JP2022124893A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】熱回収促進時の熱回収性能に優れる熱交換器を提供する。【解決手段】中空型のハニカム構造体１０と、ハニカム構造体１０の外周壁１２に嵌合される第１外筒部材２０と、ハニカム構造体１０の内周壁１１に嵌合される内筒部材３０と、内筒部材３０の径方向内側に第１流体の流路を構成するように間隔をもって配置される部分を有する上流側筒状部材４０と、第１流体の流路を構成するように、第１外筒部材２０の上流側端部２１ａと上流側筒状部材４０の上流側との間を接続する筒状接続部材５０と、第１外筒部材２０の下流側端部２１ｂに接続され、内筒部材３０の径方向外側に第１流体の流路を構成するように間隔をもって配置される部分を有する下流側筒状部材６０とを備える熱交換器である。内筒部材３０は、ハニカム構造体１０の軸方向において、少なくともハニカム構造体１０の第２端面１３ｂに対応する位置から下流側端部３１ｂまでの領域に、熱伝達抑制構造３２及び／又は熱伝達抑制部材３３を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換器に関する。

近年、自動車の燃費改善が求められている。特に、エンジン始動時などのエンジンが冷えている時の燃費悪化を防ぐため、冷却水、エンジンオイル、オートマチックトランスミッションフルード（ＡＴＦ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）などを早期に暖めて、フリクション（摩擦）損失を低減するシステムが期待されている。また、排ガス浄化用触媒を早期に活性化するために触媒を加熱するシステムが期待されている。

このようなシステムとして、例えば、熱交換器がある。熱交換器は、内部に第１流体を流通させるとともに外部に第２流体を流通させることにより、第１流体と第２流体との間で熱交換を行う装置である。このような熱交換器では、高温の流体（例えば、排ガスなど）から低温の流体（例えば、冷却水など）へ熱交換（熱回収）することにより、回収した熱を有効利用することができる。

自動車の排ガスのような高温の気体から熱を回収する熱交換器としては、ハニカム構造体を備える熱交換器が提案されている。また、排ガスのバイパス経路として機能する中空領域を有する中空型のハニカム構造体を備える熱交換器も提案されている。
特許文献１には、流入端面（第１端面）から流出端面（第２端面）まで延びる第１流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁、内周壁及び外周壁を有する中空型のハニカム構造体と、ハニカム構造体の外周壁と接するように配置された第１外筒と、第１流体の流入口及び流出口を有し、外周面の一部がハニカム構造体の内周壁と接するように配置された第１内筒と、第１流体の流入口及び流出口を有し、流出口がハニカム構造体の内周壁の径方向内側に間隔をおいて配置された第２内筒と、第１内筒の流出口側に配置された開閉バルブとを備える熱交換器が提案されている。この熱交換器は、開閉バルブの開閉によって熱回収（熱交換）の促進と抑制との切替えを行うことができる。

特開２０２０－１５９２７０号公報

特許文献１の熱交換器は、熱回収促進時（開閉バルブを閉じた状態のとき）に、ハニカム構造体の第２端面を流出した第１流体が、ハニカム構造体の第１端面に流入する前の第１流体と第１内筒を介して熱交換してしまい、熱回収量が低下するという課題があった。

本発明は、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、熱回収促進時の熱回収性能に優れる熱交換器を提供することを目的とする。

本発明者らは、熱交換器の構造について鋭意研究を行った結果、特定の構造を有する熱交換器とすることにより、上記の課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、内周壁と、外周壁と、前記内周壁と前記外周壁との間に配設され、第１端面から第２端面まで延びる第１流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁と、を有する中空型のハニカム構造体と、
前記ハニカム構造体の前記外周壁に嵌合される第１外筒部材と、
前記ハニカム構造体の前記内周壁に嵌合される内筒部材と、
前記内筒部材の径方向内側に前記第１流体の流路を構成するように間隔をもって配置される部分を有する上流側筒状部材と、
前記第１流体の流路を構成するように、前記第１外筒部材の上流側端部と前記上流側筒状部材の上流側との間を接続する筒状接続部材と、
前記第１外筒部材の下流側端部に接続され、前記内筒部材の径方向外側に前記第１流体の流路を構成するように間隔をもって配置される部分を有する下流側筒状部材と
を備え、
前記内筒部材は、前記ハニカム構造体の軸方向において、少なくとも前記ハニカム構造体の前記第２端面に対応する位置から下流側端部までの領域に、熱伝達抑制構造及び／又は熱伝達抑制部材を有する熱交換器である。

本発明によれば、熱回収促進時の熱回収性能に優れる熱交換器を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る熱交換器の第１流体の流通方向に平行な断面図である。 図１の熱交換器におけるａ－ａ’線の断面図である。 本発明の実施形態１に係る別の熱交換器における内筒部材とハニカム構造体との嵌合部周辺の部分拡大断面図である。 本発明の実施形態１に係る別の熱交換器における内筒部材とハニカム構造体との嵌合部周辺の部分拡大断面図である。 本発明の実施形態１に係る別の熱交換器における内筒部材とハニカム構造体との嵌合部周辺の部分拡大断面図である。 本発明の実施形態１に係る別の熱交換器の第１流体の流通方向に平行な断面図である。 本発明の実施形態１に係る別の熱交換器の第１流体の流通方向に平行な断面図である。 本発明の実施形態１に係る別の熱交換器の第１流体の流通方向に平行な断面図である。 本発明の実施形態１に係る別の熱交換器の第１流体の流通方向に平行な断面図である。 本発明の実施形態１に係る別の熱交換器の第１流体の流通方向に平行な断面図である。 本発明の実施形態１に係る別の熱交換器の第１流体の流通方向に平行な断面図である。 本発明の実施形態１に係る別の熱交換器における筒状接続部材周辺の部分拡大断面図である。 本発明の実施形態１に係る別の熱交換器における下流側筒状部材周辺の部分拡大断面図である。 本発明の実施形態１に係る熱交換器に使用可能な第２外筒部材の第１流体の流通方向に平行な断面図である。 本発明の実施形態２に係る熱交換器の第１流体の流通方向に平行な断面図である。 本発明の実施形態２に係る別の熱交換器の第１流体の流通方向に平行な断面図である。

本発明の実施形態に係る熱交換器は、内周壁と、外周壁と、内周壁と外周壁との間に配設され、第１端面から第２端面まで延びる第１流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁と、を有する中空型のハニカム構造体と、ハニカム構造体の外周壁に嵌合される第１外筒部材と、ハニカム構造体の内周壁に嵌合される内筒部材と、内筒部材の径方向内側に第１流体の流路を構成するように間隔をもって配置される部分を有する上流側筒状部材と、第１流体の流路を構成するように、第１外筒部材の上流側端部と上流側筒状部材の上流側との間を接続する筒状接続部材と、第１外筒部材の下流側端部に接続され、内筒部材の径方向外側に第１流体の流路を構成するように間隔をもって配置される部分を有する下流側筒状部材とを備える。また、内筒部材は、ハニカム構造体の軸方向において、少なくともハニカム構造体の第２端面に対応する位置から下流側端部までの領域に、熱伝達抑制構造及び／又は熱伝達抑制部材を有する。このような位置に熱伝達抑制構造及び／又は熱伝達抑制部材を設けることにより、熱回収促進時に、ハニカム構造体の第２端面を流出した第１流体が、ハニカム構造体の第１端面に流入する前の第１流体と内筒部材を介して熱交換することを抑制することができるため、熱交換器の熱回収性能を向上させることが可能となる。

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し変更、改良などが適宜加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る熱交換器の第１流体の流通方向に平行な断面図である。また、図２は、図１の熱交換器におけるａ－ａ’線の断面図である。
図１及び２に示されるように、本発明の実施形態１に係る熱交換器１００は、中空型のハニカム構造体１０（以下、「ハニカム構造体１０」と略すことがある）と、第１外筒部材２０と、内筒部材３０と、上流側筒状部材４０と、筒状接続部材５０と、下流側筒状部材６０とを備えている。また、本発明の実施形態１に係る熱交換器１００は、第２外筒部材７０及び開閉バルブ８０を更に備えることができる。

＜中空型のハニカム構造体１０＞
中空型のハニカム構造体１０は、内周壁１１と、外周壁１２と、内周壁１１と外周壁１２との間に配設され、第１端面１３ａから第２端面１３ｂまで延びる第１流体の流路となる複数のセル１４を区画形成する隔壁１５とを有する。
ここで、本明細書において「中空型のハニカム構造体１０」とは、第１流体の流路方向に直交する中空型のハニカム構造体１０の断面において、中心部に中空領域を有するハニカム構造体１０を意味する。
中空型のハニカム構造体１０の外形としては、特に限定されず、例えば、円柱、楕円柱、四角柱又はその他の多角柱などの柱状とすることができる。
また、中空型のハニカム構造体１０における中空領域の形状についても、特に限定されず、例えば、円柱、楕円柱、四角柱又はその他の多角柱などとすることができる。
なお、中空型のハニカム構造体１０の形状と、中空領域の形状とは同一であっても異なっていてもよいが、外部からの衝撃、熱応力などに対する耐性の観点から、同一であることが好ましい。

セル１４の形状としては、特に限定されず、第１流体の流路方向に垂直な方向の断面において、円形、楕円形、三角形、四角形、六角形、又はその他の多角形などとすることができる。また、セル１４は、第１流体の流路方向に直交する断面において、放射状に設けられていることが好ましい。このような構成とすることにより、セル１４を流通する第１流体の熱をハニカム構造体１０の外部に効率良く伝達することができる。

隔壁１５の厚みは、特に限定されないが、好ましくは０．１～１．０ｍｍ、より好ましくは０．２～０．６ｍｍである。隔壁１５の厚みを０．１ｍｍ以上とすることにより、ハニカム構造体１０の機械的強度を十分なものとすることができる。また、隔壁１５の厚さを１．０ｍｍ以下とすることにより、開口面積の低下によって圧力損失が大きくなったり、第１流体との接触面積の低下によって熱回収効率が低下したりするなどの問題を抑制することができる。

内周壁１１及び外周壁１２の厚みは、特に限定されないが、隔壁１５の厚みよりも大きいことが好ましい。このような構成とすることにより、外部からの衝撃、第１流体と第２流体との間の温度差による熱応力などによって破壊（例えば、ひび、割れなど）が起こり易い内周壁１１及び外周壁１２の強度を高めることができる。
なお、内周壁１１及び外周壁１２の厚みは、特に限定されず、用途などに応じて適宜調整すればよい。例えば、内周壁１１及び外周壁１２の厚みは、熱交換器１００を一般的な熱交換用途に用いる場合は、好ましくは０．３ｍｍ～１０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ～５ｍｍ、更に好ましくは１ｍｍ～３ｍｍである。また、熱交換器１００を蓄熱用途に用いる場合は、外周壁１２の厚みを１０ｍｍ以上として外周壁１２の熱容量を増大させてもよい。

隔壁１５、内周壁１１及び外周壁１２は、セラミックスを主成分とする。「セラミックスを主成分とする」とは、全成分の質量に占めるセラミックスの質量比率が５０質量％以上であることをいう。

隔壁１５、内周壁１１及び外周壁１２の気孔率は、特に限定されないが、好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下、更に好ましくは３％以下である。また、隔壁１５、内周壁１１及び外周壁１２の気孔率は０％であってもよい。隔壁１５、内周壁１１及び外周壁１２の気孔率を１０％以下とすることにより、熱伝導率を向上させることができる。

隔壁１５、内周壁１１及び外周壁１２は、熱伝導性が高いＳｉＣ（炭化珪素）を主成分として含むことが好ましい。このような材料としては、Ｓｉ含浸ＳｉＣ、（Ｓｉ＋Ａｌ）含浸ＳｉＣ、金属複合ＳｉＣ、再結晶ＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄、及びＳｉＣなどが挙げられる。これらの中でも、安価に製造でき、高熱伝導であることからＳｉ含浸ＳｉＣ、（Ｓｉ＋Ａｌ）含浸ＳｉＣを用いることが好ましい。

第１流体の流路方向に直交するハニカム構造体１０の断面におけるセル密度（すなわち、単位面積当たりのセル１４の数）は、特に限定されないが、好ましくは４～３２０セル／ｃｍ²である。セル密度を４セル／ｃｍ²以上とすることにより、隔壁１５の強度、ひいてはハニカム構造体１０自体の強度及び有効ＧＳＡ（幾何学的表面積）を十分に確保することができる。また、セル密度を３２０セル／ｃｍ²以下とすることにより、第１流体が流れる際の圧力損失の増大を抑制することができる。

ハニカム構造体１０のアイソスタティック強度は、特に限定されないが、好ましくは１００ＭＰａ以上、より好ましくは１５０ＭＰａ以上、更に好ましくは２００ＭＰａ以上である。ハニカム構造体１０のアイソスタティック強度を１００ＭＰａ以上とすることにより、ハニカム構造体１０の耐久性を向上させることができる。ハニカム構造体１０のアイソスタティック強度は、社団法人自動車技術会発行の自動車規格であるＪＡＳＯ規格Ｍ５０５－８７に規定されているアイソスタティック強度の測定方法に準じて測定することができる。

第１流体の流路方向に直交するハニカム構造体１０の断面における外周壁１２の直径（外径）は、特に限定されないが、好ましくは２０～２００ｍｍ、より好ましくは３０～１００ｍｍである。このような直径とすることにより、熱回収効率を向上させることができる。外周壁１２が円形でない場合には、外周壁１２の断面形状に内接する最大内接円の直径を、外周壁１２の直径とする。
また、第１流体の流路方向に直交するハニカム構造体１０の断面における内周壁１１の直径は、特に限定されないが、好ましくは１～６０ｍｍ、より好ましくは１～５０ｍｍ、更に好ましくは２～３０ｍｍである。内周壁１１の断面形状が円形でない場合には、内周壁１１の断面形状に内接する最大内接円の直径を、内周壁１１の直径とする。

ハニカム構造体１０の熱伝導率は、特に限定されないが、２５℃において、好ましくは５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、より好ましくは１００～３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）、更に好ましくは１２０～３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。ハニカム構造体１０の熱伝導率を、このような範囲とすることにより、熱伝導性が良好となり、ハニカム構造体１０内の熱を外部に効率良く伝達させることができる。なお、熱伝導率の値は、レーザーフラッシュ法（ＪＩＳ Ｒ１６１１：１９９７）により測定した値を意味する。

ハニカム構造体１０のセル１４に、第１流体として排ガスを流す場合、ハニカム構造体１０の隔壁１５に触媒を担持させてもよい。隔壁１５に触媒を担持させると、排ガス中のＣＯ、ＮＯｘ、ＨＣなどを触媒反応によって無害な物質にすることが可能になるとともに、触媒反応の際に生じる反応熱を熱交換に用いることも可能になる。触媒としては、貴金属（白金、ロジウム、パラジウム、ルテニウム、インジウム、銀、及び金）、アルミニウム、ニッケル、ジルコニウム、チタン、セリウム、コバルト、マンガン、亜鉛、銅、スズ、鉄、ニオブ、マグネシウム、ランタン、サマリウム、ビスマス、及びバリウムからなる群から選択された元素を少なくとも一種含有するものであることが好ましい。上記元素は、金属単体、金属酸化物、又はそれ以外の金属化合物として含有されていてもよい。

＜第１外筒部材２０＞
第１外筒部材２０は、ハニカム構造体１０の外周壁１２に嵌合される。嵌合は、直接的又は間接的のいずれであってもよいが、熱回収効率の観点から直接的であることが好ましい。
第１外筒部材２０は、上流側端部２１ａ及び下流側端部２１ｂを有する筒状部材である。
第１外筒部材２０の軸方向は、ハニカム構造体１０の軸方向と一致し、第１外筒部材２０の中心軸はハニカム構造体１０の中心軸と一致することが好ましい。また、第１外筒部材２０の軸方向の中央位置は、ハニカム構造体１０の軸方向の中央位置と一致してもよい。さらに、第１外筒部材２０の径（外径及び内径）は、軸方向にわたって一様であってよいが、少なくとも一部（例えば、軸方向両端部など）が縮径又は拡径していてもよい。
第１外筒部材２０としては、特に限定されず、例えば、ハニカム構造体１０の外周壁１２に嵌合してハニカム構造体１０の外周壁１２を周回被覆する筒状部材を用いることができる。

ここで、本明細書において、「嵌合」とは、ハニカム構造体１０の外周壁１２と第１外筒部材２０とが、相互に嵌まり合った状態で固定されていることをいう。したがって、ハニカム構造体１０の外周壁１２と第１外筒部材２０との嵌合においては、すきま嵌め、締まり嵌め、焼き嵌めなどの嵌め合いによる固定方法の他、ろう付け、溶接、拡散接合などにより、ハニカム構造体１０の外周壁１２と第１外筒部材２０とが相互に固定されている場合なども含まれる。

第１外筒部材２０は、ハニカム構造体１０の外周壁１２に対応した内周面形状を有することが好ましい。第１外筒部材２０の内周面がハニカム構造体１０の外周壁１２に直接接触することで、熱伝導性が良好となり、ハニカム構造体１０内の熱を第１外筒部材２０に効率良く伝達することができる。

熱回収効率を高めるという観点からは、ハニカム構造体１０の外周壁１２の全周面積に対する、第１外筒部材２０によって周回被覆されるハニカム構造体１０の外周壁１２の部分の周面積の割合は高い方が好ましい。具体的には、当該周面積の割合は、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上、更に好ましくは１００％（すなわち、ハニカム構造体１０の外周壁１２の全部が第１外筒部材２０によって周回被覆される。）である。
なお、ここでいう「外周壁１２」とは、ハニカム構造体１０の第１流体の流路方向に平行な面を指し、ハニカム構造体１０の第１流体の流路方向に直交する面（第１端面１３ａ及び第２端面１３ｂ）を示すものではない。

第１外筒部材２０の材料は、特に限定されないが、製造性の観点から金属であることが好ましい。また、第１外筒部材２０が金属製であると、後述する第２外筒部材７０などとの溶接が容易に行える点でも優れている。第１外筒部材２０の材料としては、例えば、ステンレス、チタン合金、銅合金、アルミ合金、真鍮などを用いることができる。その中でも、耐久信頼性が高く、安価という理由により、ステンレスが好ましい。

第１外筒部材２０の厚みは、特に限定されないが、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上、更に好ましくは０．５ｍｍ以上である。第１外筒部材２０の厚みを０．１ｍｍ以上とすることにより、耐久信頼性を確保することができる。また、第１外筒部材２０の厚みは、好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍ以下、更に好ましくは３ｍｍ以下である。第１外筒部材２０の厚みを１０ｍｍ以下とすることにより、熱抵抗を低減して熱伝導性を高めることができる。

＜内筒部材３０＞
内筒部材３０は、ハニカム構造体１０の内周壁１１に嵌合される。嵌合方法としては、特に限定されず、上記と同様の嵌合方法を用いることができる。
内筒部材３０は、上流側端部３１ａ及び下流側端部３１ｂを有し、外周面の一部がハニカム構造体１０の内周壁１１に嵌合する筒状部材である。内筒部材３０の外周面の一部とハニカム構造体１０の内周壁１１とは直接的に接していてもよく、他の部材（例えば、マット材又はメッシュ材３６、ハニカム構造体１０の位置ずれを抑制するリング部材３５など）を介して間接的に接していてもよい。

内筒部材３０は、ハニカム構造体１０の軸方向において、少なくともハニカム構造体１０の第２端面１３ｂに対応する位置から下流側端部３１ｂまでの領域に、熱伝達抑制構造３２を有する。内筒部材３０に熱伝達抑制構造３２を設けることにより、熱回収促進時に、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂを流出した第１流体が、ハニカム構造体１０の第１端面１３ａに流入する前の第１流体と内筒部材３０を介して熱交換することを抑制することができるため、熱交換器１００の熱回収性能を向上させることが可能となる。具体的には、内筒部材３０の、第２端面１３ｂに対応する位置から下流側端部３１ｂまでの領域を介して、第１端面１３ａに流入する前の第１流体と、第２端面１３ｂから流出した後の内筒部材３０と第１外筒部材２０とに囲まれた領域を流れる第１流体との間で熱交換されることを抑制できる。

内筒部材３０に設けられる熱伝達抑制構造３２としては、上記機能を有する構造であれば特に限定されない。
熱伝達抑制構造３２としては、例えば、図１に示されるような、内筒部材３０を多重筒とした構造（以下、「多重筒構造３２ａ」という）とすることができる。このような多重筒構造３２ａとすることにより、多重筒構造３２ａの全体の厚みが大きくなり、厚み方向の熱伝達を抑制することができる。そのため、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂを流出した第１流体とハニカム構造体１０の第１端面１３ａに流入する前の第１流体との間の熱交換を抑制することができる。

多重筒構造３２ａの位置は、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂに対応する位置から下流側端部３１ｂまでの領域であればよいが、内筒部材３０全体を多重筒としてもよい。
多重筒構造３２ａを構成する内筒部材３０それぞれの厚みとしては、特に限定されないが、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上、更に好ましくは０．５ｍｍ以上である。内筒部材３０の厚みを０．１ｍｍ以上とすることにより、耐久信頼性を確保することができる。また、内筒部材３０の厚みは、特に限定されないが、一般的に１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以下である。

内筒部材３０の材料としては、特に限定されず、製造性の観点から金属であることが好ましい。内筒部材３０の材料としては、例えば、ステンレス、チタン合金、銅合金、アルミ合金、真鍮などを用いることができる。その中でも、耐久信頼性が高く、安価という理由により、ステンレスが好ましい。

内筒部材３０は、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂに対応する位置から下流側端部３１ｂ側に向かって縮径するテーパ部を有していてもよい。このようなテーパ部を設けることにより、内筒部材３０の下流側端部３１ｂの内径と、上流側筒状部材４０の下流側端部４１ｂの内径との差を小さくすることができる。この場合、熱回収抑制時（開閉バルブ８０を開とした場合）に、上流側筒状部材４０の下流側端部４１ｂ付近における第１流体の流れの速度と、内筒部材３０の下流側端部３１ｂ付近における第１流体の流れの速度とを同程度にすることができるため、上流側筒状部材４０の下流側端部４１ｂ付近と内筒部材３０の下流側端部３１ｂ付近との間の圧力差が小さくなる。その結果、熱回収抑制時に、内筒部材３０と上流側筒状部材４０との間を通ってハニカム構造体１０に第１流体が流れる第１流体の逆流現象を抑制することができるため、熱遮断性能が向上する。

内筒部材３０は、上流側端部３１ａがハニカム構造体１０の第１端面１３ａに対応する位置と略同一の位置に配置してもよい。このような構造とすることにより、熱回収促進時（開閉バルブ８０を閉とした場合）に、内筒部材３０と上流側筒状部材４０との間を通ってハニカム構造体１０に流れる第１流体の流路が短くなるため、熱回収性能を向上させることができる。
ここで、本明細書において「ハニカム構造体１０の第１端面１３ａに対応する位置と略同一の位置」とは、ハニカム構造体１０の第１端面１３ａに対応する位置と同一の位置だけでなく、ハニカム構造体１０の第１端面１３ａに対応する位置からハニカム構造体１０の軸方向に±１０ｍｍ程度ずれた位置を含む概念である。

ここで、内筒部材３０とハニカム構造体１０との嵌合方法の例を図３～５に示す。図３～５は、内筒部材３０とハニカム構造体１０との嵌合部周辺の部分拡大断面図（第１流体の流通方向に平行な部分拡大断面図）である。
図３に示されるように、内筒部材３０は、上流側端部３１ａ側がハニカム構造体１０の第１端面１３ａと接するように突起部３４を設けてもよい。このような構造とすることにより、ハニカム構造体１０の位置決めを容易にするとともに、使用中の位置ずれも抑制することができる。

また、図４に示されるように、内筒部材３０を２つの内筒部材３０ａ，３０ｂから構成してもよい。内筒部材３０ａには、ハニカム構造体１０の第１端面１３ａと接するように突起部３４を設け、内筒部材３０ｂには、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂと接するように突起部３４を設けてもよい。このような構成とすることにより、ハニカム構造体１０の位置決めを容易にするとともに、使用中の位置ずれも抑制することができる。また、熱交換器１００の製造の自由度も向上する。

内筒部材３０の軸方向は、ハニカム構造体１０の軸方向と一致し、内筒部材３０の中心軸はハニカム構造体１０の中心軸と一致することが好ましい。また、内筒部材３０の軸方向の中央位置は、ハニカム構造体１０の軸方向の中央位置と一致することが好ましい。

また、ハニカム構造体１０の位置決め及び使用中の位置ずれを抑制可能であれば、内筒部材３０、突起部３４及びリング部材３５の形状、材質、厚さや、内筒部材３０とハニカム構造体１０との嵌合方法は特に限定されず、例えば、図５の（ａ）～（ｈ）の形態であってもよい。なお、（ｃ）は、内筒部材３０とハニカム構造体１０との間にマット材又はメッシュ材３６を設けた例である。例えば、突起部がハニカム構造体１０の第１端面１３ａ又は第２端面１３ｂの少なくとも一方に突起部３４又はリング部材３５が接している場合、マット材又はメッシュ材３６を挿入することで、ハニカム構造体１０と内筒部材３０との間の隙間を流れる第１流体を抑制することができる。

熱伝達抑制構造３２は、図１に示す構造以外に、図６～１１に示す構造とすることもできる。なお、図６～１１は、図１と同様に、本発明の実施形態１に係る熱交換器の第１流体の流通方向に平行な断面図である。

図６は、熱伝達抑制構造３２が１８０°曲げ部を２つ以上有する構造（以下、「曲げ構造３２ｂ」という）である場合を示す。このような曲げ構造３２ｂとした場合にも、２つ以上の１８０°曲げ部に挟まれた領域の厚みが大きくなるため、曲げ構造３２ｂにおける熱伝達を抑制することができる。また、曲げ部に挟まれた領域の内筒部材３０の間に空間が形成される（すなわち、内筒部材３０同士が接触しない）ように構成すれば、内筒部材３０の間に空気層を形成することができるため、空気層の断熱効果によっても熱伝達を抑制することができる。そのため、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂを流出した第１流体とハニカム構造体１０の第１端面１３ａに流入する前の第１流体との間の熱交換を抑制することができる。
このような曲げ構造３２ｂは、当該技術分野において公知の曲げ加工方法によって形成することができる。

図７は、熱伝達抑制構造３２が、内筒部材３０を厚肉化した構造（以下、「厚肉化構造３２ｃ」という）である場合を示す。このような厚肉化構造３２ｃとした場合にも、内筒部材３０の厚みが大きくなるため、厚肉化構造３２ｃにおける熱伝達を抑制することができる。そのため、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂを流出した第１流体とハニカム構造体１０の第１端面１３ａに流入する前の第１流体との間の熱交換を抑制することができる。この場合、内筒部材３０の厚みは、熱伝達抑制効果を確保する観点から、好ましくは０．５ｍｍ以上、より好ましくは１．０ｍｍ以上、更に好ましくは１．５ｍｍ以上である。一方、内筒部材３０の厚みは、熱交換器１００の軽量化の観点から、好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍ以下、更に好ましくは３ｍｍ以下である。
内筒部材３０を厚肉化する位置は、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂに対応する位置から下流側端部３１ｂまでの領域であればよいが、内筒部材３０全体を厚肉化してもよい。

図８は、熱伝達抑制構造３２が、ハニカム構造体１０の軸方向において、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂに対応する位置から下流側端部３１ｂまでの領域の内筒部材３０の外表面積が１．５×１０⁴ｍｍ²以下となる構造（以下、「低表面積化構造３２ｄ」という）である場合を示す。低表面積化構造３２ｄとすることにより、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂを流出した第１流体とハニカム構造体１０の第１端面１３ａに流入する前の第１流体とが熱交換する領域自体を低減できるため、当該領域での熱交換を抑制することができる。

図９は、熱伝達抑制構造３２が、ハニカム構造体１０の軸方向において、上流側筒状部材４０の下流側端部４１ｂに対応する位置の内筒部材３０の内径Ｄ１が、上流側筒状部材４０の下流側端部４１ｂの外径Ｄ２の１．１～２．５倍となる構造（以下、「内径制御構造３２ｅ」という）である場合を示す。内径制御構造３２ｅを形成することにより、上流側筒状部材４０の下流側端部４１ｂを流出し、ハニカム構造体１０の第１端面１３ａに流入する第１流体の流路断面積が拡大し、第１流体の流速が低下する。そのため、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂを流出した第１流体とハニカム構造体１０の第１端面１３ａに流入する前の第１流体との間の熱交換を抑制することができる。

図１０は、熱伝達抑制構造３２が、ハニカム構造体１０の軸方向において、内筒部材３０の下流側端部３１ｂの外径Ｄ３が、内筒部材３０の下流側端部３１ｂに対応する位置の下流側筒状部材６０の内径Ｄ４の０．４～０．９倍となる構造（以下、「外径制御構造３２ｆ」という）である場合を示す。外径制御構造３２ｆを形成することにより、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂを流出した第１流体の流路断面積が拡大し、第１流体の流速が低下する。そのため、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂを流出した第１流体とハニカム構造体１０の第１端面１３ａに流入する前の第１流体との間の熱交換を抑制することができる。

図１１は、熱伝達抑制構造３２が、低熱伝導材料から構成された構造（以下、「低熱伝導構造３２ｇ」という）である場合を示す。低熱伝導構造３２ｇとすることにより、材料自体の熱伝達抑制効果により、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂを流出した第１流体とハニカム構造体１０の第１端面１３ａに流入する前の第１流体との間の熱交換を抑制することができる。
ここで、「低熱伝導材料」とは、２５℃において、熱伝導率が５５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の材料のことを意味する。
低熱伝導材料としては、特に限定されないが、例えば、ステンレス、チタン合金などが挙げられる。また、内筒部材３０を構成する材料の表面に酸化膜などの皮膜を形成してもよい。
内筒部材３０を低熱伝導材料で構成する位置は、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂに対応する位置から下流側端部３１ｂまでの領域であればよいが、内筒部材３０全体を低熱伝導材料で構成してもよい。

＜上流側筒状部材４０＞
上流側筒状部材４０は、内筒部材３０の径方向内側に第１流体の流路を構成するように間隔をもって配置される部分を有する。
上流側筒状部材４０は、上流側端部４１ａ及び下流側端部４１ｂを有する筒状部材である。
上流側筒状部材４０の軸方向は、ハニカム構造体１０の軸方向と一致し、上流側筒状部材４０の中心軸はハニカム構造体１０の中心軸と一致することが好ましい。

上流側筒状部材４０の上流側端部４１ａ側の構造は、特に限定されず、上流側筒状部材４０の上流側端部４１ａが接続される他の部品（例えば、配管など）の形状に応じて適宜調整することができる。例えば、他の部品の径が上流側端部４１ａの径に比べて大きい場合、上流側端部４１ａ側を拡径することができる。

上流側筒状部材４０の固定方法としては、特に限定されないが、例えば、後述する筒状接続部材５０を介して第１外筒部材２０などに固定すればよい。固定方法としては、特に限定されず、上記の第１外筒部材２０の固定方法について述べた内容と同様の方法が挙げられる。

上流側筒状部材４０の材料としては、特に限定されず、上記の第１外筒部材２０の材料について述べた内容と同様の材料とすることができる。
上流側筒状部材４０の厚みとしては、特に限定されず、上記の第１外筒部材２０の厚みについて述べた内容と同様の厚みとすることができる。

＜筒状接続部材５０＞
筒状接続部材５０は、第１流体の流路を構成するように、第１外筒部材２０の上流側端部２１ａと上流側筒状部材４０の上流側との間を接続する筒状部材である。接続は、直接的又は間接的のいずれであってもよい。間接的な接続の場合、例えば、第１外筒部材２０の上流側端部２１ａと上流側筒状部材４０の上流側との間に、後述する第２外筒部材７０の上流側端部７１ａなどが配置されていてもよい。

筒状接続部材５０の軸方向は、ハニカム構造体１０の軸方向と一致し、筒状接続部材５０の中心軸はハニカム構造体１０の中心軸と一致することが好ましい。

また、筒状接続部材５０の形状及び設置方法は、コスト、外観、車両搭載時の搭載スペース、部品の加工性、耐熱性、耐腐食性、第１流体の整流性、及び上流側筒状部材４０と第１外筒部材２０及び／又は第２外筒部材７０との間を接続する際の機械的強度などの観点を考慮し、これらの１つ又は複数の観点によって導かれる性能を満足するものであれば、特に限定されない。筒状接続部材５０の形状及び設置方法として、例えば、図１２の（ａ）～（ｈ）の形態であってもよい。

筒状接続部材５０の材料としては、特に限定されず、上記の第１外筒部材２０の材料について述べた内容と同様の材料とすることができる。
筒状接続部材５０の厚みとしては、特に限定されず、上記の第１外筒部材２０の厚みについて述べた内容と同様の厚みとすることができる。

＜下流側筒状部材６０＞
下流側筒状部材６０は、第１外筒部材２０の下流側端部２１ｂに接続され、内筒部材３０の径方向外側に第１流体の流路を構成するように間隔をもって配置される部分を有する。接続は、直接的又は間接的のいずれであってもよい。間接的な接続の場合、例えば、下流側筒状部材６０と第１外筒部材２０の下流側端部２１ｂとの間に、後述する第２外筒部材７０の下流側端部７１ｂなどが配置されていてもよい。

下流側筒状部材６０は、上流側端部６１ａ及び下流側端部６１ｂを有する筒状部材である。
下流側筒状部材６０の軸方向は、ハニカム構造体１０の軸方向と一致し、下流側筒状部材６０の中心軸はハニカム構造体１０の中心軸と一致することが好ましい。
下流側筒状部材６０の径（外径及び内径）は、軸方向にわたって一様であってよいが、少なくとも一部が縮径又は拡径していてもよい。

また、下流側筒状部材６０の形状及び設置方法は、コスト、外観、車両搭載時の搭載スペース、部品の加工性、耐熱性、耐腐食性、第１流体の整流性、及び第１外筒部材２０及び／又は第２外筒部材７０と接続する際の機械的強度などの観点を考慮し、これら１つ又は複数の観点によって導かれる性能を満足するものであれば、特に限定されない。下流側筒状部材６０の形状及び設置方法として、例えば、図１３の（ａ）～（ｈ）の形態であってもよい。

下流側筒状部材６０の材料としては、特に限定されず、上記第１外筒部材２０の材料について述べた内容と同様の材料とすることができる。
下流側筒状部材６０の厚みとしては、特に限定されず、上記第１外筒部材２０の厚みについて述べた内容と同様の厚みとすることができる。

＜第２外筒部材７０＞
第２外筒部材７０は、第１外筒部材２０の径方向外側に、第２流体の流路を構成するように間隔をもって配置される。
第２外筒部材７０は、上流側端部７１ａ及び下流側端部７１ｂを有する筒状部材である。
第２外筒部材７０の軸方向は、ハニカム構造体１０の軸方向と一致し、第２外筒部材７０の中心軸はハニカム構造体１０の中心軸と一致することが好ましい。

第２外筒部材７０の上流側端部７１ａは、ハニカム構造体１０の第１端面１３ａを超えて上流側に延在していることが好ましい。このような構成とすることにより、熱回収効率を高めることができる。

第２外筒部材７０は、第２流体を第２外筒部材７０と第１外筒部材２０との間の領域に供給するための供給管７２、及び第２流体を第２外筒部材７０と第１外筒部材２０との間の領域から排出するための排出管７３に接続されていることが好ましい。供給管７２及び排出管７３は、ハニカム構造体１０の軸方向両端部に対応する位置に設けられていることが好ましい。
また、供給管７２及び排出管７３は、同じ方向に向けて延出されていても、異なる方向に向けて延出されていてもよい。

ここで、本発明の実施形態１に係る熱交換器に使用可能なその他の第２外筒部材７０の構造例を図１４に示す。図１４は、第２外筒部材７０の、第１流体の流通方向に平行な断面図である。
図１４に示されるように、第２外筒部材７０は、例えば、（ａ）～（ｆ）の形態であってもよい。

第２外筒部材７０は、上流側端部７１ａ及び下流側端部７１ｂの内周面が第１外筒部材２０の外周面と直接的又は間接的に接するように配置されていることが好ましい。
第２外筒部材７０の上流側端部７１ａ及び下流側端部７１ｂの内周面を第１外筒部材２０の外周面に固定する方法としては、特に限定されないが、すきま嵌め、締まり嵌め、焼き嵌めなどの嵌め合いによる固定方法の他、ろう付け、溶接、拡散接合などを用いることができる。

第２外筒部材７０の径（外径及び内径）は、軸方向にわたって一様であってよいが、少なくとも一部（例えば、軸方向中央部、軸方向両端部など）が縮径又は拡径していてもよい。例えば、第２外筒部材７０の軸方向中央部を縮径させることにより、供給管７２及び排出管７３側の第２外筒部材７０内で第２流体を第１外筒部材２０の外周方向全体に行き渡らせることができる。そのため、軸方向中央部で熱交換に寄与しない第２流体が低減するため、熱交換効率を向上させることができる。

第２外筒部材７０の材料としては、特に限定されず、上記の第１外筒部材２０の材料について述べた内容と同様の材料とすることができる。
第２外筒部材７０の厚みとしては、特に限定されず、上記の第１外筒部材２０の厚みについて述べた内容と同様の厚みとすることができる。

＜開閉バルブ８０＞
開閉バルブ８０は、内筒部材３０の下流側端部３１ｂ側に配置される。開閉バルブ８０の設置方法は、特に限定されないが、例えば、下流側筒状部材６０の径方向外側に配置された軸受に回転自在に支持され且つ下流側筒状部材６０及び内筒部材３０を貫通するように配置されるシャフト（図示していない）に開閉バルブ８０を固定することができる。
開閉バルブ８０の形状は、特に限定されず、開閉バルブ８０が配置される内筒部材３０の形状に応じて適切なものを選択すればよい。

開閉バルブ８０は、例えば、アクチュエータ（図示していない）によってシャフトを駆動（回転）させることによって開閉することができる。すなわち、シャフトとともに開閉バルブ８０が回転することで、開閉バルブ８０の開閉を行うことができる。
開閉バルブ８０は、内筒部材３０の内側における第１流体の流れを調整可能に構成される。具体的には、開閉バルブ８０は、熱回収促進時に閉とすることにより、第１流体が内筒部材３０と上流側筒状部材４０との間を通ってハニカム構造体１０に流通するようにすることができる。また、開閉バルブ８０は、熱回収抑制時に開とすることにより、内筒部材３０の下流側端部３１ｂ側から下流側筒状部材６０に第１流体を流通させて熱交換器１００の外部に排出することができる。

＜第１流体及び第２流体＞
熱交換器１００に用いられる第１流体及び第２流体としては、特に限定されず、種々の液体及び気体を利用することができる。例えば、熱交換器１００が自動車に搭載される場合、第１流体として排ガスを用いることができ、第２流体として水又は不凍液（ＪＩＳ Ｋ２２３４：２００６で規定されるＬＬＣ）を用いることができる。また、第１流体は、第２流体よりも高温の流体とすることができる。

＜熱交換器１００の製造方法＞
熱交換器１００は、当該技術分野において公知の方法に準じて製造することができる。例えば、熱交換器１００は、以下に説明する方法に従って製造することができる。
まず、セラミックス粉末を含む坏土を所望の形状に押し出し、ハニカム成形体を作製する。このとき、適切な形態の口金及び治具を選択することにより、セル１４の形状及び密度、隔壁１５、内周壁１１及び外周壁１２の形状及び厚さなどを制御することができる。また、ハニカム成形体の材料としては、前述のセラミックスを用いることができる。例えば、Ｓｉ含浸ＳｉＣ複合材料を主成分とするハニカム成形体を製造する場合、所定量のＳｉＣ粉末に、バインダーと、水及び／又は有機溶媒とを加え、得られた混合物を混練して坏土とし、成形して所望形状のハニカム成形体を得ることができる。そして、得られたハニカム成形体を乾燥し、減圧の不活性ガス又は真空中で、ハニカム成形体中に金属Ｓｉを含浸焼成することによって、隔壁１５により区画形成されたセル１４を有する中空型のハニカム構造体１０を得ることができる。

次に、中空型のハニカム構造体１０を第１外筒部材２０内に挿入し、中空型のハニカム構造体１０の外周壁１２に第１外筒部材２０を嵌合させる。次に、中空型のハニカム構造体１０の中空領域に内筒部材３０を挿入し、中空型のハニカム構造体１０の内周壁１１に内筒部材３０を嵌合させる。次に、第１外筒部材２０の径方向外側に第２外筒部材７０を配置して固定する。なお、供給管７２及び排出管７３は、第２外筒部材７０に予め固定しておいてもよいが、適切な段階で第２外筒部材７０に固定してもよい。次に、内筒部材３０の径方向内側に上流側筒状部材４０を配置し、筒状接続部材５０によって第１外筒部材２０の上流側端部２１ａと上流側筒状部材４０の上流側との間を接続する。次に、第１外筒部材２０の下流側端部２１ｂに下流側筒状部材６０を配置して接続する。次に、内筒部材３０の下流側端部３１ｂ側に開閉バルブ８０を取り付ける。
なお、各部材の配置及び固定（嵌合）の順番は上記に限定されず、製造可能な範囲で適宜変更してもよい。また、固定（嵌合）方法は、上述した方法を用いればよい。

本発明の実施形態１に係る熱交換器１００は、少なくともハニカム構造体１０の第２端面１３ｂに対応する位置から下流側端部３１ｂまでの領域に熱伝達抑制構造３２を有しているため、熱回収促進時に、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂを流出した第１流体が、ハニカム構造体１０の第１端面１３ａに流入する前の第１流体と内筒部材３０を介して熱交換することを抑制し、熱回収性能を向上させることができる。

（実施形態２）
図１５は、本発明の実施形態２に係る熱交換器の第１流体の流通方向に平行な断面図である。なお、図１５の熱交換器において、図１に示される位置（ａ－ａ’線）の断面図は、図２と同じであるため省略する。
図１５に示されるように、本発明の実施形態２に係る熱交換器２００は、中空型のハニカム構造体１０と、第１外筒部材２０と、内筒部材３０と、上流側筒状部材４０と、筒状接続部材５０と、下流側筒状部材６０とを備えている。また、本発明の実施形態２に係る熱交換器１００は、第２外筒部材７０及び開閉バルブ８０を更に備えることができる。
なお、本発明の実施形態１に係る熱交換器１００の説明の中で登場した符号と同一の符号を有する構成要素は、本発明の実施形態２に係る熱交換器２００の構成要素と同一であるので、その詳細な説明は省略する。

本発明の実施形態２に係る熱交換器２００は、内筒部材３０が、ハニカム構造体１０の軸方向において、少なくともハニカム構造体１０の第２端面１３ｂに対応する位置から下流側端部３１ｂまでの領域に熱伝達抑制部材３３を有している点で、当該領域に熱伝達抑制構造３２を有している本発明の実施形態１に係る熱交換器１００と異なる。

熱伝達抑制部材３３としては、熱伝達抑制効果を有する部材であれば特に限定されないが、例えば、図１５に示されるような、内筒部材３０の内表面に設けられる低熱伝導部材３３ａとすることができる。なお、低熱伝導部材３３ａは、内筒部材３０の内表面の代わりに内筒部材３０の外表面に設けてもよいし、内筒部材３０の内表面及び外表面の両方に設けてもよい。このような低熱伝導部材３３ａを用いることにより、当該部材の熱伝達抑制効果により、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂを流出した第１流体とハニカム構造体１０の第１端面１３ａに流入する前の第１流体との間の熱交換を抑制することができる。
ここで、「低熱伝導部材３３ａ」とは、低熱伝導材料から形成される部材を意味する。低熱伝導材料としては、上記したものを用いることができる。
内筒部材３０の外表面及び／又は内表面に設けられる低熱伝導部材３３ａの位置は、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂに対応する位置から下流側端部３１ｂまでの領域であればよいが、内筒部材３０全体の領域であってもよい。

熱伝達抑制部材３３は、図１５に示す低熱伝導部材３３ａ以外に、図１６に示す部材とすることもできる。なお、図１６は、図１５と同様に、本発明の実施形態２に係る熱交換器の第１流体の流通方向に平行な断面図である。
図１６に示されるように、熱伝達抑制部材３３は、内筒部材３０の外表面及び内表面に設けられ、内筒部材３０のハニカム構造体１０の第２端面１３ｂに対応する位置から下流側端部３１ｂまでの領域における第１流体との接触を抑制することが可能な整流部材３３ｂとすることができる。なお、整流部材３３ｂは、内筒部材３０の外表面又は内表面の一方に設けてもよい。このような整流部材３３ｂを設けることにより、当該領域において内筒部材３０に触れる第１流体が少なくなるため、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂを流出した第１流体とハニカム構造体１０の第１端面１３ａに流入する前の第１流体との間の熱交換を抑制することができる。

内筒部材３０の外表面及び／又は内表面に設けられる整流部材３３ｂの位置は、上記の機能を有する位置であれば特に限定されない。例えば、内筒部材３０の外表面に整流部材３３ｂを設ける場合、内筒部材３０のハニカム構造体１０の第２端面１３ｂに対応する位置から下流側端部３１ｂまでの領域の上流側に整流部材３３ｂを設ければよい。また、内筒部材３０の内表面に整流部材３３ｂを設ける場合、内筒部材３０のハニカム構造体１０の第２端面１３ｂに対応する位置から下流側端部３１ｂまでの領域の下流側に整流部材３３ｂを設ければよい。
整流部材３３ｂの形状としては、上記の機能を有する形状であれば特に限定されないが、例えば、内筒部材３０の外表面及び／又は内表面に整流部材３３ｂを設ける場合、内筒部材３０のハニカム構造体１０の第２端面１３ｂに対応する位置から下流側端部３１ｂまでの領域の面に対して傾斜を有する形状を有することが好ましい。

整流部材３３ｂの材料としては、特に限定されず、上記の第１外筒部材２０の材料について述べた内容と同様の材料とすることができる。
整流部材３３ｂの厚みとしては、特に限定されず、上記の第１外筒部材２０の厚みについて述べた内容と同様の厚みとすることができる。

本発明の実施形態に係る熱交換器２００は、本発明の実施形態に係る熱交換器１００と同様に、当該技術分野において公知の方法に準じて製造することができる。また、熱伝達抑制部材３３は、中空型のハニカム構造体１０の内周壁１１に内筒部材３０を嵌合する前に内筒部材３０に溶接などによって予め接合しておいてもよいし、中空型のハニカム構造体１０の内周壁１１に内筒部材３０を嵌合させた後に、内筒部材３０に溶接などによって接合してもよい。

本発明の実施形態２に係る熱交換器２００は、少なくともハニカム構造体１０の第２端面１３ｂに対応する位置から下流側端部３１ｂまでの領域に熱伝達抑制部材３３を有しているため、熱回収促進時に、ハニカム構造体１０の第２端面１３ｂを流出した第１流体が、ハニカム構造体１０の第１端面１３ａに流入する前の第１流体と内筒部材３０を介して熱交換することを抑制し、熱回収性能を向上させることができる。
なお、本発明の実施形態２に係る熱交換器２００の特徴的な構成（熱伝達抑制部材３３）は、本発明の実施形態１に係る熱交換器１００に設けてもよい。このような構成とすることにより、熱伝達抑制部材３３だけでなく熱伝達抑制構造３２によっても、上記の効果が得られるため、熱回収性能をより一層向上させることができる。

１０ ハニカム構造体
１１ 内周壁
１２ 外周壁
１３ａ 第１端面
１３ｂ 第２端面
１４ セル
１５ 隔壁
２０ 第１外筒部材
２１ａ 上流側端部
２１ｂ 下流側端部
３０，３０ａ，３０ｂ 内筒部材
３１ａ 上流側端部
３１ｂ 下流側端部
３２ 熱伝達抑制構造
３２ａ 多重筒構造
３２ｂ 曲げ構造
３２ｃ 厚肉化構造
３２ｄ 低表面積化構造
３２ｅ 内径制御構造
３２ｆ 外径制御構造
３２ｇ 低熱伝導構造
３３ 熱伝達抑制部材
３３ａ 低熱伝導部材
３３ｂ 整流部材
３４ 突起部
３５ リング部材
３６ マット材又はメッシュ材
４０ 上流側筒状部材
４１ａ 上流側端部
４１ｂ 下流側端部
５０ 筒状接続部材
６０ 下流側筒状部材
６１ａ 上流側端部
６１ｂ 下流側端部
７０ 第２外筒部材
７１ａ 上流側端部
７１ｂ 下流側端部
７２ 供給管
７３ 排出管
８０ 開閉バルブ
１００，２００ 熱交換器

Claims (12)

1. 内周壁と、外周壁と、前記内周壁と前記外周壁との間に配設され、第１端面から第２端面まで延びる第１流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁と、を有する中空型のハニカム構造体と、
   前記ハニカム構造体の前記外周壁に嵌合される第１外筒部材と、
   前記ハニカム構造体の前記内周壁に嵌合される内筒部材と、
   前記内筒部材の径方向内側に前記第１流体の流路を構成するように間隔をもって配置される部分を有する上流側筒状部材と、
   前記第１流体の流路を構成するように、前記第１外筒部材の上流側端部と前記上流側筒状部材の上流側との間を接続する筒状接続部材と、
   前記第１外筒部材の下流側端部に接続され、前記内筒部材の径方向外側に前記第１流体の流路を構成するように間隔をもって配置される部分を有する下流側筒状部材と
   を備え、
   前記内筒部材は、前記ハニカム構造体の軸方向において、少なくとも前記ハニカム構造体の前記第２端面に対応する位置から下流側端部までの領域に、熱伝達抑制構造及び／又は熱伝達抑制部材を有する熱交換器。
2. 前記熱伝達抑制構造は、前記内筒部材を多重筒とした構造、又は前記内筒部材が１８０°曲げ部を２つ以上有する構造である、請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記熱伝達抑制構造は、前記内筒部材を厚肉化した構造である、請求項１に記載の熱交換器。
4. 前記熱伝達抑制構造は、前記ハニカム構造体の軸方向において、前記ハニカム構造体の前記第２端面に対応する位置から下流側端部までの領域の前記内筒部材の外表面積が１．５×１０⁴ｍｍ²以下となる構造である、請求項１に記載の熱交換器。
5. 前記熱伝達抑制構造は、前記ハニカム構造体の軸方向において、前記上流側筒状部材の下流側端部に対応する位置の前記内筒部材の内径が、前記上流側筒状部材の下流側端部の外径の１．１～２．５倍となる構造である、請求項１に記載の熱交換器。
6. 前記熱伝達抑制構造は、前記ハニカム構造体の軸方向において、前記内筒部材の下流側端部の外径が、前記内筒部材の下流側端部に対応する位置の前記下流側筒状部材の内径の０．４～０．９倍となる構造である、請求項１に記載の熱交換器。
7. 前記熱伝達抑制構造は、低熱伝導材料から構成された構造である、請求項１に記載の熱交換器。
8. 前記熱伝達抑制部材は、前記内筒部材の外表面及び／又は内表面に設けられる低熱伝導部材である、請求項１～７のいずれか一項に記載の熱交換器。
9. 前記熱伝達抑制部材は、前記内筒部材の外表面及び／又は内表面に設けられ、前記内筒部材の前記ハニカム構造体の前記第２端面に対応する位置から下流側端部までの領域における前記第１流体との接触を抑制することが可能な整流部材である、請求項１～７のいずれか一項に記載の熱交換器。
10. 前記第１外筒部材の径方向外側に、第２流体の流路を構成するように間隔をもって配置される第２外筒部材を更に備える、請求項１～９のいずれか一項に記載の熱交換器。
11. 前記内筒部材の下流側端部側に配置される開閉バルブを更に備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載の熱交換器。
12. 前記開閉バルブは、前記内筒部材の内側における前記第１流体の流れを調整可能に構成されている、請求項１１に記載の熱交換器。

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