JPH10122783A

JPH10122783A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH10122783A
Application number: JP27505596A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Endo; 恒雄遠藤; Tokiyuki Wakayama; 時行若山; Tadashi Tsunoda; 正角田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-10-17
Filing date: 1996-10-17
Publication date: 1998-05-15
Anticipated expiration: 2016-10-17
Also published as: JP3685888B2

Abstract

(57)【要約】【課題】図１２（Ｂ）に示すように、交互に配置され
た第１伝熱板Ｓ１及び第２伝熱板Ｓ２の端縁に形成した
凸条２４_Fの先端どうしをろう付けし、燃焼ガス通路４
を開放してエアー通路５を閉塞する際に、ろう付けの熱
的影響で第１伝熱板Ｓ１及び第２伝熱板Ｓ２の外延部２
６が凸条２４_Fの突出方向と逆方向に湾曲するのを防止
し、燃焼ガス通路入口１１の流路断面積が減少しないよ
うにする。【解決手段】図１２（Ａ）に示すように、第１伝熱板
Ｓ１及び第２伝熱板Ｓ２の外延部２６に凸条２４_Fと逆
方向に突出する複数の突起２７を形成し、これら突起２
７の先端どうしを当接させて前記湾曲の発生を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の第１伝熱板
及び複数の第２伝熱板をつづら折り状に折り曲げること
より、高温流体通路及び低温流体通路を交互に形成して
なる熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の伝熱板を所定の間隔を存して配置
し、伝熱板に形成した土手状の凸条の先端を相互に接合
することにより、隣接する伝熱板間に高温流体通路及び
低温流体通路を形成する熱交換器として、特開昭５８−
２２３４０１公報に記載されたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、隣接する伝
熱板の端縁に形成した凸条の先端どうしをろう付けによ
り接合する場合、ろう付けの熱的影響により伝熱板の端
縁が凸条の突出方向と逆方向に湾曲してしまい、隣接す
る伝熱板間に形成される流体通路の出入口の流路断面積
が狭められてしまう場合がある。

【０００４】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、凸条のろう付けにより発生する前記流体通路の出入
口の狭窄を回避することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明では、交互に配置された第１伝熱板及び第２伝熱板の
端縁に形成した凸条の先端どうしをろう付けし、高圧流
体通路及び低圧流体通路の一方を閉塞して他方を開放す
る際に、ろう付けの熱的影響で第１伝熱板及び第２伝熱
板の端縁が凸条の突出方向と逆方向に湾曲しようとして
も、端縁から外側に延びる外延部に形成した突起の先端
どうしが相互に当接することにより前記湾曲の発生が抑
制され、高圧流体通路及び低圧流体通路の通路入口や通
路出口の流路断面積が減少することが防止される。しか
も、凸条の先端どうしが確実に密着するため、凸条によ
る高圧流体通路及び低圧流体通路のシール性を高めるこ
とができる。

【０００６】請求項２に記載された発明では、凸条の外
側に形成した突起の先端どうしが相互に当接し、且つ凸
条の内側に形成した突起の先端どうしが相互に当接する
ため凸条の撓みを防止して該凸条どうしを確実に当接さ
せ、ろう付け強度を増加させることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【０００８】図１〜図１２は本発明の一実施例を示すも
ので、図１はガスタービンエンジンの全体側面図、図２
は図１の２−２線断面図、図３は図２の３−３線拡大断
面図（燃焼ガス通路の断面図）、図４は図２の４−４線
拡大断面図（エアー通路の断面図）、図５は図３の５−
５線拡大断面図、図６は図３の６−６線拡大断面図、図
７は折り板素材の展開図、図８は熱交換器の要部斜視
図、図９は燃焼ガス及びエアーの流れを示す模式図、図
１０は突起のピッチを均一にした場合の作用を説明する
グラフ、図１１は突起のピッチを不均一にした場合の作
用を説明するグラフ、図１２は前記図６の要部に対応す
る作用説明図である。

【０００９】図１及び図２に示すように、ガスタービン
エンジンＥは、図示せぬ燃焼器、コンプレッサ、タービ
ン等を内部に収納したエンジン本体１を備えており、こ
のエンジン本体１の外周を囲繞するように円環状の熱交
換器２が配置される。熱交換器２は９０°の中心角を有
する４個のモジュール２₁…を接合面３…を挟んで円周
方向に配列したもので、タービンを通過した比較的高温
の燃焼ガスが通過する燃焼ガス通路４…と、コンプレッ
サで圧縮された比較的低温のエアーが通過するエアー通
路５…とが、円周方向に交互に形成される（図５及び図
６参照）。尚、図１における断面は燃焼ガス通路４…に
対応しており、その燃焼ガス通路４…の手前側と向こう
側に隣接してエアー通路５…が形成される。

【００１０】熱交換器２の軸線に沿う断面形状は、軸方
向に長く半径方向に短い偏平な六角形であり、その半径
方向外周面が大径円筒状のアウターケーシング６により
閉塞されるとともに、その半径方向内周面が小径円筒状
のインナーケーシング７により閉塞される。熱交換器２
の断面における前端側（図１の左側）は不等長の山形に
カットされており、その山形の頂点に対応する端面にエ
ンジン本体１の外周に連なるエンドプレート８がろう付
けされる。また熱交換器２の断面における後端側（図１
の右側）は不等長の山形にカットされており、その山形
の頂点に対応する端面に後部アウターハウジング９に連
なるエンドプレート１０がろう付けされる。

【００１１】熱交換器２の各燃焼ガス通路４は、図１に
おける左上及び右下に燃焼ガス通路入口１１及び燃焼ガ
ス通路出口１２を備えており、燃焼ガス通路入口１１に
はエンジン本体１の外周に沿って形成された燃焼ガスを
導入する空間（略して燃焼ガス導入ダクト）１３の下流
端が接続されるとともに、燃焼ガス通路出口１２にはエ
ンジン本体１の内部に延びる燃焼ガスを排出する空間
（略して燃焼ガス排出ダクト）１４の上流端が接続され
る。

【００１２】熱交換器２の各エアー通路５は、図１にお
ける右上及び左下にエアー通路入口１５及びエアー通路
出口１６を備えており、エアー通路入口１５には後部ア
ウターハウジング９の内周に沿って形成されたエアーを
導入する空間（略してエアー導入ダクト）１７の下流端
が接続されるとともに、エアー通路出口１６にはエンジ
ン本体１の内部に延びるエアーを排出する空間（略して
エアー排出ダクト）１８の上流端が接続される。

【００１３】このようにして、図３、図４及び図９に示
す如く、燃焼ガスとエアーとが相互に逆方向に流れて且
つ相互に交差することになり、熱交換効率の高い対向流
且つ所謂クロスフローが実現される。即ち、高温流体と
低温流体とを相互に逆方向に流すことにより、その流路
の全長に亘って高温流体及び低温流体間の温度差を大き
く保ち、熱交換効率を向上させることができる。

【００１４】而して、タービンを駆動した燃焼ガスの温
度は燃焼ガス通路入口１１…において約６００〜７００
℃であり、その燃焼ガスが燃焼ガス通路４…を通過する
際にエアーとの間で熱交換を行うことにより、燃焼ガス
通路出口１２…において約３００〜４００℃まで冷却さ
れる。一方、コンプレッサにより圧縮されたエアーの温
度はエアー通路入口１５…において約２００〜３００℃
であり、そのエアーがエアー通路５…を通過する際に燃
焼ガスとの間で熱交換を行うことにより、エアー通路出
口１６…において約５００〜６００℃まで加熱される。

【００１５】次に、熱交換器２の構造を図３〜図８を参
照しながら説明する。

【００１６】図３、図４及び図７に示すように、熱交換
器２のモジュール２₁は、ステンレス等の金属薄板を所
定の形状に予めカットした後、その表面にプレス加工に
より凹凸を施した折り板素材２１から製造される。折り
板素材２１は、第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…
を交互に配置したものであって、山折り線Ｌ₁及び谷折
り線Ｌ₂を介してつづら折り状に折り曲げられる。尚、
山折りとは紙面の手前側に向けて凸に折ることであり、
谷折りとは紙面の向こう側に向けて凸に折ることであ
る。各山折り線Ｌ₁及び谷折り線Ｌ₂はシャープな直線
ではなく、第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…間に
所定の空間を形成するために実際には円弧状の折り線、
或いは平行且つ隣接した２本の折り線からなっている。

【００１７】各第１、第２伝熱板Ｓ１，Ｓ２には、不等
間隔に配置された多数の第１突起２２…と第２突起２３
…とがプレス成形される。図７において×印で示される
第１突起２２…は紙面の手前側に向けて突出するととも
に、○印で示される第２突起２３…は紙面の向こう側に
向けて突出し、それらは交互に（即ち、第１突起２２…
どうし或いは第２突起２３…どうしが連続しないよう
に）配列される。

【００１８】各第１、第２伝熱板Ｓ１，Ｓ２の山形にカ
ットされた前端部及び後端部には、図７において紙面の
手前側に向けて突出する第１凸条２４_F…，２４_R…
と、紙面の向こう側に向けて突出する第２凸条２５
_F…，２５_R…とがプレス成形される。第１伝熱板Ｓ１
及び第２伝熱板Ｓ２の何れについても、前後一対の第１
凸条２４_F，２４_Rが対角位置に配置され、前後一対の
第２凸条２５_F，２５_Rが他の対角位置に配置される。

【００１９】尚、図３に示す第１伝熱板Ｓ１の第１突起
２２…、第２突起２３…、第１凸条２４_F…，２４_R…
及び第２凸条２５_F…，２５_R…は、図７に示す第１伝
熱板Ｓ１と凹凸関係が逆になっているが、これは図３が
第１伝熱板Ｓ１が裏面側から見た状態を示しているため
である。

【００２０】図５〜図７を参照すると明らかなように、
折り板素材２１の第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２
…を山折り線Ｌ₁で折り曲げて両伝熱板Ｓ１…，Ｓ２…
間に燃焼ガス通路４…を形成するとき、第１伝熱板Ｓ１
の第２突起２３…の先端と第２伝熱板Ｓ２の第２突起２
３…の先端とが相互に当接してろう付けされる。また、
第１伝熱板Ｓ１の第２凸条２５_F，２５_Rと第２伝熱板
Ｓ２の第２凸条２５_F，２５_Rとが相互に当接してろう
付けされ、図３に示した燃焼ガス通路４の左下部分及び
右上部分を閉塞するとともに、第１伝熱板Ｓ１の第１凸
条２４_F，２４ _Rと第２伝熱板Ｓ２の第１凸条２４_F，
２４_Rとが隙間を存して相互に対向し、図３に示した燃
焼ガス通路４の左上部分及び右下部分にそれぞれ燃焼ガ
ス通路入口１１及び燃焼ガス通路出口１２を形成する。

【００２１】折り板素材２１の第１伝熱板Ｓ１…及び第
２伝熱板Ｓ２…を谷折り線Ｌ₂で折り曲げて両伝熱板Ｓ
１…，Ｓ２…間にエアー通路５…を形成するとき、第１
伝熱板Ｓ１の第１突起２２…の先端と第２伝熱板Ｓ２の
第１突起２２…の先端とが相互に当接してろう付けされ
る。また、第１伝熱板Ｓ１の第１凸条２４_F，２４_Rと
第２伝熱板Ｓ２の第１凸条２４_F，２４_Rとが相互に当
接してろう付けされ、図４に示したエアー通路５の左上
部分及び右下部分を閉塞するとともに、第１伝熱板Ｓ１
の第２凸条２５_F，２５_Rと第２伝熱板Ｓ２の第２凸条
２５_F，２５_Rとが隙間を存して相互に対向し、図４に
示したエアー通路５の右上部分及び左下部分にそれぞれ
エアー通路入口１５及びエアー通路出口１６を形成す
る。

【００２２】図６の上側（半径方向外側）には、第１凸
条２４_F…によりエアー通路５…が閉塞された状態が示
されており、下側（半径方向外側）には、第２凸条２５
_F…により燃焼ガス通路４…が閉塞された状態が示され
ている。

【００２３】第１突起２２…及び第２突起２３…は概略
円錐台形状を有しており、それらの先端部はろう付け強
度を高めるべく相互に面接触する。また第１凸条２４_F
…，２４_R…及び第２凸条２５_F…，２５_R…も概略台
形状の断面を有しており、それらの先端部もろう付け強
度を高めるべく相互に面接触する。

【００２４】図３及び図４から明らかなように、各第
１、第２伝熱板Ｓ１，Ｓ２の山形にカットされた前端部
の第１、第２凸条２４_F，２５_Fの外側と、後端部の第
１、第２凸条２４_R，２５_Rの外側とに細幅の外延部２
６…が形成されており、これら外延部２６…に５個或い
は８個の湾曲防止用突起２７…が１列に形成される。湾
曲防止用突起２７…は、それに隣接する第１凸条２
４_F，２４_R及び第２凸条２５_F，２５_Rの突出方向と
逆方向に突出する。即ち、第１凸条２４_F，２４_R及び
第２凸条２５_F，２５_Rが手前側に突出していれば、そ
れに隣接する湾曲防止用突起２７…は向こう側に突出
し、第１凸条２４_F，２４_R及び第２凸条２５_F，２５
_Rが向こう側に突出していれば、それに隣接する湾曲防
止用突起２７…は手前側に突出する。

【００２５】図１２（Ａ）は燃焼ガス通路４に連なる燃
焼ガス通路入口１１近傍の断面を示すものである。第１
凸条２４_Fの外側の外延部２６に設けた湾曲防止用突起
２７…の先端どうしが相互に当接してろう付けされ、ま
たエアー通路５は第１凸条２４_Fどうしのろう付けによ
り閉塞される。実線矢印で示す燃焼ガスは燃焼ガス通路
入口１１から流入し、湾曲防止用突起２７…の周囲を通
って燃焼ガス通路４に導かれる。一方、エアー通路５を
流れるエアー（破線矢印で図示）は、第１凸条２４_Fど
うしの当接部により阻止される。

【００２６】燃焼ガス通路出口１２、エアー通路入口１
５及びエアー通路出口１６近傍の外延部２６…において
も、前述した燃焼ガス通路入口１１と同様に、湾曲防止
用突起２７…の先端どうしが相互に当接してろう付けさ
れる。

【００２７】ところで、図１２（Ｂ）に示すように、外
延部２６が湾曲防止用突起２７…を備えていないと仮定
すると、相互に当接する第１凸条２４_Fどうしをろう付
けする際の熱的影響により外延部２６が第１凸条２４_F
の突出方向と逆方向に湾曲してしまい、燃焼ガス通路入
口１１の流路断面積が狭められてしまう。

【００２８】しかしながら、図１２（Ａ）に示すように
外延部２６に湾曲防止用突起２７…を設ければ、その湾
曲を防止することが可能となり、これにより燃焼ガス通
路入口１１の流路断面積の減少を確実に回避することが
できるばかりか、第１凸条２４_Fどうしを強制的に密着
させてシール性を高めることができる。同様にして、燃
焼ガス通路出口１２、エアー通路入口１５及びエアー通
路出口１６の流路断面積の減少を回避し、且つ第１凸条
２４_F，２４_Rどうし及び第２凸条２５_F，２５_Rどう
しを確実に密着させることができる。

【００２９】図３及び図４から明らかなように、第１凸
条２４_F，２４_R及び第２凸条２５ _F，２５_Rの内側に
は、外側（つまり外延部２６）に設けた湾曲防止用突起
２７…と同方向に突出する第１突起２２…又は第２突起
２３…が一列に形成される。これら第１突起２２…又は
第２突起２３…の先端どうしを相互に当接させることに
より、第１凸条２４_F，２４_R及び第２凸条２５_F，２
５_Rは外側及び内側の両方において固定され、その撓み
が確実に防止される。その結果、第１凸条２４ _F，２４
_R及び第２凸条２５_F，２５_Rの先端どうしを確実に密
着させ、ろう付け強度を高めることができる。

【００３０】図５から明らかなように、エアー通路５…
の半径方向内周部分は折り板素材２１の折曲部（谷折り
線Ｌ₂）に相当するために自動的に閉塞されるが、エア
ー通路５…の半径方向外周部分は開放されており、その
開放部がアウターケーシング６にろう付けされて閉塞さ
れる。一方、燃焼ガス通路４…の半径方向外周部分は折
り板素材２１の折曲部（山折り線Ｌ₁）に相当するため
に自動的に閉塞されるが、燃焼ガス通路４…の半径方向
内周部分は開放されており、その開放部がインナーケー
シング７にろう付けされて閉塞される。

【００３１】折り板素材２１をつづら折り状に折り曲げ
たときに隣接する山折り線Ｌ₁どうしが直接接触するこ
とはないが、第１突起２２…が相互に接触することによ
り前記山折り線Ｌ₁相互の間隔が一定に保持される。ま
た隣接する谷折り線Ｌ₂どうしが直接接触することはな
いが、第２突起２３…が相互に接触することにより前記
谷折り線Ｌ₂相互の間隔が一定に保持される。

【００３２】前記折り板素材２１をつづら折り状に折り
曲げて熱交換器２のモジュール２₁を製作するとき、第
１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…は熱交換器２の中
心から放射状に配置される。従って、隣接する第１伝熱
板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…間の距離は、アウターケ
ーシング６に接する半径方向外周部において最大、且つ
インナーケーシング７に接する半径方向内周部において
最小となる。このために、前記第１突起２２…，第２突
起２３…、第１凸条２４_F，２４_R及び第２凸条２
５_F，２５_Rの高さは半径方向内側から外側に向けて漸
増しており、これにより第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱
板Ｓ２…を正確に放射状に配置することができる（図５
及び図６参照）。

【００３３】上述した放射状の折り板構造を採用するこ
とにより、アウターケーシング６及びインナーケーシン
グ７を同心に位置決めし、熱交換器２の軸対称性を精密
に保持することができる。

【００３４】熱交換器２を同一構造の４個のモジュール
２₁…の組み合わせにより構成することにより、製造の
容易化及び構造の簡略化が可能となる。また、折り板素
材２１を放射状且つつづら折り状に折り曲げて第１伝熱
板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…を連続して形成すること
により、１枚ずつ独立した多数の第１伝熱板Ｓ１…と１
枚ずつ独立した多数の第２伝熱板Ｓ２…とを交互にろう
付けする場合に比べて、部品点数及びろう付け個所を大
幅に削減することができるばかりか、完成した製品の寸
法精度を高めることができる。

【００３５】図５から明らかなように、熱交換器２のモ
ジュール２₁…を接合面３…（図２参照）において相互
に接合するとき、山折り線Ｌ₁を越えてＪ字状に折り曲
げた第１伝熱板Ｓ１…の端縁と、山折り線Ｌ₁の手前で
直線状に切断した第２伝熱板Ｓ２…の端縁とが重ね合わ
されてろう付けされる。上記構造を採用することによ
り、隣接するモジュール２₁…を接合するために特別の
接合部材が不要であり、また折り板素材２１の厚さを変
える等の特別の加工が不要であるため、部品点数や加工
コストが削減されるだけでなく、接合部におけるヒート
マスの増加が回避される。しかも、燃焼ガス通路４…で
もなくエアー通路５…でもないデッドスペースが発生し
ないので、流路抵抗の増加が最小限に抑えられて熱交換
効率の低下を来す虞もない。

【００３６】ガスタービンエンジンＥの運転中に、燃焼
ガス通路４…の圧力は比較的に低圧になり、エアー通路
５…の圧力は比較的に高圧になるため、その圧力差によ
って第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…に曲げ荷重
が作用するが、相互に当接してろう付けされた第１突起
２２…及び第２突起２３…により、前記荷重に耐え得る
充分な剛性を得ることができる。

【００３７】また、第１突起２２…及び第２突起２３…
によって第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の表面
積（即ち、燃焼ガス通路４…及びエアー通路５…の表面
積）が増加し、しかも燃焼ガス及びエアーの流れが攪拌
されるために熱交換効率の向上が可能となる。

【００３８】ところで、燃焼ガス通路４…及びエアー通
路５…間の熱伝達量を表す伝熱単位数Ｎ_tuは、Ｎ_tu＝（Ｋ×Ａ）／［Ｃ×（ｄｍ／ｄｔ）］ …（１）により与えられる。

【００３９】上記（１）式において、Ｋは第１伝熱板Ｓ
１…及び第２伝熱板Ｓ２…の熱通過率、Ａは第１伝熱板
Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の面積（伝熱面積）、Ｃは
流体の比熱、ｄｍ／ｄｔは前記伝熱面積を流れる流体の
質量流量である。前記伝熱面積Ａ及び比熱Ｃは定数であ
るが、前記熱通過率Ｋ及び質量流量ｄｍ／ｄｔは隣接す
る第１突起２２…間、或いは隣接する第２突起２３…間
のピッチＰ（図５参照）の関数となる。

【００４０】伝熱単位数Ｎ_tuが第１伝熱板Ｓ１…及び第
２伝熱板Ｓ２…の半径方向に変化すると、第１伝熱板Ｓ
１…及び第２伝熱板Ｓ２…の温度分布が半径方向に不均
一になって熱交換効率が低下するだけでなく、第１伝熱
板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…が半径方向に不均一に熱
膨張して好ましくない熱応力が発生する。そこで、第１
突起２２…及び第２突起２３…の半径方向の配列ピッチ
Ｐを適切に設定し、伝熱単位数Ｎ_tuが第１伝熱板Ｓ１…
及び第２伝熱板Ｓ２…の半径方向各部位で一定になるよ
うにすれば、前記各問題を解消することができる。

【００４１】図１０（Ａ）に示すように前記ピッチＰを
熱交換器２の半径方向に一定にした場合、図１０（Ｂ）
に示すように伝熱単位数Ｎ_tuは半径方向内側部分で大き
く、半径方向外側部分で小さくなるため、図１０（Ｃ）
に示すように第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の
温度分布も半径方向内側部分で高く、半径方向外側部分
で低くなってしまう。一方、図１１（Ａ）に示すように
前記ピッチＰを熱交換器２の半径方向内側部分で大き
く、半径方向外側部分で小さくなるように設定すれば、
図１１（Ｂ），（Ｃ）に示すように伝熱単位数Ｎ_tu及び
温度分布を半径方向に略一定にすることができる。

【００４２】図３〜図５から明らかなように、本実施例
の熱交換器２では、その半径方向内側部分に第１突起２
２…及び第２突起２３…の半径方向の配列ピッチＰが大
きい領域が設けられるとともに、その半径方向外側部分
に第１突起２２…及び第２突起２３…の半径方向の配列
ピッチＰが小さい領域が設けられる。これにより第１伝
熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の全域に亘って伝熱単
位数Ｎ_tuを略一定にし、熱交換効率の向上と熱応力の軽
減とが可能となる。

【００４３】尚、熱交換器の全体形状や第１突起２２…
及び第２突起２３…の形状が異なれば熱通過率Ｋ及び質
量流量ｄｍ／ｄｔも変化するため、適切なピッチＰの配
列も本実施例と異なってくる。従って、本実施例の如く
ピッチＰが半径方向外側に向かって漸減する場合以外
に、半径方向外側に向かって漸増する場合もある。しか
しながら、上記（１）式が成立するようなピッチＰの配
列を設定すれば、熱交換器の全体形状や第１突起２２…
及び第２突起２３…の形状に関わらず、前記作用効果を
得ることができる。

【００４４】図３及び図４から明らかなように、熱交換
器２の前端部及び後端部において、第１伝熱板Ｓ１…及
び第２伝熱板Ｓ２…がそれぞれ長辺及び短辺を有する不
等長の山形にカットされており、前端側及び後端側の長
辺に沿ってそれぞれ燃焼ガス通路入口１１及び燃焼ガス
通路出口１２が形成されるとともに、後端側及び前端側
の短辺に沿ってそれぞれエアー通路入口１５及びエアー
通路出口１６が形成される。

【００４５】このように、熱交換器２の前端部において
山形の二辺に沿ってそれぞれ燃焼ガス通路入口１１及び
エアー通路出口１６を形成するとともに、熱交換器２の
後端部において山形の二辺に沿ってそれぞれ燃焼ガス通
路出口１２及びエアー通路入口１５を形成しているの
で、熱交換器２の前端部及び後端部を山形にカットせず
に前記入口１１，１５及び出口１２，１６を形成した場
合に比べて、それら入口１１，１５及び出口１２，１６
における流路断面積を大きく確保して圧損を最小限に抑
えることができる。しかも、前記山形の二辺に沿って入
口１１，１５及び出口１２，１６を形成したので、燃焼
ガス通路４…及びエアー通路５…に出入りする燃焼ガス
やエアーの流路を滑らかにして圧損を更に減少させるこ
とができるばかりか、入口１１，１５及び出口１２，１
６に連なるダクトを流路を急激に屈曲させることなく軸
方向に沿って配置し、熱交換器２の半径方向寸法を小型
化することができる。

【００４６】ところで、エアー通路入口１５及びエアー
通路出口１６を通過するエアーの体積流量に比べて、そ
のエアーに燃料を混合して燃焼させ、更にタービンで膨
張させて圧力の下がった燃焼ガスの体積流量は大きくな
る。本実施例では前記不等長の山形により、体積流量が
小さいエアーが通過するエアー通路入口１５及びエアー
通路出口１６の長さを短くし、体積流量が大きい燃焼ガ
スが通過する燃焼ガス通路入口１１及び燃焼ガス通路出
口１２の長さを長くし、これにより燃焼ガスの流速を相
対的に低下させて圧損の発生をより効果的に回避するこ
とができる。

【００４７】更にまた、山形に形成した熱交換器２の前
端部及び後端部の先端の端面にエンドプレート８，１０
をろう付けしているので、ろう付け面積を最小限にして
ろう付け不良による燃焼ガスやエアーの漏れの可能性を
減少させることができ、しかも入口１１，１５及び出口
１２，１６の開口面積の減少を抑えながら該入口１１，
１５及び出口１２，１６を簡単且つ確実に仕切ることが
可能となる。

【００４８】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。

【００４９】例えば、実施例ではガスタービンエンジン
Ｅ用の熱交換器２を例示したが、本発明は他の用途の熱
交換器に対しても適用することができる。また本発明は
第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…を放射状に配置
した熱交換器２に限らず、それらを平行に配置した熱交
換器に対しても適用することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載された発
明によれば、山形の端縁は凸条の外側に延びる外延部を
有しており、この外延部に凸条と逆方向に突出するよう
に形成した突起の先端どうしを相互に当接させたので、
凸条の先端どうしをろう付けする際に端縁が凸条の突出
方向と逆方向に湾曲しようとしても、外延部に形成した
突起の先端どうしが相互に当接することにより前記湾曲
の発生が抑制される。これにより、高圧流体通路及び低
圧流体通路の通路入口や通路出口の流路断面積が減少す
ることがなくなり、流路抵抗の増加が防止される。しか
も、凸条の先端どうしを確実に密着させてシール性を高
めることができる。

【００５１】また請求項２に記載された発明によれば、
凸条の内側に沿って該凸条と逆方向に突出するように突
起を形成し、これら突起の先端どうしを相互に当接させ
たので、凸条の撓みを防止して該凸条どうしを確実に当
接させ、ろう付け強度を増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガスタービンエンジンの全体側面図

【図２】図１の２−２線断面図

【図３】図２の３−３線拡大断面図（燃焼ガス通路の断
面図）

【図４】図２の４−４線拡大断面図（エアー通路の断面
図）

【図５】図３の５−５線拡大断面図

【図６】図３の６−６線拡大断面図

【図７】折り板素材の展開図

【図８】熱交換器の要部斜視図

【図９】燃焼ガス及びエアーの流れを示す模式図

【図１０】突起のピッチを均一にした場合の作用を説明
するグラフ

【図１１】突起のピッチを不均一にした場合の作用を説
明するグラフ

【図１２】前記図６の要部に対応する作用説明図

【符号の説明】

４燃焼ガス通路（高温流体通路）５エアー通路（低温流体通路）６半径方向外周壁（第１端板）７半径方向内周壁（第２端板）１１燃焼ガス通路入口（高温流体通路入口）１２燃焼ガス通路出口（高温流体通路出口）１５エアー通路入口（低温流体通路入口）１６エアー通路出口（低温流体通路出口）２１折り板素材２４_L 凸条２４_R 凸条２５_L 凸条２５_R 凸条２６外延部２７湾曲防止用突起（突起）Ｌ₁ 山折り線（折り線）Ｌ₂ 谷折り線（折り線）Ｓ１第１伝熱板Ｓ２第２伝熱板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の第１伝熱板（Ｓ１）及び複数の第
２伝熱板（Ｓ２）を第１折り線（Ｌ₁）及び第２折り線
（Ｌ₂）を介して交互に連設してなる折り板素材（２
１）を該第１、第２折り線（Ｌ₁，Ｌ₂）においてつづ
ら折り状に折り曲げ、隣接する第１折り線（Ｌ₁）間の
隙間を該第１折り線（Ｌ₁）と第１端板（６）との接合
により閉塞するとともに、隣接する第２折り線（Ｌ₂）
間の隙間を該第２折り線（Ｌ₂）と第２端板（７）との
接合により閉塞し、隣接する前記第１伝熱板（Ｓ１）及
び第２伝熱板（Ｓ２）間に高温流体通路（４）及び低温
流体通路（５）を交互に形成した熱交換器であって、第１伝熱板（Ｓ１）及び第２伝熱板（Ｓ２）の流路方向
両端部を２つの端縁を有する山形に切断し、高温流体通
路（４）の流路方向一端部において前記２つの端縁の一
方を前記第１、第２伝熱板（Ｓ１，Ｓ２）に突設した凸
条（２５_F）どうしのろう付けにより閉塞して他方を開
放することにより高温流体通路入口（１１）を形成する
とともに、高温流体通路（４）の流路方向他端部におい
て前記２つの端縁の一方を前記第１、第２伝熱板（Ｓ
１，Ｓ２）に突設した凸条（２５_R）どうしのろう付け
により閉塞して他方を開放することにより高温流体通路
出口（１２）を形成し、更に低温流体通路（５）の流路
方向他端部において前記２つの端縁の他方を前記第１、
第２伝熱板（Ｓ１，Ｓ２）に突設した凸条（２４_R）ど
うしのろう付けにより閉塞して一方を開放することによ
り低温流体通路入口（１５）を形成するとともに、低温
流体通路（５）の流路方向一端部において前記２つの端
縁の他方を前記第１、第２伝熱板（Ｓ１，Ｓ２）に突設
した凸条（２４ _F）どうしのろう付けにより閉塞して一
方を開放することにより低温流体通路出口（１６）を形
成してなる熱交換器において、前記山形の端縁は凸条（２４_F，２４_R，２５_F，２５
_R）の外側に延びる外延部（２６）を有しており、この
外延部（２６）に凸条（２４_F，２４_R，２５ _F，２５
_R）と逆方向に突出するように形成した突起（２７）の
先端どうしを相互に当接させたことを特徴とする熱交換
器。
【請求項２】前記凸条（２４_F，２４_R，２５_F，２
５_R）の内側に沿って該凸条（２４_F，２４_R，２
５_F，２５_R）と逆方向に突出するように突起（２２，
２３）を形成し、これら突起（２２，２３）の先端どう
しを相互に当接させたことを特徴とする、請求項１記載
の熱交換器。