JPH05506917A - 環状熱交換器用の密封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的には熱交換器に関し、特に、ニンジンに取り外し可能に取り付け られ、双方の間を密封した環状熱交換器の構造に関する。

背景技術 多くのガスタービンエンジンには、排気ガスからの熱の抽出及び取入れ空気の予 熱によりエンジンの作動効率を上げるために、回収熱交換器即ちレキュペレータ が使用されている。代表的には、ガスタービンエンジン用レキュペレータは、始 動と停止のサイクルの反復を伴う作動状況の下で、摂氏約５００度乃至７００度 の温度と約４５０ｋＰａ乃至１４０［１ｋＰａの内部圧力で作動することができ なければならない。

かかる環状レキュペレータは、ある角度に折り曲げられた或いは波形のスペーサ をその間に固着した複数の比較的薄い平らなシートから通常構成されるコアを備 えている。前記シートはセル内に接合されて両級部が封止され、シートの間に通 路を形成する。これらのセルは重ねられ或いは巻装されて、交互の空気セルと高 温排気セルを形成する。エンジンの圧縮機から圧縮され排出された空気は前記空 気セルを通過する一方、高温排気ガスが他方のセルを通して流れる。排気ガスは シート及びスペーサを加熱し、圧縮機から排出された空気はシート及びスペーサ からの伝導により加熱される。

かかるレキュペレータの一例は、１９６６年１１月１５日付けでり、　Ｒ，ウォ シカに付与された米国特許第３２８５３２６号に開示されている。かかる装置で は、レキュペレータは、軸線から間隔をおいて配置されると共にその間に波形の スペーサを置いて軸線なまわりに巻装された一対の比較的薄いプレートを有する 。

空気の流れは一方の端部から入り反対側の端部から出るが、排気ガスの流れは空 気の流れとは反対方向へ流れそれぞれの反対側の端部から出入りする。かかる装 置に係る問題点の一つは、十分な効率が得られないこと、及び、最終的な組立て の前に通路の点検や検査ができないことである。

かかるレキュペレータのもう一つの例は、１９６７年７月２８日付けでり、　Ｒ 。

ウォシカに付与された米国特許第３５０７１１５号に開示されている。がかる装 置では、レキュペレータは、中空の円筒形内側シェルと、同軸の外側シェルとを 有し、シェルは、何枚かの波形のシート上に巻装されて→の波形の空気コアと燃 焼がスコアとを形成するコンボリユート（回旋）形の分離シートにより分離され ている。より高温のガスやより低温の空気との間での伝達を増加させるために、 波形のシートは分離シートに金属的に接着されており、これにより、効率の増加 を図っている。かかる装置に係る問題点の一つは、十分な効率が得られないこと 、及び熱交換器の最終組立ての前に個々の通路の点検や検査ができないことであ る。

更に、同軸の外側シェルは、一方の側がレキュペレータの温度に晒され、他方の 温度が環境温１度に晒されている。かくして、レキュペレータはその始動、停止 により膨張したり収縮したりするので、コンボリユート形の分離シートと波形の シートと同心の外側シェルとの接合点でコア内に引き起こされる熱応力や歪みは 大きく変動し、構造の耐用年数を減少される。

かかるレキュペレータの別の例は、１９６６年６月１４日付けでポール　Ｅ。

ビーム、Ｊｒ、他に付与された米国特許第１３２５５８１８号に開示されている 。

かかる装置では、単純なプレート構造が、円筒形の内側ケーシングと、共通の軸 線を有する環状の外側ケーシングとを備えている。半径方向に配置されたプレー トは、より低温の流体とより高温の流体とを交互に流す通路Ａ及びＢを形成する 。

熱交換器の軸線に向かって幅が徐々に狭くなっている波形のプレートは通路Ａに 配置され、又軸線に向かって幅が徐々に広（なっている波形のプレートは通路Ｂ に配置される。かかる装置に係る問題点の一つは、十分な効率が得られないこと である。更に、環状の外側ケーシングは一方の側がレキュペレータの温度に晒さ れ、他方の側が環境温度に晒されている。かくして、レキュペレータが始動、停 止により膨張したり収縮したりするので、半径方向に配置されたプレートと外側 ケーシングとの間の接合点でコアに引き起こされる熱応力や歪みは大いに変動し 、構造の耐用年数を減少させる。

環状レキュペレータ或いは再生用熱交換器のもう一つの例は、１９６９年１１月 ４日付けでＲ，Ｗ、ガーンゼイ他に付与された米国特許第３４７６１７４号に開 示されている。かかる装置では、半径流再生用熱交換器は、多数の重畳した薄い 波形の板金ストリップ或いはシムにより形成された複数の熱伝達セグメントを有 する。熱伝達セグメントは補剛材の間に取り付けられ、ブリッジが複数の切欠き に位置決めされて熱伝達セグメントに固定される。かくして、再生用熱交換器は 、半径流をもたらすが熱交換領域全体を効率よく利用することができない。例え ば、補剛材及びブリッジは、熱伝達の目的のために利用され得る領域に位置決め されている。更に、構造のコスト及び複雑性は、切欠きと調節ビームの複雑な形 状の故に大いに増大する。

レキュペレータの構造のもう一つの例は、１９７５年６月１７日付けでジェーム ズ　Ａ、ビル他向けに発行された米国特許第３．８８９，７４４号に開示されて いる。レキュペレータの構造は本体及び一対の壁部を有する。本体は壁部の伸縮 作用により斜めに一直線上に保たれている。複数の支持部材が本体の位置を決め 、複数の密封部材が本体と双方の壁部との間に配される。レキュペレータが本体 の位置を決める密封部材即ち複数の支持部材を提供する限り、より効率を上げコ ストを抑えられ、即ちより複雑さを取り除（ことができる。例えば前記複数の支 持部材は非常に複雑であるが、一つのより簡略化された支持部材の使用が可能で ある。

熱交換器の構造の他の例は、１９７３年９月１８日付けでバリーＪ、ドーソン他 に付与された米国特許第３７５９３２３号に開示されている。−次表面プレート 型熱交換器の構造か示されており、シートを離間させる複数のエツジバーを有し て次々に積み重ねられた複数の平らなシートが使用されている。多数のシートが 、その間にエツジバーをはさんで対をなして積み重ねられ、所望の寸法の熱交換 器のコアを形成している。

本発明は上述のような問題点の一つ又はそれ以上を克服することを目的とする。

発明の開示 本発明を一つの観点から見ると、熱交換器はその一要素としての供与流体を有す る排気装置及びその−要素としての受容流体を有する吸気装置を有するエンジン の使用に用いられる。熱交換器は、内部に複数の熱受容通路及び複数の熱供与通 路を有するコア、又そのコアを囲うハウジングを有する。前記コアはエンジンに 取り外し可能に取り付けられていて、概して環状であり又軸線を有する。更に、 供与流体がコアを通過するよう供与流体を密封し、即ちコアに入る前及びコアを 通過した後の受容流体を密封する手段が含まれる。密封手段はエンジンとコアと の間に取り外し可能に取り付けられる。密封手段は又、四縁及び溝を有する。前 記溝は一対の概して同心の円筒状部材の間に形成される。四縁及び前記円筒状部 材のうち一方はコアに固定するよう装着され、四縁及び円筒状部材のうち他方は エンジンに取り付けられる。

本発明をもう一つの観点から見ると、熱交換器は、一つの要素としての供与流体 を有する排気装置及び一つの要素としての受容流体を有する吸気装置を有するエ ンジンの使用に用いられる。熱交換器は内部に複数の熱受容通路及び複数の熱供 与通路を有するコア即ちコアを囲うハウジングを有する。コアは取り外し可能に エンジンに取り付けられ、概して環状であり軸線を有する。更に、供与流体がコ アを通過するように供与流体を密封し、又コアに入る前及びコアを通過した後の 受容流体を密封する手段が含まれる。前記密封手段は排気装置とコアとの間に密 封接触状態に取り外し可能に取り付けられる。密封手段は更に、ハウジングとコ アとの間に位置するコアに固定して取り付けられた一方の端部及び〕）ウジング とコアとの間に密封接触状態に取り外し可能に装着されたもう一方の端部を有す るマニホルドを有する。

本発明をもう一つの観点からみると、密封部材（シール）か熱交換器を有するエ ンジンで使用されるようになっており、熱交換器はコアを有する。エンジンは内 部に受容流体を有し又受容流体が通過する複数の入口及び受容流体か通過する複 数の出口を有する吸気装置を有する。前記入口及び出口は概して環状ベルトの中 に交互に配列されている。前記密封部材は−続きの閉じられた輪のような形状を しており、エンジン及び熱交換器の間に取り外し可能に位置決めされ、複数の入 口と出口との間で織り合わせられている。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の実施例とともに使用されるエンジンアダプタの一部を示す斜視 図、 図２は、熱交換器及びエンジンの一部を示す断面図、図３は、マニホルド及び破 線で表わされた環状ベルト内に示される複数の入口即ち出口を備えた密封部材キ ャリヤの分解組立て斜視図、図４は、熱交換器及びエンジンの一部の代替実施例 の断面図、図５は、図２の線５から５に沿って切断された場合の複数のセルを通 して見た拡大断面図、 図６は、−続きの圧縮性密封部材の側面図、図７は、図６の線７から７に沿って 切断された場合の密封部材の拡大断面図、図面、特に図１及び図２を参照すると 、熱交換器或いはレキュペレータＩＯがエンジン１２に取り付けられている。本 実施例に係るエンジン１２とは、矢印１６により示された受容流体を有する、ご く一部のみが図示された吸気装置Ｉ４を有するガスタービンエンジンを示す。更 にエンジン１２は、矢印２０により示された供与流体を有する、ごく一部のみが 図示された排気装置１８を有する。受容流体１６の温度範囲は、供与流体２０の 温度範囲よりも低い。他の方法を述べれば熱交換器１０は、受容流体１６及び供 与流体２０を有し、かつ熱交換が適切になされるようないかなる装置とも併用す ることができる。熱交換器ＩＯは多くの小片からなる概して環状に形成されたコ ア２２を有する。コア２２は一対の端部２４及び２６即ち内側部分２７及び外側 部分２８とを有する。コア２２は概して軸線２９を中心としており、エンジン１ ２に取り外し可能に装着される。図５にて示したようにコア２２は、それぞれが 内部に熱受容通路３２を有する複数の一次表面セル３０から構成される。複数の 熱供与通路３４は、コア２２の隣接したセル３０の間に形成される。セル３０は 他の一つのセル３０と接触するよう重ねられその場で溶接される。

熱交換器１０は更に供与流体２０がコア２２を通過するように供与流体２０を密 封し又コア２２に入る前及びコア２２を通過した後の受容流体１６を密封する手 段を有する。即ち熱受容通路３２へ受容流体１６を配分する手段４４が含まれる 。受容流体１６の配分手段４４は、コアの外側部分２８と略螺旋状かつ同列に又 コア２２の外側で略軸方向に向かって配されている概して環状のタンク４６を有 する。タンク４６は端部２４と流体が通じるように配置される。熱交換器は更に 、熱受容通路３２を通過した後の受容流体工６を収集する手段５ａを有する。

受容流体１６の収集手段５０は、コアの内側部分２７と略螺旋状かつ同列に、又 コア２２の外側で略軸方向に向かって配されている概して環状のタンク５２を有 する。タンク５２は、端部２４と流体が通じるように配置される。本実施例では 熱交換器ｌＯの一部をなすが、他の方法では離れて位置してもよいハウジング５ ６は、コア２２を部分的に覆っている。ハウジング５６は、概して円筒状の覆い 板６０、端板６２及び従来の方法でエンジン１２に取り付けるための取付アダプ タ６４を有する。他の例として、前記取付アダプタ６４はエンジン１２の一部と してもよい。複数の締付ボルト６６は、前記端板６２及び取付板６４とを連結し ており、ハウジング５６を更に堅固にしている。

図１及び図２に部分的にのみ示されるガスタービンエンジンＩ２は在来の設計を 有し、又新鮮な大気中の空気、本実施例では受容流体１６がタンク４６及びコア ２２に入る前に通過する圧縮機部（図示されていない）、出力タービン部分（図 示されていない）及び高温排気ガス、本実施例では供与流体２０がコア２２に入 る前に通過する、部分的にのみ示される排気装置１８を有する。

図２及び図３に部分的に示されているエンジン１２の吸気装置１４は更に受容流 体１６が通過する内部の複数の入口８０及び複数の出口８２を有する。入口及び 出口８０．８２は、軸線２９を中心とした略環状のベルト８４（仮に図示された ）に配列されている。

図２及び図３に示されるように密封手段３８はコア２２の一方の端＃２６と端部 板６２との間に配設された密封部材９８を有する。密封手段３８は更にマニホル ド１．０２を有する。マニホルド１０２は、取付アダプタ６４に固定されるか、 或いは他の方法では直接エンジン１２に取り付けられる一方の端部を有する。も う一方の端部は、コア２２を密封接触状態に取り外し可能に取り付けられる。マ ニホルド１０２の少なくとも一部は、一対の端部１１０．１１２を有する概して 円筒状の部分１０８を有する。本実施例では、円筒状部分１０８は、一体部品か ら成り、端部１１２に打抜き型に形成された複数の双曲線のスリーブ部分を有す る。他の例としては、円筒状部分１０８は個々の構成部材から形成される。例え ば円高状部材１０８は複数の均等に間隔を空けられた切り取り部分を有し、又複 数の双曲線をなすスリーブ部分１１４が切り取り部分に配置され溶接などの方法 で円筒状部材ＩＯに固く接合される。円筒状部材１０８の端部１１２は溶接など の方法で装着アダプタ６４に固定される。端部ｌｌＯは、コア２２に６縁と溝を なすように取り外し可能に装着される。例えば一対の同心の円筒状部材１１６は コア２２に固定され取り付けられる。一対の円筒状部材１１６は、円筒状部分１ ０８の端部１１０がそこを塞ぎながら一致するように間に予め決められた空間或 いは隙間１７を有する。部材１１６はそれぞれ、６縁１１０が簡単に溝１１７に 入れられるように曲げられ、即ち湾曲部をなすよう形成される。実験によれば、 最適な密封手段を提供するには、すり合わせが必要とされることが示されている 。

１１０の厚さより小さくなければならない。この特別な実施例においては、空間 或いは隙間１１７は６縁１１０の厚さより約０．２Ｓミリ小さい。更に実験によ り示されたことは、凸Ｒ１２０の溝１１７へのはまり部分の深さは、すり合わせ の関係はどには密封の特徴に対して実質的には大きな影響はないということであ る。。しかしながら本実施例においては、凸［１１０は約１２ミリの深さで溝に 挿入される。６縁１１０及び溝１１７の組合せは又、コア２２の中心に位置する 。

その他の方法では、これも又端部である６縁１１０はコア２２の一部であっても よ（、一対の同心の円筒状部材１１６は、円筒状部材１０８の一部であってもよ い。６縁を溝との接合部分の密封を更に確かにするために、密封部材１１９を一 対の部材１１６の間の空間２１７に配することができる。より密封部材」１９は 、一対の同心の円筒状部材の各々と端部即ち５繊１１０とを接触させ、接合部分 の漏れを防ぐ。

他の方法として図４に示されるようにマニホルド１０２は、コア２２に固く装着 され、かつ装着アダプタ６４或いはエンジン１２に取り外し可能に装着されても よい。マニホルド１０２は、双曲線に成形されたスリーブ部分１１４及び端部１ １２の残りの部分に固定された基部１２２を有する概して溝型の密封部材キャリ ヤ１２０を有する。密封部材キャリヤ１２０は更に、基部１２２から伸びている 一対のアーム１２４を有する。

受容流体１６を密封する手段３８は更に、複数の入口及び出口８０．８２を囲む 器具１２６を有する。器具１．２６は又、排気装置１８と取入れ装置１４との間 を塞ぐ。器具１２６は、内部密封部分１２８及び外部密封部分１．３０を有する 。

内部密封部分１２８及び外部密封部分１３０はコア２２と端部板６２との間を密 封部材９８で封じながら接触するコア２２を縁取るための手段１３１としての機 能を果たす。内部密封部分１２８は、軸線２９を中心とし、取付板６４に取り付 けられた内部環状誘導部材１３２を有する。内部取付フランジ１３４はそこに複 数の穴１３６を有し又部材１３２に固く取り付けられる。内部密封部分１２８の 一部をなす略円筒状の内部部材１３８は、コア２２に装着される。更に密封部分 １２８には、略円筒状の部材１３８に取り付けられた内部環状誘導部分１４０が 含まれる。内部環状留めリング１４２は内部環状誘導部分１４０に取り付けられ 、内部取付フランジ１３４の各穴１３６と一致する複数の穴１４４を有する。内 部密封部材１４６は、複数の留め具或いはボルトとナツトの組合せ１４８により 内部取付フランジ１３４及び内部環状留めリング１４２との間に密封、取り外し 可能に配される。外部密封部分は、内部環状誘導部材１３２の外側に位置する外 部環状誘導部材１５０を有する。部材１５０は装着板６４に取り付けられる。外 部取付フランジ１５２は、外部環状誘導部材１３２に装着され又そこに複数の穴 １５６を有する。外側部分１３２は更にコア２２に装着された外部の概して円筒 状部材１５８を有する。外部環状誘導部材１６０は、外部の概して円筒状部材１ ５８に取り付けられる。外側部分１３２の一部をなす外部環状留めリング１６２ は外部環状留めリング１６２に装着され、外部取付フランジ１５２の各穴１５６ と一致する複数の穴１．６４を有する。外部密封部材１６６は、複数の留め具或 いはボルトとナツトの組合せ１．６８により、外部取付フランジ１５２と外部環 状留めリング１６２との間に密封、取り外し可能に配される。

図４に示される代替設計が使用される場合、受容流体１６を塞ぐ手段３８は更に 、図６及び図７に示したような−続きの密封部材１７０を頬し、概して長方形の 横断面を有する。密封部材１７０は複数の双曲線形部分１７２及びその複数の双 曲線形部分１７２を連結する複数の均等に間隔を空けられた弓状部分子７４を有 する−続きの閉じられた輪の形状を有する。密封部材１７０は装着アダプタ６４ と熱交換器１０とに間の密封部材キャリヤ１２０に取り外し可能に配置される。

双方のアーム１２４は密封部材１７０と接触しており、キャリヤ１２０の中の密 封部材を保っている。本実施例に係る密封部材１７０は、圧縮性ステンレス鋼を 回転加工した繊維物質で作られていて所定の比重を有するので、密封部材１７０ はコア２２の温度の変化により膨張即ち収縮することができる。

図８に示される他の方法では、内部密封部分１２８は、溶接などの方法により装 着アダプタ６４に固定された一方の端部を有する概して円筒状かつ回旋状のリン グ１８０を有する。リング１８０は軸線２９を中心としており、入口及び出口８ ０．８２の内側に螺旋状に配される。リング１８０のもう片方の端部はそこに装 着される円筒状の隣接した部材１８１を有する。当接部材１８１は、そこに密封 面１８４を有する長い支柱１８２及び短い支柱１８３を有する略り字型の横断面 を有する。長い支柱１８２はリング１８０に装着され、密封面１８４は−続きの 円筒状の密封部材１８５と密封接触している。本実施例に係る密封部材１８５は 薄層黒鉛から作られるが、例えば回転加工した繊維、金属を中心とした物質或い は銅などの他の材料からでもよい。密封部材１８５は、コア２２に固定される支 え具１８６に配置され支えられる。支え具１８６は溶接などの方法によりコア２ ２に装着された一方の端部を有する本体１８７を有し、もう片方の端部はそこに 密封面１８ｇをもつ部分を有する。円筒状部材１８９はそこに密封面１８８をも つ部分を有する前記端部で装着される。円錐形の円筒状誘導部材１９０は円筒状 部材１８９に装着され、密封部材１８５及び密封面１８４が互いに封じ合いなが ら接触するようにコア２２及び密封部材１８５を誘導し径方向に配置する。

図９に示したような他の方法では、内部密封部分１２８は溶接などの方法により 装着アダプタ６４に固定された一方の端部を有する概して円筒状の第一部材１９ １を有する。第−円筒状部材１９１はもう一方の端部に装着されるか、或いは成 形された唇状部分１９２を有する。本実施例に係る唇状部材１９２は第−円筒状 部材１９１の半径方向外側に形成されるが、他の例としては第−円筒状部材１９ １の半径方向内側に取り付けられるか、成形されてもよい。溶接などの方法によ りコア２２に固定された一方の端部を有する概して円筒状の第二部材１９３も又 、内部密封部分１２８に含まれる。概して円筒状の第二部材１９３はもう一方の 端部に装着されるか、或いは成形される唇状部分１９４を有する。唇状部分１９ ４は第二円筒状部材１９３の半径方向内側に成形されるので、概して円筒状の第 一、第二部材１９１，１９３が双方に対して軸線方向に配置される場合、窪み部 分１９５が作られて密封部材１９６がその中に配置される。概して円筒状の第二 部材１９３の唇状部分２９４が、概して円筒状の第一部材１９３の内側に径方向 に成形された唇状部分１９２に一致するように半径方向外側に成形されてもよい 。密封部材１９６は、回転加工繊維、強力金属或いは炭素材料で作ることができ る。円錐形の円筒状誘導部材１９７は唇状部分１９４に装着され、コア２２及び 密封部材１９６を誘導し唇状部分１９２を半径方向に密封するよう配置する。

図１Ｏに示される他の方法では、外部密封部分１３０はベルト型の締め金を用い て使用される。外部密封部分１３０は内部面２０２、外部面２０４及び溶接など の方法で取付アダプタ６４に固定された一方の端部を有する概して円筒状のリン グ２００を有する。もう一方の端部には端部分２０８がベルト型の締め金の一部 と一致するように配置される。例えば端部２０８は内部面２０２から所定の距離 に外側に向かって伸びていて内部面２０２に対して略垂直に位置する密封面２１ ２を有する持ち上がり部分２１０を有する。上面２１４は密封面２１２から所定 の距離を軸方向に伸びていて密封面２１．２に対して略垂直である。楔型面２１ ６は、本実施例では約４５度であるが所定の角部度で上面と外部面２０４との間 に伸びている。外部密封部分＋３０は更に、内部面２２２、外部面２２４及び溶 接などの方法によりコア２２に固定された一方の端部２２６を有する概して円筒 状のリング２２０を有する。もう片方の端部では、端部分２２８がベルト型の締 め金の一部と一致するように配置される。例えば端部分２２８は、内部面２２２ から所定の距離に外側に向かって伸びていて内部面２２２に対して略垂直に位置 する密封面２３２を有する持ち上がり部分２３０を育する。上面２３４は所定の 距離に上面２３２から軸方向に向かって延びており、密封面２３２に対して略垂 直に位置する。楔型面２３６は、本実施例では約４５度であるが所定の角部度で 上面２３４と外部面２２４との間に伸びている。縦割れベルト或いは締め金２４ ０は、持ち上がり部分２１０を持ち上がり部分２３０に擦り合わせるように取り 付けるために使用される。締め金２４０は、概して円筒状の中央部分２４２及び 一対の円錐形の端部分２４４を有し、各円錐形端部分２４４のうち一方は概して 内側に形成され概して溝型円筒状の構造を形成する。締め金２４０は固定手段２ ４０により固定される。固定手段２４０は従来の構造を有し、他の方法ではどち らも図示されていないが、中心部にかかる旋回心軸装置或いは留め具部材により 装着された一対の当接部材を有する。持ち上がり部分２１０及び２２０の間の密 封をより確実にするために、−続きの円周上の密封部材２４６が密封面２１２及 び２３２の間に配置される。双方の円錐形端部分２４４は、楔型面２１６及び２ ３Ｇに軸方向の力を加えて密封面２１２及び２３２を密封部材２４６と接触する ように押さえる。

図２に示したように、密封手段はその一部が排気装置を密封するために使用され るので、供与流体２０は熱交換器を通過する。密封を行う構成部材は内部密封部 分１２８、外部密封部分１．３０、覆い板６０、端部板６２及び密封部材９８で ある。

産業上の利用可能性 在来のガスタービンエンジン１２の圧縮機部は大気中の空気或いは熱交換器１０ の熱受容通路３２を通過する前の受容流体１６を圧縮する。排気ガス或いはエン ジンＩ２の燃焼からくる供与流体２０は、熱交換器１．０の熱供与通路４０を通 過してエンジン１２に再び入る前に熱交換器１０の受容流体１６を加熱し温度を 上げる。受容流体はその時点で燃料と混合されて燃焼し、供与流体２０として排 出される。こうしてエンジン１２の作動中は、循環作用が連続的に行われる。

エンジン１２が自動車に使用される場合、エンジン１２の循環作用は排気ガス温 度を上下させる。更に取入れ空気及び排気ガスの量即ち圧力は循環作用により変 化する。こうして熱による圧力即ち熱交換器及び密封構成部材の構造全体が極限 にまで圧迫される。

コア２２はエンジン１２に取り外し可能に装着される。円筒状部分１０８の一方 の端部１１２は取付アダプタ６４に固定され取り付けられる。一対の同心の円筒 状管１１８は四縁或いは端部１１０の周辺に配置される。コア２２の端部２６は 端板６２と接触する密封部材９８と共に配される。例えば端部１１０は、すべり 込むように一対の同心の円筒状管１１６と密封接触している。かくして、コア２ ２は円筒状部分１０８と端板６２との間を軸方向に自在に移動することができる 。内部環状留めリング１４２の複数の穴１４４は、内部取付フランジ１３４の複 数のさな１３６と同列に配列されていて、密封部材１４６は内部環状留めリング １４２と内部取付フランジ１３４との間に配置される。リング１４２、フランジ １３４及び密封部材１４６は、複数の留め具１４８により互いに留められる。

加えて外部環状留めリング１６２は外部取付フランジ１５２の複数の穴１５Ｇと 同列に配列され、又密封部材１６６は外部環状留めリング１６２と外部取付フラ ンジ１５２との間に配置される。リング１６２、フランジ１５２及び密封部材１ ６６が複数の留め具１６８により互いに留められる。こうして熱交換器１０はエ ンジン１２に対して機能的作動関係に組み立てられる。排気ガス或いは供与流体 ２０はエンジン１２を出て、熱交換器ＩＯの供与通路３４に入り、又−次表面の プリーツに積み重ねられた個々の薄板は高温排気２０により加熱される。同時に 圧縮された空気或いは受容流体１６は、複数の出口８２を出て環状タンク４６に 入り、複数の受容通路３２へと向かう。受容流体１６は受容通路３２で加熱され 、環状タンク５２へと向かう。環状タンク５２から加熱された受容流体１６が、 複数の入口８０を通りエンジン１２に再び入る。受容流体Ｉ６は燃料と混合され てエンジンＩ２で燃焼され、エンジン１２の効率を上げる。

従ってコア２２とエンジン１２との間に縁取るように配設された６縁及び溝１１ ７即ち排気装置１８から取入れ装置１４を封じるために使用される密封手段３８ の一部は、受容流体１６が熱交換器１０の熱受容通路３２を通過することを保証 する。更に排気装置１８を封じるために使用される手段３８の一部は、供与流体 ２０が熱交換器ｌＯを通して循環することを保証する。縁取り手段１３１は更に 、密封部材９８がコア２２と端板６２との間で密封接触することを保証する。

６縁１１０及び溝１１７は更に、冷却受容流体１６が加熱された受容流体１６か ら分離されることを保証する。中間すり合わせ部分となる６縁１１０及び溝１１ ７の構造は、６縁１１０が各円筒状部材１１６と擦り合うようにはまっていると いうかたちで密封手段に付随する。

その他の特徴、目的及び利点は、明細書、図面及び添付の請求の範囲の検討から 明らかにされる。

国際調査報告 □−＾、―。１−−　ｐｃτ／υｓ　９０１０４６８７国際調査報告 ［１５９００４６８７ Ｓ＾　４０８４５ 国際調査報告 Ｌ１２９００４６８７ Ｓ＾　４０８４５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．供与流体（２０）を一部として有する排気装置（１８）と、受容流体（１６ ）を一部として有する吸気装置（１４）とを有するエンジン（１２）に使用され る熱交換器（１０）であって、複数の熱受容通路（３２）及び複数の熱供与通路 （３４）を内部に有するコア（２２）と、コア（２２）を囲うハウジング（５６ ）とを有する熱交換器（１０）において、前記コア（２２）が、エンジン（１２ ）に取り外し可能に取り付けられ、概して環状で且つ中心軸線（２９）を有し、 更に、前記供与流体（２０）がコア（２２）を通過するように供与流体（２０） を密封すると共に、コア（２２）に入る前及びコア（２２）を通過した後の受容 流体（１６）を密封するための手段（３８）をエンジン（１２）とコア（２２） との間に取り外し可能に設け、前記密封手段（３８）に、凸縁（１１０）と一対 の略同心の円筒状部材（１１６）の間に形成された溝（１１７）とを設け、前記 凸縁（１１０）及び一対の部材（１１６）のうち一方をコア（２２）に固定する と共に、凸縁及び一対の部材（１１６）の他方を、エンジン（１２）に取り付け たことを特徴とする熱交換器（１０）。 ３．前記凸縁（１１０）をコア（２２）に取り付けたことを特徴とする請求の範 囲第１項記載の熱交換器（１０）。 ４．前記密封手段（３８）が、更に溝（１１７）に配設される密封部材（１１８ ）を有することを特徴とする請求の範囲第１項記載の熱交換器（１０）。 ５．前記密封部材（１１８）が、概して円筒状の部材（１１６）と凸縁（１１０ ）とをそれぞれ密封するように接触させたことを特徴とする請求の範囲第４項記 載の熱交換器（１０）。 ６．前記凸縁（１１０）を、前記一対の略円筒状の部材（１１６）の少なくとも 一方に接触させたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の熱交換器（１０）。 ７．前記凸縁（１１０）を、前記一対の略円筒状の部材（１１６）の各々に接触 させたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の熱交換器（１０）。 ９．前記密封手段（３８）に、更に複数の入口（８０）及び出口（８２）を囲む 器具（１２６）を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の熱交換器（１ ０）。 １０．前記器具（１２６）が内部密封部分（１２８）と、外部密封部分（１３０ ）とを有することを特徴とする請求の範囲第９項記載の熱交換器（１０）。 １１．前記内部密封部分（１２８）及び前記外部密封部分（１３０）が、複数の 留め具（１４８、１６８）を使用することにより、コア（２２）をハウジング（ ５６）に取り外し可能に装着することを特徴とする請求の範囲第１０項記載の熱 交換器（１０）。 １２．前記内部密封部分（１２８）及び前記外部密封部分（１３０）により、コ ア（２２）をハウジング（５６）に付勢するように取り付けることを特徴とする 請求の範囲第１０項記載の熱交換器（１０）。 １３．前記内部密封部分（１２８）が、コア（２２）及び装着アダプタ（６４） のうち一つに固定される回旋状リング（１８０）と、コア（２２）及び装着アダ プタ（６４）のうち他方に装着される当接部材（１８１）とを有することを特徴 とする請求の範囲第１２項記載の熱交換器（１０）。 １４．前記内部密封部分（１２８）が更に、回旋状リング（１８０）及び当接部 材（１８１）の各々に取り付けられる密封面（１８４、１８８）を有することを 特徴とする請求の範囲第１３項記載の熱交換器（１０）。 １５．前記内部密封部分（１２８）が更に、密封面（１８４、１８８）を封じる 位置に配される密封部材（１８５）を有することを特徴とする請求の範囲第１４ 項記載の熱交換器（１０）。 １６．前記内部密封部分（１２８）が、コア（２２）及び取付アダプタ（６４） のうち一方に取り付けられる第一及び第二の円筒状部材（１９１、１９３）を有 し、前記第一及び第二円筒状部材（１９１、１９３）がそれぞれそこに取り付け られた唇状部分（１９２、１９４）を有することを特徴とする請求の範囲第１０ 項記載の熱交換器（１０）。 １７．前記唇状部分（１９２、１９４）が互いに対して軸方向に位置する場合、 その間に窪み部分（１９５）が形成することを特徴とする請求の範囲第１６項記 載の熱交換器（１０）。 １８．前記密封部材（１９６）を窪み部分（１９５）に配設したことを特徴とす る請求の範囲第１７項記載の熱交換器（１０）。 １９．前記外側部分（１３０）が、コア（２２）及び装着アダプタ（６４）のう ち一方に固定される一対の概して円筒状のリング（２００、２２０）を有し、前 記概して円筒状のリング（２００、２２０）はそれぞれ、一つの楔型面（２１６ 、２３６）と両端部（２０８、２２８）を密封するように取り外し可能に装着す る締め金（２４０）とを有する端部（２０８、２２８）を備えたことを特徴とす る請求の範囲第１０項記載の熱交換器（１０）。 ２０．前記外側部分（１３０）が更に、再端部分（２０８、２２８）の各々に取 り付けられた密封面（２１２、２３２）を有することを特徴とする請求の範囲第 １９項記載の熱交換器（１０）。 ２１．密封部材（２４６）を密封面（２１２、２３２）の間に配設したことを特 徴とする請求の範囲第２０項記載の熱交換器（１０）。 ２２．供与流体（２０）を一部として有する排気装置（１８）と、受容流体（１ ６）を一部として有する吸気装置（１４）とを有するエンジン（１２）に使用さ れる熱交換器（１０）であって、複数の熱受容通路（３２）及び複数の熱供与通 路（３４）を内部に有するコア（２２）と、コア（２２）を囲うハウジング（５ ６）とを有する熱交換器（１０）において、前記コア（２２）が、エンジン（１ ２）に取り外し可能に装着され、概して環状で且つ中心軸線（２９）を有し、 更に、前記供与流体（２０）がコア（２２）を通過するように供与流体（２０） を密封すると共に、コア（２２）に入る前及びコア（２２）を通過した後の受容 流体（１６）を密封するための手段（３８）をエンジン（１２）とコア（２２） との間に取り外し可能に設け、更に、前記密封手段（３８）に、コア（２２）に 固定される一方の端部とハウジング（５６）とコア（２２）との間に密封接触状 態に取り外し可能に装着できる他方の端部を有するマニホルド（１０２）を設け たことを特徴とする熱交換器（１０）。 ２３．前記吸気装置（１４）が、受容流体（１６）のための複数の入口（８０） 及び受容流体（１６）のための複数の出口（８２）を有し、前記複数の入口（８ ０）及び出口（８２）を軸線（２９）を中心とする概して環状のベルト（８４） に配列すると共に各入口（８０）及び各出口（８２）をベルト（８４）に交互に 配列し、マニホルド（１０２）の前記端部（１１２）はハウジング（５６）とコ ア（２２）との間に密封接触状態に取り外し可能に取り付けられ、前記マニホル ド（１０２）の少なくとも一部が複数の入口（８０）と出口（８２）との間で織 り合わされていることを特徴とする請求の範囲第２２項記載の熱交換器（１０） 。２４．前記マニホルド（１０２）が更に、複数の入口（８０）と出口（８２） との間で織り合わされている一続きの密封部材（１７０）を有することを特徴と する請求の範囲第２３項記載の熱交換器（１０）。 ２５．前記マニホルド（１０２）が概して溝形をしている密封部材キャリヤ（１ ２０）を有することを特徴とする請求の範囲第２３項記載の熱交換器（１０）。 ２６．前記密封部材キャリヤ（１２０）は、基部（１２２）と、基部（１２２） から伸びている一対のアーム（１２４）と、キャリヤ（１２０）に配される一続 きの密封部材（１７０）とを有し、前記一対のアームが一続きの密封部材（１７ ０）と接触して実際には一続きの密封部材（１７０）周辺に延びており、これに よりキャリヤ（１２０）内に一連の密封部材（１７０）を保持していることを特 徴とする請求の範囲第２５項記載の熱交換器（１０）。 ２７．前記一続きの密封部材（１７０）が、共通の半径及びその間に連結された 複数の双曲線形の部分（１７２）を有する複数の弓状の部分（１７４）を有する 閉じられた輪の形状を呈することを特徴とする請求の範囲第２６項記載の熱交換 器（１０）。 ２８．前記弓状部分（１７４）と前記双曲線形部分（１７２）とを、その間に均 等に間隔を置いて配設したことを特徴とする請求の範囲第２７項記載の熱交換器 （１０）。 ２９．前記一続きの密封部材（１７０）を、圧縮性物質から形成したことを特徴 とする請求の範囲第２８項記載の熱交換器（１０）。 ３０．前記物質が、所定の密度を有する紡績繊維であることを特徴とする請求の 範囲第２９項記載の熱交換器（１０）。 ３１．前記紡績繊維物質を、ステンレス鋼で形成したことを特徴とする請求の範 囲第３０項記載の熱交換器（１０）。 ３２．熱交換器（１０）を有するエンジン（１２）に使用される密封部材（１７ ０）であって、 前記熱交換器がコア（２２）を有し、前記エンジン（１２）が、内部に受容流体 （１６）を有すると共に受容流体（１６）が通過する複数の入口（８０）と受容 流体（１６）が通過する複数の出口（８２）とを有する吸気装置（１４）を備え 、前記入口（８０）及び出口（８２）を概して環状のベルト（８４）に交互に配 列した構造において、 前記密封部材（１７０）を、一続きの閉じられた輪の形状を有する又エンジン（ １２）と熱交換器（１０）との間に取り外し可能に配置し、複数の入口（８０） と出口（８２）との間で織り合わしたことを特徴とする密封部材（１７０）。 ３３．前記一続きの閉じられた輪の形状が、共通の半径と、弓状部分（１７４） に接続されかつその間に位置する複数の双曲線形部分（１７２）とを有する複数 の弓状部分（１７４）を有することを特徴とする請求の範囲第３２項記載の密封 部材（１７０）。 ３４．前記一続きの閉じられた輪の形状が、その間に均等に間隔を空けられた弓 状部分（１７４）及び双曲線形部分（１７２）を有することを特徴とする請求の 範囲第３３項記載の密封部材（１７０）。 ３５．前記一続きの閉じられた輪の形状を、圧縮性材料から形成したことを特徴 とする請求の範囲第３４項記載の密封部材（１７０）。 ３６．前記密封部材（１７０）が長方形の横断面を有することを特徴とする請求 の範囲第３５項記載の密封部材（１７０）。 ３７．前記物質が、所定の密度を有する紡績繊維物質であることを特徴とする請 求の範囲第３５項記載の密封部材（１７０）。 ３８．前記紡績繊維物質を、ステンレス鋼で形成したことを特徴とする請求の範 囲第３７項記載の密封部材（１７０）。