气发出的热通过覆盖部件11的外周和管状流通部32的接触部，向管状流通部32进行热传导。由此，可以使管状流通部32内流通的油温上升。此外，通过将管状流通部32卷绕为螺旋状(coil状)，油的滞留时间变长，由此可以有效的提升导热性差的油的温度。

(b)油温上升后，或者尾气温度较高时，由于覆盖部件11的外周面11h和管状流通部32的外周与冷却水接触，油接触面不会过热，可以防止油的劣化。

(c)通过改变冷却水和油的流量，可以调整导热量的平衡。具体地，想要优先加热油时，通过减少冷却水的量而提高水温，加大与油的温度差，由此可以增加对油的导热量。此外，当油温升得过高时，增加冷却水的量，可以抑制油温上升。

此外，热交换部件30通过开启/闭合(ON/OFF)各流体的流入，可以使得只有想要热交换的流路之间进行热交换。例如，第一流体为气体、第二流体为液体、第三流体为液体的话，仅第三流体为OFF(不使其流入)时，可以仅在气体(第一流体)/液体(第二流体)间进行热交换。此外，仅第一流体为OFF(不使其流入)时，可以仅在液体(第二流体)/液体(第三流体)间进行热交换。或者，使所有流体流入时，可以进行气体(第一流体)/液体(第二流体)/液体(第三流体)间的热交换。即，热交换部件30可以不使第一流体～第三流体中的任意一个流入而用于二流体的热交换。或者，热交换部件30的结构中，作为流体的流路，也可以具备第一流体流通部25、第二流体流通部26、第三流体流通部27以外的流路，用于四流体以上的热交换。

以下对各构成部件进行具体说明。

(蜂窝结构体)

图2A显示的是蜂窝结构体1的模式图。蜂窝结构体1为陶瓷形成的柱状，具有贯通轴向的第一端面2(2a)至第二端面2(2b)的流体流路。蜂窝结构体1具有隔壁4，通过隔壁4，隔壁形成了作为流体流路的多个孔格3。通过具有隔壁4，可以有效的收集流通在蜂窝结构体1内部的流体发出的热，向外部传导。

蜂窝结构体1的外形不限于圆柱状，与轴(长度方向)向垂直的截面也可以是椭圆形。此外，蜂窝结构体1的外形也可以是棱柱状，即，与轴(长度方向)向垂直的截面可以是四边形或其他的多边形。

热交换部件30，通过其蜂窝结构体1以陶瓷为主成分，提高了隔壁4、外周壁7的热导率，其结果是可以高效的通过隔壁4、外周壁7进行热交换。此外，本说明书中的以陶瓷为主成分指的是，含陶瓷50质量％以上。

蜂窝结构体1的气孔率优选在10％以下，更优选5％以下，进一步优选3％以下。通过使气孔率在10％以下，可以提升热导率。

蜂窝结构体1，特别是考虑导热性的话，优选主成分为导热性高的SiC(碳化硅)。另外，主成分指的是，蜂窝结构体1的50质量％以上为碳化硅。

更具体的，作为蜂窝结构体1的材料，可以采用渗硅碳化硅、渗硅铝碳化硅、金属复合SiC、再结晶SiC、Si₃N₄及SiC等。但是，由于多孔体的场合下无法得到高热导率，因此，为了得到较高的热交换率，优选为致密体结构(气孔率5％以下)，优选采用渗硅碳化硅、渗硅铝碳化硅。SiC具有热导率高、易放热的特征，渗硅碳化硅在显示出较高的热导率、耐热性的同时，形成得致密，作为导热部件显示出充分的强度。例如，SiC(碳化硅)多孔体的情况下，在20W/(m·K)左右，通过为致密体，可以达到150W/(m·K)左右。热导率的测定，是对于从蜂窝结构体1上切下的试验片，使用光交流法测定的热扩散率、DSC(DifferentialScanningCalorimetry：差示扫描量热)法测定的比热、以及阿基米德方法测定的密度值，算出室温下的值。

作为与蜂窝结构体1的孔格3的轴向垂直的截面的孔格形状，可以从圆形、椭圆形、三角形、四边形、六边形、其他多边形等中适当选择期望的形状。

蜂窝结构体1的孔格密度(即，每单位截面积的孔格数)并无特别限制，根据目的适当设计即可，但优选25～2000孔格/平方英寸(4～320孔格/cm²)的范围。通过使孔格密度在25孔格/平方英寸以上，可以使隔壁4的强度、进而蜂窝结构体1自身的强度及有效GSA(几何学表面积)充分。此外，通过在2000孔格/平方英寸以下，可以防止热介质流通时的压力损失变大。

蜂窝结构体1的等静压强度优选在1MPa以上，更优选5MPa以上。具有此种强度的话，可以使耐久性充分。

等静压强度通过以下方法求得。在蜂窝结构体1的外周面，卷绕厚度0.5mm的聚氨酯橡胶制的薄片。另外，在蜂窝结构体的两端面，夹持圆形的聚氨酯橡胶制薄片，配置厚度20mm的铝制圆板。铝制圆板及聚氨酯橡胶制薄片使用与蜂窝结构体的端面半径相同的。沿着铝制圆板的外周缠绕塑料胶带，由此将铝制圆板的外周与聚氨酯橡胶制薄片之间封闭，作为试验用样品。

将制作的试验用样品放入有水的压力容器中。然后以0.3～3.0MPa/分钟的速度使压力上升，向试验用样品施加特定的静水压，确认蜂窝结构体有无破损以及产生裂纹。有无产生裂纹通过确认试验中的破损音和试验后目视观察蜂窝结构体的外观而进行，没有产生裂纹时，再提升静水压，评价等静压强度。

蜂窝结构体1的直径优选在200mm以下，优选100mm以下。通过此种直径，可以提升传热效率。

蜂窝结构体1的孔格3的隔壁4的厚度(壁厚)也可以根据目的适当设计，并无特别限制。壁厚优选为0.1～1mm，更优选0.2～0.6mm。通过使壁厚在0.1mm以上，可以使机械强度充分，防止因冲击、热应力而破损。此外，通过在1mm以下，可以防止流体的压力损失变大、热介质透过的热交换率下降等问题。

蜂窝结构体1的孔格3的隔壁4的密度优选为0.5～5g/cm³。通过在0.5g/cm³以上，隔壁4的强度充分，可以防止第一流体在流路内通过时因压力而造成隔壁4破损。此外，通过在5g/cm³以下，可以使蜂窝结构体1轻量化。通过密度在上述范围，可以使蜂窝结构体1坚固，也可以得到提升热导率的效果。

蜂窝结构体1的热导率优选在50W/(m·K)以上。更优选100～300W/(m·K)，进一步优选120～300W/(m·K)。通过在此范围，导热性变得良好，可以更有效的将蜂窝结构体1内的热排出至覆盖部件11的外侧。

热交换部件30中，作为第一流体流通尾气时，优选在蜂窝结构体1的隔壁4负载催化剂。通过如此在隔壁4负载催化剂，尾气中的CO、NOx、HC等可以通过催化剂反应而变为无害物质，除此以外，可以将催化剂反应时产生的反应热用于热交换。作为本发明的蜂窝结构体1所使用的催化剂，至少含有一种选自贵金属(铂、铑、钯、钌、铟、银及金)、铝、镍、锆、钛、铈、钴、锰、锌、铜、锡、铁、铌、镁、镧、钐、铋及钡构成的群的元素。此处所举出的催化剂，可以是金属、氧化物以及除此以外的化合物。

作为第一流体(高温侧)通过的蜂窝结构体1的第一流体流通部25的孔格3的隔壁4所负载的催化剂(催化剂金属+载体)的负载量，优选为10～400g/L，贵金属的话更优选0.1～5g/L。催化剂(催化剂金属+载体)的负载量在10g/L以上的话，容易体现催化剂的作用。另一方面，在400g/L以下的话，可以抑制压力损失，抑制制造成本的上升。

(覆盖部件)

覆盖部件11是嵌合在蜂窝结构体1外周的金属制的管。本说明书中，蜂窝结构体1与覆盖部件11合称为热交换部件10。如图2B所示，将蜂窝结构体1插入覆盖部件11，通过热套配合而一体化，如图2C所示，可以形成热交换部件10。另外，蜂窝结构体1与覆盖部件11的接合，除了热套配合以外，也可以使用压入、钎焊、扩散接合等。

覆盖蜂窝结构体1的覆盖部件11，优选为不流通(透过)第一流体和第二流体、导热性好、具有耐热性、耐蚀性的。作为覆盖部件11，可举出金属管、陶瓷管等。作为金属管的材质，可使用例如，不锈钢、钛合金、铜合金、铝合金、黄铜等。

由于覆盖部件11覆盖了蜂窝结构体1的外周面7h，因此流通在蜂窝结构体1内部的第一流体和流通在蜂窝结构体1外部的第二流体不会混合，可以分别各自流通、进行热交换。此外，由于热交换部件10具备有覆盖部件11，因此容易通过设置地点、设置方法进行加工，自由度高。热交换部件10中，可以通过覆盖部件11保护蜂窝结构体1，对外部冲击的承受性也较强。

(管状流通部)

管状流通部32与覆盖部件11的外周接触配置。构成第二流体流通部26的管状流通部32，优选由不会透过第二流体和第三流体、导热性好、具有耐热性、耐蚀性的材料形成。作为形成管状流通部32的材料，可举出金属、陶瓷等。作为金属，可使用例如，不锈钢、钛合金、铜合金、铝合金、黄铜等。

图1A及图1B所示的实施方式1中，管状流通部32与覆盖部件11的外周面11h接触并卷绕于其上呈螺旋状配置。

作为管状流通部32的截面形状，可举出圆、椭圆、四边形(正方形、长方形)等，但不限定于此。图1A的实施方式1是管状流通部32的截面形状为圆的例子。此外，图3A是实施方式1的轴方向上的截面图。第一流体(例如，尾气)发出的热通过覆盖部件11的外周和管状流通部32的接触部，传导至管状流通部32内的第二流体(例如，油)。此外，由于第三流体(例如，水)与覆盖部件11的外周面11h和管状流通部32的外周接触，因此，通过第三流体，可以控制第一流体、第二流体的温度，防止过度升温。此外，图3B显示的是管状流通部32的截面形状为椭圆的实施方式的截面图。另外，图3C显示的是管状流通部32的截面形状为长方形的实施方式的截面图。

(外周流通部)

构成第三流体流通部27的外周流通部33包含热交换部件10(蜂窝结构体1、覆盖部件11)、管状流通部32。外周流通部33只要包含管状流通部32、蜂窝结构体1，则形状并无限定。构成第三流体流通部27的外周流通部33，优选为不透过第三流体、导热性好、具有耐热性、耐蚀性的。作为构成外周流通部33的材料，可举出金属、陶瓷等。作为金属，可使用例如，不锈钢、钛合金、铜合金、铝合金、黄铜等。

(热交换部件的制造方法)

接着，说明热交换部件30的制造方法。首先，将含有陶瓷粉末的坯土按期望的形状挤出，制作蜂窝成形体。作为蜂窝结构体1的材料，可以使用上述的陶瓷，例如，制造以渗硅碳化硅复合材料为主成分的蜂窝结构体1时，将特定量的SiC粉末、粘结剂、水或有机溶剂混炼成坯土，成形后得到期望形状的蜂窝成形体。然后将蜂窝成形体干燥，在减压的惰性气体或真空中，向蜂窝成形体中渗透烧成金属Si，由此可以得到通过隔壁4而隔壁形成成为气体流路的多个孔格3的蜂窝结构体1。

接着，使覆盖部件11升温，如图2B以及图2C所示，将蜂窝结构体1插入覆盖部件11，通过热套配合进行一体化，可以形成热交换部件10。另外，蜂窝结构体1与覆盖部件11的接合，除了热套配合以外，也可使用压入、钎焊、扩散接合等。

然后，使金属制的管状流通部32与热交换部件10接触配置。之后，通过外周流通部33覆盖它们，可以制成由三个流路构成的热交换部件30。

(实施方式2)

图4A及图4B显示的是实施方式2的热交换部件30。管状流通部32与覆盖部件11的外周接触，弯曲配置。图4A所示的实施方式2是管状流通部32以沿着轴向的形式弯曲，但也可以沿着周方向的形式弯曲。

(实施方式3)

图5A及图5B显示的是实施方式3的热交换部件30。管状流通部32与覆盖部件11的外周接触，成格子状配置。图5A所示的实施方式3包含沿着轴向的轴向流通部32j和沿着周方向的周方向流通部32k。多个轴向流通部32j的两端与周方向流通部32k连接，流通于周方向流通部32k的第二流体，其构成是分流流通至轴向流通部32j，然后向周方向流通部32k集中。

(实施方式4)

图6显示的是实施方式4的热交换部件30。图6的实施方式中，管状流通部32如实施方式1，与覆盖部件11的外周接触卷绕于其上呈螺旋状配置，除此以外，管状流通部32向轴向弯曲。由此，管状流通部32的长度变长，因此容易进行热交换，可以提升传热效率。实施方式4是使实施方式1的管状流通部32弯曲，使此种管状流通部32弯曲不限于实施方式1，其他实施方式也可同样进行。

实施方式1～4任意一项中，(管状流通部与覆盖部件的接触面积)/(蜂窝结构体的外周表面积)优选为0.01～0.3。更优选0.05～0.2，进一步优选0.1～0.2。由于帮助热交换的是蜂窝结构体1的外周面7h的面积，因此上式中，以蜂窝结构体1的外周表面积为分母。上式数值越大，越可以提升第一流体与第二流体的传热效率，但例如第二流体为油的情况下，容易发生油劣化、油的过烧。通过在此范围，可以提升传热效率，防止第二流体的劣化和油的过烧。特别是实施方式2、3中，为了防止油的过烧，优选控制上式数值的上限。

实施方式1～4任意一项中，(管状流通部的与第三流体接触的接触表面积)/(管状流通部的容积)优选为0.3～0.8。更优选0.5～0.8，进一步优选0.7～0.8。数值越大，越可以提升第二流体与第三流体的传热效率，第二流体为油的情况下，难以发生油劣化、油的过烧。数值越大，越可以提升传热效率、防止第二流体的劣化和油的过烧，但制作变得困难，第二流体的流动抵抗变大。特别是实施方式2、3中，为了防止油的过烧，优选增大上式的数值。

实施方式1～4任意一项中，形成第二流体流通部的管状流通部32与邻接的管状流通部32的距离优选为0.3～7.0mm。更优选0.3～4.0mm，进一步优选0.3～2.0mm。数值小的话，虽然可以扩大管状流通部32与覆盖部件11的接触面积，但制作变得困难。

【实施例】

以下根据实施例详细说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。

(实施例1)

(蜂窝结构体的制造)

如下制作以渗硅碳化硅复合材料为主成分的蜂窝结构体1。首先，将规定量的SiC粉末、粘结剂、水或有机溶剂等混炼成的成形用原料挤出为期望的形状，干燥后得到蜂窝成形体。在蜂窝成形体上放置金属Si块，在真空中或减压的惰性气体中烧成。该烧成中，使放置在蜂窝成形体上的金属Si块融解，从而外周壁7、隔壁4中含浸有金属Si。如此制作的蜂窝结构体1，SiC粒子的缝隙被金属Si填充，成为致密的材料，显示出热传导约150W/(m·K)的高导热性。蜂窝结构体1的形状为直径40mm、长度100mm，孔格结构部分中，隔壁4的厚度约0.4mm，孔格间距约1.8mm。

(流体流路的制作)

通过热套配合，将不锈钢的金属管(覆盖部件11)嵌合在蜂窝结构体1的外周面7h上，制造热交换部件10(参照图2B及图2C)，使不锈钢构成的管状流通部32与热交换部件10的外周接触配置。然后，通过不锈钢构成的外周流通部33覆盖它们的外侧，制作由三个流路构成的流体流路(参照图1A)。

(传热效率试验)

使第一流体(气体)通过热交换部件10的蜂窝结构体1的孔格3中，使第二流体(油)流入管状流通部32内，使第三流体(水)流入外周流通部33内，测定传热效率。使用大气气体作为第一流体，以温度400℃、流量10g/sec(0.464Nm³/min)流入孔格3内。此外，使用油作为第二流体，向着与第一流体相对的方向，以60℃、10L/min的流量流入。使用水作为第三流体，以30℃、0～10L/min的流量流入。但是，也测定没有第三流体的“无水”情况，作为“较无水状态的油温下降”的基准。

离热交换部件10的孔格3入口20mm上游处流过的第一流体的温度为“入口气体温度”，离孔格3的出口200mm下游处流过的第一流体的温度为“出口气体温度”。通过管状流通部32入口的油温为“入口油温”，通过管状流通部32出口的油温为“出口油温”。通过外周流通部33入口的水温为“入口水温”，通过外周流通部33间出口的水温为“出口水温”。

从这些温度，通过下式算出气体与油间的传热效率(％)。传热效率(％)＝(入口气体温度-出口气体温度)/(入口气体温度-入口油温)×100

无水(第三流体)或不流入水(第三流体)情况下的气体(第一流体)与油(第二流体)的传热效率试验的结果，流入水(第三流体)情况下的气体(第一流体)与油(第二流体)的传热效率试验的结果如表1所示。

(比较例1)

(蜂窝结构体的制造)

制作与实施例1相同的蜂窝结构体1。

(流体流路的制作)

通过热套配合，使不锈钢的金属管嵌合在蜂窝结构体1的外周面7h，制造热交换部件10，在不锈钢构成的机壳41内配置热交换部件10。比较例1与实施例不同，是没有管状流通部32的热交换部件40(参照图7)。机壳41相当于外周流通部33，但外周流通部33内流入油。即，实施例1中，管状流通部32中流入油，但比较例1中，没有管状流通部32，使第一流体(气体)通过热交换部件10的蜂窝结构体1的孔格3中，使第二流体(油)流入机壳41内。

【表1】

实施例1如图1A所示，具有管状流通部32，通常设想的使用方法是，使水流入外周流通部33内的同时，使油流入管状流通部32内。但是，由于以“较无水状态的油温下降”为基准，因此测定了“无水”的情况，即使在“无水”状态下出现了油的过烧，但水流入状态下，油的过烧现象解除，没有问题。此外，实施例1中，“无水”情况下，油流入时，可以确保较长的与热交换部件10外周的接触距离(时间)，并且油的流动容易变乱，因此可以有效加温油整体的温度。

此外，实施例1中，“无水”情况和有水流入情况下，均能有效的进行气体(第一流体)-油(第二流体)间的热交换，可有效加温油温。另外，通过调整水流量，可以在较宽的温度范围内进行油的温度控制。除此以外，通过使用水，没有发现配管内壁油的过烧等的问题。

另一方面，比较例1中，由于油通过的是轴向较短的路径，因此与热交换部件10外周的接触距离(时间)短，并且由于油的流动难以变乱，因此油整体的温度难以被加温。比较例1中，尾气产生的热通过覆盖部件11直接传到至油，但覆盖部件11表面附近的油过热，因此产生了品质劣化、油的过烧。此外，油的滞留时间短，热交换效率差。

工业可利用性

本发明的热交换部件可用于加热体(高温侧)和被加热体(低温侧)之间的热交换。用于汽车领域的尾气余热回收用途时，可以帮助降低提升燃油经济性。

Claims

1.一种热交换部件，具备有：

蜂窝结构体，该构造体具有以陶瓷为主成分的隔壁，通过所述隔壁形成从第一端面贯通至第二端面的多个孔格，多个所述孔格成为第一流体的流路，

金属制的覆盖部件，其嵌合在所述蜂窝结构体的外周，

2.根据权利要求1所述的热交换部件，其中，所述第二流体流通部是管状流通部，所述管状流通部与所述覆盖部件的外周相接触并卷绕于其上呈螺旋状配置。

3.根据权利要求1所述的热交换部件，其中，所述第二流体流通部是管状流通部，所述管状流通部与所述覆盖部件的外周接触，呈弯曲蜿蜒状配置。

4.根据权利要求1所述的热交换部件，其中，所述第二流体流通部是与所述覆盖部件的外周接触而设置的筒状部件，第二流体在所述覆盖部件的外周与所述筒状部件的内周之间流动，所述筒状部件的内部配置有多个格子状部件。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的热交换部件，其中，所述第二流体流通部与所述覆盖部件的接触面积/所述蜂窝结构体的外周表面积为0.01～0.3。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的热交换部件，其中，所述第二流体流通部的与所述第三流体接触的接触表面积/所述第二流体流通部的容积为0.3～0.8。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的热交换部件，其中，形成所述第二流体流通部的管状流通部与邻接的所述管状流通部的距离为0.3～7.0mm。