本发明涉及热交换器及其制造方法。
背景技术：
近年来，要求改善汽车的油耗。特别是为了防止发动机启动时等发动机冷却时的油耗变差，期待提前将冷却水、发动机油、自动变速箱油(atf：automatictransmissionfluid)等加热而降低摩擦(friction)损失的系统。另外，期待为了使废气净化用催化剂提前实现活化而对催化剂进行加热的系统。
作为这样的系统，例如存在热交换器。热交换器是第一流体在内部流通且第二流体在外部流通而使得第一流体与第二流体之间进行热交换的装置。关于这样的热交换器，通过从高温流体(例如，废气等)向低温流体(例如，冷却水等)进行热交换而能够有效地利用热。
本发明的申请人在专利文献1中提出了如下热交换器，该热交换器具备：柱状的蜂窝结构体，其具有外周壁、以及区划形成多个隔室的间隔壁，这些隔室构成从第一端面延伸至第二端面的第一流体的流路；内筒部件，其与上述蜂窝结构体的外周壁嵌合；以及外筒部件，其以至少一部分构成第二流体的流路的方式隔开间隔地配置于上述内筒部件的径向外侧。在具有上述结构的热交换器中，通过增大柱状的蜂窝结构体的与轴向垂直的方向的截面积而能够降低压力损失。另一方面，该热交换器与供第一流体流通的排气筒连接，因此，要求设置与排气筒的尺寸对应的连接部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－037165号公报
技术实现要素：
为了设置与排气筒的尺寸对应的连接部，本发明的发明人对还具备被称为锥体的筒状的部件作为与排气筒的连接部的热交换器进行了研究。该热交换器中使用的锥体具有：筒部，其与排气筒连接；以及凸缘部，其与外筒部件接合。将具有上述结构的锥体设置于蜂窝结构体的第一端面侧及第二端面侧而能够设置与排气筒的尺寸对应的连接部。
然而，近年来，针对具有紧凑结构的热交换器的需求高涨，如果将上述锥体设置于热交换器，则存在如下问题，即，热交换器的轴向长度增大，从而难以实现热交换器的紧凑化。
本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于，提供具有紧凑结构的热交换器及其制造方法。
本发明的发明人对热交换器的结构进行了潜心研究，结果发现：通过制成具有特定结构的热交换器而能够解决上述问题，从而完成了本发明。
即，本发明是一种热交换器，其中，具备：
柱状的蜂窝结构体，该柱状的蜂窝结构体具有外周壁、以及区划形成多个隔室的间隔壁，这些隔室构成从第一端面延伸至第二端面的第一流体的流路；
内筒部件，该内筒部件与所述蜂窝结构体的所述外周壁嵌合；
外筒部件，该外筒部件以至少一部分构成第二流体的流路的方式隔开间隔地配置于所述内筒部件的径向外侧；
上游侧筒状部件，该上游侧筒状部件具有筒部及凸缘部，位于所述蜂窝结构体的所述第一端面侧，并且，所述凸缘部的端部与所述内筒部件和/或所述外筒部件接合；以及
下游侧筒状部件，该下游侧筒状部件具有筒部及凸缘部，位于所述蜂窝结构体的所述第二端面侧，并且，所述凸缘部的端部与所述内筒部件和/或所述外筒部件接合，
所述第二流体的流路的轴向两端部位于比所述蜂窝结构体的所述第一端面及所述第二端面更靠轴向外侧的位置，
所述上游侧筒状部件及所述下游侧筒状部件的至少一方的所述凸缘部的立起位置位于比所述第二流体的流路的所述轴向两端部更靠轴向内侧的位置。
另外，本发明是一种热交换器的制造方法，其包括以下工序：
准备热交换部件的工序，该热交换部件具备柱状的蜂窝结构体、以及与所述蜂窝结构体的所述外周壁嵌合的内筒部件，该柱状的蜂窝结构体具有外周壁、以及区划形成多个隔室的间隔壁，这些隔室构成从第一端面延伸至第二端面的第一流体的流路；
以至少一部分构成第二流体的流路的方式隔开间隔地将外筒部件配置于所述内筒部件的径向外侧的工序；
将具有筒部及凸缘部的上游侧筒状部件配置于所述蜂窝结构体的所述第一端面侧，并使得所述凸缘部的端部与所述内筒部件和/或所述外筒部件接合的工序；以及
将具有筒部及凸缘部的下游侧筒状部件配置于所述蜂窝结构体的所述第二端面侧，并使得所述凸缘部的端部与所述内筒部件和/或所述外筒部件接合的工序，
所述热交换器的制造方法的特征在于，
所述第二流体的流路的轴向两端部位于比所述蜂窝结构体的所述第一端面及所述第二端面更靠轴向外侧的位置，
所述上游侧筒状部件及所述下游侧筒状部件的至少一方的所述凸缘部的立起位置位于比所述第二流体的流路的所述轴向两端部更靠轴向内侧的位置。
发明效果
根据本发明，能够提供具有紧凑结构的热交换器及其制造方法。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的热交换器的与第一流体的流通方向平行的截面图。
图2是图1的热交换器的a－a’线的截面图。
图3是本发明的实施方式所涉及的其他热交换器的与第一流体的流通方向平行的截面图。
图4是本发明的实施方式所涉及的其他热交换器的与第一流体的流通方向平行的截面图。
附图标记说明
10…柱状的蜂窝结构体，11a…第一端面，11b…第二端面，12…隔室，13…间隔壁，14…外周壁，20…内筒部件，30…外筒部件，31…供给管，32…排出管，40…上游侧筒状部件，41…筒部，42…凸缘部，43…立起位置，50…下游侧筒状部件，51…筒部，52…凸缘部，53…立起位置，60…第二流体的流路，61…轴向两端部，100、200、300…热交换器。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行具体说明。本发明并不限定于以下实施方式，应当理解：在不脱离本发明的主旨的范围内，基于本领域技术人员的常识而能够适当地对以下实施方式加以变更、改良等，由此获得的实施方式也落入本发明范围内。
图1是本发明的实施方式所涉及的热交换器的与第一流体的流通方向平行的截面图。另外，图2是图1的热交换器的a－a’线的截面图。
如图1及图2所示，本发明的实施方式所涉及的热交换器100具备柱状的蜂窝结构体10、内筒部件20、外筒部件30、上游侧筒状部件40以及下游侧筒状部件50。
＜柱状的蜂窝结构体10＞
柱状的蜂窝结构体10具有外周壁14、以及区划形成多个隔室12的间隔壁13，这些隔室12构成从第一端面11a延伸至第二端面11b的第一流体的流路。
作为柱状的蜂窝结构体10的形状(外形)，并未特别限定，例如可以设为圆柱、椭圆柱、四棱柱或其他多棱柱等。
与第一流体的流路方向垂直的方向的截面中的柱状的蜂窝结构体10的外径(直径)并未特别限定，优选为20mm～200mm，更优选为30mm～100mm。通过设为上述外径，能够降低压力损失，并且，能够提高热回收效率。在该截面并非圆形的情况下，将与该截面内切的最大内切圆的直径设为柱状的蜂窝结构体10的外径。
与第一流体的流路方向平行的方向上的柱状的蜂窝结构体10的长度(轴向长度)并未特别限定，优选为柱状的蜂窝结构体10的外径(直径)的10倍以下，更优选为4倍以下。通过设为上述轴向长度，能够使热交换器实现紧凑化。
作为隔室12的形状，并未特别限定，在与第一流体的流路方向垂直的方向的截面中，可以设为圆形、椭圆形、三角形、四边形、六边形或其他多边形等。另外，优选隔室12在与第一流体的流路方向垂直的方向的截面中设置成辐射状。通过设为上述结构，能够高效地使隔室12中流通的第一流体的热向柱状的蜂窝结构体10的外部传导。
间隔壁13的厚度并未特别限定，优选为0.1mm～1.0mm，更优选为0.2mm～0.6mm。通过将间隔壁13的厚度设为0.1mm以上，能够使柱状的蜂窝结构体10的机械强度变得充分。另外，通过将间隔壁13的厚度设为1.0mm以下，能够抑制压力损失因开口面积减小而增大、以及热回收效率因与第一流体的接触面积减小而降低等问题。
外周壁14的厚度并未特别限定，优选大于间隔壁13的厚度。通过设为上述结构，能够提高容易因来自外部的冲击、基于第一流体与第二流体之间的温差的热应力等而引起破坏(例如，裂纹、开裂等)的外周壁14的强度。
此外，外周壁14的厚度并未特别限定，只要根据用途等而适当地调整即可。例如，在将热交换器100用于通常的热交换用途的情况下，优选外周壁14的厚度为0.3mm～10mm，更优选为0.5mm～5mm，进一步优选为1mm～3mm。另外，在将热交换器100用于蓄热用途的情况下，可以将外周壁14的厚度设为10mm以上，由此使得外周壁14的热容量增大。
间隔壁13及外周壁14以陶瓷为主成分。此处，在本说明书中，“以陶瓷为主成分”是指：陶瓷的质量在所有成分的质量中占据的比率为50质量％以上。
优选间隔壁13及外周壁14含有导热性高的sic(碳化硅)作为主成分。作为这种材料，可以举出：si含浸sic、(si al)含浸sic、金属复合sic、重结晶sic、si3n4以及sic等。其中，由于能够廉价地制造且导热性较高，因此，优选采用si含浸sic、(si al)含浸sic。
间隔壁13及外周壁14的气孔率并未特别限定，优选为10％以下，更优选为5％以下，进一步优选为3％以下。另外，间隔壁13及外周壁14的气孔率可以为0％。通过将间隔壁13及外周壁14的气孔率设为10％以下而能够提高导热率。
与第一流体的流路方向垂直的方向的柱状的蜂窝结构体10的截面中的隔室密度(即，每单位面积的隔室12的数量)并未特别限定，优选为4隔室/cm2～320隔室/cm2。通过将隔室密度设为4隔室/cm2以上，能够充分确保间隔壁13的强度、甚至柱状的蜂窝结构体10本身的强度以及有效gsa(几何学表面积)。另外，通过将隔室密度设为320隔室/cm2以下，能够抑制第一流体流动时的压力损失增大。
柱状的蜂窝结构体10的等静压强度并未特别限定，优选为100mpa以上，更优选为150mpa以上，进一步优选为200mpa以上。通过将柱状的蜂窝结构体10的等静压强度设为100mpa以上，能够提高柱状的蜂窝结构体10的耐久性。可以基于社团法人汽车技术会发行的汽车标准、即jaso标准m505－87中规定的等静压破坏强度的测定方法而测定柱状的蜂窝结构体10的等静压强度。
柱状的蜂窝结构体10的导热率并未特别限定，在25℃的温度下，优选为50w/(m·k)以上，更优选为100w/(m·k)～300w/(m·k)，进一步优选为120w/(m·k)～300w/(m·k)。通过将柱状的蜂窝结构体10的导热率设为上述范围，能够使导热性变得良好，从而能够高效地使柱状的蜂窝结构体10内的热向外部传导。此外，导热率的值是指：利用激光闪光法(jisr1611－1997)测定所得的值。
当废气作为第一流体而在柱状的蜂窝结构体10的隔室12流通时，可以使催化剂担载于柱状的蜂窝结构体10的间隔壁13。如果使得催化剂担载于间隔壁13，则能够通过催化反应而使得废气中的co、nox、hc等变为无害的物质，并且，还能够将催化反应时产生的反应热用于热交换。作为催化剂，优选含有选自贵金属(铂、铑、钯、钌、铟、银以及金)、铝、镍、锆、钛、铈、钴、锰、锌、铜、锡、铁、铌、镁、镧、钐、铋以及钡构成的组中的至少一种元素。可以以金属单质、金属氧化物、或除此以外的金属化合物的形式含有上述元素。
作为催化剂(催化剂金属 担载体)的担载量，并未特别限定，优选为10g/l～400g/l。另外，在采用含有贵金属的催化剂的情况下，其担载量并未特别限定，优选为0.1g/l～5g/l。通过将催化剂(催化剂金属 担载体)的担载量设为10g/l以上，容易体现出催化作用。另外，通过将催化剂(催化剂金属 担载体)的担载量设为400g/l以下，能够抑制压力损失及制造成本的提升。担载体是指供催化剂金属担载的载体。作为担载体，可以采用含有选自氧化铝、二氧化铈以及氧化锆构成的组中的至少一种担载体。
＜内筒部件20＞
内筒部件20与柱状的蜂窝结构体10的外周壁14嵌合。
优选内筒部件20的轴向与柱状的蜂窝结构体10的轴向一致、且内筒部件20的中心轴与柱状的蜂窝结构体10的中心轴一致。另外，优选内筒部件20的轴向上的中央位置与柱状的蜂窝结构体10的轴向上的中央位置一致。此外，内筒部件20的直径(外径及内径)可以在整个轴向上都相同，不过，也可以至少一部分(例如轴向两端部等)缩径或扩径。
作为内筒部件20，只要与柱状的蜂窝结构体10的外周壁14嵌合即可，并未特别限定。例如，作为内筒部件20，可以采用与柱状的蜂窝结构体10的外周壁14嵌合并将柱状的蜂窝结构体10的外周壁14环绕覆盖的筒状部件。
此处，在本说明书中，“嵌合”是指：柱状的蜂窝结构体10和内筒部件20以相互嵌合的状态而固定。因此，关于柱状的蜂窝结构体10与内筒部件20的嵌合，除了基于间隙配合、过盈配合、热压配合等嵌合方式的固定方法以外，还包括通过钎焊、焊接、扩散接合等方式而将柱状的蜂窝结构体10和内筒部件20彼此固定的情形等。
优选内筒部件20具有与柱状的蜂窝结构体10的外周壁14对应的内周面形状。内筒部件20的内周面与柱状的蜂窝结构体10的外周壁14直接接触而能够使导热性变得良好，从而能够高效地使柱状的蜂窝结构体10内的热向内筒部件20传导。
从提高热回收效率的观点考虑，优选由内筒部件20环绕覆盖的柱状的蜂窝结构体10的外周壁14的部分的面积相对于柱状的蜂窝结构体10的外周壁14的总面积的比例较高。具体而言，优选该面积比例为80％以上，更优选为90％以上，进一步优选为100％(即，柱状的蜂窝结构体10的外周壁14全部都由内筒部件20环绕覆盖。)。
此外，此处所说的“外周壁14”是指：柱状的蜂窝结构体10的与第一流体的流路方向平行的面，不包括柱状的蜂窝结构体10的与第一流体的流路方向垂直的面(第一端面11a及第二端面11b)。
内筒部件20的材料并未特别限定，从制造性的观点考虑，优选为金属。另外，如果内筒部件20由金属制成，则能够容易地进行与后述的外筒部件30等的焊接，就这一点而言构成优选方式。作为内筒部件20的材料，例如可以采用不锈钢、钛合金、铜合金、铝合金、黄铜等。其中，根据耐久可靠性高且便宜的理由，优选为不锈钢。
内筒部件20的厚度并未特别限定，优选为0.1mm以上，更优选为0.3mm以上，进一步优选为0.5mm以上。通过将内筒部件20的厚度设为0.1mm以上，能够确保耐久可靠性。另外，优选内筒部件20的厚度为10mm以下，更优选为5mm以下，进一步优选为3mm以下。通过将内筒部件20的厚度设为10mm以下，能够降低热阻而提高导热性。
＜外筒部件30＞
外筒部件30以至少一部分构成第二流体的流路60的方式隔开间隔地配置于内筒部件20的径向外侧。
优选外筒部件30的轴向与柱状的蜂窝结构体10以及内筒部件20的轴向一致、且外筒部件30的中心轴与柱状的蜂窝结构体10以及内筒部件20的中心轴一致。另外，优选外筒部件30的轴向上的中央位置与柱状的蜂窝结构体10的轴向上的中央位置以及内筒部件20的轴向上的中央位置一致。
优选外筒部件30与用于将第二流体向外筒部件30与内筒部件20之间的区域供给的供给管31、以及用于将第二流体从外筒部件30与内筒部件20之间的区域排出的排出管32连接。优选供给管31及排出管32设置于与柱状的蜂窝结构体10的轴向两端部对应的位置。
另外，供给管31及排出管32可以朝向相同的方向伸出，也可以朝向不同的方向伸出。
优选外筒部件30配置成轴向两端部的内周面直接或间接地与内筒部件20的外周面接触。
作为将外筒部件30的轴向两端部的内周面固定于内筒部件20的外周面的方法，并未特别限定，除了基于间隙配合、过盈配合、热压配合等嵌合方式的固定方法以外，还可以采用钎焊、焊接、扩散接合等。
外筒部件30的直径(外径及内径)可以在整个轴向上相同，不过，也可以至少一部分(例如轴向中央部、轴向两端部等)缩径或扩径。例如，通过使外筒部件30的轴向中央部缩径，能够使第二流体在供给管31及排出管32侧的外筒部件30内遍及内筒部件20的整个外周方向。因此，在轴向中央部无助于热交换的第二流体减少，从而能够提高热交换效率。
外筒部件30的材料并未特别限定，与上述关于内筒部件20的材料而叙述的内容相同。
外筒部件30的厚度并未特别限定，与上述关于内筒部件20的厚度而叙述的内容相同。
在外筒部件30与内筒部件20之间形成的第二流体的流路60的轴向两端部61位于比柱状的蜂窝结构体10的第一端面11a及第二端面11b更靠轴向外侧的位置。通过设为上述结构，能够提高热交换效率。
＜上游侧筒状部件40及下游侧筒状部件50＞
上游侧筒状部件40及下游侧筒状部件50是还称为锥体的筒状的部件。
上游侧筒状部件40具有筒部41及凸缘部42。同样地，下游侧筒状部件50具有筒部51及凸缘部52。
上游侧筒状部件40位于柱状的蜂窝结构体10的第一端面11a侧，凸缘部42的端部与内筒部件20接合。另外，下游侧筒状部件50位于柱状的蜂窝结构体10的第二端面11b侧，凸缘部52的端部与内筒部件20接合。
此外，图1中示出了凸缘部42、52的端部与内筒部件20接合的例子，不过，凸缘部42、52的端部也可以与外筒部件30、或者内筒部件20及外筒部件30的双方接合。
上游侧筒状部件40及下游侧筒状部件50的至少一方(优选为双方)的凸缘部42、52的立起位置43、53位于比第二流体的流路60的轴向两端部61更靠轴向内侧的位置。通过设为上述结构，能够使得上游侧筒状部件40及下游侧筒状部件50的至少一方(优选为双方)的轴向长度缩短，因此，能够使热交换器100实现紧凑化。另外，在第一流体为废气的情况下，通过将上游侧筒状部件40设为如上所述的结构，能够抑制高温的废气与第二流体的流路60的上游侧的轴向端部接触而产生热斑(hotspot)的可能性。由此，能够抑制热损伤。
优选上游侧筒状部件40及下游侧筒状部件50的轴向与柱状的蜂窝结构体10、内筒部件20及外筒部件30的轴向一致、且上游侧筒状部件40及下游侧筒状部件50的中心轴与柱状的蜂窝结构体10、内筒部件20及外筒部件30的中心轴一致。
作为凸缘部42、52的结构，并未特别限定，可以设为各种结构。例如，凸缘部42、52可以具有折返结构。折返结构的折返部的数量并未特别限定，可以为1个，也可以为多个。另外，凸缘部42、52可以具有曲面结构。此外，凸缘部42、52可以具有相对于筒部41、51的轴向而向垂直方向弯曲的结构。
优选相对于筒部41、51的内周面连续的凸缘部42、52的面与内筒部件20和/或外筒部件30接合。通过设为上述结构，能够使凸缘部42、52的结构实现简化。
此处，图3及图4中示出了具备具有各种结构的凸缘部42、52的上游侧筒状部件40及下游侧筒状部件50的热交换器的例子。此外，图3及图4是热交换器的与第一流体的流通方向平行的截面图。
图3所示的热交换器200具备：凸缘部42、52具有存在2个折返部的折返结构及曲面结构的上游侧筒状部件40及下游侧筒状部件50。关于该热交换器200，相对于筒部41、51的外周面连续的凸缘部42、52的面与内筒部件20接合。
图4所示的热交换器300具备：凸缘部42、52具有存在1个折返部的折返结构、以及相对于筒部41、51的轴向而向垂直方向弯曲的结构的上游侧筒状部件40及下游侧筒状部件50。关于该热交换器300，相对于筒部41、51的内周面连续的凸缘部42、52的面与内筒部件20接合。
此外，图3及图4中示出了凸缘部42的结构和凸缘部52的结构相同的例子，不过，凸缘部42的结构和凸缘部52的结构也可以不同。
可以通过焊接等方式使得筒部41和凸缘部42接合而构成上游侧筒状部件40，不过，优选通过对1个筒状部件进行机械加工而使得筒部41和凸缘部42一体地构成。此外，“一体地”是指：如上所示那样通过对1个筒状部件进行加工而无缝地设置筒部41和凸缘部42，并非通过焊接、粘接等方式使得不同的部件接合。同样地，可以通过焊接等方式使得筒部51和凸缘部52接合而构成下游侧筒状部件50，不过，优选通过对1个筒状部件进行机械加工而使得筒部51和凸缘部52一体地构成。
优选上游侧筒状部件40及下游侧筒状部件50的筒部41、51的与轴向垂直的截面积小于柱状的蜂窝结构体10的与轴向垂直的截面积。通过设为上述结构，能够降低热交换器100、200、300的压力损失，并且，能够使上游侧筒状部件40及下游侧筒状部件50的筒部41、51适合于排气筒的尺寸。
上游侧筒状部件40及下游侧筒状部件50的材料并未特别限定，与上述关于内筒部件20的材料而叙述的内容相同。
上游侧筒状部件40及下游侧筒状部件50的厚度并未特别限定，与上述关于内筒部件20的厚度而叙述的内容相同。
＜其他部件＞
热交换器100、200、300可以在不妨碍本发明的效果的范围内进一步具备各种部件，以便实现期望的目的。
例如，可以在内筒部件20与外筒部件30之间设置将第二流体的流路60内隔开的中筒部件，以便降低抑制热交换时的异响等。中筒部件并未特别限定，只要利用在内筒部件20的轴向两端部设置的隔离件等进行保持即可。
＜第一流体及第二流体＞
作为第一流体及第二流体，并未特别限定，可以利用各种液体及气体。例如，在热交换器100、200、300搭载于汽车的情况下，作为第一流体，可以采用废气，作为第二流体，可以采用水或防冻液(jisk2234：2006中规定的llc)。另外，第一流体可以设为温度高于第二流体的温度的流体。
＜热交换器100、200、300的制造方法＞
可以基于本技术领域中公知的方法而制造热交换器100、200、300。例如，热交换器100、200、300的典型的制造方法包括如下工序：准备热交换部件的工序，该热交换部件具备柱状的蜂窝结构体10、以及与柱状的蜂窝结构体10的外周壁14嵌合的内筒部件20，该柱状的蜂窝结构体10具有外周壁14、以及区划形成多个隔室12的间隔壁13，这些隔室12构成从第一端面11a延伸至第二端面11b的第一流体的流路(第一工序)；以至少一部分构成第二流体的流路60的方式隔开间隔地将外筒部件30配置于内筒部件20的径向外侧的工序(第二工序)；将具有筒部41及凸缘部42的上游侧筒状部件40配置于柱状的蜂窝结构体10的第一端面11a侧，并使得凸缘部42的端部与内筒部件20和/或外筒部件30接合的工序(第三工序)；以及将具有筒部51及凸缘部52的下游侧筒状部件50配置于柱状的蜂窝结构体10的第二端面11b侧，并使得凸缘部52的端部与内筒部件20和/或外筒部件30接合的工序(第四工序)。
此外，第一工序～第四工序的顺序并未特别限定，可以根据待制作的热交换器100、200、300的形状而调换工序的顺序。另外，供给管31及排出管32可以预先设置于外筒部件30，不过，也可以在适当的阶段设置于外筒部件30。另外，各部件的配置(固定)方法只要采用上述方法即可。
该制造方法中，第二流体的流路60的轴向两端部61设置成位于比柱状的蜂窝结构体10的第一端面11a及第二端面11b更靠轴向外侧的位置。另外，上游侧筒状部件40及下游侧筒状部件50的至少一方设置成凸缘部42、52的立起位置43、53位于比第二流体的流路60的轴向两端部61更靠轴向内侧的位置。
可以以如下方式制造柱状的蜂窝结构体10。首先，将含有陶瓷粉末的坯料挤出并形成为期望的形状，由此制作柱状的蜂窝成型体。此时，通过选择适当形态的口模及夹具而能够对隔室12的形状及密度、间隔壁13及外周壁14的形状及厚度等进行控制。另外，作为柱状的蜂窝成型体的材料，可以采用前述的陶瓷。例如，在制造以si含浸sic复合材料为主成分的蜂窝成型体的情况下，可以在规定量的sic粉末中加入粘合剂以及水和/或有机溶剂，并对获得的混合物进行混炼而制成坯料，进而进行成型，由此能够获得柱状的蜂窝成型体。然后，对获得的柱状的蜂窝成型体实施干燥，在减压的惰性气体或真空环境中，使金属si含浸于柱状的蜂窝成型体中并进行烧成，由此能够获得柱状的蜂窝结构体10。
以上述方式制造的热交换器100、200、300采用了具有特定结构的上游侧筒状部件40及下游侧筒状部件50，因此，能够使轴向长度缩短，从而能够实现紧凑化。
1.一种热交换器，其特征在于，
所述热交换器具备：
柱状的蜂窝结构体，该柱状的蜂窝结构体具有外周壁、以及区划形成多个隔室的间隔壁，这些隔室构成从第一端面延伸至第二端面的第一流体的流路；
内筒部件，该内筒部件与所述蜂窝结构体的所述外周壁嵌合；
外筒部件，该外筒部件以至少一部分构成第二流体的流路的方式隔开间隔地配置于所述内筒部件的径向外侧；
上游侧筒状部件，该上游侧筒状部件具有筒部及凸缘部，位于所述蜂窝结构体的所述第一端面侧，并且，所述凸缘部的端部与所述内筒部件和/或所述外筒部件接合；以及
下游侧筒状部件，该下游侧筒状部件具有筒部及凸缘部，位于所述蜂窝结构体的所述第二端面侧，并且，所述凸缘部的端部与所述内筒部件和/或所述外筒部件接合，
所述第二流体的流路的轴向两端部位于比所述蜂窝结构体的所述第一端面及所述第二端面更靠轴向外侧的位置，
所述上游侧筒状部件及所述下游侧筒状部件的至少一方的所述凸缘部的立起位置位于比所述第二流体的流路的所述轴向两端部更靠轴向内侧的位置。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，
所述凸缘部具有折返结构。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，
所述凸缘部具有曲面结构。
4.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，
所述凸缘部具有相对于所述筒部的轴向而向垂直方向弯曲的结构。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的热交换器，其特征在于，
所述上游侧筒状部件的所述凸缘部的立起位置位于比所述第二流体的流路的所述轴向两端部更靠轴向内侧的位置。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的热交换器，其特征在于，
所述上游侧筒状部件及所述下游侧筒状部件的所述筒部和所述凸缘部一体地构成。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的热交换器，其特征在于，
相对于所述筒部的内周面连续的所述凸缘部的面与所述内筒部件和/或所述外筒部件接合。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的热交换器，其特征在于，
所述上游侧筒状部件及所述下游侧筒状部件的所述筒部的与轴向垂直的截面积小于所述蜂窝结构体的与轴向垂直的截面积。
9.一种热交换器的制造方法，其中，
所述热交换器的制造方法包括以下工序：
准备热交换部件的工序，该热交换部件具备柱状的蜂窝结构体、以及与所述蜂窝结构体的所述外周壁嵌合的内筒部件，该柱状的蜂窝结构体具有外周壁、以及区划形成多个隔室的间隔壁，这些隔室构成从第一端面延伸至第二端面的第一流体的流路；
以至少一部分构成第二流体的流路的方式隔开间隔地将外筒部件配置于所述内筒部件的径向外侧的工序；
将具有筒部及凸缘部的上游侧筒状部件配置于所述蜂窝结构体的所述第一端面侧，并使得所述凸缘部的端部与所述内筒部件和/或所述外筒部件接合的工序；以及
将具有筒部及凸缘部的下游侧筒状部件配置于所述蜂窝结构体的所述第二端面侧，并使得所述凸缘部的端部与所述内筒部件和/或所述外筒部件接合的工序，
所述热交换器的制造方法的特征在于，
所述第二流体的流路的轴向两端部位于比所述蜂窝结构体的所述第一端面及所述第二端面更靠轴向外侧的位置，
所述上游侧筒状部件及所述下游侧筒状部件的至少一方的所述凸缘部的立起位置位于比所述第二流体的流路的所述轴向两端部更靠轴向内侧的位置。
技术总结