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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022110523
(43)【公開日】2022-07-29
(54)【発明の名称】熱交換器の流路部材、及び熱交換器
(51)【国際特許分類】
F28D 7/10 20060101AFI20220722BHJP
F28F 27/02 20060101ALI20220722BHJP
F28F 1/40 20060101ALI20220722BHJP
F01N 5/02 20060101ALI20220722BHJP
F01N 13/08 20100101ALI20220722BHJP
【ＦＩ】
F28D7/10 A ZAB
F28D7/10 Z
F28F27/02 A
F28F1/40 G
F01N5/02 B
F01N13/08 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021005990
(22)【出願日】2021-01-18
(71)【出願人】
【識別番号】000004064
【氏名又は名称】日本碍子株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000523
【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】赤埴 達也
(72)【発明者】
【氏名】川口 竜生
(72)【発明者】
【氏名】吉原 誠
【テーマコード（参考）】
3G004
3L103
【Ｆターム（参考）】
3G004AA01
3G004DA14
3G004FA02
3G004FA07
3L103AA37
3L103BB39
3L103CC02
3L103CC08
3L103CC09
3L103CC27
3L103DD10
3L103DD36
3L103DD38
(57)【要約】
【課題】熱回収量を向上させることが可能な熱交換器の流路部材を提供する。
【解決手段】第１流体が流通可能な熱回収部材を収容可能な内筒１０と、第２流体を供給可能な供給口２１及び第２流体を排出可能な排出口２２を有し、内筒１０との間に第２流体の流路Ｒ１，Ｒ２を構成するように内筒１０の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒２０と、供給口２１に接続される供給管３０と、排出口２２に接続される排出管４０とを備える熱交換器の流路部材１００とする。供給口２１及び排出口２２は、外筒２０の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられている。供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路抵抗が、供給口２１と排出口２２との間の長周側の第２流体の流路抵抗よりも大きい。
【選択図】図１
【解決手段】第１流体が流通可能な熱回収部材を収容可能な内筒１０と、第２流体を供給可能な供給口２１及び第２流体を排出可能な排出口２２を有し、内筒１０との間に第２流体の流路Ｒ１，Ｒ２を構成するように内筒１０の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒２０と、供給口２１に接続される供給管３０と、排出口２２に接続される排出管４０とを備える熱交換器の流路部材１００とする。供給口２１及び排出口２２は、外筒２０の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられている。供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路抵抗が、供給口２１と排出口２２との間の長周側の第２流体の流路抵抗よりも大きい。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１流体が流通可能な熱回収部材を収容可能な内筒と、
第２流体を供給可能な供給口及び前記第２流体を排出可能な排出口を有し、前記内筒との間に前記第２流体の流路を構成するように前記内筒の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒と、
前記供給口に接続される供給管と、
前記排出口に接続される排出管と
を備え、
前記供給口及び前記排出口は、前記外筒の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられており、
前記供給口と前記排出口との間の短周側の前記第２流体の流路抵抗が、前記供給口と前記排出口との間の長周側の前記第２流体の流路抵抗よりも大きい、熱交換器の流路部材。
第２流体を供給可能な供給口及び前記第２流体を排出可能な排出口を有し、前記内筒との間に前記第２流体の流路を構成するように前記内筒の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒と、
前記供給口に接続される供給管と、
前記排出口に接続される排出管と
を備え、
前記供給口及び前記排出口は、前記外筒の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられており、
前記供給口と前記排出口との間の短周側の前記第２流体の流路抵抗が、前記供給口と前記排出口との間の長周側の前記第２流体の流路抵抗よりも大きい、熱交換器の流路部材。
【請求項2】
前記供給口と前記排出口とは、前記外筒の同一周上に位置する、請求項１に記載の熱交換器の流路部材。
【請求項3】
前記供給口と前記排出口とは、前記外筒の異なる周上に位置する、請求項１に記載の熱交換器の流路部材。
【請求項4】
前記供給管及び前記排出管は、流れ調整部を介して前記供給口及び前記排出口にそれぞれ嵌合されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の熱交換器の流路部材。
【請求項5】
前記供給口と前記排出口との間の短周側の前記第２流体の流路に設けられる流路抵抗増大構造部、及び前記供給口と前記排出口との間の短周側の前記第２流体の流路に設けられる流路抵抗増大部材の少なくとも１つを備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の熱交換器の流路部材。
【請求項6】
前記流路抵抗増大構造部及び／又は前記流路抵抗増大部材は、前記第１流体の流通方向に沿って設けられている、請求項５に記載の熱交換器の流路部材。
【請求項7】
前記流路抵抗増大構造部及び／又は前記流路抵抗増大部材は、前記第２流体の流路断面積を部分的に小さくすることが可能な構造を有する、請求項５又は６に記載の熱交換器の流路部材。
【請求項8】
前記流路抵抗増大構造部及び／又は前記流路抵抗増大部材は蛇腹構造を有する、請求項５～７のいずれか一項に記載の熱交換器の流路部材。
【請求項9】
前記第１流体の流通方向に直交する断面において、前記内筒の中心部が、前記外筒の中心部に対して、前記供給口及び前記排出口側に位置するように前記内筒が偏心している、請求項１～８のいずれか一項に記載の熱交換器の流路部材。
【請求項10】
第１流体が流通可能な熱回収部材を収容可能な内筒と、
第２流体を供給可能な供給口及び前記第２流体を排出可能な排出口を有し、前記内筒との間に前記第２流体の流路を構成するように前記内筒の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒と、
前記供給口に接続される供給管と、
前記排出口に接続される排出管と
を備え、
前記供給口及び前記排出口は、前記外筒の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられており、
前記供給口と前記排出口とは、前記外筒の同一周上に位置し、
前記供給口と前記排出口との間の短周側の前記第２流体の流路に設けられる流路抵抗増大構造部、及び前記供給口と前記排出口との間の短周側の前記第２流体の流路に設けられる流路抵抗増大部材の少なくとも１つを備える、熱交換器の流路部材。
第２流体を供給可能な供給口及び前記第２流体を排出可能な排出口を有し、前記内筒との間に前記第２流体の流路を構成するように前記内筒の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒と、
前記供給口に接続される供給管と、
前記排出口に接続される排出管と
を備え、
前記供給口及び前記排出口は、前記外筒の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられており、
前記供給口と前記排出口とは、前記外筒の同一周上に位置し、
前記供給口と前記排出口との間の短周側の前記第２流体の流路に設けられる流路抵抗増大構造部、及び前記供給口と前記排出口との間の短周側の前記第２流体の流路に設けられる流路抵抗増大部材の少なくとも１つを備える、熱交換器の流路部材。
【請求項11】
第１流体が流通可能な熱回収部材を収容可能な内筒と、
第２流体を供給可能な供給口及び前記第２流体を排出可能な排出口を有し、前記内筒との間に前記第２流体の流路を構成するように前記内筒の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒と、
前記供給口に接続される供給管と、
前記排出口に接続される排出管と
を備え、
前記供給口及び前記排出口は、前記外筒の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられており、
前記供給口と前記排出口とは、前記外筒の同一周上に位置し、
前記第１流体の流通方向に直交する断面において、前記内筒の中心部が、前記外筒の中心部に対して、前記供給口及び前記排出口側に位置するように前記内筒が偏心している、熱交換器の流路部材。
第２流体を供給可能な供給口及び前記第２流体を排出可能な排出口を有し、前記内筒との間に前記第２流体の流路を構成するように前記内筒の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒と、
前記供給口に接続される供給管と、
前記排出口に接続される排出管と
を備え、
前記供給口及び前記排出口は、前記外筒の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられており、
前記供給口と前記排出口とは、前記外筒の同一周上に位置し、
前記第１流体の流通方向に直交する断面において、前記内筒の中心部が、前記外筒の中心部に対して、前記供給口及び前記排出口側に位置するように前記内筒が偏心している、熱交換器の流路部材。
【請求項12】
請求項１～１１のいずれか一項に記載の熱交換器の流路部材と、
前記内筒内に収容される熱回収部材と
を備える熱交換器。
前記内筒内に収容される熱回収部材と
を備える熱交換器。
【請求項13】
前記熱回収部材が、外周壁と、前記外周壁の内側に配設され、第１端面から第２端面まで延びる流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁とを有するハニカム構造体である、請求項１２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、熱交換器の流路部材、及び熱交換器に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、自動車の燃費改善が求められている。特に、エンジン始動時などのエンジンが冷えている時の燃費悪化を防ぐため、冷却水、エンジンオイル、オートマチックトランスミッションフルード（ＡＴＦ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）などを早期に暖めて、フリクション（摩擦）損失を低減するシステムが期待されている。また、排ガス浄化用触媒を早期に活性化するために触媒を加熱するシステムが期待されている。
【0003】
上記のようなシステムとして、例えば、熱交換器がある。熱交換器は、内部に第１流体を流通させるとともに外部に第２流体を流通させることにより、第１流体と第２流体との間で熱交換を行う装置である。このような熱交換器では、高温の流体（例えば、排ガスなど）から低温の流体（例えば、冷却水など）へ熱交換することにより、熱を有効利用することができる。例えば、特許文献１には、第１流体の流路となる複数のセルが区画形成された隔壁を有する柱状ハニカム構造体と、柱状ハニカム構造体の外周面を覆うように配置されたケーシングとを備え、ケーシングが内筒及び外筒を有し、内筒と外筒との間に第２流体の流路が形成された熱交換器が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２０１６／１８５９６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載の熱交換器は、第２流体の供給口及び排出口が外筒の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられている。そのため、供給口から供給された第２流体は、供給口と排出口との間の長周側の流路に比べて、供給口と排出口との間の短周側の流路を流れ易く、熱回収量（熱交換量）が低いという課題がある。
【0006】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、熱回収量を向上させることが可能な熱交換器の流路部材、及び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】
上記の課題は、以下の本発明によって解決されるものであり、本発明は以下のように特定される。
【0008】
本発明は、第１流体が流通可能な熱回収部材を収容可能な内筒と、
第２流体を供給可能な供給口及び前記第２流体を排出可能な排出口を有し、前記内筒との間に前記第２流体の流路を構成するように前記内筒の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒と、
前記供給口に接続される供給管と、
前記排出口に接続される排出管と
を備え、
前記供給口及び前記排出口は、前記外筒の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられており、
前記供給口と前記排出口との間の短周側の前記第２流体の流路抵抗が、前記供給口と前記排出口との間の長周側の前記第２流体の流路抵抗よりも大きい、熱交換器の流路部材である。
第２流体を供給可能な供給口及び前記第２流体を排出可能な排出口を有し、前記内筒との間に前記第２流体の流路を構成するように前記内筒の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒と、
前記供給口に接続される供給管と、
前記排出口に接続される排出管と
を備え、
前記供給口及び前記排出口は、前記外筒の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられており、
前記供給口と前記排出口との間の短周側の前記第２流体の流路抵抗が、前記供給口と前記排出口との間の長周側の前記第２流体の流路抵抗よりも大きい、熱交換器の流路部材である。
【0009】
また、本発明は、第１流体が流通可能な熱回収部材を収容可能な内筒と、
第２流体を供給可能な供給口及び前記第２流体を排出可能な排出口を有し、前記内筒との間に前記第２流体の流路を構成するように前記内筒の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒と、
前記供給口に接続される供給管と、
前記排出口に接続される排出管と
を備え、
前記供給口及び前記排出口は、前記外筒の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられており、
前記供給口と前記排出口とは、前記外筒の同一周上に位置し、
前記供給口と前記排出口との間の短周側の前記第２流体の流路に設けられる流路抵抗増大構造部、及び前記供給口と前記排出口との間の短周側の前記第２流体の流路に設けられる流路抵抗増大部材の少なくとも１つを備える、熱交換器の流路部材である。
第２流体を供給可能な供給口及び前記第２流体を排出可能な排出口を有し、前記内筒との間に前記第２流体の流路を構成するように前記内筒の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒と、
前記供給口に接続される供給管と、
前記排出口に接続される排出管と
を備え、
前記供給口及び前記排出口は、前記外筒の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられており、
前記供給口と前記排出口とは、前記外筒の同一周上に位置し、
前記供給口と前記排出口との間の短周側の前記第２流体の流路に設けられる流路抵抗増大構造部、及び前記供給口と前記排出口との間の短周側の前記第２流体の流路に設けられる流路抵抗増大部材の少なくとも１つを備える、熱交換器の流路部材である。
【0010】
また、本発明は、第１流体が流通可能な熱回収部材を収容可能な内筒と、
第２流体を供給可能な供給口及び前記第２流体を排出可能な排出口を有し、前記内筒との間に前記第２流体の流路を構成するように前記内筒の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒と、
前記供給口に接続される供給管と、
前記排出口に接続される排出管と
を備え、
前記供給口及び前記排出口は、前記外筒の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられており、
前記供給口と前記排出口とは、前記外筒の同一周上に位置し、
前記第１流体の流通方向に直交する断面において、前記内筒の中心部が、前記外筒の中心部に対して、前記供給口及び前記排出口側に位置するように前記内筒が偏心している、熱交換器の流路部材である。
第２流体を供給可能な供給口及び前記第２流体を排出可能な排出口を有し、前記内筒との間に前記第２流体の流路を構成するように前記内筒の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒と、
前記供給口に接続される供給管と、
前記排出口に接続される排出管と
を備え、
前記供給口及び前記排出口は、前記外筒の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられており、
前記供給口と前記排出口とは、前記外筒の同一周上に位置し、
前記第１流体の流通方向に直交する断面において、前記内筒の中心部が、前記外筒の中心部に対して、前記供給口及び前記排出口側に位置するように前記内筒が偏心している、熱交換器の流路部材である。
【0011】
さらに、本発明は、前記熱交換器の流路部材と、
前記内筒内に収容される熱回収部材と
を備える熱交換器である。
前記内筒内に収容される熱回収部材と
を備える熱交換器である。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、熱回収量を向上させることが可能な熱交換器の流路部材、及び熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施形態１に係る熱交換器の流路部材の斜視図である。
【図4】従来の熱交換器の流路部材の外筒及び内筒の軸方向に直交する方向の断面図である。
【図5】本発明の実施形態１に係る別の熱交換器の流路部材の、外筒及び内筒の軸方向に直交する方向の断面図である。
【図6】本発明の実施形態１に係る別の熱交換器の流路部材の、外筒及び内筒の軸方向に直交する方向の断面図である。
【図7】本発明の実施形態１に係る別の熱交換器の流路部材の、外筒及び内筒の軸方向に直交する方向の断面図である。
【図8】本発明の実施形態１に係る別の熱交換器の流路部材の、外筒及び内筒の軸方向に直交する方向の断面図である。
【図9】本発明の実施形態１に係る別の熱交換器の流路部材の上面図である。
【図10】本発明の実施形態１に係る別の熱交換器の流路部材の、外筒及び内筒の軸方向に直交する方向の断面図である。
【図11】本発明の実施形態１に係る別の熱交換器の流路部材の、外筒及び内筒の軸方向に直交する方向の断面図である。
【図12】本発明の実施形態１に係る別の熱交換器の流路部材の斜視図である。
【図13】本発明の実施形態２に係る熱交換器の流路部材の、外筒及び内筒の軸方向に直交する方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し変更、改良などが適宜加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
【0015】
（実施形態１）
（１）熱交換器の流路部材
図１は、本発明の実施形態１に係る熱交換器の流路部材の斜視図である。図２は、図１の熱交換器の流路部材の上面図である。図３は、図１のＡ－Ａ’線及び図２のＢ－Ｂ’線（外筒及び内筒の軸方向に直交する方向）の断面図である。
本発明の実施形態１に係る熱交換器の流路部材１００は、第１流体が流通可能な熱回収部材を収容可能な内筒１０と、第２流体を供給可能な供給口２１及び第２流体を排出可能な排出口２２を有し、内筒１０との間に第２流体の流路Ｒ１，Ｒ２を構成するように内筒１０の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒２０と、供給口２１に接続される供給管３０と、排出口２２に接続される排出管４０とを備える。また、外筒２０の供給口２１及び排出口２２は、外筒２０の周方向において、半周未満の領域に位置するように設けられている。
なお、図１では、内筒１０と外筒２０との間が接続部材５０によって接続された一例を示しているが、内筒１０の両端部を拡径すること及び／又は外筒２０の両端部を縮径することによって、内筒１０と外筒２０とを直接接続してもよい。
（１）熱交換器の流路部材
図１は、本発明の実施形態１に係る熱交換器の流路部材の斜視図である。図２は、図１の熱交換器の流路部材の上面図である。図３は、図１のＡ－Ａ’線及び図２のＢ－Ｂ’線（外筒及び内筒の軸方向に直交する方向）の断面図である。
本発明の実施形態１に係る熱交換器の流路部材１００は、第１流体が流通可能な熱回収部材を収容可能な内筒１０と、第２流体を供給可能な供給口２１及び第２流体を排出可能な排出口２２を有し、内筒１０との間に第２流体の流路Ｒ１，Ｒ２を構成するように内筒１０の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒２０と、供給口２１に接続される供給管３０と、排出口２２に接続される排出管４０とを備える。また、外筒２０の供給口２１及び排出口２２は、外筒２０の周方向において、半周未満の領域に位置するように設けられている。
なお、図１では、内筒１０と外筒２０との間が接続部材５０によって接続された一例を示しているが、内筒１０の両端部を拡径すること及び／又は外筒２０の両端部を縮径することによって、内筒１０と外筒２０とを直接接続してもよい。
【0016】
ここで、従来の熱交換器の流路部材について、外筒及び内筒の軸方向に直交する方向の断面図を図４に示す。
従来の熱交換器の流路部材では、供給管３０から供給口２１を介して供給された第２流体は、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１又は供給口２１と排出口２２との間の長周側の第２流体の流路Ｒ２のいずれか一方を流通し、排出口２２を介して排出管４０から排出される。なお、図４において、矢印は第２流体の流通方向Ｄ２を表す。しかし、第２流体は、供給口２１と排出口２２との間の距離が長い長周側の第２流体の流路Ｒ２に比べて、供給口２１と排出口２２との間の距離が短い短周側の第２流体の流路Ｒ１を流通する割合が高く、第２流体が内筒１０と接触する機会が少なくなることで、熱回収量が低下する一因となっていた。
従来の熱交換器の流路部材では、供給管３０から供給口２１を介して供給された第２流体は、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１又は供給口２１と排出口２２との間の長周側の第２流体の流路Ｒ２のいずれか一方を流通し、排出口２２を介して排出管４０から排出される。なお、図４において、矢印は第２流体の流通方向Ｄ２を表す。しかし、第２流体は、供給口２１と排出口２２との間の距離が長い長周側の第２流体の流路Ｒ２に比べて、供給口２１と排出口２２との間の距離が短い短周側の第２流体の流路Ｒ１を流通する割合が高く、第２流体が内筒１０と接触する機会が少なくなることで、熱回収量が低下する一因となっていた。
【0017】
本発明の実施形態１に係る熱交換器の流路部材１００は、一態様において、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路抵抗（流路Ｒ１の抵抗）が、供給口２１と排出口２２との間の長周側の第２流体の流路抵抗（流路Ｒ２の抵抗）よりも大きい。このように流路抵抗を制御することにより、供給口２１と排出口２２との間の距離が短い短周側の第２流体の流路Ｒ１に比べて、供給口２１と排出口２２との間の距離が長い長周側の第２流体の流路Ｒ２を流通する第２流体の割合が高くなるため、第２流体が内筒１０と接触する機会を増加させ、熱回収量を増加させることができる。短周側の第２流体の流路抵抗及び長周側の第２流体の流路抵抗は、例えば、以下の方法によって求めることができる。短周側の第２流体の流路抵抗は、長周側の第２流体の流路を塞ぎ、第２流体（例えば、水）を１０Ｌ／分で流通させた時の圧力損失から流路抵抗を算出することができる。また、長周側の第２流体の流路抵抗は、短周側の第２流体の流路を塞ぎ、第２流体（例えば、水）を１０Ｌ／分で流通させた時の圧力損失から流路抵抗を算出することができる。
【0018】
供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路抵抗を、供給口２１と排出口２２との間の長周側の第２流体の流路抵抗よりも大きくする方法としては、特に限定されないが、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に流路抵抗増大構造部２３を設けてもよいし、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に流路抵抗増大部材を配置してもよいし、これらを組み合わせてもよい。
流路抵抗増大構造部２３は、第２流体の流路Ｒ１に面する内筒１０、外筒２０又はこれらの両方に設けることができるが、生産性の観点から外筒２０であることが好ましい。同様に、流路抵抗増大部材は、第２流体の流路Ｒ１に面する内筒１０、外筒２０又はこれらの両方に配置してもよいが、生産性の観点から外筒２０であることが好ましい。
なお、流路抵抗増大構造部２３は、内筒１０及び／又は外筒２０を形状加工することによって形成される部分であるのに対し、流路抵抗増大部材は、内筒１０及び／又は外筒２０とは別に設けられる部材である点で両者は異なる。
流路抵抗増大構造部２３は、第２流体の流路Ｒ１に面する内筒１０、外筒２０又はこれらの両方に設けることができるが、生産性の観点から外筒２０であることが好ましい。同様に、流路抵抗増大部材は、第２流体の流路Ｒ１に面する内筒１０、外筒２０又はこれらの両方に配置してもよいが、生産性の観点から外筒２０であることが好ましい。
なお、流路抵抗増大構造部２３は、内筒１０及び／又は外筒２０を形状加工することによって形成される部分であるのに対し、流路抵抗増大部材は、内筒１０及び／又は外筒２０とは別に設けられる部材である点で両者は異なる。
【0019】
ここで、図１～３は、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に面する外筒２０に流路抵抗増大構造部２３を設けた場合の一例である。その他の例を図５～７に示す。
図５は、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に面する内筒１０に流路抵抗増大構造部２３を設けた場合の一例である。
図６及び７は、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に面する外筒２０に流路抵抗増大部材６０を配置した場合の一例である。
図８は、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に面する内筒１０に流路抵抗増大部材６０を配置した場合の一例である。
なお、図５～８は、外筒及び内筒の軸方向に直交する方向の熱交換器の流路部材の断面図である。これらの熱交換器の流路部材の斜視図及び上面図は、図１～３を参酌することで容易に理解できるため省略する。
図５は、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に面する内筒１０に流路抵抗増大構造部２３を設けた場合の一例である。
図６及び７は、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に面する外筒２０に流路抵抗増大部材６０を配置した場合の一例である。
図８は、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に面する内筒１０に流路抵抗増大部材６０を配置した場合の一例である。
なお、図５～８は、外筒及び内筒の軸方向に直交する方向の熱交換器の流路部材の断面図である。これらの熱交換器の流路部材の斜視図及び上面図は、図１～３を参酌することで容易に理解できるため省略する。
【0020】
流路抵抗増大構造部２３及び／又は流路抵抗増大部材６０は、第１流体の流通方向Ｄ１に沿って設けられることが好ましい。このように流路抵抗増大構造部２３及び／又は流路抵抗増大部材６０を設けることにより、供給口２１と排出口２２との間の距離が長い長周側の第２流体の流路Ｒ２を流通する第２流体の割合をより一層高めることができるため、熱回収量がより一層増加する。
【0021】
流路抵抗増大構造部２３及び／又は流路抵抗増大部材６０は、図３及び５～８に示されるように、第２流体の流路断面積を部分的に小さくすることが可能な構造を有することが好ましい。このような構造とすることにより、第２流体の流路抵抗を大きくすることができる。
【0022】
第２流体の流路断面積を部分的に小さくすることが可能な構造としては、特に限定されず、図３及び５～８に示されるような形状などを含む様々な構造とすることができる。なお、図６～８に示されるような流路抵抗増大部材６０は、複数に分割されていてもよく、幅や厚みなども適宜調整することができる。また、これらの構造の中でも、図６に示されるような蛇腹構造とすることが好ましい。蛇腹構造は、表面積が大きいため、供給口２１と排出口２２との間の距離が短い短周側の第２流体の流路Ｒ１においても熱交換がし易くなり、熱回収量を増加させることができる。
【0023】
以下、熱交換器の流路部材１００について、構成部材ごとに詳細に説明する。
＜内筒１０について＞
内筒１０は、第１流体が流通可能な熱回収部材を収容可能な筒状の部材である。
内筒１０の形状としては、特に限定されず、軸方向に垂直な断面が円形である円筒状、当該断面が三角形、四角形、五角形、六角形などの角筒状、当該断面が楕円形の楕円筒状などにすることができる。その中でも内筒１０は、円筒状であることが好ましい。
内筒１０の内周面は、熱回収部材の軸方向（第１流体の流通方向Ｄ１）の外周面と直接的に接していても間接的に接していてもよいが、熱伝導性の観点から、熱回収部材の軸方向の外周面と直接的に接していることが好ましい。この場合、内筒１０の内周面の断面形状は、熱回収部材の外周面の断面形状と一致する。また、内筒１０の軸方向は、熱回収部材の軸方向と一致し、内筒１０の中心軸は熱回収部材の中心軸と一致することが好ましい。
＜内筒１０について＞
内筒１０は、第１流体が流通可能な熱回収部材を収容可能な筒状の部材である。
内筒１０の形状としては、特に限定されず、軸方向に垂直な断面が円形である円筒状、当該断面が三角形、四角形、五角形、六角形などの角筒状、当該断面が楕円形の楕円筒状などにすることができる。その中でも内筒１０は、円筒状であることが好ましい。
内筒１０の内周面は、熱回収部材の軸方向（第１流体の流通方向Ｄ１）の外周面と直接的に接していても間接的に接していてもよいが、熱伝導性の観点から、熱回収部材の軸方向の外周面と直接的に接していることが好ましい。この場合、内筒１０の内周面の断面形状は、熱回収部材の外周面の断面形状と一致する。また、内筒１０の軸方向は、熱回収部材の軸方向と一致し、内筒１０の中心軸は熱回収部材の中心軸と一致することが好ましい。
【0024】
内筒１０の径（外径及び内径）は、特に限定されないが、軸方向の両端部が拡径していることが好ましい。このような構成とすることにより、外筒２０と直接接合することができるため、接続部材５０を省略することができる。また、内筒１０と外筒２０との間に中筒を設ける場合に、拡径した内筒１０の軸方向の両端部の外周面に中筒を直接設けることができる。
【0025】
熱回収部材を流通する第１流体の熱は、熱回収部材を介して内筒１０に伝達されるため、内筒１０は、熱伝導性に優れた材料から形成されていることが好ましい。内筒１０に用いられる材料としては、例えば、金属、セラミックスなどを用いることができる。金属としては、ステンレス鋼、チタン合金、銅合金、アルミ合金、真鍮などが挙げられる。耐久信頼性が高いという理由により、内筒１０の材料はステンレス鋼であることが好ましい。
【0026】
＜外筒２０について＞
外筒２０は、内筒１０の径方向外側に間隔をおいて配置された筒状の部材である。
外筒２０の形状としては、特に限定されず、軸方向に垂直な断面が円形である円筒状、当該断面が三角形、四角形、五角形、六角形などの角筒状、当該断面が楕円形の楕円筒状などにすることができる。その中でも外筒２０は、円筒状であることが好ましい。
外筒２０は、内筒１０と同軸に配置されていてもよい。具体的には、外筒２０の軸方向は、内筒１０の軸方向と一致し、外筒２０の中心軸は、内筒１０の中心軸と一致していてもよい。
外筒２０の軸方向長さは、内筒１０に収容される熱回収部材の軸方向長さよりも長く設定されていることが好ましい。また、外筒２０の軸方向において、外筒２０の中央位置は、内筒１０の中央位置と一致することが好ましい。
外筒２０は、内筒１０の径方向外側に間隔をおいて配置された筒状の部材である。
外筒２０の形状としては、特に限定されず、軸方向に垂直な断面が円形である円筒状、当該断面が三角形、四角形、五角形、六角形などの角筒状、当該断面が楕円形の楕円筒状などにすることができる。その中でも外筒２０は、円筒状であることが好ましい。
外筒２０は、内筒１０と同軸に配置されていてもよい。具体的には、外筒２０の軸方向は、内筒１０の軸方向と一致し、外筒２０の中心軸は、内筒１０の中心軸と一致していてもよい。
外筒２０の軸方向長さは、内筒１０に収容される熱回収部材の軸方向長さよりも長く設定されていることが好ましい。また、外筒２０の軸方向において、外筒２０の中央位置は、内筒１０の中央位置と一致することが好ましい。
【0027】
外筒２０の径（外径及び内径）は、特に限定されないが、軸方向の両端部が縮径していることが好ましい。このような構成とすることにより、内筒１０と直接接合することができるため、接続部材５０を省略することができる。また、外筒２０と内筒１０との間に中筒を設ける場合に、縮径した外筒２０の軸方向の両端部の内周面に中筒を直接設けることができる。
【0028】
外筒２０に用いられる材料としては、例えば、金属、セラミックスなどを用いることができる。金属としては、ステンレス鋼、チタン合金、銅合金、アルミ合金、真鍮などが挙げられる。耐久信頼性が高いという理由により、外筒２０の材料はステンレス鋼であることが好ましい。
【0029】
外筒２０は、第２流体を供給可能な供給口２１及び第２流体を排出可能な排出口２２を有する。供給口２１及び排出口２２の位置は、外筒２０の周方向において、半周未満の領域に位置するように設けられていれば特に限定されない。
例えば、図２に示されるように、供給口２１と排出口２２とが外筒２０の同一周上に位置するように、供給口２１及び排出口２２を設けることができる。より好ましくは、供給口２１の中心部Ｐ１と排出口２２の中心部Ｐ２とが外筒２０の同一周上に位置するように、供給口２１及び排出口２２を設けることができる。ここで、供給口２１の中心部Ｐ１と排出口２２の中心部Ｐ２とが外筒２０の同一周上に位置するとは、供給口２１の中心部Ｐ１と排出口２２の中心部Ｐ２とが外筒２０の軸方向に直交する１つの周線Ｌ上に位置することを意味する。
また、供給口２１と排出口２２とが外筒２０の異なる周上に位置するように、供給口２１及び排出口２２を設けてもよい。このような態様の熱交換器の流路部材の上面図を図９に示す。ここで、供給口２１と排出口２２とが外筒２０の異なる周上に位置するとは、供給口２１の中心部Ｐ１と排出口２２の中心部Ｐ２とが外筒２０の軸方向に直交する２つの周線Ｌ１，Ｌ２にそれぞれ位置することを意味する。このように供給口２１及び排出口２２を設けることにより、第２流体の流通方向Ｄ２が、第１流体の流通方向Ｄ１に対して対向することになるため、熱回収量を増加させることができる。
例えば、図２に示されるように、供給口２１と排出口２２とが外筒２０の同一周上に位置するように、供給口２１及び排出口２２を設けることができる。より好ましくは、供給口２１の中心部Ｐ１と排出口２２の中心部Ｐ２とが外筒２０の同一周上に位置するように、供給口２１及び排出口２２を設けることができる。ここで、供給口２１の中心部Ｐ１と排出口２２の中心部Ｐ２とが外筒２０の同一周上に位置するとは、供給口２１の中心部Ｐ１と排出口２２の中心部Ｐ２とが外筒２０の軸方向に直交する１つの周線Ｌ上に位置することを意味する。
また、供給口２１と排出口２２とが外筒２０の異なる周上に位置するように、供給口２１及び排出口２２を設けてもよい。このような態様の熱交換器の流路部材の上面図を図９に示す。ここで、供給口２１と排出口２２とが外筒２０の異なる周上に位置するとは、供給口２１の中心部Ｐ１と排出口２２の中心部Ｐ２とが外筒２０の軸方向に直交する２つの周線Ｌ１，Ｌ２にそれぞれ位置することを意味する。このように供給口２１及び排出口２２を設けることにより、第２流体の流通方向Ｄ２が、第１流体の流通方向Ｄ１に対して対向することになるため、熱回収量を増加させることができる。
【0030】
＜供給管３０及び排出管４０について＞
供給管３０及び排出管４０は、第２流体が流通可能な筒状の部材である。
供給管３０及び排出管４０は、供給口２１及び排出口２２にそれぞれ接続される。接続方法としては、特に限定されず、焼き嵌め、圧入、ろう付け、拡散接合などの公知の方法を用いることができる。
供給管３０及び排出管４０の形状としては、特に限定されず、軸方向に垂直な断面が円形である円筒状、当該断面が三角形、四角形、五角形、六角形などの角筒状、当該断面が楕円形の楕円筒状などにすることができる。その中でも供給管３０及び排出管４０は、円筒状であることが好ましい。
供給管３０及び排出管４０は、第２流体が流通可能な筒状の部材である。
供給管３０及び排出管４０は、供給口２１及び排出口２２にそれぞれ接続される。接続方法としては、特に限定されず、焼き嵌め、圧入、ろう付け、拡散接合などの公知の方法を用いることができる。
供給管３０及び排出管４０の形状としては、特に限定されず、軸方向に垂直な断面が円形である円筒状、当該断面が三角形、四角形、五角形、六角形などの角筒状、当該断面が楕円形の楕円筒状などにすることができる。その中でも供給管３０及び排出管４０は、円筒状であることが好ましい。
【0031】
供給管３０及び排出管４０の軸方向は、特に限定されない。例えば、外筒２０の軸方向に垂直な断面において、図１０に示されるように供給管３０及び排出管４０の軸方向が外筒２０の中心部Ｐ４に向くように構成してもよいし、図３～８に示されるように、供給管３０及び排出管４０の軸方向が長周側の第２流体の流路Ｒ２に向くように構成してもよい。その中でも、供給管３０及び排出管４０の軸方向が長周側の第２流体の流路Ｒ２に向くように構成することにより、長周側の第２流体の流路Ｒ２に第２流体が流通し易くなるため、第２流体が内筒１０と接触する機会を増加させ、熱回収量を増加させることができる。
また、図１１に示されるように、外筒２０の軸方向に垂直な断面において、供給管３０の供給口２１側端部にバッファ部３１を設け、当該バッファ部３１を長周側の第２流体の流路Ｒ２に第２流体が優先的に流通するように構成してもよい。なお、図１１では、供給管３０にバッファ部３１を設けた例を示しているが、排出管４０の排出口２２側端部にバッファ部を設けてもよい。このような構成とすることにより、第２流体が内筒１０と接触する機会が増加するため、熱回収量を増加させることができる。
また、図１１に示されるように、外筒２０の軸方向に垂直な断面において、供給管３０の供給口２１側端部にバッファ部３１を設け、当該バッファ部３１を長周側の第２流体の流路Ｒ２に第２流体が優先的に流通するように構成してもよい。なお、図１１では、供給管３０にバッファ部３１を設けた例を示しているが、排出管４０の排出口２２側端部にバッファ部を設けてもよい。このような構成とすることにより、第２流体が内筒１０と接触する機会が増加するため、熱回収量を増加させることができる。
【0032】
供給管３０及び排出管４０に用いられる材料としては、例えば、金属、セラミックスなどを用いることができる。金属としては、ステンレス鋼、チタン合金、銅合金、アルミ合金、真鍮などが挙げられる。耐久信頼性が高いという理由により、供給管３０及び排出管４０の材料はステンレス鋼であることが好ましい。
【0033】
供給管３０及び排出管４０は、図１２に示されるように、流れ調整部７０を介して供給口２１及び排出口２２にそれぞれ嵌合されていてもよい。
供給管３０及び排出管４０が外筒２０の供給口２１及び排出口２２に直接嵌合されている場合、供給管３０及び排出管４０の嵌合部周辺において第２流体が淀んで沸騰してしまい、以下の（１）～（３）などの問題が生じることがある。
（１）熱交換器が局所的に高温となって熱交換器自体に不具合が生じる。
（２）熱が過剰に回収される。
（３）発生した気泡（蒸気）が他部品の特性を低下させる。
流れ調整部７０を介して供給管３０及び排出管４０を供給口２１及び排出口２２にそれぞれ嵌合することにより、供給管３０及び排出管４０の嵌合部周辺における第２流体の淀みを抑制することができる。
供給管３０及び排出管４０が外筒２０の供給口２１及び排出口２２に直接嵌合されている場合、供給管３０及び排出管４０の嵌合部周辺において第２流体が淀んで沸騰してしまい、以下の（１）～（３）などの問題が生じることがある。
（１）熱交換器が局所的に高温となって熱交換器自体に不具合が生じる。
（２）熱が過剰に回収される。
（３）発生した気泡（蒸気）が他部品の特性を低下させる。
流れ調整部７０を介して供給管３０及び排出管４０を供給口２１及び排出口２２にそれぞれ嵌合することにより、供給管３０及び排出管４０の嵌合部周辺における第２流体の淀みを抑制することができる。
【0034】
流れ調整部７０の構造は、第２流体の流れを調整することが可能な構造であれば特に限定されないが、外筒２０の外周方向の一部に設けられ、外筒２０の径方向外側に拡張した構造を有することが好ましい。このような構造とすることにより、供給管３０及び排出管４０の嵌合部周辺における第２流体の淀みを安定して抑制することができる。
【0035】
流れ調整部７０は、少なくとも１つの平面領域を有し、平面領域に供給管３０及び排出管４０の嵌合部を設けることが好ましい。このような構成とすることにより、流れ調整部７０に供給管３０及び排出管４０を接合し易くすることができる。
【0036】
＜接続部材５０について＞
接続部材５０は、必要に応じて、内筒１０の上流側と外筒２０の上流側との間、及び内筒１０の下流側と外筒２０の下流側との間を接続する筒状部材である。
なお、上記でも説明しているが、内筒１０の上流側及び下流側を拡径すること及び／又は外筒２０の上流側及び下流側を縮径することによって内筒１０と外筒２０とが直接接続されていれば、接続部材５０を設ける必要はないことに留意すべきである。
接続部材５０は、必要に応じて、内筒１０の上流側と外筒２０の上流側との間、及び内筒１０の下流側と外筒２０の下流側との間を接続する筒状部材である。
なお、上記でも説明しているが、内筒１０の上流側及び下流側を拡径すること及び／又は外筒２０の上流側及び下流側を縮径することによって内筒１０と外筒２０とが直接接続されていれば、接続部材５０を設ける必要はないことに留意すべきである。
【0037】
接続部材５０の軸方向は、内筒１０及び外筒２０と同軸に配置されていることが好ましい。具体的には、接続部材５０の軸方向は、内筒１０及び外筒２０の軸方向と一致し、接続部材５０の中心軸は、内筒１０及び外筒２０の中心軸と一致することが好ましい。
【0038】
接続部材５０は、内筒１０と外筒２０との間を接続するために、フランジ部を有する。フランジ部の形状は、特に限定されず、各種公知の形状とすることができる。
接続部材５０に用いられる材料としては、特に限定されず、内筒１０及び外筒２０で例示した材料と同じものを用いることができる。
接続部材５０に用いられる材料としては、特に限定されず、内筒１０及び外筒２０で例示した材料と同じものを用いることができる。
【0039】
＜中筒について＞
中筒は、必要に応じて、内筒１０と外筒２０との間に設けることができる。
中筒の形状としては、特に限定されず、軸方向に垂直な断面が円形である円筒状、当該断面が三角形、四角形、五角形、六角形などの角筒状、当該断面が楕円形の楕円筒状などにすることができる。その中でも中筒は、円筒状であることが好ましい。
中筒の軸方向は、内筒１０及び外筒２０の軸方向と一致し、中筒の中心軸は内筒１０及び外筒２０の中心軸と一致することが好ましい。
中筒の軸方向長さは、内筒１０に収容される熱回収部材の軸方向長さよりも長く設定されていることが好ましい。また、中筒の軸方向において、中筒の中央位置は、外筒２０の中央位置と一致することが好ましい。
中筒は、必要に応じて、内筒１０と外筒２０との間に設けることができる。
中筒の形状としては、特に限定されず、軸方向に垂直な断面が円形である円筒状、当該断面が三角形、四角形、五角形、六角形などの角筒状、当該断面が楕円形の楕円筒状などにすることができる。その中でも中筒は、円筒状であることが好ましい。
中筒の軸方向は、内筒１０及び外筒２０の軸方向と一致し、中筒の中心軸は内筒１０及び外筒２０の中心軸と一致することが好ましい。
中筒の軸方向長さは、内筒１０に収容される熱回収部材の軸方向長さよりも長く設定されていることが好ましい。また、中筒の軸方向において、中筒の中央位置は、外筒２０の中央位置と一致することが好ましい。
【0040】
中筒は、内筒１０と外筒２０との間に配置され、外筒２０と中筒との間に第２流体が流通可能な第１流路、及び内筒１０と中筒との間に第２流体が流通可能な第２流路を形成する。
中筒は、第１流路と第２流路との間を第２流体が流通可能な連通孔を有する。このような構成とすることにより、第２流路内に第２流体を流通させることができる。
連通孔の形状としては、第２流体が通過可能な形状であれば特に限定されず、例えば、円形状、楕円形状、多角形状などの各種形状とすることができる。また、中筒の軸方向又は周方向に沿ってスリットを連通孔として設けてもよい。
連通孔の数は、特に限定されず、中筒の軸方向に複数あってもよく、一般には、連通孔の形状に応じて適宜設定すればよい。
中筒は、第１流路と第２流路との間を第２流体が流通可能な連通孔を有する。このような構成とすることにより、第２流路内に第２流体を流通させることができる。
連通孔の形状としては、第２流体が通過可能な形状であれば特に限定されず、例えば、円形状、楕円形状、多角形状などの各種形状とすることができる。また、中筒の軸方向又は周方向に沿ってスリットを連通孔として設けてもよい。
連通孔の数は、特に限定されず、中筒の軸方向に複数あってもよく、一般には、連通孔の形状に応じて適宜設定すればよい。
【0041】
第２流路が液体の第２流体で満たされているとき、熱回収部材から内筒１０に伝えられた第１流体の熱が、第２流路の第２流体を介して第１流路の第２流体に伝えられる。一方、内筒１０の温度が高く、第２流路内で気体状態の第２流体（第２流体の蒸気（気泡））が発生したとき、第２流路の第２流体を介する第１流路の第２流体への熱伝導が抑制される。これは、液体の流体に比べて気体の流体の熱伝導率が低いためである。すなわち、第２流路内で気体状態の第２流体が発生するか否かにより、熱交換を促進する状態と熱交換を抑制する状態とを切り替えることができる。この熱交換の状態は、外部からの制御を必要としない。したがって、中筒を設けることにより、外部から制御することなく、第１流体と第２流体との間の熱交換の促進と抑制との切り替えを容易に行うことが可能になる。
なお、第２流体は、熱交換を抑制したい温度域に沸点を有する流体を使用すればよい。
なお、第２流体は、熱交換を抑制したい温度域に沸点を有する流体を使用すればよい。
【0042】
本発明の実施形態１に係る熱交換器の流路部材１００は、別の態様において、次のような構成としてもよい。
第１流体が流通可能な熱回収部材を収容可能な内筒１０と、第２流体を供給可能な供給口２１及び第２流体を排出可能な排出口２２を有し、内筒１０との間に第２流体の流路Ｒ１，Ｒ２を構成するように内筒１０の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒２０と、供給口２１に接続される供給管３０と、排出口２２に接続される排出管４０とを備え、
供給口２１及び排出口２２は、外筒２０の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられており、
供給口２１と排出口２２とは、外筒２０の同一周上に位置し、
供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に設けられる流路抵抗増大構造部２３、及び供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に設けられる流路抵抗増大部材６０の少なくとも１つを備える、熱交換器の流路部材１００。
このような構成を有する熱交換器の流路部材１００であっても、熱回収量を向上させることができる。
第１流体が流通可能な熱回収部材を収容可能な内筒１０と、第２流体を供給可能な供給口２１及び第２流体を排出可能な排出口２２を有し、内筒１０との間に第２流体の流路Ｒ１，Ｒ２を構成するように内筒１０の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒２０と、供給口２１に接続される供給管３０と、排出口２２に接続される排出管４０とを備え、
供給口２１及び排出口２２は、外筒２０の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられており、
供給口２１と排出口２２とは、外筒２０の同一周上に位置し、
供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に設けられる流路抵抗増大構造部２３、及び供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に設けられる流路抵抗増大部材６０の少なくとも１つを備える、熱交換器の流路部材１００。
このような構成を有する熱交換器の流路部材１００であっても、熱回収量を向上させることができる。
【0043】
上記のような構造を有する本発明の実施形態１に係る熱交換器の流路部材１００は、公知の方法に準じて製造することができる。具体的には、本発明の実施形態１に係る熱交換器の流路部材は、次のようにして製造することができる。
まず、内筒１０を準備し、内筒１０の外周面に流路抵抗増大構造部２３を設ける場合には、成形加工などによって流路抵抗増大構造部２３を形成する。また、内筒１０の外周面に流路抵抗増大部材６０を配置する場合には、内筒１０の外周面に流路抵抗増大部材６０を配置し、溶接などによって固定する。成形加工としては、プレス加工、エンボス加工などが挙げられる。
同様に、供給管３０及び排出管４０を設けた外筒２０を準備し、外筒２０の内周面に流路抵抗増大構造部２３を設ける場合には、成形加工などによって流路抵抗増大構造部２３を形成する。また、外筒２０の内周面に流路抵抗増大部材６０を配置する場合には、外筒２０の内周面に流路抵抗増大部材６０を配置し、溶接などによって固定する。
次に、上記の外筒２０内に上記の内筒１０を配置し、溶接などによって固定する。
なお、上記の製造方法は一例であり、工程の順序などは適宜変更することができる。
まず、内筒１０を準備し、内筒１０の外周面に流路抵抗増大構造部２３を設ける場合には、成形加工などによって流路抵抗増大構造部２３を形成する。また、内筒１０の外周面に流路抵抗増大部材６０を配置する場合には、内筒１０の外周面に流路抵抗増大部材６０を配置し、溶接などによって固定する。成形加工としては、プレス加工、エンボス加工などが挙げられる。
同様に、供給管３０及び排出管４０を設けた外筒２０を準備し、外筒２０の内周面に流路抵抗増大構造部２３を設ける場合には、成形加工などによって流路抵抗増大構造部２３を形成する。また、外筒２０の内周面に流路抵抗増大部材６０を配置する場合には、外筒２０の内周面に流路抵抗増大部材６０を配置し、溶接などによって固定する。
次に、上記の外筒２０内に上記の内筒１０を配置し、溶接などによって固定する。
なお、上記の製造方法は一例であり、工程の順序などは適宜変更することができる。
【0044】
本発明の実施形態１に係る熱交換器の流路部材１００は、上記のような構造を有しているため、熱回収量を向上させることができる。
【0045】
（２）熱交換器
本発明の実施形態１に係る熱交換器は、上記の熱交換器の流路部材１００と、内筒１０内に収容される熱回収部材とを備える。
熱回収部材としては、熱を回収できるものであれば特に限定されない。例えば、熱回収部材としてハニカム構造体を用いることができる。
ハニカム構造体は、一般的に柱状の構造体である。ハニカム構造体の軸方向に直交する断面形状は、特に限定されず、円、楕円又は四角若しくはその他の多角形とすることができる。
本発明の実施形態１に係る熱交換器は、上記の熱交換器の流路部材１００と、内筒１０内に収容される熱回収部材とを備える。
熱回収部材としては、熱を回収できるものであれば特に限定されない。例えば、熱回収部材としてハニカム構造体を用いることができる。
ハニカム構造体は、一般的に柱状の構造体である。ハニカム構造体の軸方向に直交する断面形状は、特に限定されず、円、楕円又は四角若しくはその他の多角形とすることができる。
【0046】
ハニカム構造体は、外周壁と、外周壁の内側に配設され、第１端面から第２端面まで延びる流路を形成する複数のセルを区画形成する隔壁とを有する。
隔壁及び外周壁は、セラミックスを主成分とする。第１端面及び第２端面は、ハニカム構造体の軸方向（セルが延びる方向）の両側の端面である。
各セルの断面形状（セルが延びる方向に垂直な断面の形状）は、特に限定されず、円形、楕円形、扇形、三角形、四角形、五角角形以上の多角形などの任意の形状とすることができる。
また、各セルは、ハニカム構造体の軸方向に垂直な断面において放射状に形成されていてもよい。このような構成とすることにより、セルを流通する第１流体の熱をハニカム構造体の径方向外側に向けて効率良く伝達させることができる。
隔壁及び外周壁は、セラミックスを主成分とする。第１端面及び第２端面は、ハニカム構造体の軸方向（セルが延びる方向）の両側の端面である。
各セルの断面形状（セルが延びる方向に垂直な断面の形状）は、特に限定されず、円形、楕円形、扇形、三角形、四角形、五角角形以上の多角形などの任意の形状とすることができる。
また、各セルは、ハニカム構造体の軸方向に垂直な断面において放射状に形成されていてもよい。このような構成とすることにより、セルを流通する第１流体の熱をハニカム構造体の径方向外側に向けて効率良く伝達させることができる。
【0047】
ハニカム構造体の外周壁は、隔壁よりも厚いことが好ましい。このような構成とすることにより、外部からの衝撃、第１流体と第２流体との間の温度差による熱応力などによって破壊（例えば、ひび、割れなど）が起こり易い外周壁の強度を高めることができる。
【0048】
隔壁の厚みは、特に限定されず、用途などに応じて適宜調整すればよい。例えば、隔壁の厚みは、０．１～１ｍｍとすることが好ましく、０．２～０．６ｍｍとすることがより好ましい。隔壁の厚みを０．１ｍｍ以上とすることにより、ハニカム構造体の機械的強度を十分に確保することができる。また、隔壁の厚さを１ｍｍ以下とすることにより、開口面積の低下によって圧力損失が大きくなったり、第１流体との接触面積の低下によって熱回収効率が低下したりする問題を抑制することができる。
【0049】
ハニカム構造体は、次のようにして製造することができる。
まず、セラミックス粉末を含む坏土を所望の形状に押し出し、ハニカム成形体を作製する。ハニカム構造体の材料としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。例えば、Ｓｉ含浸ＳｉＣ複合材料を主成分とするハニカム構造体を製造する場合、所定量のＳｉＣ粉末に、バインダーと、水又は有機溶媒とを加え、得られた混合物を混練し坏土とし、成形して所望形状のハニカム成形体を得ることができる。
次に、得られたハニカム成形体を乾燥し、減圧の不活性ガス又は真空中で、ハニカム成形体中に金属Ｓｉを含浸焼成することによって、隔壁によって第１流体の流路となる複数のセルが区画形成されたハニカム構造体を得ることができる。
まず、セラミックス粉末を含む坏土を所望の形状に押し出し、ハニカム成形体を作製する。ハニカム構造体の材料としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。例えば、Ｓｉ含浸ＳｉＣ複合材料を主成分とするハニカム構造体を製造する場合、所定量のＳｉＣ粉末に、バインダーと、水又は有機溶媒とを加え、得られた混合物を混練し坏土とし、成形して所望形状のハニカム成形体を得ることができる。
次に、得られたハニカム成形体を乾燥し、減圧の不活性ガス又は真空中で、ハニカム成形体中に金属Ｓｉを含浸焼成することによって、隔壁によって第１流体の流路となる複数のセルが区画形成されたハニカム構造体を得ることができる。
【0050】
ハニカム構造体を内筒１０内に収容する場合、ハニカム構造体を内筒１０に挿入し、所定の位置に配置した後、焼き嵌めればよい。このとき、焼き嵌めの代わりに、圧入やろう付け、拡散接合などを用いてもよい。
【0051】
本発明の実施形態１に係る熱交換器は、上記の熱交換器の流路部材１００を用いているため、熱回収量を向上させることができる。
【0052】
（実施形態２）
図１３は、本発明の実施形態２に係る熱交換器の流路部材の、外筒及び内筒の軸方向に直交する方向の断面図である。
なお、本発明の実施形態２に係る熱交換器の流路部材２００の説明において、本発明の実施形態１に係る熱交換器の流路部材１００の説明の中で登場した符号と同一の符号を有する構成要素は、本発明の実施形態２に係る熱交換器の流路部材２００の構成要素と同一であるので、その詳細な説明は省略する。
図１３は、本発明の実施形態２に係る熱交換器の流路部材の、外筒及び内筒の軸方向に直交する方向の断面図である。
なお、本発明の実施形態２に係る熱交換器の流路部材２００の説明において、本発明の実施形態１に係る熱交換器の流路部材１００の説明の中で登場した符号と同一の符号を有する構成要素は、本発明の実施形態２に係る熱交換器の流路部材２００の構成要素と同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【0053】
本発明の実施形態２に係る熱交換器の流路部材２００は、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路抵抗を、供給口２１と排出口２２との間の長周側の第２流体の流路抵抗よりも大きくする方法が、実施形態１に係る熱交換器の流路部材１００と異なっており、それ以外は実施形態１に係る熱交換器の流路部材１００と同じである。
すなわち、本発明の実施形態２に係る熱交換器の流路部材２００は、第１流体の流通方向Ｄ１に直交する断面において、内筒１０の中心部Ｐ３が、外筒２０の中心部Ｐ４に対して、供給口２１及び排出口２２側に位置するように内筒１０が偏心している。このように内筒１０を偏心させることにより、供給口２１と排出口２２との間の距離が短い短周側の第２流体の流路抵抗を増加させることで、供給口２１と排出口２２との間の距離が長い長周側の第２流体の流路Ｒ２を流通する第２流体の割合を高めることができるため、熱回収量が増加する。
すなわち、本発明の実施形態２に係る熱交換器の流路部材２００は、第１流体の流通方向Ｄ１に直交する断面において、内筒１０の中心部Ｐ３が、外筒２０の中心部Ｐ４に対して、供給口２１及び排出口２２側に位置するように内筒１０が偏心している。このように内筒１０を偏心させることにより、供給口２１と排出口２２との間の距離が短い短周側の第２流体の流路抵抗を増加させることで、供給口２１と排出口２２との間の距離が長い長周側の第２流体の流路Ｒ２を流通する第２流体の割合を高めることができるため、熱回収量が増加する。
【0054】
本発明の実施形態２に係る熱交換器の流路部材２００は、外筒２０内に内筒１０を配置する際に、内筒１０が偏心するように配置し、溶接などによって固定することによって製造することができる。
本発明の実施形態２に係る熱交換器の流路部材２００は、本発明の実施形態１に係る熱交換器の流路部材１００に比べて、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に流路抵抗増大構造部２３を設けたり、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に流路抵抗増大部材６０を配置したりする必要がないため、生産性が高いとともに、製造コストを抑えることができる。
ただし、第２流体の流路Ｒ１，Ｒ２を流通する第２流体の割合を微調整する観点から、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に流路抵抗増大構造部２３を設けたり、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に流路抵抗増大部材６０を配置したりしてもよい。
本発明の実施形態２に係る熱交換器の流路部材２００は、本発明の実施形態１に係る熱交換器の流路部材１００に比べて、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に流路抵抗増大構造部２３を設けたり、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に流路抵抗増大部材６０を配置したりする必要がないため、生産性が高いとともに、製造コストを抑えることができる。
ただし、第２流体の流路Ｒ１，Ｒ２を流通する第２流体の割合を微調整する観点から、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に流路抵抗増大構造部２３を設けたり、供給口２１と排出口２２との間の短周側の第２流体の流路Ｒ１に流路抵抗増大部材６０を配置したりしてもよい。
【0055】
本発明の実施形態２に係る熱交換器の流路部材２００は、別の態様において、次のような構成としてもよい。
第１流体が流通可能な熱回収部材を収容可能な内筒１０と、第２流体を供給可能な供給口２１及び第２流体を排出可能な排出口２２を有し、内筒１０との間に第２流体の流路Ｒ１，Ｒ２を構成するように内筒１０の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒２０と、供給口２１に接続される供給管３０と、排出口２２に接続される排出管４０とを備え、
供給口２１及び排出口２２は、外筒２０の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられており、
供給口２１と排出口２２とは、外筒２０の同一周上に位置し、
第１流体の流通方向Ｄ１に直交する断面において、内筒１０の中心部Ｐ３が、外筒２０の中心部Ｐ４に対して、供給口２１及び排出口２２側に位置するように内筒１０が偏心している、熱交換器の流路部材。
このような構成を有する熱交換器の流路部材２００であっても、熱回収量を向上させることができる。
第１流体が流通可能な熱回収部材を収容可能な内筒１０と、第２流体を供給可能な供給口２１及び第２流体を排出可能な排出口２２を有し、内筒１０との間に第２流体の流路Ｒ１，Ｒ２を構成するように内筒１０の径方向外側に間隔をおいて配置される外筒２０と、供給口２１に接続される供給管３０と、排出口２２に接続される排出管４０とを備え、
供給口２１及び排出口２２は、外筒２０の周方向において半周未満の領域に位置するように設けられており、
供給口２１と排出口２２とは、外筒２０の同一周上に位置し、
第１流体の流通方向Ｄ１に直交する断面において、内筒１０の中心部Ｐ３が、外筒２０の中心部Ｐ４に対して、供給口２１及び排出口２２側に位置するように内筒１０が偏心している、熱交換器の流路部材。
このような構成を有する熱交換器の流路部材２００であっても、熱回収量を向上させることができる。
【0056】
本発明の実施形態２に係る熱交換器は、上記の熱交換器の流路部材２００と、内筒１０内に収容される熱回収部材とを備える。この熱交換器は、上記の熱交換器の流路部材２００を用いているため、熱回収量を向上させることができる。
【符号の説明】
【0057】
１０ 内筒
２０ 外筒
２１ 供給口
２２ 排出口
２３ 流路抵抗増大構造部
３０ 供給管
３１ バッファ部
４０ 排出管
５０ 接続部材
６０ 流路抵抗増大部材
７０ 流れ調整部
１００，２００ 熱交換器の流路部材
Ｒ１，Ｒ２ 第２流体の流路
Ｄ１ 第１流体の流通方向
Ｄ２ 第２流体の流通方向
２０ 外筒
２１ 供給口
２２ 排出口
２３ 流路抵抗増大構造部
３０ 供給管
３１ バッファ部
４０ 排出管
５０ 接続部材
６０ 流路抵抗増大部材
７０ 流れ調整部
１００，２００ 熱交換器の流路部材
Ｒ１，Ｒ２ 第２流体の流路
Ｄ１ 第１流体の流通方向
Ｄ２ 第２流体の流通方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】