(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流体通路と第２の流体通路とが隣接して形成され、前記第１の流体通路を流れる高温流体と前記第２の流体通路を流れる低温流体との熱交換を行う熱交換器であって、
前記流体通路の壁面を形成する金属製のセパレータと、隣り合う前記セパレータ同士の間を塞いで前記セパレータにろう付け接合されるキャップとを有し、
前記キャップは、前記セパレータの外側に被せられる外側辺部と、前記セパレータの内側に嵌合する嵌合部とを有し、
前記嵌合部は、前記外側辺部との間に前記セパレータを挟み込む内側辺部と、前記嵌合部の底面を形成する底面部とを有し、前記内側辺部の嵌合長さが前記外側辺部の嵌合長さより長く設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載した熱交換器において、
前記キャップは、前記嵌合部の底面部が自身の中央部から前記内側辺部へ向かって傾斜して設けられていることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温流体と低温流体との熱交換を行う熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、特開2000-154978 号公報に記載された熱交換器がある。
この熱交換器は、高温空気と低温空気とを熱交換させるもので、図４に示す様に、空気流路１００の壁面を形成するセパレータ１１０と、このセパレータ１１０の開口端に被せられるキャップ１２０とで構成され、両者がろう付けにより接合されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の熱交換器は、セパレータ１１０として板厚の薄い金属板を使用し、且つセパレータ１１０の外側にキャップ１２０を被せるだけの構造であるため、キャップ１２０の組付け時におけるセパレータ１１０の変形、及びろう付け時の熱変形等によりセパレータ１１０とキャップ１２０との嵌合部（ろう付け部）に隙間が生じることがある。その結果、セパレータ１１０とキャップ１２０との接合部のろう付け性が低下し、熱交換器の気密性を十分に確保できないという問題があった。
【０００４】
そこで、ろう付け性を改善できる方法として、例えば、図５に示す様に、キャップ１２０に嵌合部１２１を設けて、セパレータ１１０を内側と外側から挟み込む構造にすることが考えられる。しかし、この場合、キャップ１２０をセパレータ１１０に組付ける際に、キャップ１２０の外側辺部１２２をセパレータ１１０の外側に被せながら同時に嵌合部１２１をセパレータ１１０の内側へ嵌合させる必要があるため、嵌合部１２１がセパレータ１１０に干渉する可能性がある。従って、キャップ１２０の嵌合部１２１がセパレータ１１０の端部に当たらない様に、セパレータ１１０を拡げながらキャップ１２０を組付ける必要があるため、組付け性が悪いという問題が生じる。
【０００５】
また、図６に示す様に、キャップ１２０の嵌合部１２１を山形に形成して傾斜面を設けることで、その傾斜面を溶融したろう材がろう付け部へ流れ込むことにより、ろう付け性を向上することができる。しかし、この場合も、セパレータ１１０がキャップ１２０の外側辺部１２２に規制された状態でセパレータ１１０を拡げながらキャップ１２０を組付ける必要があるため、組付け性が悪いという問題が生じる。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、流体流路を形成するセパレータとキャップとの組付け性を損なうことなく、ろう付け性を向上できる熱交換器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の手段）
本発明の熱交換器は、流体通路の壁面を形成する金属製のセパレータと、隣り合うセパレータ同士の間を塞いでセパレータにろう付け接合されるキャップとを有する。キャップは、セパレータの外側に被せられる外側辺部と、セパレータの内側に嵌合する嵌合部とを有し、その嵌合部は、外側辺部との間にセパレータを挟み込む内側辺部と、嵌合部の底面を形成する底面部とを有し、内側辺部の嵌合長さが外側辺部の嵌合長さより長く設けられている。
【０００７】
この構成によれば、キャップの外側辺部と内側辺部との間にセパレータを挟み込む構造であるので、キャップの組付け時におけるセパレータの変形、あるいはろう付け時の熱変形等によりセパレータとキャップとの間に隙間が生じることを防止できる。その結果、セパレータとキャップとの接合部のろう付け性を改善できる。
また、キャップの外側辺部より内側辺部の長さ（セパレータに対する嵌合長さ）を長くしているので、セパレータにキャップを組付ける際に、外側辺部をセパレータの外側に被せる前に、嵌合部をセパレータの内側へ挿入することができる。この場合、セパレータが外側辺部に規制されていない状態で嵌合部をセパレータの内側へ挿入できるので、嵌合部の挿入が容易であり、キャップの組付け性が向上する。
【０００８】
（請求項２の手段）
請求項１に記載した熱交換器において、
キャップは、嵌合部の底面部が自身の中央部から内側辺部へ向かって傾斜して設けられている。
この構成では、ろう付け時において、溶融したろう材が底面部の傾斜に沿って内側辺部とセパレータとのろう付け部へ流れ込むことができるので、ろう付け性を向上できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は熱交換器を構成するセパレータとキャップとの組付け状態を示す断面図、図２はセパレータとキャップとの組付け状態を示す斜視図、図３は熱交換器の全体形状を示す斜視図である。
本実施例の熱交換器１は、図３に示す様に、高温流体が流れる第１の流体通路２と低温流体が流れる第２の流体通路３とが交互に隣接して設けられ、それぞれの流体通路２、３を流れる高温流体と低温流体との熱交換を行うものである。
【００１０】
第１の流体通路２および第２の流体通路３は、同形状に設けられた複数枚のセパレータ４と複数個のキャップ５とで構成される。
セパレータ４は、各流体通路２、３の壁面を形成するもので、例えば矩形を有する平板材の両端部を折り曲げて接続代を設け、隣接するセパレータ４と互いの接続代を重ねて繋ぎ合わされる。これにより、隣合うセパレータ４同士の間に一定の間隔を有する通路部が形成される。
【００１１】
キャップ５は、図１に示す様に、各流体通路２、３に対し、セパレータ４の外側に被せられる外側辺部５ａと、セパレータ４の内側に嵌合する嵌合部（下述する）とを有している。
嵌合部は、外側辺部５ａとの間にセパレータ４を挟み込む内側辺部５ｂと、嵌合部の底面を形成する底面部５ｃとを有し、内側辺部５ｂの嵌合長さ（図１の上下方向の長さ）が外側辺部５ａの嵌合長さより長く設けられ、且つ底面部５ｃが自身の中央部から内側辺部５ｂへ向かって傾斜して設けられている。即ち、図１に示す状態で、底面部５ｃの中央部が上方へ突出する山型形状に設けられている。
【００１２】
このキャップ５は、高温流体の流れと低温流体の流れとが対向流となる様に、隣合うセパレータ４同士の間に形成される上下両端側の開口面を交互に塞いでいる（図２参照）。これにより、第１の流体通路２は、隣合うセパレータ４同士の間で上端開口面を入口とし、接続代と反対側の側方開口面を出口として形成され、第２の流体通路３は、隣合うセパレータ４同士の間で下端開口面を入口とし、接続代と反対側の側方開口面を出口として形成される（図３参照）。
上記のセパレータ４とキャップ５は、例えばアルミニウム等の熱伝導性に優れる母材の表面に予めろう材層を有するクラッド材を使用して成形され、両者の接合部が一体ろう付けにより接合されている。
【００１３】
（本実施例の効果）
上記の熱交換器１は、キャップ５に嵌合部を設けることにより、その嵌合部の内側辺部５ｂと外側辺部５ａとの間にセパレータ４を挟み込む構造としている。この場合、キャップ５の組付け時におけるセパレータ４の変形を防止でき、且つろう付け時の熱変形によりセパレータ４とキャップ５との間に隙間が生じることを防止できる。その結果、セパレータ４とキャップ５との接合部のろう付け性を改善でき、気密性の高い熱交換器１を提供できる。
【００１４】
また、キャップ５の外側辺部５ａより内側辺部５ｂの嵌合長さを長くしているので、セパレータ４にキャップ５を組付ける際に、外側辺部５ａをセパレータ４の外側に被せる前に嵌合部をセパレータ４の内側へ挿入することができる。即ち、外側辺部５ａをセパレータ４の外側に被せるのと同時に嵌合部をセパレータ４の内側へ挿入する必要がなく、セパレータ４が外側辺部５ａに規制されていない状態で嵌合部をセパレータ４の内側へ挿入できる。これにより、嵌合部の挿入が容易であり、キャップ５の組付け性が向上する。
【００１５】
更に、キャップ５は、嵌合部の底面部５ｃが自身の中央部から内側辺部５ｂへ向かって傾斜して設けられているので、図１に示す姿勢（セパレータ４に対しキャップ５を下側に配置する）で一体ろう付けを行うことにより、溶融したろう材が底面部５ｃの傾斜面に沿ってセパレータ４と内側辺部５ｂとのろう付け部へ流れることができる。また、セパレータ４の表面を伝って流れ落ちるろう材もセパレータ４とキャップ５とのろう付け部に流れ込むので、接合部のろう付け性が向上し、熱交換器１の気密性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】セパレータとキャップとの組付け状態を示す断面図である。
【図２】セパレータとキャップとの組付け状態を示す斜視図である。
【図３】熱交換器の全体形状を示す斜視図である。
【図４】セパレータとキャップとの組付け状態を示す断面図である（従来技術）。
【図５】セパレータとキャップとの組付け状態を示す断面図である（従来技術）。
【図６】セパレータとキャップとの組付け状態を示す断面図である（従来技術）。
【符号の説明】
１    熱交換器
２    第１の流体通路
３    第２の流体通路
４    セパレータ
５    キャップ
５ａ  外側辺部
５ｂ  内側辺部（嵌合部）
５ｃ  底面部（嵌合部）
【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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