JP2003322492A

JP2003322492A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2003322492A
Application number: JP2002126993A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yoshida; 宏行吉田; Takaharu Goto; 隆治後藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Marelli Corp
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2003-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】シート状チューブの接合部の耐久性を向上さ
せる。【解決手段】シート状チューブ３９は、一対のプレー
ト３３，３５の周縁を接合部３７にて接合したもので、
内部に燃料導入通路５１が形成されるとともに、燃料用
フィン４１が収容される。このシート状チューブ３９
を、高温ガス用フィン４６を間に挟んで複数積層してコ
ア部１を構成する。シート状チューブ３９の下端の接合
部３７には、波板形状の弾性補強部材６１を嵌め込み、
接合部３７におけるろう付け部のろう材の剥がれを防止
する。弾性補強部材６１とハウジング７との間には、耐
熱充填材５が介装される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一対のプレート
を互いに接合して形成したシート状チューブを、フィン
を間に挟んで複数積層して構成した熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の熱交換器を、図１５に側
面断面図として示す。この熱交換器は、中央にコア部１
を有し、コア部１は側壁板３に溶接またはろう付けなど
により固定される。側壁板３は、後述する図１８で説明
する燃料注入部および蒸気出口部の取り付け部となって
いる。すなわち、第１の媒体となる低温流体である燃料
が、側壁板３に設けた燃料注入部からコア部１に流入す
る一方、コア部１に対して紙面に直交する方向に第２の
媒体となる高温流体である高温ガスが通過し、この高温
ガスによって前記燃料が蒸気となり、側壁板３に設けた
蒸気出口部から外部へ流出する。

【０００３】コア部１は、側壁板３が取り付けられる面
および、高温ガスが通過する図１５中で紙面の表裏両面
を除く、三面に耐熱充填材５が巻かれ、この耐熱充填材
５の上からハウジング７が被せられる。ハウジング７と
側壁板３とは、溶接、ろう付けまたはボルトなどによっ
て、固定部９にて固定される。

【０００４】上記したコア部１の基本構造を図１６に示
す。コア部１は、仕切プレート１１，１３および、上下
の端面板１５，１７に囲まれた空間内に波形の高温ガス
用フィン１９を収容した高温ガス通路２１を備えるとと
もに、仕切プレート１３，２３および、左右の端面板２
５，２７に囲まれた空間内に波形の燃料用フィン２９を
収容した燃料通路３１を備えており、これら通路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。

【０００５】図１６の例では、燃料が燃料通路３１の上
方から流入し、コア部１にて高温ガスと熱交換して加熱
され、蒸気となって下方から流出する。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。高温ガス
の入口部および出口部には、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。

【０００６】実際の熱交換器におけるコア部１は、図１
７に示すように、前記図１６に示した仕切プレート１
３，２３に相当するプレート３３，３５の周縁部を接合
部３７にてろう付け接合して構成したシート状チューブ
３９を備えている。このシート状チューブ３９内には、
図１７中で紙面に直交する方向に波形形状となる燃料用
フィン４１が収容されている。

【０００７】シート状チューブ３９は、図１７中で上部
に燃料導入空間４３を備え、この燃料導入空間４３に連
通する媒体入口となる燃料導入口４５が、隣接するシー
ト状チューブ３９の燃料導入空間４３に対応する部位に
嵌合してろう付けされている。そして、このシート状チ
ューブ３９を、高温ガス用フィン４６を間に挟んで図１
７中で左右方向に複数積層し、これにより前記図１５に
示してあるコア部１が構成される。シート状チューブ３
９相互間の高温ガス用フィン４６が収容される空間が、
高温ガス通路４８となる。

【０００８】図１８は、図１７のＡ−Ａ断面図で、ここ
でのシート状チューブ３９は、上記した燃料導入空間４
３に隣接して蒸気集合空間４７を備えるとともに、蒸気
集合空間４７に連通する媒体出口となる蒸気吐出口４９
が、隣接するシート状チューブ３９の蒸気集合空間４７
に対応する部位に嵌合してろう付けされている。この嵌
合構造は、前記図１７にし示した燃料導入口４５の燃料
導入空間４３に対応する部位への嵌合構造と同様であ
る。

【０００９】上記した燃料導入口４５および蒸気吐出口
４９に、前記図１５における側壁板３に取り付けられる
燃料注入部および蒸気出口部がそれぞれ連通する。

【００１０】そして、図１８中で燃料導入空間４３から
下方に延びる入口通路となる燃料導入通路５１と蒸気集
合空間４７から下方に延びる出口通路となる蒸気吐出通
路５３とは、隔壁５５によって隔てられている。この隔
壁５５の図中で下端５５ａは、燃料用フィン４１の下端
４１ａとともに、下部の接合部３７から離間した位置に
あって、燃料導入通路５１と蒸気吐出通路５３とを連通
する連通路５７を形成している。

【００１１】すなわち、燃料導入口４５から燃料導入空
間４３に導入された燃料は、燃料用フィン４１の間の燃
料導入通路５１を下降しながら高温ガスから熱を受けて
蒸気となる（ここまでは、前記図１６に示したものと同
様である）。さらに、この蒸気は、連通路５７を通って
Ｕターンし、燃料（過熱）用フィン４２の間の蒸気吐出
通路５３を上昇することにより、液体燃料分が排除され
て蒸気集合部４７へ送られ、蒸気吐出部４９から外部へ
吐出される。燃料用（過熱）フィン４２の下端４２ａ
も、燃料用フィン４１の下端４１ａと同様に、下部の接
合部３７から離間した位置にある。

【００１２】このように、図１７，図１８に示した熱交
換器では、燃料を燃料導入通路５１で蒸発させた後、蒸
気吐出通路５３にて過熱して燃料が液体状に残らないよ
うにしている。

【００１３】なお、図１７，図１８におけるシート状チ
ューブ３９の接合部３７は、図中で上部が接合部の一側
縁に相当し、下部が同他側縁に相当する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、熱交換器が
作動中は、コア部１へ高温ガス（３００〜８００℃）が
流れ込み、温度が上昇する。その結果、図１９の模式図
の矢印Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅで示すように、シート状チューブ
３９は、図中で上下左右に熱膨張する。ところが、ハウ
ジング７は、チューブ状シート３９に比べて温度が低い
ため、両者間に熱膨張差が発生する。

【００１５】一方、耐熱充填材５は、繊維状なので、密
度が低ければ、上記した熱膨張差を吸収できるが、気密
性を高めるために密にすれば、熱膨張差を吸収できず、
負担はシート状チューブ３９に掛かることになる。

【００１６】ここでシート状チューブ３９への上記した
負担による影響は、燃料導入口４５や蒸気吐出口４９な
どを備えて形状が複雑で、比較的剛性が高い図中で上部
側では、特に問題となることはない。

【００１７】しかしながら、この上部に比べ、形状が単
純で、しかも連通路５７を形成するためにフィンも設け
ていない図中で下部側は、剛性が低く、上記した負担の
影響を受け、変形しやすくなっている。

【００１８】図２０は、そのときの変形状態を示してい
る。すなわち、耐熱充填材５で吸収しきれない熱膨張差
分は、シート状チューブ３９の下部側の接合部３７を変
形させ、接合部３７のろう付けによるろう材を引き剥が
し、燃料蒸気の密封性を損ね、熱交換器として耐久信頼
性を低下させるものとなる。

【００１９】なお、シート状チューブ３９の接合部は、
図２１（ａ）の接合部５９のように、一方のプレート３
３の端部を折り曲げて、他方のプレート３５に重ね合わ
せる構造のものもある。ところが、この構造のものは、
単に接合した前記接合部３７を有するタイプに比べて耐
久性は向上するものの、基本的には、熱膨張差による負
担を受けてろう材を引き剥がすような変形は、依然とし
て発生し、根本的な対策とはなっていない。

【００２０】なお、ハウジングとコア部との間に、支持
体を介装するという技術は、振動に基づく破損問題に関
して従来からよく知られており、例えば特開２００１−
１９３５４６、特開２００１−４１６８０、特開２００
０−２４０５１４には、ハウジングに相当する胴管と、
コア部に相当する伝熱管との間に、振動防止のための支
持体を介装する点が開示されている。

【００２１】そこで、この発明は、シート状チューブの
接合部の耐久性を向上させることを目的としている。

【００２２】

【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、一対のプレートを互いに接合し
てシート状チューブを構成し、このシート状チューブ内
には、第１の媒体が流れる第１の媒体通路を有するとと
もに、第１の媒体用フィンを収容し、前記シート状チュ
ーブを、複数積層してその相互間に、前記第１の媒体と
熱交換を行う第２の媒体が流れて第２の媒体用フィンを
収容する第２の媒体通路を形成し、前記シート状チュー
ブは、接合部の一側縁付近に前記第１の媒体用の媒体入
口および媒体出口をそれぞれ有し、この媒体入口および
媒体出口にそれぞれ連通する入口通路および出口通路を
互いに隔てる隔壁と、前記第１の媒体用フィンとを、前
記接合部の一側縁と反対側の他側縁の接合部に対して離
間させて前記入口通路と出口通路とを連通する連通路を
形成し、前記シート状チューブと前記第２の媒体用フィ
ンとを複数積層して構成したコア部の前記積層方向の一
側面を側壁板に固定し、このコア部の前記第２の媒体の
入口部および出口部を除く三面の少なくとも一部を、耐
熱充填材を介してハウジングで覆った熱交換器におい
て、前記耐熱充填材が介装された部位に対応するシート
状チューブの前記他側縁の接合部周辺に、この接合部を
押さえ付ける弾性補強部材を設けた構成としてある。

【００２３】請求項２の発明は、請求項１の発明の構成
において、前記弾性補強部材は、波板形状を呈し、前記
ハウジング側に凸となる山部の裏側の谷部に、前記シー
ト状チューブの他側縁の接合部を挿入して挟み込み、前
記コア部側に凸となる山部を、前記シート状チューブの
他側縁の接合部相互間に挿入した構成としてある。

【００２４】請求項３の発明は、請求項２の発明の構成
において、前記弾性補強部材は、前記耐熱充填材に対応
する部位のみ波板形状を呈し、他の部位が、前記ハウジ
ング側に凸となる山部が切除された切除部を備えている
構成としてある。

【００２５】請求項４の発明は、請求項１の発明の構成
において、前記弾性補強部材は、前記シート状チューブ
の他側縁の接合部の両側面に沿って延長されて前記接合
部を挟み込む板部と、この板部の端部相互を接続し、前
記他側縁の接合部の延長方向端部の外側に位置する屈曲
部とをそれぞれ有する波形形状を呈している構成として
ある。

【００２６】請求項５の発明は、請求項１の発明の構成
において、前記弾性補強部材は、前記シート状チューブ
の他側縁の接合部の側面に沿って延長される一対の板部
を、この延長方向の一方の端部を互いに屈曲部にて接続
してほぼＶ字形状の補強部材本体を構成し、この補強部
材本体を、前記隣接するシート状チューブの他側縁の接
合部相互間に配置するとともに、隣接する補強部材本体
の前記屈曲部が互いに反対側となるように配置し、かつ
隣接する補強部材本体の前記板部相互を、前記ハウジン
グ側に凸となって前記接合部を受け入れて挟み込む連結
部で連結した構成としてある。

【００２７】請求項６の発明は、請求項１の発明の構成
において、前記弾性補強部材は、前記シート状チューブ
の他側縁の接合部の側面に沿って延長されて前記コア部
側に開口部を備えたパイプ状部材と、このパイプ状部材
の前記開口部と反対側が接合される板部材とをそれぞれ
有し、前記パイプ状部材を前記隣接するシート状チュー
ブの接合部相互間に配置して前記接合部を挟み込むよう
にした構成としてある。

【００２８】請求項７の発明は、請求項１の発明の構成
において、前記弾性補強部材に、前記耐熱充填材の位置
決めを行う位置決め部を設けた構成としてある。

【００２９】請求項８の発明は、請求項７の発明の構成
において、前記弾性補強部材は、波板形状を呈し、前記
ハウジング側に凸となる山部の裏側の谷部に、前記シー
ト状チューブの他側縁の接合部を挿入して挟み込み、前
記コア部側に凸となる山部を、前記シート状チューブの
他側縁の接合部相互間に挿入し、前記ハウジング側に凸
となる山部を切除して、この切除部を、前記耐熱充填材
を位置決めする前記位置決め部とした構成としてある。

【００３０】請求項９の発明は、請求項７の発明の構成
において、前記弾性補強部材は、前記シート状チューブ
の他側縁の接合部の両側面に沿って延長されて前記接合
部を挟み込む板部と、この板部の端部相互を接続し、前
記他側縁の接合部の延長方向端部の外側に位置する屈曲
部とをそれぞれ有する波形形状を呈し、前記弾性補強部
材の前記ハウジング側の縁部を切除して、この切除部
を、前記耐熱充填材を位置決めする前記位置決め部とし
た構成としてある。

【００３１】請求項１０の発明は、請求項７の発明の構
成において、前記弾性補強部材は、前記シート状チュー
ブの他側縁の接合部の側面に沿って延長される一対の板
部を、この延長方向の一方の端部を互いに屈曲部にて接
続してほぼＶ字形状の補強部材本体を構成し、この補強
部材本体を、前記隣接するシート状チューブの他側縁の
接合部相互間に配置するとともに、隣接する補強部材本
体の前記屈曲部が互いに反対側となるように配置し、か
つ隣接する補強部材本体の前記板部相互を、前記ハウジ
ング側に凸となって前記接合部を受け入れて挟み込む連
結部で連結し、この連結部を、前記板部の延長方向に沿
って一対設け、この一対の連結部相互間を、前記耐熱充
填材を収容して位置決めする前記位置決め部とした構成
としてある。

【００３２】請求項１１の発明は、請求項７の発明の構
成において、前記弾性補強部材は、前記シート状チュー
ブの他側縁の接合部の側面に沿って延長されて前記コア
部側に開口部を備えたパイプ状部材と、このパイプ状部
材の前記開口部と反対側が接合される板部材とをそれぞ
れ有し、前記パイプ状部材を前記隣接するシート状チュ
ーブの接合部相互間に配置して前記接合部を挟み込むよ
うにし、前記板部材のハウジング側に、前記パイプ状部
材の延長方向と直交する方向に延長される突起を所定間
隔をおいて一対形成し、この各突起相互間を、前記耐熱
充填材を収容して位置決めする前記位置決め部とした構
成としてある。

【００３３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、シート状チュ
ーブの媒体入口および媒体出口を備えていない低剛性の
接合部周辺に、弾性補強部材を設けたので、シート状チ
ューブとハウジングとの熱膨張差に起因して上記接合部
が負担を受けても、弾性補強部材が接合部を押さえ付
け、接合部の破損を防止することができる。

【００３４】請求項２の発明によれば、シート状チュー
ブとハウジングとの熱膨張差に起因して接合部が負担を
受けても、波板形状とした弾性補強部材が接合部を押さ
え付けるので、接合部の破損を防止することができる。

【００３５】請求項３の発明によれば、弾性補強部材
は、波形形状の凸となった部分を切除する切除部を設け
てあるので、軽量化を達成しつつ、接合部の破損を防止
することができる。

【００３６】請求項４の発明によれば、シート状チュー
ブとハウジングとの熱膨張差に起因して接合部が負担を
受けても、接合部の両側面に沿って延長される板部と、
この板部の端部相互を接続する屈曲部とを有する波板形
状をした弾性補強部材が、接合部を押さえ付けるので、
接合部の破損を防止することができる。

【００３７】請求項５の発明によれば、シート状チュー
ブとハウジングとの熱膨張差に起因して接合部が負担を
受けても、接合部の側面に沿って延長される一対の板部
材と屈曲部とを備えたほぼＶ字形状の補強部材本体と、
この補強部材本体相互を連結し、ハウジング側に凸とな
って接合部を受け入れる連結部とをそれぞれ有する弾性
補強部材が、接合部を押さえ付けるので、接合部の破損
を防止することができる。

【００３８】請求項６の発明によれば、シート状チュー
ブとハウジングとの熱膨張差に起因して接合部が負担を
受けても、接合部に沿って延長されるパイプ状部材と、
このパイプ状部材が接合される板部材とをそれぞれ有す
る弾性補強部材が、接合部を押さえ付けるので、接合部
の破損を防止することができる。

【００３９】請求項７の発明によれば、弾性補強部材
に、耐熱充填材の位置決めを行う位置決め部を設けたの
で、耐熱充填材の組付作業性を向上させつつ、接合部の
破損を防止することができる。

【００４０】請求項８の発明によれば、波形形状の弾性
補強部材のコア側に凸となる山部を切除し、この切除部
を耐熱充填材の位置決め部としたので、耐熱充填材の組
付作業を正を向上させつつ、接合部の破損を防止するこ
とができる。

【００４１】請求項９の発明によれば、接合部の両側面
に沿って延長される板部と、この板部の端部相互を接続
する屈曲部とをそれぞれ有する波板形状とした弾性補強
部材の、ハウジング側の縁部を切除して、この切除部を
位置決め部としたので、耐熱充填材の組付作業を向上さ
せつつ、接合部の破損を防止することができる。

【００４２】請求項１０の発明によれば、弾性補強部材
を、接合部の側面に沿って延長される一対の板部材およ
び屈曲部をそれぞれ備えたほぼＶ字形状の補強部材本体
と、この補強部材本体相互を連結し、ハウジング側に凸
となって接合部を受け入れる一対の連結部とをそれぞれ
有するものとし、この一対の連結部相互間に耐熱充填材
を収容して位置決めするようにしたので、耐熱充填材の
組付作業性を向上させつつ、接合部の破損を防止するこ
とができる。

【００４３】請求項１１の発明によれば、弾性補強部材
を、接合部に沿って延長されるパイプ状部材と、このパ
イプ状部材が接合される板部材とをそれぞれ有するもの
とし、前記板部材に設けた一対の突起相互間に耐熱充填
材を収容して位置決めするようにしたので、耐熱充填材
の組付作業性を向上させつつ、接合部の破損を防止する
ことができる。

【００４４】

【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。

【００４５】図１および図２は、この発明の第１の実施
形態を示している。なお、ここでの熱交換器および、後
述する各実施形態における熱交換器は、前記した図１
５，図１７および図１８と基本的な構成は同一であり、
同一部位には同一の符号を付してある。

【００４６】すなわち、シート状チューブ３９は、一対
のプレート３３，３５を接合して構成するもので、この
シート状チューブ３９内に、第１の媒体である燃料が流
れる第１の媒体通路としての燃料導入通路５１および蒸
気吐出通路５３がそれぞれ形成されるととともに、各通
路５１および５３に第１の媒体用フィンである燃料用フ
ィン４１および燃料（過熱）用フィン４２がそれぞれ収
容されている。

【００４７】また、隣接するシート状チューブ３９相互
間には、第２の媒体用フィンである高温ガス用フィン４
６が収容され、このフィン４６が収容された部分には、
第２の媒体である高温ガスが流れる第２の媒体通路とし
ての高温ガス通路４８が形成される。

【００４８】この実施形態は、図１に示すように、シー
ト状チューブ３９の下端の接合部３７に、図２に斜視図
で示してある弾性補強部材６１を設けてある。この弾性
補強部材６１は、全体として波板形状を呈しており、ハ
ウジング７側に凸となる山部６１ａの裏側の谷部６１ｂ
に、接合部３７を挿入している。この接合部３７は、前
記図１７および図１８における燃料導入口４５と蒸気吐
出口４９とを備えた側の一側縁と反対の、図中で下部側
の他側縁のものに相当する。

【００４９】上記した弾性補強部材６１は、接合部３７
に組み付ける前の状態で、谷部６１ｂの内壁相互の間隔
が、接合部３７の厚さよりやや小さく（狭く）なるよう
に形成してある。このため弾性補強部材６１が組み付け
られた状態の接合部３７は、谷部６１ｂの内壁によって
両側から挟まれて押さえ付けられた状態となる。

【００５０】一方、弾性補強部材６１のコア部１側、す
なわちハウジング７と反対側に凸となる山部６１ｃは、
隣接するシート状チューブ３９の接合部３７相互間に挿
入される。この山部６１ｃの外壁相互の間隔は、熱膨張
を考慮して、弾性補強部材６１を接合部３７に組み付け
る前の状態で、隣接する接合部３７相互の間隔より小さ
く（狭く）なるように形成してある。

【００５１】この場合、ハウジング７と弾性補強部材６
１との間に耐熱充填材５が介装されることになる。

【００５２】上記した構成によれば、熱交換器の作動中
に、ハウジング７とコア部１との間の熱膨張差に起因し
て接合部３７が負担を受けると、弾性補強部材６１が、
ハウジング７側に凸となる山部６１ａが接合部３７を両
側から押さえ付け、かつコア部１側に凸となる山部６１
ｃがシート状チューブ３９相互の位置関係を保持するの
で、接合部３７におけるろう材の剥離は回避され、接合
部３７の破損を防止することができる。

【００５３】図３は、この発明の第２の実施形態を示
す。この実施形態における弾性補強部材６３は、前記図
１，図２における弾性補強部材６１に対し、耐熱充填材
５に対応する部位のみ波形形状としている。

【００５４】すなわち、耐熱充填材５に対応する部位の
みハウジング７側に凸となる山部６３ａを備え、この山
部６３ａの裏側の谷部６３ｂに、接合部３７を挿入し、
接合部３７を挟み込むようにしている。

【００５５】ハウジング７側に凸となる山部６３ａ以外
の部分には、凸部６３ａが形成されないように、切除部
６３ｄを設けている。

【００５６】一方コア部１側、すなわちハウジング７と
反対側に凸となる山部６３ｃについては、図１，図２の
ものと同様であり、隣接するシート状チューブ３９の接
合部３７相互間に挿入される。

【００５７】上記した第２の実施形態によれば、接合部
３７の破損を防止しつつ、第１の実施形態に比べ、切除
部６３ｄを設けている分軽量化を達成することができ
る。

【００５８】図４は、この発明の第３の実施形態を示
す。この実施形態における弾性補強部材６５は、図４中
で矢印Ｇで示す高温ガスの流れ方向、すなわち接合部３
７の側面に沿う方向に延長される板部としての波板部６
７，６９，７１，７３，７５，７７を備えている。

【００５９】上記した波板部６７と６９とを、高温ガス
の下流側の端部の屈曲部７９にて接続し、波板部６９と
７１とを、高温ガスの上流側の端部の屈曲部８１にて接
続し、波板部７１と７３とを、高温ガスの下流側の端部
の屈曲部８３にて接続し、波板部７３と７５とを、高温
ガスの上流側の端部の屈曲部８５にて接続し、さらに波
板部７５と７７とを、高温ガスの下流側の端部の屈曲部
８７にて接続している。これにより、弾性補強部材６５
は全体として波板形状を呈している。

【００６０】そして、屈曲部８１に接続される波板部６
９，７１相互間および、屈曲部８５に接続される波板部
７３，７５相互間に、接合部３７を挿入して挟み込むよ
うにする。

【００６１】これにより、屈曲部７９に接続される波板
部６７，６９、屈曲部８３に接続される波板部７１，７
３、屈曲部８７に接続される波板部７５，７７が、隣接
するシート状チューブ３９の接合部３７相互間にそれぞ
れ配置されることになる。

【００６２】上記した第３の実施形態によれば、弾性補
強部材６５の屈曲部７９，８１，８３，８５，８７が、
ばね構造となり、接合部３７を押し付けて固定するの
で、接合部３７におけるろう材の剥離は回避され、接合
部３７の破損を防止することができる。

【００６３】なお、高温ガスの上流側の屈曲部８１，８
５を同下流側とし、高温ガスの下流側の屈部７９，８
３，８７を同上流側としても構わない。また、この弾性
補強部材６５は、剛性の高い平板材料を素材として使用
し、屈曲部７９，８１，８３，８５，８７を形成して全
体として波板形状としてもよい。すなわち、この場合、
波板部６７，６９，７１，７３，７５，７７が、平板部
となる。さらに、熱交換器の仕様に応じて、屈曲部７
９，８１，８３，８５，８７を部分的に焼入処理し、ば
ね力を強化することも可能である。

【００６４】図５は、この発明の第４の実施形態を示
す。この実施形態における弾性補強部材８９は、図５中
で矢印Ｇで示す高温ガスの流れ方向、すなわち接合部３
７の側面に沿う方向に延長される板部９１，９３，９
５，９７，９９，１０１を備えている。

【００６５】上記した一対の板部９１と９３とを、高温
ガスの下流側の端部の屈曲部１０３にて接続し、一対の
板部９５と９７とを、高温ガスの上流側の端部の屈曲部
１０５にて接続し、さらに一対の板部９９と１０１と
を、高温ガスの下流側の端部の屈曲部１０７にて接続し
ている。

【００６６】板部９１と９３とが屈曲部１０３で接続さ
れ、板部９５と９７とが屈曲部１０５で接続され、さら
に板部９９と１０１とが屈曲部１０７で接続されること
で、それぞれほぼＶ字形状の補強部材本体１０９，１１
１，１１３を構成する。

【００６７】上記した屈曲部１０３，１０５，１０７に
よるＶ字形状は、Ｕ字形状としてもよい。

【００６８】また、隣接する補強部材本体１０９と１１
１とは、板部９３と９５とが長手方向ほぼ中央部にて連
結部１１５で連結され、隣接する補強部材本体１１１と
１１３とは、板部９７と９９とが長手方向ほぼ中央部に
て連結部１１７で連結されている。

【００６９】上記した各連結部１１５，１１７は、ハウ
ジング７側に凸となるほぼＵ字形状となっている。この
連結部１１５，１１７のＵ字形状は、Ｖ字形状としても
よい。

【００７０】このような構成の弾性補強部材８９は、平
板材料からの抜き打ち加工で行える。

【００７１】そして、隣接する補強部材本体１０９と１
１１との間および、隣接する補強部材本体１１１と１１
３との間に、シート状チューブ３９の接合部３７をそれ
ぞれ挿入する。また、隣接する接合部３７相互間に配置
される補強部材本体１０９，１１１，１１３が、その弾
性力により接合部３７を側面から押さえ付ける。

【００７２】このようにして弾性補強部材８９が接合部
３７を押さえ付けけるので、接合部３７におけるろう材
の剥離は回避され、接合部３７の破損を防止することが
できる。

【００７３】図６および図７は、この発明の第５の実施
形態を示す。なお、ここでは、図７に示すように、シー
ト状チューブ３９の下端の接合部は、前記図２１に示し
たような端部を折り曲げた構造の接合部５９としてあ
る。接合部５９の構造に代えて、図１に示したものと同
様な、折り曲げ部のない接合部３７としてもよい。

【００７４】この実施形態における弾性補強部材１１９
は、シート状チューブ３９の積層方向に複数配置される
パイプ状部材１２１と、このパイプ状部材１２１が接合
される板部材１２３とを備える。

【００７５】パイプ状部材１２１は、図７の紙面に直交
する方向に接合部３７に沿って延長され、コア部１側に
開口部１２１ａを備え、この開口部１２１ａと反対側の
図７中で下部側が板部材１２３に接合固定される。上記
したパイプ状部材１２１を、図７に示すように、隣接す
るシート状チューブ３９の接合部５９相互間に配置す
る。このとき、板部材１２３には、接合部５９の下端が
入り込む凹部１２３ａを形成してある。

【００７６】接合部５９相互間に配置したパイプ状部材
１２１は、両側の接合部５９に押されて潰れ、このとき
の潰れ反力により、接合部５９を押さえ付ける。これに
より、接合部３７におけるろう材の剥離は回避され、接
合部３７の破損を防止することができる。

【００７７】図８および図９は、この発明の第６の実施
形態を示す。この実施形態における弾性補強部材１２５
は、前記図１におよび図２に示した第１の実施形態の弾
性補強部材６１と同様に、全体として波板形状を呈して
いるが、第１の実施形態の弾性補強部材６１に対し、耐
熱性充填材５を位置決めするための位置決め部となる切
除部１２５ｓを、ハウジング７側に凸なる山部１２５ａ
に設けている。

【００７８】そして、この山部１２５ａの裏側の谷部１
２５ｂに、図９（ａ）に示すように、接合部３７を挿入
する。一方、コア部１側、すなわちハウジング７と反対
側に凸となる山部１２５ｃは、第１の実施形態における
弾性補強部材６１の山部６１ｃと同様な構造であり、隣
接するシート状チューブ３９の接合部３７相互間に挿入
される。

【００７９】ここで、上記した第６の実施形態の弾性補
強部材１２５は、図９（ｂ）に示す第１の実施形態の弾
性補強部材６１に対し、ハウジング７側に凸なる山部１
２５ａの図中で下方への突出量を、山部６１ａの同突出
量より多くしてあり、接合部３７の下端３７ａが切除部
１２５ｓの上縁より上方となるよう設定してある。これ
により接合部３７が、切除部１２５ｓの上縁に接触せ
ず、接合部３７が保護されることになる。

【００８０】図１０は、前記図１８に対応する図の下部
側部分のみ示したもので、接合部３７の下端に弾性補強
部材１２５を組み付けるとともに、その切除部１２５ｓ
に耐熱充填材５を嵌め込んで組み付けた状態示してい
る。

【００８１】上記した第６の実施形態によれば、耐熱充
填材５をコア部１の周囲に組み付ける際には、弾性補強
部材１２５の切除部１２５ｓを利用して位置決めできる
ので、耐熱充填材５の組付作業性を向上させつつ、接合
部３７の破損を防止することができる。

【００８２】なお、上記した第６の実施形態において
は、剛性を維持できるのであれば、図１１に示すよう
に、切除部１２５ｓのほかに、その両側に軽量化のため
の切欠部１２５ｔを設けてもよい。

【００８３】図１２は、この発明の第７の実施形態を示
す。この実施形態における弾性補強部材１２７は、基本
的な構造が前記図４に示した第３の実施形態の弾性補強
部材６５と同様であるが、耐熱性充填材５を位置決めす
るための位置決め部となる切除部１２７ｓを、板部とし
ての平板部１２９，１３１，１３３，１３５，１３７，
１３９のハウジング７側の下端の縁部に設けている。

【００８４】そして、隣接する上記した平板部相互を接
続する屈曲部１４１，１４３，１４５，１４７，１４９
のハウジング７側の下端の縁部にも切除部１２７ｔを設
けている。この切除部１２７ｔは、弾性補強部材１２７
の軽量化のためであり、必ずしも設ける必要はない。

【００８５】上記した切除部１２７ｓの上縁は、前記し
た図９の切除部１２５ｓの上縁と同様に、シート状チュ
ーブ３９の接合部３７に弾性補強部材１２７を組み付け
た状態で、接合部３７の下端３７ａより下方となるよう
設定し、接合部３７を切除部分１２７ｓから保護してい
る。

【００８６】上記した第７の実施形態によれば、耐熱充
填材５をコア部１の周囲に組み付ける際には、弾性補強
部材１２７の切除部１２７ｓを利用して位置決めできる
ので、耐熱充填材５の組付作業性を向上させつつ、接合
部３７の破損を防止することができる。

【００８７】図１３は、この発明の第８の実施形態を示
す。この実施形態における弾性補強部材１５１は、基本
的な構造が前記図５に示した第４の実施形態の弾性補強
部材８９と同様であるが、図５における連結部１１５に
代えて連結部１５３，１５５を設けるとともに、同連結
部１１７に代えて連結部１５７，１５９を設けている。

【００８８】そして、各連結部１５３と１５５との間の
間隔、および連結部１５７と１５９との間の間隔を、そ
れぞれ耐熱性充填材５を収容して位置決めするための位
置決め部１６１となるよう設定してある。

【００８９】上記した第８の実施形態によれば、耐熱充
填材５をコア部１の周囲に組み付ける際には、連結部１
５３と１５５との間、および連結部１５７，１５９との
間を利用して位置決めできるので、耐熱充填材５の組付
作業性を向上させつつ、接合部３７の破損を防止するこ
とができる。

【００９０】図１４は、この発明の第９の実施形態を示
す。この実施形態における弾性補強部材１６３は、基本
的な構造が前記図６に示した第５の実施形態の弾性補強
部材１１９と同様であるが、板部材１２３のハウジング
７側（図１４中で下部側）に突出する突起１６５を、パ
イプ状部材１２１の延長方向と直交する方向に、２つ設
けている。この２つの突起１６５相互の間隔を、耐熱充
填材５を収容して位置決めする位置決め部１６７となる
よう設定してある。

【００９１】上記した第９の実施形態によれば、耐熱充
填材５をコア部１の周囲に組み付ける際には、板部材１
２３の２つの突起１６５の間を利用して位置決めできる
ので、耐熱充填材５の組付作業性を向上させつつ、接合
部３７の破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態に係わるシート状チ
ューブの接合部付近を示す断面図である。

【図２】第１の実施形態の弾性補強部材の斜視図であ
る。

【図３】この発明の第２の実施形態の弾性補強部材の斜
視図である。

【図４】この発明の第３の実施形態の弾性補強部材の斜
視図である。

【図５】この発明の第４の実施形態の弾性補強部材の斜
視図である。

【図６】この発明の第５の実施形態の弾性補強部材の斜
視図である。

【図７】第５の実施形態に係わるシート状チューブの接
合部付近を示す断面図である。

【図８】この発明の第６の実施形態の弾性補強部材の斜
視図である。

【図９】（ａ）は、第６の実施形態の弾性補強部材を使
用したシート状チューブの接合部周辺を示す斜視図、
（ｂ）は第１の実施形態の弾性補強部材を使用したシー
ト状チューブの接合部周辺を示す斜視図である。

【図１０】第６の実施形態の弾性補強部材を使用したシ
ート状チューブの接合部周辺を示す側面断面図である。

【図１１】第６の実施形態の弾性補強部材の変形例を示
す斜視図である。

【図１２】この発明の第７の実施形態の弾性補強部材の
斜視図である。

【図１３】この発明の第８の実施形態の弾性補強部材の
斜視図である。

【図１４】この発明の第９の実施形態の弾性補強部材の
斜視図である。

【図１５】従来の熱交換器の側面断面図である。

【図１６】従来の熱交換器のコア部の基本構造を示す斜
視図である。

【図１７】従来の熱交換器のコア部の実際の構造を示す
部分的な断面図である。

【図１８】図１７のＡ−Ａ断面図である。

【図１９】従来の熱交換器のコア部が熱膨張する際の模
式図である。

【図２０】従来の熱交換器のコア部の接合部周辺が熱変
形する状態を示す模式図である。

【図２１】（ａ）は接合部の他の例を示す断面図、
（ｂ）は（ａ）の接合部構造の熱変形状態を示す模式図
である。

【符号の説明】

１コア部３側壁板５耐熱充填材７ハウジング３３，３５一対のプレート３７接合部３９シート状チューブ４１燃料用フィン（第１の媒体用フィン）４２燃料（過熱）用フィン（第１の媒体用フィン）４５燃料導入口（媒体入口）４６高温ガス用フィン（第２の媒体用フィン）４８高温ガス通路（第２の媒体通路）４９蒸気吐出口（媒体出口）５１燃料導入通路（入口通路，第１の媒体通路）５３蒸気吐出通路（出口通路，第１の媒体通路）５５隔壁５７連通路６１，６３，６５，８９，１１９，１２５，１２７，１
５１，１６３弾性補強部材６１ａ，６３ａハウジング側に凸となる山部６１ｂ，６３ｂ谷部６１ｃ，６３ｃコア部側に凸となる山部６３ｄ切除部６７，６９，７１，７３，７５，７７波板部（板部）７９，８１，８３，８５，８７屈曲部９１，９３，９５，９７，９９，１０１板部１０３，１０５，１０７屈曲部１０９，１１１，１１３補強部材本体１１５，１１７連結部１２１パイプ状部材１２１ａ開口部１２３板部材１２５ｓ，１２７ｓ切除部（位置決め部）１５３，１５５，１５７，１５９連結部１６１，１６７位置決め部１６５突起

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者後藤隆治神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3L065 CA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のプレートを互いに接合してシート
状チューブを構成し、このシート状チューブ内には、第
１の媒体が流れる第１の媒体通路を有するとともに、第
１の媒体用フィンを収容し、前記シート状チューブを、
複数積層してその相互間に、前記第１の媒体と熱交換を
行う第２の媒体が流れて第２の媒体用フィンを収容する
第２の媒体通路を形成し、前記シート状チューブは、接
合部の一側縁付近に前記第１の媒体用の媒体入口および
媒体出口をそれぞれ有し、この媒体入口および媒体出口
にそれぞれ連通する入口通路および出口通路を互いに隔
てる隔壁と、前記第１の媒体用フィンとを、前記接合部
の一側縁と反対側の他側縁の接合部に対して離間させて
前記入口通路と出口通路とを連通する連通路を形成し、
前記シート状チューブと前記第２の媒体用フィンとを複
数積層して構成したコア部の前記積層方向の一側面を側
壁板に固定し、このコア部の前記第２の媒体の入口部お
よび出口部を除く三面の少なくとも一部を、耐熱充填材
を介してハウジングで覆った熱交換器において、前記耐
熱充填材が介装された部位に対応するシート状チューブ
の前記他側縁の接合部周辺に、この接合部を押さえ付け
る弾性補強部材を設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】前記弾性補強部材は、波板形状を呈し、
前記ハウジング側に凸となる山部の裏側の谷部に、前記
シート状チューブの他側縁の接合部を挿入して挟み込
み、前記コア部側に凸となる山部を、前記シート状チュ
ーブの他側縁の接合部相互間に挿入したことを特徴とす
る請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】前記弾性補強部材は、前記耐熱充填材に
対応する部位のみ波板形状を呈し、他の部位が、前記ハ
ウジング側に凸となる山部が切除された切除部を備えて
いることを特徴とする請求項２記載の熱交換器。
【請求項４】前記弾性補強部材は、前記シート状チュ
ーブの他側縁の接合部の両側面に沿って延長されて前記
接合部を挟み込む板部と、この板部の端部相互を接続
し、前記他側縁の接合部の延長方向端部の外側に位置す
る屈曲部とをそれぞれ有する波形形状を呈していること
を特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項５】前記弾性補強部材は、前記シート状チュ
ーブの他側縁の接合部の側面に沿って延長される一対の
板部を、この延長方向の一方の端部を互いに屈曲部にて
接続してほぼＶ字形状の補強部材本体を構成し、この補
強部材本体を、前記隣接するシート状チューブの他側縁
の接合部相互間に配置するとともに、隣接する補強部材
本体の前記屈曲部が互いに反対側となるように配置し、
かつ隣接する補強部材本体の前記板部相互を、前記ハウ
ジング側に凸となって前記接合部を受け入れて挟み込む
連結部で連結したことを特徴とする請求項１記載の熱交
換器。
【請求項６】前記弾性補強部材は、前記シート状チュ
ーブの他側縁の接合部の側面に沿って延長されて前記コ
ア部側に開口部を備えたパイプ状部材と、このパイプ状
部材の前記開口部と反対側が接合される板部材とをそれ
ぞれ有し、前記パイプ状部材を前記隣接するシート状チ
ューブの接合部相互間に配置して前記接合部を挟み込む
ようにしたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項７】前記弾性補強部材に、前記耐熱充填材の
位置決めを行う位置決め部を設けたことを特徴とする請
求項１記載の熱交換器。
【請求項８】前記弾性補強部材は、波板形状を呈し、
前記ハウジング側に凸となる山部の裏側の谷部に、前記
シート状チューブの他側縁の接合部を挿入して挟み込
み、前記コア部側に凸となる山部を、前記シート状チュ
ーブの他側縁の接合部相互間に挿入し、前記ハウジング
側に凸となる山部を切除して、この切除部を、前記耐熱
充填材を位置決めする前記位置決め部としたことを特徴
とする請求項７記載の熱交換器。
【請求項９】前記弾性補強部材は、前記シート状チュ
ーブの他側縁の接合部の両側面に沿って延長されて前記
接合部を挟み込む板部と、この板部の端部相互を接続
し、前記他側縁の接合部の延長方向端部の外側に位置す
る屈曲部とをそれぞれ有する波形形状を呈し、前記弾性
補強部材の前記ハウジング側の縁部を切除して、この切
除部を、前記耐熱充填材を位置決めする前記位置決め部
としたことを特徴とする請求項７記載の熱交換器。
【請求項１０】前記弾性補強部材は、前記シート状チ
ューブの他側縁の接合部の側面に沿って延長される一対
の板部を、この延長方向の一方の端部を互いに屈曲部に
て接続してほぼＶ字形状の補強部材本体を構成し、この
補強部材本体を、前記隣接するシート状チューブの他側
縁の接合部相互間に配置するとともに、隣接する補強部
材本体の前記屈曲部が互いに反対側となるように配置
し、かつ隣接する補強部材本体の前記板部相互を、前記
ハウジング側に凸となって前記接合部を受け入れて挟み
込む連結部で連結し、この連結部を、前記板部の延長方
向に沿って一対設け、この一対の連結部相互間を、前記
耐熱充填材を収容して位置決めする前記位置決め部とし
たことを特徴とする請求項７記載の熱交換器。
【請求項１１】前記弾性補強部材は、前記シート状チ
ューブの他側縁の接合部の側面に沿って延長されて前記
コア部側に開口部を備えたパイプ状部材と、このパイプ
状部材の前記開口部と反対側が接合される板部材とをそ
れぞれ有し、前記パイプ状部材を前記隣接するシート状
チューブの接合部相互間に配置して前記接合部を挟み込
むようにし、前記板部材のハウジング側に、前記パイプ
状部材の延長方向と直交する方向に延長される突起を所
定間隔をおいて一対形成し、この各突起相互間を、前記
耐熱充填材を収容して位置決めする前記位置決め部とし
たことを特徴とする請求項７記載の熱交換器。