JP2006336902A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱交換媒体である流体がシェル内を均一に流れる熱交換器を得る。
【解決手段】 排気熱発電装置を構成する低温側熱交換器１４は、シェル５０内を通過する流体とシェル５０の伝熱壁５８の外表面に接触する熱発電素子との熱交換を行う。シェル５０は、その一端側における幅方向中央部に設けられた冷媒入口５４と、その他端側における幅方向中央部に設けられた冷媒出口５６とを有する。シェル５０内では、冷媒入口５４と冷媒出口５６とを結ぶ方向に平行に複数の冷却フィン５２が、伝熱壁５８から立設されている。また、シェル５０内における複数の冷却フィン５２と冷媒入口５４との間には、冷媒入口５４から流入した冷媒を該シェル５０の幅方向に拡散させるための拡散部材６８が配設されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、低温流体と高温流体との熱交換を行なう熱交換器に関する。

自動車等の車両において、エンジンの排気熱を利用して発電を行なう熱発電装置を搭載したものがある（例えば、特許文献１参照）。この技術では、排気管の上下にそれぞれ複数配置された熱発電素子を、各熱発電素子に対応して設けられた複数の低温側部材（熱交換器）と排気管との間に挟み込んで熱発電装置を構成している。各低温側部材は、その内部が櫛状に形成されて複数の低温媒体通路が媒体出入方向に沿って平行に形成されており、冷却パイプから供給される冷却水との熱交換によって熱発電素子を冷却するようになっている。
特開２００２−３２５４７０号公報 特開２００２−２５０５７２号公報 特開２００１−４４５２１号公報 特開平５−２０３２８９号公報

しかしながら、上記の如き従来の技術では、冷却水出入口側の各冷却パイプが低温側部材の幅方向中央部に接続されているため、低温側部材の内部では幅方向中央部に冷却水の流れが集中してしまい、交換熱量が少なくなる問題があった。

本発明は上記事実を考慮して、熱交換媒体である流体がシェル内を均一に流れる熱交換器を得ることが目的である。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る熱交換器は、シェル内を通過する流体と、該シェルの伝熱壁の外表面に接触する物質との熱交換を行うための熱交換器であって、前記シェルの一端側における幅方向中央部に設けられた流体入口と、前記シェルの他端側における幅方向中央部に設けられた流体出口と、それぞれ前記伝熱壁から立設され、それぞれの一端が前記シェルの一端側に位置すると共に他端が該シェルの他端側に位置するように該シェル内に互いに平行に配置された複数のフィンと、前記シェル内における前記流体入口と前記フィンの一端との間、及び前記フィンの他端と前記流体出口との間の一方又は双方に設けられ、流体の流れを前記シェルの幅方向に拡散させるための拡散手段と、を備えている。

請求項１記載の熱交換器では、流体入口からシェル内に導入された流体は、複数のフィン間を通過しつつ該フィン及び伝熱壁と熱交換を行い、流体出口を経由してシェル外に導出される。これにより、シェル内を通過する流体と、シェルの伝熱壁の外表面に接触する物質（固体、流体等）との熱交換が果たされる。ここで、シェル内における流体入口とフィンとの間又はフィンと流体出口との間に拡散手段を設けたため、シェルの幅方向中央部を通過しようとする流体は、拡散手段によってシェル幅方向に拡散（分散）され、複数の集熱部材間を均一に流れる。これにより、熱交換効率が向上する。

このように、請求項１記載の熱交換器では、熱交換媒体である流体がシェル内を均一に流れる。なお、シェルにおける伝熱壁と対向する壁部と各フィンの端部との間は、実質的に流体のバイパスが不能となるように閉じていることが好ましい。

請求項２記載の発明に係る熱交換器は、請求項１記載の熱交換器において、前記拡散手段は、前記シェルの幅方向における端部が前記流体入口又は流体出口の幅方向端部よりも外側に位置している拡散部材である。

請求項２記載の熱交換器では、シェル幅方向における拡散部材の端部が流体入口又は流体出口の端部よりも幅方向外側に位置するため、換言すれば、シェル内における少なくとも幅方向中央部に位置する拡散部材（複数の拡散部材）の幅方向両端を結ぶ寸法が、流体入口又は流体出口のシェル幅方向に沿う寸法よりも大きいため、流体は、一層効果的にシェル内における幅方向外側領域に拡散される。

請求項３記載の発明に係る熱交換器は、請求項２記載の熱交換器において、前記拡散手段は、前記拡散部材は、前記各フィンの立設方向に沿う高さが該フィンの高さよりも小とされている。

請求項３記載の熱交換器では、高さがフィン（間に形成されるバイパス流路）の高さよりも小さい拡散部材は、流体を幅方向外側に拡散させつつ幅方向中央部をも通過させることができる。

請求項４記載の発明に係る熱交換器は、請求項２記載の熱交換器において、前記拡散部材又は複数の前記拡散部材間にバイパス流路を形成した。

請求項４記載の熱交換器では、バイパス流路を設けたため、拡散部材の高さをフィンと一致させた構成においても、流体を幅方向外側に拡散させつつ幅方向中央部をも通過させることができる。

請求項５記載の発明に係る熱交換器は、請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の熱交換器記載の熱交換器において、前記拡散手段は、前記シェル内における前記流体入口と前記フィンの一端との間、及び前記フィンの他端と前記流体出口との間の一方又は双方に配置された拡散部材であり、前記拡散部材は、前記流体入口側に凸となるテーパ状に形成されている。

請求項５記載の熱交換器では、複数の伝熱板に対し流体入口側又は流体出口側に配置された拡散部材が流体入口側（流れ方向上流側）に凸となるテーパ状であるため、拡散部材設置による流動抵抗増加を抑制することができる。

請求項６記載の発明に係る熱交換器は、請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の熱交換器記載の熱交換器において、前記シェル内における前記流体入口と前記フィンの一端との間、及び前記フィンの他端と前記流体出口との間の双方に、それぞれ前記シェルの幅方向及び流体流れ方向の各中心線に対して対称に前記拡散手段を設けた。

請求項６記載の熱交換器では、複数の伝熱板に対する流体入口側に位置する拡散手段と、複数の伝熱板に対する流体出口側に位置する拡散手段とが、シェルの幅方向中心線、及び流体流れ方向中心のそれぞれに対し対称であるため、流体入口側と出口側とを区別する必要がなくなる。したがって、シェル自体、流体入口、流体出口等が上記各中心線に対し対称に形成されていれば、本熱交換器の誤組付等が防止される。

請求項７記載の発明に係る熱交換器は、請求項１記載の熱交換器において、前記拡散手段は、前記伝熱壁又は該伝熱壁に対向する壁部における前記フィンの一端と前記流体入口との間に位置する部分である拡散部と、前記案内部の幅方向中央部に向かう流体の流れを生成する流体案内部とを含んで構成されている。

請求項７記載の熱交換器では、流体案内部に案内された流体は、拡散部に所定角度で（例えば略直角方向から）衝突することでシェル幅方向に拡散し、各伝熱板間を流れる。これにより、本熱交換器では、シェル内に拡散部材を配設することなく、流体がシェル内を均一に流れる。

上記目的を達成するために請求項８記載の発明に係る熱交換器は、シェル内を通過する流体と、該シェルの伝熱壁の外表面に接触する物質との熱交換を行うための熱交換器であって、前記シェルの一端側における幅方向中央部に設けられた流体入口と、前記シェルの他端側における幅方向中央部に設けられた流体出口と、それぞれ前記伝熱壁から立設され、それぞれの一端が前記シェルの幅方向一方の側壁側に位置すると共に他端が該シェルの幅方向他方の側壁側に位置するように該シェル内に互いに平行に配置された複数のフィンと、１枚の前記フィンの一端と前記一方の側壁との間を閉塞する第１閉塞部、及び前記１枚のフィンよりも前記流体出口側に位置する前記フィンの他端と前記他方の側壁との間を閉塞する第２閉塞部と、を備えている。

請求項８記載の熱交換器では、流体入口からシェル内に導入された流体は、複数のフィンの他端側から一端側に向けて各集熱部材間（第１閉塞部と第２閉塞部との間に位置する集熱部材間を流れつつ該フィン及び伝熱壁と熱交換を行い、流体出口を経由してシェル外に導出される。これにより、シェル内を通過する流体と、シェルの伝熱壁の外表面に接触する物質（固体、流体等）との熱交換が果たされる。ここで、各フィン間のバイパス流路の各入口を他方の側壁側（シェルの幅方向他端側）に配置すると共に、各フィン間のバイパス流路の各出口を一方の側壁側（シェルの幅方向一端側）に配置したため、換言すれば、各フィン間を通過する際に流れ方向が変わる構造であるため、シェルの幅方向中央から導入された流体は、幅方向他端側に案内された後に幅方向一端に向けて流れる。このため、複数の集熱部材間を流体が均一に流れる。これにより、熱交換効率が向上する。

このように、請求項８記載の熱交換器では、熱交換媒体である流体がシェル内を均一に流れる。なお、シェルにおける伝熱壁と対向する壁部と各フィンの端部との間は、実質的に流体のバイパスが不能となるように閉じていることが好ましい。

請求項９記載の発明に係る熱交換器は、請求項８記載の熱交換器において、前記各フィンは、前記流体入口に側に隣り合う該フィンに対し一端と前記一方の側壁との距離が広くかつ他端と前記他方の側壁との距離が狭くなるように、互いにオフセットして配置されている。

請求項９記載の熱交換器では、一方の壁部側において流体入口側から出口側に向かうほど各伝熱版の一端と一方の側壁と距離が近接し、他方の壁部側において流体入口側から出口側に向かうほど各伝熱版の他端と他方の側壁と距離が離間する。このため、本熱交換器では、流体入口に近い側の伝熱板間において流体は流入し易い一方で流出し難く、逆に流体出口に近い側の伝熱板間において流体は流入し難い一方で流出し易い。すなわち、各伝熱板間を通過する際の流動抵抗が均一化されるので、熱交換媒体である流体がシェル内をより均一に流れる。

以上説明したように本発明に係る熱交換器は、熱交換媒体である流体がシェル内を均一に流れるという優れた効果を有する。

本発明の実施形態に係る熱交換器が低温側熱交換器１４として適用された熱発電装置である排気熱発電装置１０について、図１乃至図５に基づいて説明する。先ず、排気熱発電装置１０の全体構成を説明し、次いで低温側熱交換器１４の構造を詳細に説明することとする。

（排気熱発電装置の構成）
図３には、排気熱発電装置１０の概略全体構成が正面図にて示されており、図４には排気熱発電装置１０の概略全体構成が側面図にて示されている。また、図５には、図４の３−３線に沿う断面図が示されている。これらの図に示される如く、排気熱発電装置１０は、自動車に適用され、内燃機関エンジンの排気ガスによって加熱される加熱部としての高温側熱交換部１２と、エンジン冷却水によって冷却される冷却部としての低温側熱交換器１４との間に挟まれた複数の熱発電素子（熱電素子モジュールともいう）１６を備え、この熱発電素子１６が高温側と低温側との温度差に応じた起電力を生じる発電装置とされている。以下、具体的に説明する。

図３乃至図５に示される如く、排気熱発電装置１０は、高温側ハウジング１８を備えている。図５に示される如く、高温側ハウジング１８は、略正方形筒状に形成されており、その四隅にはそれぞれ略正方形筒状に形成された角パイプ２０が配設されている。高温側ハウジング１８における上下方向又は左右方向に隣り合う角パイプ２０間には、それぞれ貫通孔１８Ａが形成されており、これらの貫通孔１８Ａはそれぞれ集熱部材２２の素子接触板２２Ａにて閉止されている。各素子接触板２２Ａからは、それぞれ複数の集熱フィン２２Ｂが立設されており、集熱フィン２２Ｂは素子接触板２２Ａが貫通孔１８Ａを閉止した状態で高温側ハウジング１８内に入り込んでいる。これら高温側ハウジング１８と各集熱部材２２とが、後述する高温ガス導入パイプ２４を囲むように高温側熱交換部１２を構成しており、素子接触板２２Ａにおける集熱フィン２２Ｂ立設側と反対側の面が高温側熱交換部１２の外面１２Ａを構成している。

また、高温側ハウジング１８の軸心部には、該高温側ハウジング１８の軸線方向に長手方向を一致させた高温ガス導入パイプ（排気管）２４が配設されている。高温ガス導入パイプ２４は、そのパイプ壁に連通孔２４Ａが設けられており、図示しない内燃機関エンジンから導入された高温の排気ガスを高温側ハウジング１８内に導出するようになっている。連通孔２４Ａは、各集熱部材２２側を向けて放射状に、高温ガス導入パイプ２４の周方向に沿う複数箇所（この実施形態では４箇所）に設けられている。

これにより、高温側ハウジング１８内では、高温ガス導入パイプ２４の外面と各素子接触板２２Ａとの間に形成された計４つの高温側熱交換路２６が、高温側ハウジング１８（高温ガス導入パイプ２４）の周方向に沿って配置されている。各集熱部材２２の集熱フィン２２Ｂは、それぞれ対応する高温側熱交換路２６内に位置している。なお、高温ガス導入パイプ２４から各高温側熱交換路２６に導入された排気ガスは、該高温側熱交換路２６を通過した後には角パイプ２０の内部を通って装置外（自動車のマフラー装置等）に排出されるようになっている。

そして、図５に示される如く、各集熱部材２２の素子接触板２２Ａにおける集熱フィン２２Ｂ立設側と反対側の面、すなわち高温側熱交換部１２の外面１２Ａには、それぞれ熱発電素子１６の高温側の面が接触している。一方、平板状に形成された各熱発電素子１６の高温側の面とは反対側の面、すなわち低温側の面には、それぞれ後に詳述する低温側熱交換器１４が接触している。低温側熱交換器１４は、熱発電素子１６ごとに設けられており、それぞれの内部を通過する冷媒としてのエンジン冷却水との熱交換によって熱発電素子１６を冷却するようになっている。

熱発電素子１６は、例えばゼーベック効果等によって、高温側（排気ガス）と低温側（エンジン冷却水）との温度差に基づく起電力を生じる構成とされている。図３に示される如く、１つの熱発電素子１６、これに接触する集熱部材２２（高温側熱交換路２６）及び低温側熱交換器１４が、１つの発電ユニット２８を構成している。また、図５に示される如く、高温側ハウジング１８（高温側熱交換部１２）の周方向に沿って配置された複数（この実施形態では４つ）の発電ユニット２８が１つの発電ユニット群３０を構成している。したがって、各発電ユニット群３０では、４つの低温側熱交換器１４が高温側熱交換部１２の周方向に等間隔で配置されている。

図４に示される如く、この実施形態では、高温側ハウジング１８の軸線方向に沿って３つの発電ユニット群３０が設けられている。そして、各発電ユニット群３０では、複数（４つ）の発電ユニット２８を構成する熱発電素子１６が、集熱部材２２、低温側熱交換器１４が、各低温側熱交換器１４の外側から巻き掛けられる図示しない共通のバンド状部材によって拘束されることで、高温側ハウジング１８に保持されている。

また、高温側ハウジング１８の軸線方向に隣り合う発電ユニット群３０は、高温側ハウジング１８の周方向における各発電ユニット２８（低温側熱交換器１４）の位置を一致させている。これにより、図４に示される如く、高温側ハウジング１８の軸線方向に沿って直線状に配置された複数（この実施形態では３つ）の発電ユニット２８が１つの発電ユニット列３２を構成している。この実施形態では、高温側ハウジング１８の周方向に沿って４つの発電ユニット列３２が設けられている。各発電ユニット列３２では、高温側ハウジング１８の軸線方向に隣り合う低温側熱交換器１４が連通パイプ３４によって接続されている。

そして、排気熱発電装置１０は、各発電ユニット列３２に冷媒としてのエンジン冷却水を分配するための冷却水分配構造３５を備えている。この冷却水分配構造３５では、各発電ユニット列３２におけるエンジン冷却水の流れ方向の最上流（図４の左端）に位置する各低温側熱交換器１４の上流端に、それぞれ分岐バイパス流路としての分岐管３６が接続されている。一方、各発電ユニット列３２におけるエンジン冷却水の流れ方向の最下流（図４の右端）に位置する各低温側熱交換器１４の下流端には、それぞれ分岐バイパス流路としての合流管３８が接続されている。

さらに、各発電ユニット列３２の分岐管３６は、分配用バイパス流路としての共通の冷却水入口ヘッダ４０に接続されており、各発電ユニット列３２の合流管３８は、共通の冷却水出口ヘッダ４２に接続されている。冷却水入口ヘッダ４０には、冷却水導入部としての冷却水導入管４４が接続されており、冷却水出口ヘッダ４２には、冷却水導出部である冷却水排出管４６が接続されている。図４に示される如く、各発電ユニット列３２では、分岐管３６、連通パイプ３４、合流管３８は、高温側ハウジング１８の軸線方向に沿う一直線状に配置されている。また、この実施形態では、図３に示される如く、分岐管３６、連通パイプ３４、合流管３８は、低温側熱交換器１４の幅方向中央部に接続されている。

これにより、排気熱発電装置１０の冷却水分配構造３５では、冷却水導入管４４から冷却水入口ヘッダ４０に導入されたエンジン冷却水が各分岐管３６に分配されて各発電ユニット列３２の低温側熱交換器１４（連通パイプ３４）を直線的に通過し、このエンジン冷却水が各合流管３８を経由して冷却水出口ヘッダ４２で合流して冷却水排出管４６から系外（ラジエータ等）に排出されるようになっている。この冷却水の流れによって、各発電ユニット２８において低温側熱交換器１４が熱発電素子１６を冷却する構成である。

また、この実施形態では、図３に示される如く冷却水入口ヘッダ４０は、正面視で、高温側ハウジング１８の周方向に等間隔で配置された４つの分岐管３６を結ぶ仮想円（図示省略）に沿う円弧状に形成されている。より具体的には、冷却水入口ヘッダ４０は、４つの分岐管３６のうち周方向に隣り合う２つの分岐管３６が周方向両端に位置するように、正面視で略Ｃ字状に形成されている。これにより、冷却水入口ヘッダ４０は、有端とされており、その内部でエンジン冷却水の環状流が生成されない構成とされている。そして、本冷却水分配構造３５では、冷却水導入管４４は、その両側に分岐管３６が２つずつ対称に位置するように冷却水入口ヘッダ４０の長手（周）方向中央部に接続されている。

（低温側熱交換器の構成）
上記の如く、発電ユニット列３２を構成する各低温側熱交換器１４は、連通パイプ３４によって直列状に連通されている。各連通パイプ３４は、高温側ハウジング１８の軸線方向に隣り合う低温側熱交換器１４の幅方向（高温側ハウジング１８の周方向）中央部を連通している。具体的には、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示される如く、各低温側熱交換器１４は、シェル５０内にそれぞれフィンとしての複数の冷却（放熱）フィン５２が設けられて構成されている。各低温側熱交換器１４のシェル５０は、高温側ハウジング１８の径方向（放射方向）に扁平とされた略矩形容器状に形成されている。

各シェル５０は、高温側ハウジング１８の軸線方向における一端の幅方向中央部に設けられた流体入口としての冷媒入口５４と、高温側ハウジング１８の軸線方向における他端の幅方向中央部に設けられた流体出口としての冷媒出口５６とを有している。冷媒入口５４及び冷媒出口５６は、それぞれ円筒状の凸部として構成されている。

また、図１及び図５に示される如く、シェル５０における外表面が熱発電素子１６の低温側に接触する部分は伝熱壁５８とされており、図１（Ａ）に示される如く各冷却フィン５２は伝熱壁５８の内面から立設されている。各冷却フィン５２は、それぞれ高温側ハウジング１８の軸線方向（シェル５０の幅方向と直角を成す方向）に沿って長手の略矩形平板状に形成されており、互いに平行かつシェル５０の幅方向に等間隔に配設されている。各冷却フィン５２は、伝熱壁５８を介して熱発電素子１６から伝達される熱をエンジン冷却水に放熱するようになっており、低温側熱交換器１４において冷媒であるエンジン冷却水との熱交換面積を増加する機能を有する構成とされている。

また、図１（Ｂ）に示される如くシェル５０の幅方向最外側に位置する冷却フィン５２は、シェル５０の側壁６０との間隔が隣り合う冷却フィン５２との間隔と同等とされている。さらに、図１（Ａ）に示される如く各冷却フィン５２の伝熱壁５８側とは反対側の端部と伝熱壁５８に対向する外壁６２の内面とは、ほぼ隙間なく当接するか、又は極近接している。なお、図１（Ａ）は、冷媒入口５４が設けられた周壁部分を取り除いてみた正面図であり、図１（Ｂ）は、外壁６２を取り除いて見た図であって、以下の説明では、便宜上平面図である（伝熱壁５８が下側である）こととする。

以上により、各低温側熱交換器１４では、冷媒入口５４からシェル５０内に流入したエンジン冷却水は、各冷却フィン５２間を（分散されて）通過して冷媒出口５６から流出されるようになっている。また、シェル５０内における冷媒入口５４と冷却フィン５２との間には、冷媒入口５４から流入したエンジン冷却水をシェル５０の幅方向に拡散させるための拡散用空間としての流入側ヘッダ部６４が設けられており、シェル５０内における冷却フィン５２と冷媒出口５６との間には、エンジン冷却水を冷媒出口５６に向けて合流させるための合流用空間としての流出側ヘッダ部６６が設けられている。

そして、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示される如く、各低温側熱交換器１４のシェル５０内における流入側ヘッダ部６４には、本発明における拡散手段を構成する拡散部材６８が配設されている。拡散部材６８は、平面視で冷媒入口５４側（上流）に向けて凸となると共に底辺をシェル５０の幅方向に一致させた略鈍角二等辺三角形状に形成されている。図１（Ｂ）に示される如く、拡散部材の最大幅Ｗｄは、冷媒入口５４の最大幅である内径Ｄよりも大とされると共に、流入側ヘッダ部６４の幅Ｗｈ（シェル５０の内幅）よりも小とされている。また、図１（Ａ）に示される如く、拡散部材６８は、その高さＨｄが冷却フィン５２の高さＨｆ（すなわち伝熱壁５８と外壁６２との対向間隔）よりも小とされ、下端面において伝熱壁５８の内面に固着されている。この実施形態では、高さＨｄは、高さＨｆの半分程度とされている。なお、拡散部材６８は、外壁６２に固定されるようにしても良い。

したがって、各低温側熱交換器１４では、冷媒入口５４からシェル５０内に流入したエンジン冷却水は、流入側ヘッダ部６４において、拡散部材６８によって直進が阻止されてシェル５０の幅方向に拡散される流れ成分と、拡散部材６８上（外壁６２側）を通過してシェル５０内の幅方向中央部を主に通過する流れ成分とに分散されるようになっている。なお、図１（Ｂ）に適宜示す矢印は、エンジン冷却水のマクロ的な流れ方向（分散性）を概略的に示す。

次に、第１の実施形態の作用を説明する。

上記構成の排気熱発電装置１０では、自動車のエンジンが始動すると、エンジンの排気ガスが高温ガス導入パイプ２４を通じて各高温側熱交換路２６内、すなわち高温側熱交換部１２に導入される。この排気ガスは、集熱フィン２２Ｂと接触しつつ素子接触板２２Ａに熱を与える（熱交換する）。これにより、各発電ユニット２８において、熱発電素子１６の高温側が加熱される。上記熱交換によって冷却されつつ高温側熱交換部１２を通過した排気ガスは、角パイプ２０内を通じて装置外に排出される。一方、エンジン冷却水は、エンジンのウォータポンプの作動によって、例えば各発電ユニット列３２の各発電ユニット２８の低温側熱交換器１４（シェル５０）、エンジン、ラジエータの順に循環し、各低温側熱交換器１４を介して熱発電素子１６の低温側を冷却する。

以上のように、各発電ユニット２８を構成する熱発電素子１６の高温側が排気ガスの熱を有効利用して加熱されると共に、各熱発電素子１６の低温側が冷却水にて冷却されることで、各熱発電素子１６の高低温側間の温度差が確保され、各熱発電素子１６は、この温度差に基づく起電力を生じる。すなわち、各発電ユニット２８では、熱発電素子１６が発電を行なう。発電された電力は、自動車に搭載された蓄電池であるバッテリ等に蓄えられる（バッテリを充電する）。

ここで、排気熱発電装置１０を構成する低温側熱交換器１４では、シェル５０内の流入側ヘッダ部６４に拡散部材６８を配設したため、エンジン冷却水が流入側ヘッダ部６４においてシェル５０の幅方向に拡散し（分散され）、複数の冷却フィン５２間及び冷却フィン５２と側壁６０との間（以下、単にフィン５２間という）を略均一に流れる。特に、拡散部材６８の幅Ｗｄが冷媒入口５４の内径Ｄよりも大であるため、拡散部材６８を備えない構成ではエンジン冷却水が流れ難いシェル５０内の幅方向端部側のフィン５２間にエンジン冷却水を効果的に導くことができ、全体としてエンジン冷却水がフィン５２間を一層均一に流れる。

以下、図１６に示す比較例との比較によって具体的に説明する。図１６に示す比較例に係る熱交換器２００は、拡散部材６８を備えない点を除いて低温側熱交換器１４と全く同様に構成されている。熱交換器２００における低温側熱交換器１４の構成と対応する部分には、低温側熱交換器１４と同じ符号を付して説明する。

図２（Ｂ）は、熱交換器２００冷媒入口５４からシェル５０内にエンジン冷却水を流入させると共に、冷媒出口５６を経由してエンジン冷却水をシェル５０から流出させた場合の、エンジン冷却水の流速（流量）分布を示す数値解析結果を模式的に示すものである。この図から、熱交換器２００では、シェル５０内の幅方向中央部にエンジン冷却水の流れが集中し、幅方向端部側で冷却フィン５２と接触するエンジン冷却水量が少ないことが判る。一方、図２（Ａ）は、図２（Ｂ）の解析と同条件で低温側熱交換器１４にエンジン冷却水を流した場合における該エンジン冷却水の流速分布を模式的に示すものである。この図から、拡散部材６８によってシェル５０内の幅方向中央部にエンジン冷却水の流れが集中することが抑制され、該幅方向中央部と幅方向端部側とのエンジン冷却水の流速差（流量差）が小さく抑えられることが判る。

このように、第１の実施形態に係る排気熱発電装置１０では、熱交換媒体であるエンジン冷却水がシェル５０内を均一に流れる。これにより、低温側熱交換器１４の熱交換効率が向上する。すなわち、同温度で同流量の冷媒によって伝熱壁５８から効率的に熱を奪うことができる。したがって、本低温側熱交換器１４が適用された排気熱発電装置１０では、温度及び流量に自動車運転上の制約があるエンジン冷却水によって熱発電素子１６の低温側を良好に冷却することができ、発電効率が向上（発電量が増加）する。

また、低温側熱交換器１４では、拡散部材６８の高さＨｄが冷却フィン５２の高さＨｆよりも小であるため、貫通孔等の冷却水バイパス流路を有しない単一の拡散部材６８によってシェル５０の幅方向中央部におけるエンジン冷却水の流れを確保することができる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。なお、上記第１の実施形態又は前出の構成と同一の部品・部分については、上記第１の実施形態又は前出の構成と同一の符号を付して説明を省略する。

（第２の実施形態）
図６（Ａ）には、本発明の第２の実施形態に係る低温側熱交換器７０が図１（Ａ）に対応する正面図にて示されており、図６（Ｂ）には、低温側熱交換器７０が図１（Ｂ）に対応する平面図にて示されている。これらの図に示される如く、低温側熱交換器７０は、流入側ヘッダ部６４及び流出側ヘッダ部６６の双方に拡散部７２、７４が設けられている点で、流入側ヘッダ部６４にのみ拡散部材６８が設けられた第１の実施形態とは異なる。また、低温側熱交換器７０は、拡散部７２が一対の拡散部材７２Ａ、７２Ｂで構成され、拡散部７４が一対の拡散部材７４Ａ、７４Ｂで構成されている点で、第１の実施形態とは異なる。

一対の拡散部材７２Ａ、７２Ｂは、拡散部材６８をシェル５０の幅方向中央部で、下流に向けて拡幅するバイパス流路７２Ｃが形成されるように２分割した如く形成されており、冷媒入口５４の軸線と冷媒出口５６の軸線とを結ぶ仮想線（幅方向中心線）Ｌ１に対し互いに対称に形成されている。したがって、一対の拡散部材７２Ａ、７２Ｂは、上流側（及び幅方向外側）を向くテーパ面がエンジン冷却水をシェル５０内における幅方向端部側に導き、下流側（及び幅方向内側）を向くテーパ面（バイパス流路７２Ｃ路壁）がバイパス流路７２Ｃを通過するエンジン冷却水を幅方向に拡散させるように構成されている。

また、拡散部７４は、拡散部７２がエンジン冷却水を直接的に幅方向外側に案内するのに対し、複数の冷却フィン５２間の下流側に位置して流動抵抗を異ならせることで、エンジン冷却水をシェル５０内の幅方向に拡散させる機能を果たすようになっている。この拡散部７４は、低温側熱交換器７０を上下流側に２等分割する仮想線（流れ方向中心線）Ｌ２に対して拡散部７２と対称に構成されている。したがって、拡散部７４は、一対の拡散部材７４Ａ、７４Ｂ間に幅方向中央部に下流に向かって縮幅されるバイパス流路７４Ｃを有し、該バイパス流路７４Ｃのバイパス流路壁にてシェル５０内の幅方向中央部分を通過したエンジン冷却水を冷媒出口５６に案内すると共に、下流を向くテーパ面にてシェル５０内の幅方向端部側通過したエンジン冷却水を冷媒出口５６に案内するようになっている。

これら拡散部７２及び拡散部７４の最大幅、すなわち一対の拡散部材７２Ａの幅方向外端と拡散部材７２Ｂの幅方向外端部との距離、及び一対の拡散部材７４Ａの幅方向外端と拡散部材７４Ｂの幅方向外端部との距離Ｗｄ２は、それぞれ上記した幅Ｗｄよりも大で幅Ｗｈよりも小とされており、エンジン冷却水の幅方向外側への拡散性を一層向上させた構成とされている。また、各拡散部材７２Ａ、７２Ｂ、７４Ａ、７４Ｂは、それぞれ高さが冷却フィン５２の高さと同等とされており、エンジン冷却水を越流させない構成とされている。

以上説明した低温側熱交換器７０では、流入側ヘッダ部６４に拡散部７２が設けられているため、基本的に第１の実施形態に係る低温側熱交換器１４と同様の作用効果を奏する。すなわち、第２の実施形態に係る低温側熱交換器７０では、熱交換媒体であるエンジン冷却水がシェル５０内を均一に流れ、熱交換効率が向上する。したがって、本低温側熱交換器７０が適用された排気熱発電装置１０では、発電効率が向上（発電量が増加）する。

また、低温側熱交換器７０では、拡散部７２が幅方向中央部にバイパス流路７２Ｃを形成する一対の拡散部材７２Ａ、７２Ｂにて構成されているため、該拡散部７２の高さを冷却フィン５２の高さに一致させた構成において、シェル５０の幅方向中央部におけるエンジン冷却水の流れを確保することができる。

さらに、低温側熱交換器７０では、それぞれ仮想線Ｌ１に対し対象に形成された拡散部７２と拡散部７４とが、仮想線Ｌ２に対し対称に設けられているため、仮想線Ｌ１と仮想線Ｌ２との交点Ｘに対し点対称に構成されている。したがって、低温側熱交換器は、交点Ｘ周りに反転しても反転しない場合と同じ構成となり、換言すれば、組付前において冷媒入口５４側と冷媒出口５６側とを（すなわち拡散部７２と拡散部７４とを）区別する必要がなくなり、誤組付を生じることが防止される。

なお、上記第２の実施形態では、各拡散部７２、７４が一対の拡散部材７２Ａ、７２Ｂ、一対の拡散部材７４Ａ、７４Ｂにて構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図７に示される如く、低温側熱交換器７０は、拡散部７２、７４の一方又は双方に代えて、一対の拡散部半体７６Ａ、７６Ｂ（拡散部材７２Ａ、７２Ｂと略同形状の部分）を連結部７６Ｃにて連結して、幅方向中央部にバイパス流路７６Ｄを有する拡散部７６を備えた構成としても良い。また、連結部７６Ｃは、伝熱壁５８側に設けても、外壁６２側に設けても、伝熱壁５８側及び外壁６２側に共に設けても、伝熱壁５８及び外壁から共に離間して設けても良い。

（第３の実施形態）
図８（Ａ）には、本発明の第３の実施形態に係る低温側熱交換器８０が図１（Ａ）に対応する断面図にて示されており、図８（Ｂ）には、低温側熱交換器８０が図１（Ｂ）に対応する平面図にて示されている。これらの図に示される如く、低温側熱交換器８０は、流入側ヘッダ部６４及び流出側ヘッダ部６６にそれぞれ設けられた拡散部８２、８４が幅方向に４分割して構成されている点で、第２の実施形態とは異なる。

具体的には、流入側ヘッダ部６４に配設された拡散部８２は、拡散部材６８をシェル５０の幅方向中央部を含む３箇所で４分割するように、それぞれ仮想線Ｌ１に対し対称とされた一対の拡散部材８２Ａ、一対の拡散部材８２Ａの幅方向外側に位置する拡散部材８２Ｂを有して構成されている。拡散部８２の幅方向中央部には、一対の拡散部材８２Ａに挟まれて下流に向けて拡幅するバイパス流路８２Ｃが形成されており、核拡散部材８２Ａと隣接する拡散部材８２Ｂとの間には、下流に向けて拡幅する一対のバイパス流路８２Ｄが形成されている。

また、拡散部８４は、仮想線Ｌ２に対して拡散部８２と対称に構成されている。したがって、拡散部８４は、それぞれ一対の拡散部材８４Ａ、８４Ｂを有し、一対の拡散部材８４Ａ間に幅方向中央部に下流に向かって縮幅されるバイパス流路８４Ｃが形成されると共に、隣り合う拡散部材８４Ａ、８４Ｂ間に下流に向かって縮幅されるバイパス流路８４Ｄが形成された構成とされている。

これら拡散部８２及び拡散部８４の最大幅、すなわち一対の拡散部材８２Ｂの幅方向外端同士の距離、及び一対の拡散部材８４Ｂの幅方向外端同士の距離Ｗｄ３は、それぞれ上記した幅Ｗｄ２と同等とされている。また、各拡散部材８２Ａ、８２Ｂ、８４Ａ、８４Ｂは、それぞれ高さが冷却フィン５２の高さと同等とされており、エンジン冷却水を越流させない構成とされている。

以上説明した低温側熱交換器８０では、流入側ヘッダ部６４に拡散部７２が設けられているため、基本的に第１又は第２の実施形態に係る低温側熱交換器１４、７０と同様の作用効果を奏する。すなわち、第３の実施形態に係る低温側熱交換器８０では、熱交換媒体であるエンジン冷却水がシェル５０内を均一に流れ、熱交換効率が向上する。したがって、本低温側熱交換器８０が適用された排気熱発電装置１０では、発電効率が向上（発電量が増加）する。

また、低温側熱交換器８０では、拡散部８２が幅方向中央部にバイパス流路８２Ｃを形成すると共にバイパス流路８２Ｃを挟む２箇所にバイパス流路８２Ｄを形成する各一対の拡散部材８２Ａ、８２Ｂにて構成されているため、該拡散部８２の高さを冷却フィン５２の高さに一致させた構成において、シェル５０の幅方向中央部におけるエンジン冷却水の流れを確保しつつ、全体としてエンジン冷却水を各冷却フィン５２間に一層均一に流すことができる。図９は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）の解析と同条件で低温側熱交換器８０にエンジン冷却水を流した場合における該エンジン冷却水の流速分布を模式的に示すものである。この図から、拡散部８２、８４によってシェル５０内の幅方向中央部にエンジン冷却水の流れが集中することが第１の実施形態よりも効果的に抑制され、該幅方向中央部と幅方向端部側とのエンジン冷却水の流速差（流量差）が著しく小さく抑えられることが判る。

さらに、低温側熱交換器８０では、低温側熱交換器７０と同様に、組付前において冷媒入口５４側と冷媒出口５６側とを区別する必要がなくなるため、誤組付を生じることが防止される。

なお、上記第３の実施形態では、各拡散部８２、８４が各一対の拡散部材８２Ａ、８２Ｂ、各一対の拡散部材８４Ａ、８４Ｂにて構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、上記した拡散部７６と同様に、各一対の拡散部材８２Ａ、８２Ｂを連結部で連結した如き単一部材で３つのバイパス流路８２Ｃ、８２Ｄを有する拡散部８２を構成しても良い。

（第４の実施形態）
図１０（Ａ）には、本発明の第４の実施形態に係る低温側熱交換器９０が図１（Ａ）に対応する断面図にて示されており、図１０（Ｂ）には、低温側熱交換器９０が図１（Ｂ）に対応する平面図にて示されている。これらの図に示される如く、低温側熱交換器９０は、流入側ヘッダ部６４及び流出側ヘッダ部６６の双方に、拡散部９２、９４が設けられている点で第２の実施形態とは異なる。

拡散部９４は、一対の拡散部材９４Ａ、９４Ｂを有し、これらの間に下流に向けて縮幅するバイパス流路９４Ｃが形成される点で拡散部７４と共通するが、バイパス流路９４Ｃの幅方向外側に位置する上流向きの面が幅方向外側をも向くテーパ面９４Ｄである点で、拡散部７４とは異なる。拡散部９４は、このテーパ面９４Ｄによって、エンジン冷却水の流動抵抗を低減するようになっている。一方、拡散部９２は、仮想線Ｌ２に対して拡散部９４と対称に形成されている。したがって、拡散部９２は、一対の拡散部材９２Ａ、９２Ｂ間に幅方向中央部に下流に向かって拡幅されるバイパス流路９２Ｃを有し、該バイパス流路９２Ｃのバイパス流路壁にてシェル５０内の幅方向中央部分を通過したエンジン冷却水を幅方向に拡散させるように構成されている。

これら拡散部９２及び拡散部９４の最大幅、すなわち一対の拡散部材９２Ａの幅方向外端と拡散部材９２Ｂの幅方向外端部との距離、及び一対の拡散部材９４Ａの幅方向外端と拡散部材９４Ｂの幅方向外端部との距離Ｗｄ４は、それぞれ上記した幅Ｗｄ２と同等とされている。また、各拡散部材９２Ａ、９２Ｂ、９４Ａ、９４Ｂは、それぞれ高さが冷却フィン５２の高さと同等とされており、エンジン冷却水を越流させない構成とされている。

以上説明した低温側熱交換器９０では、流入側ヘッダ部６４に拡散部９２が設けられているため、基本的に第１乃至第３の実施形態に係る低温側熱交換器１４、７０、８０と同様の作用効果を奏する。すなわち、第４の実施形態に係る低温側熱交換器９０では、熱交換媒体であるエンジン冷却水がシェル５０内を均一に流れ、熱交換効率が向上する。したがって、本低温側熱交換器９０が適用された排気熱発電装置１０では、発電効率が向上（発電量が増加）する。

また、低温側熱交換器９０では、拡散部９２が幅方向中央部にバイパス流路９２Ｃを形成する一対の拡散部材９２Ａ、９２Ｂにて構成されているため、該拡散部９２の高さを冷却フィン５２の高さに一致させた構成において、シェル５０の幅方向中央部におけるエンジン冷却水の流れを確保することができる。図１１は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）の解析と同条件で低温側熱交換器９０にエンジン冷却水を流した場合における該エンジン冷却水の流速分布を模式的に示すものである。この図から、拡散部９２、９４によってシェル５０内の幅方向中央部にエンジン冷却水の流れが集中することが第１の実施形態よりも効果的に抑制され、該幅方向中央部と幅方向端部側とのエンジン冷却水の流速差（流量差）が著しく小さく抑えられることが判る。なお、この結果は、幅Ｗｄ４と略一致する幅Ｗｄ３を有し４分割構造とされた拡散部８２、８４を備えた低温側熱交換器８０に対し、エンジン冷却水の均一分散性でわずかに劣るものの、第１の実施形態に係る低温側熱交換器１４との比較では著しく良好であった。

しかも、低温側熱交換器９０では、拡散部９４にテーパ面９４Ｄが形成されていることによって、例えば、テーパ面９４Ｄを有しない拡散部７４を備える低温側熱交換器７０と比較して、エンジン冷却水の流動抵抗が低減される。さらに、低温側熱交換器９０では、低温側熱交換器７０と同様に、組付前において冷媒入口５４側と冷媒出口５６側とを区別する必要がなくなるため、誤組付を生じることが防止される。

なお、上記第４の実施形態では、各拡散部９２、９４が一対の拡散部材９２Ａ、９２Ｂ、一対の拡散部材９４Ａ、９４Ｂにて構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、上記した拡散部７６と同様に、一対の拡散部材９２Ａ、９２Ｂ、一対の拡散部材９４Ａ、９４Ｂを連結部で連結した如き単一部材で拡散部９２、９４を構成しても良い。また、拡散部９２、９４を、拡散部８２、８４の如く幅方向に４分割して構成（拡散部８２、８４にテーパ面９４Ｄを設定して構成）しても良い。

（第５の実施形態）
図１２（Ａ）には、本発明の第５の実施形態に係る低温側熱交換器１００が図１（Ｂ）に対応する平面図にて示されており、図１２（Ａ）には、低温側熱交換器１００が側断面図にて示されている。これらの図に示される如く、低温側熱交換器１００は、シェル５０に代えてシェル１０２を備え、かつ該シェル１０２内に拡散部材が配設されない点で、第１乃至第４の実施形態とは異なる。

シェル１０２は、外壁６２における流入側ヘッダ部６４の幅方向中央部に設けられた流入口１０４からエンジン冷却水が流入側ヘッダ部６４に流入するように、該流入側ヘッダ部６４に対し高さ方向に（冷却フィン５２の全高に亘り）オフセットして設けられた冷媒入口１０６を有する。また、シェル１０２は、外壁６２における流出側ヘッダ部６６の幅方向中央部に設けられた流出口１０８からエンジン冷却水が流出するように、該流出側ヘッダ部６６に対し高さ方向にオフセットして設けられた冷媒出口１１０を有する。冷媒出口１１０は、仮想線Ｌ２に対し冷媒入口１０６と対称に形成されている。

したがって、シェル１０２は、排気熱発電装置１０への組付前においては冷媒入口１０６と冷媒出口１１０とを区別する必要がない構成とされている。また、シェル１０２は、冷媒入口１０６と冷媒出口１１０とが同軸上に位置するため、高温側ハウジング１８の軸線方向に隣り合う（同じ発電ユニット列３２を構成する）シェル１０２と連通パイプ３４にて直線的に接続することができる構成とされている。

そして、このシェル１０２では、伝熱壁５８における流入側ヘッダ部６４を構成する部分（各冷却フィン５２の上流端よりも上流側に張り出した部分）が拡散部１１２とされている。この拡散部１１２は、その内面（略平坦面）において、流入口１０４から該拡散部１１２の幅方向中央部に向けて流入側ヘッダ部６４に流入してきたエンジン冷却水の流れを堰き止めることで、該エンジン冷却水の流れをシェル１０２の幅方向に拡散させる構成とされている。したがって、エンジン冷却水の拡散部１１２の幅方向中央部に向かう流れを生成する冷媒入口１０６（流入口１０４）が、本発明における「流体案内部」に相当する。

また、この実施形態では、シェル１０２は、平面視で矩形の四隅をそれぞれ略Ｓ字状に切り落とした如く形成されている。このため、幅方向端部側（側壁６０に近接する側）の一部の冷却フィン５２は、該幅方向の外側に位置するものほど長手寸法が縮小された構成とされている。

以上説明した低温側熱交換器１００では、流入口１０４から流入側ヘッダ部６４に流入したエンジン冷却水は、その拡散部１１２の幅方向中央部に向かう流れが該拡散部１１２に堰き止められて、流入側ヘッダ部６４内においてシェル１０２の幅方向に拡散し、複数の冷却フィン５２間を略均一に流れる。すなわち、第４の実施形態に係る低温側熱交換器１００では、冷媒入口１０６をシェル１０２における流入側ヘッダ部６４に対し高さ方向にオフセットして設けたため、拡散部材68等をシェル１０２内に配設することなく、熱交換媒体であるエンジン冷却水がシェル１０２内を均一に流れ、熱交換効率が向上する。したがって、本低温側熱交換器１００が適用された排気熱発電装置１０では、発電効率が向上（発電量が増加）する。

図１３は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）の解析と同条件で低温側熱交換器１００にエンジン冷却水を流した場合における該エンジン冷却水の流速分布を模式的に示すものである。この図から、拡散部１１２によって、シェル５０内の幅方向中央部にエンジン冷却水の流れが集中することが効果的に抑制され、該幅方向中央部と幅方向端部側とのエンジン冷却水の流速差（流量差）が著しく小さく抑えられることが判る。

また、低温側熱交換器１００では、低温側熱交換器７０等と同様に、組付前において冷媒入口１０６側と冷媒出口１１０側とを区別する必要がなくなるため、誤組付を生じることが防止される。

（第６の実施形態）
図１４には、本発明の第６の実施形態に係る低温側熱交換器１２０が図１（Ｂ）に対応する平面図にて示されている。これらの図に示される如く、低温側熱交換器１２０は、複数の冷却フィン５２に代えて、複数の冷却フィン１２２をシェル５０内に配設して構成されており、複数の冷却フィン１２２がそれぞれシェル５０の幅方向に長手とされている点で、第１乃至第５の実施形態とは異なる。

各冷却フィン１２２は、隣り合う冷却フィン１２２のオーバラップ量が略一定になるように、該隣り合うに対し冷却フィン１２２に対し長手方向にオフセットして配置されている。冷媒入口５４に最も近接して配置された冷却フィン１２２（以下、他の冷却フィン１２２と区別するときは、冷却フィン１２２Ａという）は、その一端と側壁６０（以下、他の側壁６０を区別するときは、側壁６０Ａといい、他の側壁６０を側壁６０Ｂという）との間が、エンジン冷却水の通過が防止された第１閉塞部としての閉塞部（シール部）１３０とされている。一方、冷媒出口５６に最も近接して位置する冷却フィン１２２（以下、他の冷却フィン１２２と区別するときは、冷却フィン１２２Ｂという）は、その一端と側壁６０Ｂとの間が、エンジン冷却水の通過が防止された第２閉塞部としての閉塞部（シール部）１３２とされている。各冷却フィン１２２の高さは、冷却フィン５２の高さと同等である。

以上により、シェル５０内には、各冷却フィン１２２の側壁６０Ｂ側に、冷媒入口５４に連通する流入側ヘッダ部１２４が形成されると共に、各冷却フィン１２２の側壁６０Ａ側に、冷媒出口５６に連通する流出側ヘッダ部１２６が形成されている。流入側ヘッダ部１２４及び流出側ヘッダ部１２６は、それぞれ平面視で略直角三角形状に形成されている。すなわち、流入側ヘッダ部１２４は、冷媒入口５４から離間するに従ってバイパス流路幅が狭くなり、流出側ヘッダ部１２６は、冷媒入口から離間するに従ってバイパス流路幅が広がる構成とされている。これにより、低温側熱交換器１２０は、異なる冷却フィン１２２間を通る複数の流動経路の流動抵抗がほぼ等しくなる構成である。

また、この実施形態では、冷却フィン１２２の他端は、冷媒入口５４の側壁６０Ｂ側端部よりも該側壁６０Ｂ側に（近接して）位置しており、冷却フィン１２２Ｂの他端は、冷媒出口５６の側壁６０Ａ側端部よりも該側壁６０Ａ側に（近接して）位置している。さらに、低温側熱交換器１２０は、仮想線Ｌ１と仮想線Ｌ２との交点Ｘに対し点対称に構成されている。

以上説明した低温側熱交換器１２０では、冷媒入口５４から流入側ヘッダ部１２４に流入したエンジン冷却水は、流れ方向を変化させながら各冷却フィン１２２間に分散されて、該各冷却フィン１２２間を通過する。各冷却フィン１２２間を通過したエンジン冷却水は、流出側ヘッダ部１２６で合流して冷媒出口５６から排出される。このように、低温側熱交換器１２０では、流入側ヘッダ部１２４から各冷却フィン１２２間に分散される際にエンジン冷却氏の流れ方向が変化する（この実施形態では略直角に変化）構造であるため、換言すれば、流入側ヘッダ部１２４の長手方向に拡散したエンジン冷却水が各冷却フィン１２２間を通過する構造であるため、エンジン冷却水が複数の冷却フィン５２間を略均一に流れ、熱交換効率が向上する。したがって、本低温側熱交換器１２０が適用された排気熱発電装置１０では、発電効率が向上（発電量が増加）する。

特に、低温側熱交換器１２０では、各冷却フィン１２２がオフセットして配置されることで、各冷却フィン１２２間を通過する際の流動抵抗差を小さくすることができ、エンジン冷却水が複数の冷却フィン５２間を略均一に流れる。図１５は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）の解析と同条件で低温側熱交換器１２０にエンジン冷却水を流した場合における該エンジン冷却水の流速分布を模式的に示すものである。この図から、拡散部１１２によって、シェル５０内の特定部分にエンジン冷却水の流れが集中することが効果的に抑制され、該幅方向中央部と幅方向端部側とのエンジン冷却水の流速差（流量差）が著しく小さく抑えられることが判る。

また、低温側熱交換器１２０では、低温側熱交換器７０等と同様に、組付前において冷媒入口１０６側と冷媒出口１１０側とを区別する必要がなくなるため、誤組付を生じることが防止される。

なお、上記各実施形態では、本発明における熱交換器がはき熱発電装置１０における熱発電素子１６の冷却用途に用いられる例を示したが、本発明はこれに限定されず、如何なる用途に適用されても良い。

本発明の第１の実施形態に係る低温側熱交換器を示す図であって、（Ａ）はシェルの壁を一部取り除いてみた正面図、（Ｂ）は外壁を取り除いてみた平面図である。 （Ａ）は本発明の第１の実施形態に係る低温側熱交換器を通過するエンジン冷却水の流速分布をシミュレーションした結果を示す模式図、（Ｂ）は比較例に係る熱交換器を通過するエンジン冷却水の流速分布をシミュレーションした結果を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る排気熱発電装置の概略全体構成を示す正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る排気熱発電装置の側面図である。 図４の３−３線に沿った断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る低温側熱交換器を示す図であって、（Ａ）はシェルの壁を一部取り除いてみた正面図、（Ｂ）は外壁を取り除いてみた平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る低温側熱交換器を構成する拡散部材の変形例を示す、シェルの壁を一部取り除いてみた正面図である。 本発明の第３の実施形態に係る低温側熱交換器を示す図であって、（Ａ）はシェルの壁を一部取り除いてみた正面図、（Ｂ）は外壁を取り除いてみた平面図である。 本発明の第３の実施形態に係る低温側熱交換器を通過するエンジン冷却水の流速分布をシミュレーションした結果を示す模式図である。 本発明の第４の実施形態に係る低温側熱交換器を示す図であって、（Ａ）はシェルの壁を一部取り除いてみた正面図、（Ｂ）は外壁を取り除いてみた平面図である。 本発明の第４の実施形態に係る低温側熱交換器を通過するエンジン冷却水の流速分布をシミュレーションした結果を示す模式図である。 本発明の第５の実施形態に係る低温側熱交換器を示す図であって、（Ａ）は外壁を取り除いてみた平面図、（Ｂ）は外側断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る低温側熱交換器を通過するエンジン冷却水の流速分布をシミュレーションした結果を示す模式図である。 本発明の第６の実施形態に係る低温側熱交換器を示す外壁を取り除いてみた平面図である。 本発明の第６の実施形態に係る低温側熱交換器を通過するエンジン冷却水の流速分布をシミュレーションした結果を示す模式図である。 比較例に係る熱交換器を示す図であって、（Ａ）はシェルの壁を一部取り除いてみた正面図、（Ｂ）は外壁を取り除いてみた平面図である。

符号の説明

１４ 低温側熱交換器（熱交換器）
５０ シェル
５２ 冷却フィン（フィン）
５４ 冷媒入口（流体入口）
５６ 冷媒出口（流体出口）
５８ 伝熱壁
６０Ａ 側壁
６０Ｂ 側壁
６２ 外壁（伝熱壁に対向する壁部９）
６４ 流入側ヘッダ部（シェル内における流体入口と複数のフィンの一端との間）
６６ 流出側ヘッダ部（シェル内における複数のフィンの他端と流体出口との間）
６８ 拡散部材（拡散手段）
７０・８０・９０・１００・１２０ 低温側熱交換器
７２・７４・７６・８２・８４・９２・９４ 拡散部（拡散手段）
７２Ａ・７２Ｂ・７４Ａ・７４Ｂ 拡散部材
７２Ｃ・７４Ｃ・７６Ｄ バイパス流路
８２Ａ・８２Ｂ・８４Ａ・８４Ｂ 拡散部材
８２Ｃ・８２Ｄ・８４Ｃ・８４Ｄ バイパス流路
９２Ａ・９２Ｂ・９４Ａ・９４Ｂ 拡散部材
９２Ｃ・９４Ｃ バイパス流路
１０２ シェル
１０６ 冷媒入口（流体案内部、拡散手段）
１１２ 拡散部（拡散手段）
１２２ 冷却フィン（フィン）
１３０ 閉塞部（第１閉塞部）
１３２ 閉塞部（第２閉塞部）

Claims (9)

1. シェル内を通過する流体と、該シェルの伝熱壁の外表面に接触する物質との熱交換を行うための熱交換器であって、
   前記シェルの一端側における幅方向中央部に設けられた流体入口と、
   前記シェルの他端側における幅方向中央部に設けられた流体出口と、
   それぞれ前記伝熱壁から立設され、それぞれの一端が前記シェルの一端側に位置すると共に他端が該シェルの他端側に位置するように該シェル内に互いに平行に配置された複数のフィンと、
   前記シェル内における前記流体入口と前記フィンの一端との間、及び前記フィンの他端と前記流体出口との間の一方又は双方に設けられ、流体の流れを前記シェルの幅方向に拡散させるための拡散手段と、
   を備えた熱交換器。
2. 前記拡散手段は、前記シェルの幅方向における端部が前記流体入口又は流体出口の幅方向端部よりも外側に位置している拡散部材である請求項１記載の熱交換器。
3. 前記拡散部材は、前記各フィンの立設方向に沿う高さが該フィンの高さよりも小とされている請求項２記載の熱交換器。
4. 前記拡散部材又は複数の前記拡散部材間にバイパス流路を形成した請求項２記載の熱交換器。
5. 前記拡散手段は、前記シェル内における前記流体入口と前記フィンの一端との間、及び前記フィンの他端と前記流体出口との間の一方又は双方に配置された拡散部材であり、
   前記拡散部材は、前記流体入口側に凸となるテーパ状に形成されている請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の熱交換器。
6. 前記シェル内における前記流体入口と前記フィンの一端との間、及び前記フィンの他端と前記流体出口との間の双方に、それぞれ前記シェルの幅方向及び流体流れ方向の各中心線に対して対称に前記拡散手段を設けた請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の熱交換器。
7. 前記拡散手段は、前記伝熱壁又は該伝熱壁に対向する壁部における前記フィンの一端と前記流体入口との間に位置する部分である拡散部と、前記案内部の幅方向中央部に向かう流体の流れを生成する流体案内部とを含んで構成されている請求項１記載の熱交換器。
8. シェル内を通過する流体と、該シェルの伝熱壁の外表面に接触する物質との熱交換を行うための熱交換器であって、
   前記シェルの一端側における幅方向中央部に設けられた流体入口と、
   前記シェルの他端側における幅方向中央部に設けられた流体出口と、
   それぞれ前記伝熱壁から立設され、それぞれの一端が前記シェルの幅方向一方の側壁側に位置すると共に他端が該シェルの幅方向他方の側壁側に位置するように該シェル内に互いに平行に配置された複数のフィンと、
   １枚の前記フィンの一端と前記一方の側壁との間を閉塞する第１閉塞部、及び前記１枚のフィンよりも前記流体出口側に位置する前記フィンの他端と前記他方の側壁との間を閉塞する第２閉塞部と、
   を備えた熱交換器。
9. 前記各フィンは、前記流体入口に側に隣り合う該フィンに対し一端と前記一方の側壁との距離が広くかつ他端と前記他方の側壁との距離が狭くなるように、互いにオフセットして配置されている請求項８記載の熱交換器。

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