JP2018044680A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018044680A JP2018044680A JP2016177272A JP2016177272A JP2018044680A JP 2018044680 A JP2018044680 A JP 2018044680A JP 2016177272 A JP2016177272 A JP 2016177272A JP 2016177272 A JP2016177272 A JP 2016177272A JP 2018044680 A JP2018044680 A JP 2018044680A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- cooling water
- heat exchanger
- flow path
- outlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B39/00—Evaporators; Condensers
- F25B39/04—Condensers
-
- 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
- F28D9/02—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 heat-exchange media travelling at an angle to one another
-
- 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
- F28F3/06—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being attachable to the element
-
- 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
- F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
【課題】流体の圧力損失を低く抑えながらも、良好な熱交換性能を発揮することのできる熱交換器を提供する。
【解決手段】熱交換器10のインナーフィン300は、互いに平行に配置された板状の側壁部330を複数有しており、互いに隣り合うそれぞれの側壁部330の間に、直線状に伸びる流体通路370を形成するものである。
それぞれの側壁部330には、互いに隣り合うそれぞれの流体通路370を連通させる開口350が形成されている第1部分AR11と、当該開口350が形成されていない第2部分AR12とが、流体通路370が伸びる方向に沿って交互に並ぶように形成されている。
それぞれの開口350の縁からは、流体通路370に突出する板状の部分であって、流体通路370が伸びる方向に対して平行なルーバ部340が形成されている。
【選択図】図6
【解決手段】熱交換器10のインナーフィン300は、互いに平行に配置された板状の側壁部330を複数有しており、互いに隣り合うそれぞれの側壁部330の間に、直線状に伸びる流体通路370を形成するものである。
それぞれの側壁部330には、互いに隣り合うそれぞれの流体通路370を連通させる開口350が形成されている第1部分AR11と、当該開口350が形成されていない第2部分AR12とが、流体通路370が伸びる方向に沿って交互に並ぶように形成されている。
それぞれの開口350の縁からは、流体通路370に突出する板状の部分であって、流体通路370が伸びる方向に対して平行なルーバ部340が形成されている。
【選択図】図6
Description
本開示は熱交換器に関する。
例えば冷媒と冷却水との熱交換を行うための熱交換器では、熱交換性能を高めるために、冷媒流路や冷却水路のそれぞれにインナーフィンが配置されることが多い。インナーフィンの形状としては、これまでに様々なものが提案されている。下記特許文献1に記載のインナーフィン(熱交換器用フィン)は、冷媒等の流体の流路を区画する側壁を複数有している。流体の流れ方向において互いに隣り合うそれぞれの側壁は、流体の流れ方向に対し垂直な方向にずれた位置(つまりオフセットした位置)に配置されている。
上記のような形状のインナーフィンを有する熱交換器では、流体が側壁に沿って流れた後、次の側壁の縁に衝突しその流れが分断されることが繰り返されて行く。このため、流体は側壁に沿って直線状にのみ流れるのではなく、側壁に対して垂直な方向に拡散しながら流れることとなる。このため、外部(例えば、隣りの流路を流れる他の流体)との熱交換が効率よく行われる。また、流体が側壁の縁に何度も衝突するので、所謂前縁効果により、インナーフィンを介した流体への熱伝達が効率よく行われるようになるという利点もある。
特許文献1に記載されているインナーフィンでは、側壁に対して垂直な方向への流体の拡散が生じやすくなっている一方で、側壁に沿った方向への流体の流れやすさが犠牲になっている。つまり、流体の拡散性が高められている一方で、流体の直行性が低くなっている。このため、インナーフィンを流体が通過する際における圧力損失は比較的大きい。流体を循環させるポンプの消費エネルギーを抑制し、熱交換器を備えた装置(例えば空調装置)の動作効率を高めるためには、インナーフィンを流体が通過する際における圧力損失は可能な限り小さい方が望ましい。
圧力損失を小さくするための対策としては、例えば、流体の入口側から出口側までの全体に亘るように側壁を直線的に伸ばすことも考えられる。しかしながら、このような形状のインナーフィンにおいては、流体の直交性が高められ圧力損失が小さくなる一方で、流体の拡散性は極めて低くなってしまう。その結果、熱交換器の熱交換性能が低下してしまう。
このように、拡散性と直行性のバランスを適切なものとし、流体の圧力損失を低く抑えながらも良好な熱交換性能を発揮させることについて、従来のインナーフィンには更なる改良の余地があった。
本開示は、流体の圧力損失を低く抑えながらも、良好な熱交換性能を発揮することのできる熱交換器を提供することを目的とする。
本開示に係る熱交換器(10)は、流体が流れる流路(100,200)が内部に形成された容器(15)と、容器の内部に配置されるインナーフィン(300)と、を備える。インナーフィンは、互いに平行に配置された板状の壁部(330)を複数有しており、互いに隣り合うそれぞれの壁部の間に、直線状に伸びる流体通路(370)を形成するものである。それぞれの壁部には、互いに隣り合うそれぞれの流体通路を連通させる開口(350)が形成されている第1部分(AR11)と、当該開口が形成されていない第2部分(AR12)とが、流体通路が伸びる方向に沿って交互に並ぶように形成されている。それぞれの開口の縁からは、流体通路内に突出する板状の部分であって、流体通路が伸びる方向に対して平行なルーバ部(340)が形成されている。
このような構成の熱交換器では、流体は、基本的にはそれぞれの流体通路に沿って直線的に流れる。その際、流体は開口の縁やルーバ部の縁に衝突しながら流れるので、所謂前縁効果により、インナーフィンを介した流体への熱伝達が効率よく行われる。
また、流体通路を流れる流体の一部は、第1部分に形成された開口を通じて隣の流体通路に流入する。このように、流体が拡散して流れる経路が確保されているので、外部(例えば、隣りの流路を流れる他の流体)との熱交換が効率よく行われる。
流体は、第1部分においてルーバ等に衝突することと、第2部分に沿って直線的に流れることと、を交互に繰り返しながら流れていく。このため、流体の圧力は、第1部分においては高くなり、第2部分においては低くなる。換言すれば、流体通路に沿って流れる流体は、その圧力の上昇及び低下を繰り返しながら流れることとなる。このような圧力の変動に起因して、第1部分に形成された開口を通じた流体の拡散が促進される。つまり、上記構成の熱交換器では、ポンプの駆動力のような外力に起因して能動的に流体の拡散が生じるのではなく、圧力変動に起因して受動的に流体の拡散が生じることとなる。これにより、流体の圧力損失を低く抑えながらも流体の拡散性を高めることができ、その結果として良好な熱交換性能を発揮することができる。
本開示によれば、流体の圧力損失を低く抑えながらも、良好な熱交換性能を発揮することのできる熱交換器が提供される。
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
第1実施形態に係る熱交換器10の構成について説明する。図1に示される熱交換器10は、冷媒と冷却水(例えばLLC)との間で熱交換を行うための熱交換器として構成されている。このような熱交換器10は、例えば自動車用冷凍サイクルの水冷式コンデンサとして用いられる。
熱交換器10は容器15を備えている。図3に示されるように、容器15は、板状の部材であるカップ151とインナープレート152とを有しており、これらが交互に積層された状態で互いにろう付けされた構成となっている。互いに隣り合うカップ151とインナープレート152との間には空間が形成されており、当該空間が、冷媒の流れる流路である冷媒流路100、又は、冷却水の流れる流路である冷却水流路200となっている。冷媒流路100と冷却水流路200とは、いずれも平板状の薄い空間として形成されており、容器15の積層方向(図1では上下方向)に沿って交互に並ぶように形成されている。
図2に示されるように、上面視における熱交換器10の形状(つまり容器15の形状)は概ね長方形となっている。熱交換器10の上面において、その長手方向の一方側(図2では左側)の端部近傍となる位置には、冷媒流入部101と冷却水流出部202とが設けられている。冷媒流入部101は、外部から供給される冷媒の入口となる部分である。冷却水流出部202は、熱交換器10を通過した冷却水の出口となる部分である。冷媒流入部101と冷却水流出部202とは、上面視における熱交換器10の短手方向に沿って並ぶように設けられている。
図1に示されるように、熱交換器10の下面であり、且つ冷媒流入部101の直下となる位置には、冷媒流出部102が設けられている。冷媒流出部102は、熱交換器10を通過した冷媒の出口となる部分である。また、熱交換器10の下面であり、且つ冷却水流出部202の直下となる位置には、冷却水流入部201が設けられている。冷却水流入部201は、外部から供給される冷却水の入口となる部分である。冷媒流出部102と冷却水流入部201とは、やはり上面視における熱交換器10の短手方向に沿って並ぶように設けられている。
尚、以下の説明においては、冷媒流出部102から冷媒流入部101に向かう方向のことを上方向とし、その反対方向を下方向として説明する。ただし、実際に熱交換器10が用いられる場合における冷媒流入部101と冷媒流出部102との上下関係は、図1に示されるものとは異なっていてもよい。
図3に示されるように、カップ151のうち冷媒流入部101の直下となる位置には、円形の開口OP1が形成されている。同様に、インナープレート152のうち冷媒流入部101の直下となる位置には、円形の開口OP2が形成されている。間に冷却水流路200が形成されているカップ151とインナープレート152とは、開口OP1の縁と開口OP2縁とを互いに重ね合わせた状態でろう付けされている。このため、冷媒流入部101から流入した冷媒は、開口OP1等を下方側に向かって流れながら、それぞれの冷媒流路100に分配されていく。尚、開口OP1の縁と開口OP2縁とのろう付けは水密となるように行われているので、冷媒が冷却水流路200に流入してしまうことは無い。
カップ151のうち、開口OP1とは対角線上において反対側となる位置(図2において符号P1が付された位置)には、不図示の開口が形成されている。当該開口の形状は、開口OP1の形状と同じである。また、インナープレート152のうち、開口OP2とは対角線上において反対側となる位置にも、不図示の開口が形成されている。当該開口の形状は、開口OP2の形状と同じである。この位置(P1)においても、間に冷却水流路200が形成されているカップ151とインナープレート152とは、それぞれの開口の縁同士を互いに重ね合わせた状態でろう付けされている。冷媒流入部101から供給された冷媒は、それぞれの冷媒流路100を通った後に、符号P1が付された位置において再び合流し、上記の開口を通り下方側に向かって流れる。
図示は省略するが、冷却水流入部201から供給された冷却水が流れる流路も、上記と同様に形成されている。具体的には、カップ151のうち冷却水流入部201の直上となる位置には、円形の開口が形成されている。同様に、インナープレート152のうち冷却水流入部201の直上となる位置にも、円形の開口が形成されている。間に冷媒流路100が形成されているカップ151とインナープレート152とは、それぞれの上記開口の縁同士を互いに重ね合わせた状態でろう付けされている。このため、冷却水流入部201から流入した冷却水は、上記開口を上方側に向かって流れながら、それぞれの冷却水流路200に分配されていく。尚、開口の縁同士のろう付けは水密となるように行われているので、冷却水が冷媒流路100に流入してしまうことは無い。
カップ151のうち、冷却水流入部201の直上の開口とは対角線上において反対側となる位置(図2において符号P2が付された位置)にも、不図示の開口が形成されている。また、インナープレート152のうち、冷却水流入部201の直上の開口とは対角線上において反対側となる位置にも、不図示の開口が形成されている。この位置(P2)においても、間に冷媒流路100が形成されているカップ151とインナープレート152とは、それぞれの開口の縁同士を互いに重ね合わせた状態でろう付けされている。冷却水流入部201から供給された冷媒は、それぞれの冷却水流路200を通った後に、符号P2が付された位置において再び合流し、上記の開口を通り上方側に向かって流れる。
図4には、熱交換器10を冷媒が流れる経路が、実線の矢印A11等で示されている。また、熱交換器10を冷却水が流れる経路が、一点鎖線の矢印A21等で示されている。本実施形態では、熱交換器10のうち上方側の部分と下方側の部分とで、冷媒などの流れる方向が互いに異なるように構成されている。以下では、熱交換器10のうち上方側の部分、すなわち冷媒流入部101や冷却水流出部202が設けられている方の部分を「第1熱交換部11」とも表記する。また、熱交換器10のうち下方側の部分、すなわち冷媒流出部102や冷却水流入部201が設けられている方の部分を「第2熱交換部12」とも表記する。図1では、第1熱交換部11の範囲AR1と、第2熱交換部12の範囲AR2とが、それぞれ矢印で示されている。
第1熱交換部11と第2熱交換部12との境界となる位置においては、冷媒流入部101から下方に向けて伸びる流路と、冷媒流出部102から上方に向けて伸びる流路との間が塞がれている。つまり、当該位置に配置された容器15が仕切り板として機能している。一方、図2の符号P1が付された位置においては、第1熱交換部11と第2熱交換部12との間を繋ぐ流路(円形の開口により形成された流路)が形成されている。
同様に、第1熱交換部11と第2熱交換部12との境界となる位置においては、冷却水流入部201から上方に向けて伸びる流路と、冷却水流出部202から下方に向けて伸びる流路との間が塞がれている。一方、図2の符号P2が付された位置においては、第1熱交換部11と第2熱交換部12との間を繋ぐ流路(円形の開口により形成された流路)が形成されている。
図4を参照しながら、熱交換器10を冷媒が流れる経路について説明する。冷媒流入部101から第1熱交換部11に供給された冷媒は、カップ151に形成された開口OP1等を通り下方側に向かって流れる(矢印A11)。その際、冷媒はそれぞれの冷媒流路100に分配され、容器15の対角線上における反対側に向かって冷媒流路100を流れる(矢印A12)。その後、それぞれの冷媒流路100を流れた冷媒は再び合流し、円形の開口により形成された流路を第1熱交換部11から第2熱交換部12に向かって流れる(矢印A13)。
冷媒は、第2熱交換部12において再びそれぞれの冷媒流路100に分配され、容器15の対角線上における反対側に向かって冷媒流路100を流れる(矢印A14)。その後、それぞれの冷媒流路100を流れた冷媒は再び合流し、円形の開口により形成された流路を冷媒流出部102に向かって流れる(矢印A15)。最終的には、冷媒は冷媒流出部102から外部へと排出される。
引き続き図4を参照しながら、熱交換器10を冷却水が流れる経路について説明する。冷却水流入部201から第2熱交換部12に供給された冷却水は、カップ151等に形成された開口を通り上方側に向かって流れる(矢印A21)。その際、冷却水はそれぞれの冷却水流路200に分配され、容器15の対角線上における反対側に向かって冷却水流路200を流れる(矢印A22)。その後、それぞれの冷却水流路200を流れた冷却水は再び合流し、円形の開口により形成された流路を第2熱交換部12から第1熱交換部11に向かって流れる(矢印A23)。
冷却水は、第1熱交換部11において再びそれぞれの冷却水流路200に分配され、容器15の対角線上における反対側に向かって冷却水流路200を流れる(矢印A24)。その後、それぞれの冷却水流路200を流れた冷媒は再び合流し、円形の開口により形成された流路を冷却水流出部202に向かって流れる(矢印A25)。最終的には、冷却水は冷却水流出部202から外部へと排出される。
既に述べたように、冷媒流路100と冷却水流路200とは交互に重なるように配置されている。このため、第1熱交換部11においては、冷媒流路100を流れる冷媒(矢印A12)と冷却水流路200を流れる冷却水(矢印A24)との間で熱交換が行われる。同様に、第2熱交換部12においても、冷媒流路100を流れる冷媒(矢印A14)と冷却水流路200を流れる冷却水(矢印A22)との間で熱交換が行われる。
図3及び図5に示されるように、容器15の内部、つまり冷媒流路100及び冷却水流路200のそれぞれには、インナーフィン300が配置されている。インナーフィン300は、冷媒や冷却水との接触面積を増加させ、これにより熱交換器10の熱交換効率を向上させるために設けられている。
図5(A)には、第1熱交換部11の冷媒流路100に配置されたインナーフィン300、の全体が上面視で示されている。また、図5(B)には、第1熱交換部11の冷却水流路200に配置されたインナーフィン300、の全体が上面視で示されている。上面視におけるそれぞれのインナーフィン300の形状は、図5の上下方向において互いに対称な形状となっている。図6に示されるように、インナーフィン300は1枚の金属板に曲げ加工等を施すことによって形成されている。インナーフィン300の細部における具体的な形状については後に説明する。
図5(A)に示されるように、上面視におけるインナーフィン300の外形は、上面視における容器15の内部空間の形状と概ね等しい。インナーフィン300は、冷媒流路100の略全体を占めるように配置されている。
インナーフィン300のうち冷媒流入部101の直下となる位置(図5(A)で符号111が付されている位置)には、開口が形成されている。当該開口は、冷媒流入部101からの冷媒を受け入れる部分であって、冷媒流路100への冷媒の入口となる部分である。以下では、冷媒流路100への冷媒の入口となる開口が形成されている部分のことを、当該冷媒流路100の「冷媒入口111」と表記する。第1熱交換部11において冷媒入口111が形成されている部分は、図4の矢印A11に沿って冷媒が流れる部分に該当する。
インナーフィン300のうち、図2で符号P1が付されている部分の直下となる位置(図5(A)で符号112が付されている位置)には、開口が形成されている。当該開口は、冷媒流路100を通った冷媒が流入する部分、すなわち冷媒流路100からの冷媒の出口となる部分である。以下では、冷媒流路100からの冷媒の出口となる開口が形成されている部分のことを、当該冷媒流路100の「冷媒出口112」と表記する。第1熱交換部11において冷媒出口112が形成されている部分は、図4の矢印A13に沿って冷媒が流れる部分に該当する。
このように、本実施形態では、冷媒流路100への冷媒の入口である冷媒入口111と、冷媒流路100からの冷媒の出口である冷媒出口112とが、容器15の長手方向(図5(A)では左右方向)における一方側と他方側とに分かれて配置されている。図5(A)では、冷媒入口111から冷媒出口112に向かう冷媒の流れが矢印で示されている。ただし、矢印で示されるのは冷媒の大まかな流れである。後に説明するように、実際における冷媒の流れは、このような直線的な流れとはならない。
尚、図5(B)に示されるように、上記のような冷媒入口111及び冷媒出口112の位置では、冷却水流路200に配置されるインナーフィン300にも開口が形成されている。これらは、容器15の積層方向に沿って冷媒が冷却水流路200を貫いて流れるように形成されている。当該部分においては、例えば図3に示されるように、カップ151の開口の縁とインナープレート152の開口の縁とが溶接されている。このため、冷媒入口111等を通過する冷媒が、冷却水流路200に流入することは無い。
図5(B)に示されるように、インナーフィン300は、冷却水流路200においてもその略全体を占めるように配置されている。
インナーフィン300のうち、図2で符号P2が付されている部分の直下となる位置(図5(A)で符号211が付されている位置)には、開口が形成されている。当該開口は、当該開口は、第2熱交換部12からの冷却水を受け入れる部分であって、冷却水流路200への冷却水の入口となる部分である。以下では、冷却水流路200への冷却水の入口となる開口が形成されている部分のことを、当該冷却水流路200の「冷却水入口211」と表記する。第1熱交換部11において冷却水入口211が形成されている部分は、図4の矢印A23に沿って冷却水が流れる部分に該当する。
インナーフィン300のうち冷却水流出部202の直下となる位置(図5(B)で符号212が付されている位置)には、開口が形成されている。当該開口は、冷却水流路200を通った冷却水が流入する部分、すなわち冷却水流路200からの冷却水の出口となる部分である。以下では、冷却水流路200からの冷却水の出口となる開口が形成されている部分のことを、当該冷却水流路200の「冷却水出口212」と表記する。第1熱交換部11において冷却水出口212が形成されている部分は、図4の矢印A25に沿って冷却水が流れる部分に該当する。
このように、本実施形態では、冷却水流路200への冷却水の入口である冷却水入口211と、冷却水流路200からの冷却水の出口である冷却水出口212とが、容器15の長手方向(図5(B)では左右方向)における一方側と他方側とに分かれて配置されている。図5(B)では、冷却水入口211から冷却水出口212に向かう冷却水の流れが矢印で示されている。ただし、矢印で示されるのは冷却水の大まかな流れである。後に説明するように、実際における冷却水の流れは、このような直線的な流れとはならない。
尚、図5(A)に示されるように、上記のような冷却水入口211及び冷却水出口212の位置では、冷媒流路100に配置されるインナーフィン300にも開口が形成されている。これらは、容器15の積層方向に沿って冷却水が冷媒流路100を貫いて流れるように形成されている。当該部分においては、例えば図3に示されるように、カップ151の開口の縁とインナープレート152の開口の縁とが溶接されている。このため、冷却水入口211等を通過する冷却水が、冷媒流路100に流入することは無い。
第2熱交換部12におけるインナーフィン300の配置、及び、第2熱交換部12を流れる冷媒及び冷却水の流れは、いずれも、以上に説明した第1熱交換部11におけるものと同様である。従って、その具体的な説明を省略する。
以上のように、本実施形態では、冷媒入口111と冷却水出口212とが、容器15の長手方向における一方側(図5では左側)に配置されており、冷却水入口211と冷媒出口112とが、容器15の長手方向における他方側(図5では右側)に配置されている。本実施形態では更に、冷媒入口111から冷媒出口112に向かう方向が、容器15の長手方向に対して傾斜しており、冷却水入口211から冷却水出口212に向かう方向も、容器15の長手方向に対して傾斜している。このような構成により、冷媒流路100における冷媒の流れと、冷却水流路200における冷却水の流れとは、X字状に交差した流れとなる。つまり、本実施形態における冷媒及び冷却水の流れは、所謂「X字対向流」となる。
インナーフィン300の具体的な形状について説明する。図6乃至8に示されるように、インナーフィン300は、山部310と谷部320とが交互に並ぶように、一枚の金属板を折り曲げることにより形成されている。山部310は、冷媒流路100等を区画するカップ151及びインナープレート152のうち一方に当接する部分であり、谷部320は、カップ151及びインナープレート152のうち他方に当接する部分である。山部310と谷部320とは互いに平行であり、その主面の法線方向が容器15の積層方向(図1の上下方向)と一致している。
互いに隣り合う山部310と谷部320との間は、側壁部330によって繋がれている。側壁部330は、山部310及び谷部320のそれぞれに対して垂直な壁となっている。それぞれの側壁部330は互いに平行に配置されている。本実施形態では、複数の側壁部330によって、流体の流路(冷媒流路100又は冷却水流路200)が複数に区画されている。その結果として、互いに隣り合うそれぞれの側壁部330の間には、直線状に伸びる流体通路370が形成されている。側壁部330は、本実施形態にお行ける「壁部」に該当する。
図6等においては、流体通路370が伸びる方向が矢印A30で示されている。また、複数の流体通路370が並ぶ方向、すなわち側壁部330の法線方向が矢印A40で示されている。
それぞれの側壁部330には、一部を切り起こすことにより板状のルーバ部340が形成されている。ルーバ部340の形状は矩形となっており、その一辺において山部310又は谷部320に繋がった状態となっている。ルーバ部340は複数形成されており、その全てが、流体通路370が伸びる方向(矢印A30)に対して平行となっている。それぞれのルーバ部340は、側壁部330から流体通路370内に突出している。
また、側壁部330には、ルーバ部340を切り起こした結果としての開口350も形成されている。互いに隣り合う流体通路370は、開口350によって互いに連通されている。ルーバ部340は、それぞれの開口350の縁から流体通路370内に向けて突出している。ルーバ部340及び開口350は、流体通路370が伸びる方向(矢印A30)に沿って複数並ぶように形成されている。
図6及び図8に示されるように、側壁部330のうち符号331が付されているものにおいては、全てのルーバ部340が山部310に繋がった状態となっている。以下では、このような側壁部330のことを「側壁部331」とも表記する。また、側壁部330のうち符号332が付されているものにおいては、全てのルーバ部340が谷部320に繋がった状態となっている。以下では、このような側壁部330のことを「側壁部332」とも表記する。本実施形態では、側壁部331と側壁部332とが、矢印A40の方向に沿って交互に並ぶように配置されている。
更に、側壁部331に形成されたルーバ部340のことを、以下では「ルーバ部341」とも表記する。側壁部331に形成された開口350のことを、以下では「開口351」とも表記する。側壁部332に形成されたルーバ部340のことを、以下では「ルーバ部342」とも表記する。側壁部332に形成された開口350のことを、以下では「開口352」とも表記する。
尚、側壁部331からルーバ部341が突出する方向と、側壁部332からルーバ部341が突出する方向とは、互いに同一となっている。このため、それぞれの流体通路370内には、その両側にある側壁部331及び側壁部332のいずれか一方からのみ、ルーバ部340が突出している。
図7に示されるように、それぞれの側壁部330においては、ルーバ部340及び開口350が形成されている第1部分AR11と、ルーバ部340及び開口350が形成されていない第2部分AR12とが、流体通路370が伸びる方向(矢印A30)に沿って交互に並ぶように形成されている。また、互いに隣り合う側壁部330においては、それぞれの第1部分AR11等が、矢印A30の方向において同じ位置に形成されている。
以上のような形状のインナーフィン300を形成する際には、先ず、平坦な板状の部材に対して、ルーバ部340の切り起こし加工を行い、図9(A)に示された状態とする。続いて、上記部材の曲げ加工を行って、図9(B)に示された状態とする。これにより、複雑な形状のインナーフィン300を、比較的簡単な工程で形成することができる。
図5を再び参照しながら説明を続ける。冷媒流路100及び冷却水流路200において、インナーフィン300は、流体通路370が伸びる方向(矢印A30)を容器15の長手方向に一致させた状態で配置されている。このため、例えば図5(A)に示される冷媒流路100においては、冷媒入口111から流入した冷媒は、容器15の長手方向に概ね沿って流れることとなる。その際、一部の冷媒は、開口350を通じて隣の流体通路370に流入する。つまり、冷媒の流れには、流体通路370に沿った直線的な流れと、開口350を通過するような拡散的な流れとが存在することとなる。冷媒流路100では、上記のように冷媒が拡散して流れる経路が確保されているので、冷媒と、隣の冷却水流路200を流れる冷却水との熱交換が効率よく行われる。
図7に示される第1部分AR11では、冷媒の一部はルーバ部340の縁に衝突し、その流れが分断される。また、冷媒の他の一部は、開口350の縁に衝突し、やはりその流れが分断される。このような流れの分断により、所謂前縁効果が生じるので、インナーフィン300を介した冷媒への熱伝達が効率よく行われる。
また、第1部分AR11では、上記のような冷媒の衝突が生じることに起因して、冷媒の圧力が比較的高くなる。一方、第2部分AR12では、冷媒はルーバ部340等に衝突することなく概ね直線的に流れるので、冷媒の圧力は比較的低くなる。このため、流体通路370を流れる冷媒の圧力は、第1部分AR11においては高くなり、第2部分AR12においては低くなる。換言すれば、流体通路370に沿って流れる流体は、その圧力の上昇及び低下を繰り返しながら流れることとなる。このような圧力の変化に起因して、開口350を通じた流体の拡散が促進される。つまり、本実施形態に係る熱交換器10では、ポンプの駆動力のような外力に起因して能動的に冷媒の拡散が生じるのではなく、上記の圧力変動に起因して受動的に冷媒の拡散が生じることとなる。これにより、冷媒の圧力損失を低く抑えながらも冷媒の拡散性を高めることができており、その結果として良好な熱交換性能が発揮される。
インナーフィン300を配置することによる以上のような効果は、冷却水流路200における冷却水の流れに対しても同様に奏される。つまり、冷却水流路200においても、インナーフィン300によって冷却水の拡散性が高められている。
本実施形態に係るインナーフィン300の比較例について説明する。図16(A)には、第1比較例に係るインナーフィン300Cの形状が斜視図で示されている。図16(A)に示されるように、インナーフィン300Cは、インナーフィン300と同様の山部310、谷部320、及び側壁部330を有している。ただし、インナーフィン300Cの側壁部330には、ルーバ部340及び開口350のいずれもが形成されていない。
このような形状のインナーフィン300Cにおいては、図16(B)に示されるように、流体(冷媒又は冷却水)は側壁部330に沿って直線的にのみ流れることとなる。この場合、流体とルーバ部340等との衝突は生じないので、流体の流れにおける圧力損失は小さい。しかしながら、流体の拡散性は極めて低いので、インナーフィン300Cを用いた熱交換器の熱交換性能は低下することとなってしまう。このような形状のインナーフィン300Cのことを、以下では「ストレートフィン」とも称する。
図17(B)には、第2比較例に係るインナーフィン300Dの形状が斜視図で示されている。図17(B)に示されるように、インナーフィン300Dでは、山部310と谷部320とを繋ぐ側壁部330が複数に分かれている。また、流体の流れ方向(矢印A30)において互いに隣り合うそれぞれの側壁部330は、同方向に対し垂直な方向(矢印A40)にずれた位置、すなわちオフセットした位置に配置されている。
このような形状のインナーフィン300Dにおいては、図17(B)に示されるように、流体(冷媒又は冷却水)は複数の側壁部330の衝突を頻繁に繰り返しながら流れることとなる。この場合、流体とルーバ部340等との衝突により、流体の流れにおける圧力損失は大きくなる。一方、流体の流れは側壁部330への衝突によって繰り返し分断されるので、流体の拡散性は比較的高くなる。つまり、インナーフィン300Dを用いた熱交換器では、拡散性の向上によって熱交換性能が高くなる一方で、流体の圧力損失が大きくなってしまう。このような形状のインナーフィン300Dのことを、以下では「オフセットフィン」とも称する。
このように、比較例に係るストレートフィン及びオフセットフィンでは、流体の拡散性と、流体の直行性(つまり圧力損失の小ささ)とを両立させることは難しい。
これに対し、本実施形態に係るインナーフィン300では、側壁部330の間に直線状の流体通路370が形成されているので、流体の流れにおける直行性が比較的高くなっている。つまり、流体の流れにおける圧力損失が小さくなっている。一方、流体はルーバ部340等に衝突しながら流れ、且つ、一部が開口350から隣の流体通路370に移動しながら流れるので、流体の流れにおける拡散性も比較的高くなっている。つまり、インナーフィン300では、拡散性と直行性のバランスが適切なものとなっており、流体の圧力損失を低く抑えながらも良好な熱交換性能を発揮させることが可能となっている。本実施形態のような形状のインナーフィン300のことを、以下では「拡散ルーバフィン」とも称する。
図10(A)に示されるのは、比較例に係る熱交換器の内部における冷媒の流速分布である。また、図10(B)に示されるのは、比較例に係る熱交換器の内部における冷却水の流速分布である。この比較例は、熱交換器10の冷媒流路100及び冷却水流路200のそれぞれにおいて、インナーフィン300に替えて図17のオフセットフィンを配置した構成となっている。
図10(A)では、冷媒流路100の各部のうち、冷媒の流速が平均流速以上となる部分が斜線で示されている。同様に、図10(B)では、冷却水流路200の各部のうち、冷却水の流速が平均流速以上となる部分が斜線で示されている。
図10(A)に示される冷媒流路100においては、冷媒流路100の中央部では冷媒の流速が低くなっており、冷媒入口111の周囲及び冷媒出口112の周囲では冷媒の流速が高くなっている。一方、図10(B)に示される冷却水流路200においては、冷却水入口211の外側や冷却水出口212の外側(つまり、所謂「止水域」)では冷却水の流速が低くなっており、それ以外の部分では冷却水の流速が低くなっている。このような流速分布の違いは、冷却水はその全体が液体である一方、冷媒は気液混合状態であること(つまり、比重が小さい気相冷媒を含むこと)に起因していると考えられる。
図10(A)と図10(B)とを比較すると明らかなように、この比較例においては、斜線で示される流速の高い領域が、冷媒と冷却水との間で十分には重なっていない。冷媒と冷却水との間における熱交換を効率的に行うためには、特に冷媒流路100の中央部及び冷却水流路200の中央部の両方において流体の流速が高くなっており、且つ、流速の高くなっている領域同士が広範囲で重なっている方が好ましい。
以下では、流体の流路のうち、流体の流速が平均流速以上となっている領域(図10において斜線で示される領域)のことを、以下では「高速領域」とも称する。また、図10のような上面視において、高速領域同士が互いに重なりあっている部分の面積が、流路全体の面積において占める割合のことを、以下では「流速ラップ率」と称する。本発明者らが解析したところによれば、図10の比較例における流速ラップ率は25%である。
図11(A)に示されるのは、本実施形態に係る熱交換器10の内部における冷媒の流速分布である。また、図10(B)に示されるのは、本実施形態に係る熱交換器10の内部における冷却水の流速分布である。図11においても図10と同様に、冷媒流路100(図11(A))及び冷却水流路200(図11(B))のそれぞれにおける高速領域が斜線で示されている。
図11(A)に示されるように、本実施形態においては、冷媒流路100の中央部が冷媒の高速領域となっている。また、図11(B)に示されるように、冷却水流路200の中央部も冷却水の高速領域となっている。つまり、本実施形態では、冷媒流路100の中央部及び冷却水流路200の中央部の両方において流体の流速が高くなっており、その結果として流速ラップ率が高くなっている。本発明者らが解析したところによれば、本実施形態における流速ラップ率は31%であった。
図12(A)に示されるのは、本実施形態の変形例に係る熱交換器10の内部における冷媒の流速分布である。また、図12(B)に示されるのは、上記変形例に係る熱交換器10の内部における冷却水の流速分布である。図12においても図10と同様に、冷媒流路100(図12(A))及び冷却水流路200(図12(B))のそれぞれにおける高速領域が斜線で示されている。
この変形例では、冷媒流路100に配置されたインナーフィン300の形状自体は、図6等に示されるインナーフィン300の形状と同じである。ただし、この変形例では、流体通路370の伸びる方向(A30)を、冷媒入口111から冷媒出口112に向かう方向に一致させた状態で、冷媒流路100にインナーフィン300が配置されている。つまり、流体通路370の伸びる方向(A30)が、容器15の長手方向に対して傾斜した状態となっている。
一方、冷却水流路200におけるインナーフィン300の形状及び配置については、本実施形態の場合と同じである。従って、図12(B)に示される冷却水の流速の分布は、図11(B)に示される冷却水の流速の分布と同一となっている。
この変形例では、冷媒入口111から冷媒出口112に向かう方向に沿って流体通路370が配置されていることの影響により、冷媒の直進性が高くなっている。その結果、図12(A)に示されるように、冷媒についての高速領域(斜線部)は、冷媒入口111と冷媒出口112とを繋ぐ直線に沿った帯状の領域となっている。この変形例においても、冷媒流路100の中央部が高速領域となるので、図10の比較例に比べると流速ラップ率は向上している。ただし、図11の本実施形態に比べると、冷媒の高速領域が狭くなることにより流速ラップ率は僅かに低下している。本発明者らが解析したところによれば、この比較例における流速ラップ率は30%であった。
この変形例では、流速ラップ率は上記のように僅かに低下する一方で、冷媒の直交性は高くなる。このため、冷媒流路100を流れる冷媒の圧力損失を極めて小さくすることができる。流体の拡散性よりも直行性の方を重視する場合には、流体の流路において、上記変形例のようにインナーフィン300を配置することが好ましい。
尚、上記変形例においては、流体通路370の伸びる方向(A30)を、冷媒入口111から冷媒出口112に向かう方向に完全に一致させている。このような態様に替えて、流体通路370の伸びる方向(A30)が、冷媒入口111から冷媒出口112に向かう方向に近づくよう、容器15の長手方向に対して傾斜しているような態様としてもよい。
図13の表には、熱交換器の内部における冷媒の流速等のデータがまとめられている。当該表の1行目(R1)に示されるのは、図10の比較例、すなわちオフセットフィンを用いた場合におけるデータである。表の2行目(R2)に示されるのは、図11の本実施形態、すなわち拡散ルーバフィンを用いた場合におけるデータである。表の3行目(R3)に示されるのは、図12の変形例、すなわち傾斜配置される拡散ルーバフィンを用いた場合におけるデータである。図13では、図11の本実施形態に係る拡散ルーバフィンのことが「拡散ルーバフィン1」と記載されており、図12の変形例に係る拡散ルーバフィンのことが「拡散ルーバフィン2」と記載されている。
表の1列目(C1)には、冷媒流路100を流れる冷媒の圧力損失の大きさが示されている。ここでは、拡散ルーバフィン1を用いた場合の圧力損失(R2)と、拡散ルーバフィン2を用いた場合の圧力損失(R3)とが、それぞれ、オフセットフィンを用いた場合の圧力損失(R1)を基準(つまり100%)とした値で示されている。図11の拡散ルーバフィン1を用いた場合の圧力損失は71%であり、図10の比較例に比べると29%向上している。また、図12の拡散ルーバフィン2を用いた場合の圧力損失は36%であり、図10の比較例に比べると64%も向上している。
表の2列目(C2)には、冷却水流路200を流れる冷却水の圧力損失の大きさが示されている。ここでも、拡散ルーバフィン1を用いた場合の圧力損失(R2)と、拡散ルーバフィン2を用いた場合の圧力損失(R3)とが、それぞれ、オフセットフィンを用いた場合の圧力損失(R1)を基準(つまり100%)とした値で示されている。図11の拡散ルーバフィン1を用いた場合の圧力損失は90%であり、図10の比較例に比べると10%向上している。また、図12の拡散ルーバフィン2を用いた場合の圧力損失も90%であり、図10の比較例に比べると10%向上している。
表の3列目(C3)には流速ラップ率が示されている。既に述べたように、図10の比較例における流速ラップ率は25%であり、図11の拡散ルーバフィン1を用いた場合の流速ラップ率は31%であり、図12の拡散ルーバフィン2を用いた場合の流速ラップ率は30%である。
表の4列目(C4)には、冷媒流路100の中央部を流れる際の冷媒の流速が示されている。それぞれの数値の単位は「m/s」である。拡散ルーバフィン1を用いた場合の流速は0.99であり、オフセットフィンを用いた場合の流速である0.92よりも大きくなっている。これは、拡散ルーバフィンではオフセットフィンに比べて直行性が高くなっていることを示している。
また、拡散ルーバフィン2を用いた場合の流速は1.80であり、拡散ルーバフィン1を用いた場合の流速である0.99よりも更に高くなっている。これは、拡散ルーバフィンを流体の流れ方向に沿うように傾斜配置することで、直行性が更に高くなることを示している。
表の5列目(C5)には、冷却水流路200の中央部を流れる際の冷却水の流速が示されている。それぞれの数値の単位は「m/s」である。拡散ルーバフィンを用いた場合の流速は0.18であり、オフセットフィンを用いた場合の流速である0.16よりも大きくなっている。その結果、容器15の中央部における熱交換性能が向上している。
以上に説明した本実施形態では、冷媒流路100と冷却水流路200の両方にインナーフィン300が配置されている。このような態様に替えて、冷媒流路100又は冷却水流路200のいずれか一方にのみインナーフィン300が配置された構成としてもよい。この場合、冷媒流路100又は冷却水流路200のうちインナーフィン300が配置されていない方には、例えばストレートフィンやオフセットフィンが配置されていてもよい。
また、インナーフィン300に形成されるルーバ部340や開口350の形状は、本実施形態のように矩形であってもよいが、他の形状(例えば三角形)であってもよい。
インナーフィン300は、本実施形態のように冷媒流路100等の全体に亘って配置されていてもよいのであるが、冷媒流路100等の一部にのみ配置されていてもよい。例えば、冷媒入口111等の近傍における止水域には、インナーフィン300が配置されていないような構成としてもよい。しかしながら、本実施形態のように止水域にもインナーフィン300が配置されている構成とした方が、放熱面積が向上し熱交換器10の熱交換性能が高くなるので好ましい。インナーフィン300を冷媒流路100等の全体に配置するにあたっては、インナーフィン300が複数の部分に分割されていてもよい。
第2実施形態について、図14を参照しながら説明する。第2実施形態では、冷媒流路100及び冷却水流路200のそれぞれに配置されるインナーフィン300Aの形状、及び冷媒入口111等の配置においてのみ第1実施形態と異なっており、その他の点においては第1実施形態と同じである。以下では、第1実施形態と異なる点についてのみ説明し、第1実施形態と共通する点についてはその説明を適宜省略する。
図14(A)には、第1熱交換部11の冷媒流路100に配置されたインナーフィン300A、の全体が上面視で示されている。また、図14(B)には、第1熱交換部11の冷却水流路200に配置されたインナーフィン300A、の全体が上面視で示されている。上面視におけるそれぞれのインナーフィン300Aの形状は、図14の上下方向において互いに対称な形状となっている。
本実施形態におけるインナーフィン300Aの形状は、図5に示されるインナーフィン300の形状と概ね同一である。ただし、インナーフィン300Aでは、複数の側壁部330のうち、これらが並ぶ方向(A40)の中央部分AR3に配置されているものに、ルーバ部340や開口350が形成されていない。
図14(A)(B)に示されるように、本実施形態では、冷媒流路100に対する冷媒の入口である冷媒入口111と、冷媒流路100からの冷媒の出口である冷媒出口112とが、容器15の長手方向における一方側(図14では左側)にそれぞれ配置されている。また、冷却水流路200に対する冷却水の入口である冷却水入口211と、冷却水流路200からの冷却水の出口である冷却水出口212とが、容器15の長手方向における他方側(図14では右側)にそれぞれ配置されている。
図14(A)に示されるように、冷媒流路100に配置されたインナーフィン300Aでは、冷却水入口211と冷却水出口212との間となる部分(符号CTが付された部分)が、右側端部から点線DL1までの範囲において切り欠かれている。また、図14(B)に示されるように、冷却水流路200に配置されたインナーフィン300Aでは、冷媒入口111と冷媒出口112との間となる部分(符号CTが付された部分)が、左側端部から点線DL1までの範囲において切り欠かれている。
以上のような構成においては、冷媒入口111から冷媒流路100に流入した冷媒は、容器15の長手方向に沿って冷却水入口211側に向かって流れる。その後、冷媒は切り欠かれた部分(CT)を通って冷却水出口212側に向かって流れる。更にその後、冷媒は容器15の長手方向に沿って冷媒出口112に向かって流れる。図14(A)には、以上のような冷媒の流れが矢印で示されている。尚、矢印で示されるのは冷媒の大まかな流れである。実際には、冷媒の一部が開口350を通過することにより、冷媒は拡散しながら流れる。
尚、切り欠かれた部分(CT)を通過する際に、冷媒の一部は中央部分AR3を通って冷媒出口112に向かって流れる。当該流路の端部となる位置においては、インナーフィン300Aを上下方向(図14の紙面奥行方向)に貫く貫通穴380が形成されている。中央部分AR3を通った冷媒は、貫通穴380を通った後に冷媒出口112に向かって流れる。
冷却水の流れについても上記と同様である。冷却水入口211から冷却水流路200に流入した冷却水は、容器15の長手方向に沿って冷媒入口111側に向かって流れる。その後、冷却水は切り欠かれた部分(CT)を通って冷媒出口112側に向かって流れる。更にその後、冷却水は容器15の長手方向に沿って冷却水出口212に向かって流れる。図14(B)には、以上のような冷却水の流れが矢印で示されている。尚、矢印で示されるのは冷却水の大まかな流れである。実際には、冷却水の一部が開口350を通過することにより、冷却水は拡散しながら流れる。
尚、切り欠かれた部分(CT)を通過する際に、冷却水の一部は中央部分AR3を通って冷却水出口212に向かって流れる。当該流路の端部となる位置においては、インナーフィン300Aを上下方向(図14の紙面奥行方向)に貫く貫通穴380が形成されている。中央部分AR3を通った冷却水は、貫通穴380を通った後に冷却水出口212に向かって流れる。
本実施形態では、冷媒は概ね流体通路370の伸びる方向に沿って流れ、冷媒流路100の長手方向端部において折り返して流れる。また、冷却水も流体通路370の伸びる方向に沿って流れ、冷却水流路200の長手方向端部において折り返して流れる。このため、図5に示される第1実施形態における流体の流れと比べると、流体の圧力損失は小さくなり、流体の流速が大きくなる。高速領域が広くなり、流速ラップ率が高くなるので、熱交換器10の熱交換性能は第1実施形態に比べてさらに向上している。
また、本実施形態では、冷媒流路100を冷媒が流れる方向と、冷却水流路200を冷却水が流れる方向とが、容器15の積層方向に沿って対向する部分において互いに逆方向となっている。つまり、所謂「対向流れ」の配置となるので、冷媒と冷却水との熱交換を更に効率よく行うことができる。
第3実施形態について、図15を参照しながら説明する。第3実施形態に係る熱交換器10Bは、インバータが有する複数のパワーカード500を冷却するためのインバータ冷却器として構成されている。熱交換器10Bは扁平型の容器として構成されている。複数の熱交換器10Bは、それぞれの主面の間にパワーカード500を挟み込んだ状態で積層されている。熱交換器10Bの長手方向の一端側には配管410が接続されており、他端側には配管420が接続されている。
配管410は、それぞれの熱交換器10Bに冷媒を供給するための配管である。配管410は、それぞれの熱交換器10Bの一端側を貫くように配置されている。配管420は、それぞれの熱交換器10Bから冷媒を排出するための配管である。配管420は、それぞれの熱交換器10Bの他端側を貫くように配置されている。それぞれのパワーカード500は、配管410と配管420との間となる位置に配置されている。
配管410から供給される冷媒は、それぞれの熱交換器10Bに供給され、熱交換器10Bの内部空間(冷媒流路)を通る際においてパワーカード500から熱を奪う。それぞれの熱交換器10Bを通った冷媒は、配管420において再び合流し、配管420を通って排出される。
それぞれの熱交換器10Bの内部には、図6に示されるものと同様の形状のインナーフィン300(不図示)が収容されている。それぞれのインナーフィン300は、流体通路370が伸びる方向(A30)が、配管410側から配管420側に向かう方向となるように配置されている。
このような構成の熱交換器10Bでは、第1実施形態などと同様に、冷媒の圧力損失を小さく抑えながらも冷媒の拡散性が高められている。このため、パワーカード500からの熱を効率よく奪うことができる。
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
10,10B:熱交換器
15:容器
100:冷媒流路
111:冷媒入口
112:冷媒出口
200:冷却水流路
211:冷却水入口
212:冷却水出口
300,300A,300C,300D:インナーフィン
330:側壁部
340:ルーバ部
350:開口
370:流体通路
15:容器
100:冷媒流路
111:冷媒入口
112:冷媒出口
200:冷却水流路
211:冷却水入口
212:冷却水出口
300,300A,300C,300D:インナーフィン
330:側壁部
340:ルーバ部
350:開口
370:流体通路
Claims (8)
- 熱交換器(10)であって、
流体が流れる流路(100,200)が内部に形成された容器(15)と、
前記容器の内部に配置されるインナーフィン(300)と、を備え、
前記インナーフィンは、
互いに平行に配置された板状の壁部(330)を複数有しており、互いに隣り合うそれぞれの前記壁部の間に、直線状に伸びる流体通路(370)を形成するものであって、
それぞれの前記壁部には、
互いに隣り合うそれぞれの前記流体通路を連通させる開口(350)が形成されている第1部分(AR11)と、当該開口が形成されていない第2部分(AR12)とが、前記流体通路が伸びる方向に沿って交互に並ぶように形成されており、
それぞれの前記開口の縁からは、前記流体通路内に突出する板状の部分であって、前記流体通路が伸びる方向に対して平行なルーバ部(340)が形成されている熱交換器。 - 冷媒と冷却水との間で熱交換を行うための熱交換器として構成されており、
前記インナーフィンが、冷媒が流れる流路である冷媒流路(100)、及び、冷却水が流れる流路である冷却水流路(200)、の少なくとも一方に配置されている、請求項1に記載の熱交換器。 - 前記インナーフィンが、前記冷媒流路及び前記冷却水流路の両方に配置されている、請求項2に記載の熱交換器。
- 前記冷媒流路への冷媒の入口である冷媒入口(111)と、前記冷媒流路からの冷媒の出口である冷媒出口(112)とが、前記容器の長手方向における一方側と他方側とに分かれて配置されており、
前記冷却水流路への冷却水の入口である冷却水入口(211)と、前記冷却水流路からの冷却水の出口である冷却水出口(212)とが、前記容器の長手方向における一方側と他方側とに分かれて配置されている、請求項3に記載の熱交換器。 - 前記冷媒入口と前記冷却水出口とが、前記容器の長手方向における一方側に配置されており、
前記冷却水入口と前記冷媒出口とが、前記容器の長手方向における他方側に配置されている、請求項4に記載の熱交換器。 - 前記冷媒入口から前記冷媒出口に向かう方向が、前記容器の長手方向に対して傾斜しており、
前記冷却水入口から前記冷却水出口に向かう方向が、前記容器の長手方向に対して傾斜している、請求項5に記載の熱交換器。 - 前記冷媒流路においては、
前記流体通路が伸びる方向が、前記冷媒入口から前記冷媒出口に向かう方向に近づく又は一致するように、前記容器の長手方向に対して傾斜している、請求項6に記載の熱交換器。 - 前記冷媒流路に対する冷媒の入口である冷媒入口と、前記冷媒流路からの冷媒の出口である冷媒出口とが、前記容器の長手方向における一方側にそれぞれ配置され、
前記冷却水流路に対する冷却水の入口である冷却水入口と、前記冷却水流路からの冷却水の出口である冷却水出口とが、前記容器の長手方向における他方側にそれぞれ配置されており、
前記冷媒流路を冷媒が流れる方向と、前記冷却水流路を冷却水が流れる方向とが、対向する部分において互いに逆方向となるように構成されている、請求項3に記載の熱交換器。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016177272A JP2018044680A (ja) | 2016-09-12 | 2016-09-12 | 熱交換器 |
PCT/JP2017/025851 WO2018047469A1 (ja) | 2016-09-12 | 2017-07-18 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016177272A JP2018044680A (ja) | 2016-09-12 | 2016-09-12 | 熱交換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018044680A true JP2018044680A (ja) | 2018-03-22 |
Family
ID=61561826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016177272A Pending JP2018044680A (ja) | 2016-09-12 | 2016-09-12 | 熱交換器 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018044680A (ja) |
WO (1) | WO2018047469A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200009609A (ko) * | 2018-07-19 | 2020-01-30 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 열교환판 |
KR20200080795A (ko) * | 2018-12-27 | 2020-07-07 | 한온시스템 주식회사 | 열교환 모듈 및 이를 포함하는 판형 열교환기 |
DE112019005673T5 (de) | 2018-11-13 | 2021-07-29 | Denso Corporation | Wärmetauscher |
KR20220070998A (ko) * | 2020-11-23 | 2022-05-31 | 삼보모터스주식회사 | 정밀한 분산 가이드를 구비하는 열교환 프레임 및 이를 포함하는 차량용 열교환기 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111895463B (zh) * | 2020-08-05 | 2022-10-14 | 宁波方太厨具有限公司 | 灶具面板及包含其的燃气灶具 |
CN114287871B (zh) * | 2022-03-09 | 2022-07-29 | 杭州康基医疗器械有限公司 | 具有高效散热结构的医用内窥镜荧光冷光源摄像*** |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0367871U (ja) * | 1989-10-24 | 1991-07-03 | ||
JP2001041108A (ja) * | 1999-07-30 | 2001-02-13 | Denso Corp | 排気熱交換器 |
JP2002062085A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-02-28 | L'air Liquide | 蝋付け板熱交換器のための熱交換フィンと熱交換器 |
JP2007303811A (ja) * | 2006-05-09 | 2007-11-22 | Modine Mfg Co | 複式二経路積層板熱交換器 |
WO2008023732A1 (fr) * | 2006-08-23 | 2008-02-28 | Tokyo Braze Co., Ltd. | Échangeur de chaleur compact hautement résistant à la pression, récipient pour occlure l'hydrogène et procédé de production de ceux-ci |
WO2008092563A1 (de) * | 2007-02-01 | 2008-08-07 | Modine Manufacturing Company | Herstellungsverfahren für flachrohre, walzenstrasse und wärmetauscher mit solchen flachrohren |
JP2013100978A (ja) * | 2011-10-18 | 2013-05-23 | Calsonic Kansei Corp | 排気熱交換装置 |
JP2014098527A (ja) * | 2012-11-15 | 2014-05-29 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 熱交換器およびその製造方法 |
WO2014138952A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Dana Canada Corporation | Heat transfer surface with nested tabs |
-
2016
- 2016-09-12 JP JP2016177272A patent/JP2018044680A/ja active Pending
-
2017
- 2017-07-18 WO PCT/JP2017/025851 patent/WO2018047469A1/ja active Application Filing
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0367871U (ja) * | 1989-10-24 | 1991-07-03 | ||
JP2001041108A (ja) * | 1999-07-30 | 2001-02-13 | Denso Corp | 排気熱交換器 |
JP2002062085A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-02-28 | L'air Liquide | 蝋付け板熱交換器のための熱交換フィンと熱交換器 |
JP2007303811A (ja) * | 2006-05-09 | 2007-11-22 | Modine Mfg Co | 複式二経路積層板熱交換器 |
WO2008023732A1 (fr) * | 2006-08-23 | 2008-02-28 | Tokyo Braze Co., Ltd. | Échangeur de chaleur compact hautement résistant à la pression, récipient pour occlure l'hydrogène et procédé de production de ceux-ci |
WO2008092563A1 (de) * | 2007-02-01 | 2008-08-07 | Modine Manufacturing Company | Herstellungsverfahren für flachrohre, walzenstrasse und wärmetauscher mit solchen flachrohren |
JP2013100978A (ja) * | 2011-10-18 | 2013-05-23 | Calsonic Kansei Corp | 排気熱交換装置 |
JP2014098527A (ja) * | 2012-11-15 | 2014-05-29 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 熱交換器およびその製造方法 |
WO2014138952A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Dana Canada Corporation | Heat transfer surface with nested tabs |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200009609A (ko) * | 2018-07-19 | 2020-01-30 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 열교환판 |
KR102181348B1 (ko) * | 2018-07-19 | 2020-11-20 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 열교환판 |
DE112019005673T5 (de) | 2018-11-13 | 2021-07-29 | Denso Corporation | Wärmetauscher |
KR20200080795A (ko) * | 2018-12-27 | 2020-07-07 | 한온시스템 주식회사 | 열교환 모듈 및 이를 포함하는 판형 열교환기 |
KR102562748B1 (ko) * | 2018-12-27 | 2023-08-02 | 한온시스템 주식회사 | 열교환 모듈 및 이를 포함하는 판형 열교환기 |
KR20220070998A (ko) * | 2020-11-23 | 2022-05-31 | 삼보모터스주식회사 | 정밀한 분산 가이드를 구비하는 열교환 프레임 및 이를 포함하는 차량용 열교환기 |
KR102470640B1 (ko) * | 2020-11-23 | 2022-11-25 | 삼보모터스주식회사 | 정밀한 분산 가이드를 구비하는 열교환 프레임 및 이를 포함하는 차량용 열교환기 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018047469A1 (ja) | 2018-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2018047469A1 (ja) | 熱交換器 | |
CN102297612A (zh) | 热交换器 | |
JP2013002688A (ja) | パラレルフロー型熱交換器及びそれを搭載した空気調和機 | |
WO2016110472A1 (en) | Heat exchanger, in particular a condenser or a gas cooler | |
JP5100860B2 (ja) | プレート式熱交換器 | |
JP4827905B2 (ja) | プレート式熱交換器、及びこれを搭載した空気調和機 | |
JP5775971B2 (ja) | 空気熱交換器 | |
JP6578964B2 (ja) | 積層型熱交換器 | |
KR20150093441A (ko) | 열교환기 | |
EP3318832A1 (en) | Inner fin for heat exchanger | |
JP4760542B2 (ja) | 熱交換器 | |
JP6160385B2 (ja) | 積層型熱交換器 | |
JP2007309533A (ja) | フィンチューブ熱交換器 | |
JP6578980B2 (ja) | 積層型熱交換器 | |
JP2020529573A (ja) | 攪乱装置を有する熱交換器用チューブ | |
JPH03140795A (ja) | 積層形熱交換器 | |
WO2017195588A1 (ja) | 積層型熱交換器 | |
JP5748010B1 (ja) | 複合熱交換器 | |
JP5574737B2 (ja) | 熱交換器 | |
JP2005300072A (ja) | 蒸発器 | |
JP2018096584A (ja) | 熱交換器 | |
JP2011158130A (ja) | 熱交換器 | |
JP2005308311A (ja) | フィンチューブ | |
JP6915714B1 (ja) | 熱交換器 | |
JP5915187B2 (ja) | 熱交換器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190910 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200303 |