(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流入口とガス流出口とを有し、前記ガス流入口と前記ガス流出口との間に高温ガスが流れるハウジングと、
前記ハウジングに収容されたコア部材と、
を具備した熱交換器であって、
前記コア部材が、
複数の伝熱プレートを厚さ方向に重ねた状態において各伝熱プレート間に下層ガス流路と下層冷却液流路とが交互に形成された下層コアユニットと、
前記下層コアユニットの上側に配置され、複数の伝熱プレートを厚さ方向に重ねた状態において各伝熱プレート間に上層ガス流路と上層冷却液流路とが交互に形成された上層コアユニットと、
前記下層コアユニットの下部に形成され、前記下層冷却液流路に連通する冷却液流入口と、
前記上層コアユニットの上部に形成され、前記上層冷却液流路に連通する冷却液流出口とを含み、
前記複数の伝熱プレートが、それぞれ、
前記ガス流入口と前記ガス流出口とを結ぶハウジングの軸線に対し斜め方向に稜線が延びる波形部と、
前記コア部材の一端側に形成された円形の貫通孔と、
前記コア部材の他端側に形成され、前記貫通孔に応じた径の筒部とを有し、
隣り合う前記伝熱プレート同士を互いに表裏を逆にして重ね、
一方の伝熱プレートの前記筒部を他方の伝熱プレートの前記貫通孔の内周縁に気液密に接合することにより前記冷却液流入口と対応する位置に第１の管状連通部を形成し、かつ、前記他方の伝熱プレートの前記筒部を前記一方の伝熱プレートの前記貫通孔の内周縁に気液密に接続することにより前記冷却液流出口と対応する位置に第２の管状連通部を形成し、かつ、
前記ハウジングの上方から見て、前記第１の管状連通部と前記第２の管状連通部とを結ぶコア部材の軸線が前記ハウジングの軸線と交差する向きに前記コア部材を配置することにより、前記ハウジングの側部に前記冷却液流入口と前記冷却液流出口とを配置したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記複数の伝熱プレートが互いに共通の形状であ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】
前記下層コアユニットと前記上層コアユニットとの間に仕切プレートが配置され、
前記仕切プレートは、
前記伝熱プレートの前記波形部と共通形状の波形部と、前記伝熱プレートの前記筒部と共通形状の筒部とを有し、かつ、
前記仕切プレートが、
前記伝熱プレートの前記貫通孔と対応する位置に閉鎖手段を有したことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記下層コアユニットと前記上層コアユニットとの間に、複数の伝熱プレートを厚さ方向に重ねることによって各伝熱プレート間に中層ガス流路と中層冷却液流路とを交互に形成してなる１つ以上の中層コアユニットを具備し、前記ハウジングの上方から見て、前記該コア部材の一端側に前記冷却液流入口が配置され、前記コア部材の他端側に前記冷却液流出口が配置されたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記複数の伝熱プレートが互いに共通の形状であることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記下層コアユニットと前記中層コアユニットとの間、および前記上層コアユニットと前記中層コアユニットとの間に、それぞれ仕切プレートが配置され、
前記仕切プレートは、
前記伝熱プレートの前記波形部と共通形状の波形部と、前記伝熱プレートの前記筒部と共通形状の筒部とを有し、かつ、
前記仕切プレートが、
前記伝熱プレートの前記貫通孔と対応する位置に閉鎖手段を有したことを特徴とする請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記伝熱プレートと前記仕切プレートとがそれぞれプレス加工された板金からなり、
前記伝熱プレートの前記貫通孔がプレスによって打抜かれた孔からなり、
前記仕切プレートの前記閉鎖手段が孔を開けずに残された板金部からなることを特徴とする請求項３または６に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記伝熱プレートと前記仕切プレートとがそれぞれプレス加工された板金からなり、
前記伝熱プレートの前記貫通孔がプレスによって打抜かれた孔からなり、
前記仕切プレートの前記閉鎖手段が、プレス加工によって打抜かれた貫通孔を塞ぐための塞ぎ部材からなることを特徴とする請求項３または６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、複数の伝熱プレートを積層することによって構成されたコア部材を有する熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１あるいは特許文献２にプレート形の熱交換器が開示されている。プレート形の熱交換器のコア部材は、複数の伝熱プレートを厚さ方向に積層し、各伝熱プレート間に、高温ガスが流れるガス流路と、冷却液が流れる冷却液流路とが交互に形成されている。前記コア部材は、ガス流入口とガス流出口とを有するハウジングに収容されている。このように構成された熱交換器では、ハウジングのガス流入口からコア部材に向かって流入した高温ガスがコア部材のガス流路を通るとともに、コア部材の冷却液流路に冷却液が供給されることにより、コア部材において高温ガスと冷却液との熱交換が行われ、高温ガスが冷却される。
【０００３】
従来のプレート形の熱交換器は、ハウジングの軸線（ガス流入口とガス流出口とを結ぶ線分）と、コア部材の軸線（ハウジングの上方から見て、冷却液流入口と冷却液流出口とを結ぶ線分）とが平行となるようにハウジングの内部にコア部材が配置されている。またコア部材の上部に冷却液流入口が設けられ、かつ、コア部材の上部に冷却液流出口が設けられている。前記冷却液流入口からコア部材の内部に流入した冷却液は多数の冷却液流路に分岐するとともに、各冷却液流路において冷却液がそれぞれ前記冷却液流出口に向かって一方向に流れるように構成されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８３６７３号公報
【特許文献２】特許第２７４３８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高温ガスの冷却に使用されるプレート形の熱交換器では、数百℃を越える高温ガスがガス流入口からハウジングの内部に流入することがある。この高温ガスの流れが不均一になると、伝熱プレートの一部が局部的に高温となり、伝熱プレートの一部に熱応力による過剰な変形が発生し、コア部材が破損することが考えられる。特に、コア部材の構造上、冷却液の流速等を十分均一にすることが難しいプレート形の熱交換器の場合には、比較的高温となりやすいコア部材の一部の温度が短時間のうちに上昇し、局部的に応力の高い箇所が生じる恐れがある。
【０００６】
従って本発明の目的は、高温ガスに触れるコア部材の一部の温度が過剰に上昇することを抑制できる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの実施形態に係る熱交換器は、ガス流入口とガス流出口とを有し前記ガス流入口と前記ガス流出口との間に高温ガスが流れるハウジングと、前記ハウジングに収容されたコア部材とを具備している。前記コア部材は、下層コアユニットと、この下層コアユニットの上側に配置される上層コアユニットとを含んでいる。前記下層コアユニットは、複数の伝熱プレートを厚さ方向に重ねることにより、各伝熱プレート間に下層ガス流路と下層冷却液流路とが交互に形成される。前記上層コアユニットも複数の伝熱プレートを厚さ方向に重ねることにより、各伝熱プレート間に上層ガス流路と上層冷却液流路とが交互に形成される。前記下層コアユニットの下部に、前記下層冷却液流路に連通する冷却液流入口が形成されている。前記上層コアユニットの上部に、前記上層冷却液流路に連通する冷却液流出口が形成されている。前記複数の伝熱プレートが、それぞれ、前記ガス流入口と前記ガス流出口とを結ぶハウジングの軸線に対し斜め方向に稜線が延びる波形部と、前記コア部材の一端側に形成された円形の貫通孔と、前記コア部材の他端側に形成され、前記貫通孔に応じた径の筒部とを有し、隣り合う前記伝熱プレート同士を互いに表裏を逆にして重ね、一方の伝熱プレートの前記筒部を他方の伝熱プレートの前記貫通孔の内周縁に気液密に接合することにより前記冷却液流入口と対応する位置に第１の管状連通部が形成され、かつ、前記他方の伝熱プレートの前記筒部を前記一方の伝熱プレートの前記貫通孔の内周縁に気液密に接続することにより前記冷却液流出口と対応する位置に第２の管状連通部が形成される。前記ハウジングの上方から見て、前記第１の管状連通部と前記第２の管状連通部とを結ぶコア部材の軸線が前記ハウジングの軸線と交差する向きに前記コア部材を配置することにより、前記ハウジングの側部に前記冷却液流入口と前記冷却液流出口とが配置されている。
【０００８】
１つの実施形態では、前記複数の伝熱プレートが互いに共通の形状である。前記下層コアユニットと上層コアユニットとの間に、複数の伝熱プレートを厚さ方向に重ねることによって各伝熱プレート間に中層ガス流路と中層冷却液流路とを交互に形成してなる１つ以上の中層コアユニットを具備し、前記ハウジングの上方から見て、前記該コア部材の一端側に前記冷却液流入口が配置され、前記コア部材の他端側に前記冷却液流出口が配置されてもよい。
【０００９】
また前記下層コアユニットと前記中層コアユニットとの間、および前記上層コアユニットと前記中層コアユニットとの間などに、それぞれ仕切プレートが配置され、前記仕切プレートが、前記伝熱プレートの前記波形部と共通形状の波形部と、前記伝熱プレートの前記筒部と共通形状の筒部とを有し、かつ、前記伝熱プレートの前記貫通孔と対応する位置に閉鎖手段を有していてもよい。
【００１０】
１つの実施形態では、前記伝熱プレートと前記仕切プレートとがそれぞれプレス加工された板金からなり、前記伝熱プレートの前記貫通孔がプレスによって打抜かれた孔からなり、前記仕切プレートの前記閉鎖手段が孔を開けずに残された板金部からなる。他の実施形態では、前記伝熱プレートと前記仕切プレートとがそれぞれプレス加工された板金からなり、前記伝熱プレートの前記貫通孔がプレスによって打抜かれた孔からなり、前記仕切プレートの前記閉鎖手段が、プレス加工によって打抜かれた貫通孔を塞ぐための塞ぎ部材からなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、冷却液流入口からコア部材に流入した冷却液が下層コアユニットから上層コアユニットへと、下から上に向かって蛇行しながら流れるような流路構成であるため、冷却液流路を長くとることができるとともに、冷却液をコア部材に供給する際に、コア部材の内部に空気が閉じ込められて空気だまりが生じてしまうことを回避できる。またハウジングの軸線に対してコア部材の軸線が交差する向きでコア部材が配置され、ハウジングの両側部に冷却液流入口と冷却液流出口とが位置するため、高温ガスの流れが冷却液流入口や冷却液流出口によって影響を受けにくくなる。しかもコア部材を下層コアユニットと上層コアユニットとに分け、さらに必要に応じて中層コアユニットを設けたことにより、１つのコアユニットあたりの冷却水流量を増加させることができ、それにより流れの改善と、温度差低減、および冷却能力の向上による熱交換率の向上を図ることができた。これらの理由から、コア部材の一部の温度が過剰に上昇することが抑制され、熱応力によるコア部材の変形や損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る熱交換器の一部を切欠いて内部を示す斜視図。
【図２】同熱交換器の内部を模式的に示す平面図。
【図３】同熱交換器の正面図。
【図４】同熱交換器の一部を断面で示す側面図。
【図５】同熱交換器のハウジングとコア部材を模式的に示す縦断面図。
【図６】同熱交換器のコア部材を構成する複数枚の伝熱プレートの斜視図。
【図７】同熱交換器のコア部材の一部の断面図。
【図８】同熱交換器の伝熱プレートの平面図。
【図９】同熱交換器の伝熱プレートと仕切プレートとを示す平面図。
【図１０】同熱交換器と従来の熱交換器にそれぞれ高温ガスと冷却液を流した場合の時間と温度との関係を示す図。
【図１１】第２の実施形態に係る熱交換器の伝熱プレートと仕切プレートとを示す平面図。
【図１２】第３の実施形態に係る熱交換器のハウジングとコア部材を模式的に示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の第１の実施形態について、図１から図１０を参照して説明する。  
図１に熱交換器１０が示されている。この熱交換器１０は、ハウジング１１と、ハウジング１１の内部に収容されたコア部材１２とを備えている。図１はハウジング１１の一部を切欠いて、熱交換器１０の内部を示している。
【００１４】
図２は熱交換器１０の内部を模式的に示す平面図、図３は熱交換器１０の正面図、図４は熱交換器１０の一部を断面で示す側面図である。ハウジング１１はステンレス鋼などの金属板からなり、コア部材１２を収容するコア収容部１５と、コア収容部１５の一端側に形成されたガス流入口１６を有するガス流入筒１６ａと、コア収容部１５の他端側に形成されたガス流出口１７を有するガス流出筒１７ａとを備えている。
【００１５】
コア収容部１５は、左右一対の側板２０，２１と、底板２２と、上板２３などからなり、四角い箱形に形成されている。ガス流入口１６とガス流出口１７との間に、高温ガスが流れるガス流通部２５が形成される。この明細書では、ガス流入口１６とガス流出口１７とを結ぶ線分をハウジング１１の軸線Ｘ１（図２に示す）と称している。
【００１６】
ガス流入筒１６ａは、ガス流入口１６からコア収容部１５に向って流路断面が円形から四角形に変化するとともに、流路断面積が増加するテーパ形状をなしている。ガス流入口１６に高温ガスの供給管２７（図１に示す）が接続される。これに対しガス流出筒１７ａは、コア収容部１５からガス流出口１７に向って流路断面が四角形から円形に変化するとともに、流路断面積が減少する逆テーパ形状をなしている。ガス流出口１７にガスの排出管２８（図１に示す）が接続される。
【００１７】
供給管２７からガス流入口１６を経てコア収容部１５に流入した高温ガスＧ１は、コア部材１２を通り、ガス流出口１７から出てゆく途中でコア部材１２によって熱交換がなされる。熱交換がなされて温度が低下したガスＧ２は、ガス流出口１７からガスの排出管２８に流出する。
【００１８】
コア部材１２の詳細について、図５から図９を参照して説明する。  
図５は、ハウジング１１とコア部材１２とを模式的に示す縦断面図である。図５に示されるようにコア部材１２は、上下方向に積層された複数のコアユニット３１，３２，３３を含んでいる。すなわちコア部材１２は、下から順に、下層コアユニット３１と、１つ以上の中層コアユニット３２と、上層コアユニット３３とを備えている。
【００１９】
これらコアユニット３１，３２，３３は、いずれも、ステンレス鋼などの板金からなる複数の伝熱プレート４０を交互に表裏が逆となるように厚さ方向に重ね、ろう付け等の接合手段によって互いに接合することにより構成されている。各伝熱プレート４０は互いに共通の形状である。板金の厚さの一例は０．３ｍｍ程度であるが、それ以外の厚さであっても勿論かまわない。
【００２０】
さらに詳しくは、下層コアユニット３１は、隣り合う伝熱プレート４０同士を互いに表裏が逆となるように厚さ方向に重ねることにより、隣り合う伝熱プレート間に、交互に下層ガス流路４１と下層冷却液流路４２とが形成されている。コア部材１２の一端側（図５において右側）でかつ下層コアユニット３１の最低部に、下層冷却液流路４２に連通する冷却液流入口４３が設けられている。冷却液流入口４３には、例えば冷却水等の冷却液Ｑ１を供給するための冷却液供給管が接続される。
【００２１】
中層コアユニット３２は、下層コアユニット３１の上に配置されている。中層コアユニット３２は下層コアユニット３１と同様に、隣り合う伝熱プレート４０同士を互いに表裏が逆となるように厚さ方向に重ねることにより、隣り合う伝熱プレート間に、交互に中層ガス流路５１と中層冷却液流路５２とが形成されている。
【００２２】
上層コアユニット３３は、中層コアユニット３２の上に配置されている。上層コアユニット３３は、下層コアユニット３１および中層コアユニット３２と同様に、隣り合う伝熱プレート４０同士を互いに表裏が逆となるように厚さ方向に重ねることにより、隣り合う伝熱プレート間に、交互に上層ガス流路６１と上層冷却液流路６２とが形成されている。
【００２３】
コア部材１２の他端側（図５において左側）でかつ上層コアユニット３３の最上部に、上層冷却液流路６２に連通する冷却液流出口６３が設けられている。冷却液流出口６３には、熱交換後の冷却液Ｑ２を排出するための冷却液排出管が接続される。この明細書では、ハウジング１１の上方から見て、冷却液流入口４３と冷却液流出口６３とを結ぶ線分をコア部材１２の軸線Ｙ１（図２に示す）と称している。
【００２４】
図６は伝熱プレート４０の斜視図である。図７はコア部材１２の一部の断面図である。図８は伝熱プレート４０の平面図である。各伝熱プレート４０は互いに共通形状である。伝熱プレート４０は、それぞれ、コア部材１２の軸線Ｙ１に対し斜め方向に稜線が延びる波形部７０と、コア部材１２の一端側に形成された円形の貫通孔７１と、コア部材１２の他端側に形成された筒部（バーリング加工孔）７２とを有している。筒部７２は貫通孔７１の内径に応じた外径を有し、隣り合う伝熱プレート４０の貫通孔７１に挿入可能な大きさとしている。
【００２５】
波形部７０と貫通孔７１と筒部７２とは、いずれも板金（例えばステンレス鋼の板）をプレスすることによって形成されている。すなわち波形部７０は、プレスによる塑性加工によって、複数の山と谷とが交互に形成されている。貫通孔７１は、板金の一方の端部をプレスによって打ち抜くことにより形成されている。筒部７２は板金の他方の端部をプレスに伴うバーリング加工によって形成されている。
【００２６】
図６および図７に示されるように、隣り合う伝熱プレート４０ａ，４０ｂ同士を互いに表裏を逆にして重ね、一方の伝熱プレート４０ａの筒部７２が、他方の伝熱プレート４０ｂの貫通孔７１の内周縁に気液密に接合される。また他方の伝熱プレート４０ｂの筒部７２が、一方の伝熱プレート４０ａの貫通孔７１の内周縁に気液密に接合される。接合手段としては、例えば筒部７２を貫通孔７１に挿入し、筒部７２の全周をかしめたのち、ろう付けを行なうといったシール機能を有する接合手段を適用することができる。伝熱プレート４０の周縁の一部にスペーサ部材７５（図２と図６と図７に示す）が設けられている。冷却液流入口４３と冷却液流出口６３とは、それぞれフレーム７６（図７に一部を示す）に固定されてもよいが、他の実施形態によってはフレーム７６を省略し、伝熱プレート４０に直接固定してもよい。
【００２７】
本実施形態では、一方の伝熱プレート４０ａの筒部７２を他方の伝熱プレート４０ｂの貫通孔７１の内周縁に接合することにより、冷却液流入口４３と対応する位置（冷却液流入口４３の上方）に、上下方向に延びる第１の管状連通部８１が形成されている。また他方の伝熱プレート４０ｂの筒部７２を一方の伝熱プレート４０ａの貫通孔７１の内周縁に気液密に接続することにより、冷却液流出口６３と対応する位置（冷却液流出口６３の下方）に、上下方向に延びる第２の管状連通部８２が形成されている。
【００２８】
下層コアユニット３１と中層コアユニット３２との間に、仕切プレート９０が配置されている。中層コアユニット３２と上層コアユニット３３との間にも、仕切プレート９０が配置されている。これら仕切プレート９０は互いに共通形状であるため、一方の仕切プレート９０を代表して以下に説明する。
【００２９】
図９は、伝熱プレート４０と仕切プレート９０を示す平面図である。仕切プレート９０は、伝熱プレート４０の波形部７０と共通形状の波形部９１と、伝熱プレート４０の筒部７２と共通形状の筒部９２とを有している。しかもこの仕切プレート９０は、伝熱プレート４０の貫通孔７１と対応する位置に、閉鎖手段の一例として、貫通孔７１を開けずに板金のまま残された板金部９３を有している。
【００３０】
図５に示されるように、下層コアユニット３１と中層コアユニット３２との間に配置される下側の仕切プレート９０の板金部（閉鎖手段）９３は、第１の管状連通部８１と同様にコア部材１２の一端側（図５において右側）に設けられている。下層冷却液流路４２と中層冷却液流路５２とを連通させる第２の管状連通部８２は、コア部材１２の他端側（図５において左側）に形成されている。このため冷却液流入口４３から第１の管状連通部８１を通って下層冷却液流路４２に流入する冷却液は、図５に矢印Ｆ１で示すように、コア部材１２の一端側から他端側に向かって下層冷却液流路４２内を流れたのち、第２の管状連通部８２から中層冷却液流路５２に流入する。
【００３１】
図５に示されるように、中層コアユニット３２と上層コアユニット３３との間に配置される上側の仕切プレート９０の板金部（閉鎖手段）９３は、コア部材１２の他端側（図５において左側）に形成されている。中層冷却液流路５２と上層冷却液流路６２とを連通させる第１の管状連通部８１は、コア部材１２の一端側（図５において右側）に形成されている。このため下層冷却液流路４２から中層冷却液流路５２に流入した冷却液は、矢印Ｆ２で示すように、コア部材１２の他端側から一端側に向かって流れ、さらに第１の管状連通部８１を経て上層冷却液流路６２に流入する。
【００３２】
上層コアユニット３３の第２の管状連通部８２と冷却液流出口６３は、いずれもコア部材１２の他端側に設けられている。このため、中層冷却液流路５２から上層冷却液流路６２に流入した冷却液は、矢印Ｆ３で示すように、コア部材１２の一端側から他端側に向かって流れ、冷却液流出口６３から出てゆく。このように、コア部材１２の最下部に位置する冷却液流入口４３からコア部材１２の内部に流入した冷却液は、コアユニット３１，３２，３３の冷却液流路４２，５２，６２を上方に向かってジグザグと蛇行しながら上昇し、最上部の冷却液流出口６３から出てゆく。
【００３３】
これに対し、高温ガス（例えば数百℃の空気）Ｇ１は、ハウジング１１のガス流入口１６からハウジング１１内のガス流通部２５に流入し、コア部材１２のガス流路４１，５１，６１を通ってガス流出口１７から出てゆく。この明細書で言う「高温ガス」とは、冷却を必要とする温度のガスという意味であるから、ガスの温度は百℃以下であってもよく、具体的な温度は問わない。ガス流路４１，５１，６１を流れる高温ガスと、冷却液流路４２，５２，６２を流れる冷却液との間で熱交換がなされることにより高温ガスが冷却され、温度の下がったガスＧ２がガス流出口１７から出てゆく。
【００３４】
図２に示されるように、コア部材１２は、ハウジング１１の軸線Ｘ１に対して、コア部材１２の軸線Ｙ１が９０°交差（直交）する向き（横向きの姿勢）で配置されている。冷却液流入口４３と冷却液流出口６３とがコア部材１２の両端に設けられているため、ハウジング１１の軸線Ｘ１に対しコア部材１２の軸線Ｙ１が直交するように配置されると、ハウジング１１の両側部に冷却液流入口４３と冷却液流出口６３が位置する。
【００３５】
本実施形態のコア部材１２は、冷却液流入口４３と対応する位置（冷却液流入口４３の真上）に第１の管状連通部８１が形成され、冷却液流出口６３と対応する位置（冷却液流出口６３の真下）に第２の管状連通部８２が形成されている。このため第１の管状連通部８１と第２の管状連通部８２とは、それぞれ、ガス流通部２５の幅方向の両側、すなわち高温ガスの流線中心から離れた位置に分かれて配置される。このため、コア部材１２の内部に第１の管状連通部８１と第２の管状連通部８２とが設けられていても、これら管状連通部８１，８２によって高温ガスの流れ（整流）が実質的な影響を受けることを回避できる。
【００３６】
本実施形態の熱交換器１０によれば、コア部材１２を流れる冷却液が下層コアユニット３１から中層コアユニット３２を経て上層コアユニット３３へと、下から上に向かってジグザグ状に蛇行しながら流れるような流路構成であるため、冷却液流路を長くとることができる。しかもコア部材１２の最下部に設けられた冷却液流入口４３からコア部材１２の内部に冷却液を供給する際、冷却液の水位が次第に上昇することに伴い、冷却液流路４２，５２，６２内の空気が最上部の冷却液流出口６３から順次排出されてゆくため、冷却液流路４２，５２，６２内に空気だまりが生じてしまうことを回避できる。よって、空気だまりが原因となって生じるコア部材１２の局部的な温度上昇も抑制できる。
【００３７】
しかもハウジング１１の軸線Ｘ１に対してコア部材１２の軸線Ｙ１が直交するようにコア部材１２が横向きに配置され、ハウジング１１の両側部に冷却液流入口４３および第１の管状連通部８１と、冷却液流出口６３および第２の管状連通部８２とが位置するため、高温ガスの流れが管状連通部８１，８２によって影響を受けることを回避でき、特に管状連通部８１，８２付近の下流側の温度が過剰に上昇することを防止でき、熱応力によるコア部材の変形や損傷を防止することができるものである。
【００３８】
本実施形態の熱交換器では、コア部材１２を、下層コアユニット３１、中層コアユニット３２、上層コアユニット３３と分けたことにより、１つのコアユニットあたりの冷却水流量を増加させることができ、それにより流れの改善と、温度差低減、および冷却能力の向上による熱交換率の向上を図ることができた。
【００３９】
図１０は、本実施形態の熱交換器と従来の熱交換器について、それぞれのコア部材の温度変化を調べた結果である。ここで言う従来の熱交換器は、コア部材の軸線がハウジングの軸線に沿うようにコア部材が高温ガスの流線に沿って配置され、かつ、コア部材が上下に複数のコアユニット層に分かれていないものである。測定条件は、コア部材の冷却液流路に冷却水が流されている状態のもとで、高温空気の流入を開始してから約７０秒後に高温空気の流入を止め、送風（室温）に切換えた場合のコア部材の一部（ガス流入側）の温度変化を測定した。
【００４０】
図１０において、実線Ｌ１が本実施形態の熱交換器のコア部材の温度変化を示し、破線Ｌ２が従来の熱交換器のコア部材の温度変化を示している。従来のコア部材は、高温ガスの流入を開始した直後にコア部材のガス流入側の一部の温度が急に上昇し、局部的な高温部を生じている。このため熱応力によってコア部材が変形したり破損したりする恐れがある。これに対し本実施形態の熱交換器では、コア部材に生じる温度上昇を小さくすることができ、コア部材の熱応力を小さくすることができた。
【００４１】
図１１は、第２の実施形態を示す仕切プレート９０´と伝熱プレート４０とを示す平面図である。伝熱プレート４０の構成は第１の実施形態の伝熱プレート４０（図１〜図９に示す）と共通である。第２の実施形態の仕切プレート９０´は、伝熱プレート４０と同様にプレス加工された板金からなる。伝熱プレート４０にはプレスによって打抜かれた貫通孔７１が形成されている。これに対し仕切プレート９０´は、貫通孔７１を塞ぐための閉鎖手段として、板金とは別部品である塞ぎ部材１００を備えている。塞ぎ部材１００は、伝熱プレート４０と同様にステンレス鋼等の金属板からなり、貫通孔７１を気液密に封鎖している。このように構成された第２の実施形態によれば、伝熱プレート４０と仕切プレート９０´とに共通のプレス成形品を使用することが可能となり、伝熱プレート４０と仕切プレート９０´との部品共通化を図ることができる。
【００４２】
図１２は、第３の実施形態に係る熱交換器１０´のコア部材１２´を示している。このコア部材１２´は、第１の実施形態で説明した中層コアユニット３２を設けずに、下層コアユニット３１の上に上層コアユニット３３が配置されている。それ以外の構成と作用は第１の実施形態の熱交換器１０と共通であるため、互いに共通の箇所に同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
なお本発明を実施するに当たって、例えばハウジングやコア部材の形状や構成をはじめとして、伝熱プレートの具体的な形状や、伝熱プレートを重ねる枚数等の具体的な態様を適宜に変形して実施できることは言うまでもない。また中層コアユニットの数が２以上でもよい。さらに中層コアユニットが無く、下層コアユニットと上層コアユニットのみによってコア部材が構成されてもよい。高温ガスは高温空気以外のガスでもよいし、冷却液は水以外の流体であってもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０，１０´…熱交換器、１１…ハウジング、１２，１２´…コア部材、１５…コア収容部、１６…ガス流入口、１７…ガス流出口、２５…ガス流通部、３１…下層コアユニット、３２…中層コアユニット、３３…上層コアユニット、４０…伝熱プレート、４１…下層ガス流路、４２…下層冷却液流路、４３…冷却液流入口、５１…中層ガス流路、５２…中層冷却液流路、６１…上層ガス流路、６２…上層冷却液流路、６３…冷却液流出口、Ｇ１，Ｇ２…ガス、Ｑ１，Ｑ２…冷却液、７０…波形部、７１…貫通孔、７２…筒部、８１…第１の管状連通部、８２…第２の管状連通部、９０，９０´…仕切プレート、９１…波形部、９２…筒部、９３…板金部（閉鎖手段）、１００…塞ぎ部材（閉鎖手段）、Ｘ１…ハウジングの軸線、Ｙ１…コア部材の軸線。
【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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