(57)【要約】【課題】体格を増大することなく外部との放熱を抑制する高い断熱性能を備える熱交換器の提供にある。【解決手段】互い並列に配置され、作動流体を通す複数の直管部１６と、複数の直管部１６が挿入される複数の通孔２６を備え、複数の直管部１６に支持されるフィン１３と、フィン１３および複数の直管部１６を収容するケース１４を備え、ケース１４内におけるフィン１３の周囲の加熱流体と複数の直管部１６を通る作動流体との熱交換を行う熱交換器１０において、複数の直管部１６のうち、ケース１４の天板２１及び底板２２に最も近い直管部１６とケース１４の天板２１及び底板２２との間の第１距離が、当該チューブと隣接するチューブと当該チューブとの間の第２距離よりも小さい。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互い並列に配置され、作動流体を通す複数のチューブと、
前記複数のチューブが挿入される複数の通孔を備え、前記複数のチューブに支持されるフィンと、
前記フィンおよび前記複数のチューブを収容するケースを備え、
前記ケース内における前記フィンの周囲の加熱流体と前記複数のチューブを通る作動流体との熱交換を行う熱交換器において、
前記複数のチューブのうち、前記ケースの天板及び底板に最も近いチューブと前記ケースの天板及び底板との間の第１距離が、当該チューブと隣接するチューブと当該チューブとの間の第２距離よりも小さいことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記第１距離は、前記第２距離の１／２以下とすることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第１距離は、前記第２距離の１／２とすることを特徴とする請求項２記載の熱交換器。
【請求項４】
前記ケースの天板及び底板に最も近いチューブは前記ケースの天板及び底板と当接していることを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換器。
【請求項５】
加熱流体を通す加熱流体管が前記ケースの少なくとも加熱流体流れ上流側の端面に接続され、
前記加熱流体管から前記ケースの天板及び底板に最も近いチューブと前記ケースの天板及び底板との間へ流れる加熱流体の流れを遮る規制板を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の熱交換器。
【請求項６】
前記規制板は、前記加熱流体管又は前記ケースに取り付けられていることを特徴とする請求項５記載の熱交換器。
【請求項７】
前記規制板は、前記加熱流体管の端部の折り曲げにより形成されていることを特徴とする請求項５記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱交換器に関し、特に、作動流体を通すチューブと、チューブに固定された熱交換のためのフィンを備えた熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱交換器としては、例えば、特許文献１に開示された熱交換器が知られている。
特許文献１に開示された熱交換器は、内燃機関の排気ガスの熱エネルギーを回収して機械エネルギーに変換するランキンサイクル装置の蒸発器である。
蒸発器のケーシング内には、金属薄板によりなる多数の伝熱板が所定ピッチで平行に配置されている。
伝熱板には仕切り壁が形成されており、仕切り壁により伝熱板間には屈曲した排気ガス通路が形成されている。
水が流通するパイプ部材が全ての伝熱板を貫通しており、パイプ部材は伝熱板間に形成された排気ガス通路を通る排気ガスとの熱交換を行い、これによりパイプ部材を通る水は加熱され高温・高圧蒸気となる。
ケーシングの内周面と伝熱板の外周部との間には空気層を保持する隙間が形成されており、この空気層の断熱効果により蒸発器の外部に放散される熱エネルギーが減少する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５５９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された熱交換器では、放散される熱エネルギーの減少を図るために十分な断熱効果を得ようとすると、空気層を大きくする必要があり、空気層を大きくすることにより熱交換器の体格増大を招くという問題がある。
また、熱交換器の体格を増大させずに維持する場合では、排気ガス通路の流路断面積が相対的に減少し、これにより熱交換の効率が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、体格を増大することなく外部との放熱を抑制する高い断熱性能を備える熱交換器の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、互い並列に配置され、作動流体を通す複数のチューブと、前記複数のチューブが挿入される複数の通孔を備え、前記複数のチューブに支持されるフィンと、前記フィンおよび前記複数のチューブを収容するケースを備え、前記ケース内における前記フィンの周囲の加熱流体と前記複数のチューブを通る作動流体との熱交換を行う熱交換器において、前記複数のチューブのうち、前記ケースの天板及び底板に最も近いチューブと前記ケースの天板及び底板との間の第１距離が、当該チューブと隣接するチューブと当該チューブとの間の第２距離よりも小さいことを特徴とする。
ケースの天板及び底板とは、上下に位置するものに限らず、チューブが挿通される側板と交差する一対の壁板を指すものとする。
また、第２距離とは、隣接するチューブが複数有る場合、最も近いチューブとの距離を指すものとする。
【０００７】
本発明によれば、ケース内を加熱流体が通過し、フィンの周囲の加熱流体とチューブ内を流れる作動流体との熱交換が行われる。
複数のチューブのうち、ケースの天板及び底板に最も近いチューブとケースの天板及び底板との間の第１距離は、当該チューブ（ケースの天板及び底板に最も近いチューブ）と隣接するチューブと当該チューブ（ケースの天板及び底板に最も近いチューブ）との間の第２距離より小さいことから、第１距離が設定されるチューブとケースの天板及び底板との間では、第２距離が設定されるチューブ間と比較して加熱流体が流れ難くなる。
第１距離が設定されるチューブとケースの天板及び底板との間の加熱流体は、第２距離が設定されるチューブ間を通る加熱流体のケースへの伝熱を遮る断熱機能を果し、ケースから外部への放熱を抑制することができる。
本発明によれば、外部との放熱を抑制する高い断熱性能を備える一方で、断熱機能のための手段を別に設けることはないことから体格増大を回避することができる。
【０００８】
また、上記の熱交換器において、前記第１距離は、前記第２距離の１／２以下とする構成としてもよい。
この場合、第１距離が設定されるチューブとケースの天板及び底板との間では、互いに隣り合うチューブ間と比較して加熱流体が確実に流れ難くなる。
また、フィン材料板に予め所定のピッチにて通孔を多数形成しておき、通孔が形成されたフィン材料板からフィンを製作するとき、フィン材料板の通孔間を切断すれば、第１距離に対応する部位ができる。
その結果、フィン材料板の切断回数を最小限にすることができるほか、フィン材料板の無駄を少なくすることができる。
【０００９】
また、上記の熱交換器において、前記第１距離は、前記第２距離の１／２とする構成としてもよい。
この場合、フィン材料板の通孔間を切断すれば、第１距離に対応する部位ができ、フィン材料板の切断回数を最小限にすることができるほか、フィン材料板の無駄を少なくすることができる。
【００１０】
また、上記の熱交換器において、前記ケースの天板及び底板に最も近いチューブは前記ケースの天板及び底板と当接している構成としてもよい。
この場合、ケースの天板及び底板に最も近いチューブはケースの天板及び底板に当接して隙間はないから、ケースの天板及び底板に当接するチューブの上流側に加熱流体が滞留し易い。
チューブの上流側に滞留する加熱流体は、第２距離が設定されるチューブ間を通る加熱流体のケースへの伝熱を遮る断熱機能を果し、ケースから外部への放熱を抑制することができる。
【００１１】
また、上記の熱交換器において、加熱流体を通す加熱流体管が前記ケースの少なくとも加熱流体流れ上流側の端面に接続され、前記加熱流体管から前記ケースの天板及び底板に最も近いチューブと前記ケースの天板及び底板との間へ流れる加熱流体の流れを遮る規制板を設けた構成としてもよい。
この場合、ケースの天板及び底板に最も近いチューブとケースの天板及び底板との間へ流れる加熱流体は、上流側において規制板により遮られるから、第２距離が設定されるチューブ間の加熱流体と比較して確実に流れ難くなったり滞留したりする。
【００１２】
また、上記の熱交換器において、前記規制板は、前記加熱流体管又は前記ケースに取り付けられている構成としてもよい。
この場合、加熱流体管と別部材としての規制板であるから、規制板は製作し易く、取り付け位置の自由度も高い。
【００１３】
また、上記の熱交換器において、前記規制板は、前記加熱流体管の端部の折り曲げにより形成されている構成としてもよい。
この場合、規制板を加熱流体管の端部の折り曲げにより形成されるから、部品点数を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、体格を増大することなく外部との放熱を抑制する高い断熱性能を備える熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る熱交換器の概要を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る熱交換器の平面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線の矢視図である。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ線の矢視図である。
【図５】第１の実施形態の変形例に係るフィンの製作を説明する説明図である。
【図６】第２の実施形態に係る熱交換器の縦断面図である。
【図７】第３の実施形態に係る熱交換器の縦断面図である。
【図８】第４の実施形態に係る熱交換器の要部の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る熱交換器について図面を参照して説明する。
本実施形態の熱交換器は、車両に搭載される車載用熱交換器であり、特に、車両に搭載された内燃機関としてのエンジンの廃熱を利用し、廃熱の熱エネルギーを機械的エネルギーに変換するランキンサイクル回路に設ける車載用熱交換器である。
【００１７】
図１および図２に示す熱交換器１０は、エンジンの排気ガス（図１の白抜矢印により示す）が流通する排気管１１内に設置されている。
排気ガスは加熱流体に相当し、排気管１１は加熱流体管に相当する。
熱交換器１０は、作動流体としての冷媒を通す冷媒配管１２と、冷媒配管１２にろう付けされた多数のフィン１３と、冷媒配管１２およびフィン１３を収容するケース１４を備えている。
本実施形態の作動流体は、熱交換器１０において液相から気相へ相変化する公知の冷媒を用いている。
【００１８】
図１に示すように、冷媒配管１２は、ケース１４の上部からケース１４の内部に水平方向へ通され、ケース１４の内部および外部での折り返しが繰り返されて、ケース１４の下部から外部へ通されている。
本実施形態の冷媒配管１２は作動流体配管に相当し、ステンレス鋼により形成されている。
冷媒配管１２は、入口管部１５と、複数の直管部１６と、内部曲管部１７と、外部室ケース１８と、出口管部１９を備えている。
入口管部１５は、外部室ケース１８に接続され、外部室ケース１８の上部に位置する。
直管部１６はチューブに相当し、外部室ケース１８と接続されるとともに、ケース１４内にて水平に配設されている。
内部曲管部１７は、ケース１４内にて水平に配設された直管部１６と接続され、ケース１４内で折り返されるＵ字管である。
出口管部１９は外部室ケース１８に接続され、外部室ケース１８の下部に位置する。
外部室ケース１８は、多段状に形成された複数の外部室（図示せず）を有し、入口管部１５が接続される外部室と、出口管部１９が接続される外部室と、ケース１４の外部で冷媒の流れを反転させる外部室を備えている。
ケース１４の外部で冷媒の流れを反転させる外部室では、ケース１４側の直管部１６から外部室に流入した冷媒が別の直管部１６を通じてケース１４側へ流出する。
【００１９】
本実施形態では、ケース１４内に複数の直管部１６が上下方向に多段に配置されている。
図３に示すように、複数の直管部１６のうち、冷媒が入口管部１５または外部室ケース１８から内部曲管部１７へ流れる直管部１６は、ケース１４において排気ガスの下流側となる位置に配置されている。
また、冷媒が内部曲管部１７から外部室ケース１８へ流れる直管部１６は、ケース１４において排気ガスの上流側となる位置に配置されている。
つまり、冷媒が内部曲管部１７から外部室ケース１８へ流れる複数の直管部１６は、加熱流体に相当する排気ガスの流れ方向の上流側に並ぶ直管部列Ｇ１を形成している。
また、複数の直管部１６のうち、冷媒が外部室ケース１８から内部曲管部１７へ流れる直管部１６は、排気ガスの流れ方向の下流側に並ぶ直管部列Ｇ２を形成している。
直管部列Ｇ１、Ｇ２はチューブ列に相当する。
図２に示すように、内部曲管部１７に接続される下流側の直管部１６は、上流側の直管部１６と並列に配置され、ケース１４の外側の外部室ケース１８と接続されている。
【００２０】
ケース１４は、天板２１と底板２２と一対の側板２３、２４を備えている。
一方の側板２３には冷媒配管１２を挿通する複数の通孔２５が形成され、他方の側板２４は内部曲管部１７と対向する。
ケース１４は、直管部１６の大部分と内部曲管部１７を収容し、直管部１６およびフィン１３を支持する。
本実施形態では、ケース１４はステンレス鋼により形成されている。
ケース１４の天板２１及び底板２２とは、上下に位置するものに限らず、直管部１６が挿通される側板２３、２４と交差する一対の壁板を指すものとする。
【００２１】
ケース１４内に配置される冷媒配管１２の直管部１６には、多数のフィン１３が装着されている。
フィン１３はステンレス鋼により形成された金属板であり、フィン１３には直管部１６を挿通する複数の通孔２６が形成されている。
ケース１４の側板２３、２４間の排気ガスの流路は、多数のフィン１３により仕切られ、フィン１３の面は排気ガスの流れ方向に沿う。
互いに隣り合うフィン１３の間には隙間が形成されており、この隙間に排気ガスが流通されることによりフィン１３に排気ガスの熱を伝達し易くする。
【００２２】
ところで、本実施形態の熱交換器１０では、ケース１４内における直管部１６の配置に特徴がある。
図３に示すように、直管部列Ｇ１、Ｇ２において上下方向に互いに隣り合う直管部１６の間の距離は、距離Ｌに設定されている。
つまり、流れ方向から見た直管部１６間には距離Ｌの隙間が存在する。
一方、複数の直管部１６のうち、底板２２に最も近い直管部１６と底板２２との間の距離は距離Ｌ／２よりも小さく設定されている。
つまり、流れ方向から見た最下位の直管部１６と底板２２との間は距離Ｌ／２よりも小さい隙間が存在する。
底板２２に最も近い直管部１６は、直管部列Ｇ１の最下位の直管部１６である。
底板２２に最も近い直管部１６と底板２２との間の距離は第１距離に相当し、底板２２に最も近い直管部１６と上下方向に隣接する直管部１６との間の距離は第２距離に相当する。
従って、第１距離が第２距離の１／２よりも小さく設定されていることにより、第１距離に設定される底板２２に最も近い直管部１６と底板２２との間は、第２距離に設定されている直管部１６間と比べて排気ガスが流れ難い。
【００２３】
また、複数の直管部１６のうち、天板２１に最も近い直管部１６と天板２１との間の距離は距離Ｌ／２よりも小さく設定されている。
つまり、流れ方向から見た最上位の直管部１６と天板２１との間は距離Ｌ／２よりも小さい隙間が存在する。
天板２１に最も近い直管部１６は、直管部列Ｇ２の最上位の直管部１６である。
天板２１に最も近い直管部１６と天板２１との間の距離は第１距離に相当し、天板２１に最も近い直管部１６と上下方向に隣接する直管部１６との間の距離は第２距離に相当する。
従って、第１距離が第２距離の１／２よりも小さく設定されていることにより、第１距離に設定される天板２１に最も近い直管部１６と天板２１との間は、第２距離に設定されている直管部１６間と比べて排気ガスが流れ難い。
なお、第２距離とは、ケース１４の天板２１及び底板２２に最も近い直管部１６と隣接する直管部１６が複数有る場合、ケース１４の天板２１及び底板２２に最も近い直管部１６と最も近い直管部１６との距離を指すものとする。
本実施形態では、直管部列Ｇ１、Ｇ２において上下方向に互いに隣接する直管部１６との間は同じ距離であることから、各直管部１６間は第２距離に設定されている。
【００２４】
なお、本実施形態では、直管部列Ｇ１において天板２１に最も近い直管部１６と底板２２との間の距離は、第２距離の１／２に設定されている。
このため、直管部列Ｇ１において天板２１に最も近い直管部１６と底板２２との間は、第２距離に設定されている直管部１６間と比べて排気ガスが流れ難い。
また、直管部列Ｇ２の直管部１６のうち、底板２２に最も近い直管部１６と天板２１との間の距離は距離Ｌ／２に設定されている。
従って、直管部列Ｇ２において底板２２に最も近い直管部１６と底板２２との間は、第２距離に設定されている直管部１６の間と比べて排気ガスが流れ難い。
【００２５】
次に、図４を参照して直管部１６とケース１４との固定、直管部１６とフィン１３の固定およびフィン１３とケース１４との固定について説明する。
なお、図４では、内部曲管部１７から外部室ケース１８へ冷媒を通す直管部１６、内部曲管部１７の一部を図示し、入口管部１５、外部室ケース１８、出口管部１９および底板２２は図示されない。
【００２６】
側板２３の通孔２５に挿通した直管部１６と側板２３との間には、ろう材が充填されている。
図４に示すように、ろう材が充填されたろう付け箇所Ａにおいて直管部１６は側板２３に固定されている。
【００２７】
フィン１３の通孔２６に挿入された直管部１６とフィン１３との間にろう材が充填されている。
図４では、直管部１６とフィン１３とのろう付け箇所をろう付け箇所Ｂとしている。
フィン１３は、ろう材が充填されているろう付け箇所Ｂにおいて直管部１６に固定され、支持されている。
フィン１３の通孔２６をバーリング加工により形成することから、図４に示すように通孔２６の周囲には、バーリング加工時に形成される立ち上がり部２７が設けられている。
フィン１３に形成された立ち上がり部２７は、フィン１３を直管部１６に対して支持し易くするほか、互いに隣り合うフィン１３の間の隙間を等間隔に設定し易くする。
直管部１６とフィン１３との間のろう材は、フィン１３と直管部１６とを固定する機能ほか、フィン１３と直管部１６の間の伝熱性能を向上する機能を有する。
【００２８】
フィン１３の上端はろう材を介して天板２１に接合されており、フィン１３の下端はろう材を介して底板２２に接合されている。
図４に示すように、フィン１３の上端と天板２１とを接合するろう付け箇所Ｃではフィン１３が天板２１に固定されている。
なお、図示はされないが、フィン１３の下端と底板２２とを接合するろう付け箇所ではフィン１３が底板２２に固定されている。
天板２１のろう付け箇所Ｃおよび底板２２のろう付け箇所のろう材は、排気ガスの流通によるフィン１３の振動を防止する機能を有する。
なお、各ろう付け箇所Ａ、Ｂ、Ｃにおいて用いたろう材は同じ材料であり、これらのろう材の機械的強度は直管部１６、フィン１３およびケース１４と比較して小さい。
【００２９】
なお、本実施形態の排気管１１は、図３に示すように、熱交換器１０の排気ガス流れ上流側の端面と接続される上流側排気管１１Ａと、熱交換器１０の排気ガス流れ下流側の端面と接続される下流側排気管１１Ｂを備えている。
上流側排気管１１Ａは、熱交換器１０の上流側の開口面積よりも小さい流路断面積の主管部２８と主管部２８の端部から下流側へ向けて流路断面積が拡大する拡大管部２９を有している。
下流側排気管１１Ｂは、熱交換器１０の下流側の端面に接続され、下流側へ向けて流路断面積が小さくなる縮小管部３０と、縮小管部３０の下流側に形成された主管部３１を有する。
【００３０】
次に、本実施形態に係る熱交換器１０の作用について説明する。
車両に搭載されたエンジンが駆動される状態では、エンジンの排気ガスは排気管１１を通り、熱交換器１０を通過する。
熱交換器１０を通過する排気ガスは、多数のフィン１３の面に沿って流れ、フィン１３は高温の排気ガスにより加熱される。
【００３１】
一方、熱交換器１０の冷媒配管１２には冷媒が流れており、冷媒はフィン１３、冷媒配管とフィン１３を接合するろう材および直管部１６を介して排気ガスと熱交換を行う。
冷媒配管１２を通る冷媒は、入口管部１５から熱交換器１０の内部へ導入されるとき液相であるが、排気ガスとの熱交換により加熱されると、液相から気相へ相変化する。
気相に相変化した冷媒は、熱交換器１０の内部から出て出口管部１９を通る。
【００３２】
ところで、排気ガスは、上流側排気管１１Ａから熱交換器１０の内部を通過し、下流側排気管１１Ｂへ流れるが、熱交換器１０の内部における直管部１６の周囲では、排気ガスが流れやすい所、流れ難いところが存在する。
図４に示すように、ケース１４内の上流側の直管部列Ｇ１において、上下方向に互いに隣り合う直管部１６の間は十分な流路面積を有し、比較的排気ガスが通り易い場所である。
直管部列Ｇ１において最も天板２１に近い直管部１６と天板２１との間は、上下方向に互いに隣り合う直管部１６の間と比べて半分の流路断面積であって排気ガスが通り難い。
また、天板２１の内周面が排気ガスの流れに対して抵抗となるため、直管部列Ｇ１において天板２１に最も近い直管部１６と天板２１との間は、さらに排気ガスが通り難い。
従って、直管部列Ｇ１において最も天板２１に近い直管部１６と天板２１との間の排気ガスは、互いに隣り合う直管部１６間を通る排気ガスの天板２１への伝熱を遮る断熱機能を果し、天板２１から外部への放熱を抑制する。
つまり、直管部１６間を通る排気ガスの流速と比べて、遅い流速の排気ガスが直管部１６と天板２１との間に存在し、遅い流速の排気ガスが直管部１６間を通る排気ガスに対する断熱層の役割を持ち、直管部１６間を通る排気ガスの天板への熱移動を遮る。
【００３３】
また、直管部列Ｇ１において、直管部列Ｇ１において最も底板２２に近い直管部１６と底板２２との間は、最もケース１４の天板２１に近い直管部１６と天板２１との間よりも排気ガスが通り難い場所である。
このため、直管部列Ｇ１において最も底板２２に近い直管部１６と底板２２との間を通る排気ガスは、互いに隣り合う直管部１６間を通る排気ガスの底板２２への伝熱を遮る断熱機能を果し、底板２２から外部への放熱を抑制する。
【００３４】
また、直管部列Ｇ２において最もケース１４の天板２１に近い直管部１６と天板２１との間および最も底板２２に近い直管部１６と底板２２との間を通る排気ガスは、互いに隣り合う直管部１６間を通る排気ガスのケース１４への伝熱を遮る断熱機能を果す。
因みに、本実施形態では、直管部列Ｇ１の各直管部１６と直管部列Ｇ２の各直管部１６は互いに高さが異なる。
直管部列Ｇ２において最上位の直管部１６が、直管部列Ｇ１における最上位の直管部１６よりも天板２１に近い位置に配置されているので、直管部列Ｇ１において最も天板２１に近い直管部１６と天板２１との間の排気ガスはより流れ難くなる。
【００３５】
本実施形態に係る熱交換器は、以下の作用効果を奏する。
（１）複数の直管部１６のうち、天板２１および底板２２に最も近い直管部１６と天板２１および底板２２との間の第１距離は、第２距離の距離Ｌの１／２よりも小さく設定されている。このため、第１距離に設定される天板２１および底板２２に最も近い直管部１６と天板２１および底板２２との間では、第２距離に設定されている直管部１６間と比較して排気ガスが流れ難くなる。第１距離に設定される天板２１および底板２２に最も近い直管部１６と天板２１および底板２２との間の排気ガスは、第２距離に設定される直管部１６間を通る排気ガスの天板２１および底板２２への伝熱を遮る断熱機能を果し、天板２１および底板２２から外部への放熱を抑制することができる。
【００３６】
（２）熱交換器１０の外部との放熱を抑制する高い断熱性能を備える一方で、断熱機能のための手段を別に設けることはないことから熱交換器１０の体格増大を回避することができる。
【００３７】
（３）直管部列Ｇ１の各直管部１６と直管部列Ｇ２の各直管部１６は互いに高さが異なり、直管部列Ｇ２における最上位の直管部１６が、直管部列Ｇ１における最上位の直管部１６よりも天板２１に近い位置に配置されている。このため、直管部列Ｇ１において天板２１に最も近い直管部１６と天板２１との間の排気ガスをより流れ難くすることができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、直管部列Ｇ１の各直管部１６と直管部列Ｇ２の各直管部１６は互いに高さが異なる配置としたが、図５に示すように、直管部列Ｇ１と直管部列Ｇ２の各直管部１６が互いに同じ高さになる通孔２６を設けたフィン３２を用いてもよい。
この場合、直管部列Ｇ１、Ｇ２における最上位および最下位の通孔２６と縁部までの距離を互いに隣り合う直管部１６間の距離の１／２とすればよい。
これにより、フィン材料板Ｍに予め所定のピッチにて通孔２６を多数形成しておき、通孔２６が形成されたフィン材料板Ｍからフィン３２を製作するとき、フィン材料板Ｍの通孔２６間を切断すれよい。
その結果、フィン材料板Ｍの切断回数を最小限にすることができるほか、フィン材料板Ｍの無駄を少なくすることができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る熱交換器について説明する。
本実施形態の熱交換器は、ケースの内部における直管部の配置が第１の実施形態と相違する。
本実施形態の熱交換器の構成は、ケースの内部における直管部の配置が異なる点を除き第１の実施形態と同一であり、第１の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。
【００４０】
図６に示す本実施形態の熱交換器４０では、直管部列Ｇ１、Ｇ２において上下方向に互いに隣り合う直管部１６の間の距離は、距離Ｌに設定されているが、複数の直管部１６のうち、天板２１に最も近い直管部１６と天板２１との間の距離は０に設定されている。
すなわち、直管部列Ｇ１、Ｇ２の直管部１６のうち、天板２１に最も近い直管部１６は天板２１に当接している。
また、直管部列Ｇ１、Ｇ２の直管部１６のうち、底板２２に最も近い直管部１６と天板２１との間の距離は０に設定されている。
従って、フィン４１には直管部列Ｇ１、Ｇ２の直管部１６の配置に対応するように通孔４２が形成されている。
【００４１】
本実施形態では、直管部列Ｇ１において天板２１に最も近い直管部１６は天板２１に当接するから、第１距離は０であり、天板２１に近い直管部１６と天板２１との間を排気ガスが通ることはできない。
従って、直管部列Ｇ１において天板２１に最も近い直管部１６の上流側を中心に排気ガスが滞留し、この滞留する排気ガスは、第２距離に設定されて互いに隣接する直管部１６間を通る排気ガスの天板２１への伝熱を遮る断熱機能を果すことができる。
また、直管部列Ｇ１において底板２２に最も近い直管部１６は底板２２に当接するから、直管部列Ｇ１において底板２２に最も近い直管部１６と底板２２との間を排気ガスが通ることはできない。
従って、直管部列Ｇ１において底板２２に最も近い直管部１６の上流側を中心に排気ガスが滞留し、この滞留する排気ガスは、第２距離に設定されて互いに隣接する直管部１６間を通る排気ガスの底板２２への伝熱を遮る断熱機能を果すことができる。
【００４２】
また、直管部列Ｇ２において天板２１に最も近い直管部１６と天板２１とは当接し、直管部列Ｇ２において底板２２に最も近い直管部１６は底板２２と当接している。
このため、直管部列Ｇ２において天板２１および底板２２に最も近い直管部１６の上流側を中心に排気ガスが滞留しやすい。
このため、滞留する排気ガスは、互いに隣り合う直管部１６間を通る排気ガスの天板２１および底板２２への伝熱を遮る断熱機能を果すことができる。
【００４３】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る熱交換器について説明する。
第３の実施形態は、第１の実施形態の熱交換器に排気ガスの流れを遮る規制板を設けた例である。
本実施形態の熱交換器の構成は、規制板を設ける点を除き第１の実施形態と同一であり、第１の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。
【００４４】
図７に示すように、本実施形態の熱交換器５０では、上流側排気管１１Ａの２箇所に規制板５１が取り付けられ、下流側排気管の２箇所に規制板５２が取り付けられている。
規制板５１、５２は排気ガスの流れ方向に対して直角方向に突出するように設けられている。
上流側排気管１１Ａの上部に設けた規制板５１は、直管部列Ｇ１において天板２１に最も近い直管部１６と天板２１との間への排気ガスの流れを遮る。
上流側排気管１１Ａの下部に設けた規制板５１は、直管部列Ｇ１において底板２２に最も近い直管部１６と底板２２との間への排気ガスの流れを遮る。
下流側排気管１１Ｂの上部に設けた規制板５２は、直管部列Ｇ２において天板２１に最も近い直管部１６と天板２１との間への排気ガスの流れを停滞させる。
下流側排気管１１Ｂの下部に設けた規制板５２は、直管部列Ｇ２において底板２２に最も近い直管部１６と底板２２との間への排気ガスの流れを停滞させる。
【００４５】
本実施形態では、規制板５１、５２により、直管部列Ｇ１、Ｇ２において天板２１に最も近い直管部１６と天板２１との間、直管部列Ｇ１、Ｇ２において底板２２に最も近い直管部１６と底板２２との間を通る排気ガスを流れ難くくすることができる。
なお、本実施形態では規制板５１のみ設けるようにしてもよく、この場合、部品点数を削減することができる。
【００４６】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る熱交換器について説明する。
第４の実施形態は、第１の実施形態の熱交換器に排気ガスの流れを遮る規制板を設けた例であるが、規制板が上流側排気管の一部により形成される例である。
本実施形態の熱交換器の構成は、規制板を設ける点を除き第１の実施形態と同一であり、第１の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。
【００４７】
図８は、本実施形態の熱交換器６０の要部を示す断面図である。
図８に示すように、ケース１４の上流側に接続される上流側排気管６１Ａの上端部は、上流側排気管６１Ａの内側へ向けて下方へ折り曲げられている。
上流側排気管６１Ａにおける上端部の折り曲げにより形成された折曲部６２が、直管部列Ｇ１において天板２１に最も近い直管部１６と天板２１との間への排気ガスの流れを遮る規制板として機能する。
図示はしないが、上流側排気管６１Ａにおける下端部の上方への折り曲げにより折曲部を設け、この折曲部を規制板としている。
上流側排気管６１Ａにおける下端部の折り曲げにより形成された折曲部は、直管部列Ｇ１において底板２２に最も近い直管部１６と底板２２との間への排気ガスの流れを遮る規制板として機能する。
【００４８】
本実施形態によれば、上流側排気管６１Ａの上端部を折り曲げ、折曲部６２を形成することにより、規制板を別部材とすることなく設けることができる。
従って、熱交換器６０の部品点数を抑制することができる。
【００４９】
なお、上記の実施形態は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【００５０】
○  上記の実施形態では、フィンをケースにろう付けにより固定したが、フィンは必ずしもろう付けによりケースに固定しなくてもよい。別の手段によりフィンをケースに固定してもよいし、フィンの振動を防止する手段が設けられている場合等は、フィンをケースに固定しなくてもよい。
○  上記の実施形態では、直管部を通じてケースから流出した冷媒を外部ケース内にて流れを反転させて別の直管部からケース内へ再び流入させる構成としたが、外部ケースに代えて内部曲管部のようなＵ字管を用いて冷媒の流れを反転させるようにしてもよい。
○  上記の実施形態では、直管部列の各直管部の中心が上下方向にて一致する垂直配置としたが、直管部列の中心が排気ガスの流れの方向に対して互いに前後した配置や、あるいは垂直ではなく斜めに配置される斜行配置でもよい。
○  上記の実施形態では、チューブとして直管部を例示したが、チューブは必ずしも直管でなく、互いに並列に配置される管であれば傾斜したり湾曲したりする管であってもよい。またチューブは管径が一定でない管であってもよい。
○  上記の実施形態では、ケースの内部において複数のチューブ列が作動流体の流れ方向に対して前後に配列されたが、チューブ列の数は特に限定されない。チューブ列は１列以上とすればよい。また、チューブ列を構成するチューブも２本以上とすればよい。さらいに言うと、複数のチューブが必ずしもチューブ列を形成しなくてもよい。
○  上記の第２の実施形態では、ケースの天板と底板に直管部が当接する構成としたが、例えば、天板に直管部が当接する一方で、底板に直管部が当接せず、距離Ｌより小さい距離で隙間が底板と直管部との間に設けられるようにしてもよい。
○  上記の第３の実施形態では、規制板を加熱流体管である排気管に取り付けたが、規制板はケースに固定してもよい。
○  上記の実施形態では、作動流体として熱交換により相変化する冷媒を用いたが、作動流体は相変化する冷媒に限定されない。作動流体は、例えば、加熱流体と熱交換されても液相を保つ流体を用いてもよい。また、加熱流体は排気ガスに限らず、熱交換により作動流体を加熱することができる流体であればよく気体に限らず液体であってもよい。
○  上記の実施形態では、熱交換器をランキンサイクル回路に用いる熱交換器としたが、本発明の熱交換器はランキンサイクル回路以外の熱交換器として使用することができる。また、上記の実施形態では熱交換器を車載用熱交換器としたが、車載用熱交換器に限定されず、例えば、地上に設置される熱交換器であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０、４０、５０、６０  熱交換器
１１  排気管
１１Ａ、６１Ａ  上流側排気管
１１Ｂ  下流側排気管
１２  冷媒配管
１３、３２、４１  フィン
１４  ケース
１５  入口管部
１６  直管部
１７  内部曲管部
１８  外部室ケース
１９  出口管部
２０  カバー体
２１  天板
２２  底板
２３、２４  側板
２５、２６、４２  通孔
２７  立ち上がり部
２８  主管部
２９  拡大管部
３０  縮小管部
３１  主管部
５１、５２  規制板
５２  規制板
６２  折曲部（規制板）
Ｇ１、Ｇ２  チューブ列
Ａ、Ｂ、Ｃ  ろう付け箇所
【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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