JPH08145589A - 積層型熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積層型熱交換器において、熱変形を抑制して
耐久性を高める。 【構成】 低温流体Ａを導く第一流路２１を画成する複
数のチューブエレメント２を備え、各チューブエレメン
ト２を波板状のアウターフィンを介して積層し、各チュ
ーブエレメント２およびアウターフィン１の間に高温流
体Ｂを導く第二流路を画成する積層型熱交換器におい
て、上下端に積層されるチューブエレメント２の内部に
低温流体Ａが流入することを防ぐ遮蔽スペーサ１６を備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、積層型熱交換器の改良
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】積層型熱交換器は薄い金属板を積層して
流路を画成する構造のため、流体圧力に対して流路壁の
変形等を来さないように、流路壁に十分な剛性を確保す
ることが難しい。

【０００３】従来の積層型熱交換器として、例えば図９
に示すようにものがある(実開平４−４１９８０号公
報、参照)。

【０００４】これについて説明すると、積層型熱交換器
４０は、ハウジング４１により第二流路４２が画成さ
れ、ハウジング４１の内部にアウターフィン４３を介し
て複数のチューブエレメント４４が積層され、各チュー
ブエレメント４４の内部にインナーフィン４３を介して
第一流路４５が画成されている。

【０００５】ハウジング４７の一端には第二流路４２の
入口４２ａが、他端には出口４２ｂがそれぞれ形成され
ており、高温流体Ｂは図中矢印で示すように第二流路４
２を通過し、ハウジング４７内において各チューブエレ
メント４４の周囲をアウターフィン４３を介して流れ
る。

【０００６】ハウジング４７には各チューブエレメント
４４内の第一流路４５に連通する入口４５ａと出口４５
ｂがそれぞれ形成される。これにより、低温流体Ａは図
中矢印で示すように入口４５ａから第一流路４５に流入
し、各チューブエレメント４４の内部を流れる過程で高
温流体Ｂとの間で熱交換が行われた後に、出口４５ｂか
ら流出するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の積層型熱交換器４０にあっては、外気への放
熱量が少ない中央部に積層されたチューブエレメント４
４の方が上下端に配置されたチューブエレメント４４よ
り高温となり、図１０に示すように各チューブエレメン
ト４４および各アウターフィン４３がその中央部で大き
く膨張しようとする熱変形を起こし、剛性の高い第二流
路４２の入口４２ａ、出口４２ｂを画成する部位がこの
熱変形を抑制する。このため、各チューブエレメント４
４およびアウターフィン４３は熱膨張分だけ伸び切れず
に湾曲し、この湾曲量は上下端に近いチューブエレメン
ト４４程その変形量が大きくなる。この熱変形が運転停
止により繰り返して起こることにより、チューブエレメ
ント４４等の耐久性を低下させるという問題点があっ
た。

【０００８】本発明は上記の問題点に着目し、積層型熱
交換器において、熱変形を抑制して耐久性を高めること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の積層型熱
交換器は、内部に低温流体Ａを導く第一流路を画成する
複数のチューブエレメントを備え、各チューブエレメン
トを波板状のアウターフィンを介して積層し、各チュー
ブエレメントおよびアウターフィンの間に高温流体Ｂを
導く第二流路を画成する積層型熱交換器において、上下
端に積層されるチューブエレメントの内部に低温流体Ａ
が流入することを防ぐ遮蔽スペーサを備える。

【００１０】請求項２記載の積層型熱交換器は、一対の
箱形をしたプレートによって低温流体Ａを導く第一流路
を画成する複数のチューブエレメントを備え、各チュー
ブエレメントを波板状のアウターフィンを介して積層
し、隣り合うチューブエレメントを連通して低温流体Ａ
を導く出入口流路を備え、各チューブエレメントの内外
で出入口流路を囲むインナースペーサを各チューブエレ
メントに固着し、各チューブエレメントおよびアウター
フィンの間に高温流体Ｂを導く第二流路を画成する積層
型熱交換器において、中央に積層されるチューブエレメ
ントの内部に介装されるインナースペーサに出入口流路
と第一流路を連通する開口部を形成し、上下端に積層さ
れるチューブエレメントの内部に介装される遮蔽スペー
サを介して出入口流路をチューブエレメントの内部空間
に対して遮蔽する。

【００１１】請求項３記載の積層型熱交換器は、請求項
２記載の発明において、遮蔽スペーサをインナースペー
サと同一形状に形成し、遮蔽スペーサに空けられた開口
部をチューブエレメントの内壁面で閉塞する。

【００１２】請求項４記載の積層型熱交換器は、請求項
１から３のいずれか一つに記載の発明において、遮蔽ス
ペーサが収装される各チューブエレメントの間に介装さ
れるアウターフィンの板厚を、他のアウターフィンに比
べて小さく形成する。

【００１３】請求項５記載の積層型熱交換器は、請求項
１から４のいずれか一つに記載の発明において、遮蔽ス
ペーサが収装されるチューブエレメントに第二流路と連
通する通孔を形成し、通孔を第二流路のアウターフィン
より下流側に連通させる。

【００１４】請求項６記載の積層型熱交換器は、請求項
５記載の発明において、遮蔽スペーサが収装されるチュ
ーブエレメントに第二流路と連通する通孔を形成し、チ
ューブエレメントの内部に高温流体Ｂを導く波板状のイ
ンナーフィンを介装し、長穴状の通孔を第一流路のイン
ナーフィンより下流側の空間に面して、遮蔽スペーサの
近接に形成する。

【００１５】請求項７記載の積層型熱交換器は、請求項
６記載の発明において、遮蔽スペーサが収装されるチュ
ーブエレメントに第二流路と連通する通孔を形成し、チ
ューブエレメントの内部に高温流体Ｂを導く波板状のイ
ンナーフィンを介装し、長穴状の通孔を第一流路のイン
ナーフィンより下流側の空間に面して、遮蔽スペーサと
インナーフィンの端部に沿って形成する。

【００１６】

【作用】請求項１記載の積層型熱交換器において、各チ
ューブエレメント内の第一流路を流れる低温流体Ａと、
各チューブエレメントの外側の第二流路を流れる高温流
体Ｂとの間で熱交換が行われる。

【００１７】各チューブエレメントはそのまわりを各ア
ウターフィンを介して流れる高温流体Ｂからの伝熱によ
り加熱される一方、各チューブエレメントの内部を流れ
る低温流体Ａへの放熱により冷却されるとともに、外気
への放熱により冷却される。

【００１８】上下端に配置されるチューブエレメントに
対して低温流体Ａが入口流路と出口流路から出入りする
ことを遮蔽スペーサを介して防ぐ構造により、上下端に
配置されるチューブエレメントの内部を低温流体Ａが流
れることなく、低温流体Ａへの放熱により冷却されるこ
とが抑えられる。

【００１９】このようにして上下端に配置されたチュー
ブエレメントが保温されることにより、外気への放熱量
が少ない中央部に積層されたチューブエレメントより低
温となることが抑制され、中央部と上下端のチューブエ
レメントの熱膨張差が抑えられる。この結果、互いに積
層された各チューブエレメントおよび各アウターフィン
がその中央部で大きく膨張しようとする熱変形が抑制さ
れ、各チューブエレメントの気密性が維持される。

【００２０】請求項２記載の積層型熱交換器において、
上下端に配置されるチューブエレメントに対して低温流
体Ａが入口流路と出口流路から出入りすることを遮蔽ス
ペーサを介して防ぐ構造により、上下端に配置されるチ
ューブエレメントの内部を低温流体Ａが流れることな
く、低温流体Ａへの放熱により冷却されることが抑えら
れる。

【００２１】このようにして上下端に配置されたチュー
ブエレメントが保温されることにより、外気への放熱量
が少ない中央部に積層されたチューブエレメントより低
温となることが抑制される。この結果、互いに積層され
た各チューブエレメントおよび各アウターフィンがその
中央部で大きく膨張しようとする熱変形が抑制され、剛
性の高い柱状に連なる各インナースペーサおよび各遮蔽
スペーサの間に働く熱応力が低減され、各チューブエレ
メントの気密性が維持される。

【００２２】請求項３記載の積層型熱交換器において、
遮蔽スペーサに空けられた開口部をチューブエレメント
の内壁面で閉塞する構造により、遮蔽スペーサをインナ
ースペーサと部品の共通化をはかることが可能となり、
生産性を高められる。

【００２３】請求項４記載の積層型熱交換器において、
遮蔽スペーサが収装される各チューブエレメントの間に
介装されるアウターフィンは、他のアウターフィンに比
べてその剛性が小さく形成されるため、各チューブエレ
メント等の熱変形を吸収して変形し、他のアウターフィ
ンが変形することを抑制する。

【００２４】請求項５記載の積層型熱交換器において、
遮蔽スペーサが収装されるチューブエレメントは、通孔
を介して第二流路に連通する構造により、このチューブ
エレメント内に空気が閉じ込められることがなく、チュ
ーブエレメント内に閉じ込められた空気が膨張してチュ
ーブエレメントの耐久性が低下することを回避できる。

【００２５】遮蔽スペーサが収装されるチューブエレメ
ントは、第二流路からアウターフィンを介して低温流体
Ａに放熱した後の高温流体Ｂを通孔を通って流入させる
ことにより、第二流路からアウターフィンを介して低温
流体Ａに放熱する前の高温流体Ｂを流入させる場合に比
べて、その内部に介在する空気温度を低くし、外気に放
熱する熱量を低減し、低温流体Ａと高温流体Ｂの熱交換
効率を高められる。

【００２６】請求項６記載の積層型熱交換器において、
積層された各チューブエレメントおよび各アウターフィ
ンがその中央部で大きく膨張しようとする熱変形によっ
て、剛性の高い柱状に連なるインナースペーサおよび遮
蔽スペーサの間に働く熱応力は、チューブエレメントに
おいて長穴状の通孔が空けられた遮蔽スペーサに近接し
た部位が変形することにより吸収され、各チューブエレ
メントの気密性が維持される。

【００２７】請求項７記載の積層型熱交換器において、
積層された各チューブエレメントおよび各アウターフィ
ンがその中央部で大きく膨張しようとする熱変形によっ
て、剛性の高い柱状に連なるインナースペーサおよび遮
蔽スペーサの間に働く熱応力は、チューブエレメントに
おいて長穴状の通孔が空けられた遮蔽スペーサおよびイ
ンナーフィンの端部に沿った部位が変形することにより
吸収され、各チューブエレメントの気密性が維持され
る。

【００２８】

【実施例】本発明の第一実施例を添付図面に基づいて説
明する。

【００２９】図３に示すように、ガスタービンエンジン
に備えられる積層型熱交換器は、ハウジング６により高
温流体（排気ガス）Ｂが流れる第二流路２２が画成さ
れ、ハウジング６の内部にアウターフィン１を介して複
数のチューブエレメント２が積層される。ハウジング６
の一端には第二流路２２の入口ダクト２４が、他端には
出口ダクト２５がそれぞれ形成されている。高温流体Ｂ
は図中矢印で示すように入口ダクト２４から出口ダクト
２５へと第二流路２２を通過し、ハウジング６内におい
て各チューブエレメント２の周囲をアウターフィン１を
介して流れる。

【００３０】図２に示すように、各チューブエレメント
２の内部に低温流体Ａが流れる第一流路２１が画成され
ている。

【００３１】各チューブエレメント２に低温流体Ａを流
入させる２つの入口流路４と各チューブエレメント２か
ら低温流体（吸気）Ａを流出させる２つの出口流路５が
アウターフィン１の側部１ａから外側に突出して形成さ
れる。

【００３２】低温流体Ａは図中矢印で示すように各入口
流路４の上端から流入し、各入口流路４から各第一流路
２１に分配され、各第一流路２１を流れる過程で高温流
体Ｂとの間で熱交換が行われた後に各出口流路５の上端
から流出するようになっている。

【００３３】各入口流路４の上端にはハウジング６の外
側に配設されるダクト４ａを介して低温流体Ａが供給さ
れる。各出口流路５の上端からはハウジング６の外側に
配設される各ダクト５ａを介して低温流体Ａが排出され
る。

【００３４】図４、図５にも示すように、チューブエレ
メント２は箱形のアッパープレート２６とロアプレート
２７が組み合わせられ、アッパープレート２６とロアプ
レート２７の間にインナーフィン３が介装される。

【００３５】インナーフィン３とアウターフィン１はそ
れぞれ波板状に形成され、それぞれの折り目が互いに平
行になるように配置される。各入口流路４が第二流路２
２の出口ダクト２５に近接し、かつ各出口流路５が第二
流路２２の入口ダクト２４に近接するように配置され、
インナーフィン３によって導かれる低温流体Ａの流れ方
向をアウターフィン１によって導かれる高温流体Ｂの流
れ方向に対向させる構成とする。

【００３６】図２に矢印で示すように、低温流体Ａは各
入口流路４からチューブエレメント２に流入し、インナ
ーフィン３に沿って流れた後、各出口流路５へと流出す
る一方、高温流体Ｂはハウジング６の入口ダクト２４か
ら流入し、アウターフィン１に沿って流れて低温流体Ａ
との間で熱交換が行われた後、出口ダクト２５から流出
する。

【００３７】インナーフィン３によって導かれる低温流
体Ａの流れ方向をアウターフィン１によって導かれる高
温流体Ｂの流れ方向に対向させる構成とすることによ
り、各チューブエレメント２の温度分布を均一化し、熱
交換効率を高められる。

【００３８】アッパープレート２６とロアプレート２７
は互いに接合する周縁部２６ｂと２７ｂを有し、一方の
周縁部２７ｂが他方の周縁部２６ｂを包むように折り返
されてカシメ固定される（図５参照）。

【００３９】アッパープレート２６とロアプレート２７
にはそれぞれボス２６ａと２７ａが突出形成され、ボス
２６ａと２７ａが互いに嵌合することにより入口流路４
が画成される。入口流路４および出口流路５が各チュー
ブエレメント２の４隅に配置されているため、各チュー
ブエレメント２の位置決め精度が高められる。

【００４０】チューブエレメント２の内側にはアッパー
プレート２６とロアプレート２７の間に入口流路４を囲
むようにインナースペーサ１４が介装されるとともに、
各チューブエレメント２の間にはボス２６ａと２７ａを
囲むようにＯ字形のアウタースペーサ１５が介装され
る。

【００４１】出口流路５のまわりも、上記入口流路４の
まわりと同様に各チューブエレメント２は互いにボス２
６ａと２７ａが嵌合し、各チューブエレメント２の内外
に出口流路５を囲むようにインナースペーサ１４とアウ
タースペーサ１５が介装されている。各チューブエレメ
ント２は互いに積層された状態で、４隅に配置されたボ
ス２６ａと２７ａが嵌合することにより、組み付け精度
を十分に確保することができる。

【００４２】中央部に積層されるチューブエレメント２
の内部に収装されるインナースペーサ１４は、図２に示
すように、Ｃ字形に形成される。低温流体Ａは各入口流
路４から各インナースペーサ１４の開口部１４ａを通っ
て各第一流路２１に流入し、各第一流路２１をインナー
フィン３を介して流れる過程で高温流体Ｂとの間で熱交
換が行われた後に、各インナースペーサ１４の開口部１
４ａを通って各出口流路５に流出するようになってい
る。

【００４３】各チューブエレメント２の熱変形を抑える
ため、上下端に配置される数層のチューブエレメント２
に対して、低温流体Ａが各入口流路４と各出口流路５か
ら出入りすることを防ぐ構造とする。

【００４４】具体的には、図１に示すように、上下端に
積層される数層のチューブエレメント２の内部に低温流
体Ａが流入することを防ぐ遮蔽部材として、遮蔽スペー
サ１６が設けられる。

【００４５】遮蔽スペーサ１６は、上下端に積層される
数層の各チューブエレメント２内に、各入口流路４また
は各出口流路５に面して収装される。遮蔽スペーサ１６
はＯ字形に形成され、各チューブエレメント２の内部空
間に対する各入口流路４または各出口流路５の連通を遮
断する。

【００４６】各チューブエレメント２、各アウターフィ
ン１、各インナースペーサ１４、各アウタースペーサ１
５、各遮蔽スペーサ１６は、互いにロウ付けにより固着
される。遮蔽スペーサ１６が収装される各チューブエレ
メント２に接合するアウターフィン１の材質は、他のア
ウターフィン１と異なりステンレス材で形成される。

【００４７】遮蔽スペーサ１６が収装される各チューブ
エレメント２の間に介装されるアウターフィン１の板厚
は、他のアウターフィン１に比べて小さく形成されて、
その剛性が所定の比率で小さくなっている。

【００４８】遮蔽スペーサ１６が収装される各チューブ
エレメント２に、インナーフィン３より出口側ダクト２
５に近接する空間３７と第二流路２２を連通する通孔１
９が開口される。

【００４９】この実施例では、円形をした２つの通孔１
９が入口流路４を画成する各遮蔽スペーサ１６の近傍に
位置して形成される。

【００５０】次に、作用について説明する。

【００５１】各チューブエレメント２を介して互いに積
層される各インナースペーサ１４、各アウタースペーサ
１５、各遮蔽スペーサ１６は、各アウターフィン１を介
して積層される各チューブエレメント２に対して剛性の
高い４本の柱となる。

【００５２】各チューブエレメント２はそのまわりを各
アウターフィン１を介して流れる高温流体Ｂからの伝熱
により加熱される一方、各チューブエレメント２の内部
を流れる低温流体Ａへの放熱により冷却されるととも
に、ハウジング６を介して外気への放熱により冷却され
る。

【００５３】ところで、全チューブエレメント２に低温
流体Ａが流れる従来装置にあっては、外気への放熱量が
少ない中央部に積層されたチューブエレメント２の方が
上下端に配置されたチューブエレメント２より高温とな
り、各チューブエレメント２および各アウターフィン１
がその中央部で大きく膨張しようとする熱変形を起こ
し、剛性の高い４本の柱となる各インナースペーサ１
４、各アウタースペーサ１５がこの熱変形を抑制する。
このため、各チューブエレメント２およびアウターフィ
ン１は熱膨張分だけ伸び切れずに湾曲し、この湾曲量は
上下端に近いチューブエレメント２程その変形量が大き
くなる。この熱変形が運転停止により繰り返し起こるこ
とにより、耐久性を低下させるという問題点があった。

【００５４】これに対処して本発明は、各チューブエレ
メント２の熱変形を抑えるため、上下端に配置される数
層のチューブエレメント２に対して、低温流体Ａが各入
口流路４と各出口流路５から出入りすることを阻止する
構造により、上下端に配置される数層のチューブエレメ
ント２の内部を低温流体Ａが流れることがなく、低温流
体Ａへの放熱により冷却されることが抑制される。

【００５５】このようにして上下端に配置されたチュー
ブエレメント２が保温されることにより、外気への放熱
量が少ない中央部に積層されたチューブエレメント２よ
り低温となることが抑制される。この結果、各チューブ
エレメント２および各アウターフィン１がその中央部で
大きく膨張しようとする熱変形が抑制され、剛性の高い
４本の柱状に連なる各インナースペーサ１４、各アウタ
ースペーサ１５、各遮蔽スペーサ１６の間に働く熱応力
が低減され、各チューブエレメント２の気密性が維持さ
れる。

【００５６】遮蔽スペーサ１６が収装される各チューブ
エレメント２の間に介装されるアウターフィン１は、そ
の剛性が比較的小さく設定される構造により、各チュー
ブエレメント２等の熱変形を吸収して変形し、他のアウ
ターフィン１が変形することを抑制する。

【００５７】これにより、アウターフィン１をステンレ
ス材とする構造により、変形しないアウターフィン１の
表面に形成される保護酸化膜に、亀裂が入りにくくな
り、アウターフィン１が酸化するのを防ぐことができ
る。

【００５８】遮蔽スペーサ１６が収装される各チューブ
エレメント２は、通孔１９を介して第二流路２２に連通
する構造により、各チューブエレメント２内に空気が閉
じ込められることがなく、各チューブエレメント２内に
閉じ込められた空気が膨張して各チューブエレメント２
の耐久性が低下することを回避できる。

【００５９】上下端に配置される数層の各チューブエレ
メント２は、第二流路２２の出口ダクト２５に近い領域
からアウターフィン３を介して低温流体Ａに放熱した後
の高温流体Ｂを通孔１９を通って流入させることによ
り、第二流路２２の入口ダクト２４に近い領域からアウ
ターフィン３を介して低温流体Ａに放熱する前の高温流
体Ｂを流入させる場合に比べて、その内部に介在する空
気温度を低くし、ハウジング６を介して外気に放熱する
熱量を低減し、低温流体Ａと高温流体Ｂの熱交換効率を
高められる。

【００６０】次に、図６に示す他の実施例について説明
する。なお、図１、図２等との対応部分には同一符号を
用いて説明する。

【００６１】上下端に積層される数層のチューブエレメ
ント２の内部に低温流体Ａが流入することを防ぐ遮蔽部
材として、遮蔽スペーサ２６が設けられる。

【００６２】この遮蔽スペーサ２６は、中央部に積層さ
れるチューブエレメント２の内部に収装されるＣ字形を
したインナースペーサ１４と同一形状に形成される。

【００６３】したがって、各遮蔽スペーサ２６は開口部
２６ａを有する。各遮蔽スペーサ２６は、それぞれの各
開口部２６ａが、図５に示すチューブエレメント２の外
周内壁部２ａに対峙するように介装され、互いにロウ付
けにより接合される。これにより、各遮蔽スペーサ２６
の各開口部２６ａはチューブエレメント２の外周内壁面
２ａによって閉塞される。

【００６４】これにより、遮蔽スペーサ２６は各チュー
ブエレメント２の内部空間に対する各入口流路４または
各出口流路５の連通を遮断する。遮蔽スペーサ２６をイ
ンナースペーサ１４と同一形状に形成することにより、
インナースペーサ１４と部品の共通化をはかることが可
能となり、生産性を高められる。

【００６５】次に、図７に示す他の実施例について説明
する。なお、図１、図２等との対応部分には同一符号を
用いて説明する。

【００６６】遮蔽スペーサ１６が介装される各チューブ
エレメント２には、インナーフィン３より出口側ダクト
２５に近接する空間３７と第二流路２２を連通する通孔
３９が長穴状に形成される。

【００６７】長円形をした２つの通孔１９は、インナー
フィン３より出口側ダクト２５に近接する空間３７に面
して、各遮蔽スペーサ１６の近傍に形成される。

【００６８】この場合、各チューブエレメント２および
各アウターフィン１がその中央部で大きく膨張しようと
する熱変形によって、剛性の高い４本の柱となって連な
る各インナースペーサ１４、各アウタースペーサ１５、
各遮蔽スペーサ１６の間に働く熱応力は、チューブエレ
メント２において長穴状の各通孔３９が空けられた各遮
蔽スペーサ１６に近接した部位が変形することにより吸
収され、各チューブエレメント２の気密性が維持され
る。

【００６９】次に、図８に示す他の実施例について説明
する。なお、図１、図２等との対応部分には同一符号を
用いて説明する。

【００７０】遮蔽スペーサ１６が介装される各チューブ
エレメント２には、インナーフィン３より出口側ダクト
２５に近接する空間３７と第二流路２２を連通する通孔
３５が長穴状に形成される。

【００７１】コの字形に延びる１つの通孔１９は、イン
ナーフィン３より出口側ダクト２５に近接する空間３７
に面して、各遮蔽スペーサ１６とインナーフィン３の端
部３ａのそれぞれに沿って形成される。

【００７２】この場合、各チューブエレメント２および
各アウターフィン１がその中央部で大きく膨張しようと
する熱変形によって、剛性の高い４本の柱となって連な
る各インナースペーサ１４、各アウタースペーサ１５、
各遮蔽スペーサ１６の間に働く熱応力は、チューブエレ
メント２においてコの字形に延びる通孔３５が空けられ
た各遮蔽スペーサ１６およびインナーフィン端部３ａに
近接した部位が変形することにより吸収され、各チュー
ブエレメント２の気密性が維持される。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の積層
型熱交換器は、内部に低温流体Ａを導く第一流路を画成
する複数のチューブエレメントを備え、各チューブエレ
メントを波板状のアウターフィンを介して積層し、各チ
ューブエレメントおよびアウターフィンの間に高温流体
Ｂを導く第二流路を画成する積層型熱交換器において、
上下端に積層されるチューブエレメントの内部に低温流
体Ａが流入することを防ぐ遮蔽スペーサを備えたため、
上下端に配置されたチューブエレメントが保温されるこ
とにより、互いに積層された各チューブエレメントおよ
び各アウターフィンがその中央部で大きく膨張しようと
する熱変形が抑制されて耐久性を高めることができ、各
チューブエレメントの気密性が維持される。

【００７４】請求項２記載の積層型熱交換器は、一対の
箱形をしたプレートによって低温流体Ａを導く第一流路
を画成する複数のチューブエレメントを備え、各チュー
ブエレメントを波板状のアウターフィンを介して積層
し、隣り合うチューブエレメントを連通して低温流体Ａ
を導く出入口流路を備え、各チューブエレメントの内外
で出入口流路を囲むインナースペーサを各チューブエレ
メントに固着し、各チューブエレメントおよびアウター
フィンの間に高温流体Ｂを導く第二流路を画成する積層
型熱交換器において、中央に積層されるチューブエレメ
ントの内部に介装されるインナースペーサに出入口流路
と第一流路を連通する開口部を形成し、上下端に積層さ
れるチューブエレメントの内部に介装される遮蔽スペー
サを介して出入口流路をチューブエレメントの内部空間
に対して遮蔽したため、上下端に配置されたチューブエ
レメントが保温されることにより、互いに積層された各
チューブエレメントおよび各アウターフィンがその中央
部で大きく膨張しようとする熱変形が抑制され、剛性の
高い柱状に連なる各インナースペーサおよび各遮蔽スペ
ーサの間に働く熱応力が低減されて耐久性を高めること
ができ、各チューブエレメントの気密性が維持される。

【００７５】請求項３記載の積層型熱交換器は、請求項
２記載の発明において、遮蔽スペーサをインナースペー
サと同一形状に形成し、遮蔽スペーサに空けられた開口
部をチューブエレメントの内壁面で閉塞したため、遮蔽
スペーサをインナースペーサと部品の共通化をはかるこ
とが可能となり、部品の種類を削減して生産性を高めら
れる。

【００７６】請求項４記載の積層型熱交換器は、請求項
１から３のいずれか一つに記載の発明において、遮蔽ス
ペーサが収装される各チューブエレメントの間に介装さ
れるアウターフィンの板厚を、他のアウターフィンに比
べて小さく形成したため、剛性の比較的低いアウターフ
ィンが各チューブエレメント等の熱変形を吸収して変形
し、他のアウターフィンが変形することを抑制する。

【００７７】請求項５記載の積層型熱交換器は、請求項
１から４のいずれか一つに記載の発明において、遮蔽ス
ペーサが収装されるチューブエレメントに第二流路と連
通する通孔を形成し、通孔を第二流路のアウターフィン
より下流側に連通させたため、チューブエレメント内に
空気が閉じ込められることがなく、チューブエレメント
内に閉じ込められた空気が膨張してチューブエレメント
の耐久性が低下することを回避できるとともに、遮蔽ス
ペーサが収装されるチューブエレメントから外気に放熱
する熱量を低減し、低温流体Ａと高温流体Ｂの熱交換効
率を高められる。

【００７８】請求項６記載の積層型熱交換器は、請求項
５記載の発明において、遮蔽スペーサが収装されるチュ
ーブエレメントに第二流路と連通する通孔を形成し、チ
ューブエレメントの内部に高温流体Ｂを導く波板状のイ
ンナーフィンを介装し、長穴状の通孔を第一流路のイン
ナーフィンより下流側の空間に面して、遮蔽スペーサの
近接に形成したため、チューブエレメントにおいて長穴
状の通孔が空けられた遮蔽スペーサに近接した部位が変
形することにより熱応力が吸収され、各チューブエレメ
ントの気密性が維持される。

【００７９】請求項７記載の積層型熱交換器は、請求項
６記載の発明において、遮蔽スペーサが収装されるチュ
ーブエレメントに第二流路と連通する通孔を形成し、チ
ューブエレメントの内部に高温流体Ｂを導く波板状のイ
ンナーフィンを介装し、長穴状の通孔を第一流路のイン
ナーフィンより下流側の空間に面して、遮蔽スペーサと
インナーフィンの端部に沿って形成したため、チューブ
エレメントにおいて長穴状の通孔が空けられた遮蔽スペ
ーサおよびインナーフィンの端部に沿った部位が変形す
ることにより吸収され、各チューブエレメントの気密性
が維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例におけるチューブエレメン
トの断面図。

【図２】同じくチューブエレメントの断面図。

【図３】同じく熱交換器の全体構造を示す斜視図。

【図４】同じくチューブエレメントの分解斜視図。

【図５】同じく熱交換器の断面図。

【図６】第二の実施例を示すチューブエレメントの断面
図。

【図７】第二の実施例を示すチューブエレメントの断面
図。

【図８】第三の実施例を示すチューブエレメントの断面
図。

【図９】従来例を示す熱交換器の分解斜視図。

【図１０】同じく熱交換器の熱変形状態を示す断面図。

【符号の説明】

１ アウターフィン ２ チューブエレメント ３ インナーフィン ４ 入口流路 ５ 出口流路 ６ ハウジング １４ インナースペーサ １４ａ開口部 １５ アウタースペーサ １６ 遮蔽スペーサ １９ 通孔 ２１ 第一流路 ２２ 第二流路 ２６ 遮蔽スペーサ ２６ａ開口部 ３７ 出口空間 ３５ 通孔 ３９ 通孔

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に低温流体Ａを導く第一流路を画成す
   る複数のチューブエレメントを備え、 各チューブエレメントを波板状のアウターフィンを介し
   て積層し、 各チューブエレメントおよびアウターフィンの間に高温
   流体Ｂを導く第二流路を画成する積層型熱交換器におい
   て、 上下端に積層されるチューブエレメントの内部に低温流
   体Ａが流入することを防ぐ遮蔽スペーサを備えたことを
   特徴とする積層型熱交換器。
2. 【請求項２】一対の箱形をしたプレートによって低温流
   体Ａを導く第一流路を画成する複数のチューブエレメン
   トを備え、 各チューブエレメントを波板状のアウターフィンを介し
   て積層し、 隣り合うチューブエレメントを連通して低温流体Ａを導
   く出入口流路を備え、 各チューブエレメントの内外で出入口流路を囲むインナ
   ースペーサを各チューブエレメントに固着し、 各チューブエレメントおよびアウターフィンの間に高温
   流体Ｂを導く第二流路を画成する積層型熱交換器におい
   て、 中央に積層されるチューブエレメントの内部に介装され
   るインナースペーサに出入口流路と第一流路を連通する
   開口部を形成し、 上下端に積層されるチューブエレメントの内部に介装さ
   れる遮蔽スペーサを介して出入口流路をチューブエレメ
   ントの内部空間に対して遮蔽することを特徴とする積層
   型熱交換器。
3. 【請求項３】遮蔽スペーサをインナースペーサと同一形
   状に形成し、 遮蔽スペーサに空けられた開口部をチューブエレメント
   の内壁面で閉塞したこと特徴とする請求項２記載の積層
   型熱交換器。
4. 【請求項４】遮蔽スペーサが収装される各チューブエレ
   メントの間に介装されるアウターフィンの板厚を、他の
   アウターフィンに比べて小さく形成したことを特徴とす
   る請求項１から３のいずれか一つに記載の積層型熱交換
   器。
5. 【請求項５】遮蔽スペーサが収装されるチューブエレメ
   ントに第二流路と連通する通孔を形成し、 通孔を第二流路のアウターフィンより下流側に連通させ
   たことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記
   載の積層型熱交換器。
6. 【請求項６】遮蔽スペーサが収装されるチューブエレメ
   ントに第二流路と連通する通孔を形成し、 チューブエレメントの内部に高温流体Ｂを導く波板状の
   インナーフィンを介装し、 長穴状の通孔を第一流路のインナーフィンより下流側の
   空間に面して、遮蔽スペーサの近接に形成したことを特
   徴とする請求項５に記載の積層型熱交換器。
7. 【請求項７】遮蔽スペーサが収装されるチューブエレメ
   ントに第二流路と連通する通孔を形成し、 チューブエレメントの内部に高温流体Ｂを導く波板状の
   インナーフィンを介装し、 長穴状の通孔を第一流路のインナーフィンより下流側の
   空間に面して、遮蔽スペーサとインナーフィンの端部に
   沿って形成したことを特徴とする請求項６に記載の積層
   型熱交換器。