JP2017125633A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッダ部を介して熱交換器に流入または熱交換器から流出する際の流体の圧力損失が大きくなるのを抑制することが可能な熱交換器を提供する。
【解決手段】この熱交換器１００は、複数の第１流路部１ａと、複数の第２流路部１ｂとを含むコア部１と、ヘッダ部分２１ａ（２１ｂ）およびヘッダ部分２１ｃ（２１ｄ）を含むヘッダ部２とを備える。ヘッダ部分２１ａ（２１ｂ）およびヘッダ部分２１ｃ（２１ｄ）の少なくとも一方は、第１流路部１ａまたは第２流路部１ｂのうちの一方の複数のコア端部開口１４と接続するとともに対応するタンク部２３側に延び、流体の流通方向と直交する流路断面形状を変化させながら複数のコア端部開口１４とタンク部２３との間の流体を案内する複数の流路部分２５を有する案内流路部２４を含む。
【選択図】図２

Description

この発明は、熱交換器に関し、特に、流体の出入口となるヘッダ部を備えた熱交換器に関する。

従来、流体の出入口となるヘッダ部を備えた熱交換器が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、複数の第１流路部と複数の第２流路部とを交互に積層して、２種類の流体間で熱交換を行うコア部と、流体の出入口となるヘッダ部とを備えたプレートフィン型の熱交換器が開示されている。コア部は、直方体の角部を斜めに切り落としたような形状に形成され、切り落とされた部分に相当する三角柱形状の領域に、中空三角柱形状のヘッダ部が形成されている。なお、コア部は、全体的に均一な流路断面形状を有している。ヘッダ部は、ヘッダ部の内部と外部とを接続する円筒状のポート部と、中空三角柱形状のタンク部とを有する。複数の第１流路部および複数の第２流路部は、コア部の互いに反対方向の斜めに傾斜した２つの端面に向けてそれぞれ分岐して、各端面から別々のタンク部の内部にそれぞれ開口している。流体が流入する際には、流体はそれぞれのポート部からタンク部を介して、複数の第１流路部または第２流路部の開口にそれぞれ分配される。

実開昭６２−１６０１７３号公報

上記特許文献１のような熱交換器において、流体の流通方向と直交する流路断面を見ると、第１（第２）流路部の複数の開口はそれぞれ横長の矩形形状を有する一方、タンク部は第１（第２）流路部の積層された複数の開口を覆う縦長で矩形の単一の流路からなる断面を有する。また、流路断面積の大きさは、第１流路部（第２流路部）の開口の総面積（総断面積）に対して、タンク部の流路断面積が顕著に大きくなる。すなわち、上記特許文献１のような熱交換器では、流体がヘッダ部を通過する際に、コア部とタンク部との境界部において、流体の流れに沿って流路断面形状が著しく変化している。その結果、流路断面形状の著しい変化に起因して、ヘッダ部を介して熱交換器に流入または熱交換器から流出する際の流体の圧力損失が大きくなるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ヘッダ部を介して熱交換器に流入または熱交換器から流出する際の流体の圧力損失が大きくなるのを抑制することが可能な熱交換器を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明による熱交換器は、複数の第１流路部と、複数の第２流路部とを含み、第１流路部および第２流路部をそれぞれ流れる流体間で熱交換を行うコア部と、コア部の端面に接続され、複数の第１流路部のコア端部開口を覆う第１ヘッダ部分と、複数の第２流路部のコア端部開口を覆う第２ヘッダ部分とを含むヘッダ部とを備え、第１ヘッダ部分および第２ヘッダ部分は、それぞれ、流体を内部に流入または流出させるためのポート部と、ポート部に接続するタンク部と、を含み、第１ヘッダ部分および第２ヘッダ部分の少なくとも一方は、第１流路部または第２流路部のうちの一方の複数のコア端部開口と接続するとともに対応するタンク部側に延び、流体の流通方向と直交する流路断面形状を変化させながら複数のコア端部開口とタンク部との間の流体を案内する複数の流路部分を有する案内流路部を含む。

この発明による熱交換器では、上記のように、第１流路部または第２流路部のうちの一方の複数のコア端部開口と接続するとともに対応するタンク部側に延び、流体の流通方向と直交する流路断面形状を変化させながら複数のコア端部開口とタンク部との間の流体を案内する複数の流路部分を有する案内流路部を、第１ヘッダ部分および第２ヘッダ部分の少なくとも一方に設ける。これにより、コア端部開口の流路断面形状とは無関係に、流路案内部の複数の流路部分の流路断面形状を設定し、各流路部分を介してタンク部とコア部との間の流体を案内することができる。たとえば、流路案内部の複数の流路部分の流路断面形状を、タンク部側に近付くほどタンク部側の流路断面形状に近付くように変化させることができる。また、流路案内部の流路部分の流路断面形状を、コア端部開口側に近付くほどコア端部開口の形状に近付くように変化させることができる。その結果、第１流路部および第２流路部の少なくとも一方のコア端部開口とヘッダ部（タンク部）との間で、流路断面形状の変化を緩やかにすることができるので、その分、ヘッダ部を介して熱交換器に流入または熱交換器から流出する際の流体の圧力損失が大きくなるのを抑制することができる。また、ヘッダ部に複数の流路部分を有する案内流路部を設けることにより、コア部側に断面形状が変化するような流路構造を設けなくて済む。その結果、簡素な形状のコア部を採用できるようになり、コア部の構造が複雑化するのを抑制することが可能となる。

上記発明による熱交換器において、好ましくは、複数のコア端部開口は、流体の流通方向と直交する断面において流路高さ方向と直交する幅方向の第１流路幅を有し、タンク部の案内流路部との境界部において、タンク部は、幅方向における第１流路幅よりも小さい第２流路幅を有し、流路部分は、コア端部開口側に近付くにつれて流路幅が第１流路幅に近付くとともに、タンク部側に近付くにつれて流路幅が第２流路幅に近付くように変化する流路断面形状を有する。このように構成すれば、流路部分の流路幅を変化させることによって、ヘッダ部（タンク部）とコア端部開口との間での流路幅の変化を緩やかにすることができる。その結果、ヘッダ部（タンク部）とコア端部開口との境界部での流路幅の急激な変化に起因して圧力損失が大きくなることを抑制することができる。

上記発明による熱交換器において、好ましくは、複数のコア端部開口は、流体の流通方向と直交する断面における流路高さ方向において第１流路高さを有し、タンク部の案内流路部との境界部において、タンク部は、流路高さ方向における第１流路高さよりも大きい第２流路高さを有し、流路部分は、コア端部開口側に近付くにつれて流路高さが第１流路高さに近付くとともに、タンク部側に近付くにつれて流路高さが第２流路高さに近付くように変化する流路断面形状を有する。このように構成すれば、流路部分の流路高さを変化させることによって、ヘッダ部（タンク部）とコア端部開口との間での流路高さの変化を緩やかにすることができる。その結果、ヘッダ部（タンク部）とコア端部開口との境界部での流路高さの急激な変化に起因して圧力損失が大きくなることを抑制することができる。

上記発明による熱交換器において、好ましくは、流路部分は、流体の流通方向に沿って、流路断面積を略一定に保ちながら、流路断面形状の流路幅と流路高さとの比を変化させるように形成されている。このように構成すれば、流路部分の流路幅や流路高さをコア端部開口の形状およびタンク部側の流路断面形状に応じて変化させる場合でも、流路部分における流路断面積を大きく変化させずに済む。その結果、流路部分における流路断面積の変化に起因して圧力損失が大きくなることを抑制することができる。

上記発明による熱交換器において、好ましくは、第１ヘッダ部分および第２ヘッダ部分は、共通のヘッダ部に互いに一体的に設けられ、案内流路部は、複数の第１流路部に対して流入または流出する流体を案内するための複数の流路部分を有する第１案内流路部と、複数の第２流路部に対して流入または流出する流体を案内するための複数の流路部分を有する第２案内流路部と、を含む。このように構成すれば、コア部の共通の端面に第１流路部のコア端部開口と第２流路部のコア端部開口との両方を形成した場合でも、第１流路部と第２流路部とにそれぞれ対応する第１案内流路部と第２案内流路部とをヘッダ部に設けることによって、ヘッダ部を共通化することができる。その結果、第１流路部と第２流路部とに個別にヘッダ部を設ける場合と比較して、ヘッダ部の内部容積を減少させることができるので、特に液状の流体を用いる場合の熱交換器の総重量（ＷＥＴ重量）を抑制することができる。これは、航空機などの重量制限の厳しい用途に用いられる熱交換器において特に有効である。また、第１流路部および第２流路部のヘッダ部を共通化した場合でも、第１案内流路部および第２案内流路部のそれぞれの流路部分の流路断面形状を変化させることにより、圧力損失の抑制を図ることができる。

上記発明による熱交換器において、好ましくは、第１流路部のコア端部開口および第２流路部のコア端部開口は、それぞれ、コア部の端面に形成された複数の入口開口および複数の出口開口を含み、第１流路部を覆う第１ヘッダ部分および第２流路部を覆う第２ヘッダ部分の少なくとも一方に設けられた案内流路部は、複数の入口開口に対応する入口案内流路部と、複数の出口開口に対応する出口案内流路部とを含む。このように構成すれば、入口開口と出口開口との両方をコア部の共通の端面に形成した場合でも、入口開口および出口開口にそれぞれ対応する入口案内流路部および出口案内流路部によって、ヘッダ部を共通化することができる。その結果、入口開口と出口開口とに個別にヘッダ部を設ける場合と比較して、ヘッダ部の内部容積を減少させることができるので、特に液状の流体を用いる場合の熱交換器の総重量（ＷＥＴ重量）を抑制することができる。また、ヘッダ部を共通化した場合でも、入口案内流路部および出口案内流路部のそれぞれの流路部分の流路断面形状を変化させることにより、圧力損失の抑制を図ることができる。

上記発明による熱交換器において、好ましくは、コア部は、複数の第１流路部と複数の第２流路部とが仕切板を介して高さ方向に交互に積層された積層構造を有し、ヘッダ部の周縁部がコア部の端面の周縁部と接合され、ヘッダ部の複数の流路部分の隔壁部分が、第１流路部と第２流路部との間の仕切板のコア端面部にそれぞれ接合されている。なお、本発明において「接合」とは、別個に設けられたコア部とヘッダ部とを溶接、ろう付けその他の方法によって一体的に固定するのみならず、コア部の端面に対してヘッダ部を構成する構造部分を直接形成（造形）することによってコア部にヘッダ部を一体的に固定（形成）することも含む概念である。上記のように構成すれば、コア部とヘッダ部とを、周縁部のみならず、コア端部開口が形成された端面のうちコア端部開口以外の表面（仕切板のコア端面部）でも接合することができる。その結果、接合面積を増大させることができるとともに、コア部の端面において仕切板の延びる方向に沿った両端間の領域を接合領域とすることができるので、コア部とヘッダ部と接合強度を効果的に向上させることができる。また、接合強度の向上によってヘッダ部の耐圧性能を向上させることができ、その分、ヘッダ部の内部構造の自由度を高めることができるので、ヘッダ部の流路部分やタンク部の形状を容易に最適化することができる。

上記発明による熱交換器において、好ましくは、コア部は、直方体形状を有し、直方体のいずれかの側面からなる端面に、複数の第１流路部および複数の第２流路部のそれぞれのコア端部開口が上下に並んで配置されており、ヘッダ部は、第１ヘッダ部分および第２ヘッダ部分を一体的に含むとともに、複数の第１流路部および複数の第２流路部のそれぞれのコア端部開口をまとめて覆うように端面に接合されている。このように構成すれば、一般的な積層型の熱交換器と同様にコア部を直方体形状に形成することができるので、コア部の構造が複雑化することを抑制できる。また、案内流路部の流路部分によって第１流路部および第２流路部への流体の分配（案内）が可能となるので、複数の第１流路部および複数の第２流路部のそれぞれのコア端部開口を、別々のヘッダ部を取り付けるために互いに離間した位置に形成する必要がなくなる。その結果、コア部の構造を簡素化することができる。

本発明によれば、上記のように、ヘッダ部を介して熱交換器に流入または熱交換器から流出する際の流体の圧力損失が大きくなるのを抑制することができる。

本発明の一実施形態による熱交換器を示した斜視図である。 本発明の一実施形態による熱交換器の第１流路部を示した水平断面図である。 本発明の一実施形態による熱交換器の第２流路部を示した水平断面図である。 コア部の端面を示した図である。 ヘッダ部の水平断面を示した模式的な拡大斜視図である。 図３の５００−５００線に沿った断面を模式的に示した図である。 ヘッダ部のコア側端部を示した図である。 図６の６００−６００線に沿った断面を模式的に示した図である。 図６におけるヘッダ部の内部構造を拡大して示した拡大断面図である。 流路部分の形状を概念的に示した模式図である。 熱交換器にミキシングヘッダを設けた変形例を示した模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１〜図１０を参照して、本実施形態による熱交換器１００の構成について説明する。本実施形態では、プレートフィン型の熱交換器の例について説明する。また、本実施形態では、航空機に搭載され航空機用燃料と航空機用オイル（潤滑オイル）との熱交換を行う熱交換器の例について説明する。

（熱交換器の全体構成）
図１に示すように、熱交換器１００は、コア部１と、ヘッダ部２と、還流用ヘッダ部３とを備えている。

コア部１は、燃料４が流れる複数の第１流路部１ａと、オイル５が流れる複数の第２流路部１ｂとを含む。コア部１は、第１流路部１ａを流れる燃料４と第２流路部１ｂを流れるオイル５との間で熱交換を行うように構成されている。燃料４およびオイル５は、共に、特許請求の範囲の「流体」の一例である。なお、図１では、説明の便宜のため、第１流路部１ａと第２流路部１ｂとにそれぞれ異なるハッチングを付して示している。

コア部１は、複数の第１流路部１ａと複数の第２流路部１ｂとが高さ方向（Ｚ方向）に交互に積層された積層構造を有している。コア部１は、直方体形状を有する。本実施形態では、コア部１の長手方向の一方側（Ｘ１方向側）の端面１１にヘッダ部２が設けられている。コア部１の長手方向の他方側（Ｘ２方向側）の端面に還流用ヘッダ部３が設けられている。

ヘッダ部２は、コア部１の端面１１に接続され、コア部１に対する流体の出入口となる集配部分である。本実施形態では、ヘッダ部２は、各々の第１流路部１ａに対して燃料４を流入（分配）および流出（集約）させる機能を有する。また、ヘッダ部２は、各々の第２流路部１ｂに対してオイル５を流入（分配）および流出（集約）させる機能を有する。

還流用ヘッダ部３は、コア部１のうちヘッダ部２とは反対側の側面に接続されている。還流用ヘッダ部３は、ヘッダ部２から流入しコア部１を通過した流体（燃料４、オイル５）を、逆方向（ヘッダ部２側方向）にＵターンさせて、コア部１に再流入させる機能を有する。

熱交換器１００は、たとえば航空機に設置することができる。燃料４は、熱交換器１００においてオイル５と熱交換をした後、エンジンに供給される。オイル５は、航空機のエンジンの潤滑部分（摺動部分）に供給された後、熱交換器１００に導入される。オイル５は、燃料４との熱交換の後、オイルタンクに戻される。この結果、熱交換器１００では、エンジンを潤滑するとともに熱を吸収したオイル５と燃料４との間で熱交換が行われることにより、燃料４が予熱されるとともに、オイル５が吸収した熱が排出される。

（コア部）
図１に戻って、コア部１は、複数の第１流路部１ａと複数の第２流路部１ｂとを、チューブプレート１２を介して交互に積層することにより構成されている。チューブプレート１２は、特許請求の範囲の「仕切板」の一例である。積層方向（Ｚ方向）におけるコア部１の両端には、それぞれサイドプレート１３が設けられている。なお、以下では、第１流路部１ａおよび第２流路部１ｂの積層方向をＺ方向、コア部１に対してヘッダ部２が設けられた方向（端面１１がある側）をＸ方向、Ｘ方向およびＺ方向と直交する方向をＹ方向という。

第１流路部１ａと第２流路部１ｂとは、チューブプレート１２に挟まれた中空板状の流路形状を有する。チューブプレート１２は、熱交換の１次伝熱面として機能する。チューブプレート１２は、高い熱伝導性を有するとともに厚みの小さい板状部材からなる。

図２および図３に示すように、個々の第１流路部１ａおよび個々の第２流路部１ｂは略同一の流路構造を有する。第１流路部１ａおよび第２流路部１ｂは、Ｚ方向のチューブプレート１２と、チューブプレート１２に挟まれたＹ方向両端部のサイドバー１６とによって区画されている。第１流路部１ａおよび第２流路部１ｂは、Ｘ方向に沿って直線状に延びている。第１流路部１ａおよび第２流路部１ｂは、それぞれ、Ｘ１方向側端部およびＸ２方向側端部が開放されている。第１流路部１ａおよび第２流路部１ｂのＸ１方向側端部には、それぞれ、コア部１の端面１１から外部に開放されたコア端部開口１４ａ、１４ｂが形成されている。第１流路部１ａおよび第２流路部１ｂのＸ２方向側端部には、それぞれ、コア部１の反対側端面から外部に開放された還流用開口１７が形成されている。

また、第１流路部１ａおよび第２流路部１ｂは、Ｙ方向中央に配置された仕切部材１８によって、Ｙ１側とＹ２側とに区画されている。仕切部材１８は、Ｘ１方向側端部からＸ２方向側端部まで延びている。仕切部材１８により、第１流路部１ａのコア端部開口１４ａおよび第２流路部１ｂのコア端部開口１４ｂが、それぞれ入口開口１５ａと出口開口１５ｂとに区画されている。同様に、第１流路部１ａおよび第２流路部１ｂの還流用開口１７は、それぞれ、仕切部材１８によって区画された出口部１７ａおよび入口部１７ｂを有する。

図４に示すように、コア部１には、直方体の側面からなる端面１１（図４参照）に、複数の第１流路部１ａおよび複数の第２流路部１ｂのそれぞれのコア端部開口１４ａおよび１４ｂが上下に並んで配置されている。本実施形態では、第１流路部１ａおよび第２流路部１ｂのそれぞれのコア端部開口１４（入口開口１５ａおよび出口開口１５ｂ）は、略等しい断面形状（開口形状）を有する。すなわち、複数のコア端部開口１４（入口開口１５ａおよび出口開口１５ｂ）は、それぞれ、流体の流通方向と直交する断面において流路高さ方向（Ａ方向）と直交する幅方向（Ｂ方向）の流路幅Ｗ１を有する。流路幅Ｗ１は、特許請求の範囲の「第１流路幅」の一例である。また、複数のコア端部開口１４（入口開口１５ａおよび出口開口１５ｂ）は、それぞれ、流体の流通方向と直交する断面における流路高さ方向（Ａ方向）において流路高さＨ１を有する。流路高さＨ１は、特許請求の範囲の「第１流路高さ」の一例である。コア端部開口１４（入口開口１５ａおよび出口開口１５ｂ）は、流路高さＨ１よりも流路幅Ｗ１が大きく、横長の矩形形状に形成されている。

図２および図３に示すように、第１流路部１ａおよび第２流路部１ｂの内部には、入口開口１５ａから出口開口１５ｂに至る流通経路に沿ってコルゲートフィン１９がそれぞれ設けられている。なお、コルゲートフィン１９は、第１流路部１ａおよび第２流路部１ｂの経路全体に設けられているが、図３では図示の都合上、第１流路部１ａの数カ所に部分的に示している。また、図３以外の各図では、コルゲートフィン１９の図示を省略している。コルゲートフィン１９は、第１流路部１ａにおける２次伝熱面として機能する。

なお、コア部１は、第１流路部１ａを流れる流体（燃料４）の流れと第２流路部１ｂを流れる流体（オイル５）の流れとが対向するように逆方向に流れる対向流型のコアである。すなわち、第１流路部１ａ（図２参照）では、Ｙ１方向側の入口開口１５ａから燃料が流入し、Ｘ２方向に流れた後、還流用開口１７を経由してＹ２方向側にＵターンし、Ｙ２方向側の出口開口１５ｂから流出する。第２流路部１ｂ（図３参照）では、Ｙ２方向側の入口開口１５ａからオイルが流入し、Ｘ２方向に流れた後、還流用開口１７を経由してＹ１方向側にＵターンし、Ｙ１方向側の出口開口１５ｂから流出する。

（ヘッダ部）
図１に示すように、ヘッダ部２は、コア部１のＸ１方向側の端面１１を覆うように設けられている。ヘッダ部２は、矩形状の端面１１（図４参照）の全面を覆うように設けられており、第１流路部１ａのコア端部開口１４ａ（入口開口１５ａおよび出口開口１５ｂ）および第２流路部１ｂのコア端部開口１４ｂ（入口開口１５ａおよび出口開口１５ｂ）をそれぞれ覆っている。

具体的には、ヘッダ部２は、図５に示すように、複数の第１流路部１ａのコア端部開口１４ａを覆うヘッダ部分２１ａ、２１ｂ（図２参照）と、複数の第２流路部１ｂのコア端部開口１４ｂを覆うヘッダ部分２１ｃ、２１ｄ（図３参照）とを含む。ヘッダ部分２１ａおよび２１ｂは、共に、特許請求の範囲の「第１ヘッダ部分」の一例である。ヘッダ部分２１ｃおよび２１ｄは、共に、特許請求の範囲の「第２ヘッダ部分」の一例である。

図２および図５に示したように、ヘッダ部分２１ａは、第１流路部１ａのコア端部開口１４ａのうち、入口開口１５ａを覆い、ヘッダ部分２１ｂは、出口開口１５ｂを覆っている。ヘッダ部分２１ａおよび２１ｂは、それぞれ、複数の第１流路部１ａに対する燃料４の流入口および流出口として機能する。図３に示したように、ヘッダ部分２１ｃは、第２流路部１ｂのコア端部開口１４ｂのうち、入口開口１５ａを覆い、ヘッダ部分２１ｄは、出口開口１５ｂを覆っている。ヘッダ部分２１ｃおよび２１ｄは、それぞれ、複数の第２流路部１ｂに対するオイル５の流入口および流出口として機能する。

図５に示したように、本実施形態では、第１流路部１ａ側の２つのヘッダ部分２１ａ、２１ｂと、第２流路部１ｂ側の２つのヘッダ部分２１ｃ、２１ｄとが、共通の（単一の）ヘッダ部２に互いに一体的に設けられている。合計４つのヘッダ部分（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）は、ヘッダ部２の内壁部分によって互いに隔離された空間となっている。４つのヘッダ部分（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）は、コア部１の端面１１に沿ってＹ方向に並んで配置されている。このように、本実施形態では、ヘッダ部２は、４つのヘッダ部分（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）を一体的に含むとともに、複数の第１流路部１ａおよび複数の第２流路部１ｂのそれぞれのコア端部開口１４（１４ａ、１４ｂ）をまとめて覆うように端面１１に接合されている。

図２および図３に示したように、ヘッダ部分（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）は、それぞれ、流体を内部に流入または流出させるためのポート部２２と、ポート部２２に接続するタンク部２３とを含む。すなわち、２つのヘッダ部分２１ａ、２１ｂは、それぞれ、ポート部２２ａと、タンク部２３ａとを含む。２つのヘッダ部分２１ｃ、２１ｄは、それぞれ、ポート部２２ｂと、タンク部２３ｂとを含む。また、本実施形態では、ヘッダ部分（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）は、それぞれ、複数のコア端部開口１４とタンク部２３とを接続する案内流路部２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）を含んでいる。各ヘッダ部分２１ａ、２１ｂ、２１ｃおよび２１ｄにおいて、ポート部２２と、タンク部２３と、案内流路部２４とが、それぞれ一体的に形成されている。案内流路部２４ａは、特許請求の範囲の「第１案内流路部」および「入口案内流路部」の一例である。案内流路部２４ｂは、特許請求の範囲の「第１案内流路部」および「出口案内流路部」の一例である。案内流路部２４ｃは、特許請求の範囲の「第２案内流路部」および「入口案内流路部」の一例である。案内流路部２４ｃは、特許請求の範囲の「第２案内流路部」および「出口案内流路部」の一例である。

〈ポート部〉
図１に示したように、ポート部２２（２２ａ、２２ｂ）は、略円管形状を有し、熱交換器１００と外部の配管（図示せず）とを流体的に接続する接続部分として構成されている。ポート部２２ａおよび２２ｂは、それぞれ、幅方向（Ｂ方向）において、流路幅Ｗ１よりも小さい流路幅Ｗ２ａおよびＷ２ｂを有する（Ｗ２ａ、Ｗ２ｂ＜Ｗ１）。ポート部２２ａ、２２ｂは、それぞれ、流路高さ方向（Ａ方向）において流路高さＨ１よりも大きい流路高さＨ２ａ、Ｈ２ｂを有する（Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ＞Ｈ１）。

なお、本実施形態では、ポート部２２ａおよび２２ｂが略円管形状を有しているので、流路幅Ｗ２ａ（Ｗ２ｂ）と流路高さＨ２ａ（Ｈ２ｂ）とは、互いに等しく、それぞれポート部２２ａ（２１ｂ）の内径に一致する。ポート部２２ａは、ポート部２２ｂよりも大きい内径を有する（Ｗ２ａ＞Ｗ２ｂ、Ｈ２ａ＞Ｈ２ｂ）。

なお、合計４つのポート部２２（２２ａ、２２ｂ）は、外部の配管が干渉しないように、互いに離間して配置されている。すなわち、２つのポート部２２ａ（入口側、出口側）が、ヘッダ部２のＹ方向の中央側でＺ方向に互いに離間して配置されている。２つのポート部２２ｂ（入口側、出口側）が、それぞれヘッダ部２のＹ方向の各端部側、かつ、Ｚ方向に離間して配置されている。

〈タンク部〉
図５および図６に示すように、タンク部２３（２３ａ、２３ｂ）は、Ｚ方向に延びる空間部分であり、ポート部２２とそれぞれのコア端部開口１４（入口開口１５ａまたは出口開口１５ｂ）との間を流れる流体の集合部分である。図６では、タンク部２３ｂを通る縦断面のみを示しているが、タンク部２３ａはタンク部２３ｂと同様の基本構造を有する。タンク部２３は、Ｘ１方向側でポート部２２と接続し、Ｘ２方向側で案内流路部２４と接続している。タンク部２３は、案内流路部２４側に向かうに従ってＺ方向の流路高さが大きくなるように形成されている。タンク部２３は、ポート部２２側から案内流路部２４側に向けて流路高さが滑らかに拡大するように形成されている。また、タンク部２３の内側面とポート部２２の内側面との境界部は、滑らかに連続する曲面状になる（エッジが形成されない）ように形成されている。

タンク部２３の案内流路部２４との境界部において、タンク部２３ａおよび２３ｂは、それぞれ、流路幅Ｗ１よりも小さい流路幅Ｗ３ａおよびＷ３ｂ（図２および図３参照）を有する（Ｗ３ａ、Ｗ３ｂ＜Ｗ１）。流路幅Ｗ３ａ（Ｗ３ｂ）は、案内流路部２４の端面である流路端面２５１に沿った方向を幅方向とする。流路幅Ｗ３ａおよびＷ３ｂは、共に、特許請求の範囲の「第２流路幅」の一例である。また、タンク部２３の案内流路部２４との境界部において、タンク部２３は、流路幅Ｗ１よりも大きい流路高さＨ３（図６参照）を有する（Ｈ３＞Ｈ１）。流路高さＨ３は、Ｚ方向を高さ方向とする。流路高さＨ３は、特許請求の範囲の「第２流路高さ」の一例である。

〈案内流路部〉
図５および図６に示すように、案内流路部２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）は、対応する複数のコア端部開口１４と接続するとともに対応するタンク部２３側に延びている。案内流路部２４は、ヘッダ部２のコア部１側端部（Ｘ２方向側端部）に配置され、Ｘ１方向側でタンク部２３に連通している。本実施形態では、案内流路部２４は、複数のコア端部開口１４とタンク部２３との間の流体を案内する複数の流路部分２５（２５ａ、２５ｂ）を有する。案内流路部２４は、複数のコア端部開口１４とタンク部２３との間の流体の流れが円滑になるように流体を案内する機能を有する。

具体的には、図２に示すように、第１流路部１ａに接続するヘッダ部分２１ａおよび２１ｂの案内流路部２４ａおよび２４ｂが、それぞれ複数の第１流路部１ａに対して流入または流出する燃料４を案内するための複数の流路部分２５ａ（図５参照）を有する。図３に示すように、第２流路部１ｂに接続するヘッダ部分２１ｃおよび２１ｄの案内流路部２４ｃおよび２４ｄが、それぞれ複数の第２流路部１ｂに対して流入または流出するオイル５を案内するための複数の流路部分２５ｂ（図５参照）を有する。すなわち、案内流路部２４ａ、２４ｂの複数の流路部分２５ａは、それぞれ第１流路部１ａのコア端部開口１４ａ（図４参照）と接続されている。また、案内流路部２４ｃ、２４ｄの複数の流路部分２５ｂは、それぞれ第２流路部１ｂのコア端部開口１４ｂ（図４参照）と接続されている。

また、本実施形態では、図２および図３に示したように、各ヘッダ部分（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）の案内流路部２４は、それぞれ、複数の入口開口１５ａに対応する案内流路部２４ａ、２４ｃと、複数の出口開口１５ｂに対応する案内流路部２４ｂ、２４ｄとを含む。すなわち、案内流路部２４ａが、第１流路部１ａの入口開口１５ａに対応し、案内流路部２４ｂが、第１流路部１ａの出口開口１５ｂに対応する。案内流路部２４ｃが、第２流路部１ｂの入口開口１５ａに対応し、案内流路部２４ｄが第２流路部１ｂの出口開口１５ｂに対応する。

本実施形態では、複数の流路部分２５（２５ａ、２５ｂ）は、流体（燃料４、オイル５）の流通方向と直交する流路断面形状を変化させながら、複数のコア端部開口１４とタンク部２３との間の流体を案内するように構成されている。すなわち、それぞれの流路部分２５（２５ａ、２５ｂ）は、コア端部開口１４とタンク部２３との間を、流路断面形状を変化させながら接続している。なお、「流路断面形状を変化させる」とは、本明細書では、流路断面の流路高さ、流路幅、幾何学的形状（長方形、正方形、円形など）の少なくともいずれかを変化させることを意味する。

流路部分２５は、図６に示すように、Ｘ２方向側端部に配置されたコア側開口２６（図７参照）と、Ｘ１方向側端部に配置されたタンク側開口２７（図８参照）とを有する。流路部分２５は、対応するコア端部開口１４と一対一で設けられている。すなわち、流路部分２５ａのコア側開口２６ａは、対応するコア端部開口１４ａと接続（図２参照）され、流路部分２５ｂのコア側開口２６ｂは、対応するコア端部開口１４ｂと接続（図３参照）されている。なお、図７では、便宜的にヘッダ部２のコア側端部２ａにハッチングを付して図示している。

それぞれの案内流路部２４の流路部分２５は、接続先（第１流路部１ａの入口開口１５ａ、出口開口１５ｂ、第２流路部１ｂの入口開口１５ａ、出口開口１５ｂ）が異なることに起因して、Ｙ方向の位置が異なり、Ｙ１方向側とＹ２方向側とではＹ方向に略対称となるように形成されている。一方、個々の流路部分２５は、上記の相違点を除けば、共通の基本構造を有する。そこで、以下では、流路部分２５の接続先を単に「コア端部開口１４」として、特に必要な場合を除いて各流路部分２５ａ、２５ｂに共通の構造について説明する。

図６に示したように、流路部分２５のタンク側開口２７は、タンク部２３内に開口している。タンク側開口２７が形成された案内流路部２４のタンク部２３側の流路端面２５１（図２、図３、図５参照）は、ＸＹ平面内でＸ方向およびＹ方向に対して斜めに傾斜している。また、流路端面２５１は、タンク部２３の内側面に対して滑らかに接続されている。なお、傾斜した流路端面２５１のＹ方向寸法は、ポート部２２のＹ方向寸法（流路幅Ｗ２ａ、Ｗ２ｂ）に略一致するように設定されている。また、流路部分２５の内側面２５２（図２、図３、図５参照）は、コア端部開口１４の内側面と、タンク部２３の内側面とを滑らかにつなぐように形成されている。なお、図８において、タンク側開口２７との区別のため、タンク部２３内に現れる流路端面２５１にハッチングを付している。

図７および図４に示すように、コア側開口２６の断面形状（開口形状）は、対応するコア端部開口１４の断面形状（開口形状）と一致する。すなわち、コア側開口２６は、コア端部開口１４の流路高さＨ１および流路幅Ｗ１と等しい流路高さＨ１および流路幅Ｗ１を有する。図８に示すように、タンク側開口２７ａ、２７ｂの断面形状は（開口形状）は、それぞれ、流路高さＨ１よりも大きい流路高さＨ４ａ、Ｈ４ｂと、流路幅Ｗ１よりも小さい流路幅Ｗ３ａ、Ｗ３ｂとを有する。なお、タンク側開口２７の断面形状は、流路端面２５１内における開口形状とする。

本実施形態では、図２および図３に示したように、流路部分２５ａ、２５ｂは、それぞれ、コア端部開口１４側に近付くにつれて流路幅がコア端部開口１４の流路幅Ｗ１（図７参照）に近付くとともに、タンク部２３側に近付くにつれて流路幅がタンク部２３との境界部の流路幅Ｗ３ａ、Ｗ３ｂ（図８参照）に近付くように変化する流路断面形状を有する。具体的には、流路部分２５ａ、２５ｂは、それぞれ、コア端部開口１４における流路幅Ｗ１（図７参照）からタンク側開口２７における流路幅Ｗ３ａ、Ｗ３ｂ（図８参照）になるまで、流路幅が略単調減少するように形成されている。

また、本実施形態では、図９に示すように、流路部分２５は、コア端部開口１４側に近付くにつれて流路高さが流路高さＨ１に近付くとともに、タンク部２３側に近付くにつれて流路高さが流路高さＨ３に近付くように変化する流路断面形状を有する。具体的には、流路部分２５は、コア側開口２６（コア端部開口１４）における流路高さＨ１からタンク側開口２７における流路高さＨ４ａ、Ｈ４ｂになるまで、流路高さが略単調増加するように形成されている。流路高さＨ４ａ、Ｈ４ｂは、流路高さＨ１と流路高さＨ３との間の大きさを有する（Ｈ３＞Ｈ４ａおよびＨ４ｂ＞Ｈ１）。すなわち、図９に示した流路部分２５ｂは、タンク側開口２７に近付くに従って、Ｚ方向に隣接する流路部分２５ａ側にはみ出るように、流路高さが拡大している。

より具体的には、第１流路部１ａと第２流路部１ｂとがＺ方向に交互に積層されているため、第２流路部１ｂに連通する流路部分２５ｂと、第１流路部１ａに連通する流路部分２５ａとは、Ｚ方向に隣接しつつ、互いに隔壁部分２５３および流路端面２５１によって区画されている。そのため、流路部分２５ｂのタンク側開口２７ｂが形成された流路端面２５１において、流路部分２５ａは開口せず塞がっている。つまり、流路端面２５１では、複数のタンク側開口２７（２７ａまたは２７ｂ）が、Ｚ方向に積層された第１流路部１ａまたは第２流路部１ｂの一層分の間隔を隔てて、Ｚ方向に並んでいる。そのため、各流路部分２５は、隣接するタンク側開口２７間のＺ方向の間隔が流路部一層分の間隔（Ｈ１＋チューブプレート１２の厚み）よりも小さくように流路高さを拡大させて形成されている。なお、図示は省略するが、流路部分２５ａについても同様である。

また、本実施形態では、流路部分２５は、流体の流通方向に沿って、流路断面積を略一定に保ちながら、流路断面形状の流路幅と流路高さとの比（アスペクト比）を変化させるように形成されている。たとえば流路部分２５ｂを概念的に示した図１０のように、流路部分２５ｂは、コア側開口２６において流路幅Ｗ１、流路高さＨ１を有し、タンク側開口２７において流路幅Ｗ３ｂ（＜Ｗ１）、流路高さＨ４ｂ（＞Ｈ１）を有する。そして、コア側開口２６の開口面積（流路幅Ｗ１×流路高さＨ１）が、タンク側開口２７の開口面積（流路幅Ｗ３ｂ×流路高さＨ４ｂ）と略等しくなっている。また、流路部分２５は、コア側開口２６およびタンク側開口２７の間の途中部分においても、流体（オイル５）の流通方向に直交する方向における流路断面積は、略一定に保たれるように形成されている。

したがって、流路部分２５の流路断面形状は、コア側開口２６においてコア端部開口１４と一致する横長（幅広）形状を有し、タンク側開口２７に近付くに従って流路幅が減少しつつ流路高さが増大するように、断面のアスペクト比（流路幅と流路高さとの比）が変化する。この結果、流路部分２５のタンク側開口２７は、コア側開口２６よりも幅狭の縦長形状に近付いており、図８に示したようにタンク部２３の断面形状に近付いている。なお、図示は省略するが、流路部分２５ａについても同様である。

本実施形態では、以上のように合計４つのヘッダ部分（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）が、三次元造形技術（いわゆる３Ｄプリンタ）により単一のヘッダ部２に形成されている。ヘッダ部２は、たとえば、粉末状の素材にレーザーや電子ビームを照射して溶融または焼結させる粉末積層造形法により形成される。ヘッダ部２の材料としては、コア部１と同じ材料を用いることができ、たとえばアルミニウム合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、チタン合金、ニッケル合金などを用いることができる。

次に、コア部１の端面１１と、ヘッダ部２との接合部分について説明する。

図７に示したように、ヘッダ部２のコア側端部２ａ（ハッチング部分）の外形は、コア部１の端面１１（図４参照）の外形と同一の矩形形状を有する。コア側端部２ａでは、ヘッダ部２の外形形状を構成する周縁部２８と、案内流路部２４の各流路部分２５を区画する隔壁部分２５３とが露出している。コア側端部２ａにおいて、周縁部２８は矩形形状を有し、隔壁部分２５３は格子状に形成されている。

本実施形態では、ヘッダ部２の周縁部２８（図７参照）がコア部１の端面１１（図４参照）の周縁部と接合され、ヘッダ部２の複数の流路部分２５の隔壁部分２５３（図７参照）が、第１流路部１ａと第２流路部１ｂとの間のチューブプレート１２のコア端面部１２ａ（図４参照）にそれぞれ接合されている。

ヘッダ部２の周縁部２８は、コア部１の端面１１のうち、サイドプレート１３およびサイドバー１６の端面部、チューブプレート１２のコア端面部１２ａのＹ方向端部と接合される。ヘッダ部２の隔壁部分２５３は、コア部１の端面１１のうち、チューブプレート１２のコア端面部１２ａと、仕切部材１８の端面部とに接合されている。言い換えると、ヘッダ部２は、コア部１の端面１１に形成されたコア端部開口１４以外の端面領域の略全体を接合領域として、コア部１と接合されている。

本実施形態では、ヘッダ部２は、上述の３Ｄプリンタを用いた三次元造形技術によって、コア部１の端面１１に直接形成されている。すなわち、まず、サイドプレート１３、サイドバー１６、仕切部材１８およびコルゲートフィン１９、チューブプレート１２が積層されたコア部１の組立体をろう付けなどによって接合してコア部１が形成される。その後、コア部１の端面１１にヘッダ部２が直接造形されることにより、ヘッダ部２が構成されている。

（還流用ヘッダ部）
図２および図３に示すように、還流用ヘッダ部３は、コア部１の還流用開口１７を覆うようにコア部１に設けられており、還流用流路３１を有する。還流用流路３１は、略半円形状を有し、第１流路部１ａおよび第２流路部１ｂにそれぞれ対応して設けられている。これにより、一方の還流用開口１７（出口部１７ａ）から還流用流路３１に流入した流体が、還流用流路３１に沿って略半円形状を描くように流れてＵターンし、他方の還流用開口１７（入口部１７ｂ）に流入する。

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、第１流路部１ａの複数のコア端部開口１４ａと接続するとともに対応するタンク部２３側に延びる複数の流路部分２５ａを有する案内流路部２４ａおよび２４ｂを、それぞれヘッダ部分２１ａおよび２１ｂに設ける。第２流路部１ｂの複数のコア端部開口１４ｂと接続するとともに対応するタンク部２３側に延びる複数の流路部分２５ｂを有する案内流路部２４ｃおよび２４ｄを、それぞれヘッダ部分２１ｃおよび２１ｄに設ける。そして、複数の流路部分２５（２５ａおよび２５ｂ）を、流体の流通方向と直交する流路断面形状を変化させながら複数のコア端部開口１４とタンク部２３との間の流体を案内するように構成する。これにより、コア端部開口１４の流路断面形状とは無関係に、流路案内部２４の複数の流路部分２５の流路断面形状を設定し、各流路部分２５を介してタンク部２３とコア部１との間の流体（燃料４、オイル５）を案内することができる。すなわち、流路案内部２４の複数の流路部分２５の流路断面形状を、タンク部２３側に近付くほどタンク部２３側の流路断面形状に近付くように変化させることができる。また、流路案内部２４の流路部分２５の流路断面形状を、コア端部開口１４側に近付くほどコア端部開口１４の形状に近付くように変化させることができる。その結果、第１流路部１ａおよび第２流路部１ｂのコア端部開口１４ａおよび１４ｂとヘッダ部２（タンク部２３）との間で、流路断面形状の変化を緩やかにすることができるので、その分、ヘッダ部２を介して熱交換器１００に流入または熱交換器１００から流出する際の流体の圧力損失が大きくなるのを抑制することができる。

また、ヘッダ部２３に複数の流路部分２５を有する案内流路部２４を設けることにより、断面形状が変化するような流路構造をコア部１側に設けなくて済む。その結果、簡素な形状のコア部１を採用できるようになり、コア部１の構造が複雑化するのを抑制することが可能となる。

また、本実施形態では、上記のように、流路部分２５（２５ａ、２５ｂ）を、コア端部開口１４（１４ａ、１４ｂ）側に近付くにつれて流路幅がコア端部開口の流路幅Ｗ１に近付くとともに、タンク部２３（２３ａ、２３ｂ）側に近付くにつれて流路幅が流路案内部２４とタンク部２３との境界部の流路幅Ｗ３ａ、Ｗ３ｂに近付くように変化する流路断面形状に形成する。これにより、流路部分２５の流路幅を変化させることによって、ヘッダ部２（タンク部２３）とコア端部開口１４との間での流路幅の変化を緩やかにすることができる。その結果、ヘッダ部２（タンク部２３）とコア端部開口１４との境界部での流路幅の急激な変化に起因して圧力損失が大きくなることを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、流路部分２５（２５ａ、２５ｂ）を、コア端部開口１４（１４ａ、１４ｂ）側に近付くにつれて流路高さがコア端部開口の流路高さＨ１に近付くとともに、タンク部２３（２３ａ、２３ｂ）側に近付くにつれて流路高さが流路案内部２４とタンク部２３との境界部の流路高さＨ３に近付くように変化する流路断面形状に形成する。これにより、流路部分２５の流路高さを変化させることによって、ヘッダ部２（タンク部２３）とコア端部開口１４との間での流路高さの変化を緩やかにすることができる。その結果、ヘッダ部２（タンク部２３）とコア端部開口１４との境界部での流路高さの急激な変化に起因して圧力損失が大きくなることを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、流路部分２５を、流体（燃料４、オイル５）の流通方向に沿って、流路断面積を略一定に保ちながら、流路断面形状の流路幅と流路高さとの比を変化させるように形成する。これにより、流路部分２５の流路幅や流路高さをコア端部開口１４の形状およびタンク部２３側の流路断面形状に応じて変化させる場合でも、流路部分２５における流路断面積を大きく変化させずに済む。その結果、流路部分２５における流路断面積の変化に起因して圧力損失が大きくなることを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ヘッダ部分２１ａおよび２１ｂと、ヘッダ部分２１ｃおよび２１ｄとを、共通のヘッダ部２に互いに一体的に設ける。そして、複数の第１流路部１ａに対して流入または流出する流体を案内するための複数の流路部分２５ａを有する案内流路部２４ａおよび２４ｂと、複数の第２流路部１ｂに対して流入または流出する流体を案内するための複数の流路部分２５ｂを有する案内流路部２４ｃおよび２４ｄとを、対応する各ヘッダ部分２１ａ〜２１ｄに設ける。これにより、コア部１の共通の端面１１に第１流路部１ａのコア端部開口１４ａと第２流路部１ｂのコア端部開口１４ｂとの両方を形成した場合でも、ヘッダ部２を共通化することができる。その結果、第１流路部１ａと第２流路部１ｂとに個別にヘッダ部２を設ける場合と比較して、ヘッダ部２の内部容積を減少させることができるので、特に液状の流体（燃料４およびオイル５）を用いる場合の熱交換器１００の総重量（ＷＥＴ重量）を抑制することができる。これは、本実施形態のように航空機などの重量制限の厳しい用途において特に有効である。また、第１流路部１ａおよび第２流路部１ｂのヘッダ部２を共通化した場合でも、案内流路部（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）のそれぞれの流路部分（２５ａ、２５ｂ）の流路断面形状を変化させることにより、圧力損失の抑制を図ることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１流路部１ａ（コア端部開口１４ａ）の入口開口１５ａおよび出口開口１５ｂのそれぞれを覆うヘッダ部分２１ａおよび２１ｂに、それぞれ案内流路部２４ａおよび２４ｂを設ける。また、第２流路部１ｂ（コア端部開口１４ｂ）の入口開口１５ａおよび出口開口１５ｂのそれぞれを覆うヘッダ部分２１ｃおよび２１ｄに、それぞれ案内流路部２４ｃおよび２４ｄを設ける。これにより、入口開口１５ａと出口開口１５ｂとの両方をコア部１の共通の端面１１に形成した場合でも、入口開口１５ａに対応する案内流路部２４ａおよび２４ｃと、出口開口１５ｂに対応する案内流路部２４ｂおよび２４ｄとによって、ヘッダ部２を共通化することができる。その結果、入口開口１５ａと出口開口１５ｂとに個別にヘッダ部２を設ける場合と比較して、熱交換器１００の総重量（ＷＥＴ重量）を抑制することができる。また、ヘッダ部２を共通化した場合でも、案内流路部２４ａおよび２４ｃと、案内流路部２４ｂおよび２４ｄとのそれぞれの流路部分（２５ａ、２５ｂ）の流路断面形状を変化させることにより、圧力損失の抑制を図ることができる。

また、本実施形態では、上記のように、ヘッダ部２の周縁部２８をコア部１の端面１１の周縁部と接合し、ヘッダ部２の複数の流路部分２５の隔壁部分２５３を、第１流路部１ａと第２流路部１ｂとの間のチューブプレート１２のコア端面部１２ａにそれぞれ接合する。これにより、コア部１とヘッダ部２とを、周縁部のみならず、コア端部開口１４が形成された端面１１のうちコア端部開口１４以外の表面（チューブプレート１２のコア端面部１２ａ）でも接合することができる。その結果、接合面積を増大させることができるとともに、コア部１の端面１１においてＹ方向の両端間の領域を接合領域とすることができるので、コア部１とヘッダ部２と接合強度を効果的に向上させることができる。また、接合強度の向上によってヘッダ部２の耐圧性能を向上させることができ、その分、ヘッダ部２の内部構造の自由度を高めることができるので、ヘッダ部２の流路部分２５やタンク部２３の形状を容易に最適化することができる。

また、本実施形態では、上記のように、直方体状のコア部１の端面１１に、複数の第１流路部１ａおよび複数の第２流路部１ｂのそれぞれのコア端部開口１４ａおよび１４ｂを上下に並んで配置する。そして、ヘッダ部２を、複数の第１流路部１ａおよび複数の第２流路部１ｂのそれぞれのコア端部開口１４をまとめて覆うように端面１１に接合する。これにより、一般的な積層型の熱交換器と同様にコア部１を直方体形状に形成することができるので、コア部１の構造が複雑化することを抑制できる。また、案内流路部２４の流路部分２５によって第１流路部１ａおよび第２流路部１ｂへの流体の分配（案内）が可能となるので、複数の第１流路部１ａおよび複数の第２流路部１ｂのそれぞれのコア端部開口１４を、別々のヘッダ部２を取り付けるために互いに離間した位置に形成する必要がなくなる。その結果、コア部１の構造を簡素化することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態ではプレートフィン型の熱交換器の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえばシェルアンドチューブ型の熱交換器に本発明を適用してもよい。本発明では、ヘッダ部から複数のコア端面開口に流体を分配する構造の熱交換器であれば、どのようなタイプの熱交換器であってもよい。

また、上記実施形態では、航空機に搭載され航空機用燃料と航空機用オイル（潤滑オイル）との熱交換を行う熱交換器１００の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、流体の種類は燃料およびオイル以外のどのような流体であってもよい。流体は気体でも液体でもよい。

また、上記実施形態では、第１流路部と第２流路部とを設けて２種類の流体間で熱交換を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、３種類以上の流体間で熱交換を行うように、３種類以上の流路部を設けてもよい。

また、上記実施形態では、単一のヘッダ部２に、案内流路部２４を有する４つのヘッダ部分（２１ａ、２１ｂ、２１ｃおよび２１ｄ）を形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。ヘッダ部に１つ〜３つのヘッダ部分を設けてもよい。たとえば、第１流路部１ａの入口開口および出口開口に対応した２つのヘッダ部分を有するヘッダ部と、第２流路部１ｂの入口開口および出口開口に対応した２つのヘッダ部分を有するヘッダ部とそれぞれ設けてもよい。１つのヘッダ部分を有するヘッダ部を４つ設けてもよい。

また、上記実施形態では、コア部１から流出させた流体をＵターンさせてコア部１に戻す還流用ヘッダ部３を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、還流用ヘッダ部を設けなくてもよい。コア部１の内部の第１流路部および第２流路部においてＵターン部を設けてもよい。また、流体をＵターンさせなくてもよい。その場合、還流用ヘッダ部３に代えてヘッダ部２を設け、Ｘ方向の一方のヘッダ部を入口側、他方のヘッダ部を出口側としてもよい。

また、上記実施形態では、燃料４とオイル５とが反対方向に流れる対向流型の熱交換器の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、燃料とオイルとが同じ向きに流れる並行流型や、燃料とオイルとが互いに直交する向きに流れる直交流型の熱交換器であってもよい。

また、上記実施形態では、案内流路部２４の複数の流路部分２５の流路幅および流路高さを、流体の流通方向に沿って変化させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の流路部分２５の流路幅および流路高さのいずれか一方を変化させて、他方は変化させなくてもよい。たとえば、図９および図１０において、複数の流路部分２５の流路高さをＨ１のまま一定にして流路幅を変化させてもよい。複数の流路部分２５の流路幅をＷ１のまま一定にし流路高さを変化させてもよい。

また、上記実施形態では、流路部分２５を、流体の流通方向に沿って、流路断面積を略一定に保ちながら、流路断面形状の流路幅と流路高さとの比（アスペクト比）を変化させるように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、流路部分の流路断面積を変化させてもよい。

また、上記実施形態では、個々の第１流路部１ａが、入口開口１５ａから出口開口１５ｂまでの間で他の第１流路部と接続されることなく独立している例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１１に示したように、入口開口１５ａから出口開口１５ｂまでの間で複数の第１流路部１ａ同士を互いに連通させるためのミキシングヘッダ１０１を設けてもよい。この際、ミキシングヘッダ１０１に、複数の流路部分を有する案内流路部１０２を形成してもよい。ミキシングヘッダ１０１は、各第１流路部１ａの途中に形成された開口１０３を覆うように設けられ、コア側開口１０４（ハッチング部）を介してミキシングヘッダ１０１内部に流入した流体を攪拌して各第１流路部１ａに戻す。この場合、案内流路部１０２の複数の流路部分は、流路断面形状を変化させ、たとえばミキシングヘッダ１０１の内部で渦状の流れ（スワールあるいはタンブル）が発生するように流体を案内するように構成してもよい。これにより、それぞれの第１流路部１ａでの温度ムラを低減することができる。第２流路部１ｂについても同様である。

また、上記実施形態では、三次元造形技術によりヘッダ部２をコア部１の端面１１に直接形成（造形）した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ヘッダ部をコア部とは別個に作製して、ろう付けなどによりコア部に接合してもよい。

また、上記実施形態では、コア部１の端面１１におけるチューブプレート１２のコア端面部１２ａとヘッダ部２の隔壁部分２５３とを接合した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、コア部１の端面１１の周縁部とヘッダ部２のコア側端部２ａの周縁部２８とを溶接などにより接合し、端面１１の内側領域（隔壁部分２５３）では接合しなくてもよい。

１ コア部
１ａ 第１流路部
１ｂ 第２流路部
２ ヘッダ部
２ａ 周縁部
４ 燃料（流体）
５ オイル（流体）
１１ 端面
１２ チューブプレート（仕切板）
１２ａ コア端面部
１４（１４ａ、１４ｂ） コア端部開口
１５ａ 入口開口
１５ｂ 出口開口
２１ａ、２１ｂ ヘッダ部分（第１ヘッダ部分）
２１ｃ、２１ｄ ヘッダ部分（第２ヘッダ部分）
２２（２２ａ、２２ｂ） ポート部
２３（２３ａ、２３ｂ） タンク部
２４ａ 案内流路部（第１案内流路部、入口案内流路部）
２４ｂ 案内流路部（第１案内流路部、出口案内流路部）
２４ｃ 案内流路部（第２案内流路部、入口案内流路部）
２４ｄ 案内流路部（第２案内流路部、出口案内流路部）
２５（２５ａ、２５ｂ） 流路部分
１００ 熱交換器
２５３ 隔壁部分
Ｗ１ 流路幅（第１流路幅）
Ｗ２ａ、Ｗ２ｂ 流路幅（第２流路幅）
Ｈ１ 流路高さ（第１流路高さ）
Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ 流路高さ（第２流路高さ）

Claims (8)

1. 複数の第１流路部と、複数の第２流路部とを含み、前記第１流路部および前記第２流路部をそれぞれ流れる流体間で熱交換を行うコア部と、
   前記コア部の端面に接続され、前記複数の第１流路部のコア端部開口を覆う第１ヘッダ部分と、前記複数の第２流路部のコア端部開口を覆う第２ヘッダ部分とを含むヘッダ部とを備え、
   前記第１ヘッダ部分および前記第２ヘッダ部分は、それぞれ、前記流体を内部に流入または流出させるためのポート部と、前記ポート部に接続するタンク部と、を含み、
   前記第１ヘッダ部分および前記第２ヘッダ部分の少なくとも一方は、前記第１流路部または前記第２流路部のうちの一方の複数の前記コア端部開口と接続するとともに対応する前記タンク部側に延び、前記流体の流通方向と直交する流路断面形状を変化させながら前記複数のコア端部開口と前記タンク部との間の前記流体を案内する複数の流路部分を有する案内流路部を含む、熱交換器。
2. 前記複数のコア端部開口は、前記流体の流通方向と直交する断面において流路高さ方向と直交する幅方向の第１流路幅を有し、
   前記タンク部の前記案内流路部との境界部において、前記タンク部は、前記幅方向における前記第１流路幅よりも小さい第２流路幅を有し、
   前記流路部分は、前記コア端部開口側に近付くにつれて流路幅が前記第１流路幅に近付くとともに、前記タンク部側に近付くにつれて流路幅が前記第２流路幅に近付くように変化する前記流路断面形状を有する、請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記複数のコア端部開口は、前記流体の流通方向と直交する断面における流路高さ方向において第１流路高さを有し、
   前記タンク部の前記案内流路部との境界部において、前記タンク部は、前記流路高さ方向における前記第１流路高さよりも大きい第２流路高さを有し、
   前記流路部分は、前記コア端部開口側に近付くにつれて流路高さが前記第１流路高さに近付くとともに、前記タンク部側に近付くにつれて流路高さが前記第２流路高さに近付くように変化する前記流路断面形状を有する、請求項１または２に記載の熱交換器。
4. 前記流路部分は、前記流体の流通方向に沿って、流路断面積を略一定に保ちながら、前記流路断面形状の流路幅と流路高さとの比を変化させるように形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器。
5. 前記第１ヘッダ部分および前記第２ヘッダ部分は、共通の前記ヘッダ部に互いに一体的に設けられ、
   前記案内流路部は、前記複数の第１流路部に対して流入または流出する流体を案内するための前記複数の流路部分を有する第１案内流路部と、前記複数の第２流路部に対して流入または流出する流体を案内するための前記複数の流路部分を有する第２案内流路部と、を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換器。
6. 前記第１流路部の前記コア端部開口および前記第２流路部の前記コア端部開口は、それぞれ、前記コア部の前記端面に形成された複数の入口開口および複数の出口開口を含み、
   前記第１流路部を覆う前記第１ヘッダ部分および前記第２流路部を覆う前記第２ヘッダ部分の少なくとも一方に設けられた前記案内流路部は、前記複数の入口開口に対応する入口案内流路部と、前記複数の出口開口に対応する出口案内流路部とを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱交換器。
7. 前記コア部は、前記複数の第１流路部と前記複数の第２流路部とが仕切板を介して高さ方向に交互に積層された積層構造を有し、
   前記ヘッダ部の周縁部が前記コア部の前記端面の周縁部と接合され、前記ヘッダ部の前記複数の流路部分の隔壁部分が、前記第１流路部と前記第２流路部との間の前記仕切板のコア端面部にそれぞれ接合されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱交換器。
8. 前記コア部は、直方体形状を有し、直方体のいずれかの側面からなる前記端面に、前記複数の第１流路部および前記複数の第２流路部のそれぞれの前記コア端部開口が上下に並んで配置されており、
   前記ヘッダ部は、前記第１ヘッダ部分および前記第２ヘッダ部分を一体的に含むとともに、前記複数の第１流路部および前記複数の第２流路部のそれぞれの前記コア端部開口をまとめて覆うように前記端面に接合されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱交換器。

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