JP2021124268A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換効率を向上させる。【解決手段】熱交換器１０は、第１流通路を流通する第１流体と、第２流通路を流通する第２流体との間で区画壁を介して熱交換が行われる。第１流通路は直線状に延びるとともに、第１流通路の総開口面積は第２流通路の総開口面積よりも大きく構成されており、区画壁における第１流通路同士を区画する箇所にスリット１２ｃが形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、熱交換器に関する。

特許文献１は、熱交換器等に用いられるハニカム構造体について記載している。
図１７に示すように、ハニカム構造体５０は、第１流体が流通する複数の第１流通路５１と、第２流体が流通する複数の第２流通路５２と、第１流通路５１と第２流通路５２を区画する区画壁とを備えている。第１流通路５１を流通する第１流体と、第２流通路５２を流通する第２流体との間で区画壁を介して熱交換を行うことができるように構成されている。

特開２０１５−１４０２７３号公報

特許文献１のハニカム構造体５０において、複数の第１流通路５１は、それぞれ独立して直線状に延びているため、第１流通路５１を流通する第１流体の流れは層流になりやすい。第１流体の流れが層流になると、第１流通路５１の延びる方向に沿って第１流通路５１を見た際に、第１流体における区画壁の近くを流通するものと、第１流通路５１の中央側を流通するものとが混合されにくくなる。第１流通路５１の中央側を流通する第１流体は熱交換に寄与しにくくなるため、区画壁を介した第１流体と第２流体の間の熱交換効率が低下する虞があった。本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱交換効率が向上し得る熱交換器を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の熱交換器は、第１流体が流通する複数の第１流通路と、第２流体が流通する複数の第２流通路と、上記第１流通路と上記第２流通路を区画する区画壁とを備え、上記第１流通路を流通する第１流体と、上記記第２流通路を流通する第２流体との間で上記区画壁を介して熱交換が行われる熱交換器であって、上記第１流通路は直線状に延びるとともに、上記第１流通路の総開口面積は上記第２流通路の総開口面積よりも大きく構成されており、上記区画壁における上記第１流通路同士を区画する箇所にスリットが形成されていることを要旨とする。

上記構成によれば、第１流通路の総開口面積が第２流通路の総開口面積よりも大きく構成されていることにより、第１流体の流速を低下させることができる。そのため、第１流体と区画壁の間における熱の伝達をより多く行うことができる。さらに、第１流通路を流通する第１流体は、スリットを介して一つの第１流通路から他の第１流通路へと移動しながら流通することが可能になるため、第１流体の流れが乱流になりやすい。これにより、第１流体における区画壁の近くを流通するものと、第１流通路の中央側を流通するものとを好適に混合することができるため、区画壁を介した第１流体と第２流体の間の熱交換効率を向上させることができる。

本発明の熱交換器について、上記第２流通路は直線状に延びており、上記第２流通路の延びる方向は、上記第１流通路の延びる方向と交差していることが好ましい。この構成によれば、第１流通路と第２流通路の両方が直線状に延びた構成となるため、熱交換器の構成をより簡略化することができる。また、第２流通路を流通する第２流体の流通抵抗を相対的に小さくすることができるため、熱交換を行う第２流体の処理量を多くすることが可能になり、区画壁を介した第１流体と第２流体の間の熱交換効率を向上させることができる。

本発明の熱交換器について、上記スリットは、上記第１流通路の延びる方向に沿って複数設けられ、上記第１流通路の延びる方向において隣り合うスリット同士の間隔は、同方向における各スリットの長さよりも大きいことが好ましい。この構成によれば、第１流通路同士を区画する区画壁において、スリット同士の間に位置する区画壁の長さが相対的に長くなり、区画壁の熱容量が大きくなる。第1流体から第1流通路同士を区画する区画壁への熱伝達が向上し、また、第１流通路同士を区画する区画壁を、第１流通路と第２流通路の間を区画する区画壁への熱伝導に好適に利用することができるため、熱交換器の熱交換効率をさらに向上させることができる。

本発明の熱交換器について、複数の上記第１流通路は、上記区画壁を介して並設されており、上記第１流通路が並設された方向に沿って上記第１流通路を見た際に、同方向において隣り合う区画壁にそれぞれ形成されたスリットは、少なくとも一部が重なるように構成されていることが好ましい。この構成によれば、スリットを通過して一つの第１流通路から他の第１流通路へと移動した第１流体が、さらに隣り合う区画壁に形成されたスリットを通過して別の第１流通路へと移動しやすくなる。第１流体の流れが、より乱流になりやすくなるため、熱交換器の熱交換効率をより向上させることができる。

本発明の熱交換器によれば、熱交換効率を向上させることができる。

熱交換器の斜視図。 図１の２−２線断面図。 図２の３−３線断面図。 図２の４−４線断面図。 成形工程の説明図。 加工工程の説明図（第１加工の加工治具を挿入した状態の説明図）。 加工工程の説明図（第１加工の加工治具を挿入した後の説明図）。 加工工程の説明図（第２加工の加工治具を挿入した状態の説明図）。 加工工程の説明図（第２加工の加工治具を挿入した後の説明図）。 加工工程の説明図（第３加工の説明図）。 脱脂工程の説明図。 含浸工程の説明図。 変更例の第１流通路の断面図。 別の変更例の第１流通路の断面図。 さらに別の変更例の第２流通路の断面図。 さらに別の変更例の第１流通路の断面図。 従来技術の熱交換器の斜視図。

熱交換器の一実施形態を説明する。
図１、２に示すように、熱交換器１０は、矩形筒状の周壁１１と、周壁１１の内部を複数のセル１３に区画する区画壁１２とを備えている。

以下では、周壁１１の軸方向から熱交換器１０を見た場合における上下方向、左右方向、及び、前後方向をそれぞれ、熱交換器１０の上下方向、左右方向、及び、前後方向として説明する。

複数のセル１３は、第１流体が流通する第１流通路として機能する第１セル１３ａと、第２流体が流通する第２流通路として機能する第２セル１３ｂとを有している。
矩形筒状の周壁１１は、左右方向に対向する一対の縦側壁１１ａと、上下方向に対向する一対の横側壁１１ｂとを有し、前後方向に直交する断面形状が横長の長方形をなすように構成されている。

図２に示すように、区画壁１２は、前後方向に直交する断面において、縦側壁１１ａと平行な区画壁１２ａと、横側壁１１ｂに平行な区画壁１２ｂとで格子状をなすように構成されている。

格子状をなす区画壁１２ａ、１２ｂによって、複数の第１セル１３ａが区画されている。また、縦側壁１１ａと区画壁１２ａと後述する封止部２３とによって、もしくは、対向する２つの区画壁１２ａと後述する封止部２３とによって、複数の第２セル１３ｂが区画されている。さらに、区画壁１２ａによって、第１セル１３ａと第２セル１３ｂの間が区画されている。

第１セル１３ａについて説明する。
図３に示すように、第１セル１３ａは、前後方向の両端部が共に開放されており、前後方向に直線状に延びている。両端部の一方が第１流体の流入口１４ａであり、両端部の他方が第１流体の流出口１４ｂである。矢印Ａで示すように、第１流体は第１セル１３ａを前後方向に流通する。

第１セル１３ａは、上下方向に沿って設けられたセル列を有する。言い換えれば、第１セル１３ａは、上下方向に沿って複数並設されている。さらに、セル列は、左右方向に沿って複数列（図１では４列ずつ）設けられている。

区画壁１２が構成する第１セル１３ａのセル構造は特に限定されるものではないが、例えば、区画壁１２の壁厚が０．１〜０．５ｍｍであり、セル密度が、前後方向に直交する断面１ｃｍ^２あたり１５〜９３セルであるセル構造とすることができる。

図３に示すように、上下方向に沿って設けられたセル列において、第１セル１３ａ同士を区画する区画壁１２ｂには、区画壁１２ｂを貫通するスリット１２ｃが形成されている。スリット１２ｃが形成されていることによって、矢印Ｂで示すように、第１流体は一つの第１セル１３ａから他の第１セル１３ａへと移動しながら流通することができる。

スリット１２ｃは、前後方向に略一定の間隔Ｌ１をおいて複数設けられている。前後方向における各スリット１２ｃの長さＬ２は、略一定に構成されている。
一つの区画壁１２ｂに形成されるスリット１２ｃの数は、特に限定されないが、２〜２０個であることが好ましく、３〜１５個であることがより好ましい。

Ｌ１及びＬ２の長さは特に限定されないが、Ｌ１はＬ２よりも長いことが好ましい。具体的には、Ｌ１及びＬ２の長さが、Ｌ２＜Ｌ１≦（Ｌ２×１０）の関係を満たすことが好ましく、（Ｌ２×１．５）≦Ｌ１≦（Ｌ２×５）の関係を満たすことがより好ましい。Ｌ１の長さがＬ２の長さよりも長いことにより、第１セル１３ａ同士を区画する区画壁１２ｂにおいて、スリット１２ｃ同士の間に位置する区画壁１２ｂの長さが相対的に長くなる。

また、Ｌ１及びＬ２の長さが上記数値範囲を満たすことにより、スリット１２ｃ同士の間に位置する区画壁１２ｂの長さを相対的に長くしつつ、第１セル１３ａ同士を繋ぐスリット１２ｃの長さＬ２を好適なものとすることができる。

図３に示すように、左右方向から見て、スリット１２ｃ同士の間に位置する区画壁１２ｂの前後方向の両端部には、前後方向である第１セル１３ａの延びる方向に対して上方に傾斜した傾斜面１２ｄが形成されている。

ここで、傾斜面１２ｄは、上下方向のいずれかに傾斜した平面状の面を意味するものとする。平面状の面は、平面のみで構成された態様だけでなく、大部分が平面で構成され全体として平面状となった態様を含むものとする。

傾斜面１２ｄの傾斜角度αは、特に限定されないが、１０〜８０°であることが好ましく、１５〜７０°であることがより好ましい。傾斜面１２ｄの作製方法については後述する。

また、上下方向である第１セル１３ａが並設された方向に沿って第１セル１３ａを見た際に、同方向において隣り合う区画壁１２ｂにそれぞれ形成されたスリット１２ｃは、一部が重なるように構成されている。

第２セル１３ｂについて説明する。
図４に示すように、第２セル１３ｂは、前後方向において区画壁１２の両端部が封止されるとともに、上下方向において周壁１１の両端部に開口１５が設けられることによって形成されている。両開口１５の間に位置する区画壁１２ｂは除去されており、上下方向に沿って両開口１５の間に連通部１６が設けられている。両開口１５の一方が第２流体の流入口１５ａであり、両開口１５の他方が第２流体の流出口１５ｂである。第２セル１３ｂは、上下方向に直線状に延びており、第２セル１３ｂの延びる方向は、第１セル１３ａの延びる方向と直交した状態で交差している。矢印Ｃで示すように、第２流体は第２セル１３ｂを上下方向に流通する。

図１に示すように、第２セル１３ｂは、第１セル列の複数列（４列）毎に１つ配置されている。
第１セル１３ａの総開口面積は、第２セル１３ｂの総開口面積よりも大きく構成されている。ここで、第１セル１３ａの総開口面積とは、第１流体の流入口１４ａの総開口面積を意味するものとする。具体的には、各第１セル１３ａの流入口１４ａにおける面積を、全ての第１セル１３ａで合計した面積を意味するものとする。

第２セル１３ｂの総開口面積とは、第２流体の流入口１５ａの総開口面積を意味するものとする。具体的には、各第２セル１３ｂの流入口１５ａにおける面積を、全ての第２セル１３ｂで合計した面積を意味するものとする。

上記構成の熱交換器１０は、第１セル１３ａを流れる第１流体と、第２セル１３ｂを流れる第２流体との間で、区画壁１２を介して熱交換を行うことができるように構成されている。

第１流体、及び、第２流体としては、特に限定されず、熱交換器１０に用いられる公知の熱媒体を挙げることができる。公知の熱媒体としては、例えば、ガスや液状の熱媒体を挙げることができる。ガスとしては、例えば、内燃機関の排気ガスが挙げられる。液状の熱媒体としては、例えば、冷却水（Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅ Ｃｏｏｌａｎｔ：ＬＬＣ）やエチレングリコール等の有機溶剤が挙げられる。

熱交換器１０の矩形筒状の周壁１１と、区画壁１２とを構成する材料は特に限定されるものではなく、公知の熱交換器に用いられる材料を用いることができ、例えば、炭化ケイ素、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物、窒化ケイ素、窒化ホウ素等の窒化物が挙げられる。これらの中でも、炭化ケイ素を主成分として含む材料は、他のセラミック材料に比べて熱伝導率が高く、熱交換効率を高くすることができるため好ましい。ここで、「主成分」とは、５０質量％以上を意味するものとする。炭化ケイ素を主成分として含む材料としては、例えば、炭化ケイ素の粒子と金属ケイ素を含む材料が挙げられる。

熱交換器１０の製造方法について説明する。
図５〜１２に示すように、熱交換器１０は、以下に記載する成形工程、加工工程、脱脂工程、含浸工程を順に経ることにより製造される。

（成形工程）
熱交換器１０の成形に用いる原料として、炭化ケイ素の粒子と、有機バインダーと、分散媒とを含有する粘土状の混合物を調製する。

図５に示すように、この粘土状の混合物を用いて、矩形筒状の周壁１１と、周壁１１の内部を周壁１１の軸方向に延びる複数のセル１３に区画する区画壁１２とを備える成形体２０を成形する。この成形体２０は、全てのセル１３について、その両端が開放された状態となっている。成形体２０は、例えば、押し出し成形により成形することができる。得られた成形体２０に対して、成形体２０を乾燥させる乾燥処理を行う。

（加工工程）
加工工程では、成形体２０に連通部１６を形成する第１加工、成形体２０の第１セル１３ａにスリット１２ｃを形成する第２加工、第２セル１３ｂを形成するセルの両端部及び第２加工において周壁１１に形成された貫通孔１１ｃを封止する第３加工を行う。

第１加工について説明する。
図６に示すように、第１加工では、例えば、加熱された加工具を成形体２０に接触させる方法を用いて、成形体２０における周壁１１及び区画壁１２ｂの一部を除去して、連通部１６を形成する。

具体的には、加工具として、連通部１６に対応する矩形状の外形を有するブレード２１を用意する。このブレード２１は、耐熱性の金属（例えば、ステンレス鋼）により形成され、その厚さは、第２セル１３ｂの左右方向の幅を超えない厚さに設定されている。次に、成形体２０に含まれる有機バインダーが焼失する温度となるようにブレード２１を加熱する。例えば、有機バインダーがメチルセルロースである場合には、ブレード２１を４００℃以上に加熱する。

図７に示すように、成形体２０の所定の位置に加熱されたブレード２１を上下方向の上方から差し込んだ後、これを引き抜くことによって、連通部１６を形成する。このとき、加熱されたブレード２１と成形体２０とが接触すると、その接触部分において成形体２０に含まれる有機バインダーが燃焼して焼失する。そのため、成形体２０に対するブレード２１の挿入抵抗は非常に小さいものとなり、ブレード２１の挿入時に、挿入された部分の周辺部分に変形や破壊が生じ難い。また、有機バインダーが焼失することによって、発生する加工屑の量が減少する。

第２加工について説明する。
図８に示すように、第２加工では、第１加工と同様に、加熱されたブレード２２を成形体２０に接触させる方法を用いて、成形体２０における周壁１１及び区画壁１２ｂの一部を除去して、スリット１２ｃを形成する。

ブレード２２は、第１加工で用いたブレード２１よりも幅が小さく、矩形状の外形を有する。ブレード２２の厚さ（図８における左右方向の寸法）は、セル１３の左右方向の幅を超えない厚さに設定されている。周壁１１に対して、上下方向の上方斜め後方側から、下方斜め前方側に向かって傾斜した傾斜角度αでブレード２２を差し込む。

ここで、傾斜角度αは、図３に示すように、前後方向を０°とするとともに前後方向の後方側もしくは前方側を基準として、上下方向に傾斜した角度の狭い方を意味するものとする。上下方向の上方をプラスの角度とし、下方をマイナスの角度とする。

図９に示すように、成形体２０の所定の位置に加熱されたブレード２２を差し込んだ後、これを引き抜くことによって、スリットを形成する。成形体２０の周壁１１には、ブレード２２を差し込むことによって貫通孔１１ｃが形成される。ブレード２２を用いることにより、一回のブレード２２の差し込みで複数のスリットを同時に形成することができる。

上記のように傾斜した方向にブレード２２を差し込んでスリットを形成することにより、図３に示すように、第１セル列に形成される複数のスリット１２ｃは、傾斜角度αで傾斜した方向に沿って並設される。さらに、複数のスリット１２ｃが形成された区画壁１２ｂにおける各スリット１２ｃに面する前後方向の端部に、傾斜角度αに沿って傾斜した傾斜面１２ｄが形成される。

ブレード２２を差し込む傾斜角度αは特に限定されず、適宜選択することができる。傾斜角度αは、例えば、１０〜８０°であることが好ましく、１５〜７０°であることがより好ましい。ブレード２２は、成形体２０の上方からではなく、成形体２０の下方から差し込んでもよく、後方からではなく、成形体２０の前方から差し込んでもよい。成形体２０の上方と下方の両方から差し込んでもよい。

第３加工について説明する。
図１０に示すように、第３加工では、成形体２０に形成される複数のセル１３のうち、第２セル１３ｂを形成するセル１３の前後方向の両端部に対して、成形工程において用いた粘土状の混合物を充填して、両端部を封止する封止部２３を形成する。

また、第２加工でブレード２２を差し込むことによって形成された周壁の貫通孔１１ｃに、必要に応じて同様に成形工程において用いた粘土状の混合物を充填して貫通孔１１ｃを封止し、封止部を形成する。その後、成形体２０に対して、封止部を乾燥させる乾燥処理を行う。

上記の第１加工、第２加工、及び、第３加工からなる加工工程を経ることにより、加工成形体２５が得られる。第１加工と第２加工の順序は特に限定されない。
加工工程の後に、複数の加工成形体２５を積層する積層工程を行なってもよい。すなわち、複数の加工成形体２５を積層して、一つの熱交換器１０を作製してもよい。積層工程では、公知の接着剤を用いて加工成形体２５同士を接着させてもよい。成形工程で用いた粘土状混合物を接着剤として用いてもよい。

（脱脂工程）
脱脂工程は、加工成形体２５を加熱することによって、加工成形体２５に含まれる有機バインダーを焼失させることにより、加工成形体２５から有機バインダーが除去された脱脂体２６を得る工程である。

図１１に示すように、脱脂工程を経ることにより、加工成形体２５から有機バインダーが除去されて、炭化ケイ素の粒子同士が接触した状態で配置された骨格部分を有する脱脂体２６が得られる。

（含浸工程）
含浸工程は、脱脂体２６の周壁１１及び区画壁１２の内部に金属ケイ素を含浸させる工程である。含浸工程においては、脱脂体２６に対して金属ケイ素の塊を接触させた状態として、金属ケイ素の融点以上（例えば、１４５０℃以上）に加熱する。

図１２に示すように、溶融した金属ケイ素が毛細管現象によって、脱脂体２６の骨格部分を構成する粒子間の隙間へ入り込み、同隙間に金属ケイ素が含浸される。
金属ケイ素が含浸されることによって、脱脂体２６の両端部に形成された封止部２３は、区画壁１２と一体化する。また、脱脂体２６の周壁１１に形成された封止部も、周壁１１と一体化する。

含浸工程の加熱処理は、脱脂工程の加熱処理から連続して行ってもよい。例えば、加工成形体２５に対して金属ケイ素の塊を接触させた状態として、金属ケイ素の融点未満の温度で加熱することにより有機バインダーを除去して脱脂体２６とした後、加熱温度を金属ケイ素の融点以上に上昇させ、溶融した金属ケイ素を脱脂体２６に含浸させる。

上記の含浸工程を経ることにより、熱交換器１０が得られる。
ここで、本実施形態においては、脱脂工程以降の工程において特別な温度管理を行っている。すなわち、脱脂工程以降の工程においては、成形工程に用いた混合物に含まれる炭化ケイ素の焼結温度未満の温度下にて実施し、加工成形体２５、脱脂体２６を上記焼結温度以上の温度下に曝さないようにしている。したがって、脱脂工程においては、有機バインダーが焼失可能な温度以上、かつ上記焼結温度未満の温度で加熱を行う。同様に、含浸工程においては、金属ケイ素の融点以上、かつ上記焼結温度未満の温度で加熱を行う。

本実施形態の作用について記載する。
図３に示すように、上下方向に沿って設けられたセル列において、第１セル１３ａ同士を区画する区画壁１２ｂには、区画壁１２ｂを貫通するスリット１２ｃが形成されている。スリット１２ｃが形成されていることによって、矢印Ｂで示すように、第１流体は一つの第１セル１３ａから他の第１セル１３ａへと移動しながら流通することが可能になる。他の第１セル１３ａへ移動しながら流通することによって、第１流体の流れが乱流になりやすくなる。これにより、スリット１２ｃが形成されていない態様に比べて、第１流体における区画壁１２の近くを流通するものと、第１セル１３ａの中央側を流通するものとが混合されやすくなる。

また、本実施形態の熱交換器１０は、第１セル１３ａの総開口面積が第２セル１３ｂの総開口面積よりも大きいため、第１流体と第２流体の流量が等しい場合、より第１流体の流速を低下させることができる。

本実施形態の効果について記載する。
（１）第１セルは直線状に延びるとともに、第１セルの総開口面積は第２セルの総開口面積よりも大きく構成されており、区画壁における第１セル同士を区画する箇所にスリットが形成されている。

第１セルの総開口面積が第２セルの総開口面積よりも大きく構成されていることにより、より第１流体の流速を低下させることができる。そのため、第１流体と区画壁の間における熱の伝達をより長い時間行うことができる。さらに、第１セルを流通する第１流体は、スリットを介して一つの第１セルから他の第１セルへと移動しながら流通することが可能になるため、第１流体の流れが乱流になりやすくなる。したがって、第１流体における区画壁の近くを流通するものと、第１セルの中央側を流通するものとを好適に混合することができるため、区画壁を介した第１流体と第２流体の間の熱交換効率を向上させることができる。

（２）第１セルの総開口面積が第２セルの総開口面積よりも大きく構成されていることにより、第１流体と区画壁の間における熱の伝達を好適に維持しつつ、第１流体の流速を相対的に速くすることが可能になる。第１流体の流速を相対的に速くすることにより、熱交換を行う第１流体の流量を多くすることができる。したがって、第１流体と第２流体の間の熱交換効率を向上させつつ、熱交換を行う第１流体の処理量を多くすることが可能になる。

（３）第２セルは、上下方向に直線状に延びるとともに、第２セルの延びる方向は、第１セルの延びる方向と直交している。第１セルと第２セルの両方が直線状に延びた構成となるため、熱交換器の構成をより簡略化することができる。また、第２セルを流通する第２流体の流通抵抗を相対的に小さくすることができるため、熱交換を行う第２流体の処理量を多くすることが可能になり、区画壁を介した第１流体と第２流体の間の熱交換効率を向上させることができる。

（４）スリットは、第１セルの延びる方向に沿って複数設けられ、第１セルの延びる方向において隣り合うスリット同士の間隔は、同方向における各スリットの長さよりも大きい。第１セル同士を区画する区画壁において、スリット同士の間に位置する区画壁の長さが相対的に長くなり、区画壁の熱容量が大きくなる。第1流体から第1流通路同士を区画する区画壁への熱伝達が向上し、また、第１セル同士を区画する区画壁を、第１セルと第２セルの間を区画する区画壁への熱伝導に好適に利用することができるため、熱交換器の熱交換効率をさらに向上させることができる。

（５）複数の第１セルは、区画壁を介して並設されており、上下方向に沿って第１セルを見た際に、同方向において隣り合う区画壁にそれぞれ形成されたスリットは、少なくとも一部が重なるように構成されている。スリットを通過して一つの第１セルから他の第１セルへと移動した第１流体が、さらに隣り合う区画壁に形成されたスリットを通過して別の第１セルへと移動しやすくなる。したがって、第１流体の流れが、より乱流になりやすくなるため、熱交換器の熱交換効率をより向上させることができる。

（６）スリットが形成された区画壁における各スリットに面する端面が、傾斜面を有する。例えば、図３において、流入口１４ａ側から流出口１４ｂ側へ向かって第１流体が流通する場合、第１流体が区画壁１２ｂの傾斜面１２ｄに当たることによって、第１流体は傾斜面１２ｄに沿ってより上方へ移動しやすくなる。したがって、区画壁１２ｂの傾斜面１２ｄに沿って、第１流体を誘導することが可能になる。

（７）傾斜面の傾斜角度が、１０〜８０°である。したがって、第１流体の流れを乱流にするうえで、傾斜角度が好適なものとなる。

以下、上記実施形態をさらに具体化した実施例について説明する。
（実施例１）
成形工程として、炭化ケイ素の粒子と、有機バインダーと、分散媒とを含有する粘土状の混合物を調製した。この粘土状の混合物を用いて、第1流路となるセルのサイズが、高さ１．２１ｍｍ、幅４．８４ｍｍ、第２流路となるセルのサイズが、高さ１．２１ｍｍ、幅１．２１ｍｍであり、壁厚が０．２５ｍｍ、セル数をそれぞれ縦に３４個、横に１個有し、長さ１２０ｍｍの成形体を押出成形により成形した。得られた成形体を公知の乾燥機を用いて乾燥させた。

加工工程として、第２流路となるセルに、４００℃に加熱したブレードを用いて幅（前後方向）９０ｍｍの連通部を形成した。次いで、第１流路となるセルに対して、スリット間隔長さ４．８４ｍｍ、スリット長さ間隔４．８４ｍｍとなるように、４００℃に加熱したブレードを壁に対して４５°の角度（α＝４５°）で挿入してスリットを形成した。周壁にできた貫通孔は上記混合物を用いて封止した。次に、上記混合物を用いて、第２流路となるセルの両端を長さ５ｍｍで封止した。

積層工程として、加工された成形体を横方向に６個積層して、幅４１ｍｍ、高さ５０ｍｍ、長さ１２０ｍｍの積層体を得た。
脱脂工程及び含浸工程として、積層体を７００℃に加熱することで含まれる有機分を除去し、さらに１４５０℃に加熱してＳｉを含浸することで、熱交換器を得た。

（評価試験）
第１流路の入口から４００℃の空気を１６．２ｇ／ｓｅｃの流量で流し、第２流路の入り口から４０℃の冷却水を１３Ｌ／ｍｉｎの流量で流して、それぞれの入口、出口の空気および水の温度を測定した。（第１流路の入口温度（ガス温）−第１流路の出口温度（ガス温））／（第１流路の入口温度（ガス温）−第２流路の入口温度（水温））にて熱交換率を算出したところ、７７．４％であった。

（実施例２〜４）
加工工程において、スリットの形成角度をそれぞれ、３０°、６０°、９０°とした以外は実施例１と同様にして熱交換器を得た。実施例１と同様に熱交換率を求めたところ、それぞれ７７．６％、７６．７％、７２．１％であった。

（実施例５）
加工工程において、スリット間隔２．４２ｍｍ、スリット長さ１．２１ｍｍとなるようにスリットを形成した以外は実施例１と同様にして熱交換器を得た。実施例１と同様に熱交換率を求めたところ、７８．５％であった。

（比較例１）
加工工程において、スリットを形成しなかった以外は実施例１と同様にして熱交換器を得た。実施例１と同様に熱交換率を求めたところ、５５．４％であった。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・本実施形態では、スリットを形成する際のブレードの傾斜角度αは、一定となるように構成されていたが、この態様に限定されない。傾斜角度αは、スリットによって異なるように構成されていてもよい。

図１３に示すように、例えば、成形体の上方から傾斜角度αとなるようにブレードを半分程度差し込むとともに、成形体の下方から傾斜角度αとなるようにブレードを半分程度差し込んでスリット１２ｃを形成してもよい。また、成形体の上方からブレードを差し込むことと、下方からブレードを差し込むことを、前後方向に沿って交互もしくはランダムに行ってもよい。

・スリットを形成する際のブレードの傾斜角度αは、９０°であってもよい。
図１４に示すように、例えば、ブレードを上下方向に沿って成形体２０に差し込むように構成されていてもよい。この態様においては、上下方向に沿って第１セルを見た際に、同方向において隣り合う区画壁にそれぞれ形成されたスリット１２ｃは、全体が重なるように構成されている。

・本実施形態において、第２セルは、上下方向に直線状に延びるように構成されていたが、この態様に限定されない。第２セルは、屈曲部を有していてもよい。
図１５に示すように、例えば、周壁１１の上下方向の上端部に、第２流体の流入口１５ａと流出口１５ｂとを有し、矢印Ｄに示すように、上方から流入した第２流体が、前後方向に曲がって流通した後、再度上方から流出するように構成されていてもよい。

・本実施形態において、第２セルの延びる方向は、第１セルの延びる方向と直交した状態で交差していたが、この態様に限定されない。第２セルの延びる方向は、第１セルの延びる方向と交差していれば、直交していなくてもよい。例えば、第２セルを区画する封止部の長さを調節することによって、第２セルの延びる方向を上下方向に対して傾斜させてもよい。

・本実施形態において、複数のスリットにおける前後方向の間隔Ｌ１は、前後方向における各スリットの長さＬ２よりも長く構成されていたが、この態様に限定されない。
図１６に示すように、複数のスリットにおける前後方向の間隔Ｌ１は、前後方向における各スリットの長さＬ２と同じ長さか、それ以下の長さであってもよい。

さらに、図１６に示すように、上下方向に沿って第１セル１３ａを見た際に、同方向において隣り合う区画壁１２ｂにそれぞれ形成されたスリット１２ｃが、上下方向に沿って周壁１１の横側壁１１ｂ間を連通する隙間Ｓを有していてもよい。隙間Ｓを有することによって、スリット１２ｃを通過した第１流体が、一つの第１セル１３ａからより遠くに位置する他の第１セル１３ａへ移動することが容易になる。

・本実施形態において、複数のスリットの前後方向の間隔Ｌ１は略一定に構成されており、前後方向における各スリットの長さＬ２は略一定に構成されていたが、この態様に限定されない。複数のスリットの前後方向の間隔Ｌ１はランダムであってもよい。同様に、前後方向における各スリットの長さＬ２もランダムであってもよい。

・本実施形態において、スリット１２ｃは、上下方向に隣り合う第１セル１３ａ同士を区画する区画壁１２ｂのみを貫通するように設けられていたが、この態様に限定されない。スリットは、左右方向において隣り合う第１セル１３ａ同士を区画する区画壁１２ａを貫通するように設けられていてもよい。例えば、スリット１２ｃを形成する際に用いるブレード２２の厚さを、第１セル１３ａの左右方向の幅よりも大きな厚さを有するものを用い、このブレード２２を上下方向に沿って差し込んでもよい。これにより、上下方向に隣り合う第１セル１３ａ同士を区画する区画壁１２ｂを貫通するとともに、左右方向において隣り合う第１セル１３ａ同士を区画する区画壁１２ａをも貫通したスリットを形成することができる。

・本実施形態において、熱交換器の周壁は、前後方向に直交する断面形状が横長の長方形をなすように構成されていたが、この態様に限定されない。熱交換器の周壁の形状は、適宜選択することができる。例えば、熱交換器の周壁は、前後方向に直交する断面形状が縦長の長方形であってもよいし、正方形、円形、楕円形、オーバル形状等であってもよい。

１０…熱交換器、１３ａ…第１セル（第１流通路）、１３ｂ…第２セル（第２流通路）、１２…区画壁、１２ｃ…スリット。

Claims (4)

1. 第１流体が流通する複数の第１流通路と、
   第２流体が流通する複数の第２流通路と、
   前記第１流通路と前記第２流通路を区画する区画壁とを備え、
   前記第１流通路を流通する第１流体と、前記第２流通路を流通する第２流体との間で前記区画壁を介して熱交換が行われる熱交換器であって、
   前記第１流通路は直線状に延びるとともに、前記第１流通路の総開口面積は前記第２流通路の総開口面積よりも大きく構成されており、
   前記区画壁における前記第１流通路同士を区画する箇所にスリットが形成されていることを特徴とする熱交換器。
2. 前記第２流通路は直線状に延びており、前記第２流通路の延びる方向は、前記第１流通路の延びる方向と交差している請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記スリットは、前記第１流通路の延びる方向に沿って複数設けられ、
   前記第１流通路の延びる方向において隣り合うスリット同士の間隔は、同方向における各スリットの長さよりも大きい請求項１又は２に記載の熱交換器。
4. 複数の前記第１流通路は、前記区画壁を介して並設されており、
   前記第１流通路が並設された方向に沿って前記第１流通路を見た際に、同方向において隣り合う区画壁にそれぞれ形成されたスリットは、少なくとも一部が重なるように構成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱交換器。

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