JP7390929B2 - 熱交換器、熱交換器の製造方法、及び熱交換器の閉塞確認方法 - Google Patents
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Description
<本開示の実施形態1に係る熱交換器の構成>
図1に示されるように、本開示の実施形態1に係る熱交換器1は、第1流体と第2流体とが熱交換する熱交換器であって、本体部2と、本体部2に取付けられる被覆部3とを備えている。ここで、第1流体及び第2流体はそれぞれ、液体でも気体でもよく、通常は両者の温度は異なっている。限定はしないが、本体部2は直方体形状とすることができる。本体部2が直方体形状を有する場合、本体部2の長手方向の一端に、被覆部3である矩形の蓋部材3aが取り付けられている。被覆部3は本体部2に対して、ボルトによる締結等によって取外し可能に取付けられてもよいし、溶接や接着剤等で不可逆的に取付けられてもよい。
次に、熱交換器1において第1流体と第2流体とが熱交換される熱交換動作について説明する。図1に示されるように、第1流体が第1ヘッダ流路4に供給されるとともに第2流体が第2ヘッダ流路6に供給される。図4に示されるように、本体部2の長手方向の一端側では、第1ヘッダ流路4に供給された第1流体は、第1分配流路21bを介して、各第1流路21の各分割流路21aに流入する。一方、本体部2の長手方向の他端側では、第2ヘッダ流路6に供給された第2流体は、同様の動作で、各第2流路22の各分割流路22aに流入する。第1流路21を流通する第1流体と第2流路22を流通する第2流体とは、隔壁23を介して熱交換される。尚、熱交換器1が図1の構成を有する場合、第1流体及び第2流体それぞれの流れる方向は、本体部2の長手方向において逆方向である。ただし、第1流体及び第2流体はこのような対向流で流れることに限定するものではなく、並流で流れてもよい。
本開示の実施形態1に係る熱交換器1のうち本体部2は、その構成の複雑さから、プレートの積層や鋳造等では製造が難しい。このため、本体部2は、原材料としての金属粉末を積層造形することにより製造することが好ましい。この場合、本体部2は、金属粉末の積層造形体である。本体部2の積層造形に用いられる金属粉末は特に限定しないが、ステンレスやチタン等の粉末を用いることができる。尚、蓋部材3aは、その構成が本体部2ほど複雑ではないので鋳造等で製造してもよく、本体部2と同様に金属粉末を積層造形することにより製造してもよい。
蓋部材3aを取外し可能に本体部2に取付けるようにすれば、熱交換器1の使用後に、第1流路21及び第2流路22内の閉塞の有無を確認することができる。以下に、熱交換器1の使用後の閉塞確認方法を図7のフローチャートに基づいて説明する。
次に、実施形態2に係る熱交換器について説明する。実施形態2に係る熱交換器は、実施形態1に対して、本体部2の構成を変更したものである。尚、実施形態2において、実施形態1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。
図8に示されるように、本開示の実施形態2に係る熱交換器1では、蓋部材3aは、本体部2の長手方向の一端側の第1端面2bを覆うように本体部2に取付けられる第1蓋3a1と、本体部2の長手方向の他端側の第2端面2cを覆うように本体部2に取付けられる第2蓋3a2とを備えている。その他の構成は実施形態1と同じである。また、実施形態2に係る熱交換器1における熱交換動作も、実施形態1に係る熱交換器1における熱交換動作と同じである。
実施形態2に係る熱交換器1の製造方法は、実施形態1に係る熱交換器1の製造方法と基本的には同じである。実施形態2では、2つの蓋部材3a、すなわち第1蓋3a1及び第2蓋3a2のそれぞれを、本体部2の第1端面2b及び第2端面2cを覆うように本体部2に取付ける点で実施形態1と異なる。実施形態2でも、第1蓋3a1及び第2蓋3a2のそれぞれを本体部2から取外せば、第1開口部27及び第2開口部28が露出するので、第1開口部27及び第2開口部28を介して、第1流路21及び第2流路22内に残存する金属粉末を容易に除去することができる。
実施形態2に係る熱交換器1の使用後の閉塞確認方法は、実施形態1に係る熱交換器1の使用後の閉塞確認方法と基本的には同じである。実施形態2では、2つの蓋部材3a、すなわち第1蓋3a1及び第2蓋3a2のそれぞれを本体部2から取外すことができる点で実施形態1と異なる。実施形態2でも、熱交換器1の使用後に、第1蓋3a1及び第2蓋3a2のそれぞれを本体部2から取り外すことによって、第1流路21の第1開口部27及び第2流路22の第2開口部28が露出するので、第1流路21及び第2流路22内の閉塞の有無を容易に確認することができる。
次に、実施形態3に係る熱交換器について説明する。実施形態3に係る熱交換器は、実施形態2に対して、第1端面2b及び第2端面2c近傍の本体部2の構成を変更したものである。尚、実施形態3において、実施形態2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。
図9に示されるように、第2端面2cにおいて、隣り合う第2開口部28,28間に、第1流路21の端部を閉止する第1閉止壁31が設けられている。このため、第2端面2cにおいて、第2開口部28のみが開口するように構成されている。図10に示されるように、第1端面2bにおいて、隣り合う第1開口部27,27間に、第2流路22の端部を閉止する第2閉止壁32が設けられている。このため、第1端面2bにおいて、第1開口部27のみが開口するように構成されている。したがって、実施形態3に係る熱交換器1では、第1開口部27は第1端面2bにおいて露出するとともに第2開口部28は第2端面2cにおいて露出するようになっている。その他の構成は実施形態2と同じである。
実施形態3に係る熱交換器1における熱交換動作も、実施形態2に係る熱交換器1における熱交換動作と同じである。実施形態3では、第1端面2bにおいて、第1蓋3a1と本体部2との間のシールが不完全であったとしても、第2閉止壁32によって第2流路22から第2流体がリークすることはなく、不完全なシールに起因して生じ得るのは第1開口部27を介した第1流体のリークのみである。一方、第2端面2cにおいて、第2蓋3a2と本体部2との間のシールが不完全であったとしても、第1閉止壁31によって第1流路21から第1流体がリークすることはなく、不完全なシールに起因して生じ得るのは第2開口部28を介した第2流体のリークのみである。このため、第1蓋3a1及び第2蓋3a2のそれぞれと本体部2との間のシールが不完全でリークが生じた場合に、第1端面2b及び第2端面2cのいずれにおいても、第1流体と第2流体とが混ざってしまうことを防ぐことができる。
実施形態3に係る熱交換器1の製造方法は、実施形態2に係る熱交換器1の製造方法と基本的には同じである。尚、本体部2を積層造形する際に、第1閉止壁31又は第2閉止壁32のいずれか一方がオーバーハング部になるが、第1流路21及び第2流路22の流路幅が3mm以下であれば、サポートなしに第1閉止壁31又は第2閉止壁32の積層造形が可能となる。また、実施形態3に係る熱交換器1の使用後の閉塞確認方法は、実施形態2に係る熱交換器1の使用後の閉塞確認方法と基本的には同じである。
次に、実施形態4に係る熱交換器について説明する。実施形態4に係る熱交換器は、実施形態1に対して、被覆部3の構成を変更したものである。尚、実施形態4において、実施形態1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。
図11に示されるように、本開示の実施形態4に係る熱交換器1では、第1ヘッダ流路4を画定する第1ヘッダ流路壁41は、本体部2に固定された第1固定壁42と、第1固定壁42に取付けられる第1分離壁43とを備えている。第1固定壁42及び第1分離壁43のそれぞれにはフランジ部42a及び43aが設けられ、フランジ部42aとフランジ部43aとの間にシール部材44を挟むようにして、第1分離壁43を第1固定壁42に取付けることができる。尚、フランジ部42a及び43aが配置される位置は特に限定されず、例えば図11に示されるように、フランジ部42aが本体部2の上端面2dに配置されてもよい。第1分離壁43は第1固定壁42に対して、ボルト等を締結することによって取外し可能に取付けられてもよいし、溶接や接着剤等で不可逆的に取付けられてもよい。
実施形態4に係る熱交換器1の構成は、第1分離壁43及び第2分離壁47をそれぞれ第1固定壁42及び第2固定壁46に取付けた状態では、実施形態1に係る熱交換器1の構成と同じになるので、実施形態4に係る熱交換器1における熱交換動作は、実施形態1に係る熱交換器1における熱交換動作と同じである。
実施形態4に係る熱交換器1の製造方法は、実施形態1に係る熱交換器1の製造方法と基本的には同じである。実施形態4では、被覆部3が第1分離壁43及び第2分離壁47であるので、図6のフローチャートのステップS3における金属粉末の除去及びステップS4における金属粉末の残存の確認が、第1固定壁42及び第2固定壁46のそれぞれに開口した第1開口部27及び第2開口部28を介して行われる点で、実施形態1と異なる。しかし、実施形態4でも、第1固定壁42及び第2固定壁46のそれぞれに第1分離壁43及び第2分離壁47が取り付けられていない状態では、第1開口部27及び第2開口部28がそれぞれ露出しているので、第1流路21及び第2流路22内に残存する金属粉末を容易に除去することができる。
実施形態4に係る熱交換器1の使用後の閉塞確認方法は、実施形態1に係る熱交換器1の使用後の閉塞確認方法と基本的には同じである。実施形態4では、被覆部3が第1分離壁43及び第2分離壁47であるので、図7のフローチャートのステップS12における閉塞箇所の特定及びステップS13における閉塞の除去が、第1固定壁42及び第2固定壁46のそれぞれに開口した第1開口部27及び第2開口部28を介して行われる点で、実施形態1と異なる。しかし、実施形態4でも、第1固定壁42及び第2固定壁46のそれぞれに第1分離壁43及び第2分離壁47が取り付けられていない状態では、第1開口部27及び第2開口部28がそれぞれ露出しているので、第1流路21及び第2流路22内の閉塞の有無を容易に確認することができる。
次に、実施形態5に係る熱交換器について説明する。実施形態5に係る熱交換器は、実施形態4に対して、本体部2を筐体部に挿入するカートリッジ型の構成に変更したものである。尚、実施形態5において、実施形態4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。
図14に示されるように、本開示の実施形態5に係る熱交換器1は、実施形態4に係る熱交換器1の本体部2とおおよそ同じ構成を有する本体部2と、本体部2を挿入可能な筐体部50とを備えている。実施形態5の本体部2は、第1固定壁42及び第2固定壁46がそれぞれフランジ部42a(図11参照)及び46a(図11参照)を有していない点で、実施形態4の本体部2と異なる。筐体部50には、本体部2が挿入される挿入空間51が形成されている。図14では挿入空間51の個数は9つであるが、1つの挿入空間51のみが形成されてもよいし、9つに限定せずに任意の複数の個数の挿入空間51が形成されてもよい。筐体部50に複数の挿入空間51が形成されている場合には、各挿入空間51のレイアウトは任意に設計可能である。
本開示の実施形態5に係る熱交換器1では、各挿入空間51に本体部2が挿入された各ユニットの構成は実施形態4の熱交換器1の構成と同じになるので、各ユニットにおける第1流体と第2流体との間の熱交換動作は実施形態4と同じである。熱交換器1が複数のユニットを有する構成の場合には、必要な熱交換能力に応じて必要な個数の本体部2を挿入空間51に挿入することで、熱交換能力の調整を容易に行うことができる。また、複数のユニットを隙間なく配置することができるので、熱交換器1全体をコンパクトにすることができる。さらに、いずれかのユニットに不具合が生じた場合は、熱交換器1全体を停止せずに、不具合の生じたユニットだけメンテナンスができ、熱交換器1を含む装置の停止を回避することができる。
実施形態5の本体部2と実施形態4の本体部2とはおおよそ同じ構成を有するので、本開示の実施形態5に係る熱交換器1の製造方法は、図6のフローチャートのステップS1~S4までは実施形態4に係る熱交換器1の製造方法と同じである。このため、実施形態5においても、実施形態4と同様に、第1流路21及び第2流路22内に残存する金属粉末を容易に除去することができる。実施形態5において、ステップS5における蓋部材の取付けは、本体部2を挿入空間51に挿入する動作に相当する。
本開示の実施形態5に係る熱交換器1の使用後の閉塞確認方法では、図7のフローチャートのステップS11における蓋部材の取外しは、挿入空間51から本体部2を取外すことに相当する。実施形態5の本体部2と実施形態4の本体部2とはおおよそ同じ構成を有するので、図7のフローチャートのステップS12及びS13は実施形態4と同じである。このため、実施形態5においても、実施形態4と同様に、第1流路21及び第2流路22内の閉塞の有無を容易に確認することができる。図7のフローチャートのステップSS14における蓋部材の取付けは、本体部2を挿入空間51に挿入する動作に相当する。
次に、実施形態6に係る熱交換器について説明する。実施形態6に係る熱交換器は、実施形態1~3に対して、被覆部3と本体部2との間のシールの構成を変更したものである。以下では、実施形態3においてシールの構成を変更した構成で実施形態6を説明するが、実施形態1又は2においてシールの構成を変更することにより実施形態6を構成してもよい。尚、実施形態6において、実施形態3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。
図16に示されるように、本開示の実施形態6に係る熱交換器1において、本体部2の端面2bは、その縁部に沿って延びる平坦部2a1を含んでいる。第1ヘッダ流路4と、第1開口部27とは、平坦部2a1に囲まれている。平坦部2a1には、第1ヘッダ流路4及び第2ヘッダ流路7(図4参照)に沿って延びるとともに窪んだ溝部61と、第1分配流路21bに沿って延びるとともに窪んだ溝部62とが形成されている。溝部61及び62のそれぞれの底部にはシール部材63及び64が設けられている。蓋部材3aの端面2aに面する裏面には、溝部61及び62のそれぞれに嵌合可能に構成された凸状の畝部65及び66が形成されている。
実施形態6では、本体部2の端面2aに窪んだ溝部61及び62が形成されるとともに蓋部材3aに凸状の畝部65及び66が形成されていたが、この構成とは逆に、蓋部材3aに窪んだ溝部61及び62が形成されるとともに本体部2の端面2aに凸状の畝部65及び66が形成された構成であってもよい。また、実施形態6では、溝部61及び62の内部にシール部材63及び64が設けられていたが、畝部65及び66のそれぞれにシール部材63及び64を設ける構成であってもよい。
次に、実施形態7に係る熱交換器について説明する。実施形態7に係る熱交換器は、実施形態6に対して、被覆部3と本体部2との間のシールの構成を変更したものである。尚、実施形態7において、実施形態6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。
図18に示されるように、本開示の実施形態7に係る熱交換器1において、シール部材63は、内側シール部材71と、内側シール部材71に対して第1開口部27及び第2開口部28とは反対側に設けられた外側シール部材72とを有している。また、シール部材64は、内側シール部材73と、内側シール部材73に対して第1開口部27及び第2開口部28とは反対側に設けられた外側シール部材74とを有している。外側シール部材72及び74のそれぞれには、それらが延びる方向に間隔があいた切欠部72a及び74aが形成されている。その他の構成は実施形態6と同じである。
図19に示されるように、本体部2に、切欠部74aからリークした第1流体又は第2流体を貯留可能な貯留部75が切欠部74aに連通するように形成されてもよい。図19には図示しないが、本体部2に、切欠部72aからリークした第1流体又は第2流体を貯留可能な貯留部75と同様の貯留部が切欠部74aに連通するように形成されてもよい。貯留部75にリークした流体を貯留することができるので、熱交換器1の外部へのリークを一時的に防止することができる。
次に、実施形態8に係る熱交換器について説明する。実施形態8に係る熱交換器は、実施形態3に対して、被覆部3と本体部2との間のシールの構成を変更したものである。実施形態8において、実施形態3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。
図21に示されるように、第1蓋3a1及び第2蓋3a2のそれぞれの裏面に複数の第1シール部材81及び複数の第2シール部材82が設けられている。第1シール部材81及び第2シール部材82はそれぞれ、第1蓋3a1及び第2蓋3a2のそれぞれを本体部2(図1参照)に取付けた際に、第1閉止壁31及び第2閉止壁32に当接するように構成されている。このため、第1シール部材81及び第2シール部材82はそれぞれ、第1蓋3a1及び第2蓋3a2のそれぞれを本体部2に取付けた際に、少なくとも第1閉止壁31及び第2閉止壁32のそれぞれの一端から他端まで延びるように構成されている。その他の構成は実施形態3と同じである。
次に、実施形態9に係る熱交換器について説明する。実施形態9に係る熱交換器は、実施形態1~3に対して、被覆部3と本体部2との間のシールの構成を変更したものである。以下では、実施形態1においてシールの構成を変形した構成で実施形態9を説明するが、実施形態2又は3においてシールの構成を変形することにより実施形態9を構成してもよい。尚、実施形態9において、実施形態1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。
図22に示されるように、蓋部材3aの裏面に複数のシール部材90が設けられている。各シール部材90は、蓋部材3aを本体部2(図1参照)に取付けた際に、隔壁23の端部23aに当接するように構成されている。このため、シール部材90は、蓋部材3aを本体部2に取付けた際に、少なくとも隔壁23の端部23aの一端から他端まで延びるように構成されている。
尚、シール部材90の形状は、図22に示される形状に限定するものではない。当接部92が隔壁23の端部23aに押し付けられると空洞部91が潰れるようにしてシール部材90が変形すればどのような形状であってもよいので、図22のように大きな1つの空洞部91が存在する構成ではなく、複数の小さな空洞が集まって構成されたいわゆるラティスのような多孔体であってもよい。また、空洞部91の構成だけではなく、当接部92の形状も任意に設計可能である。
次に、実施形態10に係る熱交換器について説明する。実施形態10に係る熱交換器は、実施形態1~3に対して、被覆部3と本体部2との間のシールの構成を変更したものである。以下では、実施形態1においてシールの構成を変形した構成で実施形態10を説明するが、実施形態2又は3においてシールの構成を変形することにより実施形態10を構成してもよい。尚、実施形態10において、実施形態1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。
図23に示されるように、蓋部材3aの裏面に複数のシール部材100が設けられている。各シール部材100は、蓋部材3aを本体部2(図1参照)に取付けた際に、隔壁23の端部23aに当接するように構成されている。このため、シール部材100は、蓋部材3aを本体部2に取付けた際に、少なくとも隔壁23の端部23aの一端から他端まで延びるように構成されている。
実施形態10では、当接部101が略J字状の断面形状を有していたが、この構成に限定するものではない。当接部101がシール溝部110内に挿入されたときに2つの傾斜面110a及び110bのそれぞれに当接するか、当接部101がシール溝部110内に挿入されたときに2つの傾斜面110a及び110bの一方のみに当接する場合でもシール部材100が変形して2つの傾斜面110a及び110bのそれぞれに当接できる構成であればどのような構成でもよく、具体的には、シール部材100の先端付近が折れ曲がった形状、例えば略J字状ではなく略L字状等であってもよい。
第1流体と第2流体とが熱交換する熱交換器(1)であって、
前記熱交換器(1)は、
積層造形体である本体部(2)であって、前記第1流体が流通する第1流路(21)及び前記第2流体が流通する第2流路(22)を含む本体部(2)と、
前記本体部(2)に取付けられる被覆部(3)と
を備え、
前記本体部(2)には前記第1流路(21)の第1開口部(27)及び前記第2流路(22)の第2開口部(28)が形成され、前記被覆部(3)は、前記第1開口部(27)及び前記第2開口部(28)の露出を被覆するようにして前記本体部(2)に取付けられている。
前記被覆部(3)は、前記第1開口部(27)及び前記第2開口部(28)を覆うように前記本体部(2)に取付けられる蓋部材(3a)を含む。
前記本体部(2)は、前記第1流路(21)及び前記第2流路(22)の延びる方向における両端のそれぞれに位置する第1端面(2b)及び第2端面(2c)を含み、
前記蓋部材(3a)は、
前記第1端面(2b)を覆うように前記本体部(2)に取付けられる第1蓋(3a1)と、
前記第2端面(2c)を覆うように前記本体部(2)に取付けられる第2蓋(3a2)と
を含む。
前記第1開口部(27)は前記第1端面(2b)に形成されるとともに前記第2開口部(28)は前記第2端面(2c)に形成されている。
前記本体部(2)は、
前記第1流体が流通する第1ヘッダ流路(4,5)と、
前記第1ヘッダ流路(4,5)と前記第1流路(21)とを連通する第1分配流路(21b)と、
前記第2流体が流通する第2ヘッダ流路(6,7)と、
前記第2ヘッダ流路(6,7)と前記第2流路(22)とを連通する第2分配流路と
を含み、
前記第1ヘッダ流路(4,5)及び前記第2ヘッダ流路(6,7)のそれぞれを画定する第1ヘッダ流路壁(41)及び第2ヘッダ流路壁(45)はそれぞれ、
前記本体部(2)に固定された第1固定壁(42)及び第2固定壁(46)と、
前記第1固定壁(42)及び前記第2固定壁(46)のそれぞれに取付けられて前記第1ヘッダ流路(4,5)及び前記第2ヘッダ流路(6,7)のそれぞれを画定する第1分離壁(43)及び第路分離壁(47)と
を含み、
前記第1開口部(27)は、前記第1分配流路(21b)の前記第1固定壁(42)における開口部であり、前記第2開口部(28)は、前記第2分配流路(22b)の前記第2固定壁(46)における開口部であり、前記被覆部(3)は、前記第1分離壁(43)及び前記第路分離壁(47)を含む。
前記熱交換器(1)は、前記本体部(2)を挿入可能な筐体部(50)を備え、
前記第1分離壁(溝画定壁53a1/53c1)及び前記第2分離壁(溝画定壁53b1/53d1)は前記筐体部(50)に設けられ、
前記本体部(2)を前記筐体部(50)に挿入すると、第1分離壁(溝画定壁53a1/53c1)及び前記第2分離壁(溝画定壁53b1/53d1)のそれぞれが、前記第1固定壁(42)及び前記第2固定壁(46)のそれぞれに取付けられる。
前記被覆部(3)又は前記本体部(2)のいずれか一方には、前記被覆部(3)を前記本体部(2)に取付けた状態で、第1開口部(21)及び前記第2開口部(22)の少なくとも一方を取り囲むように凹んだ溝部(61/62)が形成され、
前記被覆部(3)又は前記本体部(2)のいずれか他方には、前記溝部(61/62)に挿入可能な畝部(65/66)が形成され、
前記被覆部(3)を前記本体部(2)に取付けた状態で、前記畝部(65/66)が前記溝部(61/62)に挿入されるとともに前記畝部(65/66)と前記溝部(61/62)との間に樹脂製のシール部材(63/64)が設けられている。
前記畝部(65a/66a)は、前記溝部(61/62)の深さ方向に弾性変形可能に構成されている。
このような構成によれば、シール部材のシール性を向上することができる。
前記被覆部(3)は、前記本体部(2)との間にシール部材(63/64)を介して前記本体部(2)に取付けられ、
前記シール部材(63/64)は、
前記被覆部(3)を前記本体部(2)に取付けた状態で、前記第1開口部(27)及び前記第2開口部(28)の少なくとも一方を取り囲むように設けられた内側シール部材(71/73)と、
前記内側シール部材(71/73)に対して前記第1開口部(27)及び前記第2開口部(28)の前記少なくとも一方とは反対側に設けられた外側シール部材(72/74)と
を含み、
前記外側シール部材(72/74)には、その延びる方向に間隔があいた切欠部(72a/74a)が形成されている。
前記本体部(2)には、前記第1流体又は前記第2流体を貯留可能な貯留部(75)が前記切欠部(72a/74a)に連通するように形成されている。
前記貯留部(75)に前記第1流体又は前記第2流体が流入したことを検知する検知部(センサS)が設けられている。
前記第1流路(21)へ前記第1流体を供給又は前記第1流体の供給を停止するための第1開閉弁(76)と、
前記第2流路(22)へ前記第2流体を供給又は前記第2流体の供給を停止するための第2開閉弁(77)と、
前記検知部(センサS)と前記第1開閉弁(76)と前記第2開閉弁(77)とに電気的に接続された制御部(78)と
が設けられ、
前記制御部(78)は、前記貯留部(75)へ前記第1流体又は前記第2流体が流入したことを検知した信号が前記検知部(センサS)から伝送されると、前記第1開閉弁(76)及び前記第2開閉弁(77)を閉める。
前記被覆部(3)及び前記本体部(2)のそれぞれには、前記被覆部(3)を前記本体部(2)に取付けた状態で互いに重なり合うフランジ部(67,68)が設けられている。
このような構成によれば、被覆部と本体部との間のシールの形成が容易になる。
前記第2端面(2c)には、隣り合う第2開口部(28)間に、前記第1流路(21)を閉止する少なくとも1つの第1閉止壁(31)が設けられ、
前記第1端面(2b)には、隣り合う第1開口部(27)間に、前記第2流路(22)を閉止する少なくとも1つの第2閉止壁(32)が設けられ、
前記第1蓋(3a1)には、前記第2閉止壁(32)に当接する第1シール部材(81)が設けられ、前記第2蓋(3a2)には、前記第1閉止壁(31)に当接する第2シール部材(82)が設けられている。
前記第2端面(2c)には複数の前記第1閉止壁(31)が設けられるとともに前記第1端面(2b)には複数の前記第2閉止壁(32)が設けられ、
複数の前記第1閉止壁(31)はそれぞれ前記第2端面(2c)において面一であるとともに複数の前記第2閉止壁(32)はそれぞれ前記第1端面(2b)において面一である。
隣り合う前記第1流路(21)と前記第2流路(22)とは隔壁(23)によって隔てられ、
前記蓋部材(3a)には、前記蓋部材(3a)を前記本体部(2)に取付ける際に、前記隔壁(23)の端部(23a)に当接して変形可能に構成されたシール部材(90/100)が設けられている。
前記シール部材(90)は、
前記シール部材(90)の内部に設けられる空洞部(91)と、
前記隔壁(23)の端部(23a)に当接する当接部(92)と
を含み
前記当接部(92)が前記隔壁(23)の端部(23a)に押し付けられると、前記空洞部(91)が潰れるようにして前記シール部材(90)は変形する。
前記空洞部(91)は、複数の小さな空洞が集まって構成されている。
前記隔壁(23)の端部(23a)には、該端部(23a)に対して窪んだシール溝部(110)が形成され、
前記シール溝部(110)は、該シール溝部(110)の底部で互いに接続する2つの傾斜面(110a,110b)によって画定され、
前記シール部材(100)は、変形可能な当接部(101)を含み、
前記当接部(101)は、前記シール溝部(110)内に挿入されて前記2つの傾斜面(110a,110b)のそれぞれに当接する。
前記当接部(101)は、J字状又はL字状の断面形状を有する。
前記当接部(101)は、J字状の断面形状を有し、少なくとも部分的に円弧状に湾曲した断面形状を有する部分を含む。
前記2つの傾斜面(110a,110b)は、曲率を有する面である。
前記被覆部(3)は、取外し可能に前記本体部(2)に取付けられている。
前記第1流路(21)及び前記第2流路(22)のそれぞれの流路幅は3mm以下である。
前記本体部(2)は金属粉末の積層造形体である。
第1流体と第2流体とが熱交換する熱交換器(1)の製造方法であって、
前記第1流体が流通する第1流路(21)及び前記第2流体が流通する第2流路(22)を含むとともに前記第1流路(21)の第1開口部(27)及び前記第2流路(22)の第2開口部(28)が形成された本体部(2)を、金属粉末から積層造形するステップと、
前記本体部(2)を積層造形するステップの後に、前記本体部(2)の内部に残存する前記金属粉末を前記第1開口部(27)及び前記第2開口部(28)を介して除去するステップと、
前記金属粉末を除去するステップの後に、前記第1開口部(27)及び前記第2開口部(28)の露出を被覆するようにして前記本体部(2)に被覆部(3)を取付けるステップと
を含む。
前記金属粉末を除去するステップと前記被覆部(3)を取付けるステップとの間に、前記第1開口部(27)及び前記第2開口部(28)を介して前記本体部(2)の内部に前記金属粉末が残存しているか否かを確認するステップを含む。
[15]に記載の熱交換器(1)の製造方法であって、
金属粉末から前記本体部(2)を積層造形するステップと、
前記本体部(2)の前記第1端面(2b)及び前記第2端面(2c)のそれぞれにおいて、複数の前記第1閉止壁(31)のそれぞれ及び複数の前記第2閉止壁(32)のそれぞれが面一となるように削るステップと、
前記本体部(2)を積層造形するステップの後に、前記本体部(2)の内部に残存する前記金属粉末を前記第1開口部(27)及び前記第2開口部(28)を介して除去するステップと、
前記金属粉末を除去するステップの後に、前記第1開口部(27)及び前記第2開口部(28)の露出を被覆するようにして前記本体部(2)に被覆部(3)を取付けるステップと
を含む。
[23]の熱交換器の閉塞確認方法であって、
前記本体部(2)から前記被覆部(3)を取外して前記第1開口部(27)及び前記第2開口部(28)を露出するステップと、
前記第1開口部(27)及び前記第2開口部(28)のそれぞれを介して前記第1流路(21)及び前記第2流路(22)の閉塞箇所を特定するステップと、
前記閉塞箇所を特定するステップの後に、前記第1開口部(27)及び前記第2開口部(28)の露出を被覆するようにして前記被覆部(3)を前記本体部(2)に取付けるステップと
を含む。
前記閉塞箇所を特定するステップの後に、前記閉塞箇所の閉塞を除去するステップを含む。
このような閉塞確認方法によれば、閉塞の除去作業を効率的に行うことができる。
2 本体部
2b (本体部の)第1端面
2c (本体部の)第2端面
3 被覆部
3a 蓋部材
3a1 第1蓋
3a2 第2蓋
4 第1ヘッダ流路
5 第1ヘッダ流路
6 第2ヘッダ流路
7 第2ヘッダ流路
21 第1流路
21b 第1分配流路
22 第2流路
22b 第2分配流路
23 隔壁
23a (隔壁の)端部
27 第1開口部
28 第2開口部
31 第1閉止壁
32 第2閉止壁
41 第1ヘッダ流路壁
42 第1固定壁
43 第1分離壁
45 第2ヘッダ流路壁
46 第2固定壁
47 第2分離壁
50 筐体部
53a1 溝画定壁(第1分離壁)
53b1 溝画定壁(第2分離壁)
53c1 溝画定壁(第1分離壁)
53d1 溝画定壁(第2分離壁)
61 溝部
62 溝部
63 シール部材
64 シール部材
65 畝部
65a ばね部材(畝部)
66 畝部
66a ばね部材(畝部)
67 フランジ部
68 フランジ部
71 内側シール部材
72 外側シール部材
72a 切欠部
73 内側シール部材
74 外側シール部材
74a 切欠部
75 貯留部
76 第1開閉弁
77 第2開閉弁
78 制御部
81 第1シール部材
82 第2シール部材
90 シール部材
91 空洞部
92 当接部
100 シール部材
101 当接部
110 シール溝部
110a 傾斜面
110b 傾斜面
S センサ(検知部)
Claims (25)
- 第1流体と第2流体とが熱交換する熱交換器であって、
前記熱交換器は、
積層造形体である本体部であって、前記第1流体が流通する第1流路及び前記第2流体が流通する第2流路を含む本体部と、
前記本体部に取付けられる被覆部と
を備え、
前記本体部には前記第1流路の第1開口部及び前記第2流路の第2開口部が形成され、前記被覆部は、前記第1開口部及び前記第2開口部の露出を被覆するようにして前記本体部に取付けられ、
前記本体部は、
前記第1流体が流通する第1ヘッダ流路と、
前記第1ヘッダ流路と前記第1流路とを連通する第1分配流路と、
前記第2流体が流通する第2ヘッダ流路と、
前記第2ヘッダ流路と前記第2流路とを連通する第2分配流路と
を含み、
前記第1ヘッダ流路及び前記第2ヘッダ流路のそれぞれを画定する第1ヘッダ流路壁及び第2ヘッダ流路壁はそれぞれ、
前記本体部に固定された第1固定壁及び第2固定壁と、
前記第1固定壁及び前記第2固定壁のそれぞれに取付けられて前記第1ヘッダ流路及び前記第2ヘッダ流路のそれぞれを画定する第1分離壁及び第2分離壁と
を含み、
前記第1開口部は、前記第1分配流路の前記第1固定壁における開口部であり、前記第2開口部は、前記第2分配流路の前記第2固定壁における開口部であり、前記被覆部は、前記第1分離壁及び前記第2分離壁を含む熱交換器。 - 前記熱交換器は、前記本体部を挿入可能な筐体部を備え、
前記第1分離壁及び前記第2分離壁は前記筐体部に設けられ、
前記本体部を前記筐体部に挿入すると、前記第1分離壁及び前記第2分離壁のそれぞれが、前記第1固定壁及び前記第2固定壁のそれぞれに取付けられる、請求項1に記載の熱交換器。 - 第1流体と第2流体とが熱交換する熱交換器であって、
前記熱交換器は、
積層造形体である本体部であって、前記第1流体が流通する第1流路及び前記第2流体が流通する第2流路を含む本体部と、
前記本体部に取付けられる被覆部と
を備え、
前記本体部には前記第1流路の第1開口部及び前記第2流路の第2開口部が形成され、前記被覆部は、前記第1開口部及び前記第2開口部の露出を被覆するようにして前記本体部に取付けられ、
前記被覆部は、前記第1開口部及び前記第2開口部を覆うように前記本体部に取付けられる蓋部材を含み、
前記被覆部又は前記本体部のいずれか一方には、前記被覆部を前記本体部に取付けた状態で、前記第1開口部及び前記第2開口部の少なくとも一方を取り囲むように凹んだ溝部が形成され、
前記被覆部又は前記本体部のいずれか他方には、前記溝部に挿入可能な畝部が形成され、
前記被覆部を前記本体部に取付けた状態で、前記畝部が前記溝部に挿入されるとともに前記畝部と前記溝部との間に樹脂製のシール部材が設けられている熱交換器。 - 前記畝部は、前記溝部の深さ方向に弾性変形可能に構成されている、請求項3に記載の熱交換器。
- 第1流体と第2流体とが熱交換する熱交換器であって、
前記熱交換器は、
積層造形体である本体部であって、前記第1流体が流通する第1流路及び前記第2流体が流通する第2流路を含む本体部と、
前記本体部に取付けられる被覆部と
を備え、
前記本体部には前記第1流路の第1開口部及び前記第2流路の第2開口部が形成され、前記被覆部は、前記第1開口部及び前記第2開口部の露出を被覆するようにして前記本体部に取付けられ、
前記被覆部は、前記第1開口部及び前記第2開口部を覆うように前記本体部に取付けられる蓋部材を含み、
前記被覆部は、前記本体部との間にシール部材を介して前記本体部に取付けられ、
前記シール部材は、
前記被覆部を前記本体部に取付けた状態で、前記第1開口部及び前記第2開口部の少なくとも一方を取り囲むように設けられた内側シール部材と、
前記内側シール部材に対して前記第1開口部及び前記第2開口部の前記少なくとも一方とは反対側に設けられた外側シール部材と
を含み、
前記外側シール部材には、その延びる方向に間隔があいた切欠部が形成されている熱交換器。 - 前記本体部には、前記第1流体又は前記第2流体を貯留可能な貯留部が前記切欠部に連通するように形成されている、請求項5に記載の熱交換器。
- 前記貯留部に前記第1流体又は前記第2流体が流入したことを検知する検知部が設けられている、請求項6に記載の熱交換器。
- 前記第1流路へ前記第1流体を供給又は前記第1流体の供給を停止するための第1開閉弁と、
前記第2流路へ前記第2流体を供給又は前記第2流体の供給を停止するための第2開閉弁と、
前記検知部と前記第1開閉弁と前記第2開閉弁とに電気的に接続された制御部と
が設けられ、
前記制御部は、前記貯留部へ前記第1流体又は前記第2流体が流入したことを検知した信号が前記検知部から伝送されると、前記第1開閉弁及び前記第2開閉弁を閉める、請求項7に記載の熱交換器。 - 前記本体部は、前記第1流路及び前記第2流路の延びる方向における両端のそれぞれに位置する第1端面及び第2端面を含み、
前記蓋部材は、
前記第1端面を覆うように前記本体部に取付けられる第1蓋と、
前記第2端面を覆うように前記本体部に取付けられる第2蓋と
を含む、請求項3~8のいずれか一項に記載の熱交換器。 - 前記第1開口部は前記第1端面に形成されるとともに前記第2開口部は前記第2端面に形成されている、請求項9に記載の熱交換器。
- 前記被覆部及び前記本体部のそれぞれには、前記被覆部を前記本体部に取付けた状態で互いに重なり合うフランジ部が設けられている、請求項3~10のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 第1流体と第2流体とが熱交換する熱交換器であって、
前記熱交換器は、
積層造形体である本体部であって、前記第1流体が流通する第1流路及び前記第2流体が流通する第2流路を含む本体部と、
前記本体部に取付けられる被覆部と
を備え、
前記本体部には前記第1流路の第1開口部及び前記第2流路の第2開口部が形成され、前記被覆部は、前記第1開口部及び前記第2開口部の露出を被覆するようにして前記本体部に取付けられ、
前記被覆部は、前記第1開口部及び前記第2開口部を覆うように前記本体部に取付けられる蓋部材を含み、
隣り合う前記第1流路と前記第2流路とは隔壁によって隔てられ、
前記蓋部材には、前記蓋部材を前記本体部に取付ける際に、前記隔壁の端部に当接して変形可能に構成されたシール部材が設けられ、
前記シール部材は、
前記シール部材の内部に設けられる空洞部と、
前記隔壁の端部に当接する当接部と
を含み
前記当接部が前記隔壁の端部に押し付けられると、前記空洞部が潰れるようにして前記シール部材は変形し、
前記空洞部は、複数の小さな空洞が集まって構成されている熱交換器。 - 第1流体と第2流体とが熱交換する熱交換器であって、
前記熱交換器は、
積層造形体である本体部であって、前記第1流体が流通する第1流路及び前記第2流体が流通する第2流路を含む本体部と、
前記本体部に取付けられる被覆部と
を備え、
前記本体部には前記第1流路の第1開口部及び前記第2流路の第2開口部が形成され、前記被覆部は、前記第1開口部及び前記第2開口部の露出を被覆するようにして前記本体部に取付けられ、
前記被覆部は、前記第1開口部及び前記第2開口部を覆うように前記本体部に取付けられる蓋部材を含み、
隣り合う前記第1流路と前記第2流路とは隔壁によって隔てられ、
前記蓋部材には、前記蓋部材を前記本体部に取付ける際に、前記隔壁の端部に当接して変形可能に構成されたシール部材が設けられ、
前記隔壁の端部には、該端部に対して窪んだシール溝部が形成され、
前記シール溝部は、該シール溝部の底部で互いに接続する2つの傾斜面によって画定され、
前記シール部材は、変形可能な当接部を含み、
前記当接部は、前記シール溝部内に挿入されて前記2つの傾斜面のそれぞれに当接する熱交換器。 - 前記当接部は、J字状又はL字状の断面形状を有する、請求項13に記載の熱交換器。
- 前記当接部は、J字状の断面形状を有し、少なくとも部分的に円弧状に湾曲した断面形状を有する部分を含む、請求項14に記載の熱交換器。
- 前記2つの傾斜面は、曲率を有する面である、請求項13~15のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 前記本体部は、前記第1流路及び前記第2流路の延びる方向における両端のそれぞれに位置する第1端面及び第2端面を含み、
前記蓋部材は、
前記第1端面を覆うように前記本体部に取付けられる第1蓋と、
前記第2端面を覆うように前記本体部に取付けられる第2蓋と
を含む、請求項12~16のいずれか一項に記載の熱交換器。 - 第1流体と第2流体とが熱交換する熱交換器であって、
前記熱交換器は、
積層造形体である本体部であって、前記第1流体が流通する第1流路及び前記第2流体が流通する第2流路を含む本体部と、
前記本体部に取付けられる被覆部と
を備え、
前記本体部には前記第1流路の第1開口部及び前記第2流路の第2開口部が形成され、前記被覆部は、前記第1開口部及び前記第2開口部の露出を被覆するようにして前記本体部に取付けられ、
前記被覆部は、前記第1開口部及び前記第2開口部を覆うように前記本体部に取付けられる蓋部材を含み、
前記本体部は、前記第1流路及び前記第2流路の延びる方向における両端のそれぞれに位置する第1端面及び第2端面を含み、
前記蓋部材は、
前記第1端面を覆うように前記本体部に取付けられる第1蓋と、
前記第2端面を覆うように前記本体部に取付けられる第2蓋と
を含み、
前記第1開口部は前記第1端面に形成されるとともに前記第2開口部は前記第2端面に形成され、
前記第2端面には、隣り合う第2開口部間に、前記第1流路を閉止する少なくとも1つの第1閉止壁が設けられ、
前記第1端面には、隣り合う第1開口部間に、前記第2流路を閉止する少なくとも1つの第2閉止壁が設けられ、
前記第1蓋には、前記第2閉止壁に当接する第1シール部材が設けられ、前記第2蓋には、前記第1閉止壁に当接する第2シール部材が設けられている熱交換器。 - 前記第2端面には複数の前記第1閉止壁が設けられるとともに前記第1端面には複数の前記第2閉止壁が設けられ、
複数の前記第1閉止壁はそれぞれ前記第2端面において面一であるとともに複数の前記第2閉止壁はそれぞれ前記第1端面において面一である、請求項18に記載の熱交換器。 - 前記被覆部は、取外し可能に前記本体部に取付けられている、請求項1~19のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 前記第1流路及び前記第2流路のそれぞれの流路幅は3mm以下である、請求項1~20のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 前記本体部は金属粉末の積層造形体である、請求項1~21のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 請求項19に記載の熱交換器の製造方法であって、
金属粉末から前記本体部を積層造形するステップと、
前記本体部の前記第1端面及び前記第2端面のそれぞれにおいて、複数の前記第1閉止壁のそれぞれ及び複数の前記第2閉止壁のそれぞれが面一となるように削るステップと、
前記本体部を積層造形するステップの後に、前記本体部の内部に残存する前記金属粉末を前記第1開口部及び前記第2開口部を介して除去するステップと、
前記金属粉末を除去するステップの後に、前記第1開口部及び前記第2開口部の露出を被覆するようにして前記本体部に被覆部を取付けるステップと
を含む熱交換器の製造方法。 - 請求項20に記載の熱交換器の閉塞確認方法であって、
前記本体部から前記被覆部を取外して前記第1開口部及び前記第2開口部を露出するステップと、
前記第1開口部及び前記第2開口部のそれぞれを介して前記第1流路及び前記第2流路の閉塞箇所を特定するステップと、
前記閉塞箇所を特定するステップの後に、前記第1開口部及び前記第2開口部の露出を被覆するようにして前記被覆部を前記本体部に取付けるステップと
を含む熱交換器の閉塞確認方法。 - 前記閉塞箇所を特定するステップの後に、前記閉塞箇所の閉塞を除去するステップを含む、請求項24に記載の熱交換器の閉塞確認方法。
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