(57)【要約】【課題】熱交換量を増大することができる熱交換装置を提供すること。【解決手段】熱交換装置１は、流体が流通される配管１００に設けられて、冷媒と流体との間で熱交換を行うように構成された熱交換装置１である。熱交換装置１は、第１流路１０、第２流路２０、流路切替部３０及び冷媒流路４０を備える。第１流路１０は、配管１００を流通する流体の流れ方向Ｆに沿って直線状に形成されている。第２流路２０は、第１流路１０の外側に設けられているとともに、蛇行状又は螺旋状に形成されている。流路切替部３０は、流体が第１流路１０を流通する第１状態と、流体が第２流路２０を流通する第２状態とを切り替えるように構成されている。冷媒流路４０は、第２流路２０の外周に沿って冷媒を流通させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流通される配管（１００）に設けられて、冷媒と流体との間で熱交換を行うように構成された熱交換装置（１）であって、
上記配管を流通する流体の流れ方向に沿って直線状に形成された第１流路（１０）と、
該第１流路の外側に設けられているとともに、蛇行状又は螺旋状に形成された第２流路（２０）と、
上記流体が上記第１流路を流通する第１状態と、上記流体が上記第２流路を流通する第２状態とを切り替える流路切替部（３０）と、
上記第２流路の外周に沿って冷媒を流通させる冷媒流路（４０）と、
を備える、熱交換装置。
【請求項２】
上記第１流路は、上記流れ方向に延在する第１筒状部材（１１）の内側に形成されており、
上記第２流路は、上記第１筒状部材と、上記第１筒状部材の外周を覆うとともに上記第１筒状部材と同軸状に延在する第２筒状部材（２１）と、上記第１筒状部材の外周面（１１ａ）及び上記第２筒状部材の内周面（２１ａ）の少なくとも一方において上記流れ方向に交差するように立設されたガイド部（２２、２２０）と、の間に形成されている、請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項３】
上記ガイド部（２２）は、上記第１筒状部材の中心軸（Ｙ０）を中心とする螺旋状に形成されている、請求項２に記載の熱交換装置。
【請求項４】
上記ガイド部（２２０）は、上記第２流路を複数の区画（２７）に区画するとともに、隣り合う区画を連通させる切り欠き部（２８）を有する、請求項２に記載の熱交換装置。
【請求項５】
上記第１流路は、上記流れ方向に延在する第１筒状部材（１１）の内側に形成されており、
上記第２流路は、上記第１筒状部材の外周に沿うとともに、上記第１筒状部材の中心軸を中心として螺旋状に延びる管状部材（２００）の内腔に形成されている、請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項６】
上記第１流路は、上記流れ方向に延在する第１筒状部材（１１）の内側に形成されており、
上記第２流路は、上記第１筒状部材の外周を覆うとともに上記流れ方向に交差する方向に蛇腹状に屈曲されたシート状部材（２５０）と、上記第１筒状部材との間に形成されており、
上記冷媒流路は、上記シート状部材の外周を覆う第３筒状部材（４１）と上記シート状部材との間に形成されている、請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項７】
上記第１流路及び上記第２流路は、上記第２流路を上記流体が流通する際の圧損が、上記第１流路を上記流体が流通する際の圧損よりも大きくなるように構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド車などの高効率の内燃機関を有する車両において、エンジンの排気ガス出口付近の配管に熱交換装置を設けて、排気ガスの熱を早期に回収することが行われている。このような熱交換装置として、特許文献１には、外筒と内筒と両者の間の中間筒とを有する多重管を備えた熱交換装置であって、中間筒と内筒との間及び内筒の内側を排気ガスが流通するとともに、外筒と中間筒との間を冷媒が流通する構成が開示されている。そして、中間筒に凹凸を設けて、中間筒と内筒との間を流通する排気ガスと中間筒との接触面積を増やすことにより、中間筒を介した排気ガスと冷媒との熱交換を促している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２５０５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の構成において、中間筒と内筒との間を流通する排気ガスと中間筒との接触面積を増やすだけでは、排気ガスから中間筒への熱伝達率はさほど向上しないため、熱交換の促進は十分ではなく、熱交換量の増大を図るには改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、熱交換量を増大することができる熱交換装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、流体が流通される配管（１００）に設けられて、冷媒と流体との間で熱交換を行うように構成された熱交換装置（１）であって、
上記配管を流通する流体の流れ方向に沿って直線状に形成された第１流路（１０）と、
該第１流路の外側に設けられているとともに、蛇行状又は螺旋状に形成された第２流路（２０）と、
上記流体が上記第１流路を流通する第１状態と、上記流体が上記第２流路を流通する第２状態とを切り替える流路切替部（３０）と、
上記第２流路の外周に沿って冷媒を流通させる冷媒流路（４０）と、
を備える、熱交換装置にある。
【発明の効果】
【０００７】
上記熱交換装置においては、第１流路は流体の流れ方向に沿って直線状に形成されているとともに、第２流路は蛇行状又は螺旋状に形成されている。そして、流路切替部によって、流体を第２流路に流通させるように切り替えることにより、流体は蛇行状又は螺旋状の第２流路の壁面に押し付けられながら流通する。その結果、第２流路の壁面を介した流体から冷媒への熱電伝達が促進されて、流体と冷媒との間の熱交換量を増大させることができる。
【０００８】
以上のごとく、本発明によれば、熱交換量の増大が図られる熱交換装置を提供することができる。
【０００９】
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１における、熱交換装置の縦断面図。
【図２】実施形態１における、熱交換装置の一部斜視部図。
【図３】図１における、III-III線位置断面図。
【図４】実施形態１における、第１状態での使用態様を説明する模式図。
【図５】実施形態１における、第２状態での使用態様を説明する模式図。
【図６】実施形態１における、動作態様を説明するフロー図。
【図７】変形形態１における、熱交換装置の縦断面図。
【図８】実施形態１における、確認試験１の結果を示す。
【図９】実施形態１における、確認試験２の結果を示す。
【図１０】実施形態２における、熱交換装置の縦断面図。
【図１１】図１０における、XI-XI線位置断面図。
【図１２】実施形態２における、第２状態での使用態様を説明する模式図。
【図１３】実施形態３における、熱交換装置の縦断面図。
【図１４】実施形態３における、熱交換装置の一部分解斜視部図。
【図１５】実施形態３における、第２状態での使用態様を説明する模式図。
【図１６】実施形態４における、熱交換装置の縦断面図。
【図１７】実施形態４における、ガイド部の斜視図。
【図１８】実施形態４における、第１状態での使用態様を説明する模式図。
【図１９】実施形態４における、第２状態での使用態様を説明する模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
熱交換装置の実施形態について、図１〜図９を用いて説明する。
本実施形態の熱交換装置１は、図１に示すように、流体が流通される配管１００に設けられて、冷媒と流体との間で熱交換を行うように構成された熱交換装置１である。
そして、熱交換装置１は、第１流路１０、第２流路２０、流路切替部３０及び冷媒流路４０を備える。
第１流路１０は、配管１００を流通する流体の流れ方向Ｆに沿って直線状に形成されている。
第２流路２０は、第１流路１０の外側に設けられているとともに、蛇行状又は螺旋状に形成されている。
流路切替部３０は、流体が第１流路１０を流通する第１状態と、流体が第２流路２０を流通する第２状態とを切り替えるように構成されている。
冷媒流路４０は、第２流路２０の外周に沿って冷媒を流通させる。
【００１２】
以下、本実施形態の熱交換装置１について、詳述する。図１に示すように、本実施形態では、熱交換装置１は、熱交換装置１は流体導入部５１、流体導出部５２を備える。流体導入部５１は、内燃機関の排気ガス用の配管１００に接続されており、流体導入部５１から配管１００を流通する流体としての排気ガスが導熱交換装置１に導入される。また、熱交換装置１から排出される排気ガスＦは流体導出部５２から配管１００に排出される。
【００１３】
図１に示すように、熱交換装置１は、流れ方向Ｆに延在する第１筒状部材１１を備える。第１筒状部材１１の延在方向Ｘは流れ方向Ｆと平行となっており、第１筒状部材１１の径方向Ｙの中心位置を通り延在方向Ｘに平行な中心軸Ｙ０は、配管１００の中心軸と一致している。そして、第１筒状部材１１の内側が第１流路１０となっている。これにより、第１流路１０は流れ方向Ｆに沿って直線状に延びている。
【００１４】
図１、図２に示すように、本実施形態では、第１筒状部材１１の外周面１１ａに流れ方向Ｆに交差するガイド部２２が立設されている。図１に示すように、ガイド部２２は、中心軸Ｙ０を通る断面において外周面１１ａに垂直となっている。そして、ガイド部２２は、第１筒状部材１１の中心軸Ｙ０を中心とする螺旋状に形成されている。本実施形態では、ガイド部２２は互いに等間隔に８個形成されている。
【００１５】
本明細書において、「螺旋状」とは基準となる軸を中心として、円弧を描くとともに当該軸の延在方向に延びる状態をいうものである。本実施形態のように、基準となる軸を中心として全周範囲に形成されていてもよいし、基準となる軸を中心として３６０度未満の範囲に形成されていてもよい。
【００１６】
図１に示すように、熱交換装置１は、第１筒状部材１１の外周を覆うとともに第１筒状部材１１と同軸状に延在する第２筒状部材２１を有する。ガイド部２２の径方向Ｙの先端２２ａは第２筒状部材２１の内周面２１ａに当接している。そして、第１筒状部材１１の外周面１１ａと、第２筒状部材２１の内周面２１ａと、ガイド部２２との間に第２流路２０が形成されている。これにより、図２、図３に示すように、第２流路２０は、第１筒状部材１１の外周側において、螺旋状に８個形成されている。なお、第１流路１０は直線状に形成されており、第２流路２０は螺旋状に形成されているため、流体としての排気ガスが第２流路２０を流通する際の圧損は、排気ガスが第１流路１０を流通する際の圧損に比べて非常に大きくなっている。なお、図１に示すように、第２筒状部材２１における流れ方向の上流側端部が上述の流体導入部５１を形成しており、流れ方向の下流側端部が上述の流体導出部５２を形成している。
【００１７】
図１に示すように、熱交換装置１は、第２筒状部材２１の外周側に、第３筒状部材４１を有する。第３筒状部材４１は筒状を成しており、第３筒状部材４１の内周面４１ａと第２筒状部材２１の外周面２１ｂとの間に空間が形成されている。そして、当該空間が冷媒流路４０を形成している。第３筒状部材４１は、冷媒流路４０に冷媒を導入させる冷媒導入部４２と、冷媒流路４０から冷媒を導出させる冷媒導出路４３とを有する。冷媒流路４０において、冷媒導入部４２は流れ方向Ｆの下流側端部に設けられ、冷媒導出路４３は流れ方向Ｆの上流側端部に設けられている。これにより、図４、図５に示すように、冷媒Ｒは冷媒導入部４２から導入されて、冷媒流路４０において流れ方向Ｆと反対方向に流れて冷媒導出路４３から導出される。なお、第３筒状部材４１の内周面４１ａと第２筒状部材２１の外周面２１ｂはいずれも実質的に凹凸を有しない平滑面となっている。これにより、冷媒が冷媒流路４０を流通する際の圧損は非常に小さくなっている。なお、本実施形態では、冷媒はエンジンを冷却するためのエンジン冷却水であって、当該エンジン冷却水の少なくとも一部が冷媒として冷媒流路４０を流通するように構成されている。
【００１８】
図１に示すように、流路切替部３０は、第１筒状部材１１の流れ方向Ｆにおける下流側端部に設けられている。流路切替部３０は図２、図３に示すように、軸部３１と弁部３２とを有する。軸部３１は、棒状をなしており、第１筒状部材１１の直径の位置に設けられている。弁部３２は、第１筒状部材１１の下流側端部の開口径の略同一の外径を有する円盤状をなしている。弁部３２の直径部分に軸部３１が接続されており、弁部３２は軸部３１を回転軸として回転可能に構成されている。
【００１９】
そして、流路切替部３０は、第１状態では、図４に示すように、弁部３２が軸部３１と直交する径方向が流れ方向Ｆと平行となっている。上述の如く、第１流路１０は流体としての排気ガスが流通する際の圧損が第２流路２０の場合に比べて非常に小さいため、当該第１状態では、排気ガスは矢印Ｆ１で示すように第１流路１０を流通する。一方、第２状態では、図５に示すように、弁部３２が軸部３１と直交する径方向が流れ方向Ｆと垂直となっている。これにより、排気ガスが第１流路１０を流通することが規制されるため、流体は矢印Ｆ２で示すように第２流路２０を流通する。このように、流路切替部３０は、第１筒状部材１１の下流側端部の開口状態を変更して、排気ガスが第１流路１０を流通する第１状態と、排気ガスが第２流路２０を流通する第２状態とを切り替えることができる。流路切替部３０の切替動作は、流路切替部３０に接続されたバルブアクチュエータ３３により制御されている。
【００２０】
なお、図示しないが、配管１００において、熱交換装置１の下流には触媒装置が設けられている。当該触媒装置は、配管１００を流通する排気ガスを浄化する機能を有している。触媒装置は、触媒が担持された触媒担体と、触媒床温度を検出する触媒床温検出器が備えられている。
【００２１】
次に、本実施形態の熱交換装置１における動作態様について、図６に示す動作フロー図を用いて詳述する。
まず、図６に示すステップＳ１において、触媒装置における触媒床温度を検出し、検出された触媒床温度が予め設定された基準値未満であるか否かを判定する。ステップＳ１において、触媒床温度が基準値未満でないと判定された場合は、ステップＳ１のＮｏに進み、ステップＳ２において、冷媒温度を検出し、検出された冷媒温度が予め設定された基準値未満であるか否かを判定する。ステップＳ２において、冷媒温度が基準値未満でないと判定された場合は、ステップＳ２のＮｏに進み、後述のステップＳ５において、バルブアクチュエータ３３により、流路切替部３０の弁部３２を開く。
【００２２】
一方、ステップＳ２において、冷媒温度が基準値未満であると判定された場合は、ステップＳ２のＹｅｓに進み、ステップＳ３において、バルブアクチュエータ３３により、流路切替部３０の弁部３２を閉じる。これにより、第２状態となって、配管１００を流通する排気ガスは、図５に示すように、第２流路２０を流通する。その結果、当該排気ガスと冷媒流路４０を流通する冷媒との間で熱交換が行われることとなる。従って、排気ガスの熱で冷媒の温度が上昇することによって、エンジン始動時等において早期に排熱を回収することができる。
【００２３】
その後、ステップＳ４において、冷媒温度が予め設定された基準値未満であるか否かを判定する。ステップＳ４において、冷媒温度が基準値未満であると判定された場合は、ステップＳ４のＹｅｓに進み、再度ステップＳ４を実施する。一方、ステップＳ４において、冷媒温度が基準値未満でないと判定された場合は、ステップＳ４のＮｏに進み、ステップＳ５において、バルブアクチュエータ３３により、流路切替部３０の弁部３２を開く。これにより、第１状態となって、配管１００を流通する排気ガスは、図４に示すように、第１流路１０を流通する。その結果、当該排気ガスと冷媒流路４０を流通する冷媒との間の熱交換が行われないこととなる。
【００２４】
なお、上述のステップＳ１において、触媒床温度が基準値未満であると判定された場合も、ステップＳ１のＹｅｓに進んで上記ステップＳ５を実施する。これにより、排気ガスと冷媒と間の熱交換が行われないため、排気ガスが高温の状態で配管１００の下流へ流通することとなる。その結果、当該熱交換装置１の下流に位置する触媒装置における触媒床が高温の排気ガスによって早期に昇温されて、触媒作用が促進される。
【００２５】
次に、本実施形態の熱交換装置１における作用効果について、詳述する。
熱交換装置１では、第１流路１０は流体の流れ方向Ｆに沿って直線状に形成されているとともに、第２流路２０は螺旋状に形成されている。そして、流路切替部３０によって、流体を第２流路２０に流通させるように切り替えることにより、流体は螺旋状の第２流路２０の壁面に押し付けられながら流通する。その結果、第２流路２０の壁面を介した流体から冷媒への熱電伝達が促進されて、流体と冷媒との間の熱交換量を増大させることができる。
【００２６】
また、本実施形態では、第１流路１０は、流れ方向Ｆに延在する第１筒状部材１１の内側に形成されており、第２流路２０は、第１筒状部材１１と、第１筒状部材１１を覆うとともに第１筒状部材１１と同軸状に延在する第２筒状部材２１と、第１筒状部材１１の外周面１１ａにおいて流れ方向Ｆに交差するように立設されたガイド部２２との間に形成されている。これにより、第２流路２０を流通する排気ガスが、ガイド部２２によって第２筒状部材２１の内周面２１ａに積極的に押し当てられることとなる。その結果、第２筒状部材２１への熱伝達率が向上して、第２筒状部材２１を介した排気ガスと冷媒との間の熱交換量を一層増大させることができる。
【００２７】
また、本実施形態では、ガイド部２２は、第１筒状部材１１の中心軸Ｙ０を中心とする螺旋状に形成されている。これにより、第２流路２０を容易に螺旋状に形成することができる。また、第２流路２０を流通する排気ガスが遠心力により、積極的に第２筒状部材２１の内周面２１ａに押し当てられることとなる。その結果、第２筒状部材２１を含む第２筒状部材２１への熱伝達率が更に向上して、第２筒状部材２１を介した排気ガスと冷媒との間の熱交換量をより一層増大させることができる。
【００２８】
また、本実施形態では、第１流路１０及び第２流路２０は、第２流路２０を流体が流通する際の圧損が、第１流路１０を流体が流通する際の圧損よりも大きくなるように構成されている。これにより、第２流路２０を流通する排気ガスがより積極的に第２筒状部材２１の内周面２１ａに押し当てられることとなる。その結果、第２筒状部材２１への熱伝達率が更に向上して、第２筒状部材２１を介した排気ガスと冷媒との間の熱交換量をより一層増大させることができる。
【００２９】
以上のごとく、本実施形態によれば、熱交換量の増大が図られる熱交換装置１を提供することができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、図１に示すように、ガイド部２２は、第１筒状部材１１の外周面１１ａにおいて流れ方向Ｆに交差するように立設されれていることとしたが、これに替えて、図７に示す変形形態１のように、ガイド部２２は、第２筒状部材２１の内周面２１ａに立設されて、そのガイド部２２の径方向Ｙにおける先端２２ａが、第１筒状部材１１の外周面１１ａに当接するようにしてもよい。当該変形形態１においても本実施形態と同等の作用効果を奏する。
【００３１】
（比較試験１）
次に、排気ガスと冷媒との間の熱交換量、すなわち冷媒における回収熱量について、本実施形態１の構成を試験例における熱交換装置と、従来構成を有する比較例における熱交換装置とで比較するための比較試験を行った。なお、比較例の熱交換装置は、上述の特許文献１に開示の構成であって、外筒と内筒と両者の間の中間筒とを有する多重管を備え、中間筒と内筒との間及び内筒の内側を排気ガスが流通するとともに外筒と中間筒との間を冷媒が流通し、中間筒には凹凸が設けられた熱交換装置である。
【００３２】
試験条件は、試験例及び比較例をそれぞれの熱交換装置を1.8L Hybrid車相当の配管に設置するとともに、排気ガス温度を400℃、排気ガス流量を5g/secで一定とし、冷媒流量を5L/minで一定とした。そして、当該試験条件において、回収熱量を以下の式１により算出した。
Ｗ＝ｈ×Ａ×ΔＴ        （式１）
なお、Ｗは回収熱量（W）、ｈは熱伝達率（W/m2・K）、Ａは試験例での第２筒状部材２１及びガイド部２２の表面積（m2）、比較例での中間筒の表面積（m2）、ΔＴは冷媒と排気ガスとの温度差（K）である。
【００３３】
まず、比較例において、排気ガスから中間筒への熱伝達率は27W/m2・Kであり、中間筒から冷媒への熱伝達率は157W/m2・Kであった。排気ガスから中間筒への熱伝達率の方が中間筒から冷媒への熱伝達率よりも低いため、比較例において、排気ガスから中間筒への熱伝達率が熱交換量を制限しているものと考えられる。そして、試験例において排気ガスから中間筒への熱伝達率は118W/m2・Kとなっており、比較例に比べて大きな値となっていた。試験例と比較例の回収熱量を比較すると、図８に示すように、試験例の回収熱量は比較例の回収熱量に比べて多くなっていた。例えば、試験開始から100秒後において、試験例の回収熱量は比較例の回収熱量の1.9倍になっていた。このように、比較試験１により、試験例の熱交換装置では、比較例の熱交換装置に比べて回収熱量が増大していることが確認できた。
【００３４】
（比較試験２）
次に、燃費改善効果についての比較試験を行った。試験例及び比較例とも比較試験１の場合と同一とした。試験条件は、それぞれの熱交換装置を2.4L中容量Hybrid車相当の配管に設置するとともに、WLTP（Worldwide harmonized Light vehicles
Test Procedure、乗用車等の国際調和排出ガス・燃費試験法）に基づく走行モードで、外気温を５℃、エアコンディショナをオフの状態とした。熱交換装置を使用しない場合の燃費Ｍに対する、試験例及び比較例における燃費Ｍｘの燃費改善率Ｑを以下の式２から算出した。
Ｑ（％）＝（Ｍｘ−Ｍ）／Ｍ×１００      （式２）
【００３５】
図９に示すように、モードトータルで試験例の熱交換装置における燃費改善率は0.93％であり、比較例の熱交換装置における燃費改善率は0.51％であった。従って、試験例では、比較例の場合に比べて、燃費改善率が0.42％上昇したことが確認できた。
【００３６】
（実施形態２）
本実施形態では、実施形態１における第２筒状部材２１に替えて、図１０、図１１及び図１２に示すように、熱交換装置１は管状部材２００を有している。管状部材２００は、第１筒状部材１１の外周に沿うとともに、第１筒状部材１１の中心軸Ｙ０を中心として螺旋状に延びている。そして、第２流路２０は、管状部材２００の内腔に形成されている。
図１２に示すように、第２状態において流体は矢印Ｆ２で示すように第２流路２０を通じて、螺旋状の管状部材２００に沿って流れ方向下流側に流れる。本実施形態では、図１１に示すように、管状部材２００は１０個設けられている。その他の構成は実施形態１と同等であって、実施形態１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
本実施形態における熱交換装置１では、予め成形された管状部材２００を用いて第２流路２０を容易に形成できるため、組付作業性が向上する。また、本実施形態においても実施形態１の場合と同等の作用効果を奏する。
【００３８】
（実施形態３）
本実施形態では、実施形態１における第２筒状部材２１に替えて、図１３、図１４に示すように、熱交換装置１はシート状部材２５０を有している。シート状部材２５０は、第１筒状部材の外周を覆うとともに流れ方向Ｆに交差する方向に蛇腹状に屈曲されている。そして、第２流路２０は、シート状部材２５０と、第１筒状部材１１との間に形成されている。冷媒流路４０は、シート状部材２５０の外周を覆う第３筒状部材４１とシート状部材２５０との間に形成されている。そして、図１３に示すように、流れ方向Ｆにおいて、第２流路２０と冷媒流路４０とが交互に並んでいる。そして、図１３、図１４に示すように、第２流路２０及び冷媒流路４０はいずれも流れ方向Ｆに向けて螺旋状に延びている。なお、図１３に示すように、シート状部材２５０の流れ方向上流側端部２５１は第３筒状部材４１の内周面４１ａに接合されており、シート状部材２５０の流れ方向下流側端部２５２は第１筒状部材１１の外周面１１ａに接合されている。これにより冷媒が冷媒流路４０の外部に漏洩することが防止されている。また、流体導入部５１及び流体導出部５２は第３筒状部材４１の流れ方向の両端部とそれぞれ一体的に形成されている。
【００３９】
図１５に示すように、第２状態では、流体は矢印Ｆ２で示すように第２流路２０を通じて、第１筒状部材１１の外周面１１ａ及びシート状部材２５０の内周面２５０ａに沿って螺旋状に流れ方向下流側に流れる。一方、冷媒は矢印Ｒで示すように、冷媒流路４０を通じてシート状部材２５０の外周面２５０ｂ及び第３筒状部材４１の内周面４１ａに沿って螺旋状に流れ方向上流側に流れる。
【００４０】
本実施形態における熱交換装置１では、第１筒状部材１１、シート状部材２５０によって第２流路２０及び冷媒流路４０が形成されることから、部材を少なくして簡易な構成とすることができる。これにより、製造コストを低減することができる。さらに、流体導入部５１及び流体導出部５２が第３筒状部材４１により形成されており、第３筒状部材４１の内側に冷媒流路４０が形成されるため、実施形態１の場合に比べて、熱交換装置１の径方向における体格を小さくすることができる。なお、本実施形態においても実施形態１と同等の作用効果を奏する。
【００４１】
（実施形態４）
本実施形態では、図１６に示すように、ガイド部２２０は複数設けられて、第１筒状部材１１と第２筒状部材２１との間の空間を複数の区画２７に区画している。そして、ガイド部２２０は隣り合う区画２７を連通させる切り欠き部２８を有する。図１７に示すように、複数のガイド部２２０はいずれも同一の形状とすることができ、一部に切り欠き部２８を有するリング状を成している。そして、図１６に示すように、周方向において切り欠き部２８の位置が異なるように流れ方向Ｆにおいて等間隔に配置されている。そして、ガイド部２２０の外周面２２０ａは第２筒状部材２１の内周面２１ａに接している。これにより、第１筒状部材１１の外周面１１ａと第２筒状部材２１の内周面２１ａとの間の空間により第２流路２０が形成されている。第２流路２０は蛇行状を成している。
【００４２】
本明細書において、「蛇行状」とは湾曲したり屈曲したりした状態をいうものであって、例えば、Ｓ字状やクランク状や円弧状等をいう。本実施形態では、第２流路２０は、第１筒状部材１１の外周面１１ａの周方向に沿って円弧状に延びるとともに流れ方向Ｆに向けて屈曲してクランク状に延びている。
【００４３】
そして、第１状態では、流路切替部３０は、図１８に示すように、弁部３２が軸部３１と直交する径方向が流れ方向Ｆと平行となっている。これにより、排気ガスは矢印Ｆ１で示すように第１流路１０を流通する。一方、第２状態では、図１９に示すように、弁部３２は軸部３１と直交する径方向が流れ方向Ｆと垂直となって、排気ガスが第１流路１０を流通することが規制されるため、排気ガスは矢印Ｆ２で示すように第２流路２０を流通する。このように、流路切替部３０は、第１筒状部材１１の下流側端部の開口状態を変更して、排気ガスが第１流路１０を流通する第１状態と、排気ガスが第２流路２０を流通する第２状態とを切り替えることができる。
【００４４】
本実施形態の熱交換装置１によれば、第２流路２０が蛇行状を成していることによっても、実施形態１の場合と同等の作用効果を奏する。また、複数のガイド部２２０はいずれも同一の形状であるため、部品の共通化が図れ、製造コストの低減が図られる。
【００４５】
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１  熱交換装置
１０  第１流路
１１  第１筒状部材
２０  第２流路
２１  第２筒状部材
２２、２２０  ガイド部
２００  管状部材
２５０  シート状部材
３０  流路切替部
４０  冷媒流路
１００  配管
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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