(57)【要約】【課題】熱交換器内での場所による温度差を極力小さくして変形を防止する。【解決手段】表面に流体通路を備えるとともに外周側に流体通路の入口部および出口部を備えた大略円盤形状とした複数の板材１を、その円周方向に所定角度順次ずらせつつ積層して円筒形状の熱交換器本体７を構成する。各板材１における流体通路の入口部および出口部をそれぞれ集合する高温流体導入マニホールド１３ａ，高温流体排出マニホールド１３ｂ，低温流体導入マニホールド１５ａ，低温流体排出マニホールド１５ｂを、熱交換器本体７の周囲に螺旋状に配置する。【選択図】　　　図３
2004125325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に流体通路を備えるとともに外周側に前記流体通路の入口部および出口部をそれぞれ備えた大略円盤形状とした複数の板材を、その円周方向に所定角度順次ずらせつつ積層して円筒形状の熱交換器本体を構成し、前記積層した各板材における流体通路の入口部および出口部をそれぞれ集合して流体の導入および排出をそれぞれ行う流体導入マニホールドおよび流体排出マニホールドを、前記円筒形状の熱交換器本体の周囲に螺旋状に設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記板材を複数積層した状態の流体通路の入口部および出口部は、前記円筒形状の熱交換器本体の外周面に沿って螺旋状に開口し、この螺旋状の各開口を、前記流体導入マニホールドおよび流体排出マニホールドでそれぞれ覆う構成としたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記板材を複数積層した状態の流体通路の入口部および出口部は、前記円筒形状の熱交換器本体の外周面に沿って螺旋状に開口し、前記熱交換器本体を、中空円筒のハウジング内に収容してこのハウジングの内面と前記熱交換器本体の外面とを、螺旋状の隔壁部で結合することにより、前記流体導入マニホールドおよび流体排出マニホールドを構成したことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項４】
前記各板材の外周側に表裏を貫通する貫通孔を設け、この貫通孔周辺部位を、前記円筒形状の熱交換器本体の外周面に沿った螺旋状となる流体導入マニホールドまたは流体排出マニホールドとしたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項５】
前記板材は、高温流体通路と低温流体通路との二つの流体通路を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項６】
前記板材は、高温流体が流れる単一の流体通路をもつ第１の板材と、低温流体が流れる単一の流体通路をもつ第２の板材とからなり、これら第１，第２の各板材を交互に積層して前記円筒形状の熱交換器本体を構成し、前記板材を複数積層した状態の前記流体通路の入口部および出口部は、前記円筒形状の熱交換器本体の外周面に沿って螺旋状にそれぞれ開口しかつ隔壁部を介して互いに接近した位置とし、前記入口部および出口部の螺旋状の各開口を覆う流体導入マニホールドおよび流体排出マニホールドを互いに一体構造としたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項７】
高温流体の入口部と低温流体の出口部とを互いに接近させるとともに、低温流体の入口部と高温流体の出口部とを互いに接近させることを特徴とする請求項６記載の熱交換器。
【請求項８】
前記隔壁部を、熱交換部位としたことを特徴とする請求項３，６，７のいずれかに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流体通路を備えた板材を複数積層して円筒形状とした熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱交換器としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２８０８６６号公報
【０００４】
これは、流体通路を備えた複数の板材を順次積層して円筒形状としており、この流体通路を流れる流体と熱交換を行う他の流体は、上記円筒形状の上端の入口からその中心軸方向に沿って下方に向けて、各板材に設けた貫通孔を通過しながら、ほぼ直線状に流れ、下端の出口から流出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の熱交換器のように、板材の流体通路を流れる流体と熱交換を行う他の流体が、多少の屈曲はあってもほぼ直線状に流れる場合には、この他の流体が、特に高温流体の場合には、流れに垂直な断面では中央の高温部と周辺の低温部との間で温度分布が生じるとともに、流れ方向では入口の高温部と出口の低温部との間で温度分布が生じ、全体として三次元的な温度分布が発生する。
【０００６】
このため、従来の熱交換器では、上記した温度分布によって場所による熱膨脹差が発生し、熱交換器におけるハウジングや熱交換を行うコア部に変形を生じ、耐久信頼性が低下することになる。
【０００７】
そこで、この発明は、熱交換器内での場所による温度差を極力小さくして変形を防止することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、表面に流体通路を備えるとともに外周側に前記流体通路の入口部および出口部をそれぞれ備えた大略円盤形状とした複数の板材を、その円周方向に所定角度順次ずらせつつ積層して円筒形状の熱交換器本体を構成し、前記積層した各板材における流体通路の入口部および出口部をそれぞれ集合して流体の導入および排出をそれぞれ行う流体導入マニホールドおよび流体排出マニホールドを、前記円筒形状の熱交換器本体の周囲に螺旋状に設けた構成としてある。
【０００９】
【発明の効果】
この発明によれば、流体通路を備えた大略円盤状の複数の板材を、円周方向に所定角度順次ずらせつつ積層して円筒形状の熱交換器本体とすることで、この熱交換器本体の半径方向の温度分布を均一化できるとともに、板材に設けた流体通路の入口部および出口部を集合する流体導入マニホールドおよび流体排出マニホールドを、円筒形状の熱交換器本体の周囲に螺旋状に配置するようにしたので、熱交換器本体の中心軸方向の温度分布を均一化でき、これらにより熱交換器全体として場所による温度差を抑制して過度な変形を防止することができ、耐久信頼性を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１１】
図１は、この発明の第１の実施形態を示す熱交換器に使用する大略円盤形状とした板材１の正面図、図２は、図１の底面図である。この板材１の一方の表面（図１中で紙面表側）には、板厚の半分程度の深さをもつ高温流体通路３と低温流体通路５との二つの流体通路を設けてある。
【００１２】
高温流体は、図１中で上部側の入口部３ａから流入して外周に沿って時計回りに１／４周程度流れた後、上下に繰り返して流れて上記入口部３ａ付近に達してから外周に沿って反時計方向に１／４周程度流れ、左側の出口部３ｂから流出する。
【００１３】
一方、低温流体は、図１中で下部の入口部５ａから流入して外周に沿って時計回りに１／４周程度流れた後、上下に繰り返し流れて上記入口部５ａ付近に達してから外周に沿って反時計方向に１／４周程度流れ、右側の出口部５ｂから流出する。
【００１４】
このように、高温流体と低温流体の流れは、概ね対向流型となっているが、並行流型にする場合は、一方の例えば高温流体側の流れを上記のままで、低温流体側の入口部と出口部とを逆にすればよい。
図３は、図１に示した板材１を複数積層して円筒形状の熱交換器本体７を形成した熱交換器の全体構成を示す斜視図である。板材１は高温流体通路３および低温流体通路５を備えた側を、図３中で紙面手前側として順次積層してあり、その積層体の最前部（紙面手前側）には、流体通路を備えていない円盤形状の端板９を配置して、最前部の板材１の各流体通路３，５を塞ぐ。
【００１５】
そして、複数積層する各板材１は、隣接する板材１の入口部３ａ同士，５ａ同士，出口部３ｂ同士，５ｂ同士を、それぞれ互いに整合させた状態から、ここでは、図３中で反時計回りに所定角度（図１では角度α）順次ずらしつつ積層して円筒形状を形成している。なお、図１に示すように、各流体の入口部３ａ，５ａおよび出口部３ｂ，５ｂ周囲に形成してあるつば部１１は、上記各板材１の反時計回りのずれによる隣接する板材１相互の接合代を確保するため、円周方向両側相互で非対称形になっている。
【００１６】
このようして複数の板材１を積層することで、各流体の入口部３ａ，５ａおよび出口部３ｂ，５ｂは、円筒形状の熱交換器本体７の外周面に沿って螺旋を描くように開口する。ここでの螺旋状の各開口は、円筒形状のほぼ半周にわたって形成してある。
【００１７】
そして、この螺旋状の開口となる各板材の入口部３ａ，５ａおよび出口部３ｂ，５ｂを覆うようにして、全体として螺旋状の高温流体導入マニホールド１３ａ，低温流体導入マニホールド１５ａおよび高温流体排出マニホールド１３ｂ，低温流体排出マニホールド１５ｂを、熱交換本体７の外周面にそれぞれ装着する。
【００１８】
図４は、高温流体導入マニホールド１３ａ周辺の断面図であり、このマニホールド１３ａは、入口部３ａをつば部１１を含んでその周囲を覆うようにして熱交換器本体７の外周面に、接合フランジ１７を介して接合し、流体を密閉する。これにより、高温流体導入マニホールド１３ａ内にマニホールド通路１９を形成する。
【００１９】
他の低温流体導入マニホールド１５ａ，高温流体排出マニホールド１３ｂ，低温流体排出マニホールド１５ｂも、上記した高温流体導入マニホールド１３ａと同様な構造である。
【００２０】
そして、高温流体導入マニホールド１３ａの端板９側の端部には、マニホールド通路１９に連通する高温流体導入パイプ２１を取り付けてある。同様にして低温流体導入マニホールド１５ａの端板９側の端部には、内部の低温流体が流れる図示しないマニホールド通路に連通する低温流体導入パイプ２３を取り付けてある。
【００２１】
さらに、高温流体排出マニホールド１３ｂの端板９と反対側の端部には、内部の高温流体が流れる図示しないマニホールド通路に連通する高温流体排出パイプ２５を取り付け、同様にして低温流体排出マニホールド１５ｂの端板９と反対側の端部には、内部の低温流体が流れる図示しないマニホールド通路に連通する図示しない低温流体排出パイプを取り付ける。
【００２２】
また、上記した各マニホールド１３ａ，１５ａ，１３ｂ，１５ｂの各パイプ２１，２３，２５などを取り付けた側と反対側の端部は、閉塞してある。
【００２３】
なお、上記図３の例では、高温流体および低温流体の各導入パイプ２１および２３と、高温流体および低温流体の各排出パイプ２５（低温流体側は図示せず）を、板材１の積層方向両端に取り付けているが、この取付位置は、システム全体の配置で決まることであり、これに限定されるものではない。
【００２４】
また、板材１の積層枚数は、熱交換器として要求される交換熱量によって決めるものであり、さらに積層および接合工法に関しても、溶接，ろう付け，拡散接合などがあり、これらに限定されるものではない。さらに高温流体通路３および低温流体通路５の加工方法に関しても、機械加工，化学エッチング加工などの選択を拘束するものではない。
【００２５】
上記した構造の熱交換器では、高温流体を、図３に示す高温流体導入パイプ２１から高温流体導入マニホールド１３ａ内のマニホールド通路１９に導入することで、高温流体は、図１に示す各板材１の入口部３ａから高温流体通路３に流入する。一方、低温流体を、図３に示す低温流体導入パイプ２３から低温流体導入マニホールド１５ａ内のマニホールド通路に導入することで、低温流体は、図１に示す各板材１の入口部５ａから低温流体通路５に流入する。
【００２６】
そして、上記した各板材１における高温流体通路３を流れる高温流体と、低温流体通路５を流れる低温流体とが熱交換を行う。その後、高温流体は、出口部３ｂから高温流体排出マニホールド１３ｂ内のマニホールド通路に流出して、高温流体排出パイプ２５から排出され、低温流体は、出口部５ｂから低温流体排出マニホールド１５ｂ内のマニホールド通路に流出して、図示しない低温流体排出パイプから排出される。
【００２７】
上記した第１の実施形態によれば、高温，低温の各流体通路３，５を備えた大略円盤状の複数の板材１を、円周方向に所定角度順次ずらせつつ積層して円筒形状の熱交換器本体７とすることで、各板材１における流体の入口部同士および出口部同士が円周方向に所定角度ずつずれることになり、この各板材１における流体通路３内を流れる高温流体と流体通路５内を流れる低温流体との間の熱交換によって、熱交換器本体７の半径方向の温度分布を均一化できる。
【００２８】
また、各流体通路３，５の入口部３ａ，５ａおよび出口部３ｂ，５ｂを、それぞれ集合する流体導入マニホールド１３ａ，１５ａおよび流体排出マニホールド１３ｂ，１５ｂを、円筒形状の熱交換器本体７の周囲に螺旋状に配置することで、流体が従来例のように円筒形状の中心軸に沿って直線状に流れることがなく、熱交換器本体７の中心軸方向の温度分布を均一化できる。
【００２９】
これらにより熱交換器全体７として場所による温度差を抑制して過度な変形を防止することができ、耐久信頼性を向上させることができる。
【００３０】
なお、各マニホールド１３ａ，１５ａ，１３ｂ，１５ｂの螺旋回転角度は、隣接する板材１相互の円周方向のずれ角度と、板材１の積層枚数とで決まるものであり、本実施形態の半周に限定するものではない。
【００３１】
図５は、この発明の第２の実施形態を示す熱交換器の斜視図である。この実施形態は、前記図１に示した複数の板材１を前記第１の実施形態と同様に積層して形成した熱交換器本体７を、中空円筒のハウジング２７内に収容している。
【００３２】
そして、このハウジング２７の内面と、熱交換器本体７の外面とを、螺旋状の隔壁部となる４つの螺旋状板材２９によってろう付け接合し、各板材１の入口部３ａ，５ａ，出口部３ｂ，５ｂを、この４つの螺旋状板材２９によって互いに区画する。
【００３３】
さらに、熱交換器本体７の積層方向両端面を、円盤状端板３１および３３で塞ぐことにより、高温流体導入マニホールド１３０ａ，高温流体排出マニホールド１３０ｂ，低温流体導入マニホールド１５０ａ，低温流体排出マニホールド１５０ｂを構成する。
【００３４】
そして、円筒形状の熱交換器本体７の軸方向中央部における、上記した高温流体導入マニホールド１３０ａ，高温流体排出マニホールド１３０ｂ，低温流体導入マニホールド１５０ａ，低温流体排出マニホールド１５０ｂに、それぞれ対応する部位外面には、図示しない高温流体導入パイプ，高温流体排出パイプ３５，低温流体導入パイプ３７，低温流体排出パイプ３９を取り付けている。
【００３５】
なお、これら高温流体および低温流体の各導入パイプ３７（高温流体側は図示せず）と、高温流体および低温流体の各排出側パイプ３５，３９は、板材１の積層方向両端の円盤状端板３１，３３の外周側に設けることも可能である。
【００３６】
上記した第２の実施形態による構造においても、高温流体および低温流体を、高温流体導入パイプおよび低温流体導入パイプ３７から、高温流体導入マニホールド１３０ａおよび低温流体導入マニホールド１５０ａにそれぞれ導入することで、高温流体および低温流体は、前記図１に示した入口部３ａおよび５ａを経て高温流体通路３および低温流体通路５にそれぞれ流入して、熱交換を行う。
【００３７】
その後、高温流体および低温流体は、出口部３ｂおよび５ｂから、高温流体排出マニホールド１３０ｂおよび低温流体排出マニホールド１５０ｂに流出して、高温流体排出パイプ３５および低温流体排出パイプ３９からそれぞれ排出される。
【００３８】
上記した第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができるうえ、ハウジング２７の外形が円筒形状であることから、第１の実施形態のように、螺旋状のマニホールドが外部に突出する形状に比べ、外周面に凹凸が少ない優れた収納性を得ることができる。
【００３９】
図６は、この発明の第３の実施形態を示す板材のマニホールド周辺の正面図、図７は図６のＡ−Ａ断面図である。この実施形態に使用する板材４１は、前記図１に示した板材１と同様な高温流体通路３および低温流体通路５を備えている。なお、図６では、この各流体通路３，５を備えた部位を斜線部で示して省略している。
【００４０】
上記した板材４１の入口部または出口部を有する部位の外周部に、半径方向外側に突出する凸部４３を設け、この凸部４３に板材４１の表裏を貫通する貫通孔４５を形成してある。この貫通孔４５が、流体が流れるマニホールド通路であり、貫通孔４５の周辺部位である凸部４３がマニホールドとなる。上記した貫通孔４５は、流体の入口部または出口部となる連通溝４７を介して流体通路に連通する。
【００４１】
上記した貫通孔４５を備えた複数の板材４１を、前記図３と同様にして所定角度（β）順次ずらしつつ順次積層することで、各貫通孔４５の集合が螺旋状となり、マニホールドとなる凸部４３の集合体も螺旋状となる。
【００４２】
上記した第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、熱変形が抑制できて耐久信頼性が向上するとともに、マニホールド（凸部４３）が板材４１と一体化しているので、生産的にも組み立て工数を低減することができる。
【００４３】
図８，図９は、上記した第３の実施形態の変形例を示している。この例に使用する板材５１も、前記図１に示した板材１と同様な高温流体通路５３および低温流体通路５５を備えている。そして、各流体のマニホールドの形状は、前記図６のような凸部４３を設けずに、各流体通路５３および５５のそれぞれの両端部分に、板材５１の表裏を貫通する貫通孔５３ａ，５３ｂおよび５５ａ，５５ｂを形成してある。
【００４４】
したがって、この各貫通孔５３ａ，５３ｂおよび５５ａ，５５ｂを備えた複数の板材５１を、前記図３と同様にして所定角度順次ずらせつつ順次積層することで、各貫通孔５３ａ，５３ｂおよび５５ａ，５５ｂの集合が螺旋状のマニホールドとなる。
【００４５】
上記図８，図９の例においても、図６に示した第３の実施形態と同様の効果を有するとともに、円筒形状の熱交換器本体の外周部にマニホールドを構成するための凸部がないので、前記図５に示した第２の実施形態の収納性を兼ね備えている。
【００４６】
図１０〜図１２は、この発明の第４の実施形態を示している。図１０は円盤形状の板材５７の正面図、図１１は図１０の底面図、図１２は板材５７を複数積層して形成した円筒形状の熱交換器本体５９を含む熱交換器全体の斜視図である。
【００４７】
この実施形態では、板材５７には、単一の流体通路６１のみを設けている。流体は、図中で上部の入口部６１ａから流体通路６１に流入した後、図中で左側半分の領域を、半円弧状に上下に繰り返し流れて中心部まで達する。さらにこの中心部から別の半分の領域を、半円弧状に上下に繰り返し流れて下部の出口部６１ｂから流出する。
【００４８】
なお、ここでの板材５７の入口部６１ａおよび出口部６１ｂは、前記図１に示したようなつば部１１を設けない構造となっているが、これは接合方法の確実性で決められる選択肢の一つであり、つば部を設けるようにしてもよい。
【００４９】
上記した流体通路６１を、例えば高温流体通路６１とすれば、この板材５７の紙面後ろ側に隣接して、円周方向にある一定角度ずらせて積層する板材５７の流体通路６１が低温流体通路６３となる。そして、高温流体と低温流体の流れ方向を対向流型とすれば、高温流体の出口部６１ｂに対応する図中で下部が低温流体の入口部６３ａとなり、高温流体の入口部６１ａに対応する図中で上部が低温流体の出口部６３ｂとなる。
【００５０】
高温流体通路６１を備えた複数の第１の板材となる板材５７と、低温流体通路６３を備えた複数の第２の板材となる板材５７とを、交互に積層する方法としては、図１２に示すように、紙面手前側に、流体通路のない円盤形状の端板６５を配置して板材５７の高温流体通路６１を塞ぎ、この高温流体通路６１を備えた板材５７の後ろ側に、低温流体通路６３を備えた板材５７を、図１２中で反時計回りに一定角度ずらした状態で配置する。
【００５１】
上記した一定角度とは、高温流体の入口部６１ａと低温流体の出口部６３ｂとが、円周方向に重ならない角度であって、かつ互いに近接する位置となる角度である。また、この一定角度は、低温流体の入口部６３ａと高温流体の出口部６１ｂとが、円周方向に重ならない角度であって、かつ互いに近接する位置となる角度であるとも言える。
【００５２】
以後高温流体を備えた板材５７と、低温流体を備えた板材５７とを、交互に積層するが、このとき、高温流体側の各板材５７同士で円周方向に所定角度順次ずらせるとともに、低温流体側の各板材５７同士でも円周方向に所定角度順次ずらせて配置する。この所定角度は、前記した一定角度よりも小さく、入口部６１ａ同士，出口部６３ｂ同士および入口部６３ａ同士，出口部６３ｂ同士が、円周方向にそれぞれ重なる角度とする。
【００５３】
このような積層方法とすることで、高温流体の入口部６１ａおよび出口部６１ｂ、低温流体の入口部６３ａおよび出口部６３ｂは、いずれも螺旋を描くように熱交換器本体５９の外表面に開口する。そして、この各開口を、いずれも螺旋状に形成した、高温流体導入マニホールド１６１ａおよび高温流体排出マニホールド１６１ｂ、低温流体導入マニホールド１６３ａおよび低温流体排出マニホールド１６３ｂで、それぞれ覆うようにして熱交換器本体５７の外表面に装着する。
【００５４】
このとき、高温流体導入マニホールド１６１ａと低温流体排出マニホールド１６３ｂとが互いに接近した位置にあるとともに、低温流体導入マニホールド１６３ａと高温流体排出マニホールド１６１ｂとが互いに接近した位置にある。この互いに接近した位置にある高温流体導入マニホールド１６１ａと低温流体排出マニホールド１６３ｂとの間、および低温流体導入マニホールド１６３ａと高温流体排出マニホールド１６１ｂとの間は、隔壁部となる螺旋状板材６７によってそれぞれ区画して、高温流体導入マニホールド１６１ａと低温流体排出マニホールド１６３ｂとを一体構造とするとともに、低温流体導入マニホールド１６３ａと高温流体排出マニホールド１６１ｂとを一体構造とする。
【００５５】
そして、互いに接近している高温流体導入マニホールド１６１ａおよび低温流体排出マニホールド１６３ｂの端板６５側の端部には、高温流体導入パイプ６９および低温流体排出パイプ７１をそれぞれ取り付ける。この各マニホールド１６１ａ，１６３ｂの端板６５と反対側の端部は閉塞してある。
【００５６】
また、互いに接近している低温流体導入マニホールド１６３ａおよび高温流体排出マニホールド１６１ｂの端板６５と反対側の端部には、低温流体導入パイプ７３および高温流体排出パイプ７５をそれぞれ取り付ける。この各マニホールド１６３ａ，１６１ｂの端板６５側の端部は閉塞してある。
【００５７】
なお、この各パイプ６９，７１，７３，７５の取付位置は、上記とは反対側の端部に設けるなど、上記の位置に限定されるものではない。
【００５８】
上記した構造の熱交換器では、高温流体を、図１２に示す高温流体導入パイプ６９から高温流体導入マニホールド１６１ａに導入することで、高温流体は、図１０に示す各板材５７の入口部６１ａから高温流体通路６１に流入する。一方、低温流体を、図１２に示す低温流体導入パイプ７３から低温流体導入マニホールド１６３ａに導入することで、低温流体は、図１０に示す各板材５７の入口部６３ａから低温流体通路６３に流入する。
【００５９】
そして、上記した各板材５７における高温流体通路６１を流れる高温流体と、低温流体通路６３を流れる低温流体とが熱交換を行う。その後、高温流体は、出口部６１ｂから高温流体排出マニホールド１６１ｂに流出して、高温流体排出パイプ７５から排出され、低温流体は、出口部６３ｂから低温流体排出マニホールド１６３ｂに流出して、低温流体排出パイプ７１から排出される。
【００６０】
上記した第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、各板材５７における流体の入口部同士および出口部同士が円周方向に所定角度ずつずれることになり、流体通路６１内を流れる高温流体と流体通路６３内を流れる低温流体との間の熱交換によって、熱交換器本体５９の半径方向の温度分布を均一化できる。
【００６１】
また、高温流体導入マニホールド１６１ａ，低温流体排出マニホールド１６３ｂおよび低温流体導入マニホールド１６３ａ，高温流体排出マニホールド１６１ｂを、円筒形状の熱交換器本体５９の周囲に螺旋状に配置することで、流体が従来例のように円筒形状の中心軸に沿って直線状に流れることがなく、熱交換器本体５９の中心軸方向の温度分布を均一化できる。
【００６２】
これらにより熱交換器全体５９として場所による温度差を抑制して過度な変形を防止することができ、耐久信頼性を向上させることができる。
【００６３】
さらに、高温流体導入マニホールド１６１ａと低温流体排出マニホールド１６３ｂとを一体構造とするとともに、低温流体導入マニホールド１６３ａと高温流体排出マニホールド１６１ｂとを一体構造としているので、前記図３に示したもの比べ、部品点数を削減することができる。
【００６４】
なお、ここでの各マニホールド１６１ａ，１６３ｂ，１６３ａ，１６１ｂの螺旋回転角度も、各板材５７の円周方向のずれ角度と積層枚数とで決まるものであり、本実施形態の図１２で示すような半周に限定するものではない。
【００６５】
また、本実施形態では、二つの流体が流れるそれぞれのマニホールドを、螺旋状板材６７を隔てて一体としたので、例えば二つの流体が、高温ガス（高温流体）と水（低温流体）の場合では、高温流体導入マニホールド１６１ａと低温流体排出マニホールド１６３ｂとの間では、低温流体通路６３内で発生した蒸気の過熱を行えるとともに、低温流体導入マニホールド１６３ａと高温流体排出マニホールド１６１ｂとの間では、水の予熱が行えるなど、熱交換性能の向上が図れる。
【００６６】
図１３は、この発明の第５の実施形態を示す。この図１３は、上記図１２に示した第４の実施形態における互いに接近して配置した高温流体導入マニホールド１６１ａおよび低温流体排出マニホールド１６３ｂにそれぞれ対応する、高温流体導入マニホールド７７および低温流体排出マニホールド７９の周辺を示す断面図である。
【００６７】
この第５の実施形態は、上記各マニホールド７７と７９とを隔てる螺旋状板材８１を、板部８１ａの両面にフィン８１ｂを設けた形状としている。
【００６８】
上記した第５の実施形態によれば、螺旋状板材８１をフィン形状とすることで、前記第４の実施形態に示したマニホールド内の熱交換がさらに促進できる。なお、図１３のフィン形状の螺旋状板材８１に代えて、図１４に示すような波板形状の螺旋状板材８３を用いてもよい。
【００６９】
以上の各実施形態の中で、流体通路の形状を各種提示してきたが、本発明ではこれらの流体通路形状に限定されるものではない。例えば、図１５，図１６に示す板材１０のように、図１の板材１における上下に繰り返し流れるような二つの流体通路を、４５度程度傾けて形成した流体通路形状も可能である。ここで、３０が高温流体通路、３０ａ，３０ｂが高温流体の入口部，出口部であり、５０が低温流体通路、５０ａ，５０ｂが低温流体の入口部，出口部である。
【００７０】
また、図１７に示す板材５７０のように、前記図１０に示す板材５７おける一つの流体通路６１内に、破線状の隔壁８５を通路に沿って設けることも可能である。また、この破線状の隔壁８５を連続したものとして並行する複数の通路とすることも可能である。ここで、６１０（６３０）が高温流体通路（低温流体通路）、６１０ａ（６３０ａ），６１０ｂ（６３０ｂ）が流体の入口部，出口部である。
【００７１】
さらに、流体の体積変化を考慮して流体通路の断面積を入口部から出口部まで変化させるなどのバリェーションの設定も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す熱交換器に使用する板材の正面図である。
【図２】図１の底面図である。
【図３】図１の板材を複数積層して円筒形状の熱交換器本体を形成した熱交換器の全体構成を示す斜視図である。
【図４】図３の熱交換器におけるマニホールド周辺の断面図である。
【図５】この発明の第２の実施形態を示す熱交換器の斜視図である。
【図６】この発明の第３の実施形態を示す板材の要部の正面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】第３の実施形態の変形例を示す板材の正面図である。
【図９】図８の底側面図である。
【図１０】この発明の第４の実施形態を示す板材の正面図である。
【図１１】図１０の底面図である。
【図１２】図１０の板材を複数積層して熱交換器本体を形成した熱交換器の全体構成を示す斜視図である。
【図１３】この発明の第５の実施形態を示すマニホールドの周辺を示す断面図である。
【図１４】図１３の実施形態におけるマニホールド内の隔壁部を波板形状とした断面図である。
【図１５】板材における流体通路形状の他の例を示す正面図である。
【図１６】図１５の底面図である。
【図１７】板材における流体通路形状のさらに他の例を示す正面図である。
【符号の説明】
１，１０，４１，５１，５７，５７０　板材
３，３０，５３，６１，６１０　高温流体通路
３ａ，３０ａ，５３ａ，６１ａ，６１０ａ　高温流体の入口部
３ｂ，３０ｂ，５３ｂ，６１ｂ，６１０ｂ　高温流体の出口部
５，５０，５５，６３，６３０　低温流体通路
５ａ，５０ａ，５５ａ，６３ａ，６３０ａ　低温流体の入口部
５ｂ，５０ｂ，５５ｂ，６３ｂ，６３０ｂ　低温流体の出口部
７，５９　熱交換器本体
１３ａ，７７，１３０ａ，１６１ａ　高温流体導入マニホールド
１３ｂ，１３０ｂ，１６１ｂ　高温流体排出マニホールド
１５ａ，１５０ａ，１６３ａ　低温流体導入マニホールド
１５ｂ，７９，１５０ｂ，１６３ｂ　低温流体排出マニホールド
４３　凸部（マニホールド）
４５，５３ａ，５３ｂ，５５ａ，５５ｂ　板材を貫通する貫通孔
６７，８１，８３　螺旋状板材（隔壁部）
【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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【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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