(57)【要約】【課題】セラミック製のハニカム構造体とケースとの間の気密性を確保した状態で、セラミック製のハニカム構造体をケースの内部に固定することができる熱交換器を提供する。【解決手段】ハニカム構造体２０には、ハニカム構造体本体２１の長手方向に沿って第２開口２６１を挟む位置において、外壁２２の外表面と、ハニカム構造体本体２１の長手方向に対して直交する面とが交差する交差線上に沿って周回する断面矩形状のハニカムリブ２９が複数設けられている。そして、ハニカムリブ２９の端面２９３と金属箔４９とがろう付されているので、気密性を確保した状態で、セラミック製のハニカム構造体をケースの内部に固定できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒形状の外壁を備える本体と、前記本体の内側においてセル壁により区画され、前記本体の長手方向に沿って連続するとともに互いに交互に配置される多数の第１セルおよび第２セルとを有するセラミック製のハニカム構造体と、
前記ハニカム構造体の外壁を覆う筒状のケースと、を備え、
前記第１セルは、前記各セル壁および前記本体の長手方向両端部に開口する第１開口により第１流路を形成し、
前記第２セルは、前記本体の長手方向に沿った途中の複数個所が封止部によって封孔されているとともに、前記本体の長手方向に対して交差する側面に複数設けられた第２開口およびセル壁に設けられた接続孔により外部に連通する第２流路を形成し、
前記ハニカム構造体は、前記本体の長手方向に沿って前記第２開口を挟む位置において、前記外壁の外表面と、前記本体の長手方向に対して直交する面とが交差する交差線上に沿って周回する断面矩形状のハニカムリブが複数設けられ、
前記ケースは、その内面において、前記内面と、前記ケースの長手方向に対して直交する面とが交差する交差線上に沿って周回し、前記ハニカムリブの端面に面接触する金属箔が設けられ、
前記ハニカムリブの端面と、前記金属箔とがろう付されていることを特徴する熱交換器。
【請求項２】
前記金属箔は、前記ケースの前記内面に面接触する第１部材と、前記第１部材に連結され、前記ハニカムリブの端面に面接触する第２部材とを有する断面略Ｌ字状であり、
前記第１部材は、前記ケースと、前記第１部材における前記ケースの前記内面と反対側を向く面に当接する金属製の当て板とに挟まれた状態で、前記ケースの外面からレーザ溶接により前記ケースに固定されていることを特徴する請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記金属箔は、ステンレス鋼によって形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記ハニカムリブは、セラミック多孔質体の気孔に金属又は珪素を含浸させた含浸体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記ハニカムリブは、炭化珪素繊維集合体又は炭化珪素焼成体の気孔に珪素を含浸させた含浸体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記ケースの厚みは、０．５ｍｍ以上１．４ｍｍ以下であることを特徴する請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項７】
金属繊維を束ねて、あるいは織って紐状に形成され、前記ハニカムリブの頂面と前記ケースの内面との隙間に圧縮状態で介装された金属紐状体を有することを特徴とする請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記金属紐状体の無負荷時の厚みは、前記金属紐状体が介装される前記隙間の厚みの１０５％以上１２５％以下であることを特徴とする請求項７に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記金属紐状体は、ステンレス鋼によって形成されていることを特徴とする請求項７または請求項８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、セラミック製のハニカム構造体を用いた熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、容器の内部にハニカム構造体を収容する際の固定方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の触媒保持体（ハニカム構造体）は、円筒形状のハニカム構造体の側面ほぼ全体に無機繊維（結晶質アルミナ繊維）マットを巻き付け、さらに外側に有機シートを巻き付けて、金属製パイプ（容器）の内部に圧入して収納される。このとき、無機繊維マットの、圧入前の嵩密度および圧入後の嵩密度を所定の範囲に限定している。
【０００３】
すなわち、無機繊維マットの圧入後の嵩密度を、圧入前の嵩密度よりも大きくなるように、金属製パイプに圧入することにより、ハニカム構造体と無機繊維マットとの間で生じる摩擦力と、無機繊維マットと金属製パイプとの間で生じる摩擦力によって、ハニカム構造体を金属製パイプ内部に固定している。
この技術は、触媒保持体の他、ディーゼルエンジンの排ガスを浄化するフィルタ（ＤＰＦ）を金属製パイプ内部に固定する技術として、広く知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−９８０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来技術では、排ガス浄化触媒担体、排ガス浄化フィルタの形状に合わせて金属製パイプ（ケース）内部に保持、固定することができるが、高い密閉性が求められる部位、例えば熱交換器等の異なる２つの気体もしくは気体−液体が隣り合って流れるもの等には、繊維間に連通する空隙が存在するため、使用できない。特に、セラミック製のハニカム構造体を金属製のケースに気密性を確保しつつ固定することは難しいため、良好な方策が求められていた。
【０００６】
本発明では、前記課題を鑑み、セラミック製のハニカム構造体とケースとの間の気密性を確保した状態で、セラミック製のハニカム構造体をケースの内部に固定することができる熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための本発明の熱交換器は、筒形状の外壁を備える本体と、前記本体の内側においてセル壁により区画され、前記本体の長手方向に沿って連続するとともに互いに交互に配置される多数の第１セルおよび第２セルとを有するセラミック製のハニカム構造体と、前記ハニカム構造体の外壁を覆う筒状のケースと、を備え、前記第１セルは、前記各セル壁および前記本体の長手方向両端部に開口する第１開口により第１流路を形成し、前記第２セルは、前記本体の長手方向に沿った途中の複数個所が封止部によって封孔されているとともに、前記本体の長手方向に対して交差する側面に複数設けられた第２開口およびセル壁に設けられた接続孔により外部に連通する第２流路を形成し、前記ハニカム構造体は、前記本体の長手方向に沿って前記第２開口を挟む位置において、前記外壁の外表面と、前記本体の長手方向に対して直交する面とが交差する交差線上に沿って周回する断面矩形状のハニカムリブが複数設けられ、前記ケースは、その内面において、前記内面と、前記ケースの長手方向に対して直交する面とが交差する交差線上に沿って周回し、前記ハニカムリブの端面に面接触する金属箔が設けられ、前記ハニカムリブの端面と、前記金属箔とがろう付されている。
【０００８】
本発明の熱交換器によれば、ハニカム構造体には、多数の第１セルおよび第２セルが交互に配置されている。第１セルは、ハニカム構造体本体の長手方向両端部に開口する第１開口が形成された第１流路を有しており、本体の長手方向に流体（第１流体）を流す。また、第２セルは、本体の長手方向に沿った途中の複数個所が封止部によって封孔されているとともに、本体の長手方向に対して交差する側面に複数設けられた第２開口およびセル壁に設けられた接続孔により外部に連通する第２流路が形成されている。従って、一方の第２開口から流入した流体（第２流体）は、接続孔、第２セル、接続孔を通って、他方の第２開口からハニカム構造体の外部に流出する。
これにより、第１流路を流れる第１流体と、第２流路を流れる第２流体とが、セル壁を解して接するので、両流体間において熱交換を行うことができる。
【０００９】
また、ハニカム構造体には、本体の長手方向に沿って第２開口を挟む位置において、外壁の外表面と、本体の長手方向に対して直交する面とが交差する交差線上に沿って周回する断面矩形状のハニカムリブが複数設けられている。そして、ハニカムリブの端面と金属箔とがろう付されているので、高圧のガス環境下でも、確実にシールすることができる。
更に、セラミック製のハニカム構造体とケースとでは熱膨張率が異なることが多く、温度変化に伴う膨張または収縮によって、ケースとハニカム構造体の位置関係が変化し、ハニカムリブとケースの内面との距離が数１００μｍ程度変化することもあるが、金属箔が伸縮することにより、ケースと金属箔との接合およびハニカムリブ（ロウ材）と金属箔との接合を良好に維持することができる。この点、金属箔を用いず、ロウ材を介してケースとハニカムリブを直接的に接続した場合には、ハニカムリブとケースの内面との距離が大きく変化すると、ケースとロウ材の間あるいはハニカムリブとロウ材の間で剥離が生じ、気密性を失ってしまう可能性がある。
金属箔の厚みは、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが望ましい。この様な厚みであると、金属箔の伸縮による破損を招くことなく、金属箔の伸縮自由度を確保することができる。
【００１０】
さらに、本発明の熱交換器は、以下の態様であることが望ましい。
本発明の熱交換器において、前記金属箔は、前記ケースの前記内面に面接触する第１部材と、前記第１部材に連結され、前記ハニカムリブの端面に面接触する第２部材とを有する断面略Ｌ字状であり、前記第１部材は、前記ケースと、前記第１部材における前記ケースの前記内面と反対側を向く面に当接する金属製の当て板とに挟まれた状態で、前記ケースの外面からレーザ溶接により前記ケースに固定されている。
【００１１】
金属箔は、第１部材と第２部材とから断面略Ｌ字状を呈しており、第１部材がケースの内面に面接触するとともにケースにレーザ溶接により固定され、第２部材がハニカムリブの端面に面接触する。これにより、ハニカムリブが金属箔を解してケースに軽視されるので、ハニカム構造体はケースに保持される。
また、第１部材は、ケースの内面と反対側を向く面に当接する金属製の当て板とに挟まれた状態で、ケースの外面からレーザ溶接により固定されるので、薄い金属箔を確実にケース内面に保持することができる。
【００１２】
本発明の熱交換器において、前記金属箔は、ステンレス鋼によって形成されている。
【００１３】
ステンレス鋼（ＳＵＳ）は、金属の中でも耐蝕性、耐熱性を備えた素材であるので、ハニカム構造体と組み合わせることにより、様々な用途で利用することができる。
また、ステンレス鋼は、金属の中でも、融点が高く、硫化水素や硝酸などの耐薬品性が高いため、本発明の熱交換器によれば、ろう付けの際に受ける金属箔へのダメージが小さくすみ、信頼性が高い。なお、ステンレス鋼の中でも熱膨張率が小さなＳＵＳ４３０を金属箔に用いるのが望ましい。
【００１４】
本発明の熱交換器において、前記ハニカムリブは、セラミック多孔質体の気孔に金属又は珪素を含浸させた含浸体である。
【００１５】
このため、ハニカムリブは緻密な部材となるので、ハニカムリブの強度が向上する。ハニカムリブは、圧縮状態で介装されている金属紐状体によって常に押圧されており、振動時には更に大きな力が作用するが、ハニカムリブの強度が向上することにより、激しく振動した場合でも、金属紐状態を介してケースと安定的に固定することができる。また、ハニカムリブの気密性が向上する。
なお、ハニカムリブだけでなく、ハニカム構造体本体も、金属又は珪素を含浸させ、ハニカムリブとハニカム構造体本体との境界部分を金属又は珪素により接合し、ハニカム構造体の全体を含浸体としてもよい。この様な構成であると、ハニカムリブとハニカム構造体本体との間の隙間が無くなり、隙間から流体が漏れる事態を回避することができる。
【００１６】
本発明の熱交換器において、前記ハニカムリブは、炭化珪素繊維集合体又は炭化珪素焼成体の気孔に珪素を含浸させた含浸体である。
【００１７】
炭化珪素はセラミックの中でも強度に優れており、炭化珪素繊維集合体は成形自由度が高く、炭化珪素焼成体は製造技術が確立されている。このため、炭化珪素繊維集合体および炭化珪素焼成体は高い寸法精度で形成することができ、気密性の向上には好適である。寸法制度に優れた炭化珪素繊維集合体または炭化珪素焼成体でハニカムリブを構成することにより、気密性の向上を実現することができる。更に、炭化珪素と珪素は性質が似ており、炭化珪素繊維集合体または炭化珪素焼成体の気孔に珪素を含浸すると、性質にバラツキが少ない緻密体が得られる。
【００１８】
本発明の熱交換器において、前記ケースの厚みは、０．５ｍｍ以上１．４ｍｍ以下である。
【００１９】
このため、本発明の熱交換器によれば、熱交換器の外装を構成するケースの形態を維持することができると共に、熱膨張による変形量が大きくなり過ぎるのを抑えることができる。
ケースの厚みが０．５ｍｍ未満であると、温度変化に伴う膨張および収縮によって波状に変形してしまう恐れがあり、また、外力が作用した場合にケースの形態を維持することができない恐れがある。一方、ケースの厚みが１．４ｍｍを超える場合には、温度変化による膨張および収縮による変形量が大きくなり過ぎ、両者の隙間が極端に広がることがある。隙間が極端に広がると、ハニカム構造体がケースから脱落する恐れがある。
【００２０】
本発明の熱交換器は、金属繊維を束ねて、あるいは織って紐状に形成され、前記ハニカムリブの頂面と前記ケースの内面との隙間に圧縮状態で介装された金属紐状体を有する。
【００２１】
このため、例えば自動車などに取り付けられて使用される際における振動を金属紐状体が吸収し、振動によるハニカム構造体の損傷を回避することができる。また、熱交換器が高温ガスに晒された場合に、ハニカム構造体とケースとの熱膨張係数の違いでケースが膨張してハニカム構造体の外面に対して離れるように拡径した場合でも、金属紐状体を厚み方向に圧縮した状態で介装しているので、ケースの変形量に応じて金属紐状体の厚みが増すので、高速の高温ガスに晒された場合でもハニカム構造体をケースに確実に保持することができる。
また、金属紐状体は金属繊維によって形成されているので、無機繊維や有機繊維に比べて繊維が折れる可能性は非常に小さく、金属紐状体の付近を排ガスが高速で流通したとしても、繊維飛散の恐れがない。
また、ハニカムリブを介してハニカム構造体本体とケースとが接続されるため、金属紐状体がハニカム構造体本体と直接触れず、ハニカム構造体本体を構成する外壁を損傷させる恐れがない。
【００２２】
本発明の熱交換器において、前記金属紐状体の無負荷時の厚みは、前記金属紐状体が介装される前記隙間の厚みの１０５％以上１２５％以下である。
【００２３】
ハニカム構造体とケースの隙間に対して僅かに厚い金属紐状体が圧縮状態で挿入されていると、温度上昇に伴う膨張によって隙間が広がった場合でも、無負荷時の厚みに戻ろうとする復元力によって膨張し、広がった隙間を埋めることができる。ハニカム構造体とケースの隙間の１０５％以上１２５％以下の厚みであると、隙間の広がりに対する追従性が良い。
１０５％未満であると、ハニカム構造体とケースの熱膨張率の差が大きく、隙間が極端に広がった場合に、隙間の広がりに追従することができず、ハニカム構造体と金属紐状体の間またはケースと金属紐状体の間が離れてしまう恐れがある。一方、１２５％を超える場合には、金属紐状体が大きな力で圧縮された状態で介装されることとなり、ハニカム構造体に対して大きな押圧力が作用し、ハニカム構造体が破損する恐れがある。
【００２４】
本発明の熱交換器において、前記金属紐状体は、ステンレス鋼によって形成されている。
【００２５】
ステンレス鋼（ＳＵＳ）は、金属の中でも耐蝕性、耐熱性を備えた素材であるので、本発明の熱交換器によれば、ハニカム構造体と組み合わせることにより、様々な用途で利用することができる。
また、ステンレス鋼は、金属の中でも、融点が高く、硫化水素や硝酸などの耐薬品性が高いため、ろう付けの際に受ける金属体へのダメージが小さくすみ、信頼性が高い。なお、ステンレス鋼の中でも熱膨張率が小さなＳＵＳ４３０を用いるのが望ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ハニカム構造体には、本体の長手方向に沿って第２開口を挟む位置において、外壁の外表面と、本体の長手方向に対して直交する面とが交差する交差線上に沿って周回する断面矩形状のハニカムリブが複数設けられている。そして、ハニカムリブの端面と金属箔とがろう付されているので、高圧のガス環境下でも、確実にシールすることができる。更に、セラミック製のハニカム構造体とケースとでは熱膨張率が異なることが多く、温度変化に伴う膨張または収縮によって、ケースとハニカム構造体の位置関係が変化し、ハニカムリブとケースの内面との距離が数１００μｍ程度変化することもあるが、金属箔が伸縮することにより、ケースと金属箔との接合およびハニカムリブ（ロウ材）と金属箔との接合を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る熱交換器の全体分解斜視図である。
【図２】本発明に係る熱交換器における第２流路位置で長手方向に切断した断面図である。
【図３】本発明に係る熱交換器における第１流路位置で長手方向に切断した断面図である。
【図４】（Ａ）は取付前の金属箔の形状を示す斜視図であり、（Ｂ）は取り付け後の金属箔の形状を示す斜視図である。
【図５】金属箔をケースにレーザ溶接で接合した状態を示す断面図である。
【図６】金属箔とハニカム構造体本体との間の熱膨張差によってろう層が変形する状態を示す断面図である。
【図７】（Ａ）は本実施形態の熱交換器のハニカム構造体における各部の寸法を示す平面図であり、（Ｂ）は端面図であり、（Ｃ）は側面図である。
【図８】本実施形態の熱交換器における各部の寸法を示す断面図および一部拡大図である。
【図９】本実施形態の熱交換器の変形例を示す概略図である。
【００２８】
［発明の詳細な説明］
本発明の熱交換器について説明する。
【００２９】
本発明の熱交換器は、筒形状の外壁を備える本体と、前記本体の内側においてセル壁により区画され、前記本体の長手方向に沿って連続するとともに互いに交互に配置される多数の第１セルおよび第２セルとを有するセラミック製のハニカム構造体と、前記ハニカム構造体の外壁を覆う筒状のケースと、を備え、前記第１セルは、前記各セル壁および前記本体の長手方向両端部に開口する第１開口により第１流路を形成し、前記第２セルは、前記本体の長手方向に沿った途中の複数個所が封止部によって封孔されているとともに、前記本体の長手方向に対して交差する側面に複数設けられた第２開口およびセル壁に設けられた接続孔により外部に連通する第２流路を形成し、前記ハニカム構造体は、前記本体の長手方向に沿って前記第２開口を挟む位置において、前記外壁の外表面と、前記本体の長手方向に対して直交する面とが交差する交差線上に沿って周回する断面矩形状のハニカムリブが複数設けられ、前記ケースは、その内面において、前記内面と、前記ケースの長手方向に対して直交する面とが交差する交差線上に沿って周回し、前記ハニカムリブの端面に面接触する金属箔が設けられ、前記ハニカムリブの端面と、前記金属箔とがろう付されている。
【００３０】
本発明の熱交換器によれば、ハニカム構造体には、多数の第１セルおよび第２セルが交互に配置されている。第１セルは、ハニカム構造体本体の長手方向両端部に開口する第１開口が形成された第１流路を有しており、本体の長手方向に流体（第１流体）を流す。また、第２セルは、本体の長手方向に沿った途中の複数個所が封止部によって封孔されているとともに、本体の長手方向に対して交差する側面に複数設けられた第２開口およびセル壁に設けられた接続孔により外部に連通する第２流路が形成されている。従って、一方の第２開口から流入した流体（第２流体）は、接続孔、第２セル、接続孔を通って、他方の第２開口からハニカム構造体の外部に流出する。
これにより、第１流路を流れる第１流体と、第２流路を流れる第２流体とが、セル壁を解して接するので、両流体間において熱交換を行うことができる。
【００３１】
また、ハニカム構造体には、本体の長手方向に沿って第２開口を挟む位置において、外壁の外表面と、本体の長手方向に対して直交する面とが交差する交差線上に沿って周回する断面矩形状のハニカムリブが複数設けられている。そして、ハニカムリブの端面と金属箔とがろう付されているので、高圧のガス環境下でも、確実にシールすることができる。
更に、セラミック製のハニカム構造体とケースとでは熱膨張率が異なることが多く、温度変化に伴う膨張または収縮によって、ケースとハニカム構造体の位置関係が変化し、ハニカムリブとケースの内面との距離が数１００μｍ程度変化することもあるが、金属箔が伸縮することにより、ケースと金属箔との接合およびハニカムリブ（ロウ材）と金属箔との接合を良好に維持することができる。この点、金属箔を用いず、ロウ材を介してケースとハニカムリブを直接的に接続した場合には、ハニカムリブとケースの内面との距離が大きく変化すると、ケースとロウ材の間あるいはハニカムリブとロウ材の間で剥離が生じ、気密性を失ってしまう可能性がある。
【００３２】
さらに、本発明の熱交換器は、以下の態様であることが望ましい。
（１）前記金属箔は、前記ケースの前記内面に面接触する第１部材と、前記第１部材に連結され、前記ハニカムリブの端面に面接触する第２部材とを有する断面略Ｌ字状であり、前記第１部材は、前記ケースと、前記第１部材における前記ケースの前記内面と反対側を向く面に当接する金属製の当て板とに挟まれた状態で、前記ケースの外面からレーザ溶接により前記ケースに固定されている。
【００３３】
金属箔は、第１部材と第２部材とから断面略Ｌ字状を呈しており、第１部材がケースの内面に面接触するとともにケースにレーザ溶接により固定され、第２部材がハニカムリブの端面に面接触する。これにより、ハニカムリブが金属箔を解してケースに軽視されるので、ハニカム構造体はケースに保持される。
また、第１部材は、ケースの内面と反対側を向く面に当接する金属製の当て板とに挟まれた状態で、ケースの外面からレーザ溶接により固定されるので、薄い金属箔を確実にケース内面に保持することができる。
【００３４】
（２）前記金属箔は、ステンレス鋼によって形成されている。
【００３５】
ステンレス鋼（ＳＵＳ）は、金属の中でも耐蝕性、耐熱性を備えた素材であるので、ハニカム構造体と組み合わせることにより、様々な用途で利用することができる。
また、ステンレス鋼は、金属の中でも、融点が高く、硫化水素や硝酸などの耐薬品性が高いため、本発明の熱交換器によれば、ろう付けの際に受ける金属箔へのダメージが小さくすみ、信頼性が高い。なお、ステンレス鋼の中でも熱膨張率が小さなＳＵＳ４３０を金属箔に用いるのが望ましい。
【００３６】
（３）前記ハニカムリブは、セラミック多孔質体の気孔に金属又は珪素を含浸させた含浸体である。
【００３７】
このため、ハニカムリブは緻密な部材となるので、ハニカムリブの強度が向上する。ハニカムリブは、圧縮状態で介装されている金属紐状体によって常に押圧されており、振動時には更に大きな力が作用するが、ハニカムリブの強度が向上することにより、激しく振動した場合でも、金属紐状態を介してケースと安定的に固定することができる。また、ハニカムリブの気密性が向上する。
なお、ハニカムリブだけでなく、ハニカム構造体本体も、金属又は珪素を含浸させ、ハニカムリブとハニカム構造体本体との境界部分を金属又は珪素により接合し、ハニカム構造体の全体を含浸体としてもよい。この様な構成であると、ハニカムリブとハニカム構造体本体との間の隙間が無くなり、隙間から流体が漏れる事態を回避することができる。
【００３８】
（４）前記ハニカムリブは、炭化珪素繊維集合体又は炭化珪素焼成体の気孔に珪素を含浸させた含浸体である。
【００３９】
炭化珪素はセラミックの中でも強度に優れており、炭化珪素繊維集合体は成形自由度が高く、炭化珪素焼成体は製造技術が確立されている。このため、炭化珪素繊維集合体および炭化珪素焼成体は高い寸法精度で形成することができ、気密性の向上には好適である。寸法制度に優れた炭化珪素繊維集合体または炭化珪素焼成体でハニカムリブを構成することにより、気密性の向上を実現することができる。更に、炭化珪素と珪素は性質が似ており、炭化珪素繊維集合体または炭化珪素焼成体の気孔に珪素を含浸すると、性質にバラツキが少ない緻密体が得られる。
【００４０】
（５）前記ケースの厚みは、０．５ｍｍ以上１．４ｍｍ以下である。
【００４１】
このため、本発明の熱交換器によれば、熱交換器の外装を構成するケースの形態を維持することができると共に、熱膨張による変形量が大きくなり過ぎるのを抑えることができる。
ケースの厚みが０．５ｍｍ未満であると、温度変化に伴う膨張および収縮によって波状に変形してしまう恐れがあり、また、外力が作用した場合にケースの形態を維持することができない恐れがある。一方、ケースの厚みが１．４ｍｍを超える場合には、温度変化による膨張および収縮による変形量が大きくなり過ぎ、両者の隙間が極端に広がることがある。隙間が極端に広がると、ハニカム構造体がケースから脱落する恐れがある。
【００４２】
（６）金属繊維を束ねて、あるいは織って紐状に形成され、前記ハニカムリブの頂面と前記ケースの内面との隙間に圧縮状態で介装された金属紐状体を有する。
【００４３】
このため、例えば自動車などに取り付けられて使用される際における振動を金属紐状体が吸収し、振動によるハニカム構造体の損傷を回避することができる。また、熱交換器が高温ガスに晒された場合に、ハニカム構造体とケースとの熱膨張係数の違いでケースが膨張してハニカム構造体の外面に対して離れるように拡径した場合でも、金属紐状体を厚み方向に圧縮した状態で介装しているので、ケースの変形量に応じて金属紐状体の厚みが増すので、高速の高温ガスに晒された場合でもハニカム構造体をケースに確実に保持することができる。
また、金属紐状体は金属繊維によって形成されているので、無機繊維や有機繊維に比べて繊維が折れる可能性は非常に小さく、金属紐状体の付近を排ガスが高速で流通したとしても、繊維飛散の恐れがない。
また、ハニカムリブを介してハニカム構造体本体とケースとが接続されるため、金属紐状体がハニカム構造体本体と直接触れず、ハニカム構造体本体を構成する外壁を損傷させる恐れがない。
【００４４】
（７）前記金属紐状体の無負荷時の厚みは、前記金属紐状体が介装される前記隙間の厚みの１０５％以上１２５％以下である。
【００４５】
ハニカム構造体とケースの隙間に対して僅かに厚い金属紐状体が圧縮状態で挿入されていると、温度上昇に伴う膨張によって隙間が広がった場合でも、無負荷時の厚みに戻ろうとする復元力によって膨張し、広がった隙間を埋めることができる。ハニカム構造体とケースの隙間の１０５％以上１２５％以下の厚みであると、隙間の広がりに対する追従性が良い。
１０５％未満であると、ハニカム構造体とケースの熱膨張率の差が大きく、隙間が極端に広がった場合に、隙間の広がりに追従することができず、ハニカム構造体と金属紐状体の間またはケースと金属紐状体の間が離れてしまう恐れがある。一方、１２５％を超える場合には、金属紐状体が大きな力で圧縮された状態で介装されることとなり、ハニカム構造体に対して大きな押圧力が作用し、ハニカム構造体が破損する恐れがある。
【００４６】
（８）前記金属紐状体は、ステンレス鋼によって形成されている。
【００４７】
ステンレス鋼（ＳＵＳ）は、金属の中でも耐蝕性、耐熱性を備えた素材であるので、本発明の熱交換器によれば、ハニカム構造体と組み合わせることにより、様々な用途で利用することができる。
また、ステンレス鋼は、金属の中でも、融点が高く、硫化水素や硝酸などの耐薬品性が高いため、長期間使用しても信頼性が高い。なお、ステンレス鋼の中でも熱膨張率が小さなＳＵＳ４３０を金属紐状体に用いるのが望ましい。ＳＵＳ３０４の熱膨張率が１７〜１９×１０−６／℃程度であるのに対し、ＳＵＳ４３０は１０〜１２×１０−６／℃程度であり、セラミックの熱膨張率との差を小さくすることができる。代表的なセラミックの熱膨張率は、アルミナが７〜８×１０−６／℃程度であり、炭化珪素は４〜５×１０−６／℃程度である。
【００４８】
［発明を実施するための形態］
以下、図に基づいて説明する。
【００４９】
図１に示すように、熱交換器１０は、セラミック製のハニカム構造体２０と、ハニカム構造体２０の外側を覆う筒状の金属製のケース４０を有する。ハニカム構造体２０の材料は、特に限定されるものではないが、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミックが挙げられる。また、ケース４０の厚みは、０．５ｍｍ以上１．４ｍｍ以下であることが望ましい。
【００５０】
ハニカム構造体２０は、ハニカム構造体本体（本体）２１を有する。ハニカム構造体本体２１は、例えば矩形断面の筒形状の外壁２２を有する。外壁２２の内側は、セル壁２３により区画されて、ハニカム構造体本体２１の長手方向に沿って連続する多数のセル２４が形成されている。
【００５１】
図２および図３に示すように、セル２４は、セル壁２３を介して交互（ここではハニカム構造体本体２１の幅方向に交互）に配置される第１セル２５と第２セル２６を有する。図３に示すように、第１セル２５は、ハニカム構造体本体２１の長手方向両端に開口する一対の第１開口２５１を有しており、両第１開口２５１の間に、ハニカム構造体本体２１の長手方向に真っ直ぐに延びる第１流路２５２を有する。従って、一方の第１開口２５１から第１流路２５２に流入した第１流体（図３における矢印Ａ参照）は、ハニカム構造体本体２１の長手方向に沿って真っ直ぐに流れ、他方の第１開口２５１から排出される。
【００５２】
図２に示すように、第２セル２６は、ハニカム構造体本体２１の長手方向に沿った途中の複数個所が封止部２７によって封孔されているとともに、封止部２７間のハニカム構造体本体２１の長手方向に対して交差する側面２８に開口する複数の第２開口２６１を有する。第１セル２５には設けられていないので、第２開口２６１は、ハニカム構造体本体２１の長手方向に交差する方向（幅方向）に１個おきに設けられる。第２開口２６１に連続してハニカム構造体本体２１の内部には、セル壁２３を切り欠いた接続孔２６２が設けられている。接続孔２６２は、例えばハニカム構造体本体２１の内部に向かって三角形状に配設されており、ハニカム構造体本体２１の長手方向に伸びる中間セル２６３に連続している。従って、第２開口２６１、接続孔２６２、中間セル２６３により、第２流路２６４が形成される。
【００５３】
これにより、第２開口２６１から第２流路２６４に流入した第２流体（図２中矢印Ｂ参照）は、接続孔２６２から中間セル２６３に流れ、他方側の接続孔２６２および第２開口２６１を介して外部に排出される。第２流路２６４はセル壁２３を挟んで第１流路２５２に接しており、第１流路２５２を流れる第１流体と、第２流路２６４を流れる第２流体との間で、熱交換を行う。例えば、第１流体として高温のガスを第１流路２５２に流し、第２流体として常温の空気等を第２流路に流すことにより、常温の空気等の温度を上昇させることができ、熱交換器として機能する。
ここでは、図１に示すように、他方の第２開口２６１が一方の第２開口２６１と反対側の側面２８に設けられているので、第２流路２６４はクランク状に形成されているが、同じ側の側面２８に第２開口２６１を設けることにより、コ字状に第２流路２６４を設けることもできる。
【００５４】
ハニカム構造体本体２１の外壁２２において、第２開口２６１を挟んだ長手方向両側位置には、セル２４の連通方向に対して直交する面が外壁２２の外表面と交差する交差線上に沿って周回する断面矩形状のハニカムリブ２９が設けられている。ここでは、一対の第２開口２６１に対しておのおの一対のハニカムリブ２９が設けられているので、全体で二対（４個）のハニカムリブ２９が設けられている。
【００５５】
ハニカムリブ２９は、セラミック多孔質体とセラミック多孔質体の気孔に含浸させる含浸体とからなり、含浸体はさらにハニカム構造体本体２１の外壁２２に到達し、ハニカムリブ２９とハニカム構造体本体２１とを接合していることが望ましい。このような構成のハニカムリブ２９を形成することにより、ハニカム構造体本体２１そのものを加工することなくハニカムリブ２９を形成することができる。このため、ハニカムリブ２９は緻密な部材となり、ハニカムリブ２９とハニカム構造体本体２１との間に隙間が発生して流体が漏れるのを容易に防止することができる。
【００５６】
セラミック多孔質体は、ＳｉＣ繊維の成形体又は気孔を有するセラミック焼成体であることが望ましい。熱交換器１０では、ＳｉＣ繊維の成形体又は気孔を有するセラミック焼成体は、耐熱性を有しているので、後述するろう付時や熱交換器１０の使用時に、熱等に起因して損傷するおそれがなく、安定して使用することができる。
【００５７】
セラミック多孔体の構成材料として炭化珪素繊維を用いると、目的の形状を容易に得ることができるので、所望の形状のハニカムリブ２９を得ることが可能となる。具体的には、炭化珪素繊維の長繊維をハニカム構造体本体２１に巻き付けることも可能であり、長繊維を巻き付けながら形状を調節することで、容易にハニカムリブ２９を形成することが可能となる。一方、気孔を有するセラミック焼成体を用いると、次のような利点がある。気孔を有するセラミック焼成体は、ブレス成形、後加工など目的の形状を得ることが容易である上に、ハニカム構造体本体２１への接合と、気孔の封止を、含浸体の含浸によって同時に行うことができる。含浸は、金属、シリコンなどを気孔を有するセラミック焼成体に接触させ、加熱溶融することで行うことができる。
【００５８】
熱交換器１０では、含浸体は、後述するろう層５１を構成するろう材よりも融点の高い金属又はシリコンであることが望ましい。熱交換器１０では、含浸体は、ろう層５１を構成するろう材よりも融点の高い金属又はシリコンであるので、ろう付けの際にハニカムリブ２９が動くことはなく、圧力を加えながら容易に接合することができる。
【００５９】
図１に示すように、ハニカム構造体２０の外側を覆う筒状の金属製のケース４０は、ハニカム構造体本体２１の第１開口２５１および第２開口２６１が開口した状態でハニカム構造体本体２１を保持するものである。ここでは、一方（図１において左側）の第１開口２５１および第２開口２６１を保持する第１ケース４１と、他方（図１において右側）の第１開口２５１および第２開口２６１を保持する第２ケース４２とを有する。なお、第１ケース４１と第２ケース４２は、同じケースを向きを変えて取り付けることにより共通して用いることができるので、以下の説明においては、第１ケース４１について説明する。従って、以下の説明においては、特に第２ケース４２について説明する場合を除き、ケース４０は主に第１ケース４１を示す。
【００６０】
ケース４０は、矩形断面の筒状を呈しており、一方（図１において左側）の端部４３は開口して第１開口２５１の周囲を覆う。また、他方（図１において右側）の端部４４は、開口してハニカム構造体本体２１の外壁２２の外側を覆う。
ケース４０は、図１において上ケース４５および下ケース４６に二分割されており、上ケース４５には、ハニカム構造体本体２１の第２開口２６１に対応する第２開口用開口４５１が設けられている。第２開口用開口４５１は矩形状を呈しており、上ケース４５の外側面には第２開口用開口４５１に沿って外縦壁４５２が設けられている。
【００６１】
また、上ケース４５および下ケース４６の内側面における第２開口用開口４５１を挟む長手方向両側にストッパ４７が内側に突出して設けられている。従って、上ケース４５と下ケース４６とを接合した状態では、ストッパ４７は、ケース４０の内面全周にわたって設けられる。ストッパ４７の第２開口用開口４５１と反対側面４７１は、ハニカム構造体本体２１のハニカムリブ２９の第２開口側面２９１に当節可能となっている。
【００６２】
ハニカム構造体本体２１の外壁２２としてのハニカムリブ２９の頂面２９２と、ケース４０の内面４０１との間には隙間Ｓが形成されており、この隙間Ｓには金属紐状体４８が介装されている。金属紐状体４８はステンレス鋼（ＳＵＳ）製であり、無負荷状態から厚さ方向に圧縮して隙間Ｓに介装される。
隙間の厚みは０．５ｍｍ以上４．５ｍｍ以下である。金属紐状体４８の無負荷時の厚みは、隙間Ｓの厚みの１０５％以上１２５％以下である。
【００６３】
ケース４０は、その内面４０１において、内面４０１とケース４０の長手方向に対して直交する面とが交差する交差線上に沿って周回する金属箔４９が設けられている。
図２および図３に示すように、金属箔４９は取り付けた状態で断面略Ｌ字状であり、ケース４０の内面４０１に面接触する第１部材５２と、第１部材５２に連結され、ハニカムリブ２９の端面２９３に面接触する第２部材５３とを有する。金属箔４９の厚みは、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが望ましい。
【００６４】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、金属箔４９は、第２部材５３の第２開口側面５３１が、ハニカムリブ２９における第２開口２６１と反対側の端面２９３に面接触しており、第２開口側面５３１と端面２９３とが、ろう付（ろう層５１）されている。
また、ろう層５１の面積は、ハニカムリブ２９の端面２９３と金属箔４９の第２部材５３との重複面積の５０以下であることが望ましい。
【００６５】
前述したように、金属箔４９は、第２開口２６１を挟んで両側に設けられているハニカムリブ２９に各々取り付けられる。このため、図４（Ａ）に示すように、ハニカムリブ２９を乗り越えて取り付けられる金属箔４９は、取付時にはハニカムリブ２９の頂面２９２を通過できるように、第２部材５３が第１部材５２よりも外側に変位可能となっている。そして、図４（Ｂ）に示すように、ハニカムリブ２９を通過した後に、第２部材５３を内側に折り曲げて、重なり部分５５をレーザ溶接する。
【００６６】
金属箔４９をケース４０に取り付ける際には、第１部材５２の外側面５２１をケース４０の内面４０１に当接させ、内側面５２２に金属製の当て板５４を当てて、ケース４０の外面からレーザ溶接（溶接痕５６）によりケース４０に固定する（図５参照）。当て板５４はケース４０の内面４０１に沿った矩形状を呈しており（図１参照）、当て板５４の厚みは、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが望ましい。
【００６７】
金属箔４９は、端部の一部である第２部材５３が内側に曲げられることにより形成されていることが望ましい。金属箔４９の内側に曲げられた第２部材５３がハニカムリブ２９の端面２９３とを対向させ、その間にろう層５１を介在させ、第２部材５３をろう層５１に押し付けることにより、金属箔４９を溶接等により設けることなく、熱交換器１０を作製することができる。また、第２部材５３を設けることで、ろう層５１と平面でしっかりと接合することできる。
このため、図６に示すように、金属箔４９とハニカム構造体本体２１の間に生じる熱膨張差によって生じる変位にろう層５１が追従するので、ろう層５１が応力を緩和するとともに確実にハニカム構造体２０を保持することができる。
【００６８】
ハニカムリブ２９の幅ｄ１は、例えば、１〜１０ｍｍ程度が望ましく、例えば、７ｍｍとすることができる。ハニカムリブ２９の高さｈ１は、例えば３〜１５ｍｍ程度が望ましく、例えば３．２５ｍｍとすることができる。幅ｄ１が１〜１０ｍｍ程度であると、ろう付けの際に加える荷重でハニカムリブ２９の破断、欠損が生じず、ハニカムリブ２９からの流体の漏れを防ぐことができる。そして、ろう付けの際の予備加熱も短くすむため、加工時間を短くできる。また、高さｈ１が３〜１５ｍｍ程度であれば、寸法誤差によってハニカム構造体本体２１を傷付ける可能性が小さくなり、さらにろう付けの際に加えるカで発生するモーメントカによる破断を抑制することができる。
【００６９】
ハニカムリブ２９は、セラミック多孔質体とセラミック多孔質体の気孔に含浸させた含浸体とからなり、含浸体はさらにハニカム構造体本体２１の外壁２２に到達し、ハニカムリブ２９とハニカム構造体本体２１とを接合している。
セラミック多孔質体を構成するセラミックとしては、上述したハニカム構造体本体２１の材料と同じ材料が挙げられる。同じ材料にすることで、材料による熱膨張差を小さくすることができるので、熱ひずみを抑制し、破断や欠損を防ぐことができる。これらの材料の中では、耐熱性、熱伝導性に優れる炭化珪素が好ましい。
【００７０】
セラミック多孔質体の具体例としては、例えば、炭化珪素繊維集合体を成形したものや、気孔率が３５〜６５％の多孔質の炭化珪素焼成体等が挙げられる。
セラミック多孔質体に珪素を溶融含浸させてハニカムリブ２９とする。その際、セラミック多孔質体に珪素を溶融含浸させた後、ハニカム構造体本体２１の外壁２２の周回に、含浸体である珪素を溶融含浸させたセラミック多孔質体を設け、ハニカムリブ２９としてもよいが、ハニカム構造体本体２１の外壁２２の周回にセラミック多孔質体を設け、その後、含浸体である珪素を溶融含浸させてもよい。
【００７１】
炭化珪素繊維集合体を成形したものや炭化珪素焼成体に珪素を含浸させてハニカムリブ２９としたものを用いる場合、高い耐熱性、耐食性を維持したまま熱伝導性を高めることができ、発生する熱応力を低減することができる。またシリコンは、金属的な性質を持っているので、ろう層５１との接合力も強くすることができると考えられる。このため，強い接合力を得られると考えられる。さらに、ろう付けの際にろう材のハニカムリブ２９への必要以上の侵入を防ぐことができる。ろう付けで溶融したろう材が必要以上にハニカムリブ２９に吸収されにくいので、充分な厚さのろう層５１を形成することができ、ハニカムリブ２９と金属箔４９との間に強い結合力を得ることができる。このため、接合部は、耐熱性、耐蝕性及び高い接合強度を発揮することができると考えられる。
【００７２】
含浸体としては、上記した珪素のほか、ろう層５１を構成するろう材よりも融点の高い金属であれば、特に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム、マグネシウム、銅等の金属合金等が挙げられる。
【００７３】
次に、ハニカムリブ２９と金属箔４９とろう層５１とからなる接合部について説明する。
接合部を構成するろう層５１の材料は、特に限定されるものではないが、倒えば、一般的に市販されている金属ろう材や、Ａｇ-Ｃu-Ｓｎ-Ｔｉ系等のＴｉ系ろう材、Ａｇ-Ｃu-Ｉｎ-Ａｇ系のろう材等の活性金属ろう材等が挙げられる。上記金属ろう材のなかでは、特にＴｉ系ろう材が好ましい。
【００７４】
Ｔｉ系ろう材は、セラミック多孔質体からなるハニカムリブ２９の表面を活性化させ、ハニカムリブ２９との接合界面にハニカムリブ２９の材料特有の反応物が生成されるため、ハニカムリブ２９に対する接合能力を有する。例えば、ハニカムリブ２９を構成するセラミック多孔質体が窒化物ではＴｉＮ、セラミック多孔質体が酸化物ではＴｉＯ２、セラミック多孔質体が炭化物ではＴｉＣがセラミック多孔質体との接合界面に生成される。このため、セラミック多孔質体からなるハニカムリブ２９と金属箔４９とを接合する部分に適用することにより、接合強度を高めることができる。
【００７５】
このような構成の熱交換器１０を作製する際には、金属箔４９の内部にハニカム構造体本体２１を挿入した後、金属箔４９に設けられた第２部材５３とハニカム構造体本体２１に設けられたハニカムリブ２９を所定の距離を隔てて対向させる。その際、ハニカムリブ２９と対向する第２部材５３、及び、ハニカムリブ２９の端面２９３のうちの少なくとも一方の面にろう材を付着させておく。
【００７６】
その後、ろう材を溶融させ、第２部材５３で半溶融状態のろう層５１を押えるように圧力を加え、冷却することにより接合部を形成することができる。このように第２部材５３でろう層５１を押える圧力を加えて接合するため、ろう材の流出を防止することができ、ろう材の流出による隙間の発生を防止することができる。また、第２部材５３を押し付けるようにして接合することにより、しっかりとハニカムリブ２９と第２部材５３とをろう層５１により接合することができるので、ハニカムリブ２９と第２部材５３との間に接合不良による隙間等が発生しにくい。その結果、ハニカムリブ２９と第２部材５３の接合力を充分に高く保つことができ、金属箔４９内を流通する流体が接合部から漏れるのを防止することができる。
【００７７】
図７および図８には、本実施形態の熱交換器１０の寸法の具体例が示してある。なお、寸法は例示であり、この寸法に限定するものではない。
【００７８】
次に、本実施形態の熱交換器１０の作用、効果について説明する。
本実施形態の熱交換器１０によれば、ハニカム構造体本体２１の内側においてハニカム構造体本体２１の長手方向に沿って連続する多数のセル２４とを有するハニカム構造体２０を、筒状のケース４０に保持する際に、ハニカム構造体本体２１の外壁２２とケース４０の内面との間に金属繊維を束ねて、あるいは織って紐状に形成された金属紐状体４８を圧縮状態で介装した。
このため、熱交換器１０が高温ガスに晒された場合に、ハニカム構造体２０とケース４０との熱膨張係数の違いでケース４０が膨張してハニカム構造体２０の外面に対して離れるように拡径した場合でも、金属紐状体４８を厚み方向に圧縮した状態で介装することにより、金属紐状体４８の厚みが増すので、高速の高温ガスに晒された場合でもハニカム構造体２０をケース４０に確実に保持することができる。
また、金属紐状体４８は金属繊維によって形成されているので、無機繊維や有機繊維に比べて繊維が折れる可能性は非常に小さく、金属紐状体４８の付近を排ガスが高速で流通したとしても、繊維飛散の恐れがない。
【００７９】
本実施形態の熱交換器１０によれば、ハニカム構造体本体２１の外壁２２外側面には、セル２４の連通方向に対して交差する方向に沿って周回するようにハニカムリブ２９が設けられており、ハニカムリブ２９の頂面２９２とケース４０内面との間の隙間に介装されている。
このため、金属紐状体４８が運転時における振動を吸収し、振動によるハニカム構造体２０の損傷を回避することができる。
【００８０】
本実施形態の熱交換器１０によれば、金属紐状体４８は、ステンレス鋼によって構成されている。
ステンレス鋼（ＳＵＳ）は、金属の中でも耐蝕性、耐熱性を備えた素材であるので、ハニカム構造体２０と組み合せることにより、様々な用途で利用することができる。また、ステンレス鋼は、金属の中でも、融点が高く、硫化水素や硝酸などの耐薬品性が高いため、ろう付けの際に受ける金属体へのダメージが小さくすみ、信頼性が高い。なお、ステンレス鋼の中でも熱膨張率が小さなＳＵＳ４３０を金属紐状体４８に用いるのが望ましい。
【００８１】
本実施形態の熱交換器１０によれば、ハニカム構造体２０には、多数の第１セル２５および第２セル２６が交互に配置されている。第１セル２５は、ハニカム構造体本体２１の長手方向両端部に開口する第１開口２５１が形成された第１流路２５２を有しており、ハニカム構造体本体２１の長手方向に流体（第１流体）を流す。また、第２セル２６は、ハニカム構造体本体２１の長手方向に沿った途中の複数個所が封止部２７によって封孔されているとともに、ハニカム構造体本体２１の長手方向に対して交差する側面に複数設けられた第２開口２６１およびセル壁２３に設けられた接続孔２６２により外部に連通する第２流路２６４が形成されている。従って、一方の第２開口２６１から流入した流体（第２流体）は、接続孔２６２、第２セル２６、接続孔２６２を通って、他方の第２開口２６１からハニカム構造体２０の外部に流出する。
これにより、第１流路２５２を流れる第１流体と、第２流路２６４を流れる第２流体とが、セル壁２３を介して接するので、両流体間において熱交換を行うことができる。また、ハニカムリブ２９の端面２９３と、金属箔４９とがろう付されているので、高圧のガス環境下でも、確実にシールすることができる。
【００８２】
本実施形態の熱交換器１０によれば、金属箔４９は、第１部材５２と第２部材５３とから断面略Ｌ字状を呈しており、第１部材５２がケース４０の内面に面接触するとともにケース４０にレーザ溶接により固定され、第２部材５３がハニカムリブ２９の端面２９３に面接触する。これにより、ハニカムリブ２９が金属箔４９を介してケース４０に係止されるので、ハニカム構造体２０はケース４０に保持される。
また、第１部材５２は、ケース４０の内面と反対側を向く面に当接する金属製の当て板５４とに挟まれた状態で、ケース４０の外面からレーザ溶接により固定されるので、薄い金属箔４９を確実にケース４０内面に保持することができる。
【００８３】
本実施形態の熱交換器１０は、ハニカムリブ２９の端面２９３と、金属箔４９との間のろう層５１の厚みは、１０μｍ以上１００μｍ以下である。
【００８４】
本実施形態の熱交換器１０は、金属箔４９の厚みは、１０μｍ以上１００μｍ以下である。
【００８５】
本実施形態の熱交換器１０は、ハニカムリブ２９の端面２９３と、金属箔４９との間のろう層５１の占有面積は、ハニカムリブ２９の端面２９３と金属箔４９との重複面積の５０％以下である。
【００８６】
本実施形態の熱交換器１０は、当て板５４の厚みは、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
【００８７】
本実施形態の熱交換器１０は、ケース４０の厚みは、０．５ｍｍ以上１．４ｍｍ以下である。
【００８８】
また、金属紐状体４８が介装される隙間Ｓの厚みは０．５ｍｍ以上４．５ｍｍ以下であり、金属紐状体４８は、無負荷時の厚みが隙間Ｓの厚みの１０５％以上１２５％以下である。
【００８９】
また、本実施形態の熱交換器１０によれば、ハニカム構造体２０には、多数の第１セル２５および第２セル２６が交互に配置されている。第１セル２５は、ハニカム構造体本体２１の長手方向両端部に開口する第１開口２５１が形成された第１流路２５２を有しており、ハニカム構造体本体２１の長手方向に流体（第１流体）を流す。また、第２セル２６は、ハニカム構造体本体２１の長手方向に沿った途中の複数個所が封止部２７によって封孔されているとともに、ハニカム構造体本体２１の長手方向に対して交差する側面に複数設けられた第２開口２６１およびセル壁２３に設けられた接続孔２６２により外部に連通する第２流路２６４が形成されている。従って、一方の第２開口２６１から流入した流体（第２流体）は、接続孔２６２、第２セル２６、接続孔２６２を通って、他方の第２開口２６１からハニカム構造体２０の外部に流出する。
これにより、第１流路２５２を流れる第１流体と、第２流路２６４を流れる第２流体とが、セル壁２３を介して接するので、両流体間において熱交換を行うことができる。
【００９０】
ハニカム構造体２０には、ハニカム構造体本体２１の長手方向に沿って第２開口２６１を挟む位置において、外壁２２の外表面と、ハニカム構造体本体２１の長手方向に対して直交する面とが交差する交差線上に沿って周回する断面矩形状のハニカムリブ２９が複数設けられている。そして、ハニカムリブ２９の端面２９３と金属箔４９とがろう付されているので、高圧のガス環境下でも、確実にシールすることができる。
【００９１】
本実施形態の熱交換器１０によれば、金属箔４９は、第１部材５２と第２部材５３とから断面略Ｌ字状を呈しており、第１部材５２がケース４０の内面に面接触するとともにケース４０にレーザ溶接により固定され、第２部材５３がハニカムリブ２９の端面２９３に面接触する。これにより、ハニカムリブ２９が金属箔４９を介してケース４０に係止されるので、ハニカム構造体２０はケース４０に保持される。
また、第１部材５２は、ケース４０の内面と反対側を向く面に当接する金属製の当て板５４とに挟まれた状態で、ケース４０の外面からレーザ溶接により固定されるので、薄い金属箔４９を確実にケース４０内面に保持することができる。
【００９２】
本実施形態の熱交換器１０によれば、ハニカムリブ２９の端面２９３と、前記金属箔４９との間のろう層５１の厚みは、１０μｍ以上１００μｍ以下である。
【００９３】
本実施形態の熱交換器１０によれば、金属箔４９の厚みは、１０μｍ以上１００μｍ以下である。
【００９４】
本実施形態の熱交換器１０によれば、ハニカムリブ２９の端面２９３と、金属箔４９との間のろう層５１の占有面積は、ハニカムリブ２９の端面２９３と金属箔４９との重複面積の５０％以下である。
【００９５】
本実施形態の熱交換器１０によれば、当て板５４の厚みは、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
【００９６】
本実施形態の熱交換器１０によれば、ケース４０の厚みは、０．５ｍｍ以上１．４ｍｍ以下である。
【００９７】
本実施形態の熱交換器１０によれば、ハニカムリブ２９の頂面２９２および前記ケース４０の内面間に介装された金属紐状体４８を有する。
このため、熱交換器１０が高温ガスに晒された場合に、ハニカム構造体２０とケース４０との熱膨張係数の違いでケース４０が膨張してハニカム構造体２０の外面に対して離れるように拡径した場合でも、金属紐状体４８を厚み方向に圧縮した状態で介装することにより金属紐状体４８の厚みが増すので、高速の高温ガスに晒された場合でも、ハニカム構造体２０をケース４０に確実に保持することができる。
【００９８】
本実施形態の熱交換器１０によれば、金属紐状体４８は、ＳＵＳである。
ステンレス鋼（ＳＵＳ）は、金属の中でも耐蝕性、耐熱性を備えた素材であるので、ハニカム構造体２０と組み合せることにより、様々な用途で利用することができる。また、ステンレス鋼は、金属の中でも、融点が高く、硫化水素や硝酸などの耐薬品性が高いため、ろう付けの際に受ける金属体へのダメージが小さくすみ、信頼性が高い。なお、ステンレス鋼の中でも熱膨張率が小さなＳＵＳ４３０を用いるのが望ましい。
【００９９】
本発明の熱交換器は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
例えば、図９に示すように、ハニカムリブ２９とケース４０との間に金属紐状体４８を設けないようにすることも可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１０  熱交換器
２０  ハニカム構造体
２１  ハニカム構造体本体（本体）
２２  外壁
２３  セル壁
２５  第１セル
２５１  第１開口
２５２  第１流路
２６  第２セル
２６１  第２開口
２６２  接続孔
２６４  第２流路
２７  封止部
２９  ハニカムリブ
２９３  端面
４０  ケース
４０１  内面
４８  金属紐状体
４９  金属箔
５１  ろう層
５２  第１部材
５３  第２部材
５４  当て板
【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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