(57)【要約】【課題】  熱交換器において、ケースの板厚を可及的に薄くし、かつ十分な強度を有すること。【解決手段】  ケース４の側面4aと偏平チューブ１とを凸部５，６を介して一体に接合し、ケース４の平面4bと偏平チューブ１とはわずかの隙間を形成させ、その平面4bに補強リブ７を複数形成するとともに、各補強リブ７間を補強板８により一体にろう付け固定する。【選択図】        図１
2008275210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列された多数の偏平チューブ(1)の両端がヘッダープレート(2)に貫通されたコア(3) と、
各ヘッダープレート(2)間の外周を被嵌する略方形のケース(4)と、を具備し、
各偏平チューブ(1)は、その断面の長軸に平行な対向する一対の平坦部(1a)と両平坦部の幅方向の両縁間を一体に連結する弧状部(1b)とを有し、その平坦部(1a)に多数の凸部(5)が互いに離間してその外面側に一体に突出し、隣接する偏平チューブ(1)はその凸部(5)の先端が互いに接触し、
前記ケース(4)は、前記各偏平チューブ(1)の平坦部(1a)に平行な側面(4a)に、その内面側に多数の凸部(6)が一体に突設され、その側面(4a)に直交する平面(4b)には、複数の補強リブ(7) が互いに離間しケースの幅方向に一体に延在し、
コア(3)の最側に位置する偏平チューブ(1)は、その凸部(5)が前記ケース(4)の側面(4a)の前記凸部(6)に接触され、各偏平チューブ(1) の前記弧状部(1b)と前記クーラケース(4)の前記平面(4b)との間は隙間（ｔ）を有し、
複数の前記補強リブ(7)間が連結されるように、前記ケース(4)の前記平面(4b)側のみに補強板(8)が接し、
各部品の各接触部間が一体にろう付け固定されたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１において、
前記補強板(8)に一以上のリブ(12)が曲折形成され、そのリブ(12)と前記補強リブ(7) とが交差するように接合された熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温ガス冷却用の熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高温ガス冷却用の熱交換器は主としてステンレス鋼を用い、各部品間をニッケルろうによってろう付け固定していた。このニッケルろうは通常、粉末からなり、それをペースト剤を介して部品の接合部に付着させ、各部品を組み立てた状態で炉内等により一体にろう付け固定していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
高温ガス用熱交換器の材料として、ステンレス材を用いる場合、そのろう付けが極めて面倒であるとともに、ろう材が高価であり、その結果、高温ガス用熱交換器のコスト高につながっていた。そこで、ステンレス鋼の代わりにアルミニューム材を用いることもできる。その場合には、アルミニュームクラッド材等を使用して、製作工数を減少し、ろう付けを比較的容易に行うことができるので、低コスト化が見込まれる。
しかしながら、アルミニューム材はステンレス鋼に比べて強度に劣る欠点がある。したがって、その板厚を十分厚くする必要がある。すると、材料コストの増加につながる。
【０００４】
また、強度を向上させるため、板材に多数のリブを設けることが通常行われている。すると、そのリブ部分の材料が引伸ばされ部分的に板厚が減少する。
通常、熱交換器の耐圧試験は、所定の圧力を加えたとき、その変形量が０．２％以下になるようにする。それを超えるとケースと各偏平チューブとの隙間が大きくなり、その隙間から冷却水がバイパスしてしまい、偏平チューブ各部に均一にそれが流通しない欠点が生ずる。更には、各部品の接合部に応力が集中し、耐久性を低下させることになる。
そこで本発明は、可及的に薄いアルミニューム板を用い、リブや凸部を設けて強度強化を図るとともに、強度の弱い部分を補強した熱交換器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の本発明は、並列された多数の偏平チューブ(1)の両端がヘッダープレート(2)に貫通されたコア(3)と、
各ヘッダープレート(2)間の外周を被嵌する略方形のケース(4)と、を具備し、
各偏平チューブ(1)は、その断面の長軸に平行な対向する一対の平坦部(1a)と両平坦部の幅方向の両縁間を一体に連結する弧状部(1b)とを有し、その平坦部(1a)に多数の凸部(5)が互いに離間してその外面側に一体に突出し、隣接する偏平チューブ(1)はその凸部(5)の先端が互いに接触し、
前記ケース(4)は、前記各偏平チューブ(1)の平坦部(1a)に平行な側面(4a)に、その内面側に多数の凸部(6)が一体に突設され、その側面(4a)に直交する平面(4b)には、複数の補強リブ(7) が互いに離間しケースの幅方向に一体に延在し、
コア(3)の最側に位置する偏平チューブ(1)は、その凸部(5)が前記ケース(4)の側面(4a)の前記凸部(6)に接触され、各偏平チューブ(1)の前記弧状部(1b)と前記クーラケース(4)の前記平面(4b)との間は隙間（ｔ）を有し、
複数の前記補強リブ(7)間が連結されるように、前記ケース(4)の前記平面(4b)側のみに補強板(8) が接し、
各部品の各接触部間が一体にろう付け固定されたことを特徴とする熱交換器である。
【０００６】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記補強板(8)に一以上のリブ(12)が曲折形成され、そのリブ(12)と前記補強リブ(7) とが交差するように接合された熱交換器である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の熱交換器は、ケース４の平面4bのみに補強板８が接し、複数の補強リブ７間が連結されるように一体にろう付け固定されたから、ケース４の比較的強度の弱い部分のみを補強し、全体として耐圧性の高い高温ガス用熱交換器を提供できる。    
すなわち、ケース４の側面4aはそこに突設された多数の凸部６が偏平チューブ１の多数の凸部５に接触され一体にろう付け固定されているため、耐圧強度が大きな部分であり、偏平チューブ１と隙間を介して対向しているケース４の平面4bのみが耐圧強度の低い部分であるが、その平面4bは補強板８によって補強されているため、耐圧強度が大となる。それにより、ケース４全体の板厚を増すことなく、全体としての耐圧性を向上しうる。
上記構成において、補強板８に１以上のリブ12を曲折形成し、そのリブ12と補強リブ７とが交差するように接合されたものにおいては、更に耐圧性を向上しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。図１は本発明の熱交換器の要部を示し、補強板８を分解した状態を示す斜視略図、図２は同高温ガス用熱交換器の要部横断面図、図３は同要部縦断面図である。
【０００９】
この熱交換器は、多数の偏平チューブ１を並列し、それぞれの偏平チューブ１の両端（一方側を省略する。以下同じ）をヘッダープレート２に貫通させてコア３を形成する。そして、コア３の外周にケース４を被嵌するとともに、ヘッダープレート２の周縁またはケース４の端縁にヘッダ11の開口部を接合したものである。
偏平チューブ１は一対の平坦部1aが対向するとともに、その平坦部1aの両端縁間が一体に弧状部1bによって接続されている。そして、平坦部1aの外面側に多数の凸部５が定間隔に突出形成されている。
このような偏平チューブ１は、一対のプレートをプレス成形により浅い溝状に形成して互いに逆向きに嵌着することにより形成できる。並列された各偏平チューブ１のそれぞれの凸部５はこの例では互いに整合して接触するが、整合しなくてもよい。
【００１０】
次に、偏平チューブ１の集合体からなるコア３の外周には、ケース４が被嵌される。ケース４の横断面は略方形に形成され、その同側面4aの内面側に多数の凸部６が突設する。この凸部６の位置は、この例では偏平チューブ１の凸部５に整合するが、整合しなくてもよい。また、側面4aに直行する平面4bには、多数の補強リブ７が幅方向に延在する。
そして、ケース４の両端開口がヘッダープレート２の外周に被嵌される。なお、ケース４の長手方向両端部外周に冷却水パイプ９の一端が連通される。そして、偏平チューブ１の上端および下端はケース４に接することなく隙間ｔが形成される。
このように隙間ｔを設けることにより、冷却水パイプ９から供給される冷却水を各偏平チューブ１外周に均等に流通させることができる。
【００１１】
次に、この例では平坦な補強板８がケース４の各補強リブ７間を連結するように配置され、全体を組み立てた状態で、その組立体を高温の炉内に挿入し、一体的にろう付け固定するものである。なお、このとき互いに接触する部品の一方の表面には予め、ろう材が被覆または、ろう材が介挿される。
このようにしてなる高温ガス用熱交換器は、一方のヘッダ11から高温ガス14が各偏平チューブ１内に導かれ、他方のヘッダ11からそれが流出する。そして、ケース４の長手方向一端に設けた冷却水パイプ９から冷却水13がケース４内に流入し、各偏平チューブ１外周を流通して、他方の冷却水パイプ９からそれが流出する。そして、冷却水13と高温ガス14との間に熱交換が行われるものである。
【００１２】
次に、図４は本発明の第２の実施の形態を示し、図１のそれと異なる点は補強板８の形状のみである。この例では、補強板８の表面に複数のリブ12がその長手方向に一体に延在し、そのリブ12とケース４の補強リブ７とが交差するように接合される。このように補強板８にリブ12を設けることにより、ケース４の平面4b側の強度を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の熱交換器の要部斜視図であって、補強板８を分解して状態を示す。
【図２】同高温ガス用熱交換器の要部横断面図。
【図３】同要部縦断面図。
【図４】本発明の熱交換器の他の例を示す要部斜視図であって、補強板８を分解して状態を示す。
【符号の説明】
【００１４】
１  偏平チューブ  
1a  平坦部
1b  弧状部  
２  ヘッダープレート  
３  コア  
４  ケース  
4a  側面  
4b  平面  
５  凸部  
【００１５】
６  凸部  
７  補強リブ  
８  補強板  
９  冷却水パイプ  
10  欠切部  
11  ヘッダ
12  リブ
13  冷却水
14  高温ガス
【図１】
2008275210.tif 000003
【図２】
2008275210.tif 000004
【図３】
2008275210.tif 000005
【図４】
2008275210.tif 000006