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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】P2024091248
(43)【公開日】2024-07-04
(54)【発明の名称】熱交換素子
(51)【国際特許分類】
F28F 1/40 20060101AFI20240627BHJP
B21D 13/04 20060101ALI20240627BHJP
B21D 53/08 20060101ALI20240627BHJP
B21F 33/00 20060101ALI20240627BHJP
F23D 14/82 20060101ALI20240627BHJP
【ＦＩ】
F28F1/40 Q
B21D13/04 A
B21D53/08 K
B21F33/00
F28F1/40 M
F28F1/40 N
F23D14/82 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】22
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023119794
(22)【出願日】2023-07-24
(31)【優先権主張番号】P 2022207047
(32)【優先日】2022-12-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000237167
【氏名又は名称】富士フィルター工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100085660
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 均
(74)【代理人】
【識別番号】100149892
【弁理士】
【氏名又は名称】小川 弥生
(72)【発明者】
【氏名】関 一浩
(72)【発明者】
【氏名】大東 勉
(72)【発明者】
【氏名】松本 貴志
(72)【発明者】
【氏名】荒井 聡司
【テーマコード（参考）】
3K017
4E070
【Ｆターム（参考）】
3K017DE09
4E070AB03
4E070AC07
4E070AD03
4E070BA02
4E070BA13
4E070BC15
4E070FA01
4E070FA02
(57)【要約】
【課題】流体と接触する素子の表面積を増大させて熱交換効率を向上させた新規な熱交換素子を提供することを目的とする。
【解決手段】波板状の第一形態を有する第一リボン２０の一面と、第一形態とは異なる平板状の第二形態を有する第二リボン３０の一面とが重ね合わされた状態で、該各リボンの長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状又は概略柱状の熱交換素子１、２、３である。熱交換素子において第一リボンと第二リボンの少なくとも一方は、金属線材Ｗを編み上げたニットリボン４１から構成されている。
【選択図】図１
【解決手段】波板状の第一形態を有する第一リボン２０の一面と、第一形態とは異なる平板状の第二形態を有する第二リボン３０の一面とが重ね合わされた状態で、該各リボンの長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状又は概略柱状の熱交換素子１、２、３である。熱交換素子において第一リボンと第二リボンの少なくとも一方は、金属線材Ｗを編み上げたニットリボン４１から構成されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一形態を有する第一リボンの一面と、該第一形態とは異なる第二形態を有する第二リボンの一面とが重ね合わされた状態で、該各リボンの長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状又は概略柱状の熱交換素子であって、
前記第一リボンと前記第二リボンの少なくとも一方は、金属線材を編み上げたニットリボンから構成されていることを特徴とする熱交換素子。
前記第一リボンと前記第二リボンの少なくとも一方は、金属線材を編み上げたニットリボンから構成されていることを特徴とする熱交換素子。
【請求項2】
前記ニットリボンは、前記金属線材が輪編みされた筒状ニットの対向する内径面同士が密着するように押しつぶされた構成を有することを特徴とする請求項１に記載の熱交換素子。
【請求項3】
巻き始め側の端部には前記ニットリボンのみが巻き回されていることを特徴とする請求項２に記載の熱交換素子。
【請求項4】
前記金属線材は、第一金属材料からなる芯線の周囲に、前記第一金属材料よりも融点の低い第二金属材料が被覆された構成を備えており、
前記熱交換素子は、溶融固化した前記第二金属材料によって、前記金属線材の一部分と前記熱交換素子中の他の部分とが接合された箇所を有することを特徴とする請求項１に記載の熱交換素子。
前記熱交換素子は、溶融固化した前記第二金属材料によって、前記金属線材の一部分と前記熱交換素子中の他の部分とが接合された箇所を有することを特徴とする請求項１に記載の熱交換素子。
【請求項5】
第一形態を有する第一リボンの一面と、該第一形態とは異なる第二形態を有する第二リボンの一面とが重ね合わされた状態で、該各リボンの長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状又は概略柱状の熱交換素子であって、
前記第一リボンと前記第二リボンの少なくとも一方は、その短手方向に流体を通過させる流路を肉厚内に有することを特徴とする熱交換素子。
前記第一リボンと前記第二リボンの少なくとも一方は、その短手方向に流体を通過させる流路を肉厚内に有することを特徴とする熱交換素子。
【請求項6】
巻き始め側の端部には、前記第一リボンと前記第二リボンのうち、前記短手方向に流体を通過させる流路を前記肉厚内に有するリボンのみが巻き回されていることを特徴とする請求項５に記載の熱交換素子。
【請求項7】
少なくとも前記第一リボンは、前記長手方向と交差する方向に延びる凹条と凸条とが前記長手方向に沿って繰り返す形状を有し、
隣接する前記第一リボンと前記第二リボンとの間には、流体を前記凹条に沿って前記熱交換素子の軸方向の一方側から他方側に通過させる複数のセルが前記各凹条と前記第二リボンとによって形成されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の熱交換素子。
隣接する前記第一リボンと前記第二リボンとの間には、流体を前記凹条に沿って前記熱交換素子の軸方向の一方側から他方側に通過させる複数のセルが前記各凹条と前記第二リボンとによって形成されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の熱交換素子。
【請求項8】
前記凹条と前記凸条の延在方向が前記第一リボンの短手方向の中間部において変化することを特徴とする請求項７に記載の熱交換素子。
【請求項9】
第一リボンの一面と第二リボンの一面とが重ねあわされた状態で、該各リボンの長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状又は概略柱状の熱交換素子であって、
前記第一リボンと前記第二リボンの少なくとも一方は、金属線材を編み上げたニットリボンから構成されており、
前記第一リボンと前記第二リボンは前記長手方向と交差する方向に延びる凹条と凸条とが前記長手方向に沿って繰り返す形状を有し、前記第一リボンと前記第二リボンの一方の凹条に対して前記第一リボンと前記第二リボンの他方の凸条が嵌合しないように、前記両リボンが重ね合わされていることを特徴とする熱交換素子。
前記第一リボンと前記第二リボンの少なくとも一方は、金属線材を編み上げたニットリボンから構成されており、
前記第一リボンと前記第二リボンは前記長手方向と交差する方向に延びる凹条と凸条とが前記長手方向に沿って繰り返す形状を有し、前記第一リボンと前記第二リボンの一方の凹条に対して前記第一リボンと前記第二リボンの他方の凸条が嵌合しないように、前記両リボンが重ね合わされていることを特徴とする熱交換素子。
【請求項10】
前記ニットリボンは、前記金属線材が輪編みされた筒状ニットの対向する内径面同士が密着するように押しつぶされた構成を有することを特徴とする請求項９に記載の熱交換素子。
【請求項11】
巻き始め側の端部には前記ニットリボンのみが巻き回されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の熱交換素子。
【請求項12】
前記金属線材は、第一金属材料からなる芯線の周囲に、前記第一金属材料よりも融点の低い第二金属材料が被覆された構成を備えており、
前記熱交換素子は、溶融固化した前記第二金属材料によって、前記金属線材の一部分と前記熱交換素子中の他の部分とが接合された箇所を有することを特徴とする請求項９又は１０に記載の熱交換素子。
前記熱交換素子は、溶融固化した前記第二金属材料によって、前記金属線材の一部分と前記熱交換素子中の他の部分とが接合された箇所を有することを特徴とする請求項９又は１０に記載の熱交換素子。
【請求項13】
第一形態を有する概略リボン状又はシート状の第一部材と、第二形態を有すると共に第一部材の一面が重なる表面を有した第二部材とを備え、前記第一部材の一面と前記第二部材の表面とが対向するように層状に重ね合わされた熱交換素子であって、
少なくとも前記第一部材は金属線材を編み上げたニット部材から構成されており、
該ニット部材は、前記金属線材が輪編みされた筒状ニットの対向する内径面同士が密着するように押しつぶされた構成を有することを特徴とする熱交換素子。
少なくとも前記第一部材は金属線材を編み上げたニット部材から構成されており、
該ニット部材は、前記金属線材が輪編みされた筒状ニットの対向する内径面同士が密着するように押しつぶされた構成を有することを特徴とする熱交換素子。
【請求項14】
第一形態を有する概略リボン状又はシート状の第一部材と、第二形態を有すると共に第一部材の一面が重なる表面を有した第二部材とを備え、前記第一部材の一面と前記第二部材の表面とが対向するように層状に重ね合わされた熱交換素子であって、
少なくとも前記第一部材は金属線材を編み上げたニット部材から構成されており、
前記金属線材は、第一金属材料からなる芯線の周囲に、前記第一金属材料よりも融点の低い第二金属材料が被覆された構成を備えており、
前記熱交換素子は、溶融固化した前記第二金属材料によって、前記金属線材の一部分と前記熱交換素子中の他の部分とが接合された箇所を有することを特徴とする熱交換素子。
少なくとも前記第一部材は金属線材を編み上げたニット部材から構成されており、
前記金属線材は、第一金属材料からなる芯線の周囲に、前記第一金属材料よりも融点の低い第二金属材料が被覆された構成を備えており、
前記熱交換素子は、溶融固化した前記第二金属材料によって、前記金属線材の一部分と前記熱交換素子中の他の部分とが接合された箇所を有することを特徴とする熱交換素子。
【請求項15】
第一形態を有する第一リボンの一面と、該第一形態とは異なる第二形態を有する第二リボンの一面とが重ね合わされた状態で、該各リボンの長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状又は概略柱状の熱交換素子であって、
前記第一リボンと前記第二リボンの少なくとも一方は、金属線材を編み上げたニットリボンから構成されており、
少なくとも前記第一リボンは、前記長手方向と交差する方向に延びる凹条と凸条とが前記長手方向に沿って繰り返す凹凸形状部を有し、
隣接する前記第一リボンと前記第二リボンとの間には、前記各凹条と前記第二リボンとによって複数のセルが形成されており、
前記凹条の延在方向に沿った前記セルの延長上に前記第一リボン又は前記第二リボンから形成されたフィルタ部を備えることを特徴とする熱交換素子。
前記第一リボンと前記第二リボンの少なくとも一方は、金属線材を編み上げたニットリボンから構成されており、
少なくとも前記第一リボンは、前記長手方向と交差する方向に延びる凹条と凸条とが前記長手方向に沿って繰り返す凹凸形状部を有し、
隣接する前記第一リボンと前記第二リボンとの間には、前記各凹条と前記第二リボンとによって複数のセルが形成されており、
前記凹条の延在方向に沿った前記セルの延長上に前記第一リボン又は前記第二リボンから形成されたフィルタ部を備えることを特徴とする熱交換素子。
【請求項16】
前記第一リボンは前記ニットリボンであり、前記フィルタ部は前記第一リボンから形成されることを特徴とする請求項１５に記載の熱交換素子。
【請求項17】
前記フィルタ部は、流体を前記第一リボンの一面側から他面側に通過させる箇所を有するように構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の熱交換素子。
【請求項18】
前記フィルタ部は、前記各凹条の延在方向の一端部において、前記第一リボンを前記各凹条の凹陥方向とは逆向きに突出させた形状を備えることを特徴とする請求項１６に記載の熱交換素子。
【請求項19】
前記第一リボンは、その短手方向の一部位に配置された第一凹凸形状部と、前記短手方向の他部位に配置された第二凹凸形状部と、前記第一及び第二凹凸形状部に隣接して前記両凹凸形状部の間に配置された前記フィルタ部と、を備え、
前記第一及び第二凹凸形状部のうち、一方の前記凹凸形状部の前記凹条は他方の前記凹凸形状部の前記凸条の延長上に配置されており、
前記フィルタ部は、前記第一リボンの一面側における前記凹条の表面と、該凹条の延長上で該凹条と隣接する前記凸条の前記一面側における表面とが連続するように接続する壁部を備えることを特徴とする請求項１６に記載の熱交換素子。
前記第一及び第二凹凸形状部のうち、一方の前記凹凸形状部の前記凹条は他方の前記凹凸形状部の前記凸条の延長上に配置されており、
前記フィルタ部は、前記第一リボンの一面側における前記凹条の表面と、該凹条の延長上で該凹条と隣接する前記凸条の前記一面側における表面とが連続するように接続する壁部を備えることを特徴とする請求項１６に記載の熱交換素子。
【請求項20】
前記金属線材は、第一金属材料からなる芯線の周囲に、前記第一金属材料よりも融点の低い第二金属材料が被覆された構成を備えており、
前記熱交換素子は、溶融固化した前記第二金属材料によって、前記金属線材の一部分と前記熱交換素子中の他の部分とが接合された箇所を有することを特徴とする請求項１５乃至１９の何れか一項に記載の熱交換素子。
前記熱交換素子は、溶融固化した前記第二金属材料によって、前記金属線材の一部分と前記熱交換素子中の他の部分とが接合された箇所を有することを特徴とする請求項１５乃至１９の何れか一項に記載の熱交換素子。
【請求項21】
金属製リボンを所定形状に塑性変形させる成形ローラ対を備えたリボン成形装置であって、
前記成形ローラ対は、軸方向に所定の間隔を空けて隣接して配置された第一成形部及び第二成形部を備え、
前記第一及び第二成形部は周方向に同一数量のギヤ歯を備えた平歯車又ははすば歯車であり、前記第一及び第二成形部の各ギヤ歯は前記第一及び第二成形部が隣接する側の端部において互いに周方向にずれていることを特徴とするリボン成形装置。
前記成形ローラ対は、軸方向に所定の間隔を空けて隣接して配置された第一成形部及び第二成形部を備え、
前記第一及び第二成形部は周方向に同一数量のギヤ歯を備えた平歯車又ははすば歯車であり、前記第一及び第二成形部の各ギヤ歯は前記第一及び第二成形部が隣接する側の端部において互いに周方向にずれていることを特徴とするリボン成形装置。
【請求項22】
前記第一及び第二成形部の前記各ギヤ歯の軸方向端部のうち、他の前記成形部と隣接する側の角部が面取りされていることを特徴とする請求項２１に記載のリボン成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱交換素子に関する。
【背景技術】
【0002】
熱交換器の一例として、配管内の流体（可燃性ガス）等の通過を許容し、且つ、火炎伝達を防止する装置であるフレームアレスタが知られている。フレームアレスタには、火炎が通過不能な多数の微細な間隙を有し、且つ、火炎を熱交換により冷却して消炎可能な構造を有した消炎素子が内蔵されている。
消炎素子としては、例えば多数の金網を流体の通過方向に重ね合わせた金網型や、金属製の平形リボンと、平形リボンに多数のクリンプ（折りひだ、波型）をつけた金属製のクリンプリボンとを重ね合わせて渦巻き状に巻き付けたクリンプリボン型等がある。クリンプリボン型は、流体の通過方向に沿って延びる概略三角柱状の多数のセル状構造を、平形リボンとクリンプリボンとの間に備える。
特許文献１には、クリンプリボン型の消炎素子を内蔵したフレームアレスタが記載されている。
消炎素子としては、例えば多数の金網を流体の通過方向に重ね合わせた金網型や、金属製の平形リボンと、平形リボンに多数のクリンプ（折りひだ、波型）をつけた金属製のクリンプリボンとを重ね合わせて渦巻き状に巻き付けたクリンプリボン型等がある。クリンプリボン型は、流体の通過方向に沿って延びる概略三角柱状の多数のセル状構造を、平形リボンとクリンプリボンとの間に備える。
特許文献１には、クリンプリボン型の消炎素子を内蔵したフレームアレスタが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】実公昭６３－００６５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
クリンプリボン式の消炎素子の構成材料は金属リボンであるため、流体と接触する素子の表面積を増大するには限界がある。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、流体と接触する素子の表面積を増大させて熱交換効率を向上させた新規な熱交換素子を提供することを目的とする。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、流体と接触する素子の表面積を増大させて熱交換効率を向上させた新規な熱交換素子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】
【0005】
上記の課題を解決するために、本発明は、第一形態を有する第一リボンの一面と、該第一形態とは異なる第二形態を有する第二リボンの一面とが重ね合わされた状態で、該各リボンの長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状又は概略柱状の熱交換素子であって、前記第一リボンと前記第二リボンの少なくとも一方は、金属線材を編み上げたニットリボンから構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、流体と熱交換素子との接触面積を増大させることができるので、効率よく流体と熱交換素子との間で熱交換できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第一の実施形態に係る熱交換素子を実物写真にて示す図である。
【図2】（ａ）～（ｄ）は、熱交換素子の作製過程を写真にて説明する図である。
【図3】平帯状のリボンを波板状に成形する工程を説明する模式図である。
【図4】第二の実施形態に係る熱交換素子を実物写真にて示す図である。
【図5】第三の実施形態に係る熱交換素子を実物写真にて示す図である。
【図6】（ａ）、（ｂ）は、ニットリボンの変形例を実物写真で示す図である。
【図7】（ａ）、（ｂ）は、波板状のリボンの変形例を示す図である。
【図8】（ａ）、（ｂ）は、波形リボンの組合せ例を示す図である。
【図9】（ａ）、（ｂ）は、波形状のリボンの変形例を実物写真にて示す図であり、（ａ）はリボンを平面視方向から撮影した写真を示す図であり、（ｂ）はリボンを斜視方向から撮影した写真を示す図である。
【図11】図９に示す波形状のリボンを製造する成形装置を説明する図であり、（ａ）は成形装置を実物写真にて示す図であり、（ｂ）はギヤローラの平面図であり、（ｃ）はギヤローラのギヤ歯の位置について説明する図である。
【図12】（ａ）、（ｂ）は、波形状のリボンの他の変形例を示す模式的斜視図である。
【図14】ニットリボンを構成する金属線材の構成例を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。また、各実施形態に示した内容は、互いに矛盾しない限り、各実施形態間で相互に入れ替えて実施してもよい。
【0009】
【0010】
熱交換素子１は、その内部に高温又は低温の流体を通過させることで、流体を冷却又は加熱する手段である。熱交換素子１は、単独で熱交換ユニットに組み込まれるか、又は、必要に応じて複数個が軸方向に重ねあわされた状態にて熱交換ユニットに組み込まれる。熱交換素子１は、その軸線Ａｘの方向に流体を通過させるように使用される。熱交換素子１は、特に気体の熱交換を行う手段として好適に使用される。熱交換素子１は、例えば熱交換ユニットであるフレームアレスタの内部に組み込まれる消炎素子として使用される。
図１に示すように、熱交換素子１は、第一リボン（第一部材）２０の一面と第二リボン（第二部材）３０の一面とが重ね合わされた状態で、該各リボン２０、３０の長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状（又は偏平な柱状）である。第一リボン２０と第二リボン３０は、相互に熱が移動可能に配置（接触或いは接合）されている。第一リボン２０と第二リボン３０の少なくとも一方は、金属線材Ｗ（図２参照）を編み上げたニットリボン４１（平ニットリボン４２、波ニットリボン４３）から構成されている。
熱交換素子１は平面視で概略円形状でもよいし、概略多角形状でもよいし、その他の形状（例：星形等）でもよい。なお、第一リボン２０と第二リボン３０は、その幅方向長（短手方向長）が実質的に同一である。
図１に示すように、熱交換素子１は、第一リボン（第一部材）２０の一面と第二リボン（第二部材）３０の一面とが重ね合わされた状態で、該各リボン２０、３０の長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状（又は偏平な柱状）である。第一リボン２０と第二リボン３０は、相互に熱が移動可能に配置（接触或いは接合）されている。第一リボン２０と第二リボン３０の少なくとも一方は、金属線材Ｗ（図２参照）を編み上げたニットリボン４１（平ニットリボン４２、波ニットリボン４３）から構成されている。
熱交換素子１は平面視で概略円形状でもよいし、概略多角形状でもよいし、その他の形状（例：星形等）でもよい。なお、第一リボン２０と第二リボン３０は、その幅方向長（短手方向長）が実質的に同一である。
【0011】
本例において第一リボン２０は、その長手方向と交差する方向（第一の方向）に延びる凹条２１と凸条２２とが、第一リボン２０の長手方向（第二の方向）に沿って繰り返す形状（第一形態）を有する波板状且つ帯形状の波形リボンである。第一リボン２０の一方の面において凹条２１（又は凸条２２）となる部分は、第一リボン２０の他方の面においては凸条２２（又は凹条２１）となる。本例において各凹条２１…と各凸条２２…は、第一リボン２０の長手方向と直交する方向に直線的に延びる。また、各凹条２１…と各凸条２２…は、第一リボン２０をその短手方向に横断する。
本例において第二リボン３０は第一形態とは異なる第二形態を有する。第二リボン３０は平板状且つ帯形状の平形リボンである。
本例において第二リボン３０は第一形態とは異なる第二形態を有する。第二リボン３０は平板状且つ帯形状の平形リボンである。
【0012】
熱交換素子１において、第一リボン２０の凹条２１、２１…が第二リボン３０の一面に対して重なることにより、第一リボン２０の凹条２１、２１…と第二リボン３０との間には概略柱状の複数のセル１１、１１…が形成される。各セル１１、１１…の形状は凹条２１と第二リボン３０の表面形状によるが、本例では概ね三角柱状である。各セル１１、１１…は、凹条２１、２１…の延びる方向に沿って流体を通過させる。即ち、熱交換素子１は、その軸方向（又は厚さ方向）の一方側から他方側に向けて、流体を通過させる複数のセル１１、１１…を有する。
【0013】
熱交換素子１の製造方法について図２及び図３に基づいて説明する。図３は、平帯状のリボンを波板状に成形する工程を説明する模式図である。
まず、図２（ａ）に示すように、少なくとも１本の連続する金属線材Ｗを輪編み（又は丸編み）することにより、円筒状の筒状ニット４０を作製する。筒状ニット４０は、その周方向をコース(course)方向、軸方向をウェール(wale)方向として、らせん状に連続して編み上げられた編み物である。金属線材Ｗは、単一の金属線材ＷＡでも、金属線材ＷＡを複数本寄せ集めた金属線材ＷＢ（図６）でもよい。
次に、図２（ｂ）に示すように、筒状ニット４０の対向する内径面同士が密着するように二枚重ね状に押し潰して平帯状の平ニットリボン４２を作製する。筒状ニット４０の軸方向が、平ニットリボン４２の長手方向となる。第一の実施形態においては、平ニットリボン４２を第二リボン３０とする（図１）。
更に、図２（ｃ）に示すように、平ニットリボン４２に長手方向に沿って繰り返す複数の凹条４４、４４…と凸条４５、４５…とを形成することにより、波板状の波ニットリボン４３を作製する。第一の実施形態においては、波ニットリボン４３を第一リボン２０とする（図１）。なお、凹条４４は凹条２１であり、凸条４５は凸条２２である。
まず、図２（ａ）に示すように、少なくとも１本の連続する金属線材Ｗを輪編み（又は丸編み）することにより、円筒状の筒状ニット４０を作製する。筒状ニット４０は、その周方向をコース(course)方向、軸方向をウェール(wale)方向として、らせん状に連続して編み上げられた編み物である。金属線材Ｗは、単一の金属線材ＷＡでも、金属線材ＷＡを複数本寄せ集めた金属線材ＷＢ（図６）でもよい。
次に、図２（ｂ）に示すように、筒状ニット４０の対向する内径面同士が密着するように二枚重ね状に押し潰して平帯状の平ニットリボン４２を作製する。筒状ニット４０の軸方向が、平ニットリボン４２の長手方向となる。第一の実施形態においては、平ニットリボン４２を第二リボン３０とする（図１）。
更に、図２（ｃ）に示すように、平ニットリボン４２に長手方向に沿って繰り返す複数の凹条４４、４４…と凸条４５、４５…とを形成することにより、波板状の波ニットリボン４３を作製する。第一の実施形態においては、波ニットリボン４３を第一リボン２０とする（図１）。なお、凹条４４は凹条２１であり、凸条４５は凸条２２である。
【0014】
ここで図３に示すように、平帯状のリボンを波板状に成形する成形装置１００は、互いに噛合する複数のギヤ歯１０２、１０２…を有する一対のギヤローラ１０１、１０１を備える。各ギヤ歯１０２、１０２…は、リボンに形成される凹条と凸条に応じた形状を有する。
凹条４４と凸条４５とがリボンの長手方向に対して直交する波ニットリボン４３（図２（ｃ））を作製するギヤローラ１０１、１０１は平歯車である。ギヤローラ１０１、１０１表面の走行方向を平ニットリボン４２（図２（ａ））の長手方向に一致させた状態で、平ニットリボン４２を一定方向に回転するギヤローラ１０１、１０１間に挿入することで、平ニットリボン４２を波板状に塑性変形させて波ニットリボン４３とする。
凹条４４と凸条４５とがリボンの長手方向に対して直交する波ニットリボン４３（図２（ｃ））を作製するギヤローラ１０１、１０１は平歯車である。ギヤローラ１０１、１０１表面の走行方向を平ニットリボン４２（図２（ａ））の長手方向に一致させた状態で、平ニットリボン４２を一定方向に回転するギヤローラ１０１、１０１間に挿入することで、平ニットリボン４２を波板状に塑性変形させて波ニットリボン４３とする。
【0015】
図２（ｄ）に示すように、第一リボン２０と第二リボン３０とを、各リボンの一面同士が対向するように重ね合わせた状態とする。その後、両リボンを渦巻き状に巻き回していくことにより、図１に示す熱交換素子１が作製される。
【0016】
ここで、ニットリボン４１に使用される金属材料には、鉄・銅・ステンレススチール等が用いられる。各部のサイズを例示すれば以下の通りである。金属線材Ｗ（ＷＡ）の太さは直径０．３～０．６ｍｍとされる。ニットリボン４１の短手方向長は２０～８０ｍｍとされ、肉厚ｔは１～３ｍｍとされる。波ニットリボン４３の凹条（又は凸条）の山の高さは５～１０ｍｍとされ、波ニットリボン４３の厚さは１～３ｍｍとされる。
【0017】
ここで、図１に示すように、熱交換素子１中、リボンの巻き始め側を軸心部１３とし、軸心部１３の外周側であって第一リボン２０と第二リボン３０とが径方向に交互に層状に重なる部分を中間部１４とし、中間部１４の外周側を外周部１５と称する。熱交換素子１の最外周に一本のリボンが現れる場合に、外周部１５は該リボンから構成される単層又は複数層の部位とされる。熱交換素子１の最外周に複数本のリボンが現れる場合に、外周部１５は、熱交換素子１の最外周に現れたリボンの部位とされる。
【0018】
本例に係る熱交換素子１の軸心部１３には、ニットリボン４１（平ニットリボン４２又は波ニットリボン４３）のみが巻き回される。本例では、軸心部１３に、第一リボン２０（波ニットリボン４３）のみが巻き回されている。本例において軸心部１３に位置するニットリボン４１は、中間部１４を構成するニットリボン４１と連続している。軸心部１３にはニットリボン４１が１～３周程度（直径１０～３０ｍｍ）巻き回されていることが望ましい。
【0019】
軸心部１３を一のニットリボンのみから構成することにより、熱交換素子１の成形性を向上させることができる。軸心部１３を波ニットリボン４３のみから構成する場合、少ない巻回数で径方向長を増大させることができる。逆に、軸心部１３を平ニットリボン４２のみから構成する場合、軸心部１３を固く巻くことができ、熱交換素子１の型崩れを防止する。
なお、軸心部１３を構成するニットリボンと、中間部１４を構成するニットリボンとは、図４のように非連続（独立）であってもよい。軸心部１３を構成するニットリボンとその外周側を構成するニットリボンとを独立させれば、軸心部１３の状態を自由に設定できる。なお、軸心部１３を構成するニットリボンと中間部１４を構成するニットリボンとを独立させる場合、軸心部１３の巻き終わり部は、巻きが緩まないように溶接等の方法により固定されることが望ましい。
なお、軸心部１３を構成するニットリボンと、中間部１４を構成するニットリボンとは、図４のように非連続（独立）であってもよい。軸心部１３を構成するニットリボンとその外周側を構成するニットリボンとを独立させれば、軸心部１３の状態を自由に設定できる。なお、軸心部１３を構成するニットリボンと中間部１４を構成するニットリボンとを独立させる場合、軸心部１３の巻き終わり部は、巻きが緩まないように溶接等の方法により固定されることが望ましい。
【0020】
熱交換素子１の外周部１５は、平ニットリボン４２のみから構成されている。
外周部１５は、熱交換素子１の形態安定性や他部品への組み込み容易性の観点から、平型のリボン（例：平ニットリボン４２）から構成されることが望ましいが、この限りではない。例えば、熱交換素子１を他部品に組み込む際に金属の弾性を利用して嵌合させる場合には、外周部１５を波形リボンから構成した方が好適である。
外周部１５は、熱交換素子１の形態安定性や他部品への組み込み容易性の観点から、平型のリボン（例：平ニットリボン４２）から構成されることが望ましいが、この限りではない。例えば、熱交換素子１を他部品に組み込む際に金属の弾性を利用して嵌合させる場合には、外周部１５を波形リボンから構成した方が好適である。
【0021】
リボンの巻き終わり側の端部（終端部１６）は、リボンの巻き回された形状が維持されるように処理される。例えば、終端部１６は、終端部１６の内径側に重なるリボンの部位にろう付け、溶接、専用の留め金具を用いたカシメ留め等の方法により固定（接合）される。固定方法は、外周部１５を構成するリボンの形態に応じて最適な方法が選択される。例えば、平ニットリボン４２、４２同士を接合する場合には、爪付き留め金具を用いたカシメ留め等が好適に選択される。或いは、熱交換素子１の外周部１５の外側に重ねて、針金１７等の金属線材等を巻き付けることで、リボンの巻き回された形状を維持するようにしてもよい。
【0022】
このようにして作製される熱交換素子１の大きさは、例えば直径５０～５００ｍｍ、高さ２０～８０ｍｍとされる。
【0023】
本実施形態において、第一リボン２０と第二リボン３０は何れもニットリボン４１であり、金属線材Ｗの隣接する各部分間に空間（又は隙間）が形成される。この空間は、ニットリボン４１の肉厚ｔ（図２（ｂ）、（ｃ））の内部で流体を通過させる流路として機能する。即ち、第一リボン２０と第二リボン３０は、肉厚ｔ内で流体がリボンの短手方向に通過できる流路を有する。また、第一リボン２０と第二リボン３０は、リボンの一面側から他面側に向けて流体がリボンの肉厚ｔ方向に通過できる流路を有する。従って、第一リボン２０と第二リボン３０とをニットリボンから構成することにより、流体と熱交換素子１との接触面積が増大するとともに、内部に複雑な流路を形成して、効率よく流体との間で熱交換可能となる。また、熱交換素子１にニットリボンを用いることで、熱膨張に対する変形の影響を受けにくくなる。
なお、各ニットリボンにおける開口部（孔）の大きさや線材密度等は、使用する金属線材の太さや本数、或いは網目（編み目）の大きさ等により調整可能である。
なお、各ニットリボンにおける開口部（孔）の大きさや線材密度等は、使用する金属線材の太さや本数、或いは網目（編み目）の大きさ等により調整可能である。
【0024】
ここで、平ニットリボン４２は４枚重ね以上とされた構成を備えてもよい。言い換えれば、平ニットリボン４２は４以上のニット層が重ね合わせられた構成を備えてもよい。この場合、平ニットリボン４２は筒状ニット４０の軸方向に沿って延びる折り目のみを有してもよいし、筒状ニット４０の軸方向と交差（直交）する折り目を有してもよい。４以上のニットの層を有する平ニットリボン４２から波ニットリボン４３を形成してもよい。
なお、ニットリボンとして、上記筒状ニットから作製されるリボンの代わりに、リボン状に平編みされたニット自体又は平編みされたニットを折り畳んで作製される多層状のニットを用いてもよい。
更に、熱交換素子は、３本以上のリボンを重ね合わせて巻き回したものでもあってもよい。
熱交換素子１を構成する第一リボン２０と第二リボン３０は、より幅の広い概略シート状の部材であってもよい。例えば熱交換素子１は、第一リボン２０に相当する第一部材と第二リボン３０に相当する第二部材の面同士が対向するように交互に層状に重ね合わされた構成とされてもよい。
なお、ニットリボンとして、上記筒状ニットから作製されるリボンの代わりに、リボン状に平編みされたニット自体又は平編みされたニットを折り畳んで作製される多層状のニットを用いてもよい。
更に、熱交換素子は、３本以上のリボンを重ね合わせて巻き回したものでもあってもよい。
熱交換素子１を構成する第一リボン２０と第二リボン３０は、より幅の広い概略シート状の部材であってもよい。例えば熱交換素子１は、第一リボン２０に相当する第一部材と第二リボン３０に相当する第二部材の面同士が対向するように交互に層状に重ね合わされた構成とされてもよい。
【0025】
〔第二の実施形態〕
図４は、第二の実施形態に係る熱交換素子を実物写真にて示す図である。第一の実施形態と同様の部材には同一の符号を付して適宜その説明を省略する。
熱交換素子２は、波板状の第一リボン２０と、平帯状の第二リボン３０とを備える。本例において、第一リボン２０は波板リボン５１から構成され、第二リボン３０は平ニットリボン４２（図２（ｂ））から構成される。
波板リボン５１は、図３に示す成形装置１００を用いて波ニットリボン４３と同様の加工方法により作製される。即ち、波板リボン５１は、平板・帯状の金属製リボンに凹条２１と凸条２２とを付して波板状に加工した、いわゆるクリンプリボンである。波板リボン５１はその面内に、流体が通過可能な孔を有していない点でニットリボンと異なる。
熱交換素子２は、第一リボン２０が波板リボン５１である点を除いて、第一の実施形態と同様の方法により作製される。
ここで、波板リボン５１にはニットリボンと同様の金属材料が使用される。例えば、平板・帯状の金属製リボンの肉厚は０．３～０．４ｍｍとされ、凹条２１と凸条２２の高さは５～１０ｍｍとされる。
図４は、第二の実施形態に係る熱交換素子を実物写真にて示す図である。第一の実施形態と同様の部材には同一の符号を付して適宜その説明を省略する。
熱交換素子２は、波板状の第一リボン２０と、平帯状の第二リボン３０とを備える。本例において、第一リボン２０は波板リボン５１から構成され、第二リボン３０は平ニットリボン４２（図２（ｂ））から構成される。
波板リボン５１は、図３に示す成形装置１００を用いて波ニットリボン４３と同様の加工方法により作製される。即ち、波板リボン５１は、平板・帯状の金属製リボンに凹条２１と凸条２２とを付して波板状に加工した、いわゆるクリンプリボンである。波板リボン５１はその面内に、流体が通過可能な孔を有していない点でニットリボンと異なる。
熱交換素子２は、第一リボン２０が波板リボン５１である点を除いて、第一の実施形態と同様の方法により作製される。
ここで、波板リボン５１にはニットリボンと同様の金属材料が使用される。例えば、平板・帯状の金属製リボンの肉厚は０．３～０．４ｍｍとされ、凹条２１と凸条２２の高さは５～１０ｍｍとされる。
【0026】
熱交換素子２の軸心部１３にはニットリボン４１（平ニットリボン４２）のみが巻き回されている。図４において、軸心部１３を構成するニットリボン４１と中間部１４を構成するニットリボン４１とは非連続であるが、両者を連続させてもよい。
熱交換素子２の外周部１５にはニットリボン４１（平ニットリボン４２）のみが巻き回されている。本例においては平ニットリボン４２である終端部１６と、終端部１６と重なる平ニットリボン４２の部位とが接合されている。
熱交換素子２の外周部１５にはニットリボン４１（平ニットリボン４２）のみが巻き回されている。本例においては平ニットリボン４２である終端部１６と、終端部１６と重なる平ニットリボン４２の部位とが接合されている。
【0027】
第一リボン２０が波板リボン５１から構成される熱交換素子２において、流体は第一リボン２０を介して熱交換素子２の内外径方向に移動できない。熱交換素子２は隣接する第一リボン２０、２０間で流体が周方向に移動することを禁止するものではないが、熱交換素子２は流体を凹条２１の延在方向に優先的に（又は、ある程度制限的に）誘導する機能を発揮する。
熱交換素子２においては、第二リボン３０がニットリボン４１から構成されるため、流体と熱交換素子２との接触面積を増大させることができ、効率よく高温の流体を冷却可能となる。
熱交換素子２においては、第二リボン３０がニットリボン４１から構成されるため、流体と熱交換素子２との接触面積を増大させることができ、効率よく高温の流体を冷却可能となる。
【0028】
〔第三の実施形態〕
図５は、第三の実施形態に係る熱交換素子を実物写真にて示す図である。第一の実施形態と同様の部材には同一の符号を付して適宜その説明を省略する。
熱交換素子３は、波板状の第一リボン２０と、平帯状の第二リボン３０とを備える。本例において、第一リボン２０は波ニットリボン４３（図２（ｃ））から構成され、第二リボン３０は平板・帯状の金属製リボン（平板リボン５２）から構成される。平板リボン５２はその面内に、流体が通過可能な孔を有していない点でニットリボンと異なる。
熱交換素子３は、第二リボン３０が平板リボン５２である点を除いて、第一の実施形態と同様の方法により作製される。
ここで、平板リボン５２にはニットリボンと同様の金属材料が使用される。例えば、平板リボン５２の肉厚は０．３～０．４ｍｍとされる。
図５は、第三の実施形態に係る熱交換素子を実物写真にて示す図である。第一の実施形態と同様の部材には同一の符号を付して適宜その説明を省略する。
熱交換素子３は、波板状の第一リボン２０と、平帯状の第二リボン３０とを備える。本例において、第一リボン２０は波ニットリボン４３（図２（ｃ））から構成され、第二リボン３０は平板・帯状の金属製リボン（平板リボン５２）から構成される。平板リボン５２はその面内に、流体が通過可能な孔を有していない点でニットリボンと異なる。
熱交換素子３は、第二リボン３０が平板リボン５２である点を除いて、第一の実施形態と同様の方法により作製される。
ここで、平板リボン５２にはニットリボンと同様の金属材料が使用される。例えば、平板リボン５２の肉厚は０．３～０．４ｍｍとされる。
【0029】
熱交換素子３の軸心部１３にはニットリボン４１（波ニットリボン４３）のみが巻き回されている。図５において、軸心部１３を構成するニットリボン４１と中間部１４を構成するニットリボン４１とは連続しているが、非連続でもよい。なお、軸心部１３を構成するリボンと中間部１４を構成するリボンの形態が異なっていてもよい。例えば、軸心部１３を図４に示すように平ニットリボン４２から構成し、中間部１４を波ニットリボン４３と平板リボン５２とから構成してもよい。
【0030】
熱交換素子３の外周部１５には平板リボン５２のみが巻き回されている。本例においては、平板リボン５２である終端部１６と、終端部１６と重なる平板リボン５２の部位とが接合されている。
【0031】
第二リボン３０が平板リボン５２から構成される熱交換素子３において、流体は第一リボン２０を介して熱交換素子２の内外径方向に移動できない。熱交換素子３は隣接する第二リボン３０、３０間で流体が周方向に移動することを許容する。
【0032】
熱交換素子３においては、第一リボン２０がニットリボン４１から構成されるため、流体と熱交換素子３との接触面積を増大させることができ、効率よく高温の流体を冷却可能となる。特に、波板状の第一リボン２０のみをニットリボンから構成する本例では、平帯状の第二リボン３０のみをニットリボンから構成する場合（第二の実施形態）に比べて、熱交換素子に使用される金属線材の分量が増大するため高温流体の冷却効率が向上する。
【0033】
〔ニットリボンの変形例～線材本数〕
図６（ａ）、（ｂ）は、ニットリボンの変形例を実物写真で示す図である。
ニットリボン４１は、夫々が連続する単一の金属線材ＷＡ、ＷＡ…を複数本取りして編み上げられた筒状ニットから作製されてもよい。「複数本取りで編む」(Multiple Stranded Knitting)とは、夫々が連続する複数本の金属線材ＷＡ、ＷＡ…を束状に寄せ集めた金属線材ＷＢを用いてニットを編み上げることである。金属線材ＷＢは、必ずしも撚り合わせられている必要はない。金属線材ＷＢが撚り線ではない場合は、寄せ集められた金属線材ＷＡ、ＷＡ…間にも流体が流れうる。
図６（ａ）には、２本の金属線材を一束にした金属線材ＷＢを用いて筒状ニットを編み上げた後、筒状ニットを押し潰すことにより作製された平ニットリボン４２が示されている。図６（ｂ）には、平ニットリボン４２を更に波板状に加工した波ニットリボン４３が示されている。
複数本の金属線材を束状にして編むことにより、ニットリボン中の線材密度を高めることができ、流体の熱交換効率が向上する。
なお、図６（ａ）に示す平ニットリボン４２は、２つのニット層を有している。図６（ｂ）に示す波ニットリボン４３は、図６（ａ）に示す平ニットリボン４２を更にその長手方向に直交する折り目で二つ折りにしてから波板状に加工した例であり、４つのニット層を有している。ニットリボンが備えるニット層を増加させることで、ニットリボン内における金属線材の密度を向上させ、更に冷却性能を向上させることができる。
図６（ａ）、（ｂ）は、ニットリボンの変形例を実物写真で示す図である。
ニットリボン４１は、夫々が連続する単一の金属線材ＷＡ、ＷＡ…を複数本取りして編み上げられた筒状ニットから作製されてもよい。「複数本取りで編む」(Multiple Stranded Knitting)とは、夫々が連続する複数本の金属線材ＷＡ、ＷＡ…を束状に寄せ集めた金属線材ＷＢを用いてニットを編み上げることである。金属線材ＷＢは、必ずしも撚り合わせられている必要はない。金属線材ＷＢが撚り線ではない場合は、寄せ集められた金属線材ＷＡ、ＷＡ…間にも流体が流れうる。
図６（ａ）には、２本の金属線材を一束にした金属線材ＷＢを用いて筒状ニットを編み上げた後、筒状ニットを押し潰すことにより作製された平ニットリボン４２が示されている。図６（ｂ）には、平ニットリボン４２を更に波板状に加工した波ニットリボン４３が示されている。
複数本の金属線材を束状にして編むことにより、ニットリボン中の線材密度を高めることができ、流体の熱交換効率が向上する。
なお、図６（ａ）に示す平ニットリボン４２は、２つのニット層を有している。図６（ｂ）に示す波ニットリボン４３は、図６（ａ）に示す平ニットリボン４２を更にその長手方向に直交する折り目で二つ折りにしてから波板状に加工した例であり、４つのニット層を有している。ニットリボンが備えるニット層を増加させることで、ニットリボン内における金属線材の密度を向上させ、更に冷却性能を向上させることができる。
【0034】
〔リボンの変形例～凹条・凸条の角度〕
図７（ａ）、（ｂ）は、波板状のリボンの変形例を示す図である。
上記各実施形態においては、波板状の第一リボン２０の凹条２１（凸条２２）が、リボンの長手方向に対して直交する例を示したが、リボンの長手方向に対する凹条の角度はこの限りではない。波板状のリボンの凹条は、リボンの長手方向と交差する方向に延びていればよい。
図７（ａ）に示す第一リボン２０は、第一リボン２０の長手方向に沿って延びる基準線Ｌ１と直交する基準線Ｌ２に対して、角度θだけ傾斜した直線状の凹条２１（凸条２２）を備える。図示する凹条２１、２１…と凸条２２、２２…は平行（又は並行）しているが、凹条２１…と凸条２２…は平行（又は並行）していなくてもよい。
図７（ｂ）には、凹条２１（凸条２２）の延在方向が第一リボン２０の短手方向の中間部において変化する第一リボン２０を示している。図示する凹条２１（凸条２２）は、第一リボン２０の短手方向の中間部において屈曲している。凹条２１（凸条２２）のうち、第一リボン２０の短手方向の一端から中間部に向かう凹条２１ａ（凸条２２ａ）の部分は、基準線Ｌ２に対して角度φだけ傾斜して直線的に延びる。凹条２１（凸条２２）のうち、第一リボン２０の短手方向の他端から中間部に向かう凹条２１ｂ（凸条２２ｂ）の部分は、基準線Ｌ２に対して角度γだけ傾斜して直線的に延びる。角度φと角度γは、同じでもよいし、異なっていてもよい。角度φ＝γの場合に、第一リボン２０は、その長手方向に沿って延びる基準線Ｌ１を対称軸とする線対称形状であってもよい。
図７（ａ）、（ｂ）は、波板状のリボンの変形例を示す図である。
上記各実施形態においては、波板状の第一リボン２０の凹条２１（凸条２２）が、リボンの長手方向に対して直交する例を示したが、リボンの長手方向に対する凹条の角度はこの限りではない。波板状のリボンの凹条は、リボンの長手方向と交差する方向に延びていればよい。
図７（ａ）に示す第一リボン２０は、第一リボン２０の長手方向に沿って延びる基準線Ｌ１と直交する基準線Ｌ２に対して、角度θだけ傾斜した直線状の凹条２１（凸条２２）を備える。図示する凹条２１、２１…と凸条２２、２２…は平行（又は並行）しているが、凹条２１…と凸条２２…は平行（又は並行）していなくてもよい。
図７（ｂ）には、凹条２１（凸条２２）の延在方向が第一リボン２０の短手方向の中間部において変化する第一リボン２０を示している。図示する凹条２１（凸条２２）は、第一リボン２０の短手方向の中間部において屈曲している。凹条２１（凸条２２）のうち、第一リボン２０の短手方向の一端から中間部に向かう凹条２１ａ（凸条２２ａ）の部分は、基準線Ｌ２に対して角度φだけ傾斜して直線的に延びる。凹条２１（凸条２２）のうち、第一リボン２０の短手方向の他端から中間部に向かう凹条２１ｂ（凸条２２ｂ）の部分は、基準線Ｌ２に対して角度γだけ傾斜して直線的に延びる。角度φと角度γは、同じでもよいし、異なっていてもよい。角度φ＝γの場合に、第一リボン２０は、その長手方向に沿って延びる基準線Ｌ１を対称軸とする線対称形状であってもよい。
【0035】
第一リボン２０が備える凹条２１（凸条２２）は、第一リボン２０の短手方向の一端から他端に向けて湾曲してもよい。第一リボン２０が備える凹条２１（凸条２２）は、波状でもよい。
何れの場合も、凹条２１、２１…と凸条２２、２２…とを平行（又は並行）させることができるが、非平行（又は非並行）でもよい。
図７（ａ）、（ｂ）に示す第一リボン２０は、図３に示す成形装置１００を用いて作製されうる。成形装置１００のギヤローラ１０１、１０１には、凹条２１と凸条２２の形状に応じて、はす歯状のギヤ歯や、山歯状のギヤ歯を有するものが用いられる。
何れの場合も、凹条２１、２１…と凸条２２、２２…とを平行（又は並行）させることができるが、非平行（又は非並行）でもよい。
図７（ａ）、（ｂ）に示す第一リボン２０は、図３に示す成形装置１００を用いて作製されうる。成形装置１００のギヤローラ１０１、１０１には、凹条２１と凸条２２の形状に応じて、はす歯状のギヤ歯や、山歯状のギヤ歯を有するものが用いられる。
【0036】
〔第四の実施形態〕
熱交換素子において、第一リボンと第二リボンの双方が波形リボンであってもよい。
図８（ａ）、（ｂ）は、波形リボンの組合せ例を示す図である。第一の実施形態と同様の部材には同一の符号を付して適宜その説明を省略する。
熱交換素子において、第一リボンと第二リボンの双方が波形リボンであってもよい。
図８（ａ）、（ｂ）は、波形リボンの組合せ例を示す図である。第一の実施形態と同様の部材には同一の符号を付して適宜その説明を省略する。
【0037】
本例に係る熱交換素子において、第一リボン２０と第二リボン３０の少なくとも一方は、金属線材を編み上げたニットリボンから構成される。
第一リボン２０は、その長手方向と交差する方向に延びる凹条２１と凸条２２とが第一リボン２０の長手方向に沿って繰り返す形状を有している。第二リボン３０は、その長手方向と交差する方向に延びる凹条３１と凸条３２とが第二リボン３０の長手方向に沿って繰り返す形状を有している。
熱交換素子において、第一リボン２０と第二リボン３０とは、第一リボン２０の凹条２１に対して第二リボン３０の凸条３２が嵌合せず、且つ、第一リボン２０の凸条２２が第二リボン３０の凹条３１に対して嵌合しないように重ね合わせられて、巻き回される。
即ち、第一リボン２０と第二リボン３０とは、基準線Ｌ２に対する凹条２１、３１（凸条２２、３２）の角度、屈曲態様、又は湾曲態様等が異なる組合せとなればよい。
第一リボン２０は、その長手方向と交差する方向に延びる凹条２１と凸条２２とが第一リボン２０の長手方向に沿って繰り返す形状を有している。第二リボン３０は、その長手方向と交差する方向に延びる凹条３１と凸条３２とが第二リボン３０の長手方向に沿って繰り返す形状を有している。
熱交換素子において、第一リボン２０と第二リボン３０とは、第一リボン２０の凹条２１に対して第二リボン３０の凸条３２が嵌合せず、且つ、第一リボン２０の凸条２２が第二リボン３０の凹条３１に対して嵌合しないように重ね合わせられて、巻き回される。
即ち、第一リボン２０と第二リボン３０とは、基準線Ｌ２に対する凹条２１、３１（凸条２２、３２）の角度、屈曲態様、又は湾曲態様等が異なる組合せとなればよい。
【0038】
例えば、図８（ａ）に示すように、基準線Ｌ２に対して異なる角度で傾斜した直線状の複数の凹条２１…、３１…（凸条２２…、３２…）を夫々有するリボン２０、３０同士を重ね合わせることができる。図８（ａ）には、各リボンの凹条２１…、３１…（凸条２２…、３２…）が基準線Ｌ２に対して夫々角度±θだけ傾斜した例を示す。即ち、図８（ａ）は同一形状のリボン２０、３０を表裏反転させて重ね合わせる例である。凹条と凸条の角度が異なる組合せとしては、各リボン２０、３０の凹条２１…、３１…（凸条２２…、３２…）が基準線Ｌ２に対して同方向に異なる角度で傾斜する場合や、異なる方向に異なる角度で傾斜する場合が挙げられる。
【0039】
例えば、図８（ｂ）に示すように、平面視で概略Ｖ字状の複数の凹条２１…、３１…（凸条２２…、３２…）を有するリボン２０、３０同士を重ね合わせることができる。図８（ｂ）においては、第一リボン２０の凹条２１ａ（凸条２２ａ）と第二リボン３０の凹条３１ａ（凸条３２ａ）とが基準線Ｌ２に対して夫々角度±φだけ傾斜し、第一リボン２０の凹条２１ｂ（凸条２２ｂ）と第二リボン３０の凹条３１ｂ（凸条３２ｂ）とが基準線Ｌ２に対して夫々角度±γだけ傾斜している。図８（ｂ）においても図８（ａ）と同様に、同一形状のリボン２０、３０を表裏反転させて重ね合わせることができる。もちろん、リボン２０、３０の組合せはこの限りではない。
【0040】
本実施形態においては、第一リボン２０と第二リボン３０の少なくとも一方がニットリボン４１から構成されるため、流体と熱交換素子との接触面積を増大させることができ、効率よく高温の流体を冷却可能となる。
本実施形態においては、セル１１（図１等参照）の形状を複雑にできる。例えば、セルは、熱交換素子の軸線Ａｘに対して平行（並行）しない形状を有することができる。或いは、セルは、横断面形状（熱交換素子の軸線Ａｘと直交する断面における形状）が熱交換素子の軸方向位置によって変化する形状を有することができる。これにより、セルを通過する流体を各リボン内に導入する等、熱交換素子の内部に複雑な流路を形成して、効率よく高温の流体を冷却できる。
第一リボン２０と第二リボン３０の凹条と凸条とが互いに嵌合しないので、熱交換素子の径方向に占める各リボン２０、３０の各部分の長さは、凹凸形状を含む各リボンの厚さに一致する。従って、熱交換素子の成形性が向上する。
本実施形態においては、セル１１（図１等参照）の形状を複雑にできる。例えば、セルは、熱交換素子の軸線Ａｘに対して平行（並行）しない形状を有することができる。或いは、セルは、横断面形状（熱交換素子の軸線Ａｘと直交する断面における形状）が熱交換素子の軸方向位置によって変化する形状を有することができる。これにより、セルを通過する流体を各リボン内に導入する等、熱交換素子の内部に複雑な流路を形成して、効率よく高温の流体を冷却できる。
第一リボン２０と第二リボン３０の凹条と凸条とが互いに嵌合しないので、熱交換素子の径方向に占める各リボン２０、３０の各部分の長さは、凹凸形状を含む各リボンの厚さに一致する。従って、熱交換素子の成形性が向上する。
【0041】
〔第五の実施形態〕
図９（ａ）、（ｂ）は、波形状のリボンの変形例を実物写真にて示す図であり、（ａ）はリボンを平面視方向から撮影した写真を示す図であり、（ｂ）はリボンを斜視方向から撮影した写真を示す図である。図１０は、図９に対応するリボンを示す模式的斜視図である。
図９（ａ）、（ｂ）は、波形状のリボンの変形例を実物写真にて示す図であり、（ａ）はリボンを平面視方向から撮影した写真を示す図であり、（ｂ）はリボンを斜視方向から撮影した写真を示す図である。図１０は、図９に対応するリボンを示す模式的斜視図である。
【0042】
図９に示された波ニットリボン４３Ｂ（ニットリボン４１）は、その長手方向と交差する方向（第一の方向、本例では長手方向と直交する短手方向）に延びる凹条４４と凸条４５とが上記長手方向（第二の方向）に沿って交互に繰り返す少なくとも一つの凹凸形状部６０（６１～６３）を備える。本例に係る波ニットリボン４３Ｂは、短手方向の異なる位置に夫々配置された３つの凹凸形状部６０（第一～第三凹凸形状部６１～６３）を備える。各凹凸形状部６０はリボンの長手方向の全域に亘って凹条４４と凸条４５とが繰り返す形状である。
【0043】
波ニットリボン４３Ｂは、短手方向に隣接する２つの凹凸形状部６０、６０の間にフィルタ部７０（７１、７２）を備える。言い換えれば、波ニットリボン４３Ｂは、その短手方向の一部位に配置された第一凹凸形状部６１と、短手方向の他部位に配置された第二凹凸形状部６２と、第一及び第二凹凸形状部６１、６２に隣接して両凹凸形状部の間に配置されたフィルタ部７１と、を備えている。
【0044】
フィルタ部７０は、凹条４４の延在方向の一端寄りにおいてニットリボン４１を凹条４４の凹陥方向とは逆向きに突出させることにより形成されており、ニットリボン４１の表面から立ち上がった壁部７５を備える。壁部７５は、凹条４４の延長上に配置されている。
波ニットリボン４３Ｂの各凹条４４は熱交換素子内でセル１１（図１等参照）を形成する。セル１１（凹条４４）は凹条４４の延在方向に流体を通過させる流路として機能する。
波ニットリボン４３Ｂの各凹条４４は熱交換素子内でセル１１（図１等参照）を形成する。セル１１（凹条４４）は凹条４４の延在方向に流体を通過させる流路として機能する。
【0045】
フィルタ部７０は凹条４４を流れる流体から異物を除去するろ過機能を発揮する。フィルタ部７０の目開きは、ニットリボンの網目（ループ）の大きさ（粗さ）、及び、金属線材Ｗを構成する金属線の太さや本数等に基づいて、適宜に設定される。
フィルタ部７０は、隣接する二つの凹凸形状部６０、６０の凹条４４と凹条４４との間を波ニットリボン４３Ｂの短手方向において分離する。フィルタ部７０は、凹条４４が形成する流路を波ニットリボン４３Ｂの短手方向に不連続にする。凹条４４を流れる流体の全体をろ過するために、セル１１の延長上に配置された壁部７５に対して、セル１１の内部空間の全体が投影されることが望ましい。
フィルタ部７０は、隣接する二つの凹凸形状部６０、６０の凹条４４と凹条４４との間を波ニットリボン４３Ｂの短手方向において分離する。フィルタ部７０は、凹条４４が形成する流路を波ニットリボン４３Ｂの短手方向に不連続にする。凹条４４を流れる流体の全体をろ過するために、セル１１の延長上に配置された壁部７５に対して、セル１１の内部空間の全体が投影されることが望ましい。
【0046】
ここで、フィルタ部７０を介して隣接する二つの凹凸形状部６０、６０の凹凸の周期は同一である。更に、二つの凹凸形状部６０、６０の各凹条４４と各凸条４５とは、リボンの長手方向にピッチをずらして配置されている。
本例では、各凹条４４と各凸条４５とは１／２ピッチずらして配置されている。即ち、第一凹凸形状部６１の凹条４４は、第二凹凸形状部６２の凸条４５の延長上に配置されており、第一凹凸形状部６１の凸条４５は、第二凹凸形状部６２の凹条４４の延長上に配置されている。ここで延長方向とは、凹条（及び凸条）の延在方向である。第二凹凸形状部６２と第三凹凸形状部６３との関係についても同様である。
本例では、各凹条４４と各凸条４５とは１／２ピッチずらして配置されている。即ち、第一凹凸形状部６１の凹条４４は、第二凹凸形状部６２の凸条４５の延長上に配置されており、第一凹凸形状部６１の凸条４５は、第二凹凸形状部６２の凹条４４の延長上に配置されている。ここで延長方向とは、凹条（及び凸条）の延在方向である。第二凹凸形状部６２と第三凹凸形状部６３との関係についても同様である。
【0047】
波ニットリボン４３Ｂの短手方向に隣接する凹条４４と凸条４５との間に位置する壁部７５は、波ニットリボン４３Ｂの一面側に（図１０中下向きに）凹陥した凹条４４の一面側（図１０中上側）における表面と、波ニットリボン４３Ｂの一面側に（図１０中上向きに）突出した凸条４５の一面側（図１０中上側）における表面とが連続するように接続する。他面側においても同様である。例えば壁部７５は、波ニットリボン４３Ｂの長手方向と短手方向とによって規定される仮想面に対して傾斜した傾斜面である。
【0048】
フィルタ部７０は、二つの凹凸形状部６１、６２（６２、６３）の一方の凹条４４と他方の凸条４５との間に配置される。従って、波ニットリボン４３Ｂの一面側において凹条４４内を凹条４４の延在方向に沿って流れる流体（図中矢印Ａ１）は、フィルタ部７１（壁部７５）を通過して波ニットリボン４３Ｂの他面側に流出して、波ニットリボン４３Ｂの他面側において凹条４４内を凹条４４の延在方向に沿って流れる（図中矢印Ａ２）。更に、本例においては、波ニットリボン４３Ｂの他面側に流出した流体は、フィルタ部７２（壁部７５）を通過して波ニットリボン４３Ｂの一面側に流出する（図中矢印Ａ３）。異なる凹凸形状部６０に属し、波ニットリボン４３Ｂの短手方向に隣接する凹条４４と凸条４５とによって波ニットリボン４３Ｂの一面側と他面側に夫々形成される流路はフィルタ部７０を介して連通する。
【0049】
このようにフィルタ部７０は、凹条４４を流れる流体をニットリボン４１の一方の面側から他方の面側に通過させるように構成される。言い換えれば、フィルタ部７０は、凹条４４を流れる流体を、ニットリボン４１の肉厚ｔの方向に通過させるように構成される。ここでいう肉厚ｔは、波状に変形される前のニットリボン４１を基準として定義可能な厚さである。波ニットリボン４３Ｂにおいては、ニットリボン４１の網目をフィルタとして活用する。
なお、フィルタ部７０は流体を一面側から他面側に通過させた直後に、流体を他面側から一面側に通過させるように構成されてもよい。図１０の例で言えば、波ニットリボン４３Ｂ第二凹凸形状部６２が省略された構成を備えてもよい。つまり、フィルタ部７０は２つの壁部７５、７５が短手方向に隣接して配置された構成を備えてもよい。
なお、フィルタ部７０は流体を一面側から他面側に通過させた直後に、流体を他面側から一面側に通過させるように構成されてもよい。図１０の例で言えば、波ニットリボン４３Ｂ第二凹凸形状部６２が省略された構成を備えてもよい。つまり、フィルタ部７０は２つの壁部７５、７５が短手方向に隣接して配置された構成を備えてもよい。
【0050】
＜製造装置／成形装置＞
図１１は、図９に示す波形状のリボンを製造する成形装置を説明する図であり、（ａ）は成形装置を実物写真にて示す図であり、（ｂ）はギヤローラの平面図であり、（ｃ）はギヤローラのギヤ歯の位置について説明する図である。
図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、成形装置１００Ｂは、一対のギヤローラ１０１Ｂ、１０１Ｂ（ギヤローラ対、成形ローラ対）を備える。図９に示す波ニットリボン４３Ｂは、平ニットリボン４２（図２（ａ））をギヤローラ１０１Ｂ、１０１Ｂ間に挿入して塑性変形させることにより作製される。
図１１は、図９に示す波形状のリボンを製造する成形装置を説明する図であり、（ａ）は成形装置を実物写真にて示す図であり、（ｂ）はギヤローラの平面図であり、（ｃ）はギヤローラのギヤ歯の位置について説明する図である。
図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、成形装置１００Ｂは、一対のギヤローラ１０１Ｂ、１０１Ｂ（ギヤローラ対、成形ローラ対）を備える。図９に示す波ニットリボン４３Ｂは、平ニットリボン４２（図２（ａ））をギヤローラ１０１Ｂ、１０１Ｂ間に挿入して塑性変形させることにより作製される。
【0051】
各ギヤローラ１０１Ｂ、１０１Ｂは夫々軸方向の一端から順に第一～第三成形部１１１～１１３（第一～第三ギヤ部）を備える。各成形部１１１～１１３は周方向に複数のギヤ歯１０２を有するギヤ部であり、第一成形部１１１、１１１同士、第二成形部１１２、１１２同士、及び第三成形部１１３、１１３同士が夫々噛合する。各成形部１１１～１１３はニットリボン４１に夫々凹凸形状部６１～６３を作製する。二つのギヤローラ１０１Ｂ、１０１Ｂの回転軸Ａｘ２は平行であり、各成形部１１１～１１３の構成は概ね図３に示す成形装置１００と同様である。なお、ギヤローラ間の距離は、塑性変形させるリボンの肉厚等に応じて適宜に設定される。
【0052】
図示する各成形部１１１～１１３は平歯車である。即ち、各成形部１１１～１１３のギヤ歯１０２はギヤローラ１０１Ｂの軸方向に沿って延在する。
ギヤローラ１０１Ｂ中の一部の成形部又は全部の成形部は、ギヤ歯が回転軸Ａｘ２に対して傾斜するはすば歯車でもよい。以下、便宜上、本例において各成形部は平歯車であり、全ての成形部はモジュールが同一、基準円（ピッチ円）が同一、周方向における歯数が同一であるものとして説明する。
ギヤローラ１０１Ｂ中の一部の成形部又は全部の成形部は、ギヤ歯が回転軸Ａｘ２に対して傾斜するはすば歯車でもよい。以下、便宜上、本例において各成形部は平歯車であり、全ての成形部はモジュールが同一、基準円（ピッチ円）が同一、周方向における歯数が同一であるものとして説明する。
【0053】
第一成形部１１１と第二成形部１１２との間、及び、第二成形部１１２と第三成形部１１３との間にはスペーサ１２０、１２０が挿入されており、各成形部は軸方向に所定の間隙（スペーサ部）を空けて配置される。平ニットリボン４２（図２（ａ））の短手方向のうち各スペーサ１２０に対応した部位にはフィルタ部７０が作製される。
スペーサ１２０の軸方向長（スペーサの大きさ）は、平ニットリボン４２の肉厚ｔや作製する壁部７５の立ち上がり角度等に応じて適宜に設定される。ギヤローラ１０１Ｂは、必要に応じて一部又は全部のスペーサ１２０を省略した構成を備えてもよい。
スペーサ１２０の軸方向長（スペーサの大きさ）は、平ニットリボン４２の肉厚ｔや作製する壁部７５の立ち上がり角度等に応じて適宜に設定される。ギヤローラ１０１Ｂは、必要に応じて一部又は全部のスペーサ１２０を省略した構成を備えてもよい。
【0054】
図１１（ｃ）に示すように、成形装置１００Ｂにおいて隣接する成形部（第一成形部１１１と第二成形部１１２、又は第二成形部１１２と第三成形部１１３）は、互いのギヤ歯１０２の位置が円周方向にずれるように組み合わせられている。隣接する成形部間のギヤ歯１０２のずれは、円周方向に１／２ピッチが望ましいが、これに限らない。
例えば、第一成形部１１１のギヤ歯１０２と第二成形部１１２のギヤ歯１０２とが１／２ピッチずれている場合、波ニットリボンには、一方の成形部によって形成された凹条４４の延長上に他方の成形部によって形成される凸条４５が配置される。また凹条４４と凸条４５との間にはフィルタ部７０が作製される（図９）。このように隣接する成形部のギヤ歯１０２を円周方向にずらして配置することにより、フィルタ部７０を容易に形成できる。
例えば、第一成形部１１１のギヤ歯１０２と第二成形部１１２のギヤ歯１０２とが１／２ピッチずれている場合、波ニットリボンには、一方の成形部によって形成された凹条４４の延長上に他方の成形部によって形成される凸条４５が配置される。また凹条４４と凸条４５との間にはフィルタ部７０が作製される（図９）。このように隣接する成形部のギヤ歯１０２を円周方向にずらして配置することにより、フィルタ部７０を容易に形成できる。
【0055】
図１１（ａ）に示すように、各成形部１１１～１１３の各ギヤ歯１０２の回転軸Ａｘ２方向の端部（歯幅方向端部）のうち、他の成形部と隣接する側（他の成形部と対向する側）には、ギヤ歯１０２の外周側角部が面取り（又は切除）された面取部１０３を備える。面取形状はＲ形状でも角形状でもよい。面取りされていることにより、ギヤ歯１０２の歯たけ（歯底から歯先までの距離）が軸方向端部において軸方向端に向かって漸減する。
これにより、波ニットリボン４３Ｂに形成するフィルタ部７０の目開きを適宜に調整できる。即ち、波ニットリボン４３Ｂの網目の拡大変形を適宜に抑制して、必要なろ過機能を発揮できる目開きをフィルタ部に確保する。また、波ニットリボン４３Ｂの短手方向に隣接する凹条４４と凸条４５とを傾斜面で緩やかに（或いは滑らかに）接続するフィルタ部７０を作製する。
これにより、波ニットリボン４３Ｂに形成するフィルタ部７０の目開きを適宜に調整できる。即ち、波ニットリボン４３Ｂの網目の拡大変形を適宜に抑制して、必要なろ過機能を発揮できる目開きをフィルタ部に確保する。また、波ニットリボン４３Ｂの短手方向に隣接する凹条４４と凸条４５とを傾斜面で緩やかに（或いは滑らかに）接続するフィルタ部７０を作製する。
【0056】
＜変形例＞
図９、１０に示す凹凸形状部６０の凹条４４と凸条４５は、波ニットリボン４３Ｂの長手方向に対して直交しても傾斜してもよい。
凹凸形状部６０及びフィルタ部７０を有するリボンを平板リボン５２（図５参照）から作成してもよい。この場合、平板リボンの面内のうちフィルタ部７０を形成しようとする部分に、変形後の形状に応じた複数の切り込みを作製しておき、図１１に示す成形装置で変形させる。これにより、エキスパンドメタルの製造と同様の原理を利用してフィルタ部７０を作製できる。
図９、１０に示す凹凸形状部６０の凹条４４と凸条４５は、波ニットリボン４３Ｂの長手方向に対して直交しても傾斜してもよい。
凹凸形状部６０及びフィルタ部７０を有するリボンを平板リボン５２（図５参照）から作成してもよい。この場合、平板リボンの面内のうちフィルタ部７０を形成しようとする部分に、変形後の形状に応じた複数の切り込みを作製しておき、図１１に示す成形装置で変形させる。これにより、エキスパンドメタルの製造と同様の原理を利用してフィルタ部７０を作製できる。
【0057】
凹凸形状部６０とフィルタ部７０は、組み合わせられる（重ね合わせられる）２つのリボンの何れかに形成されていればよい。例えば、凹凸形状部とフィルタ部とを異なるリボンに配置して、両リボンを組み合わせることにより、熱交換素子において流体がフィルタ部を通過するようにできる。
具体的には、図１、４、５等に示す第一リボン２０が凹凸形状部６０を備え、第二リボン３０がフィルタ部７０備えるように各リボンを作製し、両リボンを重ね合わせて熱交換素子を構成してもよい。この場合、第一リボンと第二リボンとは、凹条の延在方向であるセルの延長上にフィルタ部が配置されるように組み合わせられる。
具体的には、図１、４、５等に示す第一リボン２０が凹凸形状部６０を備え、第二リボン３０がフィルタ部７０備えるように各リボンを作製し、両リボンを重ね合わせて熱交換素子を構成してもよい。この場合、第一リボンと第二リボンとは、凹条の延在方向であるセルの延長上にフィルタ部が配置されるように組み合わせられる。
【0058】
リボンの短手方向における凹凸形状部６０の個数及びフィルタ部７０の個数は任意に設定できる。熱交換素子は、リボンの短手方向の一部位に配置された少なくとも一つの凹凸形状部６０と、該凹凸形状部に隣接した配置された少なくとも一つのフィルタ部７０とを備えればよい。フィルタ部７０は、リボンの短手方向の端部に配置されてもよい。フィルタ部７０がリボンの短手方向の一端部（熱交換素子の軸方向の一端部）に配置される場合、熱交換素子はセル１１（図１等参照）の下流側にフィルタ部７０が配置される向きで使用されることが望ましいが、熱交換素子はその逆となる向きで使用されてもよい。なお、熱交換素子の軸線Ａｘ方向の中央位置に軸線Ａｘと直交する仮想面を設定した場合に、凹凸形状部６０とフィルタ部７０とが仮想面に対して対称に配置されているならば、熱交換素子の軸方向端の何れを流体流れの上流側とするか下流側とするかを考慮する必要がなくなる。
【0059】
図１１に示す成形装置１００Ｂの各成形部１１０にはすば歯車を用いる場合、回転軸Ａｘ２の方向に隣接する２つの成形部が対向する側（隣接する側）の軸方向端部において、２つの成形部のギヤ歯１０２が円周方向に所定ピッチずれるように配置する。これにより、図１０等に示すように、リボンの短手方向に隣接する凹条４４と凸条４５との間にフィルタ部７０（壁部７５）を作製できる。
【0060】
＜効果＞
本実施形態によれば、熱交換素子がフィルタ機能を備えるので、熱交換素子を通過する流体の熱交換をすると同時に異物除去が可能となる。
また、隣接する二つの凹凸形状部６０、６０の各凹条４４と各凸条４５とをリボンの長手方向にどの程度ずらすかによって、即ち凹凸形状部６０、６０間のピッチずれの量をどの程度に設定するかによって、圧力損失の数値を自在に変更することができる。
本実施形態によれば、熱交換素子がフィルタ機能を備えるので、熱交換素子を通過する流体の熱交換をすると同時に異物除去が可能となる。
また、隣接する二つの凹凸形状部６０、６０の各凹条４４と各凸条４５とをリボンの長手方向にどの程度ずらすかによって、即ち凹凸形状部６０、６０間のピッチずれの量をどの程度に設定するかによって、圧力損失の数値を自在に変更することができる。
【0061】
〔第六の実施形態〕
図１２（ａ）、（ｂ）は、波形状のリボンの他の変形例を示す模式的斜視図である。第五の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
波ニットリボン４３Ｃ（ニットリボン４１）は、短手方向の異なる位置に夫々配置された２つの凹凸形状部６０（第一、第二凹凸形状部６１、６２）と、両凹凸形状部６１、６２の間に配置されたフィルタ部７０とを備える。各凹凸形状部６１、６２とフィルタ部７０とは、波ニットリボン４３Ｃの長手方向の全域に亘って延在している。
図１２（ａ）、（ｂ）は、波形状のリボンの他の変形例を示す模式的斜視図である。第五の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
波ニットリボン４３Ｃ（ニットリボン４１）は、短手方向の異なる位置に夫々配置された２つの凹凸形状部６０（第一、第二凹凸形状部６１、６２）と、両凹凸形状部６１、６２の間に配置されたフィルタ部７０とを備える。各凹凸形状部６１、６２とフィルタ部７０とは、波ニットリボン４３Ｃの長手方向の全域に亘って延在している。
【0062】
フィルタ部７０は、波ニットリボン４３Ｃの長手方向に対して平行に延びる壁部（壁面）７５を備える。壁部７５は、ニットリボン４１の短手方向の一部をニットリボン４１の長手方向に沿ってニットリボン４１の表面から突出（又は凹陥）させることにより形成されている。本例に示すフィルタ部７０は、波ニットリボン４３Ｃの長手方向と平行して延びると共に壁部７５と面する谷部７６と、谷部７６と対となる山部７７を備える。
壁部７５は、凹条４４の延長上において凹条４４と交差する方向に延在するため、壁部７５は凹条４４内を凹条４４に沿って図中矢印Ｂ１方向に流れる流体を矢印Ｂ２、Ｂ３のように通過させてろ過するフィルタとして機能する。
壁部７５は、凹条４４の延長上において凹条４４と交差する方向に延在するため、壁部７５は凹条４４内を凹条４４に沿って図中矢印Ｂ１方向に流れる流体を矢印Ｂ２、Ｂ３のように通過させてろ過するフィルタとして機能する。
【0063】
＜製造装置＞
図１３は、図１２に示す波形状のリボンを製造する成形装置を構成する一対のギヤローラの平面図である。図１１と同様の構成に対しては同一の符号を付して適宜その説明を省略する。
成形装置１００Ｃは、一対のギヤローラ１０１Ｃ、１０１Ｃ（ギヤローラ対）を備える。波ニットリボン４３Ｃは、平ニットリボン４２（図２（ａ））をギヤローラ１０１Ｃ、１０１Ｃ間に挿入して塑性変形させることにより作製される。本図においては便宜上、ギヤローラ１０１Ｃ、１０１Ｃを離間させて描いているが、ギヤローラ１０１Ｃ、１０１Ｃは実際には図１１（ａ）と同様に互いに噛合するように適宜の距離をもって配置される。
図１３は、図１２に示す波形状のリボンを製造する成形装置を構成する一対のギヤローラの平面図である。図１１と同様の構成に対しては同一の符号を付して適宜その説明を省略する。
成形装置１００Ｃは、一対のギヤローラ１０１Ｃ、１０１Ｃ（ギヤローラ対）を備える。波ニットリボン４３Ｃは、平ニットリボン４２（図２（ａ））をギヤローラ１０１Ｃ、１０１Ｃ間に挿入して塑性変形させることにより作製される。本図においては便宜上、ギヤローラ１０１Ｃ、１０１Ｃを離間させて描いているが、ギヤローラ１０１Ｃ、１０１Ｃは実際には図１１（ａ）と同様に互いに噛合するように適宜の距離をもって配置される。
【0064】
ギヤローラ１０１Ｃは、軸方向の一端から順に第一～第三成形部１１１～１１３を備える。ギヤローラ１０１Ｃ、１０１Ｃの第一成形部１１１、１１１同士、第二成形部１１２、１１２同士、及び第三成形部１１３、１１３同士が夫々噛合する。
第一成形部１１１と第三成形部１１３は凹凸形状部６０を作製する部分であり、図１１に示すギヤローラ１０１Ｂの対応部分と同様の構成を備える。本例においては第一成形部１１１のギヤ歯１０２と第三成形部１１３のギヤ歯１０２の周方向位置は同一であるが、第一及び第三成形部１１１、１１３のギヤ歯１０２、１０２が周方向にピッチをずらして配置されてもよい。
第一成形部１１１と第三成形部１１３は凹凸形状部６０を作製する部分であり、図１１に示すギヤローラ１０１Ｂの対応部分と同様の構成を備える。本例においては第一成形部１１１のギヤ歯１０２と第三成形部１１３のギヤ歯１０２の周方向位置は同一であるが、第一及び第三成形部１１１、１１３のギヤ歯１０２、１０２が周方向にピッチをずらして配置されてもよい。
【0065】
ギヤローラ１０１Ｃの第二成形部１１２は、波ニットリボン４３Ｃにフィルタ部７０を作製する。第二成形部１１２には周方向に延びるエンドレス状の環状突起１１６と環状段部１１７とが回転軸Ａｘ２方向に隣接して配置されている。一方のギヤローラ１０１Ｃの環状突起１１６に対して他方のギヤローラ１０１Ｃの環状段部１１７が係合する。環状突起１１６の外径側の端部はギヤ歯１０２の歯先と同等の位置にあり、環状段部１１７の内径側の端部はギヤ歯１０２の歯底と同等の位置にある。
第一及び第三成形部１１１、１１３のうち、第二形成部１１２側の軸方向端部には、必要に応じて面取部１０３（図１１参照）が設けられる。また、ギヤローラ１０１Ｃ中、各成形部１１１～１１３間には、必要に応じてスペーサ１２０が配置される。
第一及び第三成形部１１１、１１３のうち、第二形成部１１２側の軸方向端部には、必要に応じて面取部１０３（図１１参照）が設けられる。また、ギヤローラ１０１Ｃ中、各成形部１１１～１１３間には、必要に応じてスペーサ１２０が配置される。
【0066】
＜変形例＞
図１２に示す波ニットリボン４３Ｃの壁部７５は、凹凸形状部６０の凹条４４及び凸条４５と交差していれば、波ニットリボン４３Ｃの長手方向と交差する方向に延びてもよい。壁部７５は、凹凸形状部６０が有する少なくとも一つの凹条４４と少なくとも一つの凸条４５とに跨がるように配置される。
フィルタ部７０は、短手方向に複数の谷部７６（山部７７）を備えてもよい。フィルタ部７０は、熱交換素子の製造時に、熱交換素子の軸方向に（つまり、波ニットリボン４３Ｃの短手方向に）圧縮されてもよい。
図１２に示す波ニットリボン４３Ｃの壁部７５は、凹凸形状部６０の凹条４４及び凸条４５と交差していれば、波ニットリボン４３Ｃの長手方向と交差する方向に延びてもよい。壁部７５は、凹凸形状部６０が有する少なくとも一つの凹条４４と少なくとも一つの凸条４５とに跨がるように配置される。
フィルタ部７０は、短手方向に複数の谷部７６（山部７７）を備えてもよい。フィルタ部７０は、熱交換素子の製造時に、熱交換素子の軸方向に（つまり、波ニットリボン４３Ｃの短手方向に）圧縮されてもよい。
【0067】
＜効果＞
本実施形態も第五の実施形態と同様に、熱交換素子がフィルタ機能を備えるので、熱交換素子を通過する流体の熱交換をすると同時に異物除去が可能となる。
また、隣接する二つの凹凸形状部６０、６０の各凹条４４と各凸条４５とをリボンの長手方向にどの程度ずらすかによって、即ち凹凸形状部６０、６０間のピッチずれの量をどの程度に設定するかによって、圧力損失の数値を自在に変更することができる。
本実施形態も第五の実施形態と同様に、熱交換素子がフィルタ機能を備えるので、熱交換素子を通過する流体の熱交換をすると同時に異物除去が可能となる。
また、隣接する二つの凹凸形状部６０、６０の各凹条４４と各凸条４５とをリボンの長手方向にどの程度ずらすかによって、即ち凹凸形状部６０、６０間のピッチずれの量をどの程度に設定するかによって、圧力損失の数値を自在に変更することができる。
【0068】
〔第七の実施形態〕
図１４は、ニットリボンを構成する金属線材の構成例を示す横断面図である。
上記各実施形態において各ニットリボンを構成する金属線材Ｗ（ＷＡ）には、第一金属材料からなる芯線Ｗ１の周囲に、第一金属材料よりも融点の低い第二金属材料からなるろう接材Ｗ２が被覆された構成を備えた金属線材を用いることができる。一例として金属線材ＷＡは銅メッキ線である。
上記金属線材ＷＡを用いた熱交換素子は、製造過程で所定の熱処理工程を経ることにより、溶融固化した第二金属材料によって、金属線材ＷＡの一部分と熱交換素子中の他の部分とが接合された箇所を備える。熱交換素子中の他の部分とは、金属線材ＷＡの一部分が属するニットリボン中の金属線材ＷＡの他の部分か、又は金属線材ＷＡが属していないリボンの適所、又はその他の部分である。
図１４は、ニットリボンを構成する金属線材の構成例を示す横断面図である。
上記各実施形態において各ニットリボンを構成する金属線材Ｗ（ＷＡ）には、第一金属材料からなる芯線Ｗ１の周囲に、第一金属材料よりも融点の低い第二金属材料からなるろう接材Ｗ２が被覆された構成を備えた金属線材を用いることができる。一例として金属線材ＷＡは銅メッキ線である。
上記金属線材ＷＡを用いた熱交換素子は、製造過程で所定の熱処理工程を経ることにより、溶融固化した第二金属材料によって、金属線材ＷＡの一部分と熱交換素子中の他の部分とが接合された箇所を備える。熱交換素子中の他の部分とは、金属線材ＷＡの一部分が属するニットリボン中の金属線材ＷＡの他の部分か、又は金属線材ＷＡが属していないリボンの適所、又はその他の部分である。
【0069】
＜金属線材＞
金属線材ＷＡの芯線Ｗ１には鉄を用いることができ、ろう接材Ｗ２には銅を用いることができる。金属材料に係るその他の組合せとして、芯線Ｗ１には鉄を、ろう接材Ｗ２にはニッケルを用いることができ、更に他の組合せとして芯線Ｗ１には銅を、ろう接材Ｗ２には錫、等を用いることができる。
金属線材ＷＡは、芯線Ｗ１に対して第二金属材料をメッキすることにより作製できる。或いは、金属線材ＷＡは、その他の方法を用いて芯線Ｗ１の周囲に第二金属材料を被覆してもよい。
金属線材ＷＡの芯線Ｗ１には鉄を用いることができ、ろう接材Ｗ２には銅を用いることができる。金属材料に係るその他の組合せとして、芯線Ｗ１には鉄を、ろう接材Ｗ２にはニッケルを用いることができ、更に他の組合せとして芯線Ｗ１には銅を、ろう接材Ｗ２には錫、等を用いることができる。
金属線材ＷＡは、芯線Ｗ１に対して第二金属材料をメッキすることにより作製できる。或いは、金属線材ＷＡは、その他の方法を用いて芯線Ｗ１の周囲に第二金属材料を被覆してもよい。
【0070】
＜熱処理＞
本実施形態に示す金属線材ＷＡが使用される場合、熱交換素子は製造過程で熱処理される。即ち、例えば図１、４、５に熱交換素子１、２、３として示される概略円盤形状に成形された成形体は、リボンの終端部１６が何らかの方法で仮固定される。その後、この成形体は、所定の条件で熱処理する工程を経て熱交換素子として完成する。
熱処理条件は、芯線を変形（又は変化）させることなく、ろう接材を溶融させることができ、且つ溶融したろう接材が金属線材の一部分と熱交換素子中の他の部分との間に濡れ拡がった後に、冷却固化されて、ろう接材が各部を接合するように設定される。
具体的には、熱処理温度は、ろう接材の融点以上、且つ、芯線の焼結温度未満に設定することができる。また、当該温度を維持する時間としては１０分から１２分程度とすることができる。
上記熱処理を経ることにより、金属線材の一部分と熱交換素子中の他の部分とがろう接材を介して強固に結合される。
本実施形態に示す金属線材ＷＡが使用される場合、熱交換素子は製造過程で熱処理される。即ち、例えば図１、４、５に熱交換素子１、２、３として示される概略円盤形状に成形された成形体は、リボンの終端部１６が何らかの方法で仮固定される。その後、この成形体は、所定の条件で熱処理する工程を経て熱交換素子として完成する。
熱処理条件は、芯線を変形（又は変化）させることなく、ろう接材を溶融させることができ、且つ溶融したろう接材が金属線材の一部分と熱交換素子中の他の部分との間に濡れ拡がった後に、冷却固化されて、ろう接材が各部を接合するように設定される。
具体的には、熱処理温度は、ろう接材の融点以上、且つ、芯線の焼結温度未満に設定することができる。また、当該温度を維持する時間としては１０分から１２分程度とすることができる。
上記熱処理を経ることにより、金属線材の一部分と熱交換素子中の他の部分とがろう接材を介して強固に結合される。
【0071】
＜効果＞
本実施形態によれば、金属線材と接触した箇所を夫々固着・一体化できる。固着・一体化された部分が熱交換素子の全体に分散して存在するので、熱交換素子を全体的に高強度にできる。熱交換素子の形状保持性が向上するため、熱交換素子のハンドリング性が向上する。熱交換素子の取り扱い時に熱交換素子が破損する等の不具合を防止できる。
本実施形態によれば、金属線材と接触した箇所を夫々固着・一体化できる。固着・一体化された部分が熱交換素子の全体に分散して存在するので、熱交換素子を全体的に高強度にできる。熱交換素子の形状保持性が向上するため、熱交換素子のハンドリング性が向上する。熱交換素子の取り扱い時に熱交換素子が破損する等の不具合を防止できる。
【0072】
〔本発明の実施態様例と作用、効果のまとめ〕
＜第一の実施態様＞
本態様は、第一形態を有する第一リボン２０の一面と、第一形態とは異なる第二形態を有する第二リボン３０の一面とが重ね合わされた状態で、該各リボンの長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状又は概略柱状の熱交換素子１、２、３である。熱交換素子において第一リボンと第二リボンの少なくとも一方は、金属線材Ｗを編み上げたニットリボン４１から構成されていることを特徴とする。
例えば第一形態はリボンの長手方向に沿って繰り返す複数の凹条２１と凸条２２とを有する波板状の形態とすることができる。例えば第二形態は平らな帯板状の形態とすることができる。なお第二形態は波板状の形態であってもよい。
本態様においては、流体がニットリボンの内部を通過できるため、熱交換素子の内部に複雑な流路を形成できる。本態様によれば、圧力損失の増大を抑制できる。本態様によれば、流体と熱交換素子との接触面積を増大させることができるので、効率よく流体と熱交換素子との間で熱交換できる。
＜第一の実施態様＞
本態様は、第一形態を有する第一リボン２０の一面と、第一形態とは異なる第二形態を有する第二リボン３０の一面とが重ね合わされた状態で、該各リボンの長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状又は概略柱状の熱交換素子１、２、３である。熱交換素子において第一リボンと第二リボンの少なくとも一方は、金属線材Ｗを編み上げたニットリボン４１から構成されていることを特徴とする。
例えば第一形態はリボンの長手方向に沿って繰り返す複数の凹条２１と凸条２２とを有する波板状の形態とすることができる。例えば第二形態は平らな帯板状の形態とすることができる。なお第二形態は波板状の形態であってもよい。
本態様においては、流体がニットリボンの内部を通過できるため、熱交換素子の内部に複雑な流路を形成できる。本態様によれば、圧力損失の増大を抑制できる。本態様によれば、流体と熱交換素子との接触面積を増大させることができるので、効率よく流体と熱交換素子との間で熱交換できる。
【0073】
＜第二の実施態様＞
本態様に係る熱交換素子１、２、３において、ニットリボン４１は、金属線材Ｗが輪編みされた筒状ニット４０の対向する内径面同士が密着するように押しつぶされた構成を有することを特徴とする。
本態様によれば、金属線材が螺旋状に編み上げられるため、ニットリボンの生産効率が向上する。ニットリボンは二つ以上の層を有するので、ニットリボンの厚さを確保することができ、流体の通過性が向上する。特に一つの筒状ニットを押し潰して、二つの層を有するニットリボンを形成する場合は、ニットリボンの形状を一定に制御しやすくなる。
本態様に係る熱交換素子１、２、３において、ニットリボン４１は、金属線材Ｗが輪編みされた筒状ニット４０の対向する内径面同士が密着するように押しつぶされた構成を有することを特徴とする。
本態様によれば、金属線材が螺旋状に編み上げられるため、ニットリボンの生産効率が向上する。ニットリボンは二つ以上の層を有するので、ニットリボンの厚さを確保することができ、流体の通過性が向上する。特に一つの筒状ニットを押し潰して、二つの層を有するニットリボンを形成する場合は、ニットリボンの形状を一定に制御しやすくなる。
【0074】
＜第三の実施態様＞
本態様に係る熱交換素子１、２、３の巻き始め側の端部（軸心部１３）にはニットリボン４１（４２、４３）のみが巻き回されていることを特徴とする。
金属製の平板又は金属製の波板を用いて軸心部を作製する場合に比べて、これらよりも厚さのあるニットリボンを使用した方が、リボンの有する肉厚により、軸心部におけるリボンの巻き回し回数が低減する。また、巻き始め側の端部においても流体の流通性を確保しやすくなる。
本態様に係る熱交換素子１、２、３の巻き始め側の端部（軸心部１３）にはニットリボン４１（４２、４３）のみが巻き回されていることを特徴とする。
金属製の平板又は金属製の波板を用いて軸心部を作製する場合に比べて、これらよりも厚さのあるニットリボンを使用した方が、リボンの有する肉厚により、軸心部におけるリボンの巻き回し回数が低減する。また、巻き始め側の端部においても流体の流通性を確保しやすくなる。
【0075】
＜第四の実施態様＞
本態様は、第一形態を有する第一リボン２０の一面と、第一形態とは異なる第二形態を有する第二リボン３０の一面とが重ね合わされた状態で、各リボンの長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状又は概略柱状の熱交換素子１、２、３である。熱交換素子において第一リボンと第二リボンの少なくとも一方は、リボンの短手方向に流体を通過させる流路（空間）をリボンの肉厚内に有することを特徴とする。
熱交換素子は流体が熱交換素子の軸方向に移動するように使用される。リボンの短手方向は、熱交換素子の軸方向となる。リボンがその肉厚内に流路を有していれば、第一リボンと第二リボンとの間に位置するセル以外の箇所において、流体との熱交換が可能となる。従って、熱交換効率が向上する。
本態様は、第一形態を有する第一リボン２０の一面と、第一形態とは異なる第二形態を有する第二リボン３０の一面とが重ね合わされた状態で、各リボンの長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状又は概略柱状の熱交換素子１、２、３である。熱交換素子において第一リボンと第二リボンの少なくとも一方は、リボンの短手方向に流体を通過させる流路（空間）をリボンの肉厚内に有することを特徴とする。
熱交換素子は流体が熱交換素子の軸方向に移動するように使用される。リボンの短手方向は、熱交換素子の軸方向となる。リボンがその肉厚内に流路を有していれば、第一リボンと第二リボンとの間に位置するセル以外の箇所において、流体との熱交換が可能となる。従って、熱交換効率が向上する。
【0076】
＜第五の実施態様＞
本態様に係る熱交換素子１、２、３の巻き始め側の端部には、第一リボン２０と第二リボン３０のうち、その短手方向に流体を通過させる流路を肉厚内に有するリボンのみが巻き回されていることを特徴とする。
金属製の平板又は金属製の波板を用いて軸心部を作製する場合に比べて、これらよりも厚さのあるリボンを使用した方が、リボンの有する肉厚により、軸心部におけるリボンの巻き回し回数が低減する。また、巻き始め側の端部においても流体の流通性を確保しやすくなる。
本態様に係る熱交換素子１、２、３の巻き始め側の端部には、第一リボン２０と第二リボン３０のうち、その短手方向に流体を通過させる流路を肉厚内に有するリボンのみが巻き回されていることを特徴とする。
金属製の平板又は金属製の波板を用いて軸心部を作製する場合に比べて、これらよりも厚さのあるリボンを使用した方が、リボンの有する肉厚により、軸心部におけるリボンの巻き回し回数が低減する。また、巻き始め側の端部においても流体の流通性を確保しやすくなる。
【0077】
＜第六の実施態様＞
本態様に係る熱交換素子１、２、３において、少なくとも第一リボン２０は、その長手方向と交差する方向に延びる凹条２１と凸条２２とが長手方向に沿って繰り返す形状を有し、隣接する前記第一リボンと第二リボン３０との間には、流体を凹条に沿って熱交換素子の軸方向の一方側から他方側に通過させる複数のセル１１が各凹条と第二リボンとによって形成されることを特徴とする。
流体はセルを通過する過程で、第一リボンと第二リボンとに接触して熱交換される。更に、リボンがニットリボン等のように面内に開口を有する場合には、リボンを介して隣接するセルとセルとの間で流体が流通する。流体は、リボンの内部を流れる過程で、リボンとの間で熱交換される。
本態様に係る熱交換素子１、２、３において、少なくとも第一リボン２０は、その長手方向と交差する方向に延びる凹条２１と凸条２２とが長手方向に沿って繰り返す形状を有し、隣接する前記第一リボンと第二リボン３０との間には、流体を凹条に沿って熱交換素子の軸方向の一方側から他方側に通過させる複数のセル１１が各凹条と第二リボンとによって形成されることを特徴とする。
流体はセルを通過する過程で、第一リボンと第二リボンとに接触して熱交換される。更に、リボンがニットリボン等のように面内に開口を有する場合には、リボンを介して隣接するセルとセルとの間で流体が流通する。流体は、リボンの内部を流れる過程で、リボンとの間で熱交換される。
【0078】
＜第七の実施態様＞
本態様に係る熱交換素子において、凹条２１と凸条２２の延在方向が第一リボン２０の短手方向の中間部において変化することを特徴とする（図７（ｂ））。
本態様によれば、流体をニットリボン内に導入しやすくなり、熱交換効率が向上する。
本態様に係る熱交換素子において、凹条２１と凸条２２の延在方向が第一リボン２０の短手方向の中間部において変化することを特徴とする（図７（ｂ））。
本態様によれば、流体をニットリボン内に導入しやすくなり、熱交換効率が向上する。
【0079】
＜第八の実施態様＞
本態様は、第一リボン２０の一面と第二リボン３０の一面とが重ねあわされた状態で、該各リボンの長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状又は概略柱状の熱交換素子である。本態様に係る熱交換素子において第一リボンと第二リボンの少なくとも一方は、金属線材Ｗを編み上げたニットリボン４１から構成されており、第一リボンと第二リボンはその長手方向と交差する方向に延びる凹条（２１、３１）と凸条（２２、３２）とが長手方向に沿って繰り返す形状を有し、第一リボンと第二リボンの一方の凹条２１（３１）に対して第一リボンと第二リボンの他方の凸条３２（２２）が嵌合しないように、両リボンが重ね合わされていることを特徴とする。
第一リボンと第二リボンの双方が波形のリボンである本態様によれば、一方のリボンの凹条と他方のリボンの表面とによって形成されるセルの形状を複雑化することができ、流体とリボンとの接触効率を高めることができる。
本態様は、第一リボン２０の一面と第二リボン３０の一面とが重ねあわされた状態で、該各リボンの長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状又は概略柱状の熱交換素子である。本態様に係る熱交換素子において第一リボンと第二リボンの少なくとも一方は、金属線材Ｗを編み上げたニットリボン４１から構成されており、第一リボンと第二リボンはその長手方向と交差する方向に延びる凹条（２１、３１）と凸条（２２、３２）とが長手方向に沿って繰り返す形状を有し、第一リボンと第二リボンの一方の凹条２１（３１）に対して第一リボンと第二リボンの他方の凸条３２（２２）が嵌合しないように、両リボンが重ね合わされていることを特徴とする。
第一リボンと第二リボンの双方が波形のリボンである本態様によれば、一方のリボンの凹条と他方のリボンの表面とによって形成されるセルの形状を複雑化することができ、流体とリボンとの接触効率を高めることができる。
【0080】
＜第九の実施態様＞
本態様に係る熱交換素子において、ニットリボン４１は、金属線材Ｗが輪編みされた筒状ニット４０の対向する内径面同士が密着するように押しつぶされた構成を有することを特徴とする。
本態様によれば、金属線材が螺旋状に編み上げられるため、ニットリボンの生産効率が向上する。ニットリボンは二つ以上の層を有するので、ニットリボンの厚さを確保することができ、流体の通過性が向上する。特に一つの筒状ニットを押し潰して、二つの層を有するニットリボンを形成する場合は、ニットリボンの形状を一定に制御しやすくなる。
本態様に係る熱交換素子において、ニットリボン４１は、金属線材Ｗが輪編みされた筒状ニット４０の対向する内径面同士が密着するように押しつぶされた構成を有することを特徴とする。
本態様によれば、金属線材が螺旋状に編み上げられるため、ニットリボンの生産効率が向上する。ニットリボンは二つ以上の層を有するので、ニットリボンの厚さを確保することができ、流体の通過性が向上する。特に一つの筒状ニットを押し潰して、二つの層を有するニットリボンを形成する場合は、ニットリボンの形状を一定に制御しやすくなる。
【0081】
＜第十の実施態様＞
本態様に係る熱交換素子の巻き始め側の端部にはニットリボンのみが巻き回されていることを特徴とする。
金属製の平板又は金属製の波板を用いて軸心部を作製する場合に比べて、これらよりも厚さのあるニットリボンを使用した方が、リボンの有する肉厚により成形性が向上し、リボンの巻き回し回数が低減する。また、巻き始め側の端部においても流体の流通性を確保できる。
本態様に係る熱交換素子の巻き始め側の端部にはニットリボンのみが巻き回されていることを特徴とする。
金属製の平板又は金属製の波板を用いて軸心部を作製する場合に比べて、これらよりも厚さのあるニットリボンを使用した方が、リボンの有する肉厚により成形性が向上し、リボンの巻き回し回数が低減する。また、巻き始め側の端部においても流体の流通性を確保できる。
【0082】
＜第十一の実施態様＞
本態様は、第一形態を有する概略リボン状又はシート状の第一部材（第一リボン２０）と、第二形態を有すると共に第一部材の一面が重なる表面を有した第二部材（第二リボン３０）とを備え、第一部材の一面と第二部材の表面とが対向するように層状に重ね合わされた熱交換素子１、２、３である。本態様に係る熱交換素子において、少なくとも第一部材は金属線材Ｗを編み上げたニット部材（ニットリボン４１）から構成されており、ニット部材は、金属線材が輪編みされた筒状ニット４０の対向する内径面同士が密着するように押しつぶされた構成を有することを特徴とする。
本態様は、第一形態を有する概略リボン状又はシート状の第一部材（第一リボン２０）と、第二形態を有すると共に第一部材の一面が重なる表面を有した第二部材（第二リボン３０）とを備え、第一部材の一面と第二部材の表面とが対向するように層状に重ね合わされた熱交換素子１、２、３である。本態様に係る熱交換素子において、少なくとも第一部材は金属線材Ｗを編み上げたニット部材（ニットリボン４１）から構成されており、ニット部材は、金属線材が輪編みされた筒状ニット４０の対向する内径面同士が密着するように押しつぶされた構成を有することを特徴とする。
【0083】
第一部材は、平形のリボン（又は平形のシート）でも波形のリボン（又は波形のシート）でもよい。第二部材は、第一部材との間で熱が移動可能となるように第一部材を重ねて配置できる表面を有していればよい。熱交換素子において第一部材と第二部材は、夫々少なくとも一層以上設けられる。
本態様においては、流体がニット部材の内部を通過できるため、熱交換素子の内部に複雑な流路を形成できる。本態様によれば、圧力損失の増大を抑制できる。本態様によれば、流体と熱交換素子との接触面積を増大させることができるので、効率よく流体と熱交換素子との間で熱交換できる。
本態様によれば、金属線材が螺旋状に編み上げられるため、ニット部材の生産効率が向上する。ニット部材は二つ以上の層を有するので、ニット部材の厚さを確保することができ、流体の通過性が向上する。特に一つの筒状ニットを押し潰して、二つの層を有するニット部材を形成する場合は、ニット部材の形状を一定に制御しやすくなる。
本態様においては、流体がニット部材の内部を通過できるため、熱交換素子の内部に複雑な流路を形成できる。本態様によれば、圧力損失の増大を抑制できる。本態様によれば、流体と熱交換素子との接触面積を増大させることができるので、効率よく流体と熱交換素子との間で熱交換できる。
本態様によれば、金属線材が螺旋状に編み上げられるため、ニット部材の生産効率が向上する。ニット部材は二つ以上の層を有するので、ニット部材の厚さを確保することができ、流体の通過性が向上する。特に一つの筒状ニットを押し潰して、二つの層を有するニット部材を形成する場合は、ニット部材の形状を一定に制御しやすくなる。
【0084】
＜第十二の実施態様＞
本態様は、第一形態を有する第一リボン２０の一面と、該第一形態とは異なる第二形態を有する第二リボン３０の一面とが重ね合わされた状態で、該各リボンの長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状又は概略柱状の熱交換素子１～３である。
第一リボンと第二リボンの少なくとも一方は、金属線材Ｗを編み上げたニットリボン４１から構成されている。少なくとも第一リボンは、長手方向と交差する方向に延びる凹条４４と凸条４５とが長手方向に沿って繰り返す凹凸形状部６０を有する。熱交換素子において隣接する第一リボンと第二リボンとの間には、各凹条と第二リボンとによって複数のセル１１が形成されている。
熱交換素子は、凹条の延在方向に沿ったセルの延長上に第一リボン又は第二リボンから形成されたフィルタ部７０を備えることを特徴とする。
本態様は、第一形態を有する第一リボン２０の一面と、該第一形態とは異なる第二形態を有する第二リボン３０の一面とが重ね合わされた状態で、該各リボンの長手方向が周方向に延びるように渦巻き状に巻き回された概略平盤状又は概略柱状の熱交換素子１～３である。
第一リボンと第二リボンの少なくとも一方は、金属線材Ｗを編み上げたニットリボン４１から構成されている。少なくとも第一リボンは、長手方向と交差する方向に延びる凹条４４と凸条４５とが長手方向に沿って繰り返す凹凸形状部６０を有する。熱交換素子において隣接する第一リボンと第二リボンとの間には、各凹条と第二リボンとによって複数のセル１１が形成されている。
熱交換素子は、凹条の延在方向に沿ったセルの延長上に第一リボン又は第二リボンから形成されたフィルタ部７０を備えることを特徴とする。
【0085】
フィルタ部を備えるリボンは、ニットリボンから作製されてもよいし、平板・帯状の金属製リボンから作製されてもよい。また、凹凸形状部とフィルタ部とは、同一のリボンに属してもよいし、異なるリボンに属してもよい。
フィルタ部は、種々の形状を備えることができる。例えば、フィルタ部は、凹凸形状部の各凹条が形成する各流路を個別に遮るように、凹凸形状部と同一のピッチ（周期）でリボンの各面から交互に立ち上がる壁部７５を備えるようにしてもよい（図９、図１０）。また、フィルタ部は、凹凸形状部の複数の凹条に跨がって、複数の流路を一括して遮るように構成されてもよい（図１２）。フィルタ部（壁部）の延在方向は、凹凸形状部の凹条に対して直交してもよいし、傾斜してもよい。
フィルタ部は、種々の形状を備えることができる。例えば、フィルタ部は、凹凸形状部の各凹条が形成する各流路を個別に遮るように、凹凸形状部と同一のピッチ（周期）でリボンの各面から交互に立ち上がる壁部７５を備えるようにしてもよい（図９、図１０）。また、フィルタ部は、凹凸形状部の複数の凹条に跨がって、複数の流路を一括して遮るように構成されてもよい（図１２）。フィルタ部（壁部）の延在方向は、凹凸形状部の凹条に対して直交してもよいし、傾斜してもよい。
【0086】
従来の熱交換素子は、通過する流体の熱交換機能を備えているが、十分なろ過機能を備えていなかった。セルの横断面形状（セルの延在方向と直交する方向における断面の形状）よりも小さい異物を流体中から除去する方法としては、例えば、熱交換素子に隣接してフィルタを配置することや、各セル内にフィルタを挿入することが考えられる。しかし、前者は熱交換素子とフィルタとを含む熱交換器全体を大型化し、後者は製造工程の複雑化を招きかねない。
本実施形態によれば、熱交換素子がフィルタ機能を備えるので、熱交換素子を通過する流体の熱交換をすると同時に異物除去が可能となる。フィルタ部がリボン自体に形成されるので、熱交換素子は、熱交換機能とフィルタ機能の双方を備えても大型化せず、製造も容易である。
本実施形態によれば、熱交換素子がフィルタ機能を備えるので、熱交換素子を通過する流体の熱交換をすると同時に異物除去が可能となる。フィルタ部がリボン自体に形成されるので、熱交換素子は、熱交換機能とフィルタ機能の双方を備えても大型化せず、製造も容易である。
【0087】
＜第十三の実施態様＞
本態様に係る熱交換素子１、３において、第一リボン２０はニットリボン（波ニットリボン４３Ｂ、４３Ｃ）であり、フィルタ部７０は第一リボンから形成されることを特徴とする。
本態様において凹凸形状部６０とフィルタ部は同一のニットリボンに属する。フィルタ部がニットリボンに作成されるため、フィルタ部には必要なろ過機能を有する目開きを容易に確保できる。また、ニットリボンは変形させやすいため、凹凸形状部とフィルタ部の双方を容易に作成できる。
本態様に係る熱交換素子１、３において、第一リボン２０はニットリボン（波ニットリボン４３Ｂ、４３Ｃ）であり、フィルタ部７０は第一リボンから形成されることを特徴とする。
本態様において凹凸形状部６０とフィルタ部は同一のニットリボンに属する。フィルタ部がニットリボンに作成されるため、フィルタ部には必要なろ過機能を有する目開きを容易に確保できる。また、ニットリボンは変形させやすいため、凹凸形状部とフィルタ部の双方を容易に作成できる。
【0088】
＜第十四の実施態様＞
本態様に係る熱交換素子１、３において、フィルタ部７０は、流体を第一リボン２０の一面側から他面側に通過させる箇所を有するように構成されていることを特徴とする。
本態様において第一リボンは凹凸形状部６０とフィルタ部とを備える。フィルタ部は、流体をリボンの肉厚ｔ方向（図１０等）に通過させる。第一リボンを波ニットリボン４３Ｂ、４３Ｃとすることで、流体のろ過にニットの網目を利用できる。
本態様に係る熱交換素子１、３において、フィルタ部７０は、流体を第一リボン２０の一面側から他面側に通過させる箇所を有するように構成されていることを特徴とする。
本態様において第一リボンは凹凸形状部６０とフィルタ部とを備える。フィルタ部は、流体をリボンの肉厚ｔ方向（図１０等）に通過させる。第一リボンを波ニットリボン４３Ｂ、４３Ｃとすることで、流体のろ過にニットの網目を利用できる。
【0089】
＜第十五の実施態様＞
本態様に係る熱交換素子１、３において、フィルタ部７０は、各凹条４４の延在方向の一端部において、第一リボンを各凹条の凹陥方向とは逆向きに突出させた形状を備えることを特徴とする。
フィルタ部は、各凹条の延長上において凹条の凹陥方向とは反対方向に立ち上がった壁部７５を備える。壁部は凹凸形状部と同一ピッチで、第一リボンの一面側と他面側から交互に立ち上がる形状とすることができる。第一リボンは、その一面側と他面側に配置された各凹条に一対一で対応する壁部を備える。このようにすれば、凹条（セル１１）を流れる流体を確実にろ過できる。
また、第一リボンを波ニットリボンとすれば、凹凸形状部とフィルタ部とが反対方向に交互に立ち上がるような形状であっても容易に作成できる。
本態様に係る熱交換素子１、３において、フィルタ部７０は、各凹条４４の延在方向の一端部において、第一リボンを各凹条の凹陥方向とは逆向きに突出させた形状を備えることを特徴とする。
フィルタ部は、各凹条の延長上において凹条の凹陥方向とは反対方向に立ち上がった壁部７５を備える。壁部は凹凸形状部と同一ピッチで、第一リボンの一面側と他面側から交互に立ち上がる形状とすることができる。第一リボンは、その一面側と他面側に配置された各凹条に一対一で対応する壁部を備える。このようにすれば、凹条（セル１１）を流れる流体を確実にろ過できる。
また、第一リボンを波ニットリボンとすれば、凹凸形状部とフィルタ部とが反対方向に交互に立ち上がるような形状であっても容易に作成できる。
【0090】
＜第十六の実施態様＞
本態様に係る熱交換素子１、３において、第一リボン２０（波ニットリボン４３Ｂ）は、その短手方向の一部位に配置された第一凹凸形状部６１と、短手方向の他部位に配置された第二凹凸形状部６２と、第一及び第二凹凸形状部に隣接して両凹凸形状部の間に配置されたフィルタ部７０（７１）と、を備える。
第一及び第二凹凸形状部のうち、一方の凹凸形状部の凹条４４は他方の凹凸形状部の凸条４５の延長上に配置されており、フィルタ部は、第一リボンの一面側における凹条の表面と、該凹条の延長上に該凹条と隣接する凸条の前記一面側における表面と、が連続するように接続する壁部７５を備えることを特徴とする。
壁部は例えば傾斜面である。第一リボンの短手方向に隣接する凹条と凸条とが夫々形成する流路はフィルタ部を介して連通する。ここで言う第一リボンの短手方向に隣接する流路とは、第一リボンの一面側に位置する凹条が該一面側に形成する流路と、この凹条の延長上であって、第一リボンの一面側に位置する凸条の反対側にある凹条が第一リボンの他面側に形成する流路である。この構成により、第一リボンの一面側において凹条内を流れる流体は、フィルタ部を通過して第一リボンの他面側に流出し、他面側に位置する凹条内を流れる。
本態様によれば、流体のろ過と熱交換とを効率的に実施できる。
本態様に係る熱交換素子１、３において、第一リボン２０（波ニットリボン４３Ｂ）は、その短手方向の一部位に配置された第一凹凸形状部６１と、短手方向の他部位に配置された第二凹凸形状部６２と、第一及び第二凹凸形状部に隣接して両凹凸形状部の間に配置されたフィルタ部７０（７１）と、を備える。
第一及び第二凹凸形状部のうち、一方の凹凸形状部の凹条４４は他方の凹凸形状部の凸条４５の延長上に配置されており、フィルタ部は、第一リボンの一面側における凹条の表面と、該凹条の延長上に該凹条と隣接する凸条の前記一面側における表面と、が連続するように接続する壁部７５を備えることを特徴とする。
壁部は例えば傾斜面である。第一リボンの短手方向に隣接する凹条と凸条とが夫々形成する流路はフィルタ部を介して連通する。ここで言う第一リボンの短手方向に隣接する流路とは、第一リボンの一面側に位置する凹条が該一面側に形成する流路と、この凹条の延長上であって、第一リボンの一面側に位置する凸条の反対側にある凹条が第一リボンの他面側に形成する流路である。この構成により、第一リボンの一面側において凹条内を流れる流体は、フィルタ部を通過して第一リボンの他面側に流出し、他面側に位置する凹条内を流れる。
本態様によれば、流体のろ過と熱交換とを効率的に実施できる。
【0091】
＜第十七の実施態様＞
熱交換素子１～３においてニットリボン４１を構成する金属線材ＷＡは、第一金属材料からなる芯線Ｗ１の周囲に、第一金属材料よりも融点の低い第二金属材料からなるろう接材Ｗ２が被覆された構成を備えている。
熱交換素子は、溶融固化した第二金属材料によって、金属線材の一部分と熱交換素子中の他の部分とが接合された箇所を有することを特徴とする。
熱交換素子１～３においてニットリボン４１を構成する金属線材ＷＡは、第一金属材料からなる芯線Ｗ１の周囲に、第一金属材料よりも融点の低い第二金属材料からなるろう接材Ｗ２が被覆された構成を備えている。
熱交換素子は、溶融固化した第二金属材料によって、金属線材の一部分と熱交換素子中の他の部分とが接合された箇所を有することを特徴とする。
【0092】
例えば、熱交換素子を渦巻き形状とした場合、リボンの終端部のみを固定したり、外周部に針金等を巻き付けることで、熱交換素子の形状を保持することができる。しかし、熱交換素子中で固定されている箇所が部分的（或いはごくわずか）であると、熱交換素子の取り扱いに慎重さが要求される。
本実施態様によれば、金属線材と接触した箇所を夫々固着・一体化できる。固着・一体化された部分が熱交換素子の全体に分散して存在するので、熱交換素子を全体的に高強度化できる。熱交換素子の形状保持性が向上するため、熱交換素子のハンドリング性が向上する。熱交換素子の取り扱い時に熱交換素子が破損する等の不具合を防止できる。
本実施態様によれば、金属線材と接触した箇所を夫々固着・一体化できる。固着・一体化された部分が熱交換素子の全体に分散して存在するので、熱交換素子を全体的に高強度化できる。熱交換素子の形状保持性が向上するため、熱交換素子のハンドリング性が向上する。熱交換素子の取り扱い時に熱交換素子が破損する等の不具合を防止できる。
【0093】
＜第十八の実施態様＞
本態様は、金属製リボンを所定形状に塑性変形させる成形ローラ対（ギヤローラ１０１Ｂ、１０１Ｂ）を備えたリボン成形装置１００Ｂである。
成形ローラ対は、軸方向に所定の間隔（スペーサ１２０）を空けて隣接して配置された第一成形部及び第二成形部１１１、１１２を備える。
第一及び第二成形部は周方向に同一数量のギヤ歯１０２を備えた平歯車又ははすば歯車であり、第一及び第二成形部の各ギヤ歯は互いに周方向にずれていることを特徴とする。
塑性変形対象となる金属製リボンとしては、好適には金属線材を編み上げたニットリボン４１（図２（ｂ））を挙げられるが、平板リボン５２（図５）でもよい。
第一及び第二成形部のギヤ歯のずれは１／２ピッチが最良であるが、必ずしもこれに限られない。
本態様によれば、フィルタ部７０を備えるリボンを容易に作製できる。
本態様は、金属製リボンを所定形状に塑性変形させる成形ローラ対（ギヤローラ１０１Ｂ、１０１Ｂ）を備えたリボン成形装置１００Ｂである。
成形ローラ対は、軸方向に所定の間隔（スペーサ１２０）を空けて隣接して配置された第一成形部及び第二成形部１１１、１１２を備える。
第一及び第二成形部は周方向に同一数量のギヤ歯１０２を備えた平歯車又ははすば歯車であり、第一及び第二成形部の各ギヤ歯は互いに周方向にずれていることを特徴とする。
塑性変形対象となる金属製リボンとしては、好適には金属線材を編み上げたニットリボン４１（図２（ｂ））を挙げられるが、平板リボン５２（図５）でもよい。
第一及び第二成形部のギヤ歯のずれは１／２ピッチが最良であるが、必ずしもこれに限られない。
本態様によれば、フィルタ部７０を備えるリボンを容易に作製できる。
【0094】
＜第十九の実施態様＞
本態様に係るリボン成形装置１００Ｂは、第一及び第二成形部１１１、１１２の各ギヤ歯１０２の回転軸Ａｘ２方向の端部のうち、他の成形部と隣接する側の角部が面取りされた面取部１０３を備えることを特徴とする。
ギヤ歯の一部が面取りされていることにより、リボンに形成するフィルタ部の目開きを適宜に調整できる。
本態様に係るリボン成形装置１００Ｂは、第一及び第二成形部１１１、１１２の各ギヤ歯１０２の回転軸Ａｘ２方向の端部のうち、他の成形部と隣接する側の角部が面取りされた面取部１０３を備えることを特徴とする。
ギヤ歯の一部が面取りされていることにより、リボンに形成するフィルタ部の目開きを適宜に調整できる。
【符号の説明】
【0095】
１、２、３…熱交換素子、１１…セル、１３…軸心部、１４…中間部、１５…外周部、１６…終端部、１７…針金、２０…第一リボン（第一部材）、２１、２１ａ、２１ｂ…凹条、２２、２２ａ、２２ｂ…凸条、３０…第二リボン（第二部材）、３１、３１ａ、３１ｂ…凹条、３２、３２ａ、３２ｂ…凸条、４０…筒状ニット、４１…ニットリボン、４２…平ニットリボン、４３…波ニットリボン、４４…凹条、４５…凸条、５１…波板リボン、５２…平板リボン、６０～６３…凹凸形状部、７０～７２…フィルタ部、７５…壁部、７６…谷部、７７…山部、Ａｘ…軸線、Ａｘ２…（ギヤローラの）回転軸、Ｌ１…（長手方向の）基準線、Ｌ２…（短手方向の）基準線、Ｗ…金属線材、ＷＡ…金属線材（単線）、ＷＢ…金属線材（複線）、Ｗ１…芯線、Ｗ２…ろう接材、１００…成形装置、１０１…ギヤローラ、１０２…ギヤ歯、１０３…面取部、１１１～１１３…成形部、１１６…環状突起、１１７…環状段部、１２０…スペーサ
【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】
【図14】
