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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】P2024093053
(43)【公開日】2024-07-09
(54)【発明の名称】熱交換器
(51)【国際特許分類】
F28D 7/00 20060101AFI20240702BHJP
F28F 1/40 20060101ALI20240702BHJP
【ＦＩ】
F28D7/00 Z
F28F1/40 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022209171
(22)【出願日】2022-12-27
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】中拂 博之
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 恵一
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 雄太
(72)【発明者】
【氏名】三谷 優人
(72)【発明者】
【氏名】森本 幸宏
(72)【発明者】
【氏名】亀井 陸史
(72)【発明者】
【氏名】上藤 陽一
(72)【発明者】
【氏名】江口 駿作
(72)【発明者】
【氏名】畑中 雅哉
(72)【発明者】
【氏名】行本 敦弘
(72)【発明者】
【氏名】小川 尚樹
(72)【発明者】
【氏名】鶴岡 誠司
(72)【発明者】
【氏名】東 正之介
(72)【発明者】
【氏名】谷本 浩一
【テーマコード（参考）】
3L103
【Ｆターム（参考）】
3L103AA05
(57)【要約】
【課題】熱交換器が搭載されるシステムに対して機器を設置するスペースを小さくすることができる。
【解決手段】第１流体と第２流体との間で熱交換を行う熱交換器は、軸方向に沿って延在する筒形状のコアを備え、コアは、軸方向に沿って延在する内部空間を画定する内周壁と、内周壁の外周側に配置される外周壁と、を含み、内周壁と外周壁との間には、軸方向に沿って延在するとともに第１流体が流通可能な少なくとも１つの周方向第１流路と、軸方向に沿って延在するとともに第２流体が流通可能な少なくとも１つの周方向第２流路とが、コアの周方向において互いに隣接するように配置されている。
【選択図】図３
【解決手段】第１流体と第２流体との間で熱交換を行う熱交換器は、軸方向に沿って延在する筒形状のコアを備え、コアは、軸方向に沿って延在する内部空間を画定する内周壁と、内周壁の外周側に配置される外周壁と、を含み、内周壁と外周壁との間には、軸方向に沿って延在するとともに第１流体が流通可能な少なくとも１つの周方向第１流路と、軸方向に沿って延在するとともに第２流体が流通可能な少なくとも１つの周方向第２流路とが、コアの周方向において互いに隣接するように配置されている。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１流体と第２流体との間で熱交換を行う熱交換器であって、
軸方向に沿って延在する筒形状のコアを備え、
前記コアは、
前記軸方向に沿って延在する内部空間を画定する内周壁と、
前記内周壁の外周側に配置される外周壁と、を含み、
前記内周壁と前記外周壁との間には、前記軸方向に沿って延在するとともに前記第１流体が流通可能な少なくとも１つの周方向第１流路と、前記軸方向に沿って延在するとともに前記第２流体が流通可能な少なくとも１つの周方向第２流路とが、前記コアの周方向において互いに隣接するように配置されている、
熱交換器。
軸方向に沿って延在する筒形状のコアを備え、
前記コアは、
前記軸方向に沿って延在する内部空間を画定する内周壁と、
前記内周壁の外周側に配置される外周壁と、を含み、
前記内周壁と前記外周壁との間には、前記軸方向に沿って延在するとともに前記第１流体が流通可能な少なくとも１つの周方向第１流路と、前記軸方向に沿って延在するとともに前記第２流体が流通可能な少なくとも１つの周方向第２流路とが、前記コアの周方向において互いに隣接するように配置されている、
熱交換器。
【請求項2】
前記少なくとも１つの周方向第１流路は、前記周方向に沿って並ぶ複数の周方向第１流路を含み、
前記少なくとも１つの周方向第２流路は、前記周方向に沿って並ぶ複数の周方向第２流路を含み、
前記複数の周方向第１流路のそれぞれと前記複数の周方向第２流路のそれぞれとは、前記周方向において交互に配置されている、
請求項１に記載の熱交換器。
前記少なくとも１つの周方向第２流路は、前記周方向に沿って並ぶ複数の周方向第２流路を含み、
前記複数の周方向第１流路のそれぞれと前記複数の周方向第２流路のそれぞれとは、前記周方向において交互に配置されている、
請求項１に記載の熱交換器。
【請求項3】
前記少なくとも１つの周方向第１流路は、前記コアの径方向に沿って並ぶ複数の径方向第１流路を含み、
前記少なくとも１つの周方向第２流路は、前記径方向に沿って並ぶ複数の径方向第２流路を含み、
前記複数の径方向第１流路のそれぞれと前記複数の径方向第２流路のそれぞれとが、前記周方向において互いに隣接するように配置されている、
請求項１又は２に記載の熱交換器。
前記少なくとも１つの周方向第２流路は、前記径方向に沿って並ぶ複数の径方向第２流路を含み、
前記複数の径方向第１流路のそれぞれと前記複数の径方向第２流路のそれぞれとが、前記周方向において互いに隣接するように配置されている、
請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項4】
前記少なくとも１つの周方向第１流路及び前記少なくとも１つの周方向第２流路のそれぞれは、前記内周壁と前記外周壁との間を前記軸方向に沿って直線状に延び、
前記少なくとも１つの周方向第１流路の入口は、前記軸方向の一方側において前記コアの径方向に開口し、
前記少なくとも１つの周方向第１流路の出口は、前記軸方向の他方側において前記軸方向に開口し、
前記少なくとも１つの周方向第２流路の入口は、前記軸方向の他方側において前記径方向に開口し、
前記少なくとも１つの周方向第２流路の出口は、前記軸方向の一方側において前記軸方向に開口している、
請求項１又は２に記載の熱交換器。
前記少なくとも１つの周方向第１流路の入口は、前記軸方向の一方側において前記コアの径方向に開口し、
前記少なくとも１つの周方向第１流路の出口は、前記軸方向の他方側において前記軸方向に開口し、
前記少なくとも１つの周方向第２流路の入口は、前記軸方向の他方側において前記径方向に開口し、
前記少なくとも１つの周方向第２流路の出口は、前記軸方向の一方側において前記軸方向に開口している、
請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項5】
前記コアの前記内部空間は、前記第２流体と熱交換された前記第１流体である熱交換済第１流体が流入するように構成されている、
請求項１又は２に記載の熱交換器。
請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項6】
両側が開口している格納空間が内部に形成される格納管をさらに備え、
前記格納管は、
前記コアの前記内部空間に挿入され、前記格納空間の一方側の一方側開口を含む挿入部と、
前記挿入部の前記軸方向の他方側の他端部から前記コアの径方向の外側に延び、前記格納空間の他方側の他方側開口を含むフランジ部と、を含む、
請求項１又は２に記載の熱交換器。
前記格納管は、
前記コアの前記内部空間に挿入され、前記格納空間の一方側の一方側開口を含む挿入部と、
前記挿入部の前記軸方向の他方側の他端部から前記コアの径方向の外側に延び、前記格納空間の他方側の他方側開口を含むフランジ部と、を含む、
請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項7】
前記コアは、前記コアの前記内部空間を前記軸方向の一方側から覆い、前記格納管の前記挿入部よりも前記軸方向の一方側に位置する一方側壁をさらに含み、
前記内周壁と前記挿入部との間には、前記軸方向に沿って前記フランジ部まで延在し、前記少なくとも１つの周方向第２流路の入口と連通する第２流体流入路が形成されている、
請求項６に記載の熱交換器。
前記内周壁と前記挿入部との間には、前記軸方向に沿って前記フランジ部まで延在し、前記少なくとも１つの周方向第２流路の入口と連通する第２流体流入路が形成されている、
請求項６に記載の熱交換器。
【請求項8】
前記内周壁の前記内部空間側の表面、及び前記一方側壁の前記内部空間側の表面に設けられる断熱材をさらに備える、
請求項７に記載の熱交換器。
請求項７に記載の熱交換器。
【請求項9】
前記フランジ部を前記内周壁に支持させる第１支持部材をさらに備える、
請求項６に記載の熱交換器。
請求項６に記載の熱交換器。
【請求項10】
前記挿入部の前記軸方向の一方側の一端部を前記一方側壁に支持させる第２支持部材をさらに備える、
請求項９に記載の熱交換器。
請求項９に記載の熱交換器。
【請求項11】
前記コアの前記内部空間は前記軸方向の前記少なくとも１つの周方向第１流路の出口側に開口しており、
前記内部空間の開口を覆う閉塞壁を含み、前記コアの前記軸方向の他方側の他端部に接続される蓋をさらに備え、
前記閉塞壁と前記コアとの間には、前記少なくとも１つの周方向第１流路の出口、及び前記格納空間の前記他方側開口のそれぞれと連通する第１流体流出路が形成されている、
請求項６に記載の熱交換器。
前記内部空間の開口を覆う閉塞壁を含み、前記コアの前記軸方向の他方側の他端部に接続される蓋をさらに備え、
前記閉塞壁と前記コアとの間には、前記少なくとも１つの周方向第１流路の出口、及び前記格納空間の前記他方側開口のそれぞれと連通する第１流体流出路が形成されている、
請求項６に記載の熱交換器。
【請求項12】
前記第１流体流出路に配置され、前記少なくとも１つの周方向第１流路から流出された前記第１流体の温度を調温する調温装置をさらに備える、
請求項１１に記載の熱交換器。
請求項１１に記載の熱交換器。
【請求項13】
前記調温装置は、前記コア又は前記蓋に脱着可能に取り付けられる、
請求項１２に記載の熱交換器。
請求項１２に記載の熱交換器。
【請求項14】
前記コアは、前記コアの前記他端部から前記径方向の外側に延びるコアフランジ部を含み、
前記蓋は、前記蓋の前記軸方向の一方側の一端部から前記径方向の外側に延びる蓋フランジ部を含み、
前記コアフランジ部と前記蓋フランジ部とを締結するボルトと、をさらに備える、
請求項１１に記載の熱交換器。
前記蓋は、前記蓋の前記軸方向の一方側の一端部から前記径方向の外側に延びる蓋フランジ部を含み、
前記コアフランジ部と前記蓋フランジ部とを締結するボルトと、をさらに備える、
請求項１１に記載の熱交換器。
【請求項15】
前記コアの前記軸方向の一方側の一端部に接続されるヘッダをさらに備え、
前記ヘッダは、前記一方側壁との間に前記少なくとも１つの周方向第１流路の入口と連通する第１流体流入路を形成する第１壁を含む、
請求項７に記載の熱交換器。
前記ヘッダは、前記一方側壁との間に前記少なくとも１つの周方向第１流路の入口と連通する第１流体流入路を形成する第１壁を含む、
請求項７に記載の熱交換器。
【請求項16】
前記ヘッダは、前記コアとの間に前記少なくとも１つの周方向第２流路の出口と連通する第２流体流出路を形成する第２壁を含む、
請求項１５に記載の熱交換器。
請求項１５に記載の熱交換器。
【請求項17】
前記コアは、前記内周壁と前記外周壁との間を前記周方向第１流路と前記周方向第２流路とに仕切る伝熱壁を含んでおり、
前記伝熱壁は、前記周方向第１流路の内部、又は前記周方向第２流路の内部に向かって突出する突起を有する、
請求項１又は２に記載の熱交換器。
前記伝熱壁は、前記周方向第１流路の内部、又は前記周方向第２流路の内部に向かって突出する突起を有する、
請求項１又は２に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、熱交換器に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、第１流体と第２流体とを熱交換させる熱交換器は、軸方向に沿って延在し第１流体が流通する第１流路、及び軸方向に沿って延在し第２流体が流通する第２流路が形成されている熱交換コアを備えることが開示されている。
【0003】
特許文献２には、第１流体が流通し熱回収部材が配置される第１流路を形成する内筒と、第１流路よりも内筒の径方向外側を第２流体が流通する第２流路を形成する外筒と、を備えることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２０２１／１７２３２０号
【特許文献2】特開２０２１－１１３６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
熱交換器は、宇宙船や航空機など機器を設置するスペースが限られているシステムに搭載されることがある。このため、熱交換器は、熱交換器と熱交換器以外の他の機器とを足し合わせた機器容積が小さくなるように構成されることが望ましい。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、熱交換器が独立して設けられているので、機器容積を小さくするように構成されていない。さらに、熱交換器で熱交換された流体を供給対象に供給するために配管の設置が必要となり、機器容積を大きくする虞がある。特許文献２に記載の技術では、熱交換が行われる流路内に他の機器（熱回収部材）が配置されているので、少なくとも熱回収部材の配置が可能な程度に流路の径を確保する必要があり、熱交換器の容積が大きくなる虞がある。また、流路の径が大きくなると、伝熱面積が小さくなり、熱交換効率が低下する虞がある。
【0006】
本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、熱交換器が搭載されるシステムに対して機器を設置するスペースを小さく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】
上記目的を達成するため、本開示に係る熱交換器は、第１流体と第２流体との間で熱交換を行う熱交換器であって、軸方向に沿って延在する筒形状のコアを備え、前記コアは、前記軸方向に沿って延在する内部空間を画定する内周壁と、前記内周壁の外周側に配置される外周壁と、を含み、前記内周壁と前記外周壁との間には、前記軸方向に沿って延在するとともに前記第１流体が流通可能な少なくとも１つの周方向第１流路と、前記軸方向に沿って延在するとともに前記第２流体が流通可能な少なくとも１つの周方向第２流路とが、前記コアの周方向において互いに隣接するように配置されている。
【発明の効果】
【0008】
本開示の熱交換器によれば、熱交換器が搭載されるシステムに対して機器を設置するスペースを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１実施形態に係る熱交換器の構成を概略的に示す斜視図である。
【図2】第１実施形態に係るコアの構成を説明するための図である。
【図3】第１実施形態に係るコアの構成を説明するための図である。
【図4A】第１実施形態に係る周方向第１流路の構成を概略的に示す図である。
【図4B】第１実施形態に係る周方向第２流路の構成を概略的に示す図である。
【図5】第２実施形態に係るコアの構成を説明するための図である。
【図6A】第２実施形態に係る周方向第１流路の構成を概略的に示す図である。
【図6B】第２実施形態に係る周方向第２流路の構成を概略的に示す図である。
【図7】第３実施形態に係る熱交換器の構成を概略的に示す斜視図である。
【図8】第３実施形態に係る熱交換器の構成を説明するための図である。
【図9】幾つかの実施形態に係る熱交換器の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本開示の実施の形態による熱交換器について、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【0011】
＜第１実施形態＞
（構成）
本開示に係る熱交換器１は、第１流体Ｘ１と第２流体Ｘ２との間で熱交換を行う。第１流体Ｘ１及び第２流体Ｘ２のそれぞれは、液体であってもよいし気体であってもよいが、通常は両者の温度は異なっている。本開示では、第１流体Ｘ１が第２流体Ｘ２よりも低温である場合を例にして説明する。
（構成）
本開示に係る熱交換器１は、第１流体Ｘ１と第２流体Ｘ２との間で熱交換を行う。第１流体Ｘ１及び第２流体Ｘ２のそれぞれは、液体であってもよいし気体であってもよいが、通常は両者の温度は異なっている。本開示では、第１流体Ｘ１が第２流体Ｘ２よりも低温である場合を例にして説明する。
【0012】
図１は、第１実施形態に係る熱交換器１Ａ（１）の構成を概略的に示す斜視図である。図１に示すように、熱交換器１Ａは、軸方向Ｄ１に沿って延在する筒形状のコア２を含む。図１に例示する形態では、コア２は円筒形状を有しており、コア２の内部空間３は軸方向Ｄ１の両側に開口している。幾つかの実施形態では、コア２の内部空間３は軸方向Ｄ１の一方側のみに開口している。
【0013】
図２は、第１実施形態に係るコア２の構成を説明するための図であって、コア２をコア２の径方向Ｄ２から視ている。図３は、第１実施形態に係るコア２の構成を説明するための図であって、コア２を軸方向Ｄ１から視ている。本開示において、径方向Ｄ２は、軸方向Ｄ１と直交する方向であって、コア２の軸線Ｏを始点としている。
【0014】
図２に示すように、コア２は、軸方向Ｄ１に沿って延在する内部空間３を画定する内周壁４と、この内周壁４の外周側に配置される外周壁６と、を含む。第１実施形態では、内周壁４及び外周壁６の両方が円筒形状を有しており、外周壁６は内周壁４よりも大径である。外周壁６は、内周壁４を径方向Ｄ２の外側から覆っている。外周壁６と内周壁４との間には、後述する周方向第１流路８及び周方向第２流路１０を含む隙間５が形成されている。
【0015】
図３に示すように、内周壁４と外周壁６との間（隙間５）には、第１流体Ｘ１が流通可能な周方向第１流路８と、第２流体Ｘ２が流通可能な周方向第２流路１０とが、コア２の周方向Ｄ３において互いに隣接するように配置されている。第１実施形態では、周方向第１流路８及び周方向第２流路１０のそれぞれは、隙間５を軸方向Ｄ１に沿って直線状に延びている（図４Ａ及び図４Ｂ参照）。尚、本開示は、周方向第１流路８及び周方向第２流路１０のそれぞれが軸方向Ｄ１に沿って任意の形状に延びていればよく、直線状に延びることに限定するものではない。
【0016】
第１実施形態では、図３に例示するように、コア２は、隙間５を周方向第１流路８と周方向第２流路１０とに仕切る伝熱壁１２を含んでいる。周方向Ｄ３において、伝熱壁１２は、周方向第１流路８と周方向第２流路１０との間に位置している。周方向Ｄ３において、周方向第１流路８は、伝熱壁１２を挟んで周方向第２流路１０とは反対側に位置している。径方向Ｄ２において、周方向第１流路８と周方向第２流路１０は、互いに少なくとも一部が重なり合っている。径方向Ｄ２において、周方向第１流路８と周方向第２流路１０は、互いに同じ位置である。軸線Ｏから周方向第１流路８までの距離と軸線Ｏから周方向第２流路１０までの距離は同一、又はほぼ同一である。
【0017】
図３に例示する形態では、コア２は複数の伝熱壁１２を含んでおり、隙間５は周方向Ｄ３に沿って並ぶ複数の周方向第１流路８と周方向Ｄ３に沿って並ぶ複数の周方向第２流路１０とを含んでいる。そして、複数の周方向第１流路８のそれぞれと複数の周方向第２流路１０のそれぞれとは、周方向Ｄ３の全体に亘って交互に配置されている。
【0018】
図３に例示する形態では、伝熱壁１２は、周方向第１流路８の内部、又は周方向第２流路１０の内部の何れか一方に向かって突出する突起１３を有している。不図示であるが、幾つかの実施では、伝熱壁１２は、周方向第１流路８の内部に向かって突出する第１の突起、及び、周方向第２流路１０の内部に向かって突出する第２の突起を有する。
【0019】
図４Ａは、第１実施形態に係る周方向第１流路８の構成を概略的に示す図である。第１実施形態では、図４Ａに例示するように、周方向第１流路８の入口１４は、軸方向Ｄ１の一方側において径方向Ｄ２の内側に開口している。そして、周方向第１流路８の出口１６は、軸方向Ｄ１の他方側において軸方向Ｄ１の他方に向かって開口している。周方向第１流路８は、軸方向Ｄ１に平行となるように直線状に延びている。
【0020】
図４Ｂは、第１実施形態に係る周方向第２流路１０の構成を概略的に示す図である。第１実施形態では、図４Ｂに例示するように、周方向第２流路１０の入口１８は、軸方向Ｄ１の他方側において径方向Ｄ２の内側に開口している。そして、周方向第２流路１０の出口２０は、軸方向Ｄ１の一方側において軸方向Ｄ１の一方に向かって開口している。周方向第２流路１０は、軸方向Ｄ１に平行となるように直線状に延びている。
【0021】
尚、本開示は、図４Ａ及び図４Ｂに例示する形態に限定されない、幾つかの実施形態では、周方向第１流路８の入口１４は、径方向Ｄ２の外側に開口している。幾つかの実施形態では、周方向第２流路１０の入口１８は、径方向Ｄ２の外側に開口している。幾つかの実施形態では、周方向第１流路８の入口１４及び周方向第２流路１０の入口１８の両方が軸方向Ｄ１の一方側に位置し、周方向第１流路８の出口１６及び周方向第２流路１０の出口２０の両方が軸方向Ｄ１の他方側に位置する。つまり、第１流体Ｘ１と第２流体Ｘ２のそれぞれが、軸方向Ｄ１の一方側から他方側に向かって流通するようになっている。
【0022】
第１実施形態では、コア２は、不図示の３Ｄプリンタによって粉末状の材料である粉体が積層造形された造形物である。３Ｄプリンタは、例えば３ＤＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ－ａｉｄｅ ｄｅｓｉｇｎ）データ又は３ＤＣＧ（Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｇｒａｐｈｉｃｓ）データに基づき３次元のオブジェクト（コア２）を造形する三次元積層造形装置である。この３Ｄプリンタは、例えば、粉体をレーザで局所的に溶融させた後、焼き固めて積層造形させるように構成されており、粉体を貯蔵する材料バケットと、造形物を形成するための造形ステージと、余剰の粉体を貯留するための余剰分バケットと、を備えている。
【0023】
（作用・効果）
第１実施形態に係る熱交換器１Ａの作用・効果について説明する。第１実施形態によれば、周方向Ｄ３において、周方向第１流路８及び周方向第２流路１０は、伝熱壁１２を挟んで、互いに隣接している。このため、周方向第１流路８を流通する第１流体Ｘ１と周方向第２流路１０を流通する第２流体Ｘ２との間で熱交換を行わせることができる。そして、内周壁４によって画定されている内部空間３に熱交換器１Ａ以外の機器を格納することができる。このため、熱交換器１Ａが搭載されるシステム（宇宙船や航空機など）に対して機器を設置するスペース（熱交換器１Ａとこの熱交換器１Ａ以外の他の機器とを足し合わせた機器容積）を小さくすることができる。
第１実施形態に係る熱交換器１Ａの作用・効果について説明する。第１実施形態によれば、周方向Ｄ３において、周方向第１流路８及び周方向第２流路１０は、伝熱壁１２を挟んで、互いに隣接している。このため、周方向第１流路８を流通する第１流体Ｘ１と周方向第２流路１０を流通する第２流体Ｘ２との間で熱交換を行わせることができる。そして、内周壁４によって画定されている内部空間３に熱交換器１Ａ以外の機器を格納することができる。このため、熱交換器１Ａが搭載されるシステム（宇宙船や航空機など）に対して機器を設置するスペース（熱交換器１Ａとこの熱交換器１Ａ以外の他の機器とを足し合わせた機器容積）を小さくすることができる。
【0024】
第１実施形態によれば、周方向第１流路８の周方向Ｄ３の両側に周方向第２流路１０が配置され、周方向第２流路１０の周方向Ｄ３の両側に周方向第１流路８が配置されている。このため、熱交換器１Ａの熱交換効率を高めることができる。
【0025】
第１実施形態によれば、周方向第１流路８の出口１６を介して周方向第１流路８内を確認することができるので、周方向第１流路８のメンテナンスを容易化することができる。同様に、周方向第２流路１０の出口２０を介して周方向第２流路１０内を確認することができるので、周方向第２流路１０のメンテナンスを容易化することができる。特に、コア２が３Ｄプリンタによって積層造形された造形物である場合、周方向第１流路８内や周方向第２流路１０内には粉体が残る可能性があるが、これらの流路内の清掃を容易化することができる。
【0026】
第１実施形態によれば、伝熱壁１２が突起１３を有するので、伝熱壁１２が周方向第１流路８に面する伝熱面積、又は伝熱壁１２が周方向第２流路１０に面する伝熱面積の何れか一方を増大させる。このため、第１流体Ｘ１と第２流体Ｘ２との間の伝熱量（熱交換量）を増大させ、熱交換効率を高めることができる。
【0027】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る熱交換器１Ａについて説明する。第２実施形態では、周方向第１流路８が径方向第１流路２２を含み、且つ周方向第２流路１０が径方向第２流路２４を含んでいる点で第１実施形態と異なる。第２実施形態において、第１実施形態の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第２実施形態に係る熱交換器１Ａについて説明する。第２実施形態では、周方向第１流路８が径方向第１流路２２を含み、且つ周方向第２流路１０が径方向第２流路２４を含んでいる点で第１実施形態と異なる。第２実施形態において、第１実施形態の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0028】
（構成）
図５は、第２実施形態に係るコア２の構成を説明するための図であって、コア２の一部を軸方向Ｄ１から拡大して視ている。第２実施形態では、図５に例示するように、周方向第１流路８は、径方向Ｄ２に沿って並ぶ複数の径方向第１流路２２を含む。周方向第２流路１０は、径方向Ｄ２に沿って並ぶ複数の径方向第２流路２４を含む。
図５は、第２実施形態に係るコア２の構成を説明するための図であって、コア２の一部を軸方向Ｄ１から拡大して視ている。第２実施形態では、図５に例示するように、周方向第１流路８は、径方向Ｄ２に沿って並ぶ複数の径方向第１流路２２を含む。周方向第２流路１０は、径方向Ｄ２に沿って並ぶ複数の径方向第２流路２４を含む。
【0029】
複数の径方向第１流路２２のそれぞれは、周方向Ｄ３において、互いに少なくとも一部が重なり合っている。コア２は、径方向Ｄ２において互いに隣り合う径方向第１流路２２、２２の間に設けられる第１の径方向仕切壁２３を含んでいる。第２実施形態では、コア２は３Ｄプリンタによって積層造形された造形物であり、内周壁４、外周壁６、伝熱壁１２及び、第１の径方向仕切壁２３が一体的に構成されている。
【0030】
図５に例示する形態では、複数の径方向第１流路２２は、径方向Ｄ２の内側から外側に向かって順に、第１の径方向第１流路２２Ａ（２２）、第２の径方向第１流路２２Ｂ（２２）、第３の径方向第１流路２２Ｃ（２２）、第４の径方向第１流路２２Ｄ（２２）、及び第５の径方向第１流路２２Ｅ（２２）を含んでいる。第１の径方向第１流路２２Ａは、複数の径方向第１流路２２のうち最も径方向Ｄ２の内側に位置している。第５の径方向第１流路２２Ｅ、複数の径方向第１流路２２のうち最も径方向Ｄ２の外側に位置している。
【0031】
尚、図５に図示されていないが、伝熱壁１２は、第１の径方向第１流路２２Ａの内部、第２の径方向第１流路２２Ｂの内部、第３の径方向第１流路２２Ｃの内部、第４の径方向第１流路２２Ｄの内部、及び第５の径方向第１流路２２Ｅの内部の少なくとも１つに向かって突出する突起１３を有していてもよい。
【0032】
複数の径方向第２流路２４のそれぞれは、周方向Ｄ３において、互いに少なくとも一部が重なり合っている。コア２は、径方向Ｄ２において互いに隣り合う径方向第２流路２４、２４の間に設けられる第２の径方向仕切壁２５を含んでいる。第２の径方向仕切壁２５は、内周壁４、外周壁６、伝熱壁１２、及び第１の径方向仕切壁２３とともに一体的に構成されている。
【0033】
図５に例示する形態では、複数の径方向第２流路２４は、径方向Ｄ２の内側から外側に向かって順に、第１の径方向第２流路２４Ａ（２４）、第２の径方向第２流路２４Ｂ（２４）、第３の径方向第２流路２４Ｃ（２４）、第４の径方向第２流路２４Ｄ（２４）、及び第５の径方向第２流路２４Ｅ（２４）を含む。第１の径方向第２流路２４Ａは、複数の径方向第２流路２４のうち最も径方向Ｄ２の内側に位置している。第５の径方向第２流路２４Ｅ、複数の径方向第２流路２４のうち最も径方向Ｄ２の外側に位置している。
【0034】
尚、図５に図示されていないが、伝熱壁１２は、第１の径方向第２流路２４Ａの内部、第２の径方向第２流路２４Ｂの内部、第３の径方向第２流路２４Ｃの内部、第４の径方向第２流路２４Ｄの内部、及び第５の径方向第２流路２４Ｅの内部の少なくとも１つに向かって突出する突起１３を有していてもよい。
【0035】
第２実施形態では、図５に例示するように、複数の径方向第１流路２２のそれぞれと複数の径方向第２流路２４のそれぞれとが、周方向Ｄ３において互いに隣接するように配置されている。径方向Ｄ２において、複数の径方向第１流路２２のそれぞれと複数の径方向第２流路２４は、互いに同じ位置である。
【0036】
図６Ａは、第２実施形態に係る１つの周方向第１流路８の構成を概略的に示す図である。第２実施形態では、図６Ａに例示するように、内周壁４と外周壁６との間の隙間５は、第１分岐部２６を含む。第１分岐部２６は、周方向第１流路８の入口１４を含むとともに、複数の径方向第１流路２２のそれぞれと連通している。つまり、第１分岐部２６に流入した第１流体Ｘ１は、複数の径方向第１流路２２のそれぞれに分岐して流通する。
【0037】
図６Ｂは、第２実施形態に係る１つの周方向第２流路１０の構成を概略的に示す図である。第２実施形態では、図６Ｂに例示するように、内周壁４と外周壁６と間の隙間５は、第２分岐部２８を含む。第２分岐部２８は、周方向第２流路１０の入口１８を含むとともに、複数の径方向第２流路２４のそれぞれと連通している。つまり、第２分岐部２８に流入した第２流体Ｘ２は、複数の径方向第２流路２４のそれぞれに分岐して流通する。
【0038】
（作用・効果）
第２実施形態に係る熱交換器１Ａの作用・効果について説明する。第２実施形態によれば、複数の径方向第１流路２２と流路断面積が等しい１つの径方向第１流路２２を含む場合と比較して、第１の径方向仕切壁２３が設けられるので、コア２の強度を高めることができる。同様に、複数の径方向第２流路２４と流路断面積が等しい１つの径方向第２流路２４を含む場合と比較して、第２の径方向仕切壁２５が設けられるので、コア２の強度を高めることができる。
第２実施形態に係る熱交換器１Ａの作用・効果について説明する。第２実施形態によれば、複数の径方向第１流路２２と流路断面積が等しい１つの径方向第１流路２２を含む場合と比較して、第１の径方向仕切壁２３が設けられるので、コア２の強度を高めることができる。同様に、複数の径方向第２流路２４と流路断面積が等しい１つの径方向第２流路２４を含む場合と比較して、第２の径方向仕切壁２５が設けられるので、コア２の強度を高めることができる。
【0039】
第２実施形態によれば、コア２の隙間５が第１分岐部２６を含むことで、周方向第１流路８は、周方向第２流路１０に干渉することなく、第１流体Ｘ１を複数の径方向第１流路２２のそれぞれに分岐させることができる。同様に、コア２の隙間５が第２分岐部２８を含むことで、周方向第２流路１０は、周方向第１流路８に干渉することなく、第２流体Ｘ２を複数の径方向第２流路２４のそれぞれに分岐させることができる。
【0040】
コア２が、内部空間３が非形成である中実形状を有している場合、径方向Ｄ２の内側で互いに隣接している周方向第１流路８と周方向第２流路１０との間の距離（伝熱壁１２の周方向Ｄ３の肉厚）と径方向Ｄ２の外側で互いに隣接している周方向第１流路８と周方向第２流路１０との間の距離との差が大きくなる。このため、コア２は、径方向Ｄ２における伝熱量に大きな差が生じ、熱交換器１の性能が低下する虞がある。第２実施形態によれば、コア２は、径方向Ｄ２の内側に内部空間３が形成されている中空形状を有している。このため、径方向Ｄ２の内側で互いに隣接している周方向第１流路８と周方向第２流路１０との間の距離と径方向Ｄ２の外側で互いに隣接している周方向第１流路８と周方向第２流路１０との間の距離との差を小さくすることができる。このため、コア２の径方向Ｄ２における伝熱量の差を抑制し、熱交換器１Ａの性能低下を抑制することができる。
【0041】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る熱交換器１Ｂについて説明する。第３実施形態では、熱交換器１Ｂは、コア２に加え、蓋４０、ヘッダ５０、格納管６０、及び断熱材８０をさらに含む点で第１実施形態及び第２実施形態のそれぞれと異なる。第３実施形態において、第１実施形態の構成要件及び第２実施形態の構成要件のそれぞれと同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第３実施形態に係る熱交換器１Ｂについて説明する。第３実施形態では、熱交換器１Ｂは、コア２に加え、蓋４０、ヘッダ５０、格納管６０、及び断熱材８０をさらに含む点で第１実施形態及び第２実施形態のそれぞれと異なる。第３実施形態において、第１実施形態の構成要件及び第２実施形態の構成要件のそれぞれと同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0042】
（構成）
図７は、第３実施形態に係る熱交換器１Ｂ（１）の構成を概略的に示す斜視図である。図８は、第３実施形態に係る熱交換器１Ｂの構成を説明するための図である。第３実施形態では、図７及び図８に示すように、熱交換器１Ｂは、コア２と、蓋４０と、ヘッダ５０と、を含む。また、図８に示すように、この熱交換器１Ｂは、格納管６０と、断熱材８０と、を含む。
図７は、第３実施形態に係る熱交換器１Ｂ（１）の構成を概略的に示す斜視図である。図８は、第３実施形態に係る熱交換器１Ｂの構成を説明するための図である。第３実施形態では、図７及び図８に示すように、熱交換器１Ｂは、コア２と、蓋４０と、ヘッダ５０と、を含む。また、図８に示すように、この熱交換器１Ｂは、格納管６０と、断熱材８０と、を含む。
【0043】
第３実施形態では、図８に例示するように、コア２は、内部空間３を軸方向Ｄ１の一方側から覆う一方側壁３０をさらに含んでいる。この一方側壁３０は、後述する格納管６０の挿入部６２よりも軸方向Ｄ１の一方側に位置している。一方側壁３０は、内周壁４と一体的に構成されている。一方側壁３０は、内周壁４の軸方向Ｄ１の一方側の一端面４ａよりも軸方向Ｄ１の他方側に位置している。
【0044】
コア２の内部空間３は、軸方向Ｄ１の他方側（周方向第１流路８の出口１６側）に開口している。蓋４０は、内部空間３の開口３１を覆う閉塞壁４２を含む。第３実施形態では、図８に例示するように、閉塞壁４２は、内部空間３の開口３１よりも大径である。さらに、閉塞壁４２は、内部空間３の開口３１よりも軸方向Ｄ１の他方側に位置している。蓋４０は、閉塞壁４２の縁から軸方向Ｄ１の一方側に沿って延びる蓋壁４４をさらに含んでおり、凹形状を有している。この蓋壁４４は、蓋４０の軸方向Ｄ１の一方側の一端部を含んでいる。
【0045】
蓋４０は、コア２の軸方向Ｄ１の他方側の他端部３２に接続される。第３実施形態では、蓋壁４４がコア２の他端部３２に脱着可能に構成されている。図７及び図８に例示するように、コア２は、コア２の他端部３２から径方向Ｄ２の外側に延びるコアフランジ部３３を含んでいる。蓋４０は、蓋壁４４から径方向Ｄ２の外側に延びる蓋フランジ部４６を含んでいる。そして、熱交換器１Ｂは、コアフランジ部３３と蓋フランジ部４６とを締結するボルト８１をさらに含んでいる。
【0046】
ヘッダ５０は、コア２の軸方向Ｄ１の一方側の一端部３４に接続される。第３実施形態では、図８に例示するように、ヘッダ５０は、第１壁５２と、第２壁５４と、ヘッダ壁５６と、を含んでいる。
【0047】
第１壁５２は、コア２の一方側壁３０との間に周方向第１流路８の入口１４と連通する第１流体流入路５１を形成する。第１壁５２は、コア２の一方側壁３０よりも軸方向Ｄ１の一方側に位置している。周方向第１流路８の入口１４は、内周壁４に形成されており、一方側壁３０よりも軸方向Ｄ１の一方側に位置している。図８に例示する形態では、ヘッダ５０は、第１壁５２に接続され、熱交換器１Ｂの外部から供給される第１流体Ｘ１を第１流体流入路５１に流入するための流入管５８を含んでいる。
【0048】
第２壁５４は、コア２との間に周方向第２流路１０の出口２０と連通する第２流体流出路５３を形成する。第２壁５４は、第１壁５２及びコア２の一端部３４のそれぞれよりも軸方向Ｄ１の一方側に位置している。第２壁５４は、第１壁５２よりも大径であり、第１壁５２を軸方向Ｄ１の一方側から覆っている。図８に例示する形態では、ヘッダ５０は、第２壁５４に接続され、第２流体流出路５３から第２流体Ｘ２を熱交換器１Ｂの外部に流出するための流出管５９を含んでいる。
【0049】
ヘッダ壁５６は、第２壁５４の縁から軸方向Ｄ１の他方側に沿って延びており、コア２の一端部３４に脱着可能に構成されている。第３実施形態では、図７及び図８に例示するように、コア２は、コア２の一端部３４から径方向Ｄ２の外側に延びる第２のコアフランジ部３５を含んでいる。ヘッダ５０は、ヘッダ壁５６から径方向Ｄ２の外側に延びるヘッダフランジ部５７を含んでいる。そして、熱交換器１Ｂは、第２のコアフランジ部３５とヘッダフランジ部５７とを締結する第２のボルト８２をさらに含んでいる。
【0050】
図８に例示するように、格納管６０は、内部に格納空間６１が形成されている。この格納空間６１は、軸方向Ｄ１の両側が開口している。第３実施形態では、格納管６０の格納空間６１には、構造物１００が配置されている。構造物１００は、第２流体Ｘ２と熱交換された第１流体Ｘ１を利用するものであれば特に限定されない。第３実施形態では、構造物１００は、第１流体Ｘ１から有毒成分を除去するための触媒１０１（１００）である。幾つかの実施形態では、構造物１００は、燃焼器、電動機などである。
【0051】
格納管６０は、挿入部６２と、フランジ部６３と、を含む。挿入部６２は、筒形状を有しており、コア２の内部空間３に挿入される。挿入部６２は、格納空間６１の軸方向Ｄ１の一方側の一方側開口６４を含む。一方側開口６４は、コア２の一方側壁３０よりも軸方向Ｄ１の他方側に位置しており、コア２の内部空間３に開口している。つまり、コア２の内部空間３は、軸方向Ｄ１における一方側壁３０と挿入部６２との間に位置する折返し部３ａであって、後述する無毒化済第１流体Ｘ１３が流通する折返し部３ａを含んでいる。
【0052】
フランジ部６３は、挿入部６２よりも肉厚の筒形状を有しており、挿入部６２の軸方向Ｄ１の他方側の他端部６６から径方向Ｄ２の外側に延びる。フランジ部６３は、格納空間６１の軸方向Ｄ１の他方側の他方側開口６５を含む。フランジ部６３は、コア２の他端部３２と接続されている。挿入部６２の内面とフランジ部６３の内面とは互いに面一となっている。尚、第３実施形態では、フランジ部６３は、挿入部６２の他端に接続され、挿入部６２よりも軸方向Ｄ１の他方側に位置しているが、本開示はこの形態に限定されない。幾つかの実施形態では、フランジ部６３は、挿入部６２の他端よりも軸方向Ｄ１の一方側に位置している。
【0053】
第３実施形態では、図８に例示するように、蓋４０の閉塞壁４２とコア２との間には、周方向第１流路８の出口１６、及び格納空間６１の他方側開口６５のそれぞれと連通する第１流体流出路７０が形成されている。つまり、周方向第１流路８から流出する第１流体Ｘ１は、第１流体流出路７０を流通して、格納管６０の格納空間６１に流入する。このように、コア２の内部空間３は、格納管６０を介して、第２流体Ｘ２と熱交換された第１流体Ｘ１である熱交換済第１流体Ｘ１１（１）が流入するように構成されている。
【0054】
第３実施形態では、図８に例示するように、熱交換器１Ｂは、第１流体流出路７０に配置される調温装置９０をさらに含む。調温装置９０は、周方向第１流路８から流出する熱交換済第１流体Ｘ１１の温度を調温する。このような調温装置９０は、例えば、熱交換済第１流体Ｘ１１を予め設定された温度に加熱する加熱装置であってあってもよいし、熱交換済第１流体Ｘ１１を予め設定された温度に冷却する冷却装置であってもよい。第３実施形態では、調温装置９０は、熱交換済第１流体Ｘ１１を触媒１０１による有毒成分の除去が可能な温度（例えば、２００度）に加熱する加熱装置である。調温装置９０によって加熱された熱交換済第１流体Ｘ１１は、加熱済第１流体Ｘ１２（Ｘ１）として格納管６０の格納空間６１に流入する。そして、加熱済第１流体Ｘ１２は触媒１０１と接触して有毒成分が除去される。触媒１０１によって無毒化された加熱済第１流体Ｘ１２は、無毒化済第１流体Ｘ１３（Ｘ１）としてコア２の内部空間３の折返し部３ａに流入する。
【0055】
第３実施形態では、調温装置９０は、コア２に脱着可能に取り付けられている。不図示であるが、例えば、調温装置９０は、伝熱管と、伝熱管を支持する支持板と、を含む。支持板は、コア２の軸方向Ｄ１の他方側の端面（他端部３２）に形成されるスリットに嵌め込まれている。幾つかの実施形態では、調温装置９０は蓋４０に脱着可能に取り付けられている。
【0056】
第３実施形態では、図８に例示するように、挿入部６２の外径は内周壁４の内径よりも小さく、内周壁４と挿入部６２との間には、軸方向Ｄ１に沿って挿入部６２の軸方向Ｄ１の一方側の一端からフランジ部６３まで延在する第２流体流入路７２が形成されている。第２流体流入路７２は、コア２の内部空間３の折返し部３ａと周方向第２流路１０の入口１８と連通する。周方向第２流路１０の入口１８は、内周壁４に形成されており、フランジ部６３よりも軸方向Ｄ１の一方側に位置している。内部空間３の折返し部３ａから第２流体流入路７２に流入した無毒化済第１流体Ｘ１３は、第２流体流入路７２を軸方向Ｄ１の他方側に向かって流通する。そして、この無毒化済第１流体Ｘ１３は、第２流体Ｘ２として、周方向第２流路１０に流入する。そして、第１流体Ｘ１と熱交換された熱交換済第２流体Ｘ２１（Ｘ２）は、第２流体流出路５３を流通し、上述したように、流出管５９を介して熱交換器１Ｂの外部に流出（排出）される。
【0057】
断熱材８０は、内周壁４の内部空間３側の表面７４、及び一方側壁３０の内部空間３側の表面７６に設けられる。断熱材８０は、第２流体流入路７２を流通する無毒化済第１流体Ｘ１３と周方向第１流路８を流通する第１流体Ｘ１との間の熱交換を抑制するとともに、第２流体流入路７２を流通する無毒化済第１流体Ｘ１３と周方向第２流路１０を流通する第２流体Ｘ２との間の熱交換を抑制する。さらに、断熱材８０は、コア２の内部空間３の折返し部３ａを流通する無毒化済第１流体Ｘ１３と第１流体流入路５１を流通する第１流体Ｘ１との間の熱交換を抑制する。
【0058】
（作用・効果）
第３実施形態に係る熱交換器１Ｂの作用・効果について説明する。第３実施形態によれば、コア２の内部空間３に熱交換済第１流体Ｘ１１が流入するように構成されているので、温度制御が要求される機器を内部空間３に格納することができる。さらに、内部空間３は、周方向Ｄ３の全体に亘って周方向第１流路８及び周方向第２流路１０を含む熱交換部分に覆われているので、この機器の熱損失を抑制することができる。尚、本開示は、内部空間３に熱交換済第１流体Ｘ１１が流入される構成に限定するものではない。幾つかの実施形態では、内部空間３は、熱交換済第１流体Ｘ１１が非流入であるように構成される。
第３実施形態に係る熱交換器１Ｂの作用・効果について説明する。第３実施形態によれば、コア２の内部空間３に熱交換済第１流体Ｘ１１が流入するように構成されているので、温度制御が要求される機器を内部空間３に格納することができる。さらに、内部空間３は、周方向Ｄ３の全体に亘って周方向第１流路８及び周方向第２流路１０を含む熱交換部分に覆われているので、この機器の熱損失を抑制することができる。尚、本開示は、内部空間３に熱交換済第１流体Ｘ１１が流入される構成に限定するものではない。幾つかの実施形態では、内部空間３は、熱交換済第１流体Ｘ１１が非流入であるように構成される。
【0059】
第３実施形態によれば、熱交換器１Ｂは触媒１０１を格納する格納管６０を含んでいるので、コア２と格納管６０とを互いに別体にし、触媒１０１のメンテナンスを容易化することができる。
【0060】
第３実施形態によれば、コア２が一方側壁３０を含むことで内部空間３に折返し部３ａが含まれるようになり、格納管６０から流出した無毒化済第１流体Ｘ１３の流通方向を周方向第２流路１０の入口１８に向けて折り返すことができる。このため、第１流体Ｘ１が周方向第１流路８を流通する方向と第２流体Ｘ２が周方向第２流路１０を流通する方向とを互いに反対向きにさせ、熱交換器１Ｂの熱交換効率を高めることができる。
【0061】
第３実施形態によれば、熱交換器１Ｂは断熱材８０を含むので、第１流体Ｘ１及び第２流体Ｘ２のそれぞれと無毒化済第１流体Ｘ１３との熱交換が抑制される。このため、熱交換器１Ｂの熱交換効率の低下を抑制できる。
【0062】
第３実施形態によれば、熱交換器１Ｂは蓋４０を含み、蓋４０の閉塞壁４２とコア２との間には第１流体流出路７０が形成されている。このため、格納空間６１に熱交換済第１流体Ｘ１２を流入させることができる。さらに、熱交換器１Ｂは、第１流体流出路７０に配置される調温装置９０を含むので、触媒１０１による有毒成分の除去が可能な温度に調整してから熱交換済第１流体Ｘ１１を格納空間６１に流入させることができる。また、この調温装置９０は、コア２に脱着可能に取り付けられているので、調温装置９０のメンテナンス性を向上させることができる。
【0063】
第３実施形態によれば、ボルト８１によってコアフランジ部３３と蓋フランジ部４６とが互いに締結されるので、コア２の内部空間３、周方向第１流路８、及び周方向第２流路１０の気密性を高めることができる。
【0064】
第３実施形態によれば、熱交換器１Ｂはヘッダ５０を含み、ヘッダ５０の第１壁５２とコア２の一方側壁３０との間には第１流体流入路５１が形成され、ヘッダ５０の第２壁５４とコア２との間には第２流体流出路５３が形成されている。このため、周方向第１流路８に第１流体Ｘ１を流入させるとともに、周方向第２流路１０から熱交換済第２流体Ｘ２１を流出させることができる。
【0065】
図９は、幾つかの実施形態に係る熱交換器１Ｂの構成を説明するための図である。幾つかの実施形態では、図９に例示するように、熱交換器１Ｂは、フランジ部６３を内周壁４に支持させる第１支持部材９２と、挿入部６２の軸方向Ｄ１の一方側の一端部９３を一方側壁３０に支持させる第２支持部材９４と、を含む。
【0066】
図９に例示する形態では、挿入部６２の一端部９３は、挿入部６２のうち一方側開口６４を含む部分である。第１支持部材９２は、例えば、リング形状を有しており、内周壁４の表面７４に取り付けられている。この第１支持部材９２は、フランジ部６３を径方向Ｄ２の外側から押える機能を有する。第２支持部材９４は、例えば、筒形状を有しており、一方側壁３０の表面７６から軸方向Ｄ１の他方側に沿って延びている。第２支持部材９４の内径は挿入部６２の外径と略同一であり、挿入部６２の一端部９３が第２支持部材９４に嵌め込まれている。尚、第２支持部材９４は、無毒化済第１流体Ｘ１３を第２流体流入路７２に流通可能に構成されている。
【0067】
図９に例示して説明した構成によれば、第１支持部材９２が設けられることで、コア２からの格納管６０の脱落を抑制することができる。さらに、第２支持部材９４が設けられることで、第１支持部材９２だけが設けられる場合と比較して、格納管６０のフランジ部６３及び挿入部６２の一端部９３の両方がコア２によって支持されるので、格納管６０の振動をさらに抑制するとともに、格納管６０における応力集中をさらに抑制し、熱交換器１Ｂの耐久性を高めることができる。
【0068】
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
【0069】
［１］本開示に係る熱交換器（１）は、
第１流体（Ｘ１）と第２流体（Ｘ２）との間で熱交換を行う熱交換器であって、
軸方向（Ｄ１）に沿って延在する筒形状のコア（２）を備え、
前記コアは、
前記軸方向に沿って延在する内部空間（３）を画定する内周壁（４）と、
前記内周壁の外周側に配置される外周壁（６）と、を含み、
前記内周壁と前記外周壁との間には、前記軸方向に沿って延在するとともに前記第１流体が流通可能な少なくとも１つの周方向第１流路（８）と、前記軸方向に沿って延在するとともに前記第２流体が流通可能な少なくとも１つの周方向第２流路（１０）とが、前記コアの周方向（Ｄ３）において互いに隣接するように配置されている。
第１流体（Ｘ１）と第２流体（Ｘ２）との間で熱交換を行う熱交換器であって、
軸方向（Ｄ１）に沿って延在する筒形状のコア（２）を備え、
前記コアは、
前記軸方向に沿って延在する内部空間（３）を画定する内周壁（４）と、
前記内周壁の外周側に配置される外周壁（６）と、を含み、
前記内周壁と前記外周壁との間には、前記軸方向に沿って延在するとともに前記第１流体が流通可能な少なくとも１つの周方向第１流路（８）と、前記軸方向に沿って延在するとともに前記第２流体が流通可能な少なくとも１つの周方向第２流路（１０）とが、前記コアの周方向（Ｄ３）において互いに隣接するように配置されている。
【0070】
上記[１]に記載の構成によれば、周方向第１流路を流通する第１流体と周方向第２流路を流通する第２流体との間で熱交換を行わせることができる。そして、内周壁によって画定されている内部空間に熱交換器以外の機器を格納することができる。このため、熱交換器が搭載されるシステムに対して機器を設置するスペースを小さくすることができる。
【0071】
［２］幾つかの実施形態では、上記[１]に記載の構成において、
前記少なくとも１つの周方向第１流路は、前記周方向に沿って並ぶ複数の周方向第１流路を含み、
前記少なくとも１つの周方向第２流路は、前記周方向に沿って並ぶ複数の周方向第２流路を含み、
前記複数の周方向第１流路のそれぞれと前記複数の周方向第２流路のそれぞれとは、前記周方向において交互に配置されている。
前記少なくとも１つの周方向第１流路は、前記周方向に沿って並ぶ複数の周方向第１流路を含み、
前記少なくとも１つの周方向第２流路は、前記周方向に沿って並ぶ複数の周方向第２流路を含み、
前記複数の周方向第１流路のそれぞれと前記複数の周方向第２流路のそれぞれとは、前記周方向において交互に配置されている。
【0072】
上記[２]に記載の構成によれば、周方向第１流路の周方向の両側に周方向第２流路が配置され、周方向第２流路の周方向の両側に周方向第１流路が配置される。このため、熱交換器の熱交換効率を高めることができる。
【0073】
［３］幾つかの実施形態では、上記[１]又は[２]に記載の構成において、
前記少なくとも１つの周方向第１流路は、前記コアの径方向（Ｄ２）に沿って並ぶ複数の径方向第１流路（２２）を含み、
前記少なくとも１つの周方向第２流路は、前記径方向に沿って並ぶ複数の径方向第２流路（２４）を含み、
前記複数の径方向第１流路のそれぞれと前記複数の径方向第２流路のそれぞれとが、前記周方向において互いに隣接するように配置されている。
前記少なくとも１つの周方向第１流路は、前記コアの径方向（Ｄ２）に沿って並ぶ複数の径方向第１流路（２２）を含み、
前記少なくとも１つの周方向第２流路は、前記径方向に沿って並ぶ複数の径方向第２流路（２４）を含み、
前記複数の径方向第１流路のそれぞれと前記複数の径方向第２流路のそれぞれとが、前記周方向において互いに隣接するように配置されている。
【0074】
上記[３]に記載の構成によれば、複数の径方向第１流路と流路断面積が等しい１つの径方向第１流路を含む場合と比較して、コアの強度を高めることができる。同様に複数の径方向第２流路と流路断面積が等しい１つの径方向第２流路を含む場合と比較して、コアの強度を高めることができる。
【0075】
［４］幾つかの実施形態では、上記[１]から[３]の何れか１つに記載の構成において、
前記少なくとも１つの周方向第１流路及び前記少なくとも１つの周方向第２流路のそれぞれは、前記内周壁と前記外周壁との間を前記軸方向に沿って直線状に延び、
前記少なくとも１つの周方向第１流路の入口（１４）は、前記軸方向の一方側において前記コアの径方向に開口し、
前記少なくとも１つの周方向第１流路の出口（１６）は、前記軸方向の他方側において前記軸方向に開口し、
前記少なくとも１つの周方向第２流路の入口（１８）は、前記軸方向の他方側において前記径方向に開口し、
前記少なくとも１つの周方向第２流路の出口（２０）は、前記軸方向の一方側において前記軸方向に開口している。
前記少なくとも１つの周方向第１流路及び前記少なくとも１つの周方向第２流路のそれぞれは、前記内周壁と前記外周壁との間を前記軸方向に沿って直線状に延び、
前記少なくとも１つの周方向第１流路の入口（１４）は、前記軸方向の一方側において前記コアの径方向に開口し、
前記少なくとも１つの周方向第１流路の出口（１６）は、前記軸方向の他方側において前記軸方向に開口し、
前記少なくとも１つの周方向第２流路の入口（１８）は、前記軸方向の他方側において前記径方向に開口し、
前記少なくとも１つの周方向第２流路の出口（２０）は、前記軸方向の一方側において前記軸方向に開口している。
【0076】
上記[４]に記載の構成によれば、周方向第１流路の出口を介して周方向第１流路内を確認することができるので、周方向第１流路のメンテナンスを容易化することができる。同様に、周方向第２流路の出口を介して周方向第２流路内を確認することができるので、周方向第２流路のメンテナンスを容易化することができる。
【0077】
［５］幾つかの実施形態では、上記[１]から[４]の何れか１つに記載の構成において、
前記コアの前記内部空間は、前記第２流体と熱交換された前記第１流体である熱交換済第１流体（Ｘ１１）が流入するように構成されている。
前記コアの前記内部空間は、前記第２流体と熱交換された前記第１流体である熱交換済第１流体（Ｘ１１）が流入するように構成されている。
【0078】
上記[５]に記載の構成によれば、温度制御が要求される機器を内部空間に格納することができる。さらに、内部空間は、周方向第１流路及び周方向第２流路を含む熱交換部分に覆われているので、上記の機器の熱損失を抑制することができる。
【0079】
［６］幾つかの実施形態では、上記[１]から[５]の何れか１つに記載の構成において、
両側が開口している格納空間（６１）が内部に形成される格納管（６０）をさらに備え、
前記格納管は、
前記コアの前記内部空間に挿入され、前記格納空間の一方側の一方側開口（６４）を含む挿入部（６２）と、
前記挿入部の前記軸方向の他方側の他端部から前記コアの径方向の外側に延び、前記格納空間の他方側の他方側開口（６５）を含むフランジ部（６３）と、を含む。
両側が開口している格納空間（６１）が内部に形成される格納管（６０）をさらに備え、
前記格納管は、
前記コアの前記内部空間に挿入され、前記格納空間の一方側の一方側開口（６４）を含む挿入部（６２）と、
前記挿入部の前記軸方向の他方側の他端部から前記コアの径方向の外側に延び、前記格納空間の他方側の他方側開口（６５）を含むフランジ部（６３）と、を含む。
【0080】
上記[６]に記載の構成によれば、コアと熱交換器以外の機器を格納する格納管とを互いに別体にし、格納管内の機器のメンテナンスを容易化することができる。
【0081】
［７］幾つかの実施形態では、上記[６]に記載の構成において、
前記コアは、前記コアの前記内部空間を前記軸方向の一方側から覆い、前記格納管の前記挿入部よりも前記軸方向の一方側に位置する一方側壁（３０）をさらに含み、
前記内周壁と前記挿入部との間には、前記軸方向に沿って前記フランジ部まで延在し、前記少なくとも１つの周方向第２流路の入口と連通する第２流体流入路（７２）が形成されている。
前記コアは、前記コアの前記内部空間を前記軸方向の一方側から覆い、前記格納管の前記挿入部よりも前記軸方向の一方側に位置する一方側壁（３０）をさらに含み、
前記内周壁と前記挿入部との間には、前記軸方向に沿って前記フランジ部まで延在し、前記少なくとも１つの周方向第２流路の入口と連通する第２流体流入路（７２）が形成されている。
【0082】
上記[７]に記載の構成によれば、第１流体が流れる方向を第２流体が流れる方向と反対向きにし、熱交換効率を高めることができる。
【0083】
［８］幾つかの実施形態では、上記[７]に記載の構成において、
前記内周壁の前記内部空間側の表面（７４）、及び前記一方側壁の前記内部空間側の表面（７６）に設けられる断熱材（８０）をさらに備える。
前記内周壁の前記内部空間側の表面（７４）、及び前記一方側壁の前記内部空間側の表面（７６）に設けられる断熱材（８０）をさらに備える。
【0084】
上記[８]に記載の構成によれば、周方向第１流路を流通する第１流体及び周方向第２流路を流通する第２流体のそれぞれが、挿入部の一方側開口から周方向第２流路の入口まで流通する流体と熱交換することを抑制し、熱交換効率の低下を抑制できる。。
【0085】
［９］幾つかの実施形態では、上記[６]から[８]の何れか１つに記載の構成において、
前記フランジ部を前記内周壁に支持させる第１支持部材（９２）をさらに備える。
前記フランジ部を前記内周壁に支持させる第１支持部材（９２）をさらに備える。
【0086】
上記[９]に記載の構成によれば、コアからの格納管の脱落を抑制することができる。
【0087】
［１０］幾つかの実施形態では、上記[９]に記載の構成において、
前記挿入部の前記軸方向の一方側の一端部（９３）を前記一方側壁に支持させる第２支持部材（９４）をさらに備える。
前記挿入部の前記軸方向の一方側の一端部（９３）を前記一方側壁に支持させる第２支持部材（９４）をさらに備える。
【0088】
上記[１０]に記載の構成によれば、上記[９]の構成と比較して、格納管のフランジ部及び挿入部の一端部の両方がコアによって支持されるので、格納管の振動をさらに抑制するとともに、格納管における応力集中をさらに抑制し、熱交換器の耐久性を高めることができる。
【0089】
［１１］幾つかの実施形態では、上記[６]から[１０]の何れか１つに記載の構成において、
前記コアの前記内部空間は前記軸方向の前記少なくとも１つの周方向第１流路の出口側に開口しており、
前記内部空間の開口を覆う閉塞壁（４２）を含み、前記コアの前記軸方向の他方側の他端部（３２）に接続される蓋（４０）をさらに備え、
前記閉塞壁と前記コアとの間には、前記少なくとも１つの周方向第１流路の出口、及び前記格納空間の前記他方側開口のそれぞれと連通する第１流体流出路（７０）が形成されている。
前記コアの前記内部空間は前記軸方向の前記少なくとも１つの周方向第１流路の出口側に開口しており、
前記内部空間の開口を覆う閉塞壁（４２）を含み、前記コアの前記軸方向の他方側の他端部（３２）に接続される蓋（４０）をさらに備え、
前記閉塞壁と前記コアとの間には、前記少なくとも１つの周方向第１流路の出口、及び前記格納空間の前記他方側開口のそれぞれと連通する第１流体流出路（７０）が形成されている。
【0090】
上記[１１]に記載の構成によれば、格納空間に第２流体と熱交換された第１流体（熱交換済第１流体）を流入させることができる。
【0091】
［１２］幾つかの実施形態では、上記[１１]に記載の構成において、
前記第１流体流出路に配置され、前記少なくとも１つの周方向第１流路から流出された前記第１流体の温度を調温する調温装置（９０）をさらに備える。
前記第１流体流出路に配置され、前記少なくとも１つの周方向第１流路から流出された前記第１流体の温度を調温する調温装置（９０）をさらに備える。
【0092】
上記[１２]に記載の構成によれば、熱交換済第１流体の温度を任意の温度に調整してから格納空間に流入させることができる。
【0093】
［１３］幾つかの実施形態では、上記[１３]に記載の構成において、
前記調温装置は、前記コア又は前記蓋に脱着可能に取り付けられる。
前記調温装置は、前記コア又は前記蓋に脱着可能に取り付けられる。
【0094】
上記[１３]に記載の構成によれば、調温装置のメンテナンス性を向上させることができる。
【0095】
［１４］幾つかの実施形態では、上記[１１]から[１３]の何れか１つに記載の構成において、
前記コアは、前記コアの前記他端部から前記径方向の外側に延びるコアフランジ部（３３）を含み、
前記蓋は、前記蓋の前記軸方向の一方側の一端部（４４）から前記径方向の外側に延びる蓋フランジ部（４６）を含み、
前記コアフランジ部と前記蓋フランジ部とを締結するボルト（８１）と、をさらに備える。
前記コアは、前記コアの前記他端部から前記径方向の外側に延びるコアフランジ部（３３）を含み、
前記蓋は、前記蓋の前記軸方向の一方側の一端部（４４）から前記径方向の外側に延びる蓋フランジ部（４６）を含み、
前記コアフランジ部と前記蓋フランジ部とを締結するボルト（８１）と、をさらに備える。
【0096】
上記[１４]に記載の構成によれば、ボルト締結によって蓋をコアに取り付けることで、コアの内部空間、周方向第１流路、及び周方向第２流路の気密性を高めることができる。
【0097】
［１５］幾つかの実施形態では、上記[７]から[１４]の何れか１つに記載の構成において、
前記コアの前記軸方向の一方側の一端部（３４）に接続されるヘッダ（５０）をさらに備え、
前記ヘッダは、前記一方側壁との間に前記少なくとも１つの周方向第１流路の入口と連通する第１流体流入路（５１）を形成する第１壁（５２）を含む。
前記コアの前記軸方向の一方側の一端部（３４）に接続されるヘッダ（５０）をさらに備え、
前記ヘッダは、前記一方側壁との間に前記少なくとも１つの周方向第１流路の入口と連通する第１流体流入路（５１）を形成する第１壁（５２）を含む。
【0098】
上記[１５]に記載の構成によれば、周方向第１流路に第１流体を流入させることができる。
【0099】
［１６］幾つかの実施形態では、上記[１５]に記載の構成において、
前記ヘッダは、前記コアとの間に前記少なくとも１つの周方向第２流路の出口と連通する第２流体流出路（５３）を形成する第２壁（５４）を含む。
前記ヘッダは、前記コアとの間に前記少なくとも１つの周方向第２流路の出口と連通する第２流体流出路（５３）を形成する第２壁（５４）を含む。
【0100】
上記[１６]に記載の構成によれば、周方向第１流路から第２流体を流出させることができる。
【0101】
[１７]幾つかの実施形態では、上記[１]から［１６］の何れか１つに記載の構成において、
前記コアは、前記内周壁と前記外周壁との間を前記周方向第１流路と前記周方向第２流路とに仕切る伝熱壁（１２）を含んでおり、
前記伝熱壁は、前記周方向第１流路の内部、又は前記周方向第２流路の内部に向かって突出する突起（１３）を有する。
前記コアは、前記内周壁と前記外周壁との間を前記周方向第１流路と前記周方向第２流路とに仕切る伝熱壁（１２）を含んでおり、
前記伝熱壁は、前記周方向第１流路の内部、又は前記周方向第２流路の内部に向かって突出する突起（１３）を有する。
【0102】
上記[１７]に記載の構成によれば、伝熱壁が周方向第１流路に面する伝熱面積、又は伝熱壁が周方向第２流路に面する伝熱面積の何れか一方を増大させるので、第１流体と第２流体との間の伝熱量（熱交換量）が増大する。よって、熱交換効率を高めることができる。
【符号の説明】
【0103】
１ 熱交換器
２ コア
３ 内部空間
４ 内周壁
５ 隙間
６ 外周壁
８ 周方向第１流路
１０ 周方向第２流路
１２ 伝熱壁
１３ 突起
１４ 周方向第１流路の入口
１６ 周方向第１流路の出口
１８ 周方向第２流路の入口
２０ 周方向第２流路の出口
２２ 径方向第１流路
２３ 第１の径方向仕切壁
２４ 径方向第２流路
２５ 第２の径方向仕切壁
２６ 第１分岐部
２８ 第２分岐部
３０ 一方側壁
３１ 内部空間の開口
３２ コアの他端部
３３ コアフランジ部
３４ コアの一端部
３５ 第２のコアフランジ部
４０ 蓋
４２ 閉塞壁
４４ 蓋壁
４６ 蓋フランジ部
５０ ヘッダ
５１ 第１流体流入路
５２ 第１壁
５３ 第２流体流出路
５４ 第２壁
５６ ヘッダ壁
５７ ヘッダフランジ部
５８ 流入管
５９ 流出管
６０ 格納管
６１ 格納空間
６２ 挿入部
６３ フランジ部
６４ 一方側開口
６６ 挿入部の他端部
６５ 他方側開口
７０ 第１流体流出路
７２ 第２流体流入路
７４ 内周壁の表面
７６ 一方側壁の表面
８０ 断熱材
８１ ボルト
８２ 第２のボルト
９０ 調温装置
９２ 第１支持部材
９３ 挿入部の一端部
９４ 第２支持部材
１００ 構造物
１０１ 触媒
Ｄ１ 軸方向
Ｄ２ 径方向
Ｄ３ 周方向
Ｏ 軸線
Ｘ１ 第１流体
Ｘ１１ 熱交換済第１流体
Ｘ１２ 加熱済第１流体
Ｘ１３ 無毒化済第１流体
Ｘ２ 第２流体
Ｘ２１ 熱交換済第２流体
２ コア
３ 内部空間
４ 内周壁
５ 隙間
６ 外周壁
８ 周方向第１流路
１０ 周方向第２流路
１２ 伝熱壁
１３ 突起
１４ 周方向第１流路の入口
１６ 周方向第１流路の出口
１８ 周方向第２流路の入口
２０ 周方向第２流路の出口
２２ 径方向第１流路
２３ 第１の径方向仕切壁
２４ 径方向第２流路
２５ 第２の径方向仕切壁
２６ 第１分岐部
２８ 第２分岐部
３０ 一方側壁
３１ 内部空間の開口
３２ コアの他端部
３３ コアフランジ部
３４ コアの一端部
３５ 第２のコアフランジ部
４０ 蓋
４２ 閉塞壁
４４ 蓋壁
４６ 蓋フランジ部
５０ ヘッダ
５１ 第１流体流入路
５２ 第１壁
５３ 第２流体流出路
５４ 第２壁
５６ ヘッダ壁
５７ ヘッダフランジ部
５８ 流入管
５９ 流出管
６０ 格納管
６１ 格納空間
６２ 挿入部
６３ フランジ部
６４ 一方側開口
６６ 挿入部の他端部
６５ 他方側開口
７０ 第１流体流出路
７２ 第２流体流入路
７４ 内周壁の表面
７６ 一方側壁の表面
８０ 断熱材
８１ ボルト
８２ 第２のボルト
９０ 調温装置
９２ 第１支持部材
９３ 挿入部の一端部
９４ 第２支持部材
１００ 構造物
１０１ 触媒
Ｄ１ 軸方向
Ｄ２ 径方向
Ｄ３ 周方向
Ｏ 軸線
Ｘ１ 第１流体
Ｘ１１ 熱交換済第１流体
Ｘ１２ 加熱済第１流体
Ｘ１３ 無毒化済第１流体
Ｘ２ 第２流体
Ｘ２１ 熱交換済第２流体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】