JPH10206067A - 熱交換器の支持構造 - Google Patents
熱交換器の支持構造Info
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- JPH10206067A JPH10206067A JP9012964A JP1296497A JPH10206067A JP H10206067 A JPH10206067 A JP H10206067A JP 9012964 A JP9012964 A JP 9012964A JP 1296497 A JP1296497 A JP 1296497A JP H10206067 A JPH10206067 A JP H10206067A
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- passage inlet
- combustion gas
- fluid passage
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0025—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by zig-zag bend plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0012—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the apparatus having an annular form
- F28D9/0018—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the apparatus having an annular form without any annular circulation of the heat exchange media
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
- F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
- F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
- F28F3/044—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being pontual, e.g. dimples
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱交換器及びケーシングに発生する熱応力を
最小限に抑えながら、熱交換器の燃焼ガス通路入口及び
エアー通路入口間を確実にシールする。 【解決手段】 軸方向一端側に高温流体通路入口１１を
備えるとともに軸方向他端側に低温流体通路入口１５を
備えた円環状の熱交換器２が、円筒状のアウターケーシ
ング９の内部に熱交換器支持リング３６を介して支持さ
れる。熱交換器２の低温流体通路入口１５近傍の低温部
と、アウターケーシング９の後部フランジ３３とを接続
する熱交換器支持リング３６は、容易に弾性変形して熱
交換器２の熱膨張を吸収できるように、板材を断面階段
状に折り曲げて形成される。前記熱交換器支持リング３
６は、燃焼ガス通路入口１１及びエアー通路入口１５間
を仕切る機能も有している。
最小限に抑えながら、熱交換器の燃焼ガス通路入口及び
エアー通路入口間を確実にシールする。 【解決手段】 軸方向一端側に高温流体通路入口１１を
備えるとともに軸方向他端側に低温流体通路入口１５を
備えた円環状の熱交換器２が、円筒状のアウターケーシ
ング９の内部に熱交換器支持リング３６を介して支持さ
れる。熱交換器２の低温流体通路入口１５近傍の低温部
と、アウターケーシング９の後部フランジ３３とを接続
する熱交換器支持リング３６は、容易に弾性変形して熱
交換器２の熱膨張を吸収できるように、板材を断面階段
状に折り曲げて形成される。前記熱交換器支持リング３
６は、燃焼ガス通路入口１１及びエアー通路入口１５間
を仕切る機能も有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸方向両端に高温
流体通路入口及び低温流体通路入口を備えた円環状の熱
交換器を円筒状のケーシングの内部に支持する熱交換器
の支持構造に関する。
流体通路入口及び低温流体通路入口を備えた円環状の熱
交換器を円筒状のケーシングの内部に支持する熱交換器
の支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】かかる熱交換器は、本出願人の出願に係
る特願平８−２７５０５１号により既に提案されてい
る。
る特願平８−２７５０５１号により既に提案されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に熱交換器は温度
の異なる２種類以上の流体を媒体とすることから、流体
間の温度差によって各部材間に温度差が発生するだけで
なく、停止時と運転時とでも温度差が発生する。従っ
て、熱交換器の外周をケーシングに強固に支持すると、
各部材の熱膨張量の差によって以下のような問題が発生
する。
の異なる２種類以上の流体を媒体とすることから、流体
間の温度差によって各部材間に温度差が発生するだけで
なく、停止時と運転時とでも温度差が発生する。従っ
て、熱交換器の外周をケーシングに強固に支持すると、
各部材の熱膨張量の差によって以下のような問題が発生
する。
【０００４】即ち、熱交換器がケーシングよりも高温に
なった状態では、ケーシングに引っ張り方向の熱応力が
発生して耐久性に悪影響が及ぶ可能性がある。また逆
に、熱交換器がケーシングよりも低温になった状態で
は、熱交換器に引っ張り方向の熱応力が発生して耐久性
に悪影響が及ぶ可能性がある。特に、熱交換器とケーシ
ングとが異なる材料で構成されている場合には、材料固
有の熱膨張係数の差に起因する熱応力により前記問題が
一層顕著なものとなる。
なった状態では、ケーシングに引っ張り方向の熱応力が
発生して耐久性に悪影響が及ぶ可能性がある。また逆
に、熱交換器がケーシングよりも低温になった状態で
は、熱交換器に引っ張り方向の熱応力が発生して耐久性
に悪影響が及ぶ可能性がある。特に、熱交換器とケーシ
ングとが異なる材料で構成されている場合には、材料固
有の熱膨張係数の差に起因する熱応力により前記問題が
一層顕著なものとなる。
【０００５】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、熱交換器及びケーシングに発生する熱応力を最小限
に抑えながら、熱交換器の高温流体通路入口及び低温流
体通路入口間を確実にシールすることを目的とする。
で、熱交換器及びケーシングに発生する熱応力を最小限
に抑えながら、熱交換器の高温流体通路入口及び低温流
体通路入口間を確実にシールすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明では、円筒状のケーシングの内部に円環状の熱交換器
を支持すべく、ケーシングのフランジの内周面と熱交換
器の外周面とが弾性変形可能な板材よりなる熱交換器支
持リングで接続される。熱交換器支持リングは、熱交換
器とフランジとの熱膨張量の差を吸収して熱応力の発生
を防止するとともに、熱交換器の軸方向両端に形成した
高温流体通路入口及び低温流体通路入口間をシールす
る。
明では、円筒状のケーシングの内部に円環状の熱交換器
を支持すべく、ケーシングのフランジの内周面と熱交換
器の外周面とが弾性変形可能な板材よりなる熱交換器支
持リングで接続される。熱交換器支持リングは、熱交換
器とフランジとの熱膨張量の差を吸収して熱応力の発生
を防止するとともに、熱交換器の軸方向両端に形成した
高温流体通路入口及び低温流体通路入口間をシールす
る。
【０００７】また請求項２に記載された発明では、熱交
換器の外周面及びフランジの内周面に接続される熱交換
器支持リングが、第１リング部と、接続部と、第２リン
グ部とを有する板材から構成されるので、容易に弾性変
形して熱膨張量の差を吸収する。
換器の外周面及びフランジの内周面に接続される熱交換
器支持リングが、第１リング部と、接続部と、第２リン
グ部とを有する板材から構成されるので、容易に弾性変
形して熱膨張量の差を吸収する。
【０００８】また請求項３に記載された発明では、円筒
状のケーシングの内部に円環状の熱交換器を支持すべ
く、熱交換器の外周面に固定した熱交換器支持リングが
ケーシングのフランジの内周面にインロー嵌合する。熱
交換器が高温になって熱膨張すると前記インロー嵌合部
の間隙が消滅することにより、熱交換器を安定して支持
しながら熱応力の発生を回避することができる。高温流
体通路入口及び低温流体通路入口間のシールは、熱交換
器支持リング及び他方のフランジ間に配置されたシール
部材により行われる。
状のケーシングの内部に円環状の熱交換器を支持すべ
く、熱交換器の外周面に固定した熱交換器支持リングが
ケーシングのフランジの内周面にインロー嵌合する。熱
交換器が高温になって熱膨張すると前記インロー嵌合部
の間隙が消滅することにより、熱交換器を安定して支持
しながら熱応力の発生を回避することができる。高温流
体通路入口及び低温流体通路入口間のシールは、熱交換
器支持リング及び他方のフランジ間に配置されたシール
部材により行われる。
【０００９】また請求項４に記載された発明では、熱交
換器支持リング及び一方のフランジ間のインロー嵌合が
ストッパにより抜け止めされるので、ケーシングに対す
る熱交換器の軸方向の移動が防止される。
換器支持リング及び一方のフランジ間のインロー嵌合が
ストッパにより抜け止めされるので、ケーシングに対す
る熱交換器の軸方向の移動が防止される。
【００１０】また請求項５に記載された発明では、円筒
状のケーシングの内部に円環状の熱交換器を支持すべ
く、熱交換器の外周面に固定した熱交換器支持リングが
ケーシングの一方のフランジの内周面に半径方向の間隙
を存して同軸配置され、且つスプリングが熱交換器支持
リング及び一方のフランジ間に設けられる。これによ
り、熱交換器の熱膨張は前記インロー嵌合部の間隙によ
り吸収され、この間隙によるガタはスプリングにより防
止される。高温流体通路入口及び低温流体通路入口間の
シールは、熱交換器支持リング及び他方のフランジ間に
配置されたシール部材により行われる。
状のケーシングの内部に円環状の熱交換器を支持すべ
く、熱交換器の外周面に固定した熱交換器支持リングが
ケーシングの一方のフランジの内周面に半径方向の間隙
を存して同軸配置され、且つスプリングが熱交換器支持
リング及び一方のフランジ間に設けられる。これによ
り、熱交換器の熱膨張は前記インロー嵌合部の間隙によ
り吸収され、この間隙によるガタはスプリングにより防
止される。高温流体通路入口及び低温流体通路入口間の
シールは、熱交換器支持リング及び他方のフランジ間に
配置されたシール部材により行われる。
【００１１】また請求項６に記載された発明では、熱交
換器支持リングが比較的に低温である低温流体通路入口
に近くに設けられるので、熱応力の発生を一層効果的に
回避することができる。
換器支持リングが比較的に低温である低温流体通路入口
に近くに設けられるので、熱応力の発生を一層効果的に
回避することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】図１〜図１２は本発明の第１実施例を示す
もので、図１はガスタービンエンジンの全体側面図、図
２は図１の２−２線断面図、図３は図２の３−３線拡大
断面図（燃焼ガス通路の断面図）、図４は図２の４−４
線拡大断面図（エアー通路の断面図）、図５は図３の５
−５線拡大断面図、図６は図５の６部拡大図、図７は図
３の７−７線拡大断面図、図８は折り板素材の展開図、
図９は熱交換器の要部斜視図、図１０は燃焼ガス及びエ
アーの流れを示す模式図、図１１は突起のピッチを均一
にした場合の作用を説明するグラフ、図１２は突起のピ
ッチを不均一にした場合の作用を説明するグラフであ
る。
もので、図１はガスタービンエンジンの全体側面図、図
２は図１の２−２線断面図、図３は図２の３−３線拡大
断面図（燃焼ガス通路の断面図）、図４は図２の４−４
線拡大断面図（エアー通路の断面図）、図５は図３の５
−５線拡大断面図、図６は図５の６部拡大図、図７は図
３の７−７線拡大断面図、図８は折り板素材の展開図、
図９は熱交換器の要部斜視図、図１０は燃焼ガス及びエ
アーの流れを示す模式図、図１１は突起のピッチを均一
にした場合の作用を説明するグラフ、図１２は突起のピ
ッチを不均一にした場合の作用を説明するグラフであ
る。
【００１４】図１及び図２に示すように、ガスタービン
エンジンＥは、図示せぬ燃焼器、コンプレッサ、タービ
ン等を内部に収納したエンジン本体１を備えており、こ
のエンジン本体１の外周を囲繞するように円環状の熱交
換器２が配置される。熱交換器２には、タービンを通過
した比較的高温の燃焼ガスが通過する燃焼ガス通路４…
と、コンプレッサで圧縮された比較的低温のエアーが通
過するエアー通路５…とが、円周方向に交互に形成され
る（図５参照）。尚、図１における断面は燃焼ガス通路
４…に対応しており、その燃焼ガス通路４…の手前側と
向こう側に隣接してエアー通路５…が形成される。
エンジンＥは、図示せぬ燃焼器、コンプレッサ、タービ
ン等を内部に収納したエンジン本体１を備えており、こ
のエンジン本体１の外周を囲繞するように円環状の熱交
換器２が配置される。熱交換器２には、タービンを通過
した比較的高温の燃焼ガスが通過する燃焼ガス通路４…
と、コンプレッサで圧縮された比較的低温のエアーが通
過するエアー通路５…とが、円周方向に交互に形成され
る（図５参照）。尚、図１における断面は燃焼ガス通路
４…に対応しており、その燃焼ガス通路４…の手前側と
向こう側に隣接してエアー通路５…が形成される。
【００１５】熱交換器２の軸線に沿う断面形状は、軸方
向に長く半径方向に短い偏平な六角形であり、その半径
方向外周面が大径円筒状のアウターケーシング６により
閉塞されるとともに、その半径方向内周面が小径円筒状
のインナーケーシング７により閉塞される。熱交換器２
の縦断面における前端側（図１の左側）は不等長の山形
にカットされており、その山形の頂点に対応する部分に
エンジン本体１の外周に連なるエンドプレート８がろう
付けされる。また熱交換器２の断面における後端側（図
１の右側）は不等長の山形にカットされており、その山
形の頂点に対応する部分にアウターハウジング９に連な
るエンドプレート１０がろう付けされる。
向に長く半径方向に短い偏平な六角形であり、その半径
方向外周面が大径円筒状のアウターケーシング６により
閉塞されるとともに、その半径方向内周面が小径円筒状
のインナーケーシング７により閉塞される。熱交換器２
の縦断面における前端側（図１の左側）は不等長の山形
にカットされており、その山形の頂点に対応する部分に
エンジン本体１の外周に連なるエンドプレート８がろう
付けされる。また熱交換器２の断面における後端側（図
１の右側）は不等長の山形にカットされており、その山
形の頂点に対応する部分にアウターハウジング９に連な
るエンドプレート１０がろう付けされる。
【００１６】熱交換器２の各燃焼ガス通路４は、図１に
おける左上及び右下に燃焼ガス通路入口１１及び燃焼ガ
ス通路出口１２を備えており、燃焼ガス通路入口１１に
はエンジン本体１の外周に沿って形成された燃焼ガスを
導入する空間（略して燃焼ガス導入ダクト）１３の下流
端が接続されるとともに、燃焼ガス通路出口１２にはエ
ンジン本体１の内部に延びる燃焼ガスを排出する空間
（略して燃焼ガス排出ダクト）１４の上流端が接続され
る。
おける左上及び右下に燃焼ガス通路入口１１及び燃焼ガ
ス通路出口１２を備えており、燃焼ガス通路入口１１に
はエンジン本体１の外周に沿って形成された燃焼ガスを
導入する空間（略して燃焼ガス導入ダクト）１３の下流
端が接続されるとともに、燃焼ガス通路出口１２にはエ
ンジン本体１の内部に延びる燃焼ガスを排出する空間
（略して燃焼ガス排出ダクト）１４の上流端が接続され
る。
【００１７】熱交換器２の各エアー通路５は、図１にお
ける右上及び左下にエアー通路入口１５及びエアー通路
出口１６を備えており、エアー通路入口１５にはアウタ
ーハウジング９の内周に沿って形成されたエアーを導入
する空間（略してエアー導入ダクト）１７の下流端が接
続されるとともに、エアー通路出口１６にはエンジン本
体１の内部に延びるエアーを排出する空間（略してエア
ー排出ダクト）１８の上流端が接続される。
ける右上及び左下にエアー通路入口１５及びエアー通路
出口１６を備えており、エアー通路入口１５にはアウタ
ーハウジング９の内周に沿って形成されたエアーを導入
する空間（略してエアー導入ダクト）１７の下流端が接
続されるとともに、エアー通路出口１６にはエンジン本
体１の内部に延びるエアーを排出する空間（略してエア
ー排出ダクト）１８の上流端が接続される。
【００１８】このようにして、図３、図４及び図１０に
示す如く、燃焼ガスとエアーとが相互に逆方向に流れて
且つ相互に交差することになり、熱交換効率の高い対向
流且つ所謂クロスフローが実現される。即ち、高温流体
と低温流体とを相互に逆方向に流すことにより、その流
路の全長に亘って高温流体及び低温流体間の温度差を大
きく保ち、熱交換効率を向上させることができる。
示す如く、燃焼ガスとエアーとが相互に逆方向に流れて
且つ相互に交差することになり、熱交換効率の高い対向
流且つ所謂クロスフローが実現される。即ち、高温流体
と低温流体とを相互に逆方向に流すことにより、その流
路の全長に亘って高温流体及び低温流体間の温度差を大
きく保ち、熱交換効率を向上させることができる。
【００１９】而して、タービンを駆動した燃焼ガスの温
度は燃焼ガス通路入口１１…において約６００〜７００
℃であり、その燃焼ガスが燃焼ガス通路４…を通過する
際にエアーとの間で熱交換を行うことにより、燃焼ガス
通路出口１２…において約３００〜４００℃まで冷却さ
れる。一方、コンプレッサにより圧縮されたエアーの温
度はエアー通路入口１５…において約２００〜３００℃
であり、そのエアーがエアー通路５…を通過する際に燃
焼ガスとの間で熱交換を行うことにより、エアー通路出
口１６…において約５００〜６００℃まで加熱される。
度は燃焼ガス通路入口１１…において約６００〜７００
℃であり、その燃焼ガスが燃焼ガス通路４…を通過する
際にエアーとの間で熱交換を行うことにより、燃焼ガス
通路出口１２…において約３００〜４００℃まで冷却さ
れる。一方、コンプレッサにより圧縮されたエアーの温
度はエアー通路入口１５…において約２００〜３００℃
であり、そのエアーがエアー通路５…を通過する際に燃
焼ガスとの間で熱交換を行うことにより、エアー通路出
口１６…において約５００〜６００℃まで加熱される。
【００２０】次に、熱交換器２の構造を図３〜図９を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００２１】図３、図４及び図８に示すように、熱交換
器２の本体部は、ステンレス等の金属薄板を所定の形状
に予めカットした後、その表面にプレス加工により凹凸
を施した折り板素材２１から製造される。折り板素材２
１は、第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…を交互に
配置したものであって、山折り線Ｌ1 及び谷折り線Ｌ 2
を介してつづら折り状に折り曲げられる。尚、山折りと
は紙面の手前側に向けて凸に折ることであり、谷折りと
は紙面の向こう側に向けて凸に折ることである。各山折
り線Ｌ1 及び谷折り線Ｌ2 はシャープな直線ではなく、
第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…間に所定の空間
を形成するために実際には円弧状の折り線からなってい
る。
器２の本体部は、ステンレス等の金属薄板を所定の形状
に予めカットした後、その表面にプレス加工により凹凸
を施した折り板素材２１から製造される。折り板素材２
１は、第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…を交互に
配置したものであって、山折り線Ｌ1 及び谷折り線Ｌ 2
を介してつづら折り状に折り曲げられる。尚、山折りと
は紙面の手前側に向けて凸に折ることであり、谷折りと
は紙面の向こう側に向けて凸に折ることである。各山折
り線Ｌ1 及び谷折り線Ｌ2 はシャープな直線ではなく、
第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…間に所定の空間
を形成するために実際には円弧状の折り線からなってい
る。
【００２２】各第１、第２伝熱板Ｓ１，Ｓ２には、不等
間隔に配置された多数の第１突起２２…と第２突起２３
…とがプレス成形される。図８において×印で示される
第１突起２２…は紙面の手前側に向けて突出し、○印で
示される第２突起２３…は紙面の向こう側に向けて突出
する。
間隔に配置された多数の第１突起２２…と第２突起２３
…とがプレス成形される。図８において×印で示される
第１突起２２…は紙面の手前側に向けて突出し、○印で
示される第２突起２３…は紙面の向こう側に向けて突出
する。
【００２３】各第１、第２伝熱板Ｓ１，Ｓ２の山形にカ
ットされた前端部及び後端部には、図８において紙面の
手前側に向けて突出する第１凸条２４F …，２４R …
と、紙面の向こう側に向けて突出する第２凸条２５
F …，２５R …とがプレス成形される。第１伝熱板Ｓ１
及び第２伝熱板Ｓ２の何れについても、前後一対の第１
凸条２４F ，２４R が対角位置に配置され、前後一対の
第２凸条２５F ，２５R が他の対角位置に配置される。
ットされた前端部及び後端部には、図８において紙面の
手前側に向けて突出する第１凸条２４F …，２４R …
と、紙面の向こう側に向けて突出する第２凸条２５
F …，２５R …とがプレス成形される。第１伝熱板Ｓ１
及び第２伝熱板Ｓ２の何れについても、前後一対の第１
凸条２４F ，２４R が対角位置に配置され、前後一対の
第２凸条２５F ，２５R が他の対角位置に配置される。
【００２４】尚、図３に示す第１伝熱板Ｓ１の第１突起
２２…、第２突起２３…、第１凸条２４F …，２４R …
及び第２凸条２５F …，２５R …は、図８に示す第１伝
熱板Ｓ１と凹凸関係が逆になっているが、これは図３が
第１伝熱板Ｓ１を裏面側から見た状態を示しているため
である。
２２…、第２突起２３…、第１凸条２４F …，２４R …
及び第２凸条２５F …，２５R …は、図８に示す第１伝
熱板Ｓ１と凹凸関係が逆になっているが、これは図３が
第１伝熱板Ｓ１を裏面側から見た状態を示しているため
である。
【００２５】図５及び図８を参照すると明らかなよう
に、折り板素材２１の第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板
Ｓ２…を山折り線Ｌ1 で折り曲げて両伝熱板Ｓ１…，Ｓ
２…間に燃焼ガス通路４…を形成するとき、第１伝熱板
Ｓ１の第２突起２３…の先端と第２伝熱板Ｓ２の第２突
起２３…の先端とが相互に当接してろう付けされる。ま
た、第１伝熱板Ｓ１の第２凸条２５F ，２５R と第２伝
熱板Ｓ２の第２凸条２５ F ，２５R とが相互に当接して
ろう付けされ、図３に示した燃焼ガス通路４の左下部分
及び右上部分を閉塞するとともに、第１伝熱板Ｓ１の第
１凸条２４F ，２４R と第２伝熱板Ｓ２の第１凸条２４
F ，２４R とが隙間を存して相互に対向し、図３に示し
た燃焼ガス通路４の左上部分及び右下部分にそれぞれ燃
焼ガス通路入口１１及び燃焼ガス通路出口１２を形成す
る。
に、折り板素材２１の第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板
Ｓ２…を山折り線Ｌ1 で折り曲げて両伝熱板Ｓ１…，Ｓ
２…間に燃焼ガス通路４…を形成するとき、第１伝熱板
Ｓ１の第２突起２３…の先端と第２伝熱板Ｓ２の第２突
起２３…の先端とが相互に当接してろう付けされる。ま
た、第１伝熱板Ｓ１の第２凸条２５F ，２５R と第２伝
熱板Ｓ２の第２凸条２５ F ，２５R とが相互に当接して
ろう付けされ、図３に示した燃焼ガス通路４の左下部分
及び右上部分を閉塞するとともに、第１伝熱板Ｓ１の第
１凸条２４F ，２４R と第２伝熱板Ｓ２の第１凸条２４
F ，２４R とが隙間を存して相互に対向し、図３に示し
た燃焼ガス通路４の左上部分及び右下部分にそれぞれ燃
焼ガス通路入口１１及び燃焼ガス通路出口１２を形成す
る。
【００２６】折り板素材２１の第１伝熱板Ｓ１…及び第
２伝熱板Ｓ２…を谷折り線Ｌ2 で折り曲げて両伝熱板Ｓ
１…，Ｓ２…間にエアー通路５…を形成するとき、第１
伝熱板Ｓ１の第１突起２２…の先端と第２伝熱板Ｓ２の
第１突起２２…の先端とが相互に当接してろう付けされ
る。また、第１伝熱板Ｓ１の第１凸条２４F ，２４Rと
第２伝熱板Ｓ２の第１凸条２４F ，２４R とが相互に当
接してろう付けされ、図４に示したエアー通路５の左上
部分及び右下部分を閉塞するとともに、第１伝熱板Ｓ１
の第２凸条２５F ，２５R と第２伝熱板Ｓ２の第２凸条
２５F ，２５Rとが隙間を存して相互に対向し、図４に
示したエアー通路５の右上部分及び左下部分にそれぞれ
エアー通路入口１５及びエアー通路出口１６を形成す
る。
２伝熱板Ｓ２…を谷折り線Ｌ2 で折り曲げて両伝熱板Ｓ
１…，Ｓ２…間にエアー通路５…を形成するとき、第１
伝熱板Ｓ１の第１突起２２…の先端と第２伝熱板Ｓ２の
第１突起２２…の先端とが相互に当接してろう付けされ
る。また、第１伝熱板Ｓ１の第１凸条２４F ，２４Rと
第２伝熱板Ｓ２の第１凸条２４F ，２４R とが相互に当
接してろう付けされ、図４に示したエアー通路５の左上
部分及び右下部分を閉塞するとともに、第１伝熱板Ｓ１
の第２凸条２５F ，２５R と第２伝熱板Ｓ２の第２凸条
２５F ，２５Rとが隙間を存して相互に対向し、図４に
示したエアー通路５の右上部分及び左下部分にそれぞれ
エアー通路入口１５及びエアー通路出口１６を形成す
る。
【００２７】第１突起２２…及び第２突起２３…は概略
円錐台形状を有しており、それらの先端部はろう付け強
度を高めるべく相互に面接触する。また第１凸条２４F
…，２４R …及び第２凸条２５F …，２５R …も概略台
形状の断面を有しており、それらの先端部もろう付け強
度を高めるべく相互に面接触する。
円錐台形状を有しており、それらの先端部はろう付け強
度を高めるべく相互に面接触する。また第１凸条２４F
…，２４R …及び第２凸条２５F …，２５R …も概略台
形状の断面を有しており、それらの先端部もろう付け強
度を高めるべく相互に面接触する。
【００２８】図５から明らかなように、エアー通路５…
の半径方向内周部分は折り板素材２１の折曲部（谷折り
線Ｌ2 ）に相当するために自動的に閉塞されるが、エア
ー通路５…の半径方向外周部分は開放されており、その
開放部がアウターケーシング６にろう付けされて閉塞さ
れる。一方、燃焼ガス通路４…の半径方向外周部分は折
り板素材２１の折曲部（山折り線Ｌ1 ）に相当するため
に自動的に閉塞されるが、燃焼ガス通路４…の半径方向
内周部分は開放されており、その開放部がインナーケー
シング７にろう付けされて閉塞される。
の半径方向内周部分は折り板素材２１の折曲部（谷折り
線Ｌ2 ）に相当するために自動的に閉塞されるが、エア
ー通路５…の半径方向外周部分は開放されており、その
開放部がアウターケーシング６にろう付けされて閉塞さ
れる。一方、燃焼ガス通路４…の半径方向外周部分は折
り板素材２１の折曲部（山折り線Ｌ1 ）に相当するため
に自動的に閉塞されるが、燃焼ガス通路４…の半径方向
内周部分は開放されており、その開放部がインナーケー
シング７にろう付けされて閉塞される。
【００２９】折り板素材２１をつづら折り状に折り曲げ
たときに隣接する山折り線Ｌ1 どうしが直接接触するこ
とはないが、第１突起２２…が相互に接触することによ
り前記山折り線Ｌ1 相互の間隔が一定に保持される。ま
た隣接する谷折り線Ｌ2 どうしが直接接触することはな
いが、第２突起２３…が相互に接触することにより前記
谷折り線Ｌ2 相互の間隔が一定に保持される。
たときに隣接する山折り線Ｌ1 どうしが直接接触するこ
とはないが、第１突起２２…が相互に接触することによ
り前記山折り線Ｌ1 相互の間隔が一定に保持される。ま
た隣接する谷折り線Ｌ2 どうしが直接接触することはな
いが、第２突起２３…が相互に接触することにより前記
谷折り線Ｌ2 相互の間隔が一定に保持される。
【００３０】前記折り板素材２１をつづら折り状に折り
曲げて熱交換器２の本体部を製作するとき、第１伝熱板
Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…は熱交換器２の中心から放
射状に配置される。従って、隣接する第１伝熱板Ｓ１…
及び第２伝熱板Ｓ２…間の距離は、アウターケーシング
６に接する半径方向外周部において最大となり、且つイ
ンナーケーシング７に接する半径方向内周部において最
小となる。このために、前記第１突起２２…，第２突起
２３…、第１凸条２４F ，２４R 及び第２凸条２５F ，
２５R の高さは半径方向内側から外側に向けて漸増して
おり、これにより第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２
…を正確に放射状に配置することができる（図５参
照）。
曲げて熱交換器２の本体部を製作するとき、第１伝熱板
Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…は熱交換器２の中心から放
射状に配置される。従って、隣接する第１伝熱板Ｓ１…
及び第２伝熱板Ｓ２…間の距離は、アウターケーシング
６に接する半径方向外周部において最大となり、且つイ
ンナーケーシング７に接する半径方向内周部において最
小となる。このために、前記第１突起２２…，第２突起
２３…、第１凸条２４F ，２４R 及び第２凸条２５F ，
２５R の高さは半径方向内側から外側に向けて漸増して
おり、これにより第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２
…を正確に放射状に配置することができる（図５参
照）。
【００３１】上述した放射状の折り板構造を採用するこ
とにより、アウターケーシング６及びインナーケーシン
グ７を同心に位置決めし、熱交換器２の軸対称性を精密
に保持することができる。
とにより、アウターケーシング６及びインナーケーシン
グ７を同心に位置決めし、熱交換器２の軸対称性を精密
に保持することができる。
【００３２】図７及び図９から明らかなように、第１伝
熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の前端及び後端の山形
にカットされた頂点部分を熱交換器２の円周方向に向け
て９０°よりも僅かに小さい角度だけ折り曲げることに
より、矩形をなす小片状のフランジ部２６…が形成され
る。折り板素材２１をつづら折り状の折り曲げたとき、
第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…のフランジ２６
…の一部は、それに隣接するフランジ部２６…の一部に
重ね合わされて面接触状態でろう付けされ、全体として
環状を成す接合フランジ２７を構成する。そしてこの接
合フランジ２７は前後のエンドプレート８，１０にろう
付けにより接合される。
熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の前端及び後端の山形
にカットされた頂点部分を熱交換器２の円周方向に向け
て９０°よりも僅かに小さい角度だけ折り曲げることに
より、矩形をなす小片状のフランジ部２６…が形成され
る。折り板素材２１をつづら折り状の折り曲げたとき、
第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…のフランジ２６
…の一部は、それに隣接するフランジ部２６…の一部に
重ね合わされて面接触状態でろう付けされ、全体として
環状を成す接合フランジ２７を構成する。そしてこの接
合フランジ２７は前後のエンドプレート８，１０にろう
付けにより接合される。
【００３３】このとき、接合フランジ２７の前面は階段
状になってエンドプレート８，１０との間に若干の隙間
が形成されるが、その隙間はろう材（図７参照）によっ
て塞がれる。またフランジ部２６…は第１伝熱板Ｓ１…
及び第２伝熱板Ｓ２…に形成した第１凸条２４F ，２４
R 及び第２凸条２５F ，２５R の先端近傍から折り曲げ
られているが、折り板素材２１を山折り線Ｌ1 及び谷折
り線Ｌ2 で折り曲げたときに第１凸条２４F ，２４R 及
び第２凸条２５F ，２５R の先端とフランジ部２６…と
の間にも若干の隙間が形成されるが、その隙間はろう材
（図７参照）によって塞がれる。
状になってエンドプレート８，１０との間に若干の隙間
が形成されるが、その隙間はろう材（図７参照）によっ
て塞がれる。またフランジ部２６…は第１伝熱板Ｓ１…
及び第２伝熱板Ｓ２…に形成した第１凸条２４F ，２４
R 及び第２凸条２５F ，２５R の先端近傍から折り曲げ
られているが、折り板素材２１を山折り線Ｌ1 及び谷折
り線Ｌ2 で折り曲げたときに第１凸条２４F ，２４R 及
び第２凸条２５F ，２５R の先端とフランジ部２６…と
の間にも若干の隙間が形成されるが、その隙間はろう材
（図７参照）によって塞がれる。
【００３４】ところで、第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱
板Ｓ２…の山形の頂点部分を平坦に切断し、その切断し
た端面にエンドプレート８，１０をろう付けしようとす
ると、先ず折り板素材２１を折り曲げて第１伝熱板Ｓ１
…及び第２伝熱板Ｓ２…の第１突起２２…及び第２突起
２３…並びに第１凸条２４F ，２４R 及び第２凸条２５
F ，２５R を相互にろう付けした後、前記頂点部分に精
密な切断加工を施してエンドプレート８，１０のろう付
けを行う必要があり、ろう付けが２工程になって工数が
増加するだけでなく、切断面に高い加工精度が要求され
るためにコストが増加し、しかも小面積の切断面におけ
るろう付けのために充分な強度を得ることが難しかっ
た。しかしながら折り曲げたフランジ部２６…をろう付
けすることにより、前記第１突起２２…及び第２突起２
３…並びに第１凸条２４F ，２４R及び第２凸条２
５F ，２５R のろう付けとフランジ部２６…のろう付け
とを１工程で済ますことが可能となるだけでなく、山形
の頂点部分の精密な切断加工が不要になり、しかも面接
触するフランジ部２６…どうしのろう付けであるために
ろう付け強度も大幅に増加する。更にフランジ部２６…
自体が接合フランジ２７を構成するので、部品点数の削
減に寄与することができる。
板Ｓ２…の山形の頂点部分を平坦に切断し、その切断し
た端面にエンドプレート８，１０をろう付けしようとす
ると、先ず折り板素材２１を折り曲げて第１伝熱板Ｓ１
…及び第２伝熱板Ｓ２…の第１突起２２…及び第２突起
２３…並びに第１凸条２４F ，２４R 及び第２凸条２５
F ，２５R を相互にろう付けした後、前記頂点部分に精
密な切断加工を施してエンドプレート８，１０のろう付
けを行う必要があり、ろう付けが２工程になって工数が
増加するだけでなく、切断面に高い加工精度が要求され
るためにコストが増加し、しかも小面積の切断面におけ
るろう付けのために充分な強度を得ることが難しかっ
た。しかしながら折り曲げたフランジ部２６…をろう付
けすることにより、前記第１突起２２…及び第２突起２
３…並びに第１凸条２４F ，２４R及び第２凸条２
５F ，２５R のろう付けとフランジ部２６…のろう付け
とを１工程で済ますことが可能となるだけでなく、山形
の頂点部分の精密な切断加工が不要になり、しかも面接
触するフランジ部２６…どうしのろう付けであるために
ろう付け強度も大幅に増加する。更にフランジ部２６…
自体が接合フランジ２７を構成するので、部品点数の削
減に寄与することができる。
【００３５】また、折り板素材２１を放射状且つつづら
折り状に折り曲げて第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ
２…を連続して形成することにより、１枚ずつ独立した
多数の第１伝熱板Ｓ１…と１枚ずつ独立した多数の第２
伝熱板Ｓ２…とを交互にろう付けする場合に比べて、部
品点数及びろう付け個所を大幅に削減することができる
ばかりか、完成した製品の寸法精度を高めることができ
る。
折り状に折り曲げて第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ
２…を連続して形成することにより、１枚ずつ独立した
多数の第１伝熱板Ｓ１…と１枚ずつ独立した多数の第２
伝熱板Ｓ２…とを交互にろう付けする場合に比べて、部
品点数及びろう付け個所を大幅に削減することができる
ばかりか、完成した製品の寸法精度を高めることができ
る。
【００３６】図５及び図６から明らかなように、帯状に
形成された１枚の折り板素材２１をつづら折り状に折り
曲げて熱交換器２の本体部を構成するとき、その折り板
素材２１の両端部が熱交換器２の半径方向外周部分にお
いて一体に接合される。そのために接合部を挟んで隣り
合う第１伝熱板Ｓ１及び第２伝熱板Ｓ２の端縁が山折り
線Ｌ1 の近傍でＪ字状に切断され、例えば第１伝熱板Ｓ
１のＪ字状切断部の内周に第２伝熱板Ｓ２のＪ字状切断
部の外周が嵌合してろう付けされる。第１、第２伝熱板
Ｓ１，Ｓ２のＪ字状切断部が相互に嵌合するため、外側
の第１伝熱板Ｓ１のＪ字状切断部は押し広げられて内側
の第２伝熱板Ｓ２のＪ字状切断部は押し縮められ、更に
内側の第２伝熱板Ｓ２は熱交換器２の半径方向内側に向
けて圧縮される。
形成された１枚の折り板素材２１をつづら折り状に折り
曲げて熱交換器２の本体部を構成するとき、その折り板
素材２１の両端部が熱交換器２の半径方向外周部分にお
いて一体に接合される。そのために接合部を挟んで隣り
合う第１伝熱板Ｓ１及び第２伝熱板Ｓ２の端縁が山折り
線Ｌ1 の近傍でＪ字状に切断され、例えば第１伝熱板Ｓ
１のＪ字状切断部の内周に第２伝熱板Ｓ２のＪ字状切断
部の外周が嵌合してろう付けされる。第１、第２伝熱板
Ｓ１，Ｓ２のＪ字状切断部が相互に嵌合するため、外側
の第１伝熱板Ｓ１のＪ字状切断部は押し広げられて内側
の第２伝熱板Ｓ２のＪ字状切断部は押し縮められ、更に
内側の第２伝熱板Ｓ２は熱交換器２の半径方向内側に向
けて圧縮される。
【００３７】上記構造を採用することにより、折り板素
材２１の両端部を接合するために特別の接合部材が不要
であり、また折り板素材２１の形状を変える等の特別の
加工が不要であるため、部品点数や加工コストが削減さ
れるとともに、接合部におけるヒートマスの増加が回避
される。また燃焼ガス通路４…でもなくエアー通路５…
でもないデッドスペースが発生しないので、流路抵抗の
増加が最小限に抑えられて熱交換効率の低下を来す虞も
ない。更に第１、第２伝熱板Ｓ１，Ｓ２のＪ字状切断部
は接合部分が変形するために微小な隙間が発生し易い
が、熱交換器２の本体部を１枚の折り板素材２１で構成
することにより前記接合部分を最小の１ヵ所とし、流体
のリークを最小限に抑えることができる。また１枚の折
り板素材２１をつづら折り状に折り曲げて円環状の熱交
換器２の本体部を構成する際に、一体に連なる第１、第
２伝熱板Ｓ１…，Ｓ２…の枚数が適切でないと隣接する
第１、第２伝熱板Ｓ１…，Ｓ２…の円周方向のピッチが
不適切になり、しかも第１突起２２…及び第２突起２３
…の先端が離れたり潰れたりする可能性がある。しかし
ながら、折り板素材２１の切断位置を変更して一体に連
なる第１、第２伝熱板Ｓ１…，Ｓ２…の枚数を適宜変更
するだけで、前記円周方向のピッチを容易に微調整する
ことができる。
材２１の両端部を接合するために特別の接合部材が不要
であり、また折り板素材２１の形状を変える等の特別の
加工が不要であるため、部品点数や加工コストが削減さ
れるとともに、接合部におけるヒートマスの増加が回避
される。また燃焼ガス通路４…でもなくエアー通路５…
でもないデッドスペースが発生しないので、流路抵抗の
増加が最小限に抑えられて熱交換効率の低下を来す虞も
ない。更に第１、第２伝熱板Ｓ１，Ｓ２のＪ字状切断部
は接合部分が変形するために微小な隙間が発生し易い
が、熱交換器２の本体部を１枚の折り板素材２１で構成
することにより前記接合部分を最小の１ヵ所とし、流体
のリークを最小限に抑えることができる。また１枚の折
り板素材２１をつづら折り状に折り曲げて円環状の熱交
換器２の本体部を構成する際に、一体に連なる第１、第
２伝熱板Ｓ１…，Ｓ２…の枚数が適切でないと隣接する
第１、第２伝熱板Ｓ１…，Ｓ２…の円周方向のピッチが
不適切になり、しかも第１突起２２…及び第２突起２３
…の先端が離れたり潰れたりする可能性がある。しかし
ながら、折り板素材２１の切断位置を変更して一体に連
なる第１、第２伝熱板Ｓ１…，Ｓ２…の枚数を適宜変更
するだけで、前記円周方向のピッチを容易に微調整する
ことができる。
【００３８】ガスタービンエンジンＥの運転中に、燃焼
ガス通路４…の圧力は比較的に低圧になり、エアー通路
５…の圧力は比較的に高圧になるため、その圧力差によ
って第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…に曲げ荷重
が作用するが、相互に当接してろう付けされた第１突起
２２…及び第２突起２３…により、前記荷重に耐え得る
充分な剛性を得ることができる。
ガス通路４…の圧力は比較的に低圧になり、エアー通路
５…の圧力は比較的に高圧になるため、その圧力差によ
って第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…に曲げ荷重
が作用するが、相互に当接してろう付けされた第１突起
２２…及び第２突起２３…により、前記荷重に耐え得る
充分な剛性を得ることができる。
【００３９】また、第１突起２２…及び第２突起２３…
によって第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の表面
積（即ち、燃焼ガス通路４…及びエアー通路５…の表面
積）が増加し、しかも燃焼ガス及びエアーの流れが攪拌
されるために熱交換効率の向上が可能となる。
によって第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の表面
積（即ち、燃焼ガス通路４…及びエアー通路５…の表面
積）が増加し、しかも燃焼ガス及びエアーの流れが攪拌
されるために熱交換効率の向上が可能となる。
【００４０】ところで、燃焼ガス通路４…及びエアー通
路５…間の熱伝達量を表す伝熱単位数Ｎtuは、 Ｎtu＝（Ｋ×Ａ）／［Ｃ×（ｄｍ／ｄｔ）］ …（１） により与えられる。
路５…間の熱伝達量を表す伝熱単位数Ｎtuは、 Ｎtu＝（Ｋ×Ａ）／［Ｃ×（ｄｍ／ｄｔ）］ …（１） により与えられる。
【００４１】上記（１）式において、Ｋは第１伝熱板Ｓ
１…及び第２伝熱板Ｓ２…の熱通過率、Ａは第１伝熱板
Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の面積（伝熱面積）、Ｃは
流体の比熱、ｄｍ／ｄｔは前記伝熱面積を流れる流体の
質量流量である。前記伝熱面積Ａ及び比熱Ｃは定数であ
るが、前記熱通過率Ｋ及び質量流量ｄｍ／ｄｔは隣接す
る第１突起２２…間、或いは隣接する第２突起２３…間
のピッチＰ（図５参照）の関数となる。
１…及び第２伝熱板Ｓ２…の熱通過率、Ａは第１伝熱板
Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の面積（伝熱面積）、Ｃは
流体の比熱、ｄｍ／ｄｔは前記伝熱面積を流れる流体の
質量流量である。前記伝熱面積Ａ及び比熱Ｃは定数であ
るが、前記熱通過率Ｋ及び質量流量ｄｍ／ｄｔは隣接す
る第１突起２２…間、或いは隣接する第２突起２３…間
のピッチＰ（図５参照）の関数となる。
【００４２】伝熱単位数Ｎtuが第１伝熱板Ｓ１…及び第
２伝熱板Ｓ２…の半径方向に変化すると、第１伝熱板Ｓ
１…及び第２伝熱板Ｓ２…の温度分布が半径方向に不均
一になって熱交換効率が低下するだけでなく、第１伝熱
板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…が半径方向に不均一に熱
膨張して好ましくない熱応力が発生する。そこで、第１
突起２２…及び第２突起２３…の半径方向の配列ピッチ
Ｐを適切に設定し、伝熱単位数Ｎtuが第１伝熱板Ｓ１…
及び第２伝熱板Ｓ２…の半径方向各部位で一定になるよ
うにすれば、前記各問題を解消することができる。
２伝熱板Ｓ２…の半径方向に変化すると、第１伝熱板Ｓ
１…及び第２伝熱板Ｓ２…の温度分布が半径方向に不均
一になって熱交換効率が低下するだけでなく、第１伝熱
板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…が半径方向に不均一に熱
膨張して好ましくない熱応力が発生する。そこで、第１
突起２２…及び第２突起２３…の半径方向の配列ピッチ
Ｐを適切に設定し、伝熱単位数Ｎtuが第１伝熱板Ｓ１…
及び第２伝熱板Ｓ２…の半径方向各部位で一定になるよ
うにすれば、前記各問題を解消することができる。
【００４３】図１１（Ａ）に示すように前記ピッチＰを
熱交換器２の半径方向に一定にした場合、図１１（Ｂ）
に示すように伝熱単位数Ｎtuは半径方向内側部分で大き
く、半径方向外側部分で小さくなるため、図１１（Ｃ）
に示すように第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の
温度分布も半径方向内側部分で高く、半径方向外側部分
で低くなってしまう。一方、図１２（Ａ）に示すように
前記ピッチＰを熱交換器２の半径方向内側部分で大き
く、半径方向外側部分で小さくなるように設定すれば、
図１２（Ｂ），（Ｃ）に示すように伝熱単位数Ｎtu及び
温度分布を半径方向に略一定にすることができる。
熱交換器２の半径方向に一定にした場合、図１１（Ｂ）
に示すように伝熱単位数Ｎtuは半径方向内側部分で大き
く、半径方向外側部分で小さくなるため、図１１（Ｃ）
に示すように第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の
温度分布も半径方向内側部分で高く、半径方向外側部分
で低くなってしまう。一方、図１２（Ａ）に示すように
前記ピッチＰを熱交換器２の半径方向内側部分で大き
く、半径方向外側部分で小さくなるように設定すれば、
図１２（Ｂ），（Ｃ）に示すように伝熱単位数Ｎtu及び
温度分布を半径方向に略一定にすることができる。
【００４４】図３〜図５から明らかなように、本実施例
の熱交換器２では、第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ
２…の軸方向中間部（つまり軸方向両端の山形部を除い
た部分）の半径方向外側部分に第１突起２２…及び第２
突起２３…の半径方向の配列ピッチＰが小さい領域Ｒ1
が設けられるとともに、その半径方向内側部分に第１突
起２２…及び第２突起２３…の半径方向の配列ピッチＰ
が大きい領域Ｒ2 が設けられる。これにより第１伝熱板
Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の軸方向中間部の全域に亘
って伝熱単位数Ｎtuが略一定になり、熱交換効率の向上
と熱応力の軽減とが可能となる。
の熱交換器２では、第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ
２…の軸方向中間部（つまり軸方向両端の山形部を除い
た部分）の半径方向外側部分に第１突起２２…及び第２
突起２３…の半径方向の配列ピッチＰが小さい領域Ｒ1
が設けられるとともに、その半径方向内側部分に第１突
起２２…及び第２突起２３…の半径方向の配列ピッチＰ
が大きい領域Ｒ2 が設けられる。これにより第１伝熱板
Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の軸方向中間部の全域に亘
って伝熱単位数Ｎtuが略一定になり、熱交換効率の向上
と熱応力の軽減とが可能となる。
【００４５】尚、熱交換器２の全体形状や第１突起２２
…及び第２突起２３…の形状が異なれば熱通過率Ｋ及び
質量流量ｄｍ／ｄｔも変化するため、適切なピッチＰの
配列も本実施例と異なってくる。従って、本実施例の如
くピッチＰが半径方向外側に向かって漸減する場合以外
に、半径方向外側に向かって漸増する場合もある。しか
しながら、上記（１）式が成立するようなピッチＰの配
列を設定すれば、熱交換器の全体形状や第１突起２２…
及び第２突起２３…の形状に関わらず、前記作用効果を
得ることができる。
…及び第２突起２３…の形状が異なれば熱通過率Ｋ及び
質量流量ｄｍ／ｄｔも変化するため、適切なピッチＰの
配列も本実施例と異なってくる。従って、本実施例の如
くピッチＰが半径方向外側に向かって漸減する場合以外
に、半径方向外側に向かって漸増する場合もある。しか
しながら、上記（１）式が成立するようなピッチＰの配
列を設定すれば、熱交換器の全体形状や第１突起２２…
及び第２突起２３…の形状に関わらず、前記作用効果を
得ることができる。
【００４６】図３及び図４から明らかなように、第１伝
熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の軸方向中間部におい
て、隣接する第１突起２２…どうし或いは隣接する第２
突起２３…どうしは熱交換器２の軸方向（燃焼ガス及び
エアーの流れ方向）に整列しておらず、軸方向に対して
所定角度傾斜して整列している。換言すると、熱交換器
２の軸線に平行な直線上に第１突起２２…が連続して配
列されたり、第２突起２３…が連続して配列されたりす
ることがないように考慮されている。これにより、第１
伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の軸方向中間部にお
いて、燃焼ガス通路４及びエアー通路５を第１突起２２
…及び第２突起２３により迷路状に形成して熱交換効率
を高めることができる。
熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の軸方向中間部におい
て、隣接する第１突起２２…どうし或いは隣接する第２
突起２３…どうしは熱交換器２の軸方向（燃焼ガス及び
エアーの流れ方向）に整列しておらず、軸方向に対して
所定角度傾斜して整列している。換言すると、熱交換器
２の軸線に平行な直線上に第１突起２２…が連続して配
列されたり、第２突起２３…が連続して配列されたりす
ることがないように考慮されている。これにより、第１
伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２…の軸方向中間部にお
いて、燃焼ガス通路４及びエアー通路５を第１突起２２
…及び第２突起２３により迷路状に形成して熱交換効率
を高めることができる。
【００４７】更に第１伝熱板Ｓ１…及び第２伝熱板Ｓ２
…の軸方向両端の山形部には、前記軸方向中間部と異な
る配列ピッチで第１突起２２…及び第２突起２３…が配
列される。図３に示す燃焼ガス通路４において、燃焼ガ
ス通路入口１１から矢印ａ方向に流入した燃焼ガスは軸
方向に旋回して矢印ｂ方向に流れ、更に矢印ｃ方向に旋
回して燃焼ガス通路出口１２から流出する。燃焼ガスが
燃焼ガス通路入口１１の近傍で方向変換するとき、旋回
方向内側（熱交換器２の半径方向外側）では燃焼ガスの
流路ＰS が短くなり、旋回方向外側（熱交換器２の半径
方向内側）では燃焼ガスの流路ＰL が長くなる。一方、
燃焼ガスが燃焼ガス通路出口１２の近傍で方向変換する
とき、旋回方向内側（熱交換器２の半径方向内側）では
燃焼ガスの流路ＰS が短くなり、旋回方向外側（熱交換
器２の半径方向外側）では燃焼ガスの流路ＰL が長くな
る。このように燃焼ガスの旋回方向内側及び外側で燃焼
ガスの流路長に差が発生すると、流路長が短いために流
路抵抗が小さい旋回方向内側に向かって旋回方向外側か
ら燃焼ガスが偏流し、燃焼ガスの流れが不均一になって
熱交換効率が低下してしまう。
…の軸方向両端の山形部には、前記軸方向中間部と異な
る配列ピッチで第１突起２２…及び第２突起２３…が配
列される。図３に示す燃焼ガス通路４において、燃焼ガ
ス通路入口１１から矢印ａ方向に流入した燃焼ガスは軸
方向に旋回して矢印ｂ方向に流れ、更に矢印ｃ方向に旋
回して燃焼ガス通路出口１２から流出する。燃焼ガスが
燃焼ガス通路入口１１の近傍で方向変換するとき、旋回
方向内側（熱交換器２の半径方向外側）では燃焼ガスの
流路ＰS が短くなり、旋回方向外側（熱交換器２の半径
方向内側）では燃焼ガスの流路ＰL が長くなる。一方、
燃焼ガスが燃焼ガス通路出口１２の近傍で方向変換する
とき、旋回方向内側（熱交換器２の半径方向内側）では
燃焼ガスの流路ＰS が短くなり、旋回方向外側（熱交換
器２の半径方向外側）では燃焼ガスの流路ＰL が長くな
る。このように燃焼ガスの旋回方向内側及び外側で燃焼
ガスの流路長に差が発生すると、流路長が短いために流
路抵抗が小さい旋回方向内側に向かって旋回方向外側か
ら燃焼ガスが偏流し、燃焼ガスの流れが不均一になって
熱交換効率が低下してしまう。
【００４８】そこで燃焼ガス通路入口１１及び燃焼ガス
通路出口１２の近傍の領域Ｒ3 ，Ｒ 3 では、燃焼ガスの
流れ方向に直交する方向の第１突起２２…及び第２突起
２３…の配列ピッチを、旋回方向外側から内側に向かっ
て次第に密になるように変化させている。このように領
域Ｒ3 ，Ｒ3 において第１突起２２…及び第２突起２３
…の配列ピッチを不均一にすることにより、燃焼ガスの
流路長が短いために流路抵抗が小さい旋回方向内側に第
１突起２２…及び第２突起２３…密に配列して注路抵抗
を増加させ、前記領域Ｒ3 ，Ｒ3 の全体に亘って流路抵
抗を均一化することができる。これにより前記偏流の発
生を防止して熱交換効率の低下を回避することができ
る。特に、第１凸条２４F ，２４R の内側に隣接する１
列目の突起は全て燃焼ガス通路４内に突出する第２突起
２３…（図３に×印で表示）で構成されているため、そ
の第２突起２３…の配列ピッチを不均一にすることによ
り、偏流防止効果を有効に発揮させることができる。
通路出口１２の近傍の領域Ｒ3 ，Ｒ 3 では、燃焼ガスの
流れ方向に直交する方向の第１突起２２…及び第２突起
２３…の配列ピッチを、旋回方向外側から内側に向かっ
て次第に密になるように変化させている。このように領
域Ｒ3 ，Ｒ3 において第１突起２２…及び第２突起２３
…の配列ピッチを不均一にすることにより、燃焼ガスの
流路長が短いために流路抵抗が小さい旋回方向内側に第
１突起２２…及び第２突起２３…密に配列して注路抵抗
を増加させ、前記領域Ｒ3 ，Ｒ3 の全体に亘って流路抵
抗を均一化することができる。これにより前記偏流の発
生を防止して熱交換効率の低下を回避することができ
る。特に、第１凸条２４F ，２４R の内側に隣接する１
列目の突起は全て燃焼ガス通路４内に突出する第２突起
２３…（図３に×印で表示）で構成されているため、そ
の第２突起２３…の配列ピッチを不均一にすることによ
り、偏流防止効果を有効に発揮させることができる。
【００４９】同様にして、図４に示すエアー通路５にお
いて、エアー通路入口１５から矢印ｄ方向に流入したエ
アーは軸方に旋回して矢印ｅ方向に流れ、更に矢印ｆ方
向に旋回してエアー通路出口１６から流出する。エアー
がエアー通路入口１５の近傍で方向変換するとき、旋回
方向内側（熱交換器２の半径方向外側）ではエアーの流
路が短くなり、旋回方向外側（熱交換器２の半径方向内
側）ではエアーの流路が長くなる。一方、エアーがエア
ー通路出口１６の近傍で方向変換するとき、旋回方向内
側（熱交換器２の半径方向内側）ではエアーの流路が短
くなり、旋回方向外側（熱交換器２の半径方向外側）で
はエアーの流路が長くなる。このようにエアーの旋回方
向内側及び外側でエアーの流路長に差が発生すると、流
路長が短いために流路抵抗が小さい旋回方向内側に向か
ってエアーが偏流して熱交換効率が低下してしまう。
いて、エアー通路入口１５から矢印ｄ方向に流入したエ
アーは軸方に旋回して矢印ｅ方向に流れ、更に矢印ｆ方
向に旋回してエアー通路出口１６から流出する。エアー
がエアー通路入口１５の近傍で方向変換するとき、旋回
方向内側（熱交換器２の半径方向外側）ではエアーの流
路が短くなり、旋回方向外側（熱交換器２の半径方向内
側）ではエアーの流路が長くなる。一方、エアーがエア
ー通路出口１６の近傍で方向変換するとき、旋回方向内
側（熱交換器２の半径方向内側）ではエアーの流路が短
くなり、旋回方向外側（熱交換器２の半径方向外側）で
はエアーの流路が長くなる。このようにエアーの旋回方
向内側及び外側でエアーの流路長に差が発生すると、流
路長が短いために流路抵抗が小さい旋回方向内側に向か
ってエアーが偏流して熱交換効率が低下してしまう。
【００５０】そこでエアー通路入口１５及びエアー通路
出口１６の近傍の領域Ｒ4 ，Ｒ4 では、エアーの流れ方
向に直交する方向の第１突起２２…及び第２突起２３…
の配列ピッチを、旋回方向外側から内側に向かって次第
に密になるように変化させている。このように領域
Ｒ4 ，Ｒ4 において第１突起２２…及び第２突起２３…
の配列ピッチを不均一にすることにより、エアーの流路
長が短いために流路抵抗が小さい旋回方向内側に第１突
起２２…及び第２突起２３…密に配列して流路抵抗を増
加させ、前記領域Ｒ4 ，Ｒ4 の全体に亘って流路抵抗を
均一化することができる。これにより前記偏流の発生を
防止して熱交換効率の低下を回避することができる。特
に、第２凸条２５F ，２５R の内側に隣接する１列目の
突起は全て燃焼ガス通路４内に突出する第１突起２２…
（図４に×印で表示）で構成されているため、その第１
突起２２…の配列ピッチを不均一にすることにより、偏
流防止効果を有効に発揮させることができる。
出口１６の近傍の領域Ｒ4 ，Ｒ4 では、エアーの流れ方
向に直交する方向の第１突起２２…及び第２突起２３…
の配列ピッチを、旋回方向外側から内側に向かって次第
に密になるように変化させている。このように領域
Ｒ4 ，Ｒ4 において第１突起２２…及び第２突起２３…
の配列ピッチを不均一にすることにより、エアーの流路
長が短いために流路抵抗が小さい旋回方向内側に第１突
起２２…及び第２突起２３…密に配列して流路抵抗を増
加させ、前記領域Ｒ4 ，Ｒ4 の全体に亘って流路抵抗を
均一化することができる。これにより前記偏流の発生を
防止して熱交換効率の低下を回避することができる。特
に、第２凸条２５F ，２５R の内側に隣接する１列目の
突起は全て燃焼ガス通路４内に突出する第１突起２２…
（図４に×印で表示）で構成されているため、その第１
突起２２…の配列ピッチを不均一にすることにより、偏
流防止効果を有効に発揮させることができる。
【００５１】尚、図３において燃焼ガスが領域Ｒ3 ，Ｒ
3 に隣接する領域Ｒ4 ，Ｒ4 を流れるとき、その領域Ｒ
4 ，Ｒ4 における第１突起２２…及び第２突起２３…の
配列ピッチは燃焼ガスの流れの方向に不均一になってい
るため、該第１突起２２…及び第２突起２３…の配列ピ
ッチは燃焼ガスの流れに殆ど影響を及ぼさない。同様
に、図４においてエアーが領域Ｒ4 ，Ｒ4 に隣接する領
域Ｒ3 ，Ｒ3 を流れるとき、その領域Ｒ3 ，Ｒ3 におけ
る第１突起２２…及び第２突起２３…の配列ピッチはエ
アーの流れの方向に不均一になっているため、該第１突
起２２…及び第２突起２３…の配列ピッチはエアーの流
れに殆ど影響を及ぼさない。
3 に隣接する領域Ｒ4 ，Ｒ4 を流れるとき、その領域Ｒ
4 ，Ｒ4 における第１突起２２…及び第２突起２３…の
配列ピッチは燃焼ガスの流れの方向に不均一になってい
るため、該第１突起２２…及び第２突起２３…の配列ピ
ッチは燃焼ガスの流れに殆ど影響を及ぼさない。同様
に、図４においてエアーが領域Ｒ4 ，Ｒ4 に隣接する領
域Ｒ3 ，Ｒ3 を流れるとき、その領域Ｒ3 ，Ｒ3 におけ
る第１突起２２…及び第２突起２３…の配列ピッチはエ
アーの流れの方向に不均一になっているため、該第１突
起２２…及び第２突起２３…の配列ピッチはエアーの流
れに殆ど影響を及ぼさない。
【００５２】図３及び図４から明らかなように、熱交換
器２の前端部及び後端部において、第１伝熱板Ｓ１…及
び第２伝熱板Ｓ２…がそれぞれ長辺及び短辺を有する不
等長の山形にカットされており、前端側及び後端側の長
辺に沿ってそれぞれ燃焼ガス通路入口１１及び燃焼ガス
通路出口１２が形成されるとともに、後端側及び前端側
の短辺に沿ってそれぞれエアー通路入口１５及びエアー
通路出口１６が形成される。
器２の前端部及び後端部において、第１伝熱板Ｓ１…及
び第２伝熱板Ｓ２…がそれぞれ長辺及び短辺を有する不
等長の山形にカットされており、前端側及び後端側の長
辺に沿ってそれぞれ燃焼ガス通路入口１１及び燃焼ガス
通路出口１２が形成されるとともに、後端側及び前端側
の短辺に沿ってそれぞれエアー通路入口１５及びエアー
通路出口１６が形成される。
【００５３】このように、熱交換器２の前端部において
山形の二辺に沿ってそれぞれ燃焼ガス通路入口１１及び
エアー通路出口１６を形成するとともに、熱交換器２の
後端部において山形の二辺に沿ってそれぞれ燃焼ガス通
路出口１２及びエアー通路入口１５を形成しているの
で、熱交換器２の前端部及び後端部を山形にカットせず
に前記入口１１，１５及び出口１２，１６を形成した場
合に比べて、それら入口１１，１５及び出口１２，１６
における流路断面積を大きく確保して圧損を最小限に抑
えることができる。しかも、前記山形の二辺に沿って入
口１１，１５及び出口１２，１６を形成したので、燃焼
ガス通路４…及びエアー通路５…に出入りする燃焼ガス
やエアーの流路を滑らかにして圧損を更に減少させるこ
とができるばかりか、入口１１，１５及び出口１２，１
６に連なるダクトを流路を急激に屈曲させることなく軸
方向に沿って配置し、熱交換器２の半径方向寸法を小型
化することができる。
山形の二辺に沿ってそれぞれ燃焼ガス通路入口１１及び
エアー通路出口１６を形成するとともに、熱交換器２の
後端部において山形の二辺に沿ってそれぞれ燃焼ガス通
路出口１２及びエアー通路入口１５を形成しているの
で、熱交換器２の前端部及び後端部を山形にカットせず
に前記入口１１，１５及び出口１２，１６を形成した場
合に比べて、それら入口１１，１５及び出口１２，１６
における流路断面積を大きく確保して圧損を最小限に抑
えることができる。しかも、前記山形の二辺に沿って入
口１１，１５及び出口１２，１６を形成したので、燃焼
ガス通路４…及びエアー通路５…に出入りする燃焼ガス
やエアーの流路を滑らかにして圧損を更に減少させるこ
とができるばかりか、入口１１，１５及び出口１２，１
６に連なるダクトを流路を急激に屈曲させることなく軸
方向に沿って配置し、熱交換器２の半径方向寸法を小型
化することができる。
【００５４】ところで、エアー通路入口１５及びエアー
通路出口１６を通過するエアーの体積流量に比べて、そ
のエアーに燃料を混合して燃焼させ、更にタービンで膨
張させて圧力の下がった燃焼ガスの体積流量は大きくな
る。本実施例では前記不等長の山形により、体積流量が
小さいエアーが通過するエアー通路入口１５及びエアー
通路出口１６の長さを短くし、体積流量が大きい燃焼ガ
スが通過する燃焼ガス通路入口１１及び燃焼ガス通路出
口１２の長さを長くし、これにより燃焼ガスの流速を相
対的に低下させて圧損の発生をより効果的に回避するこ
とができる。
通路出口１６を通過するエアーの体積流量に比べて、そ
のエアーに燃料を混合して燃焼させ、更にタービンで膨
張させて圧力の下がった燃焼ガスの体積流量は大きくな
る。本実施例では前記不等長の山形により、体積流量が
小さいエアーが通過するエアー通路入口１５及びエアー
通路出口１６の長さを短くし、体積流量が大きい燃焼ガ
スが通過する燃焼ガス通路入口１１及び燃焼ガス通路出
口１２の長さを長くし、これにより燃焼ガスの流速を相
対的に低下させて圧損の発生をより効果的に回避するこ
とができる。
【００５５】図３及び図４から明らかなように、ステン
レス製のアウターハウジング９はエアー導入ダクト１７
を画成すべく外壁部材２８，２９と内壁部材３０，３１
との２重構造になっており、前側の外壁部材２８及び内
壁部材３０の後端に接合された前部フランジ３２が、後
側の外壁部材２９及び内壁部材３１の前端に接合された
後部フランジ３３に複数本のボルト３４…で結合され
る。このとき、前部フランジ３２と後部フランジ３３と
の間に断面がＥ形の環状のシール部材３５が挟持されて
おり、このシール部材３５は前部フランジ３２及び後部
フランジ３３の結合面をシールしてエアー導入ダクト１
７内のエアーと燃焼ガス導入ダクト１３内の燃焼ガスと
が混合するのを防止する。
レス製のアウターハウジング９はエアー導入ダクト１７
を画成すべく外壁部材２８，２９と内壁部材３０，３１
との２重構造になっており、前側の外壁部材２８及び内
壁部材３０の後端に接合された前部フランジ３２が、後
側の外壁部材２９及び内壁部材３１の前端に接合された
後部フランジ３３に複数本のボルト３４…で結合され
る。このとき、前部フランジ３２と後部フランジ３３と
の間に断面がＥ形の環状のシール部材３５が挟持されて
おり、このシール部材３５は前部フランジ３２及び後部
フランジ３３の結合面をシールしてエアー導入ダクト１
７内のエアーと燃焼ガス導入ダクト１３内の燃焼ガスと
が混合するのを防止する。
【００５６】熱交換器２は該熱交換器２と同材質のイン
コネルの板材よりなる熱交換器支持リング３６を介し
て、アウターハウジング９の後部フランジ３３に連なる
内壁部材３１に支持される。後部フランジ３３に接合さ
れた内壁部材３１の軸方向寸法は小さいため、その内壁
部材３１は実質的に後部フランジ３３の一部として見做
すことができる。従って熱交換器支持リング３６を内壁
部材３１に接合する代わりに、後部フランジ３３に直接
接合することも可能である。熱交換器支持部リング３６
は、熱交換器２の外周面に接合される第１リング部３６
1 と、内壁部材３１の内周面に結合される前記第１リン
グ部３６1 よりも大径の第２リング部３６ 2 と、第１、
第２リング部３６1 ，３６2 を斜め方向に接続する接続
部３６3 とを有して断面階段状に形成されており、この
熱交換器支持部リング３６によって燃焼ガス通路入口１
１及びエアー通路入口１５間がシールされる。
コネルの板材よりなる熱交換器支持リング３６を介し
て、アウターハウジング９の後部フランジ３３に連なる
内壁部材３１に支持される。後部フランジ３３に接合さ
れた内壁部材３１の軸方向寸法は小さいため、その内壁
部材３１は実質的に後部フランジ３３の一部として見做
すことができる。従って熱交換器支持リング３６を内壁
部材３１に接合する代わりに、後部フランジ３３に直接
接合することも可能である。熱交換器支持部リング３６
は、熱交換器２の外周面に接合される第１リング部３６
1 と、内壁部材３１の内周面に結合される前記第１リン
グ部３６1 よりも大径の第２リング部３６ 2 と、第１、
第２リング部３６1 ，３６2 を斜め方向に接続する接続
部３６3 とを有して断面階段状に形成されており、この
熱交換器支持部リング３６によって燃焼ガス通路入口１
１及びエアー通路入口１５間がシールされる。
【００５７】熱交換器２の外周面の温度分布はエアー通
路入口１５側（軸方向後側）において低温であり、燃焼
ガス通路入口１１側（軸方向前側）において高温であ
る。熱交換器支持リング３６を燃焼ガス通路入口１１よ
りもエアー通路入口１５に近い位置に設けることによ
り、熱交換器２及びアウターハウジング９の熱膨張量の
差を最小限に抑えて熱応力を減少させることができる。
また熱膨張量の差によって熱交換器２と後部フランジ３
３とが相対的に変位したとき、その変位は板材よりなる
熱交換器支持リング３６の弾性変形により吸収され、熱
交換器２やアウターハウジング９に作用する熱応力を軽
減することができる。特に、熱交換器支持リング３６の
断面が階段状に形成されているため、その折曲部が容易
に変形して熱膨張量の差を効果的に吸収することができ
る。
路入口１５側（軸方向後側）において低温であり、燃焼
ガス通路入口１１側（軸方向前側）において高温であ
る。熱交換器支持リング３６を燃焼ガス通路入口１１よ
りもエアー通路入口１５に近い位置に設けることによ
り、熱交換器２及びアウターハウジング９の熱膨張量の
差を最小限に抑えて熱応力を減少させることができる。
また熱膨張量の差によって熱交換器２と後部フランジ３
３とが相対的に変位したとき、その変位は板材よりなる
熱交換器支持リング３６の弾性変形により吸収され、熱
交換器２やアウターハウジング９に作用する熱応力を軽
減することができる。特に、熱交換器支持リング３６の
断面が階段状に形成されているため、その折曲部が容易
に変形して熱膨張量の差を効果的に吸収することができ
る。
【００５８】図１３は本発明の第２実施例を示すもので
ある。第２実施例は比較的に低温な熱交換器２の後部寄
りの位置（即ち、エアー通路入口１５の近傍）において
該熱交換器２の外周面に固定されたインコネル製の熱交
換器支持リング３７を備える。熱交換器支持リング３７
の外周面は後部フランジ３３の内周面にインロー嵌合３
８しており、熱交換器支持リング３７の後端に溶接した
板状のストッパ３９が後部フランジ３３の段部に係合し
ている。ガスタービンエンジンＥの運転時に高圧のエア
ーと低圧の燃焼ガスとの圧力差によって熱交換器２はア
ウターハウジング９に対して前方に移動しようとする
が、前記ストッパ３９によって熱交換器２の移動を規制
することができる。また前部フランジ３２と熱交換器支
持リング３７との結合面は断面がＥ形をなす環状のシー
ル部材３５によりシールされるため、燃焼ガス導入ダク
ト１３内の燃焼ガスとエアー導入ダクト１７内のエアー
とが混合することが防止される。
ある。第２実施例は比較的に低温な熱交換器２の後部寄
りの位置（即ち、エアー通路入口１５の近傍）において
該熱交換器２の外周面に固定されたインコネル製の熱交
換器支持リング３７を備える。熱交換器支持リング３７
の外周面は後部フランジ３３の内周面にインロー嵌合３
８しており、熱交換器支持リング３７の後端に溶接した
板状のストッパ３９が後部フランジ３３の段部に係合し
ている。ガスタービンエンジンＥの運転時に高圧のエア
ーと低圧の燃焼ガスとの圧力差によって熱交換器２はア
ウターハウジング９に対して前方に移動しようとする
が、前記ストッパ３９によって熱交換器２の移動を規制
することができる。また前部フランジ３２と熱交換器支
持リング３７との結合面は断面がＥ形をなす環状のシー
ル部材３５によりシールされるため、燃焼ガス導入ダク
ト１３内の燃焼ガスとエアー導入ダクト１７内のエアー
とが混合することが防止される。
【００５９】前記インロー嵌合３８部分は、ガスタービ
ンエンジンＥが停止している熱交換器２の低温時には半
径方向の間隙を有しているが、ガスタービンエンジンＥ
の運転に伴って熱交換器２が高温になると、熱交換器２
及び後部フランジ３３の熱膨張量の差により密着して前
記間隙が消滅する。これにより、熱交換器２及び後部フ
ランジ３３の熱膨張量の差により発生する熱応力を軽減
しながら、アウターハウジング９に熱交換器２を安定し
た状態で支持することができる。
ンエンジンＥが停止している熱交換器２の低温時には半
径方向の間隙を有しているが、ガスタービンエンジンＥ
の運転に伴って熱交換器２が高温になると、熱交換器２
及び後部フランジ３３の熱膨張量の差により密着して前
記間隙が消滅する。これにより、熱交換器２及び後部フ
ランジ３３の熱膨張量の差により発生する熱応力を軽減
しながら、アウターハウジング９に熱交換器２を安定し
た状態で支持することができる。
【００６０】図１４（Ａ），（Ｂ）は本発明の第３実施
例及び第４実施例を示すものである。第３、第４実施例
は、前記第２実施例の熱交換器支持リング３７の外周面
及び後部フランジ３３の内周面間に間隙を設け、且つ熱
交換器支持リング３７に一端を固定したスプリング４０
…の他端を後部フランジ３３の内周面に弾発的に当接さ
せたものである。スプリング４０…を熱交換器支持リン
グ３７の円周方向に複数個設けることにより、熱交換器
２をスプリング４０…を介してアウターハウジング９に
支持するとともに、熱交換器支持リング３７及び後部フ
ランジ３３間のガタを防止し、更に熱交換器支持リング
３７を軸方向に抜け止めすることができる。
例及び第４実施例を示すものである。第３、第４実施例
は、前記第２実施例の熱交換器支持リング３７の外周面
及び後部フランジ３３の内周面間に間隙を設け、且つ熱
交換器支持リング３７に一端を固定したスプリング４０
…の他端を後部フランジ３３の内周面に弾発的に当接さ
せたものである。スプリング４０…を熱交換器支持リン
グ３７の円周方向に複数個設けることにより、熱交換器
２をスプリング４０…を介してアウターハウジング９に
支持するとともに、熱交換器支持リング３７及び後部フ
ランジ３３間のガタを防止し、更に熱交換器支持リング
３７を軸方向に抜け止めすることができる。
【００６１】これら第３、第４実施例によれば、熱交換
器２の半径方向の熱膨張を半径方向の間隙により吸収し
て熱応力を軽減しながら、スプリング４０…の弾発力で
ガタの発生を防止することができる。
器２の半径方向の熱膨張を半径方向の間隙により吸収し
て熱応力を軽減しながら、スプリング４０…の弾発力で
ガタの発生を防止することができる。
【００６２】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
【００６３】例えば、実施例では熱交換器支持リング３
６，３７を後部フランジ３３側に支持しているが、それ
を前部フランジ３２側に支持することも可能である。ま
た本発明はガスタービンエンジンＥ以外の用途の熱交換
器に対しても適用することができる。
６，３７を後部フランジ３３側に支持しているが、それ
を前部フランジ３２側に支持することも可能である。ま
た本発明はガスタービンエンジンＥ以外の用途の熱交換
器に対しても適用することができる。
【００６４】
【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、ケーシングの一方のフランジの内周面と熱交
換器の外周面とを弾性変形可能な板材よりなる熱交換器
支持リングで接続することにより熱交換器をケーシング
に支持するので、熱交換器及び一方のフランジ間の熱膨
張量の差を熱交換器支持リングの弾性変形により吸収し
て熱応力を軽減しながら、熱交換器の支持にガタが発生
するのを防止することができ、しかも熱交換器支持リン
グによって高温流体通路入口及び低温流体通路入口間を
シールすることができる。
によれば、ケーシングの一方のフランジの内周面と熱交
換器の外周面とを弾性変形可能な板材よりなる熱交換器
支持リングで接続することにより熱交換器をケーシング
に支持するので、熱交換器及び一方のフランジ間の熱膨
張量の差を熱交換器支持リングの弾性変形により吸収し
て熱応力を軽減しながら、熱交換器の支持にガタが発生
するのを防止することができ、しかも熱交換器支持リン
グによって高温流体通路入口及び低温流体通路入口間を
シールすることができる。
【００６５】また請求項２に記載された発明によれば、
熱交換器支持リングは、熱交換器の外周面に接合される
第１リング部と、第１リング部よりも大径に形成されて
一方のフランジの内周面に接合される第２リング部と、
第１、第２リング部を接続する接続部とを有するので、
熱交換器の温度上昇時に熱交換器支持リングが容易に弾
性変形して熱交換器及びフランジ間の熱膨張量の差を吸
収することができる。
熱交換器支持リングは、熱交換器の外周面に接合される
第１リング部と、第１リング部よりも大径に形成されて
一方のフランジの内周面に接合される第２リング部と、
第１、第２リング部を接続する接続部とを有するので、
熱交換器の温度上昇時に熱交換器支持リングが容易に弾
性変形して熱交換器及びフランジ間の熱膨張量の差を吸
収することができる。
【００６６】また請求項３に記載された発明によれば、
熱交換器の外周面に固定した熱交換器支持リングを一方
のフランジの内周面にインロー嵌合するので、熱交換器
及び熱交換器支持リングの熱膨張時に該熱交換器支持リ
ングは前記一方のフランジに当接し、熱交換器の熱膨張
をインロー嵌合部の間隙により吸収して熱応力を軽減し
ながら、熱交換器の支持にガタが発生するのを防止する
ことができる。しかも熱交換器支持リング及び他方のフ
ランジ間にシール部材を配置したので、高温流体通路入
口及び低温流体通路入口間を確実にシールすることがで
きる。
熱交換器の外周面に固定した熱交換器支持リングを一方
のフランジの内周面にインロー嵌合するので、熱交換器
及び熱交換器支持リングの熱膨張時に該熱交換器支持リ
ングは前記一方のフランジに当接し、熱交換器の熱膨張
をインロー嵌合部の間隙により吸収して熱応力を軽減し
ながら、熱交換器の支持にガタが発生するのを防止する
ことができる。しかも熱交換器支持リング及び他方のフ
ランジ間にシール部材を配置したので、高温流体通路入
口及び低温流体通路入口間を確実にシールすることがで
きる。
【００６７】また請求項４に記載された発明によれば、
インロー嵌合を抜け止めするストッパを設けたので、ケ
ーシングに対する熱交換器の軸方向の移動を防止するこ
とができる。
インロー嵌合を抜け止めするストッパを設けたので、ケ
ーシングに対する熱交換器の軸方向の移動を防止するこ
とができる。
【００６８】また請求項５に記載された発明によれば、
熱交換器の外周面に固定した熱交換器支持リングを一方
のフランジの内周面に半径方向の間隙を存して同軸配置
し、熱交換器支持リング及び一方のフランジ間に前記間
隙を広げる方向に付勢するスプリングを配置したので、
熱交換器の熱膨張を半径方向の間隙により吸収して熱応
力を軽減しながら、スプリングにより熱交換器の支持に
ガタが発生するのを防止することができる。しかも熱交
換器支持リング及び他方のフランジ間にシール部材を配
置したので、高温流体通路入口及び低温流体通路入口間
を確実にシールすることができる。
熱交換器の外周面に固定した熱交換器支持リングを一方
のフランジの内周面に半径方向の間隙を存して同軸配置
し、熱交換器支持リング及び一方のフランジ間に前記間
隙を広げる方向に付勢するスプリングを配置したので、
熱交換器の熱膨張を半径方向の間隙により吸収して熱応
力を軽減しながら、スプリングにより熱交換器の支持に
ガタが発生するのを防止することができる。しかも熱交
換器支持リング及び他方のフランジ間にシール部材を配
置したので、高温流体通路入口及び低温流体通路入口間
を確実にシールすることができる。
【００６９】また請求項６に記載された発明によれば、
熱交換器支持リングを高温流体通路入口よりも低温流体
通路入口に近い位置に設けたので、熱応力の発生を一層
効果的に回避することができる。
熱交換器支持リングを高温流体通路入口よりも低温流体
通路入口に近い位置に設けたので、熱応力の発生を一層
効果的に回避することができる。
【図１】ガスタービンエンジンの全体側面図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】図２の３−３線拡大断面図（燃焼ガス通路の断
面図）
面図）
【図４】図２の４−４線拡大断面図（エアー通路の断面
図）
図）
【図５】図３の５−５線拡大断面図
【図６】図５の６部拡大図
【図７】図３の７−７線拡大断面図
【図８】折り板素材の展開図
【図９】熱交換器の要部斜視図
【図１０】燃焼ガス及びエアーの流れを示す模式図
【図１１】突起のピッチを均一にした場合の作用を説明
するグラフ
するグラフ
【図１２】突起のピッチを不均一にした場合の作用を説
明するグラフ
明するグラフ
【図１３】本発明の第２実施例を示す図
【図１４】本発明の第３、第４実施例を示す図
２ 熱交換器 ９ アウターハウジング（ケーシング） １１ 燃焼ガス通路入口（高温流体通路入口） １５ エアー通路入口（低温流体通路入口） ３２ 前部フランジ（他方のフランジ） ３３ 後部フランジ（一方のフランジ） ３５ シール部材 ３６ 熱交換器支持リング ３６1 第１リング部 ３６2 第２リング部 ３６3 接続部 ３７ 熱交換器支持リング ３９ ストッパ ４０ スプリング
Claims (6)
- 【請求項１】 軸方向に分割されて一対のフランジ（３
２，３３）を介して接合された円筒状のケーシング
（９）の内部に、軸方向一端側に高温流体通路入口（１
１）を備えるとともに軸方向他端側に低温流体通路入口
（１５）を備えた円環状の熱交換器（２）を支持する熱
交換器の支持構造であって、 一方のフランジ（３３）の内周面と熱交換器（２）の外
周面とを弾性変形可能な板材よりなる熱交換器支持リン
グ（３６）で接続することにより、熱交換器（２）をケ
ーシング（９）に支持するとともに高温流体通路入口
（１１）及び低温流体通路入口（１５）間をシールする
ことを特徴とする熱交換器の支持構造。 - 【請求項２】 前記熱交換器支持リング（３６）は、熱
交換器（２）の外周面に接合される第１リング部（３６
1 ）と、前記第１リング部（３６1 ）よりも大径に形成
されて前記一方のフランジ（３３）の内周面に接合され
る第２リング部（３６2 ）と、第１、第２リング部（３
６1 ，３６2 ）を接続する接続部（３６3 ）とを有する
ことを特徴とする、請求項１に記載の熱交換器の支持構
造。 - 【請求項３】 軸方向に分割されて一対のフランジ（３
２，３３）を介して接合された円筒状のケーシング
（９）の内部に、軸方向一端側に高温流体通路入口（１
１）を備えるとともに軸方向他端側に低温流体通路入口
（１５）を備えた円環状の熱交換器（２）を支持する熱
交換器の支持構造であって、 熱交換器（２）の外周面に固定した熱交換器支持リング
（３７）を一方のフランジ（３３）の内周面にインロー
嵌合（３８）するとともに、熱交換器支持リング（３
７）及び他方のフランジ（３２）間にシール部材（３
５）を配置したことを特徴とする熱交換器の支持構造。 - 【請求項４】 前記インロー嵌合（３８）を抜け止めす
るストッパ（３９）を設けたことを特徴とする、請求項
３に記載の熱交換器の支持構造。 - 【請求項５】 軸方向に分割されて一対のフランジ（３
２，３３）を介して接合された円筒状のケーシング
（９）の内部に、軸方向一端側に高温流体通路入口（１
１）を備えるとともに軸方向他端側に低温流体通路入口
（１５）を備えた円環状の熱交換器（２）を支持する熱
交換器の支持構造であって、 熱交換器（２）の外周面に固定した熱交換器支持リング
（３７）を一方のフランジ（３３）の内周面に半径方向
の間隙を存して同軸に配置し、熱交換器支持リング（３
７）及び前記一方のフランジ（３３）間に前記間隙を広
げる方向に付勢するスプリング（４０）を配置し、更に
熱交換器支持リング（３７）及び他方のフランジ（３
２）間にシール部材（３５）を配置したことを特徴とす
る熱交換器の支持構造。 - 【請求項６】 前記熱交換器支持リング（３６，３７）
を高温流体通路入口（１１）よりも低温流体通路入口
（１５）に近い位置に設けたことを特徴とする、請求項
１〜５の何れかに記載の熱交換器の支持構造。
Priority Applications (9)
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|---|---|---|---|
| JP9012964A JPH10206067A (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | 熱交換器の支持構造 |
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| BR9807518A BR9807518A (pt) | 1997-01-27 | 1998-01-23 | Estrutura de suporte para trocador de calor |
| US09/341,683 US6223808B1 (en) | 1997-01-27 | 1998-01-23 | Supporting structure for heat exchanger |
| CA002278732A CA2278732C (en) | 1997-01-27 | 1998-01-23 | Supporting structure for heat exchanger |
| EP98900717A EP0955512B1 (en) | 1997-01-27 | 1998-01-23 | Heat exchanger device |
| PCT/JP1998/000271 WO1998033033A1 (fr) | 1997-01-27 | 1998-01-23 | Structure support pour echangeur thermique |
| DE69822434T DE69822434T2 (de) | 1997-01-27 | 1998-01-23 | Wärmetauscher |
| CNB988020815A CN1220858C (zh) | 1997-01-27 | 1998-01-23 | 热交换器的支承构造 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9012964A JPH10206067A (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | 熱交換器の支持構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10206067A true JPH10206067A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11819946
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9012964A Pending JPH10206067A (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | 熱交換器の支持構造 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP0955512B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10206067A (ja) |
| KR (1) | KR100353595B1 (ja) |
| CN (1) | CN1220858C (ja) |
| BR (1) | BR9807518A (ja) |
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| DE (1) | DE69822434T2 (ja) |
| WO (1) | WO1998033033A1 (ja) |
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| JP2002195785A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-10 | Honda Motor Co Ltd | 熱交換器 |
| JP2002195768A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-10 | Honda Motor Co Ltd | 熱交換器 |
| WO2003067171A1 (en) | 2002-02-05 | 2003-08-14 | Nissan Motor Co., Ltd. | Heat exchanger with heat deformation absorbing mechanism |
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| JP2017525925A (ja) * | 2014-08-22 | 2017-09-07 | ペリグリン タービン テクノロジーズ、エルエルシー | 動力発生システム用の熱交換器 |
| WO2022107868A1 (ja) * | 2020-11-20 | 2022-05-27 | 株式会社ティラド | 熱交換器 |
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| JPS4854751U (ja) * | 1971-10-26 | 1973-07-14 | ||
| JPS5112187B2 (ja) | 1971-11-06 | 1976-04-16 | ||
| JPS5216259B2 (ja) * | 1971-11-12 | 1977-05-07 | ||
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| JPS5145728B2 (ja) | 1972-08-21 | 1976-12-04 | ||
| JPS5216259A (en) | 1975-07-28 | 1977-02-07 | Yazaki Corp | Drive type flow meter |
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