(57)【要約】【課題】ケーシング内に仕切を有し、その仕切にチューブの中間部が貫通する仕切構造において、チューブと仕切のチューブ挿通孔との隙間をなくし、隙間から流体が漏れることを防止すること。【解決手段】夫々のチューブ１は、仕切３の位置で第１チューブ部１ａの端部と第２チューブ部１ｂの端部とが接続されたものからなり、仕切３のチューブ挿通孔４に整合した第１チューブ部１ａの端部外周がチューブ挿通孔４に挿通され且つ、その第１チューブ部１ａの端部に第２チューブ部１ｂの端部が嵌着接続される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列された多数のチューブ（１）  の両端が一対のヘッダプレート（２）  に挿通し、その挿通部が固定され、
一対の前記ヘッダプレート（２）  の中間に仕切（３）  が設けられ、その仕切（３）  に設けたチューブ挿通孔（４）  に夫々の前記チューブ（１）  の中間が挿通された熱交換器の仕切構造において、
夫々のチューブ（１）  は、前記仕切（３）  の位置で第１チューブ部（１ａ）の端部と第２チューブ部（１ｂ）の端部とが接続されたものからなり、
前記仕切（３）  の前記チューブ挿通孔（４）  に整合した第１チューブ部（１ａ）の端部外周が、そのチューブ挿通孔（４）  に挿通され且つ、その第１チューブ（１ａ）の端部に第２チューブ部（１ｂ）の端部が嵌着接続された熱交換器の仕切構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１チューブ部（１ａ）の端部の外周が僅かに縮小形成され、その縮小された端部が前記仕切（３）  の前記チューブ挿通孔（４）  に挿通されると共に、その端部が仕切（３）  から僅かに突出され、その突出された第１チューブ部（１ａ）の端部外周に前記第２チューブ部（１ｂ）の端部の内周が嵌着固定された熱交換器の仕切構造。
【請求項３】
請求項１において、
前記仕切（３）  の前記チューブ挿通孔（４）  の孔縁部が僅かに筒状に突出する小筒部（５）  を有し、
前記第１チューブ部（１ａ）の端部の外周が僅かに縮小形成され、その縮小された端部が前記仕切（３）  の前記小筒部（５）  に挿通されると共に、その第１チューブ部（１ａ）の端部内周に前記第２チューブ部（１ｂ）の縮小された端部の外周が嵌着固定された熱交換器の仕切構造。
【請求項４】
請求項１において、
前記仕切（３）  の前記チューブ挿通孔（４）  の孔縁部が僅かに筒状に突出する小筒部（５）  を有し、
前記第１チューブ部（１ａ）の端部の外周が僅かに縮小形成され、その縮小された端部が前記仕切（３）  の前記小筒部（５）  に挿通され、
前記小筒部（５）  の外周に前記第２チューブ部（１ｂ）の端部内周が嵌着固定された熱交換器の仕切構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一例として燃料電池用改質器に供給する水蒸気を発生させる瞬時蒸発器等に最適な熱交換器であって、特にその仕切構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ケーシング内に水平に多数のチューブが配置され、夫々のチューブの両端が一対のヘッダに連通され、それらのヘッダ間で仕切がケーシング内に設けられたものが知られている。この仕切には多数のチューブ貫通孔が設けられ、その貫通孔にチューブの中間部が挿通されている。そして仕切の一方側と他方側とがケーシングの下部で連通されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−２８０５０１号公報（第２頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
仕切のチューブ挿通孔には、夫々のチューブの中間部が挿通される構造になっていた。これはその仕切のチューブ挿通孔にチューブをその端部から挿通し、中間部までそのチューブを移動することによって行われる。この移動を可能にするためには、チューブ挿通孔の直径をチューブよりも大きくせざるを得ない。すると、チューブの外周とチューブ挿通孔との間に僅かな隙間が生じ、その隙間から仕切の表面側の流体が裏面側にバイパスされてしまう問題があった。
そこで本発明は、係るバイパスを確実に防ぐことができる仕切構造を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、並列された多数のチューブ（１）  の両端が一対のヘッダプレート（２）  に挿通し、その挿通部が固定され、
一対の前記ヘッダプレート（２）  の中間に仕切（３）  が設けられ、その仕切（３）  に設けたチューブ挿通孔（４）  に夫々の前記チューブ（１）  の中間が挿通された熱交換器の仕切構造において、
夫々のチューブ（１）  は、前記仕切（３）  の位置で第１チューブ部（１ａ）の端部と第２チューブ部（１ｂ）の端部とが接続されたものからなり、
前記仕切（３）  の前記チューブ挿通孔（４）  に整合した第１チューブ部（１ａ）の端部外周が、そのチューブ挿通孔（４）  に挿通され且つ、その第１チューブ（１ａ）の端部に第２チューブ部（１ｂ）の端部が嵌着接続された熱交換器の仕切構造である。
【０００６】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記第１チューブ部（１ａ）の端部の外周が僅かに縮小形成され、その縮小された端部が前記仕切（３）  の前記チューブ挿通孔（４）  に挿通されると共に、その端部が仕切（３）  から僅かに突出され、その突出された第１チューブ部（１ａ）の端部外周に前記第２チューブ部（１ｂ）の端部の内周が嵌着固定された熱交換器の仕切構造である。
【０００７】
請求項３に記載の本発明は、請求項１において、
前記仕切（３）  の前記チューブ挿通孔（４）  の孔縁部が僅かに筒状に突出する小筒部（５）  を有し、
前記第１チューブ部（１ａ）の端部の外周が僅かに縮小形成され、その縮小された端部が前記仕切（３）  の前記小筒部（５）  に挿通されると共に、その第１チューブ部（１ａ）の端部内周に前記第２チューブ部（１ｂ）の縮小された端部の外周が嵌着固定された熱交換器の仕切構造である。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１において、
前記仕切（３）  の前記チューブ挿通孔（４）  の孔縁部が僅かに筒状に突出する小筒部（５）  を有し、
前記第１チューブ部（１ａ）の端部の外周が僅かに縮小形成され、その縮小された端部が前記仕切（３）  の前記小筒部（５）  に挿通され、
前記小筒部（５）  の外周に前記第２チューブ部（１ｂ）の端部の内周が嵌着固定された熱交換器の仕切構造である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
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は本発明の仕切構造を有する熱交換器であって、蒸発器として用いられるものの縦断面説明図である。また、図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図、図３は図２の  ＩＩＩ−  ＩＩＩ断面図である。
この熱交換器は、多数の偏平なチューブ１が水平に並列され且つ、そのチューブ１の断面の長軸が重力方向に平行に配置され、隣り合うチューブ１の対向面に夫々コルゲート型のフィン１４の外面が接触して、その接触部がろう付け固定されコアを構成する。
【００１０】
夫々のチューブ１はその両端部が一対のヘッダプレート２に貫通し、その貫通部が溶接またはろう付け等の手段により気密に固定されている。
また、チューブ１とフィン１４とからなるコアは、ケーシング１１に内装されている。そのケーシング１１内には、チューブ１の長手方向の中間位置に、上端から仕切３が垂下され、その下端とケーシング１１の底面との間に開口が形成されいてる。
夫々のチューブ１は、この仕切３の位置において、第２チューブ部１ｂの端部と第１チューブ部１ａの端部とが接続されたものからなる。その接続部は図３に示す如く、第１チューブ部１ａの端部外周が僅かに縮小形成され、その縮小された端部が仕切３のチューブ挿通孔４に挿通される。
【００１１】
このチューブ挿通孔４の内周は、第１チューブ部１ａの縮小された端部に正確に整合する。そしてこの第１チューブ部１ａの縮小された端部は仕切３から僅かに突出され、その突出された第１チューブ部１ａの端部外周に第２チューブ部１ｂの端部内周が嵌着固定されている。
なお、図３において第２チューブ部１ｂの端部が第１チューブ部１ａの端部に嵌着されたとき、第２チューブ部１ｂの端縁は仕切３に当接される。その結果、仕切３は第１チューブ部１ａと第２チューブ部１ｂとによって挟持される。
【００１２】
また、第１チューブ部１ａ，第２チューブ部１ｂの夫々の端部と仕切３のチューブ挿通孔４との間はろう付けまたは溶接により固定することが好ましい（仮にその接続部を溶接等により固定しなくても、第１チューブ部１ａ，第２チューブ部１ｂの一端部はヘッダープレート２にろう付けまたは溶接固定されているから大きな支障はない）。
次に、夫々のヘッダプレート２には箱状のヘッダ本体６の開口端が接合され、夫々ヘッダ本体６に入口パイプ１２，出口パイプ１３が突設されている。
【００１３】
そして仕切３の図において、右側は蒸発部を形成する。この蒸発部の上部には水供給装置７が設けられている。この水供給装置７は、ヘッダパイプ８に複数のパイプ９が互いに定間隔に離間して配置され、夫々のパイプ９に多数のノズル１０が定間隔に離間して突設されている。図において、ケーシング１１内で仕切３の左側には過熱部１８が形成される。
そして左側のヘッダ本体６の入口パイプ１２から排ガス等の加熱流体１６が導かれ、夫々のチューブ１内を左から右側に流通し、それが右側のヘッダ本体６を介して出口パイプ１３からそれが流出される。ノズル１０から噴射される水は、チューブ１及びフィン１４に捕捉され加熱流体１６との間に熱交換を行って瞬時に蒸気１７が発生し、それがケーシング１１の下部から仕切３の下端をＵターンして過熱部１８に流入し、再度過熱され蒸気流出パイプ１５から外部に導かれる。
【００１４】
次に、図４は本発明の仕切構造の第２の実施の形態を示し、図３のそれと異なる点は仕切３のチューブ挿通孔４の孔縁部が僅かに筒状に突出する小筒部５を有する。この小筒部５はバーリング加工により形成することができる。そして第１チューブ部１ａの端部の外周が僅かに縮小され、その縮小された端部が仕切３の小筒部５に挿通される。この第１チューブ部１ａの縮小された端部外周と小筒部５とは、厳密に整合する。そして第１チューブ部１ａの端部内周に、第２チューブ部１ｂの縮小された端部の外周が嵌着固定される。これらの接合部は、好ましくは溶接またはろう付け固定される。
なお、この例も仕切３のチューブ挿通孔４は第１チューブ部１ａの端部と第２チューブ部１ｂの端部とで挟持されている。
【００１５】
次に、図５は本発明の仕切構造の第３の実施の形態を示し、図４のそれと異なる点は、小筒部５の外周に第２チューブ部１ｂの端部内周が嵌着固定される。これらの接合部は、好ましくは溶接またはろう付け固定される。
なお、この例も仕切３のチューブ挿通孔４は第１チューブ部１ａの端部と第２チューブ部１ｂの端部とで挟持されている。
【００１６】
【発明の作用・効果】
本発明の熱交換器の仕切構造は、その仕切３のチューブ挿通孔４に整合した第１チューブ部１ａの端部がチューブ挿通孔４に挿通されたものであるから、チューブ１と第１チューブ部１ａの端部との隙間を可及的に少なくし得る。即ち、第１チューブ部１ａはその端部のみをチューブ挿通孔４に挿通すれば足りるから、両者の整合性を厳密に行うことができ、それによって両者間に隙間が生じることがなく、仕切３の表面側と裏面側とでチューブ挿通孔４を通じて漏れが生じることがない。しかも、チューブ１の第１チューブ部１ａと仕切３との挿通及びその端部と第２チューブ部１ｂの端部との接続が容易である。
【００１７】
上記構成において、第１チューブ部１ａの端部外周を僅かに縮小形成し、その端部を仕切３のチューブ挿通孔４に挿通させると共に、その端部を仕切３から僅かに突出させ、その突出された第１チューブ部１ａの端部外周に第２チューブ部１ｂの端部内周を嵌着固定することができる。このようにすることにより、仕切３は第１チューブ部１ａの端部と第２チューブ部１ｂの端部とで挟持され、さらに漏れの少ない仕切構造となる。
【００１８】
上記構成において、仕切３のチューブ挿通孔４の孔縁部を僅かに筒状に突出する小筒部５を形成し、第１チューブ部１ａの端部外周を僅かに縮小形成すると共に、その縮小された端部を仕切３の小筒部５に挿通し、その第１チューブ部１ａの端部内周に第２チューブ部１ｂの縮小された端部外周を嵌着固定することができる。このようにすることにより、さらに漏れの少ない仕切構造となる。
【００１９】
さらに、上記構成において、仕切３のチューブ挿通孔４の孔縁部を僅かに筒状に突出する小筒部５を形成し、第１チューブ部１ａの端部外周を僅かに縮小形成すると共に、その縮小された端部を仕切３の小筒部５に挿通し、その小筒部５の外周に第２チューブ部１ｂの端部内周を嵌着固定することができる。このようにすることにより、さらに漏れの少ない仕切構造となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の仕切構造を有する熱交換器の縦断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図。
【図３】図２の  ＩＩＩ−  ＩＩＩ矢視断面図。
【図４】本発明の仕切構造を有する熱交換器の他の例を示す縦断面図であって、図３と同様の位置におけるもの。
【図５】本発明の仕切構造を有する熱交換器のさらに他の例を示す縦断面図であって、図３と同様の位置におけるもの。
【符号の説明】
１  チューブ
１ａ  第１チューブ部
１ｂ  第２チューブ部
２  ヘッダプレート２
３  仕切
４  チューブ挿通孔
５  小筒部
６  ヘッダ本体
７  水供給装置
８  ヘッダパイプ
９  パイプ
１０  ノズル
１１    ケーシング
１２    入口パイプ
１３    出口パイプ
１４    フィン
１５    蒸気流出パイプ
１６    加熱流体
１７    蒸気
１８    過熱部
【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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