JP6889100B2 - 熱交換セル及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換セルと、そのようなセルによって実行され得る熱交換方法とに関する。

具体的には、本発明は、それぞれの収容ケーシング（ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ ｃａｓｉｎｇ）内に設置される少なくとも１つの熱交換機を備える熱交換セルに関し、このセルが、排他的ではないが好適には、水加熱装置、家庭用及び住宅の複合体（ｃｏｍｐｌｅｘ ｏｆ ｄｗｅｌｌｉｎｇ−ｈｏｕｓｅｓ）用の両方のための加熱システム若しくは空気調節システム、工業地域、又は、商業地域で使用される。

以下の説明及び添付の特許請求の範囲では、「熱交換セル」という用語は、熱交換機内を循環する第１の熱伝達流体と、熱交換機自体の外部で収容ケーシング内を流れる第２の熱伝達流体との間で熱交換を実行するように構成される、それぞれの収容ケーシング内に設置される少なくとも１つの熱交換機を備える好適にはモジュール・タイプのユニットを示すのに使用される。

好適な実施例では、後で明らかとなるように、本発明は凝縮タイプの熱交換セル及び熱交換方法に関する。

知られているように、熱交換セルの機能は、以下では正確には第１及び第２の熱伝達流体と称される２つの流体の間で熱エネルギーを伝達することである。

例えば、一般的な家庭用ガス・ボイラの場合、熱交換セルの機能は、バーナーによって生成される高温燃焼ガスにより、セル内に設置される熱交換機の内部を循環する水を加熱することである。

この目的のため、凝縮タイプの熱交換セルは、例えば、燃焼の結果として生じる熱と、燃焼ガス内に含まれる潜在的な凝縮熱との両方を使用するように構成される。回収される潜在的な凝縮熱の量は、主に、加熱システムから熱交換セルの低温側に入る戻り水（ｒｅｔｕｒｎ ｗａｔｅｒ）の温度によって決定される。

現在、高い熱交換効率（大きい交換面の存在に関連する）、コンパクトさ、有利な重量、及び、コスト、のそれらの性質に関して特に評価される熱交換セルは、それぞれの収容ケーシング内に収容される螺旋形状の熱交換機を装備するような熱交換セルである。

具体的には、このような熱交換機は、所望される熱出力（ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ）に従って決定される値の断面を有する複数のコイルによる、螺旋の長手方向軸を中心としてコイル状である少なくとも１つの管状ダクトを備える。

このような管状ダクトのコイルは、Ｌｅ Ｍｅｒ名義の国際公開第９４／１６２７２号若しくはＶｉｅｓｓｍａｎｎ Ｗｅｒｋｅ名義の欧州特許出願公開第０７４５８１３号明細書に例えば記載されるような扁平断面、又は、Ｃｏｓｍｏｇａｓ名義の国際公開第２００５／０８０９００号に例えば記載されるような円形断面のいずれかを有することができる。

いずれの場合も、螺旋状に巻かれる管状ダクトの連続するコイルの間に隙間が画定され、それにより、概略径方向に沿うように、又は、螺旋の長手方向軸に対してコイルが斜めである場合は軸方向−径方向に沿うように、第２の熱伝達流体（例えば、バーナーによって生成される高温燃焼ガス）の流れのための流体経路が形成される。螺旋状に巻かれる管状ダクトの連続するコイルの間に画定される隙間は、所定の、好適には一定の、幅を有する。

螺旋形状の管状ダクトが、熱交換機に対して同軸に且つ内部に、第２の熱伝達流体の供給ゾーンを画定し、水加熱装置のためのガス−液体熱交換セルでは、一般にここにバーナーが設置される。

したがって、述べたように、第２の熱伝達流体がコイルの間の隙間を通って概略径方向又は軸方向−径方向に傾向として流れるようになり、それにより、ダクト内部を循環する第１の熱伝達流体に熱を伝達する。

既知のタイプの、及び、Ｃｏｓｍｏｇａｓ名義の国際公開第２００５／０８０９００号又はＶｉｅｓｓｍａｎｎ Ｗｅｒｋｅ名義の欧州特許出願公開第１１６０５２１号明細書に例えば記載されるような、熱交換セルの第１の構成では、第２の熱伝達流体が、コイルの間の隙間を通って流れた後に、熱交換機に対して外部に画定され且つケーシングの側壁によって外側の境界を画定される環状収集チャンバに到達し、次いで、セルのケーシングの側壁内に形成される開口部を通ってセルの外側まで直接に流れる。

対して、既知のタイプの、及び、Ｌｅ Ｍｅｒ名義の国際公開第９４／１６２７２号又はＧｉａｎｎｏｎｉ Ｆｒａｎｃｅ名義の国際公開第２００４／０３６１２１号に例えば記載されるような、熱交換セルの第２の構成では、第２の熱伝達流体のための第２の収集チャンバが設けられ、これは、耐火材料で作られる断熱材のディスクを支持する仕切り要素の後方で、熱交換機に対してその内部に且つ同軸に画定される。このようなディスクが、熱交換機によって形成される螺旋を、第２の熱伝達流体の流れ方向に対して仕切り要素のそれぞれ上流側及び下流側にくるように２つの部分に分割するように、熱交換機内に配置される。

このようにして、螺旋形状の熱交換機が、燃焼ガスの流れ方向に対して上記仕切り要素の上流側に配置されてバーナーによって生じる熱に対して直接に露出される前方部分すなわち１次熱交換部分と、上記仕切り要素の下流側に配置されてバーナーに対して上記仕切り要素によって区切られる後方部分すなわち２次熱交換部分とに分割される。

セルのこの第２の構成によると、熱交換セルから排出される前の、バーナーによって生成される高温燃焼ガスが、前から連続して、最初に、熱交換機の１次熱交換部分を通って環状収集チャンバに向かって流れ、そのコイルを分離している隙間を径方向又は軸方向−径方向に内側から外側へと通過し、さらに２次熱交換部分を通過して第２の収集チャンバの方に向かい、収容ケーシングの側壁に対して実質的に垂直であるか又は斜めの方向に沿って、そのコイルを分離している隙間を径方向又は軸方向−径方向に外側から内側へと通過する。

機能の観点では、螺旋形状の熱交換機の前方部分及び後方部分の２つは、第１の熱伝達流体の最高出口温度において熱交換機によって送達され得る最大熱出力を決定することを目的として、バーナーによって生じる及び仕切り要素の上流側の燃焼排ガスによって生じる熱を吸収することと、仕切り要素の下流側で高温燃焼ガスの潜在的な凝縮熱の回収を実行することとをそれぞれ意図される。

米国特許第４９０１６７７号明細書に例えば記載されるような、熱交換セルの第３の既知の構成では、第２の熱伝達流体の上で言及した第２の収集チャンバが、断熱の耐火材料で作られるディスクを支持する分離要素の下流側で、フィン付きチューブを備えるコイル状の熱交換機に対して外部に画定され、上記分離要素が同様に熱交換機の後方に設置される。

したがって、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバが、分離要素と熱交換セルの収容ケーシングの後方壁との間に画定され、第２の熱伝達流体の第１及び第２の収集チャンバが環状通路により互いに流体連通され、この環状通路が分離要素に対して径方向において外側の位置のところに画定され、第２の熱伝達流体の流れを収容ケーシングの周囲側壁に実質的に平行に且つその周囲側壁の近傍で流すのを可能にするように構成される。

国際公開第９４／１６２７２号、国際公開第２００４／０３６１２１号及び米国特許第４９０１６７７号明細書に記載される構成によると、第２の収集チャンバが、チャンバに対して中央に配置され且つ熱交換セルのケーシングに対して同軸に配置される第２の流体の出口通路を備え、これは、第２の収集チャンバから、熱交換機の螺旋の長手方向軸に平行な方向に燃焼ガスを排出することを目的とする。

より具体的には、米国特許第４９０１６７７号明細書に記載される第３の既知の構成によると、第２の熱伝達流体が、セル自体の収容ケーシングの後方壁から軸方向に中央を延在する排出チャンネルを通って流れることにより、熱交換セルから出る。

国際公開第９４／１６２７２号 欧州特許出願公開第ＥＰ０７４５８１３号明細書 国際公開第２００５／０８０９００号 欧州特許出願公開第１１６０５２１号明細書 国際公開第２００４／０３６１２１号 米国特許第４９０１６７７号明細書

出願人は、熱交換セルの上記の既知の構成がいくつかの欠点及び制限を有することに注目している。

国際公開第２００５／０８０９００号又は欧州特許出願公開第１１６０５２１号明細書に記載される、内側の仕切り要素を有さない、上記の第１の構成を有する熱交換セルに関して、出願人は、これらのセルが、バーナーによって生じた熱を、燃焼ガスとの熱交換及び放射の両方によって吸収することを目的として熱交換機の容量を最大限に活用するのを可能にし、また、それにより、第１の熱伝達流体の最高出口温度での高い最大熱出力を達成することを可能にする一方で、熱交換機のコイル間を通って径方向に流れる燃焼ガスと、熱交換機の管状ダクト内を循環する第１の熱伝達流体との間での熱交換を最適にすることが可能ではない、ことに気が付いた。

実際、出願人は、燃焼ガスが、熱交換機の軸方向の延在範囲に沿って到底無視することができないコイルの部分を迂回する傾向にある経路に沿って、ケーシングの側壁内に形成される出口開口部の方に優先的に向かうように、熱交換セルの収容ケーシング内を傾向として流れことを発見した。

熱交換セルが動作構成において水平に設置される場合にこの欠点を特に実感することができ、その理由は、この場合では、据え付けにおいて有利でありまた据え付けが容易であるという明白な理由から燃焼ガスの出口開口部が上方を向くように配置され、それによりガスが対流して上昇することが促進され、熱交換機の優先的な迂回経路が形成される現象が増えることである。

したがって、このタイプのセルでの、バーナーの所与の熱出力を最大限に活用するのに望ましい数よりもしばしば多い適切な数の熱交換機のコイルを使用することによる、結果としての熱交換効率の損失を補償しなければならず、それにより熱交換機の軸方向の延在範囲が増大し、その結果、熱交換セルの軸方向の延在範囲も増大する。

これに加えて、セル内の燃焼ガスの上記の優先的な流れに関連して熱交換効率が制限されることには、さらに、燃焼ガスの凝縮能力が制限されることが伴われ、これはその全体の効率にとって不利益であり、つまり、同じ効率を達成するためには熱交換機のコイルの数を増やす必要がある。

国際公開第９４／１６２７２号及び国際公開第２００４／０３６１２１号に記載されるような、熱交換機内に仕切り要素を装備する上記の第２の構成を有する熱交換セルに関して、出願人は、これらのセルが、セルの第１の構成と比較して高い凝縮能力を達成することが可能であり、それにより、仕切り要素の下流側に配置される熱交換機の部分によって達成されるセルの効率を向上させる一方で、バーナーの熱出力を最大限に活用することが可能ではない、ことに注目している。その理由は、熱交換機の前方部分しかバーナーに対して直接に露出されず、したがって、この前方部分しか、燃焼ガスとの熱交換及び放射の両方によりバーナーから熱を吸収することができないことである。

したがって、熱交換セルの全体の効率が等しい場合、セルのこの第２の既知の構成は、凝縮能力が高いことで上記の第１の構成より小さいサイズを有するが、第１の熱伝達流体の最高出口温度での最大熱出力が低下するという結果になる。

出願人はさらに、セルの第２及び第３の既知の構成を参照して上で示した、従来技術の文献で示されている第２の収集チャンバからの燃焼ガスの排出構成が、熱交換機の下流側且つ熱交換セルに対して外部で、ガスの収集要素及び運搬要素を使用することを必要とし、それにより望ましくない形で熱交換セルの軸方向の延在範囲が増大する、ことに気が付いた。

この点に関して、米国特許第４９０１６７７号明細書に記載される第３の既知のセル構成は、セルの収容ケーシングの後方壁から延在する、第２の熱伝達流体の上で言及した軸方向の排出チャンネルが存在することを理由として、軸方向の延在範囲に関して、特に不利である。

この問題では、一方でコスト及び圧力損失を最小にし且つ他方で熱交換効率を最大することとの組み合わせで、全体寸法を縮小させることが市場でますます強く求められるようになってきていることに注目すべきである。

したがって、本発明の根底にある課題は、上で言及した欠点を未然に防ぐことであり、具体的には、セルの全体の効率を等しくしながら、上で説明した既知のセル構成の有利な態様と、据え付けの柔軟性を最大にすること及び軸方向のサイズを最小にすることとを組み合わせる熱交換セルを提供することである。

より具体的には、本発明は、セルの全体の効率を等しくしながら、第１の熱伝達流体の最高出口温度において高い最大熱出力を送達することができ、同時に、据え付けの柔軟性を向上させ、さらには、セルの軸方向のサイズを最小にしながら第１及び第２の熱伝達流体の間での熱交換容量を向上させるような、熱交換セルを案出することを目的とする。

本発明の第１の態様によると、本発明が、添付の請求項１で定義される熱交換セルに関連し、セルの好適な特徴が従属請求項２〜３４に記載される。

より具体的には、本発明は、
− 後方壁、前方壁及び周囲側壁を備える収容ケーシングと、
− 複数のコイルによる、螺旋の長手方向軸を中心としてコイル状である第１の熱伝達流体の流れのための少なくとも１つの管状ダクトを備え、収容ケーシング内に設置される、螺旋形状の熱交換機と、
− 第１の熱伝達流体と熱交換することを意図され、ケーシング内で、熱交換機に対して同軸に且つ内部に画定される、第２の熱伝達流体の供給ゾーンと、
− 熱交換機に対して外部に画定され、熱交換機の径方向外側の壁と収容ケーシングの周囲側壁との間にある、第２の熱伝達流体の第１の収集チャンバと、
− 上記熱交換機に対して軸方向において外部の位置に設置される少なくとも１つの分離要素によって少なくとも部分的に境界を画定される第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバと
を備える熱交換セルに関連し、
ケーシングの周囲側壁が、熱交換機の軸方向の延在範囲の実質的に全体に沿って、熱交換機及び第２の熱伝達流体の第１の収集チャンバを取り囲んでその側方の境界を画定し、
上記第２の収集チャンバが、上記熱交換機に対して軸方向において外部の位置の、上記少なくとも１つの分離要素と、周囲側壁と、収容ケーシングの後方壁又は前方壁との間に、画定され、
第２の熱伝達流体の第１及び第２の収集チャンバが少なくとも１つの分離要素によって互いから分離され、少なくとも１つの第１の通路により互いに流体連通され、この少なくとも１つの第１の通路が、上記周囲側壁に実質的に平行に且つその近傍で上記第１の収集チャンバから上記第２の収集チャンバまで第２の熱伝達流体を流すのを可能にするように構成され、
上記分離要素が、熱交換機のエンド・コイルの少なくとも一部分に接触し且つ熱交換機の上記少なくとも１つのコイル部分と上記第２の収集チャンバとの間での熱交換を可能にするように構成される熱交換部分を備え、
熱交換セルが第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする少なくとも１つの第２の通路をさらに備え、上記第２の通路が上記第２の収集チャンバ内で周縁部に画定され、周囲側壁の軸方向端部と収容ケーシングの後方壁又は前方壁との間にある。

本記述の枠組み及びその後の特許請求の範囲の枠組みでは、セル又はセルの要素の、種々の、「軸」方向、「長手」方向、「横」方向、若しくは「径」方向又はその向き、さらには、「前方」、「後方」又は「側方」などのセル内の上記要素のポジショニングは、特に明記しない限り、熱交換機の螺旋の長手方向軸を指すことを意図される。

熱交換セルの動作構成では、この長手方向軸は水平又は垂直であってよく、したがって、セル又はセルの要素の種々の方向、向き又はポジショニングは熱交換機の螺旋の長手方向軸の向きに関連して考察されなければならない。

以下の説明では、説明の簡潔さのために、限定する意図はないが、従来通りに、熱交換機の長手方向軸が水平であるような熱交換セルの動作位置を参照する。

本発明の枠組み及びその後の特許請求の範囲の枠組みでは、「熱交換機に対して軸方向において外部の位置に設置される分離要素」という節は、従来技術の熱交換セルの上で言及した第２の構成によって予想されるように、分離要素が熱交換機の外部で軸方向においてその側面に接するように設置され、コイルの間に挿置されないことを示すのに使用される。

以下の説明及び添付の特許請求の範囲では、「熱出力」という用語は、熱交換機内を循環する第１の熱伝達流体と熱交換機の外部を循環する第２の熱伝達流体との間の熱に関する、単位時間当たりの伝達されるエネルギーの量を示すのに使用される。

本記述の枠組み及びその後の特許請求の範囲の枠組みでは、熱伝達流体という用語は、外部熱源から熱を受け取る／外部熱源へ熱を伝達することができ、また、流体を中で循環させる装置又はシステムの多様なポイントへ熱を伝達することができる、任意の流体を示すのに使用される。

したがって、例えば、ガス−液体熱交換セルの場合、第１の熱伝達流体が加熱される（家庭用ではボイラ内などで）ことになる水から構成されてよく、第２の熱伝達流体が、例えばバーナーからくる燃焼ガスなどの高温ガスから構成されてよく、又は、第１の熱伝達流体が圧縮ガス若しくは比較的高温の他の流体から構成されてもよく、第２の熱伝達流体が、適切な循環装置（空気調節システム内など）からくる低温空気から構成されてもよい。

以下の説明及び添付の特許請求の範囲では、収容ケーシングの「サイズ」又はセルの熱交換機の「サイズ」という用語は、軸方向（すなわち、長手方向）及び軸方向に対する横方向において、それらによって占有されるスペースを示すのに使用され、これは例えば、収容ケーシングの形状が実質的に角柱である場合には高さ及び幅であり、又は、収容ケーシングの形状が実質的に円筒である場合には径方向に沿うものである。

以下の説明及び添付の特許請求の範囲では、「上流側」及び「下流側」という用語は、例えば第２の熱伝達流体などの、それぞれの熱伝達流体の流れ方向に関しての、セルの要素又は部品の位置を示すのに使用される。

本記述の枠組み及びその後の特許請求の範囲の枠組みでは、熱交換機のエンド・コイルの、上で言及した少なくとも一部分と第２の収集チャンバとの間で熱交換を可能とするように構成される熱交換部分を備え、セルの動作状態において第２の熱伝達流体が確実にその中を流れるような、分離要素による特徴は、分離要素の少なくとも熱交換部分が、熱交換機のエンド・コイルと第２の収集チャンバとの間の伝熱を実質的に妨げないような、例えば厚さ及び／又は組成などの、構造を有する、ことを示している。

したがって、本発明による熱交換セルの分離要素は、米国特許第４９０１６７７号明細書に記載される分離要素の構造とは異なる構造を有し、米国特許第４９０１６７７号明細書に記載される分離要素の構造は、実際には、熱交換機のエンド・コイルと、分離要素の下流側に画定される第２の熱伝達流体の収集チャンバとの間の熱交換を防止するように構成される絶縁ボディから構成される。

好適には、分離要素の少なくとも熱交換部分が、高い熱伝導率を有する好適には金属である材料で作られ、これは例えばアルミニウム又は鋼などである。

以下の説明及び添付の特許請求の範囲では、「高い熱伝導率を有する材料」という用語は、好適には１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である熱伝導率を有する材料を示すことを意図される。

本発明の目的においては、分離要素の熱交換部分が熱交換機のエンド・コイルと第２の収集チャンバとの間の伝熱を実質的に妨げないような上で定義した構造を有することを条件として、分離要素が１つの同じ材料の単一部品として作られてよいか、又は、異なる材料で作られる部品を備えてもよい。

したがって、例えば、分離要素は、熱交換部分内にある金属部品と、例えば第２の熱伝達流体の供給ゾーンに面さない部分などの、熱応力をあまり受けない部分内にある、化学物質、炎及び水蒸気に対しての耐性特性を有する例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ：ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｐｈｉｄｅ）などの高性能プラスチック材料で作られる部品と、を有することができる。

好適には、分離要素は、熱交換機のエンド・コイルと第２の熱伝達流体の収集チャンバとの間の伝熱を最大にするが同時に分離要素自体に十分な機械的抵抗の性質を与えるのを可能にするための、適切に薄い厚さを有する。

好適には、分離要素は、分離要素を作っている材料に応じて、０．８ｍｍから５ｍｍの間に含まれる厚さを有する。したがって、例えば、分離要素は鋼で作られる場合は０．８ｍｍから２．４ｍｍの間に含まれる厚さを有し、一方、アルミニウムで作られる場合には２．２ｍｍから４．０ｍｍの間に含まれる厚さを有する。

本発明の目的においては、熱交換セルの収容ケーシングはこの種の使用に適する任意の構造材料で作られてよく、これは例えば、アルミニウム、鋼、又は、例としてポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの、化学物質、炎及び水蒸気に対しての耐性特性を有する高性能プラスチック、などである。

本発明の目的においては、上で言及した熱交換機は、熱交換のために一般に使用される高い熱伝導率を有する、アルミニウム又は鋼などの、任意の材料で作られてよく、これは好適には金属である。

出願人は以下のことを認識している：上述した既知のタイプのセル構成と比較すると、本発明では、第１の熱伝達流体の最高出口温度において高い最大熱出力を送達し、同時に、据え付けの柔軟性を向上させることさらにはセルの全体の効率を等しくしてセルの軸方向のサイズを最小にしながら熱交換能力を向上させることが可能であり、また同時にセルの以下の性質に介入する：
− 熱交換機に対して軸方向において外部の位置での、分離要素の設置位置；
− セルのケーシングの周囲側壁に実質的に平行に且つその周囲側壁の近傍で、第１の収集チャンバから第２の収集チャンバまで第２の熱伝達流体が流れるのを可能にするように適合される第１の流体通路の構成；
− セルの収容ケーシングの周囲側壁の軸方向端部とケーシング自体の後方壁又は前方壁との間において第２の収集チャンバ内でその周縁部に画定される通路である、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする第２の流体通路の位置；
− セルの動作時に熱交換機内を流れる第２の熱伝達流体を具体的には用いて、熱交換機のエンド・コイルと第２の収集チャンバとの間での熱交換を可能にするように適合される構成である、熱交換機のエンド・コイルの少なくとも一部分に接触する分離要素の熱交換部分の構成。

出願人は、第一に、バーナーを装備するガス−液体熱交換セルの場合に特に認識されることであるが、分離要素のこの設置位置（熱交換機に対して軸方向において外部の位置）が、バーナーに対して及び燃焼ガスに対して熱交換機の軸方向の延在範囲の全体を露出するという有利な技術的効果を得るのを可能にし、それにより、セルの全体の効率を等しくしながら、第１の熱伝達流体の最高出口温度における高い最大熱出力を得ることが達成される、ことを実験的に発見した。

この点に関して、出願人は、上述したセルの第２の既知の構成に対して、セルの効率及びサイズを同じにしながら、バーナーを装備する本発明による熱交換セルの第１の熱伝達流体の最高出口温度における最大熱出力が有利に上がることを発見した。

基本的に、本発明の熱交換セルは、有利には、すべての動作状態において、第２の熱伝達流体との熱交換を最大限に且つ均一的に活用することができ、また、セルがバーナーを装備する場合は、バーナーによって生じる熱出力を最大限に活用することができ、その理由は、熱交換機が、その軸方向の延在範囲の全体において、第２の熱伝達流体に対して、また例えば、バーナー自体によって生じる燃焼ガスに対して、直接に露出されることである。

出願人はまた、熱交換機に対して軸方向において外部の位置に少なくとも１つの分離要素を設置することで、有利には、加熱装置又は空気調節装置内での、また特には水加熱装置内での、熱交換セルの据え付けの柔軟性を向上させるという追加の有利な技術的効果も同時に達成することが可能であることを見出した。

このようにして、実際に、熱交換機に対して軸方向における外部の位置の、分離要素と、収容ケーシングの周囲側壁と、収容ケーシングの後方壁又は前方壁との間に、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバを画定することが可能となる。

したがって、このようにして、有利には、構造的修正を最小にしながら、加熱装置又は空気調節装置内での据え付けの要求条件にそれ自体で適合するように、また具体的には、セルから排出される第２の熱伝達流体の、装置から排出ダクトのポジショニングにそれ自体で適合するように構成される熱交換セルを有することが可能となる。

出願人はまた、以下のことを実験的に発見した：第１及び第２の収集チャンバの間の第１の流体通路の構成と、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする第２の通路の周縁部の配置とが、セル内での第２の熱伝達流体の特有の流れを達成するように相乗的に協働し、第２の熱伝達流体のこの特有の流れは以下の有利な技術的効果をもたらす：
ｉ）概略径方向又は軸方向−径方向に沿う熱交換機を通るその流れと、分離要素の上流側のセルの部分での第１の収集チャンバを通るその流れと、の両方において、第２の熱伝達流体の流れを一様に分布させるという技術的効果；
ｉｉ）第２の収集チャンバに向かう通路内の第２の熱伝達流体の流れを一様に分布させるという技術的効果であって、この流れが、分離要素により、セルのケーシングの周縁部分に沿うように、すなわち、ケーシングの周囲側壁に実質的に平行に且つその壁の近傍に、分布される；
ｉｉｉ）分離要素の下流側に画定される第２の収集チャンバ内での第２の熱伝達流体の流れを一様に分布させるという技術的効果であって、それにより、この収集チャンバが第２の熱伝達流体の流れに実質的に完全に係合されるようになり、この収集チャンバ内のデッド・ゾーンが可能な限り最大限に縮小される。

第２の収集チャンバ内でこのようにして得られる一様な流れは、セルの軸方向のサイズを実質的に一切増大させることなく、熱交換機のエンド・コイル内を流れる第１の熱伝達流体との熱交換を強化するという追加の有利な効果を達成する。

最後に、出願人は、第１及び第２の収集チャンバの間の第１の流体通路の周縁部の構成と、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする第２の通路の周縁部の配置とが、分離要素の熱交換部分のロケーション（熱交換機に対しての軸方向における外部）及び熱交換構成の性質と相乗的に協働することを実験的に発見した。

実際のところ、この相乗的な協働により、第２の収集チャンバ内を流れる第２の熱伝達流体と、熱交換機のエンド・コイル内を流れる第１の熱伝達流体との間の熱交換を強化することが可能となる。

基本的に、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバが、有利には、一様に且つ良好に分布される第２の熱伝達流体の流れによって係合されるセルの追加の熱交換要素を構成し、この要素は、セルの熱交換効率を向上させるのを可能にするものであり、また具体的には、所望される場合に、凝縮効果を向上させるのを可能にするものであり、これは、動作中に熱交換セル内で最も低い温度を有する第１の熱伝達流体が供給されるところである熱交換機のエンド・コイルに接触している分離要素の熱交換部分との熱交換によるものである。

本発明の第２の態様によると、本発明が、添付の請求項３５で定義される熱交換方法に関連し、この方法の好適な特徴が従属請求項３６〜４４に記載される。

より具体的には、本発明は、熱交換セル内での第１の熱伝達流体と第２の熱伝達流体との間の熱交換方法に関し、この熱交換セルが：
− 後方壁、前方壁及び周囲側壁を備える収容ケーシングと、
− 螺複数のコイルによる、螺旋の長手方向軸を中心としてコイル状である第１の熱伝達流体の流れのための少なくとも１つの管状ダクトを備え、上記収容ケーシング内に設置される、螺旋形状の熱交換機と、
− 第１の熱伝達流体と熱交換することを意図され、ケーシング内で、熱交換機に対して同軸に且つ内部に画定される、第２の熱伝達流体の供給ゾーンと、
− 熱交換機に対して外部に画定され、熱交換機の径方向外側の壁と収容ケーシングの周囲側壁との間にある、第２の熱伝達流体の第１の収集チャンバと、
− 熱交換機に対して軸方向において外部の位置に設置される少なくとも１つの分離要素によって少なくとも部分的に境界を画定される第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバと
を備え、
ケーシングの周囲側壁が、熱交換機の軸方向の延在範囲の実質的に全体に沿って、熱交換機及び第２の熱伝達流体の第１の収集チャンバを取り囲んでその側方の境界を画定し、
第２の熱伝達流体の上記第１及び第２の収集チャンバが少なくとも１つの分離要素によって互いから分離され、それにより、上記少なくとも１つの分離要素と、周囲側壁と、収容ケーシングの後方壁又は前方壁との間に、上記第２の収集チャンバが画定され、
上記分離要素が、熱交換機のエンド・コイルの少なくとも一部分に接触し且つ熱交換機のエンド・コイルの上記少なくとも一部分と上記第２の収集チャンバ内を流れる第２の熱伝達流体との間での熱交換を可能にするように構成される熱交換部分を備え、
この方法が、
− 上記供給ゾーン内に第２の熱伝達流体を供給するステップと、
− 上記第１の収集チャンバ内に第２の熱伝達流体を収集するステップと、
− 上記少なくとも１つの分離要素の周囲縁部と、収容ケーシングの周囲側壁との間に及び／又は上記少なくとも１つの分離要素の周縁領域内に形成される少なくとも１つの第１の通路により、ケーシングの周囲側壁に実質的に平行に且つその近傍で上記第１の収集チャンバから上記第２の収集チャンバまで第２の熱伝達流体を供給するステップと、
− 分離要素の上記熱交換部分により、上記第２の収集チャンバ内を流れる第２の熱伝達流体と、熱交換機のエンド・コイル内を流れる第１の熱伝達流体との間で熱交換を実行するステップと、
− 周囲側壁の軸方向端部と、収容ケーシングの後方壁又は前方壁との間において上記第２の収集チャンバ内でその周縁部に画定される流体を出すのを可能にする少なくとも１つの第２の通路により、熱交換セルの長手方向軸に対して実質的に垂直な方向に沿って第２の収集チャンバから第２の熱伝達流体を排出するステップと
を含む。

有利には、本発明の熱交換方法は、熱交換セルに関連して上で説明した技術的効果を達成する。

本発明の第３の態様によると、本発明が、本記述で定義される熱交換セルを備える加熱装置又は空気調節装置に関連する。

本発明は、上記態様のうちの少なくとも１つの態様において以下の好適な特徴のうちの少なくとも１つを有することができ、これらの特徴は、特には、適用の特定の要求条件に適合するように所望される場合に互いに組み合わされ得る。

好適な実施例では、螺旋形状の熱交換機が、少なくとも１つの裸の管状ダクト、すなわち、その外側表面から延在する熱交換フィンを有さないダクトを備える。

このようにして、有利には、実際には洗浄することが困難である領域である、熱交換フィンと管状ダクトの外側表面との間の接触領域のところのスケールの蓄積に関連する、熱交換性能の経時的な劣化を実質的に完全な形で回避することが可能となる。

好適な実施例では、熱交換機の管状ダクトが扁平断面を有し、好適には楕円断面を有する。

好適には、熱交換機の管状ダクトの、上で言及した複数のコイルのうちのコイルが扁平断面を有し、その主軸が熱交換機の螺旋の長手方向軸に対して実質的に垂直である。

追加の好適な実施例では、適用の特定の要求条件を満たすために、熱交換機の管状ダクトのコイルの扁平断面の主軸が螺旋の長手方向軸に対して斜めである。

好適には、傾斜の角度は６０°から８７°の間に含まれる。

好適な実施例では、ケーシングの周囲側壁が、実質的に中断させずに、熱交換機、及び、第２の熱伝達流体の第１の収集チャンバを取り囲んでその側方の境界を画定する。

本記述の枠組み及びその後の特許請求の範囲の枠組みでは、このような好適な特徴は、収容ケーシングの周囲側壁が、セルの外部に直接に連通される第２の熱伝達流体の出口開口部に向かって第２の熱伝達流体が有意に流れるのを可能にしてそれにより第２の収集チャンバを実質的に迂回させるように構成される開口部を有さない、ことを示している。

好適には、熱交換機の後方側又は前方側において軸方向においてその側面に接するように設置される分離要素が、第１の収集チャンバと、熱交換機に対して同軸に且つ内部に画定される第２の熱伝達流体の供給ゾーンと、の両方から第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバを構造的に分離するように構成され、それにより、セルの収容ケーシング内で第２の熱伝達流体が、ケーシングの周囲側壁に実質的に平行な方向に沿って且つその近傍で、第２の収集チャンバに向かって周縁部を流れることが可能となる。

この目的のため、後でより詳細にその概要を説明するように、分離要素がこの目的に適する任意の形状を有することができ、また、セルの収容ケーシングの形状及び構成との関連で、第２の熱伝達流体を通過させるのを可能にするための貫通開口部を備えても備えなくてもよい。

好適には、第２の熱伝達流体の第１及び第２の収集チャンバの間を流体連通させるための上記少なくとも１つの第１の通路は、少なくとも１つの分離要素の周囲縁部と収容ケーシングの周囲側壁との間に及び／又は少なくとも１つの分離要素の周縁領域内に形成される。

特に好適な実施例では、熱交換セルが、少なくとも１つの分離要素の周囲縁部と、収容ケーシングの周囲側壁との間に及び／又は分離要素の周縁領域内に形成される複数の第１の通路を備える。

出願人は、第１及び第２の収集チャンバの間の第１の流体通路の構成を適切に調整することにより、概略径方向又は軸方向−径方向に沿って熱交換機を通る流れと、分離要素の上流側のセルの部分内の第１の収集チャンバを通る流れとの両方において第２の熱伝達流体の流体力学が最適化されるという追加の有利な技術的効果を達成することが可能となることを実験的に発見した。

第２の熱伝達流体の流体力学をこのように最適化することには、さらに、有利には、熱交換効率が向上することが伴われる。

本発明の好適な実施例では、第２の熱伝達流体の流体力学を最適化することが、好都合には、上で言及した少なくとも１つの第１の通路又は上で言及した複数の第１の通路によって画定される流体流れの合計の断面積を調整することによって達成される。

具体的には、出願人は、上記少なくとも１つの第１の通路又は上記複数の第１の通路によって画定される流体流れの全体の断面積に、セルのケーシングの内部断面全体に対して有利に低い値を与えることにより、分離要素の上流側のセルの領域において第２の熱伝達流体の流体力学を最適化するのを単純且つ効果的な形で達成することが可能となることを実験的に発見した。

好適な実施例では、上記少なくとも１つの第１の通路又は上記複数の第１の通路によって画定される流体流れの合計の断面積は、収容ケーシングの内部断面全体の５％から３０％の間に含まれる。

この問題では、出願人は、収容ケーシングの内部断面全体の５％未満である流体流れの合計の断面積の値が、熱交換セルの動作安定性に悪影響を与える可能性があることを実験的に発見した。

出願人はまた、流体流れの合計の断面積の値が収容ケーシングの内部断面全体の３０％を超える場合に、熱交換機及び第１の収集チャンバを通って流れるときの、並びに分離要素を通って第２の収集チャンバに向かって流れるときの第２の熱伝達流体の流れ分布が一様になるという上で言及した効果に加えて（この効果は、上で概説したように、第１の流体通路の周縁部のロケーションに関連する）、流体力学が最適化されるという有意な追加の効果を達成することが可能とならないことを実験的に発見した。

より好適な実施例では、上記少なくとも１つの第１の通路又は上記複数の第１の通路によって画定される流体流れの合計の断面積が５％から２５％の間に含まれる。

必要に応じて、この流体流れの合計の断面積は以下の好適な範囲のうちの１つの範囲内で調整され得る：収容ケーシングの断面積全体の、５％から２０％の間、１５％から３０％の間、１０％から２０％の間、１０％から２５％の間、１５％から２５％の間又は１５％から２０％の間。

本記述の枠組み及びその後の特許請求の範囲の枠組みでは、量（ａｍｏｕｎｔ）、量（ｑｕａｎｔｉｔｙ）及びパーセンテージなどを表すすべての数値は、特に明記しない限り、いずれの例においても「約」という語が前に付くものとして理解される。また、数的要素（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｅｎｔｉｔｉｅｓ）の全範囲には、本明細書で具体的に示される数値に加えて、最大及び最小の数値と、その間の考えられるすべての中間範囲と、の考えられるすべての組み合わせが含まれる。

出願人は、特には、第１の通路によって画定される第２の熱伝達流体の流体流れの合計の断面積のこのような特定の値を観察することにより、第２の熱伝達流体の流体力学（概略径方向又は軸方向−径方向において熱交換機に対して外側に向かって交差する）が効果的に最適化されることが、熱交換機の軸方向の延在範囲の実質的に全体に沿って及び熱交換機の円周方向の延在範囲の実質的に全体に沿って達成され、それにより優先的な流体経路が有意に減少しまた熱交換機のコイルの迂回現象が有意に低減される、ことを実験的に発見した。

具体的には、出願人は、コイルの間に画定される隙間を通って流れる、径方向又は軸方向−径方向において熱交換機と交差する第２の熱伝達流体の流量が、熱交換機自体の軸方向の延在範囲に沿って実質的に一定となり得ることを発見した。

出願人はまた、この流量が熱交換機の円周方向の延在範囲に沿っても実質的に一定となり、それにより、第２の熱伝達流体が第１の環状収集チャンバ内で熱交換機の円周方向の延在範囲に沿って確実に一様に流れるようになり、それにより、第１の収集チャンバ内で、流体流れに関与しないようなデッド・ゾーンが存在することが大幅に低減される、と考察する。

出願人は、このようにして、第２の熱伝達流体の流体力学、及びひいては、この流体と熱交換機との間の熱交換を最適化することにより、有利には、上に示した内部仕切り要素を有さない第１の構成に対して、セルの熱交換効率を向上させることが可能となり、それにより、特には軸方向に沿う熱交換機のサイズが縮小され、結果として、熱交換機及び熱交換機を含む熱交換セルの両方の、コスト、材料消費及びサイズが有利に低減されることになることを発見した。

好適な実施例では、上記少なくとも１つの第１の通路又は上記複数の第１の通路によって画定される流体流れの断面積が収容ケーシングの周囲側壁のペリメータに沿って一様に分布される。

このようにして、有利には、円周方向に沿う第２の熱伝達流体の分布を一様に調整することが可能となり、それにより第２の熱伝達流体の流体力学が最適化される。

追加の好適な実施例では、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする上で言及した少なくとも１つの第２の通路の距離が増大することで、上記少なくとも１つの第１の通路又は上記複数の第１の通路によって画定される流体流れの断面積がセルの収容ケーシングの周囲側壁のペリメータに沿って増大する。

熱交換セルのこの好適な実施例は、動作構成においてセルが水平に設置される場合に特に有利である。水平に設置される構成では、実際には、例えばバーナーからくる燃焼ガスである、第２の熱伝達流体が対流して上昇することが促進されることが避けられず、それにより、熱交換機の下側領域を迂回するような優先的な経路が形成される現象が増える。

対照的に、熱交換セルのこの好適な実施例では、例えばセルを水平に設置する場合では上側領域である、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする通路に近い第１の収集チャンバの領域内に、第２の熱伝達流体の蓄積ポケット（ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｏｃｋｅｔ）が形成されることが制限され、それにより、圧力低下が低減されることで、第２の熱伝達流体が、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする第２の通路からより遠い領域（例えば、セルを水平に設置する場合では下側領域）に向かって流れることが促進される。

このようにして、熱交換機の外側に画定される、第１の収集チャンバの円周方向の延在範囲に沿う第２の熱伝達流体の分布が非常に最適化され、それにより、第１の収集チャンバ内で、流体流れに関与しないようなデッド・ゾーンが存在することが大幅に低減される。

この好適な実施例の枠組みでは、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする第２の通路からの距離が増大することで、セルの収容ケーシングの周囲側壁のペリメータに沿うように、第１の通路によって画定される流体流れの断面積を所望される程度で増大させることが、複数の形で達成され得る。

したがって、第１の好適な実施例では、流体流れの断面積を所望される程度で増大させることが、分離要素の周縁領域に複数の貫通孔を設けることにより（同数の第１の流体通路を形成する）達成され得、これらの貫通孔は、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする第２の通路からの距離が増大することで増大するような流体流れの断面積を有する。

代替の好適な実施例では、流体流れの断面積を所望される程度で増大させることが、分離要素の周囲縁部と収容ケーシングの周囲側壁との間に１つの第１の流体通路又は複数の第１の流体通路を画定することによって達成され得、これらの流体通路は、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする第２の通路からの距離が増大することで増大するような流体流れの断面積を有する。

別の好適な実施例では、上述した方法を組み合わせることにより、流体流れの断面積を所望される程度で増大させることが達成され得る。

これらの実施例の枠組みでは、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする第２の通路からの距離が増大することで第２の熱伝達流体の流体流れの断面積を増大させることが変わらず可能である限りにおいて、第１の流体通路の形状は重要ではない。

好適には、分離要素が、概略プレート形状又は概略リング形状のボディを有する。

好適には、分離要素が熱交換機に対して軸方向において外部の且つ後方の位置に設置される場合、分離要素が概略プレート形状のボディを有する。

好適には、分離要素が熱交換機に対して軸方向において外部の且つ前方の位置に設置される場合、分離要素が概略リング形状のボディを有する。

このようにして、第２の熱伝達流体の流体力学を最適化するのに最も適するような、第２の熱伝達流体の第１及び第２の収集チャンバの間を流体連通させるための上記少なくとも１つの通路の構成を有するように分離要素の幾何形状を単純に且つ柔軟性をもって修正するのを可能にしながら、分離要素が単純な形で製造されるようになる。

好適には、分離要素のボディが、収容ケーシングの形状に本質的に対合するような形状を有する。

熱交換機に対して軸方向において外部の且つ後方の位置に分離要素が設置されるような好適な実施例の枠組みでは、及び、収容ケーシングが概略カップ形状又は概略円筒形である場合、分離要素のボディは好適には概略ディスク形状である。

好適には、分離要素が、少なくとも部分的に、セルの収容ケーシングの断面より小さい横方向の寸法を有し、こうすることで、第１及び第２の収集チャンバの間を流体連通させる上記少なくとも１つの通路が、上で概説したように、分離要素の周囲縁部と収容ケーシングの周囲側壁との間に形成される。

このようにして、有利には、第２の熱伝達流体の第１及び第２の収集チャンバの間を流体連通させるための上記少なくとも１つの第１の通路を非常に単純に且つ容易に画定することが可能となり、第１の通路は、この場合では、特別なダクトを設けることを必要とすることなく、分離要素の周囲縁部とケーシングの周囲側壁との間を周縁部に沿って延在する。

好適には、分離要素が、分離要素の周囲縁部から側方に延在して収容ケーシングの周囲側壁と当接関係で協働する少なくとも１つのスペーサ突出部（ｓｐａｃｅｒ ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ）を備える。

さらに好適には、分離要素が、周囲縁部から側方に延在する複数のスペーサ突出部を備える。

このようにして、有利には、非常に単純な形でケーシングに対して分離要素を完璧に心出しして正確にポジショニングするのを実現することが可能となり、それにより、同様に単純な形で、第２の熱伝達流体の第１及び第２の収集チャンバの間を流体連通させるための上で言及した少なくとも１つの第１の通路又は上で言及した複数の第１の通路が形成される。

任意選択で、上で概説したように、スペーサ突出部により、非常に単純な形で、上で言及した好適な構成を得ることが可能となり、それにより、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする第２の通路からの距離が増大することで、セルの収容ケーシングの周囲側壁のペリメータに沿って、上記少なくとも１つの第１の通路によって画定される流体流れの断面積が増大する。

好適には、熱交換セルが、第２の収集チャンバの下流側に画定される第２の熱伝達流体の第３の収集チャンバをさらに備え、この第３のチャンバが、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする第２の通路と、上記第３の収集チャンバの下流側に画定される熱交換セルからの第２の熱伝達流体の出口開口部とに流体連通される。

好適な実施例では、熱交換セルが、ケーシングの周囲側壁と少なくとも１つの分離要素の周囲縁部の一部分との間を延在する少なくとも１つの密閉仕切り壁（ｃｌｏｓｉｎｇ ｐａｒｔｉｔｉｏｎ ｗａｌｌ）をさらに備え、ここでは、密閉仕切り壁が、第２の熱伝達流体の第１及び第２の収集チャンバの間を直接に流体連通させるのを制限するように構成される。

このようにして、特には、上で概説したように、このような仕切り壁の幾何形状及び／又はサイズを修正することで、上記少なくとも１つの第１の通路によって画定される流体流れの断面積を調整することにより、有利には、特には第１及び第２の収集チャンバの間の通路内の、第２の熱伝達流体の流体力学を最適化することが可能となる。

さらに好適には、少なくとも１つの密閉仕切り壁が、少なくとも１つの分離要素の周囲縁部の上記部分から延在するか又はセルの収容ケーシングの周囲側壁から延在する。

好適な実施例では、動作構成においてセルが水平に設置される場合に特に有利なことに、上で言及した少なくとも１つの密閉仕切り壁が、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする上で言及した少なくとも１つの第２の通路のところで、上で言及した少なくとも１つの分離要素の周囲縁部のその部分から延在するか、又は、セルの収容ケーシングの周囲側壁から延在する。

このようにして、有利には、周囲側壁の軸方向端部とセルの収容ケーシングの後方壁又は前方壁との間において、第２の収集チャンバ内に画定される流体が出るのを可能にする第２の通路に向かって第１の収集チャンバから第２の熱伝達流体が流れるという迂回現象を制限することが可能となる。

したがって、この場合、第２の熱伝達流体が好適には第２の収集チャンバの他の領域の方に向かい、この他の領域とは熱交換機のエンド・コイルに対して所望される追加の熱伝達が行われるような領域であり、上記の追加の熱伝達は、有利には、分離要素の、上で言及した熱交換部分によって仲介される。

好適な実施例では、第２の熱伝達流体の第３の収集チャンバがケーシングの周囲側壁から延在するキャップ内に画定され、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする上で言及した少なくとも１つの第２の通路の下流側に配置される。

このようにして、有利には、適用の要求条件に応じてこのような外部キャップを適切に構成及び配置することにより、第３の収集チャンバに対して適切な構成を与えることが可能となる。

好適な実施例では、上で言及したキャップが、ケーシングの周囲側壁の厚み部分の少なくとも一部において形成される内側開口部のところで、セルの収容ケーシングの周囲側壁から延在し、この場合、分離要素が、ケーシングの周囲側壁に平行に少なくとも１つの密閉仕切り壁から延在して形状結合（ｓｈａｐｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）により内側開口部内に収容されるプレート形状の部分をさらに備える。

このようにして、有利には、第２の熱伝達流体の第１の収集チャンバから第３の収集チャンバへと第２の熱伝達流体が流れるという迂回現象を制限することが可能となり、代わりに、優先的に、第２の熱伝達流体が第２の収集チャンバの方に向かうようになり、ここでは、分離要素の、上で言及した熱交換部分によって有利には仲介されて熱交換機へとさらに熱が伝達される。

好適には、上記少なくとも１つの密閉仕切り壁が、ケーシングの周囲側壁に実質的に平行に且つその周囲側壁の近傍において、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする上で言及した少なくとも１つの第２の通路へと向かうように第１の収集チャンバから第２の熱伝達流体が流れるのを可能にするように構成される少なくとも第１の通路を備える。

このようにして、有利には、セルの好適な構成において、第１の収集チャンバから第２の収集チャンバに向かう第２の熱伝達流体の通過の合計の断面積の値を調整することと、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする第２の通路の方に第２の熱伝達流体の２次流れを向けることと、の両方により、第２の熱伝達流体の流体力学を調整することの実現性を上げることが可能となり、このセルの好適な構成では、密閉仕切り壁が、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする上で言及した少なくとも１つの第２の通路のところを延在する。

熱交換セルのこの好適な実施例では、動作構成においてセルが水平に設置される場合に特に有利なことに、上で言及した少なくとも１つの密閉仕切り壁の中に形成される上で言及した少なくとも１つの第１の通路が、第２の熱伝達流体が対流して上昇することを原因として第１の収集チャンバの上側領域内に第２の熱伝達流体の蓄積ポケットが形成されるのを有利に妨げる。

上で言及した好適な実施例の枠組みでは、上で言及した少なくとも１つの第１の通路が、達成すべき流体力学の調整の種類に応じる適切な形状及びサイズを有するような、上で言及した密閉仕切り壁内に形成される１つ又は複数の貫通孔及び／又は貫通スリットを備えることができる。

特に好適な実施例では、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバが概略環状の構成を有する。

分離要素と、周囲側壁と、セルの収容ケーシングの後方壁との間において、第２の収集チャンバが熱交換機に対して軸方向において外部の位置に画定されるような、好適な実施例では、第２の収集チャンバのこのような概略環状の構成は、好適且つ有利な手法としては、分離要素及び／又はセルの収容ケーシングの後方壁を適切に成形することにより、達成され得る。

有利には、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバの概略環状の構成により、第２のチャンバを通るこの流体の流れの流体力学を最適化することが可能となり、それにより、分離要素の、上で言及した熱交換部分によって仲介されて第２の熱伝達流体と熱交換関係にある、熱交換機のエンド・コイル内を流れる第１の熱伝達流体との熱交換が強化される。

具体的には、概略環状となるように構成される第２の収集チャンバにより、以下の有利な技術的効果が得られる：
− セルの熱交換効率をさらに向上させること、また具体的には所望される場合に第２の熱伝達流体（例えば、燃焼ガス）の凝縮効果をさらに向上させること、に特に効果的である、セルの追加の熱交換要素を形成することが可能となり、これは、動作中に熱交換セル内の最低温度を有する第１の熱伝達流体を有利には供給するところである熱交換機のエンド・コイルと熱交換関係にありまた好適には直接に接触する分離要素の熱交換部分との熱交換のおかげである；
− 第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする第２の通路の方に直接に通過するのを妨げるような流れの動きを第２の熱伝達流体に対して与えることが可能となり、それにより、この流体からの熱伝達がこのようにして強化され、また所望される場合、セルの第２の収集チャンバの凝縮の能力が向上する。

好適な実施例では、上で言及した少なくとも１つの分離要素が概略プレート形状のボディを有し、また、第２の熱伝達流体の供給ゾーンに面する断熱ディスクを中央に備える。

有利には、断熱ディスクにより、非常に高い温度を有する第２の熱伝達流体の供給ゾーンと、その初期熱のほとんどが伝達された後で第２の流体が流れるところであるこの流体の第２の収集チャンバとの間で、適切な断熱を実現することが可能となる。

セルが水加熱装置のためのガス−液体熱交換セルであるような好適な実施例では、第２の熱伝達流体は、好適には、本記述において「燃焼室」という用語を用いても示されるような供給ゾーン内に収容されるバーナーの燃焼ガスによって形成される。

より好適には、断熱ディスクは、分離要素のボディの中央に形成されるそれぞれのハウジング・シート内に収容される。

好適には、断熱ディスクは熱交換機に対して同軸となるように且つ内部で完全に受けられる。

このようにして、有利には、セルの最も高温の部分である第２の熱伝達流体の供給ゾーンを、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバから及び収容ケーシングの後方壁から断熱することが可能となり、それにより、所望される場合に第２の収集チャンバの凝縮の能力が向上し、また、収容ケーシングの材料が熱的に保護される。

好適な実施例では、分離要素のボディが概略プレート形状であり、対して、分離要素の熱交換部分がこのような概略プレート形状のボディの周囲クラウン（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｃｒｏｗｎ）を有する。

このようにして、分離要素のボディの周囲クラウンが、熱交換機のエンド・コイル内を流れる第１の熱伝達流体と、第２の収集チャンバ内を流れる第２の熱伝達流体との間で最適に熱交換するのを可能にする熱交換部分として機能することと、熱交換機を定位置で強固に保持するのを補助するために及び熱交換セル内での熱交換機の設置作業を容易にするために、好適には有意な形状結合により、熱交換機の第１のコイルを受け入れるように適合されるレシービング・シートを形成することとが可能となる。

好適には、この好適な事例では分離要素のボディの周囲クラウンによって形成される、分離要素の熱交換部分が、隙間を残すことなく及び断熱要素を介在させることなく、熱交換機の第１の入口コイルに直接に接触し、この第１の入口コイル内では、熱交換機内部を循環する第１の流体が最低温度を有する。

このようにして、有利には、分離要素の後方面を囲む第２の熱伝達流体と熱交換機の特には第１のコイルとの間の熱交換を強化することが可能となり、それにより、所望される場合、潜在的な凝縮熱を回収するための熱交換セルの容量が向上する。

特に好適な実施例では、周囲クラウンは断熱ディスクのハウジング・シートに対して径方向において外部にある。

このようにして、有利には、断熱ディスクによって吸収される熱の一部を分離要素の熱交換部分に伝達してさらにそこから熱交換機のエンド・コイルに伝達することが可能となり、それにより、セルの熱交換効率が向上する。

特に好適な実施例では、分離要素の概略プレート形状のボディの周囲クラウンが、少なくとも部分的に、熱交換機のコイルと実質的に同じ巻線ピッチで渦巻き状に延在する。

好適には、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバも、円周方向に沿って変化する流体流れの断面積を有する。

この好適な特徴の結果として、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバが概略環状且つ渦巻き形状の構成であることにより、有利には、第２のチャンバを通って流れるこの流体の流体力学をさらに最適化することが可能となり、それにより、分離要素の、上で言及した熱交換部分によって仲介されて第２の熱伝達流体と熱交換関係にある、熱交換機のエンド・コイル内を流れる第１の熱伝達流体との熱交換が強化される。

具体的には、概略環状となるように構成される第２の収集チャンバはある種の追加のシングル・コイルの渦巻きダクトを形成し、これは、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする第２の通路に向かうように第２の熱伝達流体の流れを、一様に且つ方向性をもって運搬する。

このシングル・コイルの渦巻きダクトはセルの追加の渦巻き状の熱交換要素として実質的に機能し、これは、セルの熱交換効率をさらに向上させるのを可能にし、また特には、所望される場合、動作中に熱交換セル内で最低温度を有する第１の熱伝達流体を有利には供給するところである熱交換機のエンド・コイルに接触する分離要素と熱交換することを理由として、燃焼ガスの凝縮の効果をさらに向上させるのを可能にする。

分離要素の概略プレート形状のボディの周囲クラウンが少なくとも部分的に渦巻き状に展開されることと、これらの好適な特徴の組み合わせから得られることであるが、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバが概略環状且つ渦巻きの構成であることとにより、有利には、セル自体の軸方向のサイズを最小にしながら同時にセルの熱交換効率を上で言及したように向上させることを達成することがさらに可能となる。

この好適な実施例では、実際には、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバが、そのエンド・コイル（軸方向においてオフセットされる平面上に位置する）を用いて作られるそれ自体の巻線ピッチを有する熱交換機によって占有される容積内に部分的に貫入し、この容積が、このタイプの熱交換機を据え付ける従来技術のセルの場合のように未使用のまま残されるのではなく、有利には、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバによる熱交換のために活用される。

周囲クラウンの両端部が軸方向において互い違いの平面上にあることを理由として、好適には、これらの端部は斜めの接続壁によって接続される。

有利には、この斜めの接続壁により、第２の熱伝達流体の流体力学に悪影響を与える可能性がある凹部又は段差が形成されることが防止され、これは具体的には、周囲クラウンの軸方向においてオフセットされる両端部の間で生じる可能性があるいかなる乱流現象も減衰させることによって防止される。

好適には、断熱ディスクのハウジング・シートが、ディスクをハウジング・シートの後方壁から所定の距離のところで維持するように構成される少なくとも１つのスペーサ・レリーフを内部に備える底部壁を備える。

このようにして、ハウジング・シートの底部と、例えば高温の燃焼ガス（第２の熱伝達流体）が生じるところであるセルの燃焼室である第２の熱伝達流体の供給ゾーンに隣接するところで高い温度を有するディスクと、の間で、有益な断熱が実現される。したがって、断熱ディスクのハウジング・シートの底部壁に向かう熱分散が低減され、それにより、断熱ディスクのハウジング・シートの周りを側方に延在する分離要素の熱交換部分が、例えば凝縮の効果により、第２の熱伝達流体に対しての別の熱交換要素としてのその機能を最良に果たすようになる。

好適には、断熱ディスクのハウジング・シートが、ケーシングの後方壁に向かって延在する少なくとも１つのスペーサ・レリーフを外部に備える底部壁を備える。

このようにして、有利には、ディスクに接触しており高温であるディスクのハウジング・シートと、セルの収容ケーシングの後方壁との間でより良好な断熱を実現することが可能となる。これによりセルの収容ケーシングの方への熱損失が低減され、それにより、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ内における、セルの凝縮能力が向上する。

好適には、ディスクのハウジング・シートは、分離要素の前方部分において分離要素から延在する円周方向レリーフによって少なくとも部分的に周縁部の境界を画定される。

有利には、ディスクのハウジング・シートの周りに形成されるこのような円周方向レリーフが、熱交換機の第１のコイルのためのハウジング・シートとして機能する分離要素のボディの周囲クラウンの境界を画定し、したがってそれにより、分離要素に対して及びセルの収容ケーシングに対して熱交換機が自動で心出しされて正確な位置でロックされるようになる。

熱交換機をこのように正確な位置でロックすることにより、さらに、有利には、収容ケーシングの対応する入口スリーブ及び出口スリーブ内に当接関係で密閉可能に設置される熱交換機の入口接続部及び出口接続部が第１の熱伝達流体によって作用する圧力の結果としてスリーブから外れないことを防止することが可能となる。

好適には、分離要素のボディの周囲クラウンが、熱交換機の直線端部分に対して側方に延在する直線部分を備える。

このようにして、有利には、セル内に熱交換機を据え付けるのをさらに容易にすることが可能となり、その理由は、熱交換機の第１のコイルを形成する管状ダクトの直線部分を受けて好適には当接関係で協働するように構成される、分離要素の直線部分が、２つの部片を一体に組み立てるための正確な角度基準を提供するからである。

好適な実施例では、ケーシングの後方壁に向かって後方に延在する上で言及した少なくとも１つのスペーサ・レリーフを好適には備える、断熱ディスクのハウジング・シートの後方壁が、ケーシングの後方壁に実質的に接触する。

このようにして、有利には、セルの軸方向のサイズを最小にしながら、同時にケーシングの後方壁に向かって延在する断熱ディスクのハウジング・シートを使用することにより、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバに対して、上で言及した概略環状構成を与えることが可能となる。

このようにして、さらに、有利には、流体に対して熱を放出することができるような比較的高い温度を有する、ディスクのハウジング・シートの後方壁と、セルの収容ケーシングの後方壁との間を、第２の熱伝達流体が通過するのを回避することが可能となり、それにより、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバの熱交換能力が向上し、また所望される場合は凝縮の能力が向上する。

好適な実施例では、断熱ディスクのハウジング・シートの側壁が、ハウジング・シートの後方壁に向かってテーパ状である部分を備える。

このようにして、有利には、第２の収集チャンバ内を流れる第２の熱伝達流体の圧力損失を低減することが可能となり、それにより、この流体を熱交換セルの中に供給して熱交換セルを正確に動作させるのに必要となる供給デバイス（一般に、ファン）の動力を低減することが可能となる。

好適な実施例では、熱交換セルが、収容ケーシングの前方壁に付随して第２の熱伝達流体の供給ゾーンに面する概略環状の断熱要素を備える。

このようにして、有利には、特にバーナーが存在する場合には通常は高温である第２の熱伝達流体の供給ゾーンから収容ケーシングの前方壁を断熱することが可能となり、それによりこの壁の材料が熱的に保護される。

好適には、上で言及した概略環状の断熱要素は、セルの収容ケーシングの前方壁内に形成されるそれぞれのハウジング・シート内に収容される。

第１の好適な実施例では、概略環状の断熱要素のハウジング・シートが、バーナー又はセル内の第２の熱伝達流体の他の供給手段を受けるように構成される、収容ケーシングの前方壁内に形成される好適にはセルの長手方向と同軸である開口部に対して同軸に且つ外部に形成される。

第２の好適な実施例では、例えばセルが熱回収装置として機能するような事例で見られるように、概略環状の断熱要素のハウジング・シートが、冷却されることになる高温の流体の供給ダクトに接続されるのを可能にするように構成される、収容ケーシングの前方壁内に形成される好適にはセルの長手方向軸と同軸である開口部の内側壁によって画定される。

好適な実施例では、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバが、上で言及した少なくとも１つの分離要素と、周囲側壁と、収容ケーシングの前方壁との間において、熱交換機に対して軸方向において外部の位置に画定され、少なくとも部分的に、上で言及した概略環状の断熱要素に対して同軸に且つ外部に画定される。

このようにして、有利には、熱交換セルの軸方向のサイズを最大限に縮小することを達成することが可能となり、その理由は、概略環状の断熱要素の軸方向のサイズの一部が、セルの前方ゾーンの中に、この要素に対して同軸に且つ外部に、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバを画定するのに活用されるからである。

また、セルのこの好適な構成は、概略環状の断熱要素に対して同軸に且つ外部に実際に画定される、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバを効果的に断熱するという追加の有利な技術的効果を達成するのを可能にする。

その結果、第２の収集チャンバの中及び熱交換機の前方エンド・コイルの中をそれぞれ流れる第２の熱伝達流体と第１の熱伝達流体との間の熱交換を改善することが達成され、また所望される場合、第２の収集チャンバの凝縮能力も改善される。

第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバがセルの前方ゾーン内に画定されるこの好適な実施例の枠組みでは、分離要素が好適には概略リング形状のボディを有し、対して、熱交換機のエンド・コイル（この場合、前方のコイル）の少なくとも一部分に接触する分離要素の熱交換部分が、上で言及した概略リング形状のボディの一部、好適にはすべてを有する。

このようにして、有利には、第２の収集チャンバの中及び熱交換機の前方エンド・コイルの中をそれぞれ流れる第２の熱伝達流体及び第１の熱伝達流体の間の熱交換を最大にすることが可能となる。

好適には、熱交換機のエンド・コイルの少なくとも一部分と熱交換関係にある分離要素の熱交換部分が、隙間を残すことなく及び断熱要素を介在させることなく、このエンド・コイルに直接に接触し、有利にはこのエンド・コイルには動作中に最も低い温度を有する第１の熱伝達流体が供給される。

この好適な構成は、上述した構成と同様に、分離要素の前方面に接触する第２の熱伝達流体と熱交換機との間の熱交換を強化するのを可能にし、また具体的には、第２の熱伝達流体と熱交換機の第１のコイルとの間の熱交換を強化するのを可能にし、それにより所望される場合に熱交換セルの凝縮能力を向上させる。

特に好適な実施例では、プレート形状のボディを備える分離要素の上の実施例と同様に、前方分離要素の概略リング形状のボディが、例えば概略環状の断熱要素に対して径方向において外部の位置において、概略環状の断熱要素の周りを側方に延在する。

したがって、この事例ではさらに、有利には、概略環状の断熱要素によって吸収される熱の一部を分離要素の熱交換部分に伝達してさらにそこから熱交換機のエンド・コイルに伝達することが可能となり、それにより、セルの熱交換効率が向上する。

好適な実施例では、プレート形状のボディを備える分離要素の上の実施例と同様に、前方分離要素の概略リング形状のボディが、少なくとも部分的に、熱交換機のコイルと実質的に同じ巻線ピッチで渦巻き状に延在する。

好適には、この事例でもやはり、セルの前方ゾーン内に画定される第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバが、好適には、円周方向に沿って変化する流体流れの断面積を有する。

この好適な特徴の結果として、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバが概略環状且つ渦巻き形状の構成であることにより、有利には、変更すべきところは変更して、上で概説した技術的効果を達成することが可能となり、言い換えると、第２のチャンバを通るそれの流れにおいて第２の熱伝達流体の流体力学をさらに最適化し、それにより、熱交換セルの軸方向の延在範囲を最小にしながら、同時に上で言及した少なくとも１つの分離要素によって仲介されて第２の熱伝達流体と熱交換関係にある、熱交換機のエンド・コイル（この場合、前方のコイル）内を流れる第１の熱伝達流体との熱交換が強化される、という技術的効果を達成することが可能となる。

またこの事例では、さらに、概略環状となるように構成される第２の収集チャンバはある種の追加のシングル・コイルの渦巻きダクトを形成し、これは、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする第２の通路に向かうように第２の熱伝達流体の流れを、一様に且つ方向性をもって運搬し、またこの追加のシングル・コイルの渦巻きダクトはセルの追加の渦巻き状の熱交換要素として実質的に振る舞い、渦巻き熱交換機の容積内に部分的に貫入する。

このすべてにより、上で概説したように、セルの軸方向のサイズを最小にしながらセルの熱交換効率をさらに向上させることが可能となる。

好適な実施例では、分離要素が、ケーシングの後方壁の方を向く分離要素の上で言及した熱交換部分の後方面から延在するか又はセルの収容ケーシングの前方壁の方を向く分離要素の上で言及した熱交換部分の前方面から延在する複数の熱交換突出部（ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ）を備える。

このようにして、有利には、分離要素の熱交換面を増大することが可能となり、それにより、第２の収集チャンバ内での第２の熱伝達流体と分離要素の熱交換部分（及び、ひいては、熱交換機）との間の熱交換の規模が増大し、これは、このチャンバがセルの後方ゾーン又は前方ゾーンに画定される好適な実施例のいずれでも起こる。

好適な実施例では、上で言及した複数の熱交換突出部が、概略径方向に沿って及び／又は上記概略径方向に対して斜めの方向に沿って延在して第２の熱伝達流体を流すのを可能にする少なくとも１つのチャンネル、また最も好適には複数の通過チャンネルを画定するように分布される。

このように画定される通過チャンネルは、有利には、第２の熱伝達流体の流れを第２の収集チャンバの中心に向け、したがってひいては熱交換突出部を備える領域の方に向け、それにより、セルの第２の収集チャンバの全体の熱交換及び凝縮能力がさらに向上する。

好適には、熱交換突出部内に画定される第２の熱伝達流体の通過チャンネルは直線又は曲線であってよい。

好適には、熱交換突出部は、実質的に、熱交換面を最大にするようなペグ及び／又はフィンとして成形される。

好適な実施例では、分離要素が、分離要素の周囲縁部から延在する複数の分流フィン（ｄｉｖｅｒｔｉｎｇ ｆｉｎ）を備え、これらの分流フィンが、径方向に沿ってケーシングの周囲側壁に向かうように、また、任意選択で、軸方向に沿ってケーシングの後方壁又は前方壁に向かうように、展開される。

有利には、分離フィンが、第２の収集チャンバの内部を流れる第２の熱伝達流体の流体力学をさらに制御することを可能にし、径方向においてこの流体を、熱交換突出部が位置していてよい分離要素の中心の方に向け（すなわち、セルの、及び、第２の収集チャンバの長手方向軸の方に向ける）、それにより、ケーシングの周囲側壁の近傍で第２の熱伝達流体が単に周縁部を流れるのを妨げ、可能性としてこの流体が第２の収集チャンバから流体出口通路の方に向かうように迂回するのを妨げる。

好適な実施例では、上記少なくとも１つの分離要素が、断熱ディスクの近くか又は概略環状の断熱要素の近くに配置される少なくとも１つの概略スロット形状の貫通スリットをさらに備える。

より好適には、少なくとも１つの貫通スリットが、断熱ディスクのハウジング・シートの近く又は概略環状の断熱要素の近くに形成される。

有利には、見込まれる場合、分離要素内に１つ又は複数のスリットが存在することで、ディスク又は概略環状の断熱要素と、それらを収容するためのシートとの間を、また断熱ディスクより有意に低温である熱交換機の第１の入口コイルに接触している分離要素の又は概略環状の断熱要素のボディの熱交換部分との間を、部分的に熱的に分離すること（ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ）を達成することが可能となる。

このようにして、有利には、分離要素のボディの熱交換部分の温度を制限することが可能となり、それにより、所望される場合に熱交換セルの凝縮能力が向上する。

上で言及したように、本発明の好適な実施例では、第２の熱伝達流体が、ケーシング内で熱交換機に対して同軸に且つ内部に画定される第２の熱伝達流体の供給ゾーン（燃焼室）内に設置されるように構成されるバーナーによって生じる燃焼ガスである。

この事例では、上で示されるように、セルが好適には凝縮熱交換セルである。

上に示されるように、本発明の追加の好適な実施例では、第２の熱伝達流体が、ケーシング内で熱交換機に対して同軸に且つ内部に画定される第２の熱伝達流体の供給ゾーンに送られる高温ガス（可能性として、燃焼ガス）である。

この事例では、上で言及したように、セルは好適には熱回収装置である。

本発明の熱交換方法の枠組みでは、上で概説したように、第１の収集チャンバから第２の収集チャンバへの第２の熱伝達流体の供給ステップが、少なくとも１つの分離要素の周囲縁部と、収容ケーシングの周囲側壁との間に及び／又は少なくとも１つの分離要素の周縁部ゾーン内に形成される上記少なくとも１つの第１の通路によって実行される。

このようにして、有利には、セル内で第２の熱伝達流体を一様に分布させることが可能となる。

好適な実施例では、熱交換方法が、ケーシングの周囲側壁と分離要素との間を延在する上述した上記少なくとも１つの密閉仕切り壁により第１の収集チャンバから第２の収集チャンバへと第２の熱伝達流体を直接に通過させるのを制限するステップを含む。

このようにして、上で概説したように、有利には、上記密閉仕切り壁の形状及び／又はサイズを単純に変更することで第１の収集チャンバと第２の収集チャンバとの間の流体通路の断面積を調整することにより、第２の熱伝達流体の流体力学を調整することが可能となる。

好適な実施例では、この熱交換方法が、第２のチャンバから流体が出るのを可能にする上で言及した少なくとも１つの第２の通路に対して及びセルからの第２の熱伝達流体の出口開口部に対して流体連通される、第２のチャンバの下流側に画定される第３の収集チャンバに対して、第２の収集チャンバから第２の熱伝達流体を供給するステップをさらに含む。

好適な実施例では、この熱交換方法が、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする上で言及した少なくとも１つの第２の通路に向かって第１の収集チャンバから第２の熱伝達流体の一部すなわち２次流れを供給するステップをさらに含む。

このようにして、上で概説したように、有利には、第２の熱伝達流体の流体力学を調整及び最適化することの実現性を上げることが可能となる。

上で概説したように、本発明による方法のこの好適な実施例は、動作構成においてセルが水平に設置される場合に特に有利であり、その理由は、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする通路に直接に向かって第２の熱伝達流体のこのような２次流れを供給することが、この流体が対流して上昇することを原因として第１の収集チャンバの上側ゾーン内に第２の熱伝達流体の蓄積ポケットが形成されるのを効果的に妨げるからである。

好適な実施例では、熱交換方法が、セルのケーシングの後方壁の方を向く分離要素の上で言及した熱交換部分の後方面から延在するか又はケーシングの前方壁の方を向く分離要素の上で言及した熱交換部分の前方面から延在する複数の熱交換突出部を通して第２の熱伝達流体の流れを運搬するステップをさらに含む。

このようにして、既に上で言及したように、より大きい熱交換面が存在することで、有利には、第２の熱伝達流体と、分離要素の熱交換部分（及び、分離要素のこの部分と熱交換関係にある熱交換機のエンド・コイル）との間の熱交換を強化することが可能となる。

好適な実施例では、熱交換方法が、径方向に沿って第２の収集チャンバの中心部分に向かうように及び／又は上記概略径方向に対して斜め方向に沿うように、第２の熱伝達流体の流れを運搬するステップをさらに含む。

このようにして、上で説明したように、有利には、第２の熱伝達流体の流れを径方向に沿って第２の収集チャンバの中心に向かわせて、したがってひいては、熱交換突出部を備える領域に向かわせることが可能となり、それにより、セルの第２の収集チャンバの全体の熱交換がさらに強化されて凝縮能力がさらに向上する。

好適な実施例では、熱交換方法が、分離要素の周囲縁部から延在する複数の分流フィンにより第２の熱伝達流体の流れを分流させるステップをさらに含み、これらの分流フィンが、径方向に沿ってケーシングの周囲側壁に向かうように、また、任意選択で、軸方向に沿ってケーシングの後方壁又は前方壁に向かうように、展開される。

このようにして、上述したように、有利には、第２の収集チャンバの内部を流れる第２の熱伝達流体の流体力学をさらに制御することが可能となり、径方向においてこの流体を、熱交換突出部が位置していてよい分離要素の中心の方に向け（すなわち、セルの、及び、第２の収集チャンバの長手方向軸の方に向ける）、それにより、ケーシングの周囲側壁の近傍で第２の熱伝達流体が単に周縁部を流れるのを妨げ、可能性としてこの流体がセルの出口開口の方に向かうように迂回するのを妨げる。

好適な実施例では、熱交換方法が、少なくとも１つの分離要素の周囲縁部と収容ケーシングの周囲側壁との間に及び／又は少なくとも１つの分離要素の周縁部ゾーン内に形成される少なくとも１つの第１の通路の流体流れの合計の断面積を調整することにより、第２の収集チャンバに向かうように供給される第２の熱伝達流体の流体力学を調整するステップをさらに含む。

このようにして、上述したように、有利には、複雑な構造又は追加の調整要素に頼ることなく、非常に単純な形で、セル内部の第２の熱伝達流体の流体力学を最適化することが可能となる。

好適には、上で言及した調整するステップが、上記周囲側壁のペリメータに沿って、第２の収集チャンバに向かうように供給される第２の熱伝達流体の流量を一様に分布させることを含む。

このようにして、上で概説したように、有利には、第２の熱伝達流体の円周方向に沿う分布を一様に調整することが可能となり、それによりその流体力学が最適化される。

代替の好適な実施例では、動作構成においてセルが水平に設置される場合に特に有利なことであるが、上で言及した調整するステップが、第２の収集チャンバに向かうように送られる第２の熱伝達流体の流れをケーシングの周囲側壁のペリメータに沿うように分布させることを含み、それにより、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする上記少なくとも１つの第２の通路からの距離が増大することでこの流体の流量が増大するようになる。

このようにして、上で概説したように、有利には、例えばセルを水平に設置する場合では上側ゾーンである、第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする通路に近い第１の収集チャンバのゾーン内に、第２の熱伝達流体の蓄積ポケットが形成されるのを妨げることが可能となり、それにより、圧力低下が低減されることで、第２の熱伝達流体が、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバから流体が出るのを可能にする第２の通路から最も遠いゾーン（例えば、セルを水平に設置する場合では下側ゾーン）に向かって流れることが促進される。

このようにして、熱交換機に対して外部に画定される第１の収集チャンバの円周方向の延在範囲に沿う第２の熱伝達流体の分布が最適化され、それにより、第１の収集チャンバ内での、流体が流れないようなデッド・ゾーンの存在が大幅に低減される。

添付図面を参照する本発明のいくつかの好適な実施例の以下の詳細な説明から、本発明の追加の特徴及び利点がより良好に明らかとなる。

特定の組み合わせから特定の形で得られる利点を達成することが所望される場合はいつでも、単一の構成内の多様な特徴が上の記述に従って必要に応じて互いに組み合わされ得る。

いくつかの細部が省略された、本発明による熱交換セルの第１の好適な実施例を示す部分分解斜視図である。 図１の熱交換セルを示す上面図である。 図１の熱交換セルを示す底面図である。 図１の熱交換セルを示す分解斜視図である。 図２ａの線ＩＶ−ＩＶに沿う、図１の熱交換セルを示す、軸Ａ−Ａに平行な長手方向断面図である。 図１の熱交換セルを示す一部断面の後方斜視図である。 図２ａの線ＶＩ−ＶＩに従って作られた、図１の熱交換セルを示す、軸Ａ−Ａに対して垂直な断面図である。 図１の熱交換セルの分離要素の第１の好適な実施例を示す前方斜視図である。 図１の熱交換セルの分離要素の第１の好適な実施例を示す後方斜視図である。 セルの分離要素の第２の好適な実施例を示している、図４と同様の、熱交換セルを示す、軸Ａ−Ａに平行な長手方向断面図である。 本発明による熱交換セルの分離要素の第３の好適な実施例を示す前方斜視図である。 本発明による熱交換セルの分離要素の第３の好適な実施例を示す後方斜視図である。 セルの分離要素の追加の好適な実施例を示している、図６と同様の、熱交換セルを示す、軸Ａ−Ａに対して垂直な断面図である。 セルの分離要素の追加の好適な実施例を示している、図６と同様の、熱交換セルを示す、軸Ａ−Ａに対して垂直な断面図である。 本発明による熱交換セルの分離要素の追加の好適な実施例を示す前方斜視図である。 本発明による熱交換セルの分離要素の追加の好適な実施例を示す後方斜視図である。 本発明による熱交換セルの分離要素の追加の好適な実施例を示す前方斜視図である。 本発明による熱交換セルの分離要素の追加の好適な実施例を示す後方斜視図である。 本発明による熱交換セルの分離要素の追加の好適な実施例を示す前方斜視図である。 本発明による熱交換セルの分離要素の追加の好適な実施例を示す後方斜視図である。 セルの追加の好適な実施例を示している、図４と同様の、熱交換セルを示す、軸Ａ−Ａに平行な長手方向断面図である。 第２の熱伝達流体の第１の収集チャンバと第３の収集チャンバとの間の密閉仕切り壁の好適な実施例のいくつかの細部を示す一部断面の拡大図である。 第２の熱伝達流体の第１の収集チャンバと第３の収集チャンバとの間の密閉仕切り壁の追加の好適な実施例のいくつかの細部を示す一部断面の拡大図である。 本発明による熱交換セルの追加の好適な実施例を示す斜視図である。 より明瞭にするためにいくつかの要素が取り外されている図１８の熱交換セルを示す斜視図である。

以下の説明では、図の説明において、同じ機能を有する構造要素を示すのに同一の参照符号が使用される。さらに、例示を明瞭にするために、いくつかの参照符号は、すべての図において繰り返されるわけではない。

図を参照すると、全体として１０で示される熱交換セルが示されている。

図１〜７に示される好適な実施例では、熱交換セル１０がいわゆる凝縮タイプのガス−液体熱交換セルであり、ここでは、例えば水から構成される加熱されることになる第１の熱伝達流体と、添付図では概して２０のところに示されるバーナーからくる例えば高温燃焼ガスから構成される第２の熱伝達流体との間で熱交換が行われる。

図１〜７に示される第１の好適な実施例を特に参照すると、熱交換セル１０が収容ケーシング１１を備え、その中に螺旋形状の熱交換機１３が設置される。

好適には、収容ケーシング１１がこの種の使用に適する構造材料で作られ、これは例えば、アルミニウム、鋼、又は、例としてポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの高性能プラスチックなどである。

熱交換機１３が、好適には、第１の熱伝達流体の入口接続部１３ｃ及びこの流体の出口接続部１３ｄのところでそれぞれ始まって終わる複数のコイルによる、螺旋の長手方向軸Ａ−Ａを中心としてコイル状である第１の熱伝達流体の流れのための管状ダクトを備える。

好適には、熱交換機が、例えば鋼又はアルミニウムなどの、高い熱伝導率を有する金属材料で作られる。

第１の熱伝達流体の入口接続部１３ｃ及び出口接続部１３ｄが、第１の熱伝達流体（加熱されることになる水）が熱交換機１３の中に入る／熱交換機１３から出るのをそれぞれ可能にするように構成される。第１の熱伝達流体の入口方向及び出口方向は図では矢印Ｌで示される。

示される好適な実施例では、管状ダクトが扁平断面を有し、好適には楕円断面を有する（図３及び４を参照）。

好適には、熱交換機１３の管状ダクトの上記複数のコイルのうちのコイルが扁平断面を有し、その主軸が螺旋の長手方向軸Ａ−Ａに対して実質的に垂直である。

別の好適な実施例（図示せず）では、適用の特定の要求条件を満たすために、熱交換機１３の管状ダクトのコイルの扁平断面の主軸が、螺旋の長手方向軸Ａ−Ａに対して、例えば６０°から８７°の間の、鋭角を形成することができる。

好適には実質的に一定の幅である隙間１３ｂが管状ダクトの２つの連続するコイルの扁平表面の間に位置し、概略径方向（又は、斜めのコイルの場合は概して軸方向−径方向）に沿って第２の熱伝達流体の通過のための流体経路を形成し、これらの隙間１３ｄは所定の好適には一定の厚さを有する。

この目的のため、セル１０が、好適には、図にはより詳細には示されない適切なスペーサ要素を装備し、これは、管状ダクトの扁平面から延在するリブ、又は、上記扁平面の間に挿置されて管状ダクトの扁平面の間に隙間１３ｂを画定するように構成される櫛形状のスペーサ要素、などである。

本記述及びその後の特許請求の範囲の枠組みでは、熱交換機のダクトの扁平面の間に画定される隙間の「幅」という用語は、上記面に対して垂直な方向に沿って測定される上記面の間の距離を示すのに使用される。

好適には、螺旋形状の熱交換機１３は、この場合ではバーナー２０によって生じる高温燃焼ガスから構成される第２の熱伝達流体の供給ゾーン２１を上記ケーシング内に画定するように収容ケーシング１１内に設置される。

好適には、第２の熱伝達流体の供給ゾーン２１が、収容ケーシング１１内で、熱交換機１３に対して同軸に且つ内部に画定される。

このようにして、有利には、供給ゾーン２１から径方向（又は、斜めのコイルの場合は概して軸方向−径方向）に進み、螺旋形状の熱交換機１３のコイルの間に画定される隙間１３ｂを通って外側に進むような、第２の熱伝達流体の流れを得るような構成を熱交換セル１０内に有することが可能となる。

示される好適な実施例では、収容ケーシング１１は概略カップ形状であり、周囲側壁１１ｃ及び後方壁１１ｄを有する。

この好適な実施例の収容ケーシング１１は概略環状の前方壁２２により前方端部のところが密閉的に閉じられており、前方壁２２の上で、それ自体は従来通りのものであることから示されないバーナー２０の支持プレートが取り外し可能な形で且つやはり密閉的に固定される。

好適には、前方壁２２が、周囲側壁１１ｃに対して固定される第１の環状要素２２ａと、第１の環状要素２２ａに取り外し可能に付随する第２の環状要素２２ｂとを備える。

好適には、第２の環状要素２２ｂは、それ自体は既知の方法で、例えばＯリング３１により、その内側周囲縁部のところで、第１の環状要素２２ａに対して密閉的に取り外し可能に固定される（図４を参照）。

したがって、セル１０の前方壁２２のこの好適な構成では、ケーシング１１が、第２の環状要素２２ｂに付随するバーナー２０の支持プレートにより実質的に密閉的に閉じられる。

この好適な実施例では、セル１０が、第２の熱伝達流体の供給ゾーン２１に面する概略環状の断熱要素３３をさらに備える。

概略環状の断熱要素３３が、熱交換機１３の螺旋の長手方向軸Ａ−Ａ（この好適な事例では、熱交換セル１０の長手方向軸に一致する）と同軸である開口部３６を中央に備える。

有利には、断熱要素３３が収容ケーシング１１の前方壁２２を高温の第２の熱伝達流体の供給ゾーン２１から断熱し、それにより、この壁の材料を熱的に保護する。

好適には、断熱要素３３は、収容ケーシング１１の前方壁２２内に形成されるそれぞれのハウジング・シート３４内に収容される。

好適には、断熱要素３３のハウジング・シート３４が、螺旋の長手方向軸Ａ−Ａと同軸となるように収容ケーシング１１の前方壁２２の第２の環状要素２２ｂ内に形成される開口部３２に対して同軸に且つ外部に形成される。

このようにして、バーナー２０が、セル１０の前方壁２２の第２の環状要素２２ｂ内の及び断熱要素３３内の中央にそれぞれ画定される開口部３２及び３６内で受けられ、それにより、第２の熱伝達流体の供給ゾーン２１内に設置されるようになる。

示される好適な実施例では、収容ケーシング１１は特には概略円筒形形状を有し、２つの適切な形状のハーフ・シェル１１ａ、１１ｂを備える。

好適には水平である、動作構成では、熱交換セル１０が、収容ケーシング１１の側壁１１ｃ上に好適に形成されるか又はそれに付随する追加の要素内に形成される複数の開口部１２ａ〜１２ｄにより、セルを中に設置している装置又はシステムの一部を形成する外部構成要素（図示せず）に流体連通される。

したがって、示される好適な実施例では、第１の開口部１２ａがセル１０から第２の熱伝達流体を出すのを可能にするように構成され、また好適には、収容ケーシング１１の周囲側壁１１ｃに対して外部において付随するこの流体の排出キャップ１１ｅ内に形成される。

好適には、後でより明らかとなるように、排出キャップ１１ｅはハーフ・シェル１１ａと一体であり、それにより、セルの要素の数を適切に低減することで及びその組み立て作業を単純化することで、セル１０の製造が単純化される。

図１に示される熱交換セル１０の好適な実施例の好適な動作構成（水平）では、出口開口部１２ａは、好適には、垂直軸を有するように及び上方を向くように配置される。

第２の開口部１２ｂ及び第３の開口部１２ｃは、好適には、収容ケーシング１１の周囲壁１１ｃから延在するそれぞれのスリーブ２８、２９の自由端のところに形成され、好適には、ケーシング１１の下側ハーフ・シェル１１ｂと一体に形成される。

好適には、熱交換機１３の第１の熱伝達流体の入口接続部１３ｃ及び出口接続部１３ｄが図１に示されるように開口部１２ｂ及び１２ｃからわずかに突出するようにスリーブ２８、２９と当接関係で設置され、それにより、中にセル１０を据え付けている図示されない加熱装置又は加熱システムの液圧要素（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）に接続される。

したがって、開口部１２ｂ、１２ｃは、好適には、既に上で言及したように第１の熱伝達流体（加熱されることになる水）がそれぞれ熱交換機１３の中に入る／熱交換機１３から出るのを可能にするための熱交換機１３の入口接続部１３ｃ及び出口接続部１３ｄを受け入れるように構成される。

熱交換セル１０の動作構成では、収容ケーシング１１の開口部１２ｂ、１２ｃが、熱交換機１３の螺旋の長手方向軸Ａ−Ａに沿うセル１０の軸方向の展開部分に対して互いのそれぞれ後方及び前方のところに位置し、中にセル１０を据え付けている加熱装置又は加熱システムの外部構成要素（図示せず）との接続を容易にするために下流側を向く。

熱交換セル１０の示される好適な実施例では、このセルが凝縮タイプであることを理由として、収容ケーシング１１が、好適には、収容ケーシング１１の周囲壁１１ｃから延在するそれぞれのスリーブ３０の自由端のところに形成されて好適にはケーシング１１の下側ハーフ・シェル１１ｂと一体に形成される第４の開口部１２ｄをさらに装備する。

開口部１２ｄが、２つの熱伝達流体の間での熱交換プロセス中に生じて収容ケーシング１１の下側部分に収集される凝縮物を排出するように構成される。

本発明による熱交換セル１０が、熱交換機１３の径方向外側壁１３ａと収容ケーシング１１の周囲側壁１１ｃとの間において、熱交換機１３に対して外部に画定される第２の熱伝達流体の第１の収集チャンバ１５を備える。

この場合、熱交換機１３が螺旋形状の管状ダクトによって形成されることを理由として、外側壁１３ａが不連続的であり、すなわち、熱交換機の連続するコイルの間に画定される隙間１３ｂにより軸方向において中断され、管状ダクト自体のコイルの径方向外側面によって形成される。

この第１の収集チャンバ１５は前面側が前方壁２０によって（具体的には、環状要素２２ａによって）境界を画定され、後方では分離要素１４によって境界を画定される。

この好適な実施例では、分離要素１４が後方に設置され、軸方向において熱交換機１３の側面に接し、後でさらに考察される概略プレート形状のボディを好適には備える。

熱交換機１０のこの好適な構成では、ケーシング１１の周囲側壁１１ｃが、その軸方向の延在範囲の実質的に全体にわたって、実質的に中断させずに、熱交換機１３及び第２の熱伝達流体の第１の収集チャンバ（１５）を取り囲んでその側方の境界を画定する（図４及び５を参照）。

好適には、分離要素１４が、熱交換機１３内に同軸に画定される第２の熱伝達流体の供給ゾーン２１を後方において実質的に完全な形で閉じ、この供給ゾーン２１はこの好適な実施例では燃焼室２１とも称される。

このようにして、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ１６が、セル１０内において、熱交換機１３に対して軸方向において外部の位置のところの、分離要素１４と、周囲側壁１１ｃと、収容ケーシング１１の後方壁１１ｄとの間に画定される。

基本的に、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ１６は、前面側において分離要素１４によって境界を画定され、側方において周囲側壁１１ｃによって境界を画定され、後方において収容ケーシング１１の後方壁１１ｄによって境界を画定される。

第２の熱伝達流体の第１の収集チャンバ１５が、分離要素１４により第１の収集チャンバから構造的に分離される第２の収集チャンバ１６に対して流体連通され、これは、ケーシング１１の周囲側壁１１ｃに実質的に平行に且つその近傍で第１の収集チャンバ１５から第２の収集チャンバ１６まで第２の熱伝達流体を流すのを可能にするように構成される複数の第１の通路１７ａ〜１７ｆによるものである（具体的には図６を参照）。

熱交換セル１０が、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする第２の通路３５をさらに備え、これは、周囲側壁１１ｃの軸方向端部１１ｇと収容ケーシング１１の後方壁１１ｄとの間において第２の収集チャンバ内でその周縁部に画定される。

好適には、分離要素１４が、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする第２の通路３５が形成されるところである角度位置において、ケーシング１１の周囲側壁１１ｃと分離要素１４の周囲縁部の一部分との間を延在する密閉仕切り壁１４ｄを備え、それにより、このゾーンにおいては第１の収集チャンバ１５と第２の収集チャンバ１６との間の流体通路が閉じられる（特には、図３〜５及び７を参照）。

このようにして、有利には、第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする第２の通路３５の方に向かうように第１の収集チャンバ１５から第２の熱伝達流体が流れるような直接的な迂回現象を可能な限り最大限に制限することが可能となり、また有利には、チャンバから流体が出る前にこの流体を第２の収集チャンバ１６の他のゾーンの方に向かわせることが可能となる。

示される好適な実施例では、後でより良好に明らかとなるように、周囲側壁１１ｃが、部分的に、ハーフ・シェル１１ａにより、また、部分的に、周囲側壁１１ｃの厚み部分において面一となるように設置されて密閉仕切り壁１４ｄから一体に延在する分離要素１４のプレート形状の部分１４ｃにより、形成される。

したがって、この好適な実施例では、収容ケーシング１１の周囲側壁１１ｃの軸方向端部１１ｇが、密閉仕切り壁１４ｄとプレート形状の部分１４ｃとの間の接合ゾーンのところに概して画定される周囲側壁１１ｃの後方軸方向端部のところに画定される。

好適には、図４に示されるように、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ１６が下流側において第２の熱伝達流体の第３の収集チャンバ１８に対して流体連通され、この第３の収集チャンバ１８がさらに、第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする第２の通路３５と、第３の収集チャンバ１８の下流側に画定されるセル１０からの第２の熱伝達流体の出口開口部１２ａと、に対して流体連通される。

第２の熱伝達流体の第３の収集チャンバ１８が、ケーシングの周囲側壁１１ｃからケーシング１１の径方向外側に延在するキャップ１１ｅ内に画定され、このキャップ１１ｅ内には出口開口部１２ａが形成される。

したがって、セル１０のこの好適な実施例では、キャップ１１ｅが、第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする第２の通路３５の下流側に配置される。

この好適な実施例の熱交換セル１０の構成の追加の細部、また、具体的には、周囲側壁１１ｃの追加の細部、分離要素１４の追加の細部、密閉仕切り壁１４ｄの追加の細部、第２の収集チャンバ１６及び第３の収集チャンバ１８の追加の細部、並びに、第２の流れ通路３５の追加の細部が、図１６から推測され得る。

図１〜７及び１６に示される好適な実施例では、キャップ１１ｅが、ケーシング１１の周囲側壁１１ｃの厚み部分に形成されて形状結合により分離要素１４のプレート形状の部分１４ｃを受けるように構成される内側開口部１１ｆ（図１６により良好に示される）のところに作られる。

この好適な実施例では、キャップ１１ｅが熱交換セル１０の中心線平面（ｃｅｎｔｒｅｌｉｎｅ ｐｌａｎｅ）と同軸であり、また、上で概説したように、好適には、ケーシング１１の周囲側壁１１ｃと一体に形成される。

示されない代替の好適な実施例では、キャップ１１ｅが適切な固定要素によりケーシング１１の周囲側壁１１ｃに対して固定される分離要素から構成されてよい。

図７ａ〜７ｂに示される分離要素１４の好適な実施例では、分離要素１４が収容ケーシング１１の形状に実質的に対合するような形状を有する。

このようにして、通路１７ａ〜１７ｆが、好適には、分離要素１４の周囲縁部と収容ケーシング１１の周囲側壁１１ｃとの間に形成される（具体的には図６を参照）。

この目的のために、分離要素１４が、少なくとも部分的に、収容ケーシング１１の断面より小さい横方向の延在範囲を有する。

図１〜７ｂに示される好適な実施例では、上述した複数の第１の流れ通路（すなわち、通路１７ａ〜１７ｆ）によって画定される流体流れの合計の断面積が、収容ケーシング１１の内部断面積全体の１５％から３０％の間に含まれる。

出願人は、この事例において、第１の通路１７ａ〜１７ｆによって画定される第２の熱伝達流体の流体流れの合計の断面積のこのような特定の値を観察することにより、第２の熱伝達流体の流体力学を効果的に最適化することが達成されることを実験的に発見した。

この流体は概略径方向又は軸方向−径方向において熱交換機１３を通って外側へ流れ、熱交換機１３の軸方向の延在範囲の実質的に全体に沿って及び熱交換機１３の円周方向の延在範囲の実質的に全体に沿って流れ、それにより、優先的な流体経路が有意に減少しまた熱交換機１３のコイルの迂回現象が有意に低減される。

具体的には、出願人は、１つのコイルと別の１つのコイルとの間に画定される隙間の中を径方向又は軸方向−径方向に通過して熱交換機１３を通って流れる第２の熱伝達流体の流量が、熱交換機自体の軸方向の延在範囲に沿って実質的に一定となり得ることを発見した。

出願人はまた、この流量が熱交換機１３の円周方向の延在範囲に沿う方向においても実質的に一定となり、それにより、第２の熱伝達流体が熱交換機１３の円周方向の延在範囲に沿って第１の収集チャンバ１５内を一様に流れるようになり、それにより、第１の収集チャンバ１５内での、流体が流れないようなデッド・ゾーンの存在が大幅に低減される、ことに気が付いた。

出願人は、このようにして、第２の熱伝達流体の流体力学、及びひいては、この流体と熱交換機１３との間の熱交換を最適化することにより、有利には、上に示した内部仕切り要素を有さない従来技術のセルの第１の構成に対して、セル１０の熱交換効率を向上させることが可能となり、それにより、特には軸方向に沿う熱交換機１３のサイズが縮小され、結果として、熱交換機１３及び熱交換機１３を含む熱交換セル１０の両方の、コスト、材料消費及びサイズが有利に低減されることになることを発見した。

この好適な実施例では、図６から認識され得るように、さらに、第１の通路１７ａ〜１７ｆによって画定される流体流れの断面積が収容ケーシング１１の周囲側壁のペリメータに沿って実質的に一様に分布され、また、セル１０の垂直方向の中心線平面に対して実質的に対称に分布される。

このようにして、有利には、円周方向に沿う第２の熱伝達流体の分布を一様に調整することが可能となり、それにより、流体の流体力学が最適化される。

図１０を参照して後で示される代替の好適な実施例では、分離要素１４が、周囲側壁１１ｃの寸法に対して少なくとも部分的に相補的な寸法を有し、第２の熱伝達流体の流れ通路１７ａ〜１７ｆが部分的に分離要素１４内のその周縁領域内に作られ、例えば孔又はスロットなどの適切な形状の複数の開口部を備える。

図に示される好適な実施例では、分離要素１４のボディが概略ディスク形状である。

分離要素１４はまた、熱交換機１３のエンド・コイルの少なくとも一部分（この事例では、後方端部）に接触し且つこのコイル部分と第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ１６との間での熱交換を可能にするように構成される熱交換部分を備える。

好適には、分離要素１４の熱交換部分はこの要素のボディと一体である。

好適には、分離要素１４の熱交換部分が、高い熱伝導率を有する好適には金属である材料で作られ、これは例えばアルミニウム又は鋼などである。

好適には、分離要素１４のボディが、断熱材料のディスク１９が収容されるところであるハウジング・シート１４ａを中央に画定し、ここでは、ディスクが燃焼室２１（セル１０内の第２の熱伝達流体の供給ゾーン）の方を向く。

この好適な実施例では、分離要素１４のボディの平面に対して、ハウジング・シート１４ａが収容ケーシング１１の後方壁１１ｄに向かって軸方向に延在し、その結果、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ１６が好適な概略環状形状を有するようになる。

この好適な実施例では、分離要素１４のボディが、シート１４ａに対して径方向において外部の位置にある周囲クラウン１４ｂを備える。

好適には、周囲クラウン１４ｂが、熱交換機１３のエンド・コイルの少なくとも一部分に接触し且つそれと熱交換関係にある分離要素１４の熱交換部分を構成する。

このようにして、有利には、断熱ディスク１９によって吸収される熱の一部を、分離要素１４の熱交換部分を構成する周囲クラウン１４ｂに伝達してさらにそこから熱交換機１３のエンド・コイルに伝達することが可能となり、それにより、セル１０の熱交換効率が向上する。

好適には、周囲クラウン１４ｂは、熱交換機１３のコイルと実質的に同じ巻線ピッチで少なくとも部分的に渦巻き状に展開する。

したがって、示される好適な実施例では、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ１６が、円周方向に沿って変化する流体流れの断面積を有する。

この好適な実施例では、上で概説したように、第２の収集チャンバ１６の構成により以下の有利な技術的効果を得ることが可能となる：
− セル１０の熱交換効率をさらに向上させること、また具体的には第２の熱伝達流体（この事例では、バーナー２０によって生じる燃焼ガス）の凝縮効果をさらに向上させること、に特に効果的である、基本的にはシングル・コイルの渦巻きダクトである、セル１０の追加の熱交換要素が形成され、これは、分離要素１４の熱交換部分を形成する周囲クラウン１４ｂとの熱交換のおかげであり、この周囲クラン１４ｂが熱交換機１３内で第１の流体の入口コイルと熱交換関係にあり且つそれに直接に接触しており、入口コイルには、セル１０内の最低温度を有する第１の流体が有利には供給される；
− 第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする第２の通路３５に向かって直接に通過するのを妨げるような動きが、第２の熱伝達流体に対して与えられ、それにより、この流体による熱伝達が強化され、また、セル１０の第２の収集チャンバ１６の凝縮能力が向上する。

有利には、これらの技術的効果が、いずれの場合でも熱交換機１３によって占有されるスペースを最適に活用することと同時に達成され、その理由は、第２の収集チャンバ１６が、それ自体の巻線ピッチを有ししたがってこの事例では有利には熱交換のための第２の収集チャンバ１６によって活用される容積を形成するように構成される熱交換機１３によって占有される容積内に部分的に貫入するからである。

好適には、周囲クラウン１４ｂの両端部が、周囲クラウン１４ｂの軸方向においてオフセットされる両端部の間に空洞又は段差のある接続部（ｓｔｅｐ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）が存在する場合に生じるような乱流を低減するように構成される斜めの接続壁１４ｂ’により、それらの底部のところで接続される。

ディスク１９のハウジング・シート１４ａが、ディスク１９をハウジング・シート１４ａの底部壁１４ａ’から所定の距離のところで維持するように構成される少なくとも第１のスペーサ・レリーフ１４ｉを好適には内部に備える底部壁１４ａ’を有する。

ディスク１９が、それ自体は従来通りのものであることから示されない適切な固定要素によりハウジング・シート１４ａ内で固定され、この固定要素は、対応するねじ切りされた孔を装備するハウジング・シートと協働するように構成されるねじなどである。

ハウジング・シート１４ａの底部壁１４ａ’が、ケーシング１１の後方壁１１ｄに向かって分離要素１４から外部及び後方に延在し且つシート１４ａの底部壁１４ａ’をケーシング１１の後方壁１１ｄに対して実質的に接触させる関係で分離要素１４を維持するように構成される第２のスペーサ・レリーフ１４ｊをさらに有する。

このようにして、有利には、シート１４ａの底部壁１４ａ’とケーシング１１の後方壁１１ｄとの間で第２の熱伝達流体が有意に通過するのを防止することが可能となり、それにより、セル１０の凝縮能力にとって不利である可能性がある、断熱ディスク１９による第２の熱伝達流体の可能性として加熱現象が防止される。

ディスク１９のハウジング・シート１４ａは前面側において円周方向レリーフ１４ｇによりその周縁部の境界を画定され、この円周方向レリーフ１４ｇが、分離要素１４に対して及びケーシング１１に対して熱交換機１３を自動で心出しして正確な位置でロックする。

熱交換機１３をこのような正確な位置でロックすることにより、上で説明したように、有利には、熱交換機１３の２つの端部内に密閉的に設置され且つ収容ケーシング１１の対応する入口スリーブ２８及び出口スリーブ２９内に当接関係である熱交換機１３の入口接続部１３ｃ及び出口接続部１３ｄが第１の熱伝達流体によって作用する圧力の結果として外れ得るのを防止することが可能となる。

円周方向レリーフ１４ｇが直線部分１４ｈのところで終端し、この直線部分１４ｈが、分離要素１４のボディの周囲クラウン１４ｂ内に形成されて熱交換機１３の直線端部分を受け入れるように構成される直線部分の側方の境界を画定する。

示される好適な実施例では、分離要素１４が、収容ケーシング１１の周囲側壁１１ｃと当接関係で協働するための、分離要素１４の周囲縁部から側方に延在する少なくとも１つのスペーサ突起（ｓｐａｃｅｒ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）、またより好適には複数のスペーサ突起１４ｆを備える。

有利には、スペーサ突出部１４ｆが、ケーシング１１内で、分離要素１４及び分離要素１４に付随する熱交換機１３を正確に設置して心出しするようにする。

スペーサ突出部１４ｆはまた、分離要素１４の周囲縁部と収容ケーシング１１の周囲側壁１１ｃとの間に第１の流れ通路１７ａ〜１７ｆを画定するのに寄与する。

上で示したように、示される好適な実施例では、内側開口部１１ｆを通して第１の収集チャンバ１５から第３の収集チャンバ１８まで第２の熱伝達流体を直接に通過させるのを制限することを目的として、分離要素１４の密閉仕切り壁１４ｄが、内側開口部１１ｆに対して少なくとも部分的に相補的となるように及びケーシング１１の周囲側壁１１ｃに平行に延在するように構成されるプレート形状の部分１４ｃを備える。

組み立てられた構成では、プレート形状の部分１４ｃが、周囲側壁１１ｃの厚み部分において面一となるように及び第２の熱伝達流体の第１の収集チャンバ１５と第３の収集チャンバ１８との間の直接的な通路を閉じるように、形状結合により周囲側壁１１ｃの内側開口部１１ｆ内に収容される。

基本的に、この好適な実施例では、セル１０の組み立てられた構成において、プレート形状の部分１４ｃがケーシング１１の周囲側壁１１ｃの一体部品を形成する。

好適な実施例では、分離要素１４のプレート形状の部分１４ｃがこの要素の熱交換要素の材料とは異なる材料で作られてよく、例えば、化学物質、炎及び水蒸気に対しての耐性特性を有する例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの高性能プラスチック材料で作られてよい。

この事例では、分離要素１４は複合タイプであり、当業者には既知の技術を用いてコモールド（ｃｏ−ｍｏｕｌｄ）することにより作られ得る。

図８に示される分離要素１４の代替の好適な実施例では、断熱ディスク１９のハウジング・シート１４ａの側方壁が、ハウジング・シート１４ａの底部壁１４ａ’に向かってテーパ状である部分を備える。

このようにして、有利には、第２の収集チャンバ１６内を流れる第２の熱伝達流体の圧力損失を低減することが可能となり、それにより、熱交換セル１０を正確に動作させながらこの流体を熱交換セル１０の中に供給するのに必要となる供給デバイス（一般に、ファン）の動力を低減することが可能となる。

図９ａ〜９ｂに示される分離要素１４の好適な実施例では、密閉仕切り壁１４ｄが、ケーシング１１の周囲側壁１１ｃに実質的に平行に且つその近傍で第２の熱伝達流体を第１の収集チャンバ１５から第２の収集チャンバ１６まで流すのを可能にするように適合される同数の第１の通路を画定するように構成される複数の孔１４ｅを装備する。

具体的には、これらの追加の第１の流れ通路１４ｅは、第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする第２の通路３５に向かって第１の収集チャンバ１５から第２の熱伝達流体が流れるのを可能にするように構成される。

このようにして、上で概説したように、有利には、第１の収集チャンバ１５から第２の収集チャンバ１６に向かう第２の熱伝達流体の通過の合計の断面積の値を調整することと、第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする第２の通路３５の方に第２の熱伝達流体の２次流れを向けることと、の両方により、第２の熱伝達流体の流体力学を調整することの実現性を上げることが可能となる。

またこの事例では、図１〜７ｂに示される実施例に関連して上で概説したように、この事例では通路１７ａ〜１７ｆ及び孔１４ｅによって形成される複数の第１の流れ通路によって画定される流体流れの合計の断面積が、収容ケーシング１１の内部断面全体の１５％から３０％の間に含まれ、それにより、上で概説した流体力学が調整されるという有利な効果が達成される。

またセル１０のこの好適な実施例では、図９ａ及び９ｂから認識することが可能であるように、第１の通路１７ａ〜１７ｆ及び１４ｅによって画定される流体流れの断面積が収容ケーシング１１の周囲側壁のペリメータに沿って実質的に一様に分布され、また、セル１０の垂直方向の中心線平面に対して実質的に対称に分布され、それにより、第２の熱伝達流体の円周方向に沿う分布が一様に調整され、それにより第２の熱伝達流体の流体力学が最適化される。

動作構成においてセルが水平に設置される場合に特に有利である熱交換セル１０のこの好適な実施例では、さらに、密閉仕切り壁１４ｄ内に形成される孔１４ｅが、有利には、流体が対流して上昇することを原因として第１の収集チャンバ１５の上側ゾーン内に第２の熱伝達流体の蓄積ポケットが形成されるのを妨げる。

好適には、例えば図９ａ〜９ｂに示される好適な実施例で示されるように、分離要素１４が、ディスク１９のハウジング・シート１４ａの近くに配置される複数の概略スロット形状の貫通スリット２６を備えることができる。

有利には、分離要素１４内にスリット２６が存在することで、断熱ディスク１９と、断熱ディスク１９を収容するシート１４ａ及び分離要素１４の熱交換部分を構成する分離要素１４のボディの周囲クラウン１４ｂとの間が部分的に熱的に分離される。

このようにして、有利には、分離要素１４のボディの周囲クラウン１４ｂ（熱交換部分）の温度を制限することにより、セル１０の凝縮能力を調整すること、またこの事例ではセル１０の凝縮能力を向上させることが可能となる。

好適な実施例では、例えば図１０及び１１で示されるように、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする第２の通路３５からの距離が増大することで、セル１０の収容ケーシング１１の周囲側壁のペリメータに沿って、複数の第１の流れ通路によって画定される流体流れの断面積が増大する。

上で概説したように、この好適な実施例は、動作構成においてセル１０が水平に設置されるようなここで考察する事例において特に有利であり、その理由は、複数の第１の流れ通路によって画定される流体流れの断面積がこの種の形で変化することで、第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする通路３５の近くで第１の収集チャンバ１５の上側ゾーン内に第２の熱伝達流体の蓄積ポケットが形成されることが妨げられるからである。

このようにして、第１の収集チャンバ１５の円周方向の延在範囲に沿う第２の熱伝達流体の分布が最適化され、それにより、流体が流れないようなデッド・ゾーンの存在が大幅に低減される。

好適な実施例では、図１０に示されるように、まず、分離要素１４の周囲クラウン１４ｂの上側ゾーン内に複数の貫通孔１７ａ’を配置して同数の第１の流体通路を形成することにより、第２の熱伝達流体の流体流れの断面積を所望される程度で増大させることが達成される。

好適には、第２の収集チャンバ１６からの第２の流体出口通路３５からの距離が増大することで、貫通孔１７ａ’が有する流体流れの断面積が増大する。

２つ目には、やはり図１０に示されるように、分離要素１４の下側周囲縁部と収容ケーシング１１の周囲側壁１１ｃとの間に別の複数の第１の流体通路１７ｃ、１７ｄを画定することと、分離要素１４のこの周囲縁部から延在するスペーサ１４ｆ内に貫通孔１７ｇを画定することとにより、第２の熱伝達流体の流体流れの断面積を所望される程度で増大させることが達成される。

好適には、第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする第２の通路３５からの距離が増大することで、流体通路１７ｃ、１７ｄが有する流体流れの断面積が増大する。

この好適な実施例の枠組みでは、複数の貫通孔１７ａ’と、第１の流れ通路１７ｃ、１７ｄと、貫通孔１７ｇとによって画定される流体流れの合計の断面積が、収容ケーシング１１の内部断面全体の５％から２０％の間に含まれる。

出願人は、このようにして画定される第２の熱伝達流体の流体流れの合計の断面積のこのような特定の値を観察することにより、第２の熱伝達流体の流体力学を効果的に最適化することが達成されることを実験的に発見した。

別の好適な実施例では、図１１に示されるように、分離要素１４の周囲縁部と収容ケーシング１１の周囲側壁１１ｃとの間に複数の第１の流体通路１７ａ、１７ｃ、１７ｄ及び１７ｆを画定することと、その下側ゾーン内で分離要素１４のこの周囲縁部から延在するスペーサ１４ｆ内に貫通孔１７ｇを画定することとにより、第２の熱伝達流体の流体流れの断面積を所望される程度で増大させることが達成される。

好適には、第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする第２の通路３５からの距離が増大することで、流体通路１７ａ、１７ｃ、１７ｄ及び１７ｆが有する流体流れの断面積が増大する。

この別の好適な実施例では、流体通路１７ａ、１７ｃ、１７ｄ及び１７ｆ並びに貫通孔１７ｇによって画定される流体流れの合計の断面積は、収容ケーシング１１の内部断面全体の５％から２０％の間に含まれる。

出願人は、この事例でも、上の実施例と同様に、このようにして画定される第２の熱伝達流体の流体流れの合計の断面積のこのような特定の値を観察することにより、第２の熱伝達流体の流体力学を効果的に最適化することが達成されることを実験的に発見した。

好適な実施例では、例えば図１２ａ〜１４ｂに示されるように、分離要素１４が、ケーシング１１の後方壁１１ｄに面する分離要素１４の後方面から延在する複数の熱交換突出部２３をさらに備える。

より具体的には、熱交換突出部２３が、ディスク１９のハウジング・シート１４ａの周りの周囲クラウン１４ｂの後方面から延在する。

図１２ａ〜１４ｂの好適な実施例では、熱交換突出部２３がペグ形状である。

このようにして、熱交換突出部２３が、分離要素１４の後方壁と収容ケーシング１１の後方壁１１ｄとの間に画定されるこの事例では概略環状の構成である第２の収集チャンバ１６内を延在し、それにより、有利には、第２の収集チャンバ１６内を流れる第２の熱伝達流体と分離要素１４の熱交換部分（周囲クラウン１４ｂ）との間に熱交換が強化される。

好適には、熱交換突出部２３が、径方向に対して斜めの方向に沿って延在する円周方向において離間される列を形成するように互いに対して位置合わせされる。

したがって、この好適な実施例では、複数の熱交換突出部２３が、径方向に対して斜めの方向に沿って延在する第２の熱伝達流体の少なくとも１つのチャンネル、またより好適には複数の通過チャンネル２５を画定するように分布され、それにより、第２の熱伝達流体の流れに対して、断熱ディスク１９のハウジング・シート１４ａの方に向かうような有利な求心運動が与えられる。

このようにして、第２の熱伝達流体の流れが、有利には、第２の収集チャンバ１６の実質的に断面全体に沿うように分布されるようになり、それにより、チャンバ内でのデッド・ゾーンの存在が最大限に制限されるようになる。

示されない代替の好適な実施例では、これらの突出部２３はフィン形状であってもよい。

図１２ａ〜１２ｂの好適な実施例では、単に非限定の実例として、分離要素１４は図１０及び１１の分離要素に類似しており、その理由は、分離要素１４の任意の他の実施例においても熱交換突出部２３が等しく予見され得るからである。

別の好適な実施例では、やはり非限定の実例として例えば図１３ａ〜１３ｂ及び１４ａ〜１４ｂに示されるように、分離要素１４の周囲クラウン１４ｂの後方面の少なくとも一部分には、この事例でもやはり好適にはペグ形状である熱交換突出部２３が存在しない。これらの部分では、熱交換突出部２３が破線で示される。

この追加の好適な実施例では、熱交換突出部２３が、概略径方向に沿って延在する列を形成するように互いに対して位置合わせされる。

したがって、この好適な実施例でもやはり、複数の熱交換突出部２３が、概略径方向に沿って延在する第２の熱伝達流体の流れのための少なくとも１つのチャンネル、またより好適には複数のチャンネル２５を画定するように分布され、それにより、熱交換突出部２３を位置させているところの第２の収集チャンバ１６の中心の方に第２の熱伝達流体が向けられるようになる。

したがって、この事例でもやはり、図１３ａ〜１３ｂに示される上の好適な実施例と同様に、有利には、第２の熱伝達流体の流れに対して、断熱ディスク１９のハウジング・シート１４ａの方に向かうような求心運動を与えることが可能であり、それにより、第２の熱伝達流体の流れが第２の収集チャンバ１６の実質的に断面全体に沿うように分布されるようになり、それにより、チャンバ内でのデッド・ゾーンの存在が最大限に制限されるようになる。

図１４ａ〜１４ｂに示される分離要素１４の好適な実施例では、分離要素１４が、周囲クラウン１４ｂの後面から延在する熱交換突出部２３と、概略径方向に沿って延在する第２の熱伝達流体の通過チャンネル２５と、ディスク１９のハウジング・シート１４ａの周りに配置される複数の概略スロット形状の貫通スリット２６とを備える。

分離要素１４のこの好適な構成は、スリット２６によりディスク１９のハウジング・シート１４ａと周囲クラウン１４ｂとの間が部分的に熱的に分離される、という点で特に有利であり、周囲クラウン１４ｂは、中央のハウジング・シート１４ａ内に収容されるディスク１９より大幅に低温である熱交換機１３の第１の入口コイルに接触している。

このように部分的に熱的に分離させることにより、図９ａ〜９ｂに示される好適な実施例において上で概説したものと同様に、分離要素１４の周囲クラウン１４ｂ及びひいては、この部分から延在する熱交換突出部２３が動作時に有意に低温となり、したがってこれは第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ１６内での凝縮にとって有利である。

図１３ａ〜１３ｂに示される分離要素１４の好適な実施例では、密閉仕切り壁１４ｄが、ケーシング１１の周囲側壁１１ｃと少なくとも１つの分離要素１４の周囲縁部の一部分との間に延在する分離要素１４のディスク形状のボディの一部分のみを有するようになる。

したがって、この好適な実施例では、プレート形状の部分１４ｃが予見されない。

したがって、図１３ａ〜１３ｂに示される好適な実施例による分離要素１４は、周囲側壁１１ｃの厚み部分において内側開口部１１ｆが存在しないようなケーシング１１内で使用されるように構成される。

図１４ａ〜１４ｂに示される好適な実施例では、分離要素１４が、分離要素１４の周囲縁部から延在して径方向に沿ってケーシング１１の周囲側壁１１ｃに向かうように及び任意選択で軸方向に沿ってケーシング１１の後方壁１１ｄに向かうように展開される複数の分流フィン２４をさらに有する。

有利には、フィン２４により、第２の収集チャンバ１６内での第２の熱伝達流体の流体力学を調整することが可能となり、それにより、第２の収集チャンバ１６から第２の熱伝達流体が出るのを可能にする第２の通路３５まで流体を到達させて熱交換突出部２３が延在するところの環状領域を実質的に迂回させることになるような、上記第２の熱伝達流体の単純な周縁部での流れが妨げられるようになる。

図１５の好適な実施例では、第２の収集チャンバ１６が、分離要素１４と、周囲側壁１１ｃと、収容ケーシング１１の前方壁２２との間において、熱交換機１３に対して軸方向において外部の位置に画定される。

この好適な実施例では、熱交換セル１０は、好適には、熱回収装置として使用され、すなわち、別個の熱交換セルからくる例えば高温燃焼ガスなどの高温ガスの所有する熱を回収することができる装置として使用される。

この好適な実施例の熱交換セル１０は、その本質的な要素においては、その他の図を参照して説明した上の実施例に実質的に類似する。

この好適な実施例でもやはり、概略環状の断熱要素３３が収容ケーシング１１の前方壁２２内に形成されるそれぞれのハウジング・シート３４内に収容され、それにより、熱交換セル１０の軸方向のサイズを最大限に縮小することが達成される。

したがって、好適には、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ１６は、セル１０の前方領域において、概略環状の断熱要素３３に対して同軸に且つ外部に画定され、それにより、この要素の軸方向のサイズの一部が適切に活用される。

セル１０のこの好適な構成により、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ１６が効果的に断熱されるという追加の有利な技術的効果を達成することが可能となる。その結果、第２の収集チャンバ１６の中及び熱交換機１３の前方エンド・コイルの中をそれぞれ流れる第２の熱伝達流体と第１の熱伝達流体との間の熱交換が改善され、また所望される場合、第２の収集チャンバ１６の凝縮能力も改善される。

この好適な実施例の枠組みでは、分離要素１４が概略リング形状のボディを有し、対して、熱交換機１３の前方エンド・コイルの少なくとも一部分に接触する分離要素の熱交換部分１４ｂが上で言及した概略リング形状のボディによって実質的に構成される。

このようにして、有利には、第２の収集チャンバ１６の中及び熱交換機１３の前方エンド・コイルの中をそれぞれ流れる第２の熱伝達流体と第１の熱伝達流体との間の熱交換を最大にすることが可能となる。

好適には、分離要素１４の概略リング形状のボディが、隙間を残すことなく及び断熱要素を介在させることなく、熱交換機１３の前方エンド・コイルに直接に接触し、有利にはこの前方エンド・コイルには最も低い温度を有する第１の熱伝達流体が供給される。

この好適な構成は、上で概説した構成と同様に、分離要素１４の前方面に接触する第２の熱伝達流体と熱交換機１３との間の熱交換を強化するのを可能にし、また具体的には、熱交換機の前方エンド・コイルとの熱交換を強化するのを可能にし、それにより所望される場合に熱交換セル１０の潜在的な凝縮熱を回収する能力が向上する。

好適には、前方分離要素１４の概略リング形状のボディは、概略環状の断熱要素３３に対して径方向において外部にある。

したがって、この事例でもやはり、有利には、概略環状の断熱要素３３によって吸収される熱の一部を概略リング形状の分離要素１４に伝達してさらにそこから熱交換機１３の前方エンド・コイルに伝達することが可能となり、それにより、セル１０の熱交換効率が向上する。

好適には、前方分離要素１４の概略リング形状のボディが、熱交換機１３のコイルと実質的に同じ巻線ピッチで渦巻き状に延在する。

したがって、やはりこの好適な実施例でも、セル１０の前方ゾーン内に画定される第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ１６が、好適には、円周方向に沿って変化する流体流れの断面積を有し、それにより、この特徴に関連する、上述した有利な記述的効果が得られる。

図１６に見られるように、セル１０のこの好適な実施例では、さらに、分離要素１４が、第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする第２の通路３５が形成されるところである角度位置において、ケーシング１１の周囲側壁１１ｃと分離要素１４の周囲縁部の一部分との間を延在する密閉仕切り壁１４ｄを備え、それにより、このゾーンにおいては第１の収集チャンバ１５と第２の収集チャンバ１６との間の流体通路が閉じられる。

このようにして、有利には、第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする第２の通路３５の方に向かうように第１の収集チャンバ１５から第２の熱伝達流体が流れるような直接的な迂回現象を可能な限り制限することが可能となり、また有利には、第２の収集チャンバ１６から流体が出る前にこの流体を第２の収集チャンバ１６の他のゾーンの方に向かわせることが可能となる。

この事例でもやはり、上で示した好適な実施例と同様に、周囲側壁１１ｃが、部分的に、ハーフ・シェル１１ａにより、また、部分的に、周囲側壁１１ｃの厚み部分において面一となるように設置されて密閉仕切り壁１４ｄから一体に延在する分離要素１４のプレート形状の部分１４ｃにより、形成される。

したがって、この好適な実施例では、収容ケーシング１１の周囲側壁１１ｃの軸方向端部１１ｇが、密閉仕切り壁１４ｄとプレート形状の部分１４ｃとの間の接合領域のところに概して画定される周囲側壁１１ｃの前方軸方向端部のところに画定される。

第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ１６がセル１０の後方ゾーン内に画定される上の好適な実施例とは異なり、セル１０はまた、第３の流体通路と、収容ケーシング１１の側壁１１ｃに対して外部から取り付けられるキャップとを有さなくてよい。

したがって、この事例では、開口部１２ａが、収容ケーシング１１の側壁１１ｃから延在しまた好適にはハーフ・シェル１１ａと一体に形成される概略管状の要素１１ｈの自由端のところに画定される。

第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ１６がセル１０の後方ゾーン内に画定される上の好適な実施例とは異なり、第２の熱伝達流体の供給ゾーン２１の方を向く後方断熱ディスク１９が、収容ケーシング１１の後方壁１１ｄ内に画定されるそれぞれのハウジング・シート３７内に収容され、後方壁１１ｄはこの事例での適切な形状を有する。

第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバがセル１６の前方ゾーン内に画定されるこの好適な実施例でもやはり、後方に配置される第２の収集チャンバ１６を備える変形形態を参照して上で示した好適な構成を採用することが可能であり、必要である場合にはこれらの好適な構成を分離要素１４のリング形状の構成に対して適合させる。

図１７に示される熱交換セル１０の好適な実施例では、周囲側壁１１ｃがその厚み部分において内側開口部１１ｆを有さない。したがって、この事例でもやはり、セル１０からの第２の熱伝達流体の出口開口部１２ａを備えるキャップ１１ｅが周囲側壁１１ｃに対して側方に且つ外部に画定される。

この好適な実施例では、密閉仕切り壁１４ｄが分離要素１４のところで周囲側壁１１ｃから延在し、それにより、分離要素１４の周囲クラウン１４ｂに対して周囲側壁１１ｃを接続し、また、第１の収集チャンバ１５と第２の収集チャンバ１６との間の流体連通を少なくとも局所的に閉じる。

図１８及び１９に示される熱交換セル１０の好適な実施例では、キャップ１１ｅが熱交換セル１０の中心線平面に対してオフセットされる。

この好適な実施例では、密閉仕切り壁１４ｄ及びプレート形状の部分１４ｄが、軸に沿うように配置されるキャップ１１ｅを備える実施例よりも大きい円周方向の延在範囲を有し、それにより、ケーシング１１の周囲側壁１１ｃの厚み部分に形成される内側開口部１１ｆを形状結合により閉じて、第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする第２の通路３５に向かって第１の収集チャンバ１５から第２の熱伝達流体を直接に通過させるのを制限する。

次に、上述したセル１０によって実行され得る本発明による熱交換方法の好適な実施例を図１〜７を特に参照して説明する。

本方法の最初のステップで、第２の熱伝達流体が供給ゾーン２１に対して供給され、これは例えば、このゾーン（燃焼室２１）内に配置されるバーナー２０により燃焼ガスを生じさせることにより行われる。

次のステップで、第２の熱伝達流体（燃焼ガス）が概略径方向（又は、熱交換機１３の長手方向軸Ａ−Ａに対してコイルが斜めである場合は、軸方向−径方向）に沿って熱交換機１３のコイルを通って流れ、熱交換機１３の２つの連続するコイルの間に形成される隙間１３ｂを通過し、熱交換機１３に対して外部に画定される第１の収集チャンバ１５の中に収集される。

この通過中、第１の有意な熱伝達が、第２の熱伝達流体から、燃焼ガスの流れ方向に対して好適には逆流で熱交換機１３の内部を循環する第１の熱伝達流体へと行われる。

次のステップで、第１の収集チャンバ１５の中に収集された第２の熱伝達流体が、熱交換機１３に対して後方に画定される第２の収集チャンバ１６に対して、ケーシング１１の周囲側壁１１ｃに実質的に平行の且つその近傍の経路に沿って、供給される。

図１〜７に示されるセル１０の好適な実施例により実行され得る方法の好適な実施例では、燃焼ガス（第２の熱伝達流体）のこの供給ステップが、分離要素１４の周囲縁部と収容ケーシング１１の周囲側壁１１ｃとの間に形成される通路１７ａ〜１７ｆによって実行される。

この目的のために、既に上で言及したように、分離要素１４はケーシング１１の断面に実質的に対合するように成形され、また、ケーシング１１の周囲側壁１１ｃの少なくとも一部分に沿って通路１７ａ〜１７ｆを周縁部において画定するようにケーシング１１の断面より小さい寸法を少なくとも部分的に有する。

本方法の好適な実施例では、ケーシング１１の周囲側壁１１ｃと分離要素１４との間を延在する密閉仕切り壁１４ｄにより、第１の収集チャンバ１５から第２の収集チャンバ１６まで第２の熱伝達流体を直接に通過させることが制限されることが考えられる。

このようにして、上で概説した有利な技術的効果が達成され、これには、第１の収集チャンバ１５内での第２の熱伝達流体の流体力学をより良好にコントロールすること、及び、全体の熱交換を最適化することが含まれる。

図９ａ及び９ｂの変形形態に従って構成される分離要素１４を装備するセル１０によって実行され得る好適な実施例では、本方法が、有利には、第１の収集チャンバ１５からの第２の熱伝達流体の一部（２次流れ）を、第２の収集チャンバ１６から流体を出すのを可能にする第２の通路３５の方に供給するステップを含むことができる。

好適な実施例では、本方法が、有利には、分離要素１４の周囲縁部と収容ケーシング１１の周囲側壁１１ｃとの間に及び／又は上で言及した分離要素１４の周縁領域内に形成される第１の通路１７ａ、１７ａ’、１７ｂ〜１７ｇ及び１４ｅの流体流れの合計の断面積を調整することにより、第２の収集チャンバ１６の方に向かうように供給される第２の熱伝達流体の流体力学を調整するステップを含むことができる。

図６の変形形態に従って構成される分離要素１４を装備するセル１０によって実行され得る好適な実施例では、この調整するステップが、上記周囲側壁１１ｃのペリメータに沿って第２の収集チャンバ１６の方に向かうように供給される第２の熱伝達流体の流量を一様に分布させることを含む。

図１０及び１１の変形形態に従って構成される分離要素１４を装備するセル１０によって実行され得る代替の好適な実施例では、この調整するステップが、第２の収集チャンバ１６の方に向かうように供給される第２の熱伝達流体の流れを、周囲側壁１１ｃのペリメータに沿うように分布させることを含み、それにより、第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする第２の通路３５からの距離が増大することで、この流体の流量が増加するようになる。

これらの好適な実施例は、セル１０の説明を参照して上で示した有利な技術的効果を達成する。

本発明の方法の別のステップでは、分離要素１４の周囲クラウン１４ｂ（第２の後方収集チャンバ１６）により、又は、図１６の変形形態では、分離要素１４自体の環状ボディ（第２の前方収集チャンバ１６）により、構成され得る分離要素１４の熱交換部分により、第２の収集チャンバ１６の中を流れる第２の熱伝達流体と、熱交換機１３のエンド・コイル内を流れる第１の熱伝達流体との間で熱交換を実行することが予見される。

本発明の方法の追加のステップでは、周囲側壁１１ｃの軸方向端部１１ｇと収容ケーシング１１の後方壁１１ｄ又は前方壁２２との間において第２の収集チャンバ内の周縁部に画定される、流体を出すのを可能にする第２の通路３５により、熱交換セル１０の長手方向軸に対して実質的に垂直な方向に沿って第２の収集チャンバ１６から第２の熱伝達流体を排出することが最後に予見される。

本方法の好適な実施例では、熱交換セル１０の適用の特定の要求条件に従って、ケーシング１１の後方壁１１ｄに面する分離要素１４の熱交換部分の後方面から又はケーシング１１の前方壁２２の方を向く分離要素１４の熱交換部分の前方面から延在する熱交換突出部２３の方に第２の熱伝達流体を運搬することが考えられ、それにより、熱交換が強化され、また所望される場合にセル１０の凝縮能力が向上する。

本方法の好適な実施例では、好適には上述した通過チャンネル２５により第２の収集チャンバ１６の中心部分に向かうような求心運動により、概略径方向に沿うように及び／又は径方向に対して斜めの方向に沿うように第２の熱伝達流体を運搬することが考えられる。

本方法の別の好適な実施例では、分離要素１４の周囲縁部から延在し、径方向に沿ってケーシング１１の周囲側壁１１ｃに向かうように及び可能性として軸方向に沿ってケーシング１１の後方壁１１ｄ又は前方壁２２に向かうように展開される上で言及した分流フィン２４により、第２の熱伝達流体の流れを分流させることが考えられる。

好適な実施例では、本方法は、第２の収集チャンバ１６から流体が出るのを可能にする第２の通路３５と、セル１０からの第２の熱伝達流体の出口開口部１２ａとに流体連通される第３の収集チャンバ１８に対して、第２の収集チャンバ１６から第２の熱伝達流体を供給する別のステップを最後に含む。

本発明の対象である熱交換セル及び方法の特徴さらには関連の利点が上の説明から明らかとなる。

本発明の教示から逸脱することなく、上述した実施例の追加の変形形態も可能である。

最後に、このようにして考え出された熱交換セル及び方法に対して、すべて本発明の範囲にある、いくつかの変更形態又は変形形態が作られ得、さらに、すべての細部が技術的に等価の要素によって置き換えられ得る、ことが明らかである。実際に、使用される材料さらには寸法は技術的要求に従ういかなるものであってもよい。

Claims (15)

1. 熱交換セル（１０）であって、
   後方壁（１１ｄ）、前方壁（２２）及び周囲側壁（１１ｃ）を備える収容ケーシング（１１）と、
   複数のコイルによる、螺旋の長手方向軸を中心としてコイル状である第１の熱伝達流体の流れのための管状ダクトを備え、前記収容ケーシング（１１）内に設置される、螺旋形状の熱交換機（１３）と、
   前記第１の熱伝達流体と熱交換することを意図され、前記ケーシング（１１）内で、前記熱交換機（１３）に対して同軸に且つ内部に画定される第２の熱伝達流体の供給ゾーンと、
   前記熱交換機（１３）に対して外部に画定され、前記熱交換機（１３）の径方向外側の壁と前記収容ケーシング（１１）の前記周囲側壁（１１ｃ）との間にある、前記第２の熱伝達流体の第１の収集チャンバ（１５）と、
   前記熱交換機（１３）に対して軸方向において外部の位置に設置される少なくとも１つの分離要素（１４）によって少なくとも部分的に境界を画定される前記第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ（１６）と
   を備え、
   前記ケーシング（１１）の前記周囲側壁（１１ｃ）が、前記熱交換機の軸方向の延在範囲の実質的に全体に沿って、前記熱交換機（１３）及び前記第２の熱伝達流体の前記第１の収集チャンバ（１５）を取り囲んでその側方の境界を画定し、
   前記第２の収集チャンバ（１６）が前記熱交換機（１３）に対して軸方向において外部の位置に画定され、前記少なくとも１つの分離要素（１４）と、前記周囲側壁（１１ｃ）と、前記収容ケーシング（１１）の前記後方壁（１１ｄ）又は前記前方壁（２２）との間にあり、
   前記少なくとも１つの分離要素（１４）が、前記第１の収集チャンバ（１５）と、前記第２の熱伝達流体の供給ゾーンとから、前記第２の収集チャンバ（１６）を構造的に分離するように構成され、それにより、前記セル（１０）の前記収容ケーシング（１１）内で前記第２の熱伝達流体が、前記ケーシング（１１）の前記周囲側壁（１１ｃ）に実質的に平行な方向に沿って且つその近傍で、前記第２の収集チャンバ（１６）に向かって周縁部を流れることが可能となり、
   前記第２の熱伝達流体の前記第１の収集チャンバ（１５）及び前記第２の収集チャンバ（１６）が、前記少なくとも１つの分離要素（１４）の周囲縁部と前記収容ケーシング（１１）の前記周囲側壁（１１ｃ）との間に及び／又は前記少なくとも１つの分離要素（１４）の周縁領域内に形成される少なくとも１つの第１の通路（１７ａ、１７ａ’、１７ｂ〜１７ｇ；１４ｅ）により互いに流体連通され、前記少なくとも１つの第１の通路（１７ａ、１７ａ’、１７ｂ〜１７ｇ；１４ｅ）が、前記周囲側壁（１１ｃ）に実質的に平行に且つその近傍で前記第１の収集チャンバ（１５）から前記第２の収集チャンバ（１６）まで前記第２の熱伝達流体を流すのを可能にするように構成され、
   前記分離要素（１４）が、前記熱交換機（１３）の前記管状ダクトの前記複数のコイルのエンド・コイルの少なくとも一部分に接触し且つ前記熱交換機（１３）の前記少なくとも１つのコイル部分と前記第２の収集チャンバ（１６）との間での熱交換を可能にするように構成される熱交換部分を備え、
   前記熱交換セル（１０）が前記第２の収集チャンバ（１６）から流体が出るのを可能にする少なくとも１つの第２の通路（３５）をさらに備え、
   前記第２の通路（３５）が前記第２の収集チャンバ（１６）内で周縁部に画定され、前記少なくとも１つの分離要素（１４）の軸方向端部（１１ｇ）と前記収容ケーシング（１１）の前記後方壁（１１ｄ）又は前記前方壁（２２）との間にあり、
   前記分離要素（１４）は、前記第２の収集チャンバ（１６）から流体が出るのを可能にする前記少なくとも１つの第２の通路（３５）から、前記収容ケーシング（１１）の前記周囲側壁（１１ｃ）に沿って測られる周辺距離が増大するにつれて、前記少なくとも１つの第１の通路（１７ａ、１７ａ’、１７ｂ〜１７ｇ；１４ｅ）によって画定される流体流れの横断面積が、前記周囲側壁（１１ｃ）のペリメータに沿って増加するように形づくられる、
   熱交換セル（１０）。
2. 前記少なくとも１つの分離要素（１４）の周囲縁部と前記収容ケーシング（１１）の前記周囲側壁（１１ｃ）との間に及び／又は前記少なくとも１つの分離要素（１４）の周縁領域内に形成される複数の第１の通路（１７ａ、１７ａ’、１７ｂ〜１７ｇ）を備える、請求項１に記載の熱交換セル（１０）。
3. 前記少なくとも１つの第１の通路又は前記複数の第１の通路（１７ａ、１７ａ’、１７ｂ〜１７ｇ；１４ｅ）によって画定される流体流れの合計の横断面積が、前記収容ケーシング（１１）の内部横断面全体の５％から３０％の間に含まれる、請求項１又は２に記載の熱交換セル（１０）。
4. 前記分離要素（１４）が概略プレート形状又は概略リング形状のボディを有する、請求項１から３までのいずれか一項に記載の熱交換セル（１０）。
5. 前記分離要素（１４）が、前記分離要素（１４）の前記周囲縁部から側方に延在して前記収容ケーシング（１１）の前記周囲側壁（１１ｃ）と当接関係で協働する少なくとも１つのスペーサ突出部（１４ｆ）を有する、請求項１から４までのいずれか一項に記載の熱交換セル（１０）。
6. 前記第２の熱伝達流体の前記第２の収集チャンバ（１６）が概略環状の構成を有する、請求項１から５までのいずれか一項に記載の熱交換セル（１０）。
7. 前記分離要素（１４）の前記ボディが概略プレート形状であり、前記分離要素（１４）の前記熱交換部分が前記ボディの周囲クラウン（１４ｂ）を有する、請求項４に記載の熱交換セル（１０）。
8. 前記分離要素（１４）の前記ボディが概略リング形状であり、前記分離要素（１４）の前記熱交換部分が前記ボディの一部を有する、請求項４に記載の熱交換セル（１０）。
9. 前記分離要素（１４）の前記ボディの前記周囲クラウン（１４ｂ）が、少なくとも部分的に、前記熱交換機（１３）の前記コイルと実質的に同じ巻線ピッチで渦巻き状に延在する、請求項７に記載の熱交換セル（１０）。
10. 前記分離要素（１４）の前記概略リング形状のボディが、少なくとも部分的に、前記熱交換機（１３）の前記コイルと実質的に同じ巻線ピッチで渦巻き状に延在する、請求項８に記載の熱交換セル（１０）。
11. 前記第２の熱伝達流体の前記第２の収集チャンバ（１６）が、渦巻き形状の構成及び前記熱交換セル（１０）の長手方向軸周りの円周方向に沿って変化する流体流れの断面積を有する、請求項６、９又は１０のいずれか一項に記載の熱交換セル（１０）。
12. 前記セル（１０）が凝縮熱交換セル又は熱回収装置である、請求項１から１１までのいずれか一項に記載の熱交換セル（１０）。
13. 熱交換セル（１０）内の第１の熱伝達流体と第２の熱伝達流体との間での熱交換方法であって、前記熱交換セル（１０）が、
    後方壁（１１ｄ）、前方壁（２２）及び周囲側壁（１１ｃ）を備える収容ケーシング（１１）と、
    複数のコイルによる、螺旋の長手方向軸を中心としてコイル状である第１の熱伝達流体の流れのための管状ダクトを備え、前記収容ケーシング（１１）内に設置される、螺旋形状の熱交換機（１３）と、
    前記第１の熱伝達流体と熱交換することを意図され、前記ケーシング（１１）内で、前記熱交換機（１３）に対して同軸に且つ内部に画定される第２の熱伝達流体の供給ゾーンと、
    前記熱交換機（１３）に対して外部に画定され、前記熱交換機（１３）の径方向外側の壁と前記収容ケーシング（１１）の前記周囲側壁（１１ｃ）との間にある、前記第２の熱伝達流体の第１の収集チャンバ（１５）と、
    前記熱交換機（１３）に対して軸方向において外部の位置に設置される少なくとも１つの分離要素（１４）によって少なくとも部分的に境界を画定される前記第２の熱伝達流体の第２の収集チャンバ（１６）と
    を備え、
    前記ケーシング（１１）の前記周囲側壁（１１ｃ）が、前記熱交換機の軸方向の延在範囲の実質的に全体に沿って、前記熱交換機（１３）及び前記第２の熱伝達流体の前記第１の収集チャンバ（１５）を取り囲んでその側方の境界を画定し、
    前記第２の熱伝達流体の前記第１の収集チャンバ（１５）及び前記第２の収集チャンバ（１６）が前記少なくとも１つの分離要素（１４）によって互いから分離され、それにより、前記少なくとも１つの分離要素（１４）と、前記周囲側壁（１１ｃ）と、前記収容ケーシング（１１）の前記後方壁（１１ｄ）又は前記前方壁（２２）との間に、前記第２の収集チャンバ（１６）が画定され、
    前記分離要素（１４）が、前記熱交換機（１３）の前記管状ダクトの前記複数のコイルのエンド・コイルの少なくとも一部分に接触し且つ前記熱交換機（１３）の前記少なくとも１つのコイル部分と前記第２の収集チャンバ（１６）内を流れる前記第２の熱伝達流体との間での熱交換を可能にするように構成される熱交換部分を備え、
    前記方法が、
    前記供給ゾーン内に前記第２の熱伝達流体を供給するステップと、
    前記第１の収集チャンバ（１５）内に前記第２の熱伝達流体を収集するステップと、
    前記少なくとも１つの分離要素（１４）の周囲縁部と、前記収容ケーシング（１１）の前記周囲側壁（１１ｃ）との間に及び／又は前記少なくとも１つの分離要素（１４）の周縁領域内に形成される少なくとも１つの第１の通路（１７ａ、１７ａ’、１７ｂ〜１７ｇ；１４ｅ）により、前記ケーシング（１１）の前記周囲側壁（１１ｃ）に実質的に平行に且つその近傍で前記第１の収集チャンバ（１５）から前記第２の収集チャンバ（１６）まで前記第２の熱伝達流体を供給するステップであって、前記供給するステップは、
    前記第２の収集チャンバ（１６）から流体が出るのを可能にする前記少なくとも１つの第２の通路（３５）から、前記収容ケーシング（１１）の前記周囲側壁（１１ｃ）に沿って測られる周辺距離が増大するにつれて、その流体の流量を増加するために、前記第２の収集チャンバ（１６）に向かうように供給される前記第２の熱伝達流体の流れを、前記周囲側壁（１１ｃ）のペリメータに沿って分布させることであって、前記第２の収集チャンバ（１６）から流体が出るのを可能にする前記少なくとも１つの第２の通路（３５）から、前記収容ケーシング（１１）の前記周囲側壁（１１ｃ）に沿って測られる周辺距離が増大するにつれて、前記少なくとも１つの第１の通路（１７ａ、１７ａ’、１７ｂ〜１７ｇ；１４ｅ）によって画定される流体流れの横断面積が、前記周囲側壁（１１ｃ）のペリメータに沿って増加すること、
    により実行される、供給するステップと、
    前記分離要素（１４）の前記熱交換部分により、前記第２の収集チャンバ（１６）内を流れる前記第２の熱伝達流体と、前記熱交換機（１３）の前記管状ダクトの前記複数のコイルの前記エンド・コイル内を流れる前記第１の熱伝達流体との間での熱交換を実行するステップと、
    前記少なくとも１つの分離要素（１４）の軸方向端部（１１ｇ）と、前記収容ケーシング（１１）の前記後方壁（１１ｄ）又は前記前方壁（２２）との間において前記第２の収集チャンバ（１６）内でその周縁部に画定される流体を出すのを可能にする少なくとも１つの第２の通路（３５）により、前記熱交換セル（１０）の長手方向軸に対して実質的に垂直な方向に沿って前記第２の収集チャンバ（１６）から前記第２の熱伝達流体を排出するステップと
    を含む
    方法。
14. 前記ケーシング（１１）の前記周囲側壁（１１ｃ）と前記分離要素（１４）との間を延在する少なくとも１つの密閉仕切り壁（１４ｄ）により前記第１の収集チャンバ（１５）から前記第２の収集チャンバ（１６）へと前記第２の熱伝達流体を直接に通過させるのを制限するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 請求項１から１２までのいずれか一項に記載の熱交換セルを備える加熱装置又は空気調節装置。

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