(57)【要約】【課題】流動抵抗を最適化してガスからの熱伝逹を改善する。【解決手段】互いに離隔されたリブにより形成されたチャンネル（１８）内にあるガス流れ（２）のためのガス流入口（４）とガス排出口（５）を有する、高温ガスを冷却するためのリブ熱交換器（１）であって、前記リブ熱交換器は前記チャンネル（１８）がウェーブリブ（１４）によりウェーブ形態に形成され、ウェーブ振幅（１６）及びウェーブ長さ（１５）を有し、この場合、前記ガス流入口（４）からガス排出口（５）まで前記ウェーブ形態のチャンネル（１８）のウェーブ振幅（１６）が増加し／増加するか、前記ガス流入口（４）からガス排出口（５）まで前記ウェーブ形態のチャンネル（１８）のウェーブ長さ（１５）が小さくなることを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離隔されたリブにより形成されたチャンネル（１８）内にあるガス流れ（２）のためのガス流入口（４）とガス排出口（５）を有する、高温ガスを冷却するためのリブ熱交換機（１）、特に内燃機関用排気ガス熱交換器として、
前記チャンネル（１８）がウェーブリブ（１４）によりウェーブ形態に形成されて、ウェーブ振幅（１６）及びウェーブ長さ（１５）を有し、前記ガス流入口（４）から前記ガス排出口（５）まで前記ウェーブ形態の前記チャンネル（１８）の前記ウェーブ振幅（１６）が増加し及び／又は増加するか、前記ガス流入口（４）から前記ガス排出口（５）まで前記ウェーブ形態の前記チャンネル（１８）の前記ウェーブ長さ（１５）が小さくなることを特徴とする、リブ熱交換器。
【請求項２】
前記ガス流入口（４）から前記ガス排出口（５）まで前記ウェーブ形態の前記チャンネル（１８）の前記ウェーブ振幅（１６）が徐々に増加することを特徴とする、請求項１に記載のリブ熱交換器。
【請求項３】
前記ガス流入口（４）から前記ガス排出口（５）まで前記ウェーブ形態の前記チャンネル（１８）の前記ウェーブ振幅（１６）が不連続的に増加することを特徴とする、請求項１に記載のリブ熱交換器。
【請求項４】
前記ガス流入口（４）から前記ガス排出口（５）まで前記ウェーブ形態の前記チャンネル（１８）の前記ウェーブ振幅（１６）が０．０ｍｍ乃至２．５ｍｍの範囲で増加することを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のリブ熱交換器。
【請求項５】
前記ガス流入口（４）から前記ガス排出口（５）まで前記ウェーブ形態の前記チャンネル（１８）の前記ウェーブ長さ（１５）が徐々に小さくなることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のリブ熱交換器。
【請求項６】
前記ガス流入口（４）から前記ガス排出口（５）まで前記ウェーブ形態の前記チャンネル（１８）の前記ウェーブ長さ（１５）が不連続的に小さくなることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のリブ熱交換器。
【請求項７】
前記ガス流入口（４）から前記ガス排出口（５）まで前記ウェーブ形態の前記チャンネル（１８）の前記ウェーブ長さ（１５）が２０ｍｍから５ｍｍに小さくなることを特徴とする、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のリブ熱交換器。
【請求項８】
前記ガス流入口（４）から前記ガス排出口（５）まで前記ウェーブ形態の前記チャンネル（１８）のチャンネル幅（１３）が徐々に小さくなることを特徴とする、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のリブ熱交換器。
【請求項９】
前記ガス流入口（４）から前記ガス排出口（５）まで前記ウェーブ形態の前記チャンネル（１８）のチャンネル幅（１３）が５．０ｍｍから１．５ｍｍまで小さくなることを特徴とする、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のリブ熱交換器。
【請求項１０】
前記リブ熱交換器（１）が、前記ガス流入口（４）と前記ガス排出口（５）を有するＩ字形貫流熱交換器として熱交換器の向かい合う側面に形成されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のリブ熱交換器。
【請求項１１】
前記リブ熱交換器（１）が、前記ガス流入口（４）と前記ガス排出口（５）を有するＵ字形貫流熱交換器として熱交換器の一側面に形成されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のリブ熱交換器。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項８の何れか１項による前記リブ熱交換器（１）を製造するための方法として、
同じチャンネル幅（１３）を有するウェーブリブ板（１０）が形成され、続いて前記チャンネル幅（１３）が拡張され、収縮領域（２０）では収縮されるように前記ウェーブリブ板（１０）の幅にかけて、拡張領域（１９）では前記ウェーブリブ板（１０）がチャンネル方向に対して横方向に拡張され、収縮領域（２０）ではウェーブリブ板（１０）が前記チャンネル方向に対して横方向に減少することを特徴とする、リブ熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高温ガスを冷却するためのリブ熱交換器に関するものである。上記のような熱交換器はリブを有するガス−冷却剤−冷却器とも言われ、この場合、上記ガスは、例えば、自動車冷却回路の水−グリコール−混合物と同じ液体冷却剤により冷却される。
【０００２】
上記のような熱交換器の好ましい応用分野は内燃機関、特に自動車の排気ガス冷却分野である。
【背景技術】
【０００３】
原則的に高温ガス冷却器の機能を有する類似の熱交換器はガス流動経路と液体流動経路からなっており、これらガス流動経路と液体流動経路は発熱壁により互いに分離されている。上記ガス流動経路では、ガス状態の高温媒体が流れ、熱が相対的に温度がより低い液体媒体、すなわち冷却剤に放出される。
【０００４】
ガス経路は管またはチャンネルにより具現され、この場合、上記チャンネルはリブ、プレートまたは他の要素で形成できる。
壁を通したガス状態または液体状態の媒体の熱伝逹は次のように単純化できる。
Ｑ＝（Ｔガス−Ｔ冷却材）ｘ（ｋｘＡ）
この場合、
１／（ｋｘＡ）＝（１／αガスｘＡガス）＋（Ｓ壁ｘＡ壁／λ壁）＋（１／α液体ｘＡ液体）
ここで
Ａ＝表面積、
Ｓ＝厚さ、
λ＝熱伝導率
α＝熱伝逹率
である。
【０００５】
ガスの熱伝逹率が壁の熱伝導率及び冷却剤の熱伝逹率よりはるかに小さいため、チャンネル壁へのガスの熱伝逹は、このような熱伝導チェーンで最も大きい抵抗を表す。
【０００６】
効率的な熱交換器（材料及び費用の面に関しても）はガスと液体側、いずれにおいて同じ熱伝逹を具現できる。このような点をほぼ達成するために、例えば、ガス運搬側では熱伝逹表面積がリブにより拡大され、その結果、リブによるガス側表面積が熱交換器の液体側熱伝逹表面積よりはるかに大きい。
【０００７】
ガス側熱伝逹を向上させるもう一つの効果は流動方式である。乱流性流動は層流性流動より熱伝逹にさらに適している。ガスで乱流が大きいほど、ガスの熱伝逹率が大きい。また、乱流は基本的にガス流れの流動速度及びガス流れの局部的な、エッジ近くの流れにより変わる。流動及びそれと共に乱流は、例えば、チャンネルを形成するリブのチャンネル形状により影響を受ける。しかし、流動速度が増加するにつれ、熱交換器貫流時にガス側の圧力損失も増加する。
【０００８】
リブ熱交換器は従来技術では、ＥＧＲ冷却器とも言われる排気ガス熱交換器として、排気ガスの冷却または再冷却に用いられる。この場合、排気ガスは最大９５０℃の温度を有し、排気ガス熱交換器で、例えば、９５℃の冷却水温度まで、または相応するようには冷却水によりさらに低い温度に冷却される。
【０００９】
特開２０１０−１１２２０１号は、オフセットフィンまたはウェイビーフィンを有するＵターン型ＥＧＲクーラとして設計されたリブ熱交換器を開示している。上記ウェイビーフィンは金属薄板でなったウェイビーフィンとして設計され、そしてガス流動の乱流を提供してガス流れから熱を吸収して、このような熱を熱伝導を通じて底及び上部表面に放出する大きい表面積を有する流動要素を有し、この場合、熱は上記のような底及び上部表面を通じて冷却剤に伝達される。また、特開２０１０−１１２２０１号には逆流時にチャンネルのチャンネル幅の減少について開示している。
【００１０】
ドイツ連邦共和国特許１０  ２００５  ００７  ６９２  Ａ１号によれば、冷却システム用ウェーブリブが公知となっており、この場合、冷却システム用ウェーブリブは曲線セクションと線形セクションを有するウェーブ形態のストリップに形成されている。上記曲線セクションは狭い半径で曲がっており、線形セクションは互いにＶ字形に整列されている。ウェーブリブの貫流を案内するために、線形セクションの少なくとも一側面にはギル（ｇｉｌｌ）が形成され、上記ギルの側面は線形セクションと関して線形セクションの延長部に沿って隣接する線形セクションのギルの側面が互いに平行するように整列されるように傾いている。したがって、ウェーブリブは閉鎖されたチャンネルを形成せず、ギルによりウェーブ形態のガス流れを発生させる。この場合には、ガス流れが流動方向に対して横方向に規定されず熱伝逹挙動が最適に設計できないという短所がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−１１２２０１号公報
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許１０  ２００５  ００７  ６９２  Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、流動抵抗を最適化しながら冷却器の長さにかけてガスからの熱伝逹を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題は独立項の特徴を有する対象により解決される。改善例は従属項に提示されている。
【００１４】
本発明の課題は特に、内燃機関用排気ガス熱交換器として使用できる高温ガスを冷却するためのリブ熱交換器によって解決される。前記リブ熱交換器はガス流入口とガス排出口を有する。ガスは互いに離隔されたウェーブリブにより形成されたウェーブ形態のチャンネル内を流れる。前記チャンネルのウェーブ形態はウェーブ振幅とウェーブ長さを有する。前記リブ熱交換器は特に、ガス流入口からガス排出口までウェーブ形態のチャンネルのウェーブ振幅が増加することを特徴とする。本発明の用語の意味での増加は、ウェーブの振幅が大きくなることを意味する。代案的にまたは漸増的に、本発明の課題はまた、ガス流入口からガス排出口までウェーブの長さが小さくなるか短くなることによって解決される。
【００１５】
また、本発明の課題は特に、ガス流入口からガス排出口の方に順次ウェーブ形態のチャンネルのウェーブ振幅が一定に増加するリブ熱交換器によって解決される。ウェーブ振幅の一定した増加は本発明によれば、ウェーブ形態のチャンネルの後続振幅が以前の振幅より大きいということを意味する。
【００１６】
好ましくはガス流入口からガス排出口までウェーブ形態のチャンネルのウェーブ振幅が０．０ｍｍから始まり、すなわちウェーブ無しで、２．５ｍｍの値まで形成される。特に好ましく振幅の範囲は０．８ｍｍ乃至２．０ｍｍに至り、この場合、ガス温度と体積流れの相違する境界条件は相応するように相違した最適（ｏｐｔｉｍｕｍ）を引き起こす。
一定の増加に対する代案として、本発明は好ましくはガス流入口からガス排出口までウェーブ形態のチャンネルのウェーブ振幅が不連続的に増加することによって改善される。ウェーブ振幅の不連続的増加は、複数の隣接したウェーブ振幅が同じ大きさを有し、同じ振幅を有するウェーブグループを形成することを意味し、この場合には、後続してさらに大きい振幅を有する次のウェーブグループが連結する。振幅の階段状のプロファイルはガスの流動経路に沿って形成される。
【００１７】
振幅の一定で不連続的なプロファイルは同様に、好ましくはガス流入口からガス排出口までウェーブ形態のチャンネルのウェーブ長さが同様に一定でまたは不連続的に小さくなり、これは１つのウェーブから隣接した次のウェーブまでウェーブ長さがそれぞれの以前のウェーブと関連して連続的に小さくなることを意味する。
【００１８】
ウェーブ長さの一定の減少と関連した本発明の好ましい代案的な実施例では、ガス流入口からガス排出口までウェーブ形態のチャンネルのウェーブ長さが不連続的に小さくなり、ウェーブ振幅変更の不連続性と同様に、それは複数の隣接したウェーブが同じ長さを有し、１つのグループを形成し、そして後続する隣接したグループが均一した、そして先行するグループに比べてより小さなウェーブ長さを有することを意味する。
【００１９】
好ましくはガス流入口からガス排出口までウェーブ形態のチャンネルのウェーブ長さは２０ｍｍから５ｍｍまで小さくなる。
【００２０】
本発明の好ましい追加実施例では、ガス流入口からガス排出口までウェーブ形態のチャンネルのチャンネル幅が一定に小さくなる。
【００２１】
好ましくはガス流入口からガス排出口までウェーブ形態のチャンネルのチャンネル幅は５．０ｍｍから１．５ｍｍまでの範囲で一定に小さくなる。
【００２２】
特に好ましくは、ウェーブリブの使用下でウェーブ熱交換器とも言われるリブ熱交換器はガス流入口とガス排出口を有するＩ字形の貫流熱交換器として熱交換器の向かい合う側面に形成される。ガスの流動経路は流入口と排出口と関連して偏向せず、仮想の長さ方向軸または横方向軸に沿って熱交換器を貫流する。
【００２３】
前述した実施例に対する代案として、リブ熱交換器はガス流入口とガス排出器を有するＵ字形貫流熱交換器として熱交換器の一側面に形成される。この場合、ガス流れは流入口と排出口が同じ側面に配置された場合、１８０°偏向され、ガス流入口とガス排出口は互いに隣接しているのが好ましい。したがって、ガス流入口からガス排出口まで前進流動、偏向及び復帰流動が行われる。
【００２４】
本発明の課題は前述した実施例の中、一つの実施例によるリブ熱交換器を製造するための方法によって解決され、この場合、同じチャンネル幅を有するウェーブリブ板が形成され、続いて上記チャンネル幅が拡張領域では拡張され収縮領域では収縮されるように、上記ウェーブリブ板の幅にかけて、上記拡張領域ではウェーブリブ板がチャンネル方向に対して横方向に拡張され、収縮領域ではウェーブリブ板がチャンネル方向に横方向に減少される。この場合には、チャンネル幅の拡張及び収縮が一定に行われるのが強調されるべきである。
【００２５】
最終的に本発明の長所は前述した方法によって記述され形成されたウェーブリブ板をＵ字形貫流リブ熱交換器に使用することによって実現する。
【００２６】
本発明のコンセプトは次のような考慮事項に基いている。
１．
冷却器のガス流入口側では、ガスと冷却剤との間の温度差が非常に大きく、ガスの熱伝逹率が非常に大きいため、ガスからの非常に大きい入熱（ｈｅａｔ  ｉｎｐｕｔ）が発生する。高いガス温度によって、ガスはまた低い密度を有し、このような密度は大きい体積及びそれにより高い流動速度を引き起こす。
【００２７】
高温に関して上記のような大きい入熱は熱を冷却水に放出して冷却水内に分布させる問題を引き起こす。冷却水の過熱及び乾燥の恐れが存在する。
【００２８】
また、熱交換器の材料が相当の熱応力を受けるようになる。高い流動速度によって、このような領域ではガス側圧力損失が高い。
【００２９】
２．
冷却器のガス排出口側では、その間、ガスが冷却され、ガスから冷却剤にただ小さな入熱だけが発生するが、その理由はガスと冷却剤との間の温度差が非常に小さく、ガスの熱伝達率が非常に小さいためである。低いガス温度によってガスは高い密度を有し、このような密度は小さな体積及びそれによる低い流動速度につながる。このようなことは貫流方向に熱伝逹が段々小さくなり、したがって冷却器の「後方」領域がガス排出前は非常に非効率的に用いられるという問題点を引き起こす。
【００３０】
本発明のコンセプトによれば、ガス側入熱は２つの方法で調節される。
リブ数によって調整されるガス側表面積の調整、及びガス流れの流動速度を変更するか、または壁近くで局部的な流動速度を変更することによる乱流の増加である。上記のような壁近くの局部的な流動速度／乱流はウェーブ振幅とウェーブ長さのリブ媒介変数により変更できる。ガス流れの流動速度はガスチャンネル断面積、高さ、幅またはガスチャンネルの数を通じても調整できる。このようなことは好ましくはＵ字形貫流またはＳ字形貫流冷却器で用いられる。Ｉ字形貫流冷却器に関しても原理は同様に適用できる。
【００３１】
ウェーブ振幅とウェーブ長さだけではなく、リブの長さに対する変更はリブ用構成要素内に提供され固定できる。Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｆｉｎ−ｔｏ  Ｆｉｎとも言われるリブ数に対する可変性は上記構成要素で決まる。
【００３２】
リブを通じた前進及び復帰流動のガス経路の分離と共に、Ｕ字形貫流熱交換器の可変的なチャンネル幅の適用例の場合、ウェーブリブ板の製造は、全体ウェーブリブ板が平均リブ間隔で製造され、続いて一領域は拡張され、他領域は収縮される方式で行われる。
【００３３】
前進経路の場合、例えば、約２ｍｍのリブ間隔が考慮され、復帰経路の場合、例えば、約１．５ｍｍのリブ間隔が考慮され、したがって構成要素内では約１．７５ｍｍの平均値を有するリブが形成される。一側面では引っ張り、他側面では加圧することによって、２つのリブ間隔を有するウェーブリブ板が形成できる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明による熱交換器の重要な長所は、ガスからの入熱が冷却器の長さにかけて流動方向で均一化するということである。この場合、上記のような措置によって、個別的にそして組合せ方式で追加して、ガス流入口領域では熱通過が減少し、ガス排出口領域では増加する。
【００３５】
非可変的なリブ構造を有する冷却器に関して、熱伝逹及びガス側の圧力損失を改善することが可能である。したがって、重要な長所は同じ特性値で冷却器をより小さく形成できる。熱応力及び冷却水過熱と関連した臨界的な範囲が大きく緩和できる。
【００３６】
環境に関連した直接的な長所はより小さな寸法で設計される部品として、このような部品は鋼材及び合金要素のような原材料を削減する。環境に関連した間接的な長所は向上した冷却性能と内燃機関作動に対する肯定的な効果によって燃料が削減でき、排出ガスが減少できる。
小型部品は生産に必要な材料が少ないため、原材料コストが削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
本発明の実施例の追加的な細部事項、特徴及び長所は添付した図面を参照して行われる実施例の下記説明に示される。
【図１】排気ガス熱交換器を示す図である。
【図２】リブハウジングを示す図である。
【図３】ウェーブリブ板を示す図である。
【図４】平面図で見たウェーブリブ板を示す図である。
【図５】ウェーブリブ、チャンネルを示す図である。
【図６】横断面で見たウェーブリブ板を示す図である。
【図７】ウェーブ長さが変調された、Ｉ字形貫流リブ熱交換器を示す図である。
【図８】振幅が変調された、I字形貫流リブ熱交換器を示す図である。
【図９】振幅が変調された、Ｕ字形貫流熱交換器を示す図である。
【図１０】ウェーブ長さが変調された、Ｕ字形貫流熱交換器を示す図である。
【図１１】チャンネル幅の偏差を有するＵ字形貫流熱交換器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１にリブ熱交換器（１）の基本形態を図示する。図示したリブ熱交換器（１）は、例えば、ＥＧＲ冷却器とも言われる排気ガス熱交換器として用いられる。それと同時に図示した熱交換器はガス−冷却剤−冷却器であり、このような冷却器では最大９５０℃以上の高温ガスが、例えば、９５℃以下の冷却剤温度に冷却される。それに相応するように実際温度レベルは応用分野によって異なり、内燃機関の排気ガス熱交換器に用いられる場合、前述した温度レベルに相応する。リブ熱交換器（１）はガス流れ（２）を冷却し、このようなガス流れは図面でガス流入口（４）の下段からリブ熱交換器（１）内に流入し、偏向領域（１７）で１８０°偏向された後、またガス排出口（５）に流れ、ガス排出口（５）でガス流れ（２）は最初約９５０℃から９５℃に冷却された状態でガス排出口を離れる。ガス流れ（２）は複数のウェーブリブパケット（８）を貫流して、これらウェーブリブパケット（８）内にはガス流れ（２）のための流動経路が形成されている。ウェーブリブパケット（８）はウェーブ形態のリブを有し、これらリブはガス流れ（２）の熱を吸収して冷却剤（３）に放出する。冷却剤（３）はリブ熱交換機（１）を通じて冷却剤流入口（６）から冷却剤排出口（７）の方に流れる。
【００３９】
図２には類似の種類の熱交換器の典型的なリブハウジング（１２）を図示しており、リブハウジング（１２）の分解図で図示した、リブハウジング（１２）の上部面（９）、リブハウジング（１２）の下部面（１１）、そしてその間に置かれたウェーブリブ板（１０）を図示している。複数のリブハウジング（１２）は図１によるウェーブリブパケット（８）を形成する。ウェーブリブパケット（８）の間では冷却剤が流れ、このような冷却剤は液体側のリブハウジング（１２）から熱を吸収する。ガス側で、表面積はウェーブリブ板（１０）により増大される。
【００４０】
図３にはウェーブリブ板（１０）がガスの流れ方向を示す斜視図により図示している。ウェーブリブ板（１０）は正面で切断され、ウェーブリブ板（１０）の曲流形態の断面積は横断面から見る時、リブ間隔を有するウェーブリブ（１４）を表し、ウェーブリブ（１４）はチャンネル底で交互に互いに連結されている。
【００４１】
したがって、互いに離隔されたウェーブリブ（１４）はチャンネル（１８）を形成し、チャンネル（１８）は一側でチャンネル底にあるウェーブリブ板（１０）自体により、そして他側では図２に図示する支持されているリブハウジング（１２）の上部面（９）またはリブハウジング（１２）の下部面（１１）により制限されている。チャンネル（１８）の長さ方向に、このようなチャンネルは制限されるウェーブリブ（１４）のウェーブ形態を摸倣する。ガスはチャンネル（１８）内で流れてウェーブリブ（１４）のウェーブ形態にしたがう。
【００４２】
図４には図３によるウェーブリブ板（１０）が平面図として図示している。ウェーブリブ（１４）はチャンネル（１８）を制限し、ここで従来技術による一実施例でウェーブリブ（１４）はバランスが取れたサイン波形態のウェーブとして図示している。
【００４３】
図５にはウェーブリブ（１４）、そしてウェーブ形態のチャンネル（１８）を図示している。ウェーブリブ（１４）のウェーブ形態は２つのウェーブトラフ間の間隔として図示したウェーブ長さ（１５）、そしてウェーブピークとウェーブ底の間の間隔として図示したウェーブ振幅（１６）を特徴とする。
【００４４】
図６で上部にはウェーブリブ板（１０）により形成されるチャンネル（１８）と共に横断面を図示している。図面の下部にはウェーブリブ板（１０）が２つの領域に機械加工された状態を図示している。拡張領域（１９）は矢印方向に拡張されたウェーブリブ板（１０）を図示し、収縮領域（２０）は収縮されたウェーブリブ板（１０）を図示する。図示した実施例によれば、相違する領域、すなわちチャンネル（１８）の幅が相違する拡張領域（１９）と収縮領域（２０）を有するウェーブリブ板（１０）を図示する。
【００４５】
図７には本発明によるウェーブリブ（１４）とウェーブ形態のチャンネル（１８）を有するI字形貫流リブ熱交換器を図示しており、上記Ｉ字形貫流熱交換器はガス流れ（２）により左側から右側に、すなわちガス流入口（４）からガス排出口（５）に貫流される。ウェーブリブ（１４）、そしてこれと共にチャンネル（１８）もウェーブ形態の形状を有し、この場合、ウェーブ自体が変調されている。図７の下部にはウェーブリブ（１４）を図示しており、ウェーブリブ（１４）のウェーブ長さ（１５）は徐々に小さくなる。図示した実施例において、ガス流入口（４）からガス流出口（５）までウェーブのウェーブ長さ（１５）は徐々に短くなる。図示した例において、ウェーブ長さ（１５）の徐々の短縮により、流動長さにかけて変わるガス温度が流体特性に適している。
【００４６】
図８にはウェーブリブ（１４）とこれにより形成されたチャンネル（１８）を有するガス流れ（２）のためのＩ字形貫流リブ熱交換器を図示しており、この場合、図８の下部領域に図示しているように、ウェーブリブ（１４）はガス流入口（４）からガス排出口（５）の方に順次増加するウェーブ振幅（１６）を有する。
【００４７】
一方、本発明の理論では、リブ熱交換器（１）の貫流を通じた高温ガスの変動される特性が、貫流される長さを通じて熱伝逹と特に上記熱伝逹の品質を最適に設計するためにチャンネル構造の変更も引き起こすという事実が分かる。従来技術によれば、ガス流入口からガス排出口まで一定のウェーブを有するリブ熱交換器では明らかな熱伝逹低下が発生する。
【００４８】
図９にはＵ字形貫流構造のリブ熱交換器（１）を概略的に図示している。ガス流れ（２）はガス流入口（４）からリブ熱交換器（１）内に流入し、チャンネルに沿って偏向領域（１７）まで案内された後、そこで偏向されてガス排出口（５）からリブ熱交換器（１）の外に案内される。この場合、ウェーブリブ（１４）はガス流入口（４）から始まりガス排出口（５）の方に増加するウェーブ振幅（１６）を有する。振幅増加に対する概略図は、前進経路の場合、リブ熱交換器の上部で、そして復帰経路の場合、リブ熱交換器の下部で分離して図示している。復帰経路の場合、ウェーブリブ（１４）の振幅は流れに沿って０．０ｍｍから始まり、ガス排出口（５）で２．５ｍｍの値まで増加する。境界条件によって、好ましくは０．８ｍｍと２．０ｍｍの間の振幅が用いられる。
【００４９】
図１０にはウェーブリブ（１４）のウェーブ長さ（１５）が変更されるＵ字形貫流リブ熱交換器を図示しており、この場合、ウェーブ長さ（１５）は徐々に減少する。ウェーブ長さ（１５）はガス流入口（４）での２０ｍｍからガス排出口（５）での５ｍｍに減少する。
【００５０】
リブ熱交換器（１）の特に好ましい一実施例はガス流入口（４）からガス排出口（５）まで増加するウェーブ振幅（１６）と減少するウェーブ長さ（１５）の組合せからなる。
【００５１】
図１１には図９及び図１０による構造に設計されたリブ熱交換器（１）を図示しているが、この場合は、チャンネル幅（１３）に関してウェーブリブ板（１０）が変調されている。チャンネル幅（１３）はガス流入口（４）からガス排出口（５）までガス流れ（２）の経路上で徐々に変更し、同時に徐々に小さくなる。概略的にリブ間隔により表示されるチャンネル幅（１３）は５．０ｍｍから１．５ｍｍに減少するが、これは図面には図示していない。チャンネル幅（１３）はリブ厚さを除して、平均リブ間隔から正確に算出される。
【００５２】
特に、ウェーブ振幅（１６）の増加、ウェーブ長さ（１５）の減少及びガス流入口（４）からガス排出口（５）までチャンネル幅（１３）の減少の措置の組合せが好ましい。
【符号の説明】
【００５３】
１  リブ熱交換器
２  ガス流れ
３  冷却剤
４  ガス流入口
５  ガス排出口
６  冷却剤流入口
７  冷却剤排出口
８  ウェーブリブパケット
９  リブハウジングの上部面
１０  ウェーブリブ板
１１  リブハウジングの下部面
１２  リブハウジング
１３  チャンネル幅
１４  ウェーブリブ
１５  ウェーブ長さ
１６  ウェーブ振幅
１７  偏向領域
１８  チャンネル
１９  拡張領域
２０  収縮領域
【図１】
2020060365.tif 000003
【図２】
2020060365.tif 000004
【図３】
2020060365.tif 000005
【図４】
2020060365.tif 000006
【図５】
2020060365.tif 000007
【図６】
2020060365.tif 000008
【図７】
2020060365.tif 000009
【図８】
2020060365.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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