(57)【要約】【課題】渦や振動を発生させる虞れのない簡単の構造によりヘッダー部における複数の流体流路間の流れの配分を均一化することができるヘッダー部構造を備えた熱交換器を提供する。【解決手段】並列に配置された複数の流体流路とそれらの共通の流体入口または流体出口となるヘッダー部とを備えた熱交換器において、複数の流体流路の各々のヘッダー部内への開口端が開口方向にヘッダー部の内壁より隔たる距離は、当該開口端がヘッダー部の流体入口または流体出口より隔たるにつれて小さくされる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に配置された複数の流体流路とそれらの共通の流体入口または流体出口となるヘッダー部とを備えた熱交換器にして、前記複数の流体流路の各々の前記ヘッダー部内への開口端が開口方向に前記ヘッダー部の内壁より隔たる距離は、当該開口端が前記ヘッダー部の流体入口または流体出口より隔たるにつれて小さくされていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記の並列に配置された複数の流体流路の各々の前記ヘッダー部内への開口端が開口方向に前記ヘッダー部の内壁より隔たる距離を、当該開口端が前記ヘッダー部の流体入口または流体出口より隔たるにつれて小さくすることは、前記の並列に配置された複数の流体流路が密に並んで配置されるときには、その並び方向に沿った前記複数の流体流路の中心を通る断面で見て、該並び方向の一端部に前記ヘッダー部の流体入口または流体出口が位置し、前記複数の流体流路の前記開口端を連ねた輪郭線が、前記開口端に対向する前記ヘッダー部の内壁の直線状の輪郭線に対し傾斜し、両輪郭線の間の距たりは前記並び方向の前記一端部より他端部へ向けて縮小するようになっていることによって達成されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記流体流路の前記開口端を連ねた輪郭線は直線、折れ線、円弧状曲線、または階段状の線とされることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に係り、特に熱交換器の並列に配置された複数の流体流路の共通の流体入口または流体出口となるヘッダー部における複数の流体流路間の流れの配分の均一化を図る構造に係る。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器の並列に配置された複数の流体流路の共通の流体入口または流体出口となるヘッダー部における複数の流体流路間の流れの配分の均一化を図るべく、ヘッダー部内にバッフルプレートを設けることが下記の特許文献１において提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２-３１０５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の如きバッフルプレートによってもヘッダー部における複数の流体流路間の流れの配分の均一化を図ることはできると思われるが、ヘッダー部内にバッフルプレートを設けたのでは、バッフルプレートによりヘッダー部内に渦流が発生し、ヘッダー部における流れ抵抗が増大しまた振動が発生する虞れがあると危惧される。
【０００５】
本発明は、渦や振動を発生させる虞れのない簡単の構造によりヘッダー部における複数の流体流路間の流れの配分を均一化することができるヘッダー部構造を備えた熱交換器を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決すべく、本発明は、並列に配置された複数の流体流路とそれらの共通の流体入口または流体出口となるヘッダー部とを備えた熱交換器にして、前記複数の流体流路の各々の前記ヘッダー部内への開口端が開口方向に前記ヘッダー部の内壁より隔たる距離は、当該開口端が前記ヘッダー部の流体入口または流体出口より隔たるにつれて小さくされていることを特徴とする熱交換器を提案するものである。
【０００７】
上記の如く、並列に配置された複数の流体流路の各々のヘッダー部内への開口端が開口方向に前記ヘッダー部の内壁より隔たる距離を、当該開口端が前記ヘッダー部の流体入口または流体出口より隔たるにつれて小さくすることは、前記の並列に配置された複数の流体流路が密に並んで配置されるときには、その並び方向に沿った前記複数の流体流路の中心を通る断面で見て、該並び方向の一端部に前記ヘッダー部の流体入口または流体出口が位置し、前記複数の流体流路の前記開口端を連ねた輪郭線が、前記開口端に対向する前記ヘッダー部の内壁の直線状の輪郭線に対し傾斜し、両輪郭線の間の距たりが前記並び方向の前記一端部より他端部へ向けて縮小するようになっていることによって達成されるようになっていてよい。より詳細には、前記流体流路の前記開口端を連ねた輪郭線は直線、折れ線、円弧状曲線、または階段状の線とされてよい。
【発明の効果】
【０００８】
上記の如く、並列に配置された複数の流体流路とそれらの共通の流体入口または流体出口となるヘッダー部とを備えた熱交換器において、前記複数の流体流路の各々の前記ヘッダー部内への開口端が開口方向に前記ヘッダー部の内壁より隔たる距離が、当該開口端が前記流体入口または流体出口より隔たるにつれて小さくされていれば、ヘッダー部に沿う方向の各位置におけるヘッダー部に沿う方向の流路断面の大きさを、複数の流体流路の流量が互に均一であるときのヘッダー部に沿う方向の各位置における流れの流量に整合するように規制することによって、複数の流体流路の流れの流量を互に均一化することができる。
【０００９】
上記の如く並列に配置された複数の流体流路の各々の前記ヘッダー部内への開口端が開口方向に前記ヘッダー部の内壁より隔たる距離を、当該開口端が前記ヘッダー部の流体入口または流体出口より隔たるにつれて小さくすることが、前記の並列に配置された複数の流体流路が密に並んで配置されるとき、その並び方向に沿った前記複数の流体流路の中心を通る断面で見て、該並び方向の一端部に前記ヘッダー部の流体入口または流体出口が位置し、前記複数の流体流路の前記開口端を連ねた輪郭線が、前記開口端に対向する前記ヘッダー部の内壁の直線状の輪郭線に対し傾斜し、両輪郭線の間の距たりが前記並び方向の前記一端部より他端部へ向けて縮小するようになっていることによって達成されるようになっていれば、複数の流体流路の流れの流量を互に均一化することを、並列に密に並んで配置された複数の流体流路の中心を通る断面で見たときの前記開口端を連ねる輪郭線が、直線、折れ線、円弧状曲線、または階段状の線より適宜に選ばれ、その輪郭の寸法が適宜に設計されることにより達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の対象となる熱交換器の複数の流体流路の部分の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す流体流路の端面の一部を拡大して示す部分図である。
【図３】本発明による熱交換器を図１に示す如き流体流路を用いた一つの実施例について示す縦断面図であり、図中に見えている流体流路は図１に示す流体流路部を図２の断面Ａ−Ａにて矢印方向に見たものに相当する。
【図４】図３に示す熱交換器における流体流路への流体入口側のヘッダー部の構造に代るその他の実施例を示す部分断面図である。
【図５】図３に示す熱交換器における流体流路からの流体出口側のヘッダー部の構造に代るその他の実施例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示す流体流路１０は、厚肉円筒体の肉部に円筒体の長手方向に沿って複数の流体流路が格子状に形成された形状のものである。かかる流体流路１０を組み込んだ図３に示す熱交換器は、複数の流体流路のうちの周方向に隣り合って放射方向に整列した流体流路群であって図２にて符号１２、１２、、、を付されている流体流路群と符号１４，１４、、、を付されている流体流路群とをそれぞれ互に熱交換される２つの流体のための流路とするものであり、図示の例では、流体流路群１２、１２、、、にエンジン排気ガスのような加熱流体が流され、流体流路群１４，１４、、、にエンジン給気のような被加熱流体が流されるようになっている。図３においては、流体流路群１２、１２、、、の流体流路は流体流路群１４，１４、、、の流体流路の陰に隠れているので、その左右の両端部について破線にて示されているが、図示の通り、流体流路群１２、１２、、、の流体流路の図３における左端は環状のヘッダープレート１６を貫通してこれに固定されており、右端は環状のヘッダープレート１８を貫通してこれに固定されている。ヘッダープレート１６には加熱流体を流体流路群１２、１２、、、へ導き入れる全体としては環状の導管構造体２０が接続されており、ヘッダープレート１８には流体流路群１２、１２、、、より加熱流体を導き出す全体としては環状の導管構造体２２が接続されている。尚、本発明の要旨を記載した上の文節「０００６」における「並列に配置された複数の流体流路」とは、図２で見て放射方向に並んだ一連の流体流路群１４，１４、、、を指している。
【００１２】
図３に示す通り、流体流路群１４，１４、、、の流体流路には、それらの右端より、全体としては環状の導管構造体２４により被加熱流体が導入され、流体流路群１４，１４、、、を通って流れ、その間に隣り合った流体流路群１２、１２、、、を通って流れる加熱流体により加熱された被加熱流体は、流体流路群１４，１４、、、の左端より筒状の流体流路１０の中心孔に相当する流路２６を経て導出されるようになっているが、ここで、各流体流路群１４に属する並列に密に並んで配置された複数の流体流路の中心を通る断面で見たとき、流体流路群１４，１４、、、の流体流路の各々の右端がヘッダープレート１８によって形成されるヘッダー部２８内へ開口する開口端３０は、それらが開口方向にヘッダー部２８の内壁３２より隔たる距離が、当該開口端３０がヘッダー部２８の流体入口３４より隔たるにつれて小さくなるように位置決めされている。同様に、同じ断面で見て、流体流路群１４，１４、、、の流体流路の各々の左端がヘッダープレート１６によって形成されるヘッダー部３６内へ開口する開口端３８は、それらが開口方向にヘッダー部３６の内壁４０より隔たる距離が、当該開口端３８がヘッダー部３４の流体出口４２より隔たるにつれて小さくなるように位置決めされている。尚、流体入口３４は、全体としては、環状の流体入口である。
【００１３】
図３に示す実施例では、流体流路群１４，１４、、、の流体流路の右端がヘッダープレート１８によって形成されるヘッダー部２８内へ開口する開口端３０が、それらが開口方向にヘッダー部の内壁３２より隔たる距離が、当該開口端３０がヘッダー部２８の流体入口３４より隔たるにつれて小さくなるように位置決めされることは、各流体流路群１４の複数の流体流路が密に並んで配置されるとき、その並び方向に沿った複数の流体流路の中心を通る断面（即ち図３）で見て、該並び方向の一端部にヘッダー部２８の流体入口３４が位置し、複数の流体流路の開口端３０を連ねた輪郭線が、開口端３０に対向するヘッダー部２８の内壁３２の直線状の輪郭線に対し傾斜し、両輪郭線の間の距たりが前記並び方向の一端部より他端部へ向けて縮小するようになっていることによって達成されるようになっており、より詳細には、図３の実施例では、複数の流体流路の開口端３０を連ねた輪郭線が２つの直線分を連ねた折れ線とされることによって達成されている。
【００１４】
また図３に示す実施例では、流体流路群１４，１４、、、の流体流路の左端がヘッダープレート１６によって形成されるヘッダー部３６内へ開口する開口端３８が、それらが開口方向にヘッダー部の内壁４０より隔たる距離が、当該開口端３８がヘッダー部３６の流体出口４２より隔たるにつれて小さくなるように位置決めされることは、各流体流路群１４の複数の流体流路が密に並んで配置されるとき、その並び方向に沿った複数の流体流路の中心を通る断面（即ち図３）で見て、該並び方向の一端部にヘッダー部３６の流体出口４２が位置し、複数の流体流路の開口端３８を連ねた輪郭線が、開口端３８に対向するヘッダー部３６の内壁４０の直線状の輪郭線に対し傾斜し、両輪郭線の間の距たりが前記並び方向の一端部より他端部へ向けて縮小するようになっていることによって達成されるようになっており、より詳細には、図３の実施例では、複数の流体流路の開口端３８を連ねた輪郭線が階段状の線とされることによって達成されている。
【００１５】
図４には、図３に示す熱交換器における流体流路への流体入口側のヘッダー部２８の構造に代るその他の実施例が部分断面図にて示されている。このうち図Ａに示す実施例においては、複数の流体流路の開口端３０を連ねた輪郭線は、４つの直線分を連ねた折れ線とされており、図Ｂに示す実施例においては、複数の流体流路の開口端３０を連ねた輪郭線は、ただ一つの直線とされており、図Ｃに示す実施例においては、複数の流体流路の開口端３０を連ねた輪郭線は、円弧状の線とされており、図Ｄに示す実施例においては、複数の流体流路の開口端３０を連ねた輪郭線は、階段状の線とされている。
【００１６】
図５には、図３に示す熱交換器における流体流路からの流体出口側のヘッダー部３６の構造に代るその他の実施例が部分断面図にて示されている。このうち図Ａに示す実施例においては、複数の流体流路の開口端３８を連ねた輪郭線は、４つの直線分を連ねた折れ線とされており、図Ｂに示す実施例においては、複数の流体流路の開口端３８を連ねた輪郭線は、２つの直線分を連ねた折れ線とされており、図Ｃに示す実施例においては、複数の流体流路の開口端３８を連ねた輪郭線は、ただ一つの直線とされており、図Ｄに示す実施例においては、複数の流体流路の開口端３８を連ねた輪郭線は、円弧状の線とされている。
【００１７】
以上に於いては本発明をいくつかの実施例について詳細に説明したが、かかる実施例について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【符号の説明】
【００１８】
１０…流体流路、１２，１４…流体流路群、１６，１８…ヘッダープレート、２０，２２，２４…導管構造体、２６…流路、２８…ヘッダー部、３０…流体流路の開口端、３２…ヘッダー部２８の内壁、３４…ヘッダー部２８の流体入口、３６…ヘッダー部、３８…流体流路の開口端、４０…ヘッダー部３６の内壁、４２…ヘッダー部３４の流体出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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