JP6439485B2

JP6439485B2 - Heat exchanger

Info

Publication number: JP6439485B2
Application number: JP2015028568A
Authority: JP
Inventors: 勇輔高木; 安浩水野; 慎吾大野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-02-17
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2018-12-19
Anticipated expiration: 2035-02-17
Also published as: JP2016152302A

Description

本発明は、ウェーブフィンを有する熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger having wave fins.

熱交換器は、熱媒体と熱交換対象物との熱交換により、熱交換対象物を加熱または冷却するものである。熱交換器の性能を向上させるためには、例えば特許文献１に示される熱交換器のように、ウェーブフィンを用いる方法がある。ウェーブフィンは、伝熱面積を増大させることにより熱交換器の性能を向上させる部品である。 The heat exchanger heats or cools the heat exchange object by heat exchange between the heat medium and the heat exchange object. In order to improve the performance of the heat exchanger, for example, there is a method using wave fins as in the heat exchanger shown in Patent Document 1. A wave fin is a component that improves the performance of a heat exchanger by increasing the heat transfer area.

特開２０１２−９８２６号公報JP 2012-9826 A

しかしながら、ウェーブフィンにより形成された波形状の流路を熱媒体が流通すると、流れが蛇行する際に剥離が発生する。剥離部は流れが遅く、伝熱促進への寄与が小さいため、この点において熱交換器の性能を改善する余地がある。 However, if the heat medium flows through the wave-shaped channel formed by the wave fins, peeling occurs when the flow meanders. Since the separation portion has a slow flow and has little contribution to heat transfer promotion, there is room for improving the performance of the heat exchanger in this respect.

本発明は上記点に鑑みて、熱交換器の性能を向上させることを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to improve the performance of a heat exchanger.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、扁平形状に形成され、熱交換対象物と熱交換する熱媒体が内部を流通する流路管（３）と、流路管の内部に配置され、熱交換対象物と熱媒体との伝熱面積を増大させる板状のインナーフィン（３４）と、を備え、インナーフィンは、インナーフィンの厚み方向から見て波形状に形成され、熱媒体が流通する主流路を複数の細流路に分割する複数のウェーブフィン（３４０ｃ）を有し、複数のウェーブフィンのうち隣り合う２つのウェーブフィンの間に、２つのウェーブフィンに挟まれた細流路をインナーフィンの厚み方向に縮流する突起部（３６）が形成されており、流路管が、対向する２つの外殻プレート（３１、３２）と、２つの外殻プレートの間において、２つの外殻プレートと対向するように配置された中間プレート（３３）と、を有し、インナーフィンが、２つの外殻プレートの一方と中間プレートとの間に配置され、突起部が、中間プレートに形成されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, in the first aspect of the present invention, a flow path pipe (3) that is formed in a flat shape and through which a heat medium that exchanges heat with a heat exchange object flows, and the interior of the flow path pipe And a plate-like inner fin (34) that increases the heat transfer area between the heat exchange object and the heat medium, and the inner fin is formed in a wave shape when viewed from the thickness direction of the inner fin, It has a plurality of wave fins (340c) that divide the main channel through which the heat medium flows into a plurality of narrow channels, and is sandwiched between two wave fins between two adjacent wave fins among the plurality of wave fins A protrusion (36) is formed to contract the narrow channel in the thickness direction of the inner fin, and the channel tube is located between the two outer shell plates (31, 32) facing each other and the two outer shell plates. With two outer shell plates An intermediate plate disposed so as to counter (33) has a inner fin is disposed between one and the intermediate plate between two outer shell plate, protrusions are formed in the intermediate plate It is characterized by that.

これによれば、突起部により縮流が発生し、流れが増速する。そのため、増速した流れにより剥離部を吹き飛ばし、剥離の発生を抑制して、熱交換器の性能を向上させることができる。 According to this, a contraction flow is generated by the protrusion, and the flow speed is increased. Therefore, the peeling part can be blown off by the accelerated flow, the occurrence of peeling can be suppressed, and the performance of the heat exchanger can be improved.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows an example of a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

第１実施形態における熱交換器を用いた積層型熱交換器の正面図である。It is a front view of the lamination type heat exchanger using the heat exchanger in a 1st embodiment. 図１のII−II線における断面図である。It is sectional drawing in the II-II line of FIG. 図２のIII−III線における断面図である。It is sectional drawing in the III-III line of FIG. 図２のIV方向における流路管の矢視図である。FIG. 4 is an arrow view of the flow channel tube in the IV direction of FIG. 2. 中間プレートの一面側にインナーフィンが搭載された様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the inner fin was mounted in the one surface side of the intermediate | middle plate. インナーフィンにおける第１フィンが形成された領域の斜視図である。It is a perspective view of the field in which the 1st fin in the inner fin was formed. 図８のVII−VII線における断面図である。It is sectional drawing in the VII-VII line of FIG. 図２のIII−III線における断面図である。It is sectional drawing in the III-III line of FIG. 従来の熱交換器における細流路の断面図である。It is sectional drawing of the narrow flow path in the conventional heat exchanger. 従来の熱交換器における剥離の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of peeling in the conventional heat exchanger. 図７のXI−XI線における断面図、および、図８のVII−VII線における断面図である。It is sectional drawing in the XI-XI line of FIG. 7, and sectional drawing in the VII-VII line of FIG. 図８のVII−VII線における断面図である。It is sectional drawing in the VII-VII line of FIG. 突起部を形成する位置と熱伝導の経路との関係を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the relationship between the position which forms a projection part, and the path | route of heat conduction. 図８のVII−VII線における断面図である。It is sectional drawing in the VII-VII line of FIG. 図１１に相当する図であって、突起部を形成する位置と熱伝達の良い部分との関係を示す断面図である。FIG. 12 is a view corresponding to FIG. 11, and is a cross-sectional view showing a relationship between a position where a protrusion is formed and a portion with good heat transfer. 図８に相当する図であって、他の実施形態における細流路の断面図である。It is a figure equivalent to FIG. 8, Comprising: It is sectional drawing of the narrow flow path in other embodiment. 他の実施形態における突起部の形状を示す断面図および斜視図である。It is sectional drawing and the perspective view which show the shape of the projection part in other embodiment.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。ここでは、本実施形態の熱交換器を用いて構成された積層型熱交換器１により熱交換対象物として複数の電子部品２を冷却する冷却器を構成する例について説明するが、本実施形態の熱交換器を他の用途に用いてもよい。また、本実施形態の熱交換器を加熱のために用いてもよい。電子部品２は、例えば、走行用電動機に対して三相交流電圧を出力するインバータ回路に適用されるパワーカードである。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. Here, although the example which comprises the cooler which cools the some electronic component 2 as a heat exchange object by the laminated heat exchanger 1 comprised using the heat exchanger of this embodiment is demonstrated, this embodiment The heat exchanger may be used for other applications. Moreover, you may use the heat exchanger of this embodiment for a heating. The electronic component 2 is, for example, a power card applied to an inverter circuit that outputs a three-phase AC voltage to a traveling motor.

本実施形態の熱交換器は、流路管３と、流路管３の内部に配置されたインナーフィン３４と、を備えている。積層型熱交換器１は、図１に示すように、複数の流路管３を、隣り合う流路管３との間に形成される隙間に電子部品２を配設した状態で積層配置して構成されている。 The heat exchanger according to the present embodiment includes a flow path pipe 3 and inner fins 34 disposed inside the flow path pipe 3. As shown in FIG. 1, the stacked heat exchanger 1 has a plurality of flow channel tubes 3 stacked in a state where electronic components 2 are disposed in a gap formed between adjacent flow channel tubes 3. Configured.

流路管３は、電子部品２と熱交換する熱媒体が内部を流通するものである。熱媒体としては、例えば、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、水やアンモニア等の自然冷媒等を用いることができる。図２に示すように、流路管３は、短手方向の一対の周縁部が長手方向に沿って並行に延在すると共に、長手方向の周縁端部の形状が半円を描くように、半円弧形状となっている。なお、流路管３の積層方向に垂直で、かつ、流路管３の長手方向に垂直な方向を、流路管３の短手方向とする。また、図３に示すように、流路管３は、長手方向と直交する流路断面が扁平形状に形成されている。 In the flow path tube 3, a heat medium that exchanges heat with the electronic component 2 circulates inside. As the heat medium, for example, water mixed with an ethylene glycol antifreeze, natural refrigerant such as water or ammonia, or the like can be used. As shown in FIG. 2, the flow channel tube 3 has a pair of peripheral edge portions in the short direction extending in parallel along the longitudinal direction, and the shape of the peripheral edge portion in the longitudinal direction draws a semicircle, It has a semicircular arc shape. A direction perpendicular to the stacking direction of the flow path tubes 3 and perpendicular to the longitudinal direction of the flow path tubes 3 is defined as a short direction of the flow path tubes 3. In addition, as shown in FIG. 3, the channel tube 3 has a flat channel cross section perpendicular to the longitudinal direction.

なお、図２は図１のII−II線における断面図であるが、流路管３の形状を明確にするために、電子部品２の図示を省略している。また、図２には、流路管３の内部に配置されているインナーフィン３４を点線で示してある。 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, but the illustration of the electronic component 2 is omitted in order to clarify the shape of the flow path tube 3. FIG. Further, in FIG. 2, the inner fins 34 arranged inside the flow channel pipe 3 are indicated by dotted lines.

流路管３は、アルミニウムや銅等の高い熱伝導性を有する金属製のプレートを積層し、これらのプレートを接合して構成されている。流路管３は、図３に示すように、一対の外殻プレート３１、３２と、中間プレート３３と、２つのインナーフィン３４とを有する。そして、外殻プレート３１、３２および中間プレート３３の間に、熱媒体が流通する媒体流路３０が形成されている。 The channel tube 3 is configured by laminating metal plates having high thermal conductivity such as aluminum and copper, and joining these plates. As shown in FIG. 3, the flow channel pipe 3 includes a pair of outer shell plates 31, 32, an intermediate plate 33, and two inner fins 34. A medium flow path 30 through which the heat medium flows is formed between the outer shell plates 31 and 32 and the intermediate plate 33.

外殻プレート３１、３２は、流路管３の外殻を構成する板部材であり、外殻プレート３１、３２を通して電子部品２と熱媒体との熱交換が行われる。中間プレート３３は、長方形状の２枚の板部材を積層することで構成され、外殻プレート３１、３２の間に、外殻プレート３１、３２それぞれと対向するように配置されている。中間プレート３３の長手方向の両端部には、後述する突出管部３５の開口部に対応して、円形の開口部が形成されている。 The outer shell plates 31 and 32 are plate members constituting the outer shell of the flow channel tube 3, and heat exchange between the electronic component 2 and the heat medium is performed through the outer shell plates 31 and 32. The intermediate plate 33 is formed by stacking two rectangular plate members, and is disposed between the outer shell plates 31 and 32 so as to face the outer shell plates 31 and 32, respectively. At both ends in the longitudinal direction of the intermediate plate 33, circular openings are formed corresponding to the openings of the protruding pipe part 35 described later.

インナーフィン３４は、熱媒体と電子部品２との伝熱面積を増大させる部品である。インナーフィン３４は、例えば、アルミニウム等の高い熱伝導性を有する金属製の板状のプレートをプレス加工して形成される。インナーフィン３４の詳細については後述する。 The inner fin 34 is a component that increases the heat transfer area between the heat medium and the electronic component 2. The inner fin 34 is formed, for example, by pressing a metal plate-like plate having high thermal conductivity such as aluminum. Details of the inner fin 34 will be described later.

流路管３は、外殻プレート３１と中間プレート３３との間、外殻プレート３２と中間プレート３３との間にそれぞれインナーフィン３４を配置し、外殻プレート３１、３２、中間プレート３３の周縁部の内側をろう材により接合することで構成されている。また、インナーフィン３４は、外殻プレート３１、３２に対してろう材により接合されている。なお、中間プレート３３は、その周縁部が外殻プレート３１、３２の間に狭持されていてもよい。 The flow path pipe 3 includes inner fins 34 disposed between the outer shell plate 31 and the intermediate plate 33 and between the outer shell plate 32 and the intermediate plate 33, and the outer periphery of the outer shell plates 31, 32 and the intermediate plate 33. It is comprised by joining the inside of a part with a brazing material. The inner fin 34 is joined to the outer shell plates 31 and 32 by a brazing material. The peripheral edge of the intermediate plate 33 may be held between the outer shell plates 31 and 32.

図２に示すように、流路管３の長手方向の両側には、突出管部３５が設けられている。突出管部３５は、隣り合う流路管３を連結するものであり、図４に示すように、流路管３の積層方向に開口すると共に、流路管３の積層方向に突出した円筒状とされている。複数の流路管３のうち、積層方向の最も外側に位置する一対の流路管３以外の流路管３には、積層方向の両側に突出管部３５が設けられている。一方、複数の流路管３のうち、積層方向の最も外側に位置する一対の流路管３には、隣り合う流路管３に対向する一面にだけ突出管部３５が設けられている。複数の流路管３は、突出管部３５同士を嵌合させると共に、突出管部３５の側壁同士を接合することにより連結されている。これにより、隣り合う流路管３は、互いの媒体流路３０が連通している。 As shown in FIG. 2, projecting tube portions 35 are provided on both sides of the flow channel tube 3 in the longitudinal direction. The projecting pipe portion 35 connects adjacent channel pipes 3 and, as shown in FIG. 4, opens in the stacking direction of the channel pipes 3 and protrudes in the stacking direction of the channel pipes 3. It is said that. Of the plurality of flow channel tubes 3, the flow channel tubes 3 other than the pair of flow channel tubes 3 positioned on the outermost side in the stacking direction are provided with protruding tube portions 35 on both sides in the stacking direction. On the other hand, among the plurality of flow channel tubes 3, the pair of flow channel tubes 3 positioned on the outermost side in the stacking direction are provided with protruding tube portions 35 only on one surface facing the adjacent flow channel tubes 3. The plurality of flow path pipes 3 are connected by fitting the protruding pipe parts 35 to each other and joining the side walls of the protruding pipe parts 35 to each other. Thereby, the mutually adjacent medium flow paths 30 communicate with each other.

流路管３の長手方向の両側に設けられた一対の突出管部３５のうち、一方を供給ヘッダ部１１、他方を排出ヘッダ部１２とする。供給ヘッダ部１１は、流路管３の媒体流路３０へ熱媒体を供給するものであり、排出ヘッダ部１２は、流路管３の媒体流路３０から熱媒体を排出するものである。 Of the pair of projecting pipe portions 35 provided on both sides in the longitudinal direction of the flow channel tube 3, one is a supply header portion 11 and the other is a discharge header portion 12. The supply header section 11 supplies a heat medium to the medium flow path 30 of the flow path pipe 3, and the discharge header section 12 discharges the heat medium from the medium flow path 30 of the flow path pipe 3.

図１に示すように、複数の流路管３のうち、積層方向の最も外側に配置される一対の流路管３の一方には、媒体導入部４および媒体導出部５が接続されている。媒体導入部４は、熱媒体を積層型熱交換器１に導入するためのものであり、媒体導出部５は、熱媒体を積層型熱交換器１から導出するためのものである。媒体導入部４および媒体導出部５は、ろう付け等の接合技術により流路管３に接合されている。 As shown in FIG. 1, the medium introduction part 4 and the medium outlet part 5 are connected to one of the pair of flow path pipes 3 arranged on the outermost side in the stacking direction among the plurality of flow path pipes 3. . The medium introducing unit 4 is for introducing a heat medium into the laminated heat exchanger 1, and the medium deriving unit 5 is for deriving the heat medium from the laminated heat exchanger 1. The medium introduction part 4 and the medium lead-out part 5 are joined to the flow channel pipe 3 by a joining technique such as brazing.

インナーフィン３４の構成について図５〜図８を用いて説明する。インナーフィン３４は、複数の第１フィン３４０と、複数の第２フィン３４１とを有している。図５に示すように、インナーフィン３４のうち、複数の第１フィン３４０が形成された領域を領域３４ｂ、領域３４ｂより熱媒体流れ上流側の端部を端部３４ａ、下流側の端部を端部３４ｃとする。 The configuration of the inner fin 34 will be described with reference to FIGS. The inner fin 34 has a plurality of first fins 340 and a plurality of second fins 341. As shown in FIG. 5, among the inner fins 34, the region where the plurality of first fins 340 are formed is the region 34b, the end of the heat medium flow upstream from the region 34b is the end 34a, and the end of the downstream side is the end 34a. Let it be the end 34c.

第１フィン３４０は、熱媒体が流通する主流路を複数の細流路に分割するものであり、図６に示すように、流路管３の長手方向と直交する断面形状が波形状となっており、波形の頂点付近は外殻プレート３１、３２、中間プレート３３と接している。第１フィン３４０のうち、外殻プレート３１または３２と接する部分を頂部３４０ａ、中間プレート３３と接する部分を底部３４０ｂ、頂部３４０ａと底部３４０ｂを接続する部分を壁面部３４０ｃとする。 The first fin 340 divides the main channel through which the heat medium flows into a plurality of narrow channels. As shown in FIG. 6, the cross-sectional shape orthogonal to the longitudinal direction of the channel tube 3 has a wave shape. The vicinity of the top of the waveform is in contact with the outer shell plates 31 and 32 and the intermediate plate 33. Of the first fin 340, a portion that contacts the outer shell plate 31 or 32 is a top portion 340a, a portion that contacts the intermediate plate 33 is a bottom portion 340b, and a portion that connects the top portion 340a and the bottom portion 340b is a wall surface portion 340c.

図７に示すように、壁面部３４０ｃは、凸部３４０ｄと凹部３４０ｅが連結部３４０ｆを介して交互に並ぶことにより、流路管３の積層方向、つまり、インナーフィン３４の厚み方向から見て波形状とされている。 As shown in FIG. 7, the wall surface portion 340 c has a convex portion 340 d and a concave portion 340 e arranged alternately via the connecting portion 340 f, so that the wall surface portion 340 c can be seen from the stacking direction of the flow path tubes 3, that is, the thickness direction of the inner fin 34. It has a wave shape.

凸部３４０ｄは、流路管３の積層方向に垂直な断面形状が流路管３の短手方向の一方の向きに凸の曲線状とされており、凹部３４０ｅは、流路管３の積層方向に垂直な断面形状が流路管３の短手方向の他方の向きに凸の曲線状とされている。連結部３４０ｆは、流路管３の積層方向に垂直な断面形状が直線状とされている。 The convex portion 340 d has a curved shape in which a cross-sectional shape perpendicular to the stacking direction of the flow channel tubes 3 is convex in one direction in the short direction of the flow channel tube 3, and the concave portion 340 e is a stack of the flow channel tubes 3. The cross-sectional shape perpendicular to the direction is a curved shape that is convex in the other direction of the short-side direction of the channel tube 3. The connecting portion 340f has a straight cross-sectional shape perpendicular to the stacking direction of the flow path tubes 3.

このような凸部３４０ｄ、凹部３４０ｅ、連結部３４０ｆにより壁面部３４０ｃを構成することで、壁面部３４０ｃは、流路管３の積層方向から見て、流路管３の長手方向に三角波形状に屈曲する形状となっている。壁面部３４０ｃは、本発明のウェーブフィンに相当する。 By forming the wall surface portion 340c with the convex portion 340d, the recess portion 340e, and the connecting portion 340f, the wall surface portion 340c has a triangular wave shape in the longitudinal direction of the flow channel tube 3 when viewed from the stacking direction of the flow channel tubes 3. It has a bent shape. The wall surface portion 340c corresponds to the wave fin of the present invention.

第２フィン３４１は、第１フィン３４０とともに細流路を形成するものであり、流路管３の長手方向と平行となるように、端部３４ａ、端部３４ｃに形成されている。第２フィン３４１は、流路管３の長手方向と直交する断面形状が波形状となっているとともに、流路管３の積層方向から見て直線形状となっている。 The second fin 341 forms a narrow flow path together with the first fin 340 and is formed at the end 34 a and the end 34 c so as to be parallel to the longitudinal direction of the flow path tube 3. The second fin 341 has a corrugated cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the flow channel tube 3 and a linear shape when viewed from the stacking direction of the flow channel tubes 3.

インナーフィン３４において、端部３４ａに形成された第２フィン３４１と、第１フィン３４０と、端部３４ｃに形成された第２フィン３４１により連続する１本のフィンが構成されている。 In the inner fin 34, one continuous fin is constituted by the second fin 341 formed at the end 34a, the first fin 340, and the second fin 341 formed at the end 34c.

図７、図８に示すように、第１フィン３４０、第２フィン３４１により形成された複数の細流路には、熱媒体が流れる際にインナーフィン３４の厚み方向に縮流を発生させる突起部３６が複数個形成されている。突起部３６は、中間プレート３３を構成する２枚の板部材に円錐台形状のディンプルを設けることにより形成されている。 As shown in FIGS. 7 and 8, the plurality of narrow channels formed by the first fin 340 and the second fin 341 have protrusions that generate a contraction in the thickness direction of the inner fin 34 when the heat medium flows. A plurality of 36 are formed. The protrusion 36 is formed by providing frustum-shaped dimples on the two plate members constituting the intermediate plate 33.

図８に示すように、流路管３の内部には、中間プレート３３、頂部３４０ａ、壁面部３４０ｃで囲まれた細流路と、外殻プレート３１または３２と、底部３４０ｂ、壁面部３４０ｃで囲まれた細流路が形成され、これらの細流路が交互に並んでいる。本実施形態では、中間プレート３３にディンプルを設けることにより、上記の細流路のうち、中間プレート３３、頂部３４０ａ、壁面部３４０ｃで囲まれた細流路にのみ突起部３６が形成されている。つまり、本実施形態では、突起部３６が形成された細流路と突起部３６が形成されていない細流路とが交互に並んでいる。 As shown in FIG. 8, the flow path pipe 3 is surrounded by a narrow flow path surrounded by the intermediate plate 33, the top portion 340a, and the wall surface portion 340c, the outer shell plate 31 or 32, the bottom portion 340b, and the wall surface portion 340c. The narrow channels are formed, and these narrow channels are alternately arranged. In the present embodiment, by providing dimples on the intermediate plate 33, the projections 36 are formed only in the narrow flow passage surrounded by the intermediate plate 33, the top portion 340a, and the wall surface portion 340c among the fine flow passages. In other words, in the present embodiment, the narrow channels in which the protrusions 36 are formed and the narrow channels in which the protrusions 36 are not formed are alternately arranged.

また、図７に示すように、突起部３６は、流路管３の短手方向において、連結部３４０ｆに挟まれた部分に形成されている。流路管３の短手方向において隣り合う２つの連結部３４０ｆに挟まれた部分を領域３４ｄとすると、１つの細流路において、突起部３６が形成された領域３４ｄと、突起部３６が形成されていない領域３４ｄとが交互に並んでいる。 Further, as shown in FIG. 7, the protruding portion 36 is formed in a portion sandwiched between the connecting portions 340 f in the short direction of the flow channel tube 3. When a portion sandwiched between two connecting portions 340f adjacent to each other in the short direction of the channel tube 3 is defined as a region 34d, a region 34d where the projections 36 are formed and the projections 36 are formed in one narrow channel. The regions 34d not being arranged are alternately arranged.

上記した構成において、熱媒体は媒体導入部４から直接、あるいは、供給ヘッダ部１１を通って流路管３に流れ込み、流路管３から直接、あるいは排出ヘッダ部１２を通って媒体導出部５から導出される。このとき、電子部品２と熱媒体との熱交換により、電子部品２が冷却される。 In the above-described configuration, the heat medium flows into the flow path pipe 3 directly from the medium introduction section 4 or through the supply header section 11 and directly into the flow path pipe 3 or through the discharge header section 12 to the medium outlet section 5. Is derived from At this time, the electronic component 2 is cooled by heat exchange between the electronic component 2 and the heat medium.

流路管３においては、熱媒体は、複数形成された波形状の細流路を蛇行して流れる。図９、図１０は、突起部３６が形成されていない従来の熱交換器の断面図である。図９（ａ）は、図９（ｂ）のIX−IX線における断面図であり、図９（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図７、図８に相当する図である。また、図１０は、図１１（ｂ）に相当する図である。図９（ａ）、（ｂ）に示すように突起部３６が形成されていない従来の熱交換器では、図１０の矢印Ａ１で示すように熱媒体が蛇行して流れる際に、剥離が発生する。剥離は、図１０の領域Ｒ１で示すように、熱媒体が２つの凸部３４０ｄまたは２つの凹部３４０ｅにより形成されたカーブを通り過ぎたとき、カーブの内側だった方の壁面部３４０ｃ付近に発生する。剥離部は流れが遅く、伝熱促進への寄与が小さいため、剥離の発生により熱交換器の性能が低下する。 In the channel tube 3, the heat medium meanders and flows through a plurality of wave-shaped narrow channels. 9 and 10 are cross-sectional views of a conventional heat exchanger in which the protrusion 36 is not formed. 9A is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG. 9B, and FIGS. 9A and 9B are views corresponding to FIGS. 7 and 8, respectively. FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. As shown in FIGS. 9A and 9B, in the conventional heat exchanger in which the protrusion 36 is not formed, peeling occurs when the heat medium meanders and flows as shown by an arrow A1 in FIG. To do. As shown by a region R1 in FIG. 10, when the heat medium passes through the curve formed by the two convex portions 340d or the two concave portions 340e, the separation occurs in the vicinity of the wall surface portion 340c that is the inner side of the curve. . Since the flow of the peeling portion is slow and the contribution to the promotion of heat transfer is small, the performance of the heat exchanger decreases due to the occurrence of peeling.

これに対し、本実施形態では、図１１（ａ）に示すように、突起部３６が形成された細流路では、突起部３６により流路管３の積層方向に縮流が発生し、矢印Ａ２で示される流れが矢印Ａ３で示される流れに変化して、熱媒体の流れが増速する。そのため、図１１（ｂ）の領域Ｒ２で示すように、増速した流れにより剥離部が吹き飛ばされ、剥離の発生が抑制されて、インナーフィン３４と熱媒体とが接する部分のうち、伝熱促進に寄与する部分の面積が増加する。これにより、熱交換器の性能が向上する。 On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 11A, in the narrow flow path in which the protrusion 36 is formed, a contraction flow is generated in the stacking direction of the flow path tube 3 by the protrusion 36, and the arrow A2 Is changed to a flow indicated by an arrow A3, and the flow of the heat medium is increased. Therefore, as shown by a region R2 in FIG. 11 (b), the peeled portion is blown off by the increased flow, the occurrence of the peeling is suppressed, and heat transfer is promoted among the portions where the inner fin 34 and the heat medium are in contact with each other. The area of the portion that contributes to increases. Thereby, the performance of a heat exchanger improves.

このように、本実施形態の熱交換器を用いて構成された積層型熱交換器１では、突起部３６によりインナーフィン３４の厚み方向に縮流を発生させ、熱媒体の流れの増速により剥離の発生を抑制し、熱交換器の性能を向上させることができる。 As described above, in the stacked heat exchanger 1 configured by using the heat exchanger of the present embodiment, a contraction flow is generated in the thickness direction of the inner fin 34 by the protrusion 36, and the heat medium flow speed is increased. Generation | occurrence | production of peeling can be suppressed and the performance of a heat exchanger can be improved.

また、突起部３６が形成された細流路では、剥離の抑制により熱伝達が改善されるものの、突起部３６により圧損が上昇する。これに対し、本実施形態では、突起部３６が形成されている細流路と、突起部３６が形成されていない細流路を設けている。そのため、例えばすべての細流路の幅が互いに等しい場合、図１２の矢印Ａ４、Ａ５の大きさで示すように、流量Ｑ１は、圧損のバランスをとるために流量Ｑ２より大きくなる。ここで、Ｑ１は突起部３６が形成されていない細流路を流れる熱媒体の流量、Ｑ２は突起部３６が形成されている細流路を流れる熱媒体の流量である。これにより、突起部３６が形成されていない細流路においても間接的に熱伝達が改善されるので、圧損の無駄な上昇を抑制し、すべての細流路に突起部３６を設ける場合に比べて、熱交換器の性能をさらに向上させることができる。 Further, in the narrow flow path in which the protrusion 36 is formed, although heat transfer is improved by suppressing peeling, the pressure loss increases due to the protrusion 36. On the other hand, in this embodiment, the narrow channel in which the projection part 36 is formed, and the narrow channel in which the projection part 36 is not formed are provided. Therefore, for example, when the widths of all the narrow channels are equal to each other, the flow rate Q1 is larger than the flow rate Q2 in order to balance the pressure loss as shown by the sizes of arrows A4 and A5 in FIG. Here, Q1 is the flow rate of the heat medium flowing through the narrow channel where the projections 36 are not formed, and Q2 is the flow rate of the heat medium flowing through the narrow channel where the projections 36 are formed. As a result, heat transfer is indirectly improved even in the narrow channel in which the protrusions 36 are not formed, so that a wasteful increase in pressure loss is suppressed, compared to the case where the protrusions 36 are provided in all the narrow channels, The performance of the heat exchanger can be further improved.

なお、本実施形態では、図１３（ｂ）に示すように、外殻プレート３１、３２側と中間プレート３３側のうち、中間プレート３３側に突起部３６を形成しているが、外殻プレート３１、３２側に突起部３６を形成してもよい。具体的には、図１３（ａ）に示すように、外殻プレート３１、３２をそれぞれ２枚のプレートを積層して構成し、インナーフィン３４に接するプレートにディンプルを設けることにより、外殻プレート３１、３２側に突起部３６を形成することができる。しかし、この場合、矢印Ａ６で示す経路において熱伝導が起こり、矢印Ａ７で示す経路において熱伝導が起こる場合、つまり、中間プレート３３側に突起部３６を形成した場合に比べて熱伝導の経路が長くなるため、熱交換器の性能向上の効果が小さくなる。そのため、中間プレート３３側に突起部３６を形成することが好ましい。なお、図１３（ａ）は図１３（ｂ）に相当する図であり、図１３（ｂ）は図７のXI−XI線における断面図である。 In this embodiment, as shown in FIG. 13B, the protrusion 36 is formed on the intermediate plate 33 side of the outer shell plates 31 and 32 side and the intermediate plate 33 side. The protrusions 36 may be formed on the 31 and 32 sides. Specifically, as shown in FIG. 13 (a), the outer shell plates 31 and 32 are each formed by laminating two plates, and by providing dimples on the plate that contacts the inner fin 34, the outer shell plate Projections 36 can be formed on the 31 and 32 sides. However, in this case, heat conduction occurs in the path indicated by the arrow A6, and heat conduction occurs in the path indicated by the arrow A7, that is, compared to the case where the protrusions 36 are formed on the intermediate plate 33 side. Since it becomes long, the effect of the performance improvement of a heat exchanger becomes small. Therefore, it is preferable to form the protrusion 36 on the intermediate plate 33 side. 13A is a diagram corresponding to FIG. 13B, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG.

また、インナーフィン３４により形成された細流路のうち領域３４ｄ以外の部分、つまり、細流路を構成する波形の頂点付近に突起部３６を形成しても熱交換器の性能向上の効果は得られる。 Further, even if the protrusion 36 is formed in a portion other than the region 34d in the narrow channel formed by the inner fin 34, that is, in the vicinity of the top of the waveform forming the narrow channel, the effect of improving the performance of the heat exchanger can be obtained. .

しかし、領域３４ｄは図１４に示すように剥離の開始位置Ｐ１に近く、また、剥離の開始位置Ｐ１付近に縮流の開始点を設けることで効率よく剥離を吹き飛ばすことができる。ここで、剥離の開始位置Ｐ１は、突起部３６が形成されない場合に剥離が発生する領域Ｒ１の熱媒体流れの上流側における端部である。 However, as shown in FIG. 14, the region 34 d is close to the separation start position P <b> 1, and the separation can be efficiently blown away by providing a contraction start point near the separation start position P <b> 1. Here, the separation start position P1 is an end portion on the upstream side of the heat medium flow in the region R1 where separation occurs when the protrusion 36 is not formed.

また、壁面部３４０ｃのうち波形の頂点付近には、蛇行して流れる熱媒体が壁面部３４０ｃに衝突するため熱伝達の良い部分が存在するが、波形の頂点付近に突起部３６を形成した場合、突起部３６により熱媒体の衝突が妨げられて、この部分の面積が減少する。具体的には、図１５に示すように、波形の頂点付近に突起部３６を形成していない場合での熱伝達の良い部分を領域Ｒ３、突起部３６により熱媒体の衝突が妨げられる部分を領域Ｒ４とすると、領域Ｒ３と領域Ｒ４とが重なる分だけ、熱伝達の良い部分の面積が減少する。 Further, in the vicinity of the top of the corrugated portion of the wall surface portion 340c, there is a portion with good heat transfer because the meandering heat medium collides with the wall surface portion 340c, but when the protrusion 36 is formed near the top of the corrugated portion The projection 36 prevents the heat medium from colliding, and the area of this portion is reduced. Specifically, as shown in FIG. 15, a region where the heat transfer is good when the protrusion 36 is not formed near the top of the waveform is a region R3, and a portion where the heat medium is prevented from colliding by the protrusion 36. When the region R4 is used, the area of the portion with good heat transfer is reduced by the overlap of the region R3 and the region R4.

そのため、流路管３の積層方向に垂直な断面での１つの細流路において、複数の直線Ｌ３、複数の直線Ｌ４のうち、直線Ｌ１または直線Ｌ２を挟まずに隣り合う直線Ｌ３、直線Ｌ４で挟まれた部分、つまり、領域３４ｄに突起部３６を形成することが好ましい。なお、図７に示すように、直線Ｌ１は、壁面部３４０ｃを構成する波形の頂点のうち１つの凸部３４０ｄに含まれる頂点と、この凸部３４０ｄとともに細流路のカーブを形成する凸部３４０ｄに含まれる頂点とを通る直線である。また、直線Ｌ２は、壁面部３４０ｃを構成する波形の頂点のうち１つの凹部３４０ｅに含まれる頂点と、この凹部３４０ｅとともに細流路のカーブを形成する凹部３４０ｅに含まれる頂点とを通る直線である。また、直線Ｌ３、Ｌ４は、それぞれ、壁面部３４０ｃを構成する波形の頂点付近において壁面部３４０ｃの丸みがなくなる部分、つまり、凸部３４０ｄ、凹部３４０ｅと連結部３４０ｆとの接続部を通り、直線Ｌ１、Ｌ２に平行な直線である。 Therefore, in one narrow channel in a cross section perpendicular to the stacking direction of the channel tubes 3, among the plurality of straight lines L3 and L4, the straight lines L3 and L4 adjacent to each other without sandwiching the straight line L1 or the straight line L2. It is preferable to form the protrusion 36 in the sandwiched portion, that is, the region 34d. As shown in FIG. 7, the straight line L1 includes a vertex included in one convex portion 340d among the vertices of the waveform constituting the wall surface portion 340c, and a convex portion 340d that forms a narrow channel curve together with the convex portion 340d. Is a straight line passing through the vertices included in. Further, the straight line L2 is a straight line passing through a vertex included in one concave portion 340e among the vertices of the waveform constituting the wall surface portion 340c and a vertex included in the concave portion 340e that forms a curve of the narrow channel together with the concave portion 340e. . The straight lines L3 and L4 pass through portions where the wall surface portion 340c is not rounded in the vicinity of the top of the waveform forming the wall surface portion 340c, that is, through the connecting portion between the convex portion 340d and the concave portion 340e and the connecting portion 340f. It is a straight line parallel to L1 and L2.

（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。 (Other embodiments)
In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range described in the claim, it can change suitably.

例えば、上記第１実施形態では、中間プレート３３を構成する２枚の板部材それぞれにディンプルを設けて突起部３６を形成しているが、片方の板部材のみにディンプルを設け、外殻プレート３１、３２のうち一方の側の細流路にのみ突起部３６を形成してもよい。 For example, in the first embodiment, each of the two plate members constituting the intermediate plate 33 is provided with dimples to form the protrusions 36, but only one of the plate members is provided with dimples and the outer shell plate 31 is provided. , 32 may be formed only in the narrow channel on one side.

また、上記第１実施形態では、突起部３６が形成された細流路と突起部３６が形成されていない細流路とが交互に並んでいるが、図１６に示すように、中間プレート３３と外殻プレート３１、３２にディンプルを設けて隣り合う細流路それぞれに突起部３６を形成してもよい。また、突起部３６が形成された２つの細流路の間に、突起部３６が形成されていない細流路を２つ以上設けてもよい。 Further, in the first embodiment, the narrow flow passages in which the protrusions 36 are formed and the narrow flow passages in which the protrusions 36 are not formed are alternately arranged. However, as shown in FIG. Dimples may be provided on the shell plates 31 and 32, and the protrusions 36 may be formed in the adjacent narrow channels. Further, two or more narrow channels not formed with the projections 36 may be provided between the two narrow channels formed with the projections 36.

また、上記第１実施形態では、流路管３は、一対の外殻プレート３１、３２と、中間プレート３３と、２つのインナーフィン３４とを有しているが、流路管３が、中間プレート３３を備えていなくてもよい。この場合、外殻プレート３１、３２に突起部３６を形成することで縮流を発生させることができる。また、中間プレート３３を１枚の板部材で構成してもよい。また、流路管３がインナーフィン３４を１つのみ有していてもよい。 In the first embodiment, the flow path tube 3 includes a pair of outer shell plates 31 and 32, an intermediate plate 33, and two inner fins 34. The plate 33 may not be provided. In this case, the contracted flow can be generated by forming the protrusions 36 on the outer shell plates 31 and 32. Further, the intermediate plate 33 may be configured by a single plate member. Further, the channel tube 3 may have only one inner fin 34.

また、上記第１実施形態では、突起部３６を円錐台形状としたが、突起部３６を、インナーフィン３４の厚み方向に縮流を発生させることのできる他の形状としてもよい。例えば、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、突起部３６をリブ形状としてもよい。また、図１７（ｃ）、（ｄ）に示すように、突起部３６の上面形状を楕円形状としてもよい。また、突起部３６を、中間プレート３３を切り起こしたウイングレット形状、または図１７（ｅ）、（ｆ）に示すように四面体形状としてもよい。なお、図１７（ａ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｇ）は、図７に相当する図である。また、図１７（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）、（ｈ）では、中間プレート３３のうち頂部３４０ａ、壁面部３４０ｃとともに１つの細流路を形成する部分のみ図示している。また、図１７（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）、（ｈ）における中間プレート３３の両側の線は、中間プレート３３のうち壁面部３４０ｃと接している部分と接していない部分との境界線を示している。また、図１７（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）、（ｈ）では、頂部３４０ａ、壁面部３４０ｃの図示を省略している。 In the first embodiment, the protrusion 36 has a truncated cone shape. However, the protrusion 36 may have another shape that can generate a contraction in the thickness direction of the inner fin 34. For example, as shown in FIGS. 17A and 17B, the protrusion 36 may have a rib shape. Further, as shown in FIGS. 17C and 17D, the upper surface shape of the protrusion 36 may be an elliptical shape. Further, the protrusion 36 may have a winglet shape obtained by cutting and raising the intermediate plate 33 or a tetrahedron shape as shown in FIGS. 17A, 17C, 17E, and 17G correspond to FIG. 17B, 17D, 17F, and 17H, only the portion of the intermediate plate 33 that forms one narrow channel together with the top portion 340a and the wall surface portion 340c is illustrated. In addition, lines on both sides of the intermediate plate 33 in FIGS. 17B, 17D, 17F, and 17H are boundaries between a portion that is in contact with the wall surface portion 340c and a portion that is not in contact with the intermediate plate 33. A line is shown. In FIGS. 17B, 17D, 17F, and 17H, illustration of the top portion 340a and the wall surface portion 340c is omitted.

また、上記第１実施形態では、１つの細流路において、突起部３６が形成された領域３４ｄと、突起部３６が形成されていない領域３４ｄとが交互に並んでいるが、隣り合う領域３４ｄそれぞれに突起部３６を形成してもよい。また、突起部３６が形成された２つの領域３４ｄの間に、突起部３６が形成されていない領域３４ｄを２つ以上設けてもよい。また、１つの領域３４ｄに複数の突起部３６を形成してもよい。例えば、図１７（ｇ）、（ｈ）に示すように、１つの領域３４ｄに２つの突起部３６を形成してもよい。また、１つの細流路において隣り合う直線Ｌ１、直線Ｌ２の間に２つの突起部３６を形成してもよい。 Further, in the first embodiment, in one narrow channel, the regions 34d where the protrusions 36 are formed and the regions 34d where the protrusions 36 are not formed are alternately arranged. The protrusion 36 may be formed on the surface. Further, two or more regions 34d where the protrusions 36 are not formed may be provided between the two regions 34d where the protrusions 36 are formed. A plurality of protrusions 36 may be formed in one region 34d. For example, as shown in FIGS. 17G and 17H, two protrusions 36 may be formed in one region 34d. Moreover, you may form the two protrusion parts 36 between the straight line L1 and the straight line L2 which adjoin in one narrow flow path.

３流路管
３４インナーフィン
３４０ｃ壁面部
３６突起部 3 Channel pipe 34 Inner fin 340c Wall part 36 Projection part

Claims

扁平形状に形成され、熱交換対象物と熱交換する熱媒体が内部を流通する流路管（３）と、
前記流路管の内部に配置され、熱交換対象物と熱媒体との伝熱面積を増大させる板状のインナーフィン（３４）と、を備え、
前記インナーフィンは、前記インナーフィンの厚み方向から見て波形状に形成され、前記熱媒体が流通する主流路を複数の細流路に分割する複数のウェーブフィン（３４０ｃ）を有し、
前記複数のウェーブフィンのうち隣り合う２つのウェーブフィンの間に、前記２つのウェーブフィンに挟まれた細流路を前記インナーフィンの厚み方向に縮流する突起部（３６）が形成されており、
前記流路管が、対向する２つの外殻プレート（３１、３２）と、前記２つの外殻プレートの間において、前記２つの外殻プレートと対向するように配置された中間プレート（３３）と、を有し、
前記インナーフィンが、前記２つの外殻プレートの一方と前記中間プレートとの間に配置され、
前記突起部が、前記中間プレートに形成されていることを特徴とする熱交換器。 A flow path pipe (3) that is formed in a flat shape and through which the heat medium that exchanges heat with the heat exchange object flows,
A plate-like inner fin (34) that is disposed inside the flow pipe and increases the heat transfer area between the heat exchange object and the heat medium,
The inner fin has a plurality of wave fins (340c) that are formed in a wave shape when viewed from the thickness direction of the inner fin and divide the main channel through which the heat medium flows into a plurality of narrow channels,
Between the two adjacent wave fins among the plurality of wave fins, a protrusion (36) is formed that contracts a narrow channel sandwiched between the two wave fins in the thickness direction of the inner fin,
Two channel plates (31, 32) facing each other, and an intermediate plate (33) arranged between the two shell plates so as to face the two shell plates. Have
The inner fin is disposed between one of the two outer shell plates and the intermediate plate;
The heat exchanger, wherein the protrusion is formed on the intermediate plate.

前記複数のウェーブフィンはそれぞれ、凸部（３４０ｄ）と凹部（３４０ｅ）が連結部（３４０ｆ）を介して交互に並ぶことにより前記インナーフィンの厚み方向から見て波形状に形成され、
前記凸部が、前記インナーフィンの厚み方向に垂直な断面形状が一方の向きに凸の曲線状であり、
前記凹部が、前記インナーフィンの厚み方向に垂直な断面形状が前記一方の向きと反対の向きに凸の曲線状であり、
前記連結部が、前記インナーフィンの厚み方向に垂直な断面形状が直線状であり、
前記突起部が、前記インナーフィンの厚み方向に垂直で、かつ、前記流路管の長手方向に垂直な方向において、隣り合う２つの前記連結部で挟まれた部分に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。 Each of the plurality of wave fins is formed in a wave shape when viewed from the thickness direction of the inner fin by alternately arranging convex portions (340d) and concave portions (340e) via connecting portions (340f),
The convex portion is a curved shape convex in one direction with a cross-sectional shape perpendicular to the thickness direction of the inner fin,
The concave portion has a curved shape in which a cross-sectional shape perpendicular to the thickness direction of the inner fin is convex in a direction opposite to the one direction;
The connecting portion has a straight cross-sectional shape perpendicular to the thickness direction of the inner fin,
The protruding portion is formed in a portion sandwiched between two adjacent connecting portions in a direction perpendicular to the thickness direction of the inner fin and perpendicular to the longitudinal direction of the flow channel tube. The heat exchanger according to claim 1.