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JP7000777B2 - 熱交換器 - Google Patents

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JP7000777B2 JP2017188412A JP2017188412A JP7000777B2 JP 7000777 B2 JP7000777 B2 JP 7000777B2 JP 2017188412 A JP2017188412 A JP 2017188412A JP 2017188412 A JP2017188412 A JP 2017188412A JP 7000777 B2 JP7000777 B2 JP 7000777B2
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Description

本発明は、積層型の熱交換器に関するものである。
この種の熱交換器として、例えば特許文献1に記載された冷却器が従来から知られている。この特許文献1に記載された冷却器は、被熱交換部品と当接する冷却面を有する冷却管を備えている。その冷却管の内部には、冷媒を流通させる冷媒流路が形成されている。また、冷却管は、流入孔と排出孔と内部フィンとを有している。その内部フィンは、冷媒流路を複数の細流路に分割する複数の隔壁を有している。複数の細流路の並び方向である冷却管の幅方向において、その複数の細流路に対する両外側には、一対の外側流路が形成されている。この一対の外側流路は、冷却管の内壁面に含まれる一対の対向内壁面と内部フィンの隔壁との間に形成されている。
また、冷却管の冷媒流路において、冷却管の幅方向における一対の外側流路よりも内側で且つ冷却管の長手方向における内部フィンよりも外側の位置には、冷媒流路内に向かって突出した整流リブが形成されている。冷却器は、この整流リブによって、一対の外側流路における冷媒の流量を抑制するよう構成してある。
特開2015-50232号公報
上述した特許文献1の冷却器のように整流リブを設けた構造であれば、確かに、一対の外側流路へ流れる冷媒の流量を一律に低減することは可能である。しかしながら、冷却管としての熱交換チューブの外殻を成すチューブ外殻部に対する内部フィン(言い換えれば、インナーフィン)の組付け位置が熱交換チューブの幅方向にずれることにより、一対の外側流路の太さにバラツキが生じることが想定される。その一対の外側流路の太さのバラツキとは、具体的に言えば、一対の外側流路の一方が他方に対して太くなることである。
このように一対の外側流路の太さにバラツキが生じると、一対の外側流路の各々における冷媒流量が相互に不均一になる。そして、一対の外側流路が互いに同じ太さの流路である場合と比較して、一対の外側流路に流れる合計の冷媒流量は大きくなり、このことは熱交換器の性能低下につながる。発明者らの詳細な検討の結果、以上のようなことが見出された。
本発明は上記点に鑑みて、インナーフィンの組付け位置が熱交換チューブの幅方向にずれることを抑制することができる熱交換器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の熱交換器は、
被熱交換対象(2)と交互に積層方向(DRst)へ並ぶように積層され且つ積層方向に交差するチューブ長手方向(DRtb)へ延びる複数の熱交換チューブ(3)を備えた熱交換器であって、
熱交換チューブは、被熱交換対象と熱交換する冷媒が流れる冷媒流路(30)が内部に形成され熱交換チューブの外殻を成すチューブ外殻部(37)と、冷媒流路に配置されその冷媒流路を第1流路(301)とその第1流路に対し積層方向に並ぶ第2流路(302)とに仕切る中間プレート(33)と、第1流路に配置された第1インナーフィン(50)とを有し、
第1インナーフィンは、第1流路を複数の第1細流路(301a)に仕切る複数の第1フィン仕切壁(501)を有し、
複数の第1細流路は、積層方向とチューブ長手方向との各々に交差するチューブ幅方向(DRw)に並び、
中間プレートは、第1流路と第2流路との間に位置するプレート本体部(331)と、そのプレート本体部から積層方向で第1流路側へ突き出た第1突起部(332)とを有し、
第1突起部は、複数の第1フィン仕切壁のうち第1細流路を挟んで相互に隣り合う一方の第1フィン仕切壁(501a)と他方の第1フィン仕切壁(501b)との間に入るように突き出て、且つ、第1突起部の先端(332a)に近いほど一方の第1フィン仕切壁からチューブ幅方向に離れるように形成されており、
第1突起部の先端は、チューブ幅方向で、一方の第1フィン仕切壁と他方の第1フィン仕切壁との間の中央部分に位置しており、
第1突起部は、プレート本体部から積層方向で第1流路側へ突き出たリブであり、
そのリブは、積層方向に対して傾斜し且つチューブ長手方向へ延びるように形成されている
このようにすれば、熱交換器の製造工程において第1インナーフィンを第1突起部を用いて位置決めできるので、第1インナーフィンの組付け位置がチューブ幅方向にずれることを抑制することが可能である。そして、第1突起部の先端は、チューブ幅方向で、上記一方の第1フィン仕切壁と上記他方の第1フィン仕切壁との間の中央部分に位置しているので、熱交換器の製造工程において第1突起部が第1インナーフィンの組付けを妨げることは無い。すなわち、第1インナーフィンの組付けを容易に行うことが可能である。
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載の具体的内容との対応関係を示す一例である。
第1実施形態における積層型熱交換器の正面図である。 第1実施形態において、図1のII-II断面を示した断面図である。 第1実施形態において、図1のIII-III断面を示した断面図である。 第1実施形態において、図3のIVa-IVa断面とIVb-IVb断面とを示した断面図である。 第1実施形態において、図4のV部分を拡大して示した詳細図である。 チューブ幅方向におけるインナーフィンの組付け配置と、そのインナーフィンに対する両側それぞれに形成される一対の端部流路へ流れる冷媒の合計流量との関係を示した図である。 第1実施形態の熱交換器の効果を説明するための比較例において、図3のIVa-IVa断面およびIVb-IVb断面に相当する断面を示した断面図であって、図4に相当する図である。 第1実施形態において、第1インナーフィンが第1突起部によって位置決めされる箇所と、第1インナーフィンの回転量との関係を説明するための模式図である。 第2実施形態において、図1のIII-III断面に相当する断面を示した断面図であって、図3に相当する図である。 第2実施形態において図9のX-X断面を示した断面図であって、図4に相当する図である。 第2実施形態において図9のXI-XI断面を示した断面図であって、図4に相当する図である。 第3実施形態において図9のX-X断面に相当する断面を示した断面図であって、図10に相当する図である。 第4実施形態において図3のIVa-IVa断面とIVb-IVb断面とに相当する断面を示した断面図であって、図4に相当する図である。 第5実施形態において、図1のIII-III断面に相当する断面を示した断面図であって、図3に相当する図である。
以下、図面を参照しながら、各実施形態を説明する。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、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
図1に示す積層型熱交換器1は、その積層型熱交換器1の内部を循環する冷媒と被熱交換対象とを熱交換させることによりその被熱交換対象を冷却する冷却器である。具体的には、その被熱交換対象すなわち被冷却対象物は、板状に形成された複数の電子部品2であり、積層型熱交換器1は、その電子部品2をその両面から冷却する。積層型熱交換器1の冷媒としては、例えばエチレングリコール系の不凍液が混入した水(すなわち冷却水)が用いられる。以下の説明では、積層型熱交換器1を単に熱交換器1と略して呼ぶ場合がある。
なお、図1の矢印DRstは、熱交換器1が有する熱交換チューブ3の積層方向であるチューブ積層方向DRstを示す。図1の矢印DRtbは、熱交換チューブ3の長手方向であるチューブ長手方向DRtbを示す。図2の矢印DRwは、熱交換チューブ3の短手方向すなわち幅方向であるチューブ幅方向DRwを示す。
本実施形態では、そのチューブ積層方向DRst、チューブ長手方向DRtb、およびチューブ幅方向DRwは、互いに交差する方向、厳密に言えば互いに直交する方向である。また、図1では、見易い表示にするために、電子部品2に点ハッチングが付されている。
図1および図2に示すように、熱交換器1は、扁平形状に形成された複数の熱交換チューブ3を備えている。そして、熱交換器1は、隣り合う熱交換チューブ3同士の間に形成される隙間に電子部品2を配設した状態で複数の熱交換チューブ3が積層配置されるようにして構成されている。すなわち、複数の熱交換チューブ3は、電子部品2と交互にチューブ積層方向DRstへ並ぶように積層されている。そして、熱交換チューブ3の内部には、その電子部品2と熱交換する冷媒が流れる。なお、図2は、熱交換チューブ3を単体で示した断面図である。
電子部品2は、その電子部品2に隣り合う熱交換チューブ3にチューブ積層方向DRstの両側から狭持されるように扁平な直方体形状に形成されている。本実施形態では、電子部品2として、車載走行用電動機用のインバータ回路で使用される半導体モジュールが採用されている。インバータ回路は、例えば直流電力を三相交流電力に変換する電気回路である。半導体モジュールとは、例えばIGBT等の半導体素子およびダイオードで構成される部品である。
本実施形態の熱交換チューブ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、これらプレートを接合して構成されている。
具体的には、熱交換チューブ3は、図2に示すように、一対の外殻プレート31、32と、一対の外殻プレート31、32の間に配された中間プレート33と、外殻プレート31、32および中間プレート33の間に配された波形状の2つのインナーフィン50、52とを有している。一対の外殻プレート31、32、中間プレート33、およびインナーフィン50、52は互いにロウ付けによって接合されている。
一対の外殻プレート31、32は板状の部材である。一対の外殻プレート31、32は全体として、熱交換チューブ3の外殻を成すチューブ外殻部37を構成する。そして、その一対の外殻プレート31、32からなるチューブ外殻部37の内部には、冷媒が流れる冷媒流路30が形成されている。なお、一対の外殻プレート31、32のうちチューブ積層方向DRstの一方側(具体的には、図1中の上側)に配置されたものを第1外殻プレート31と呼ぶものとする。そして、一対の外殻プレート31、32のうちチューブ積層方向DRstの他方側(具体的には、図1中の下側)に配置されたものを第2外殻プレート32と呼ぶものとする。
第1外殻プレート31は、チューブ積層方向DRstの一方側を向いて電子部品2に接触する接触面311を有している。第2外殻プレート32は、チューブ積層方向DRstの他方側を向いて電子部品2に接触する接触面321を有している。従って、第1外殻プレート31の接触面311は、第2外殻プレート32の接触面321に対し反対側に向いている。
また、それらの接触面311、321は熱交換チューブ3の扁平面のうちの大部分を占めている。更に、接触面311、321は何れも、チューブ積層方向DRstから見ればインナーフィン50、52と重なっている。
熱交換チューブ3はチューブ長手方向DRtbへ延びるように形成されているので、熱交換チューブ3内では冷媒はチューブ長手方向DRtbへ流れる。すなわち、熱交換チューブ3内での冷媒の流れ方向はチューブ長手方向DRtbと平行となる。
図2および図3に示すように、中間プレート33は、チューブ積層方向DRstから見た外形が外殻プレート31、32と略同じような形状とされた略平板状の板部材である。図3には中間プレート33の外形が表されている。なお、図3では、外殻プレート31、32の図示が省略されており、このことは後述の図9および図14でも同様である。
中間プレート33は、その周縁部分で外殻プレート31、32の間に挟まれて外殻プレート31、32と接合されている。それと共に、中間プレート33は、インナーフィン50、52を介しても一対の外殻プレート31、32にそれぞれ接合されている。中間プレート33には、後述する突出管部35の開口部に対しチューブ積層方向DRstに重ねて設けられた開口孔33a、33bが形成されている。
図1および図3に示すように、2つの開口孔33a、33bのうちの一方である供給側開口孔33aは、中間プレート33のうちチューブ長手方向DRtbの一方側に配置されており、冷媒流路30へ冷媒を供給する供給ヘッダ部11に含まれる。また、2つの開口孔33a、33bのうちの他方である排出側開口孔33bは、中間プレート33のうちチューブ長手方向DRtbの他方側に配置されており、冷媒流路30から冷媒を流出させる排出ヘッダ部12に含まれる。
図2に示すように、中間プレート33は冷媒流路30に配置されている。そして、中間プレート33は、その冷媒流路30を、第1流路301と、その第1流路301に対しチューブ積層方向DRstに並ぶ第2流路302とに仕切っている。すなわち、冷媒流路30は、第1流路301と第2流路302とから構成されている。そして、第1流路301は中間プレート33に対しチューブ積層方向DRstの一方側に設けられ、第2流路302は中間プレート33に対しチューブ積層方向DRstの他方側に設けられている。従って、第1流路301は中間プレート33と第1外殻プレート31とによって形成され、第2流路302は中間プレート33と第2外殻プレート32とによって形成されている。
本実施形態の2つのインナーフィン50、52はウェーブフィンである。この2つのインナーフィン50、52のうちの一方である第1インナーフィン50は、第1流路301に配置されている。そして、第1インナーフィン50は、第1流路301に流通する冷媒と、第1外殻プレート31の接触面311に熱伝導可能に連結する電子部品2との間の熱交換を促進させる部材である。
また、2つのインナーフィン50、52のうちの他方である第2インナーフィン52は、第2流路302に配置されている。そして、第2インナーフィン52は、第2流路302に流通する冷媒と、第2外殻プレート32の接触面321に熱伝導可能に連結する電子部品2との間の熱交換を促進させる部材である。この第1インナーフィン50と第2インナーフィン52は、互いに配置場所が異なるものの、互いに同じ構造を備えている。例えば第1インナーフィン50と第2インナーフィン52は同一の部品である。
また、図3に示すように、第1インナーフィン50と第2インナーフィン52は何れも、チューブ長手方向DRtbでは、中間プレート33に形成された2つの開口孔33a、33bの間に配置されている。
図2および図4に示すように、チューブ長手方向DRtbに直交する平面で切断した断面において、インナーフィン50、52はそれぞれ、チューブ幅方向DRwへ連続する凹凸形状を成している。インナーフィン50、52は、その凹凸形状の山部と谷部との一方にて外殻プレート31、32に接合され、他方にて中間プレート33に接合されている。
第1インナーフィン50は、上記のような凹凸形状を有しているので、第1流路301を複数の第1細流路301aに仕切る板状の複数の第1フィン仕切壁501を有している。そして、その複数の第1細流路301aはチューブ幅方向DRwに並ぶ。詳細には、その複数の第1フィン仕切壁501はそれぞれ、第1インナーフィン50が有する凹凸形状の山部と谷部との間の部分に該当する。
また、第1外殻プレート31は、チューブ幅方向DRwにおける第1流路301の両端をそれぞれ形成する一対の端形成壁部312を有している。その一対の端形成壁部312と、複数の第1フィン仕切壁501のうちチューブ幅方向DRwの両端に配された一対の第1フィン仕切壁501との間には、一対の第1端部流路301bが形成されている。
すなわち、第1流路301は複数の第1細流路301aと一対の第1端部流路301bとから構成されているが、一対の第1端部流路301bは、複数の第1細流路301a全体に対しチューブ幅方向DRwにおいて更に外側にそれぞれ配置されている。そして、複数の第1細流路301aは何れも、チューブ幅方向DRwの両側が何れも第1フィン仕切壁501に面している流路として形成されている。その一方で、一対の第1端部流路301bは何れも、チューブ幅方向DRwの片側が端形成壁部312に面している流路として形成されている。
図2および図4に示すように、第2インナーフィン52は、上記の第1インナーフィン50と同様に第2流路302を仕切っている。つまり、第2インナーフィン52は、第1インナーフィン50と同様の凹凸形状を有しているので、第2流路302を複数の第2細流路302aに仕切る板状の複数の第2フィン仕切壁521を有している。そして、その複数の第2細流路302aはチューブ幅方向DRwに並ぶ。詳細には、その複数の第2フィン仕切壁521はそれぞれ、第2インナーフィン52が有する凹凸形状の山部と谷部との間の部分に該当する。
また、第2外殻プレート32は、チューブ幅方向DRwにおける第2流路302の両端をそれぞれ形成する一対の端形成壁部322を有している。その一対の端形成壁部322と、複数の第2フィン仕切壁521のうちチューブ幅方向DRwの両端に配された一対の第2フィン仕切壁521との間には、一対の第2端部流路302bが形成されている。
すなわち、第2流路302は複数の第2細流路302aと一対の第2端部流路302bとから構成されているが、一対の第2端部流路302bは、複数の第2細流路302a全体に対しチューブ幅方向DRwにおいて更に外側にそれぞれ配置されている。そして、複数の第2細流路302aは何れも、チューブ幅方向DRwの両側が何れも第2フィン仕切壁521に面している流路として形成されている。その一方で、一対の第2端部流路302bは何れも、チューブ幅方向DRwの片側が端形成壁部322に面している流路として形成されている。
図3および図4に示すように、中間プレート33は、チューブ積層方向DRstを厚み方向とする平板状のプレート本体部331と、そのプレート本体部331から突き出た複数の第1突起部332とを有している。
プレート本体部331は、チューブ積層方向DRstにおいて第1流路301と第2流路302との間に位置している。すなわち、中間プレート33のうちプレート本体部331が、冷媒流路30を第1流路301と第2流路302とに仕切っている。そして、2つの開口孔33a、33bは、中間プレート33のうちプレート本体部331に形成されている。上述した第1インナーフィン50と第2インナーフィン52は互いに、プレート本体部331を中心としてチューブ積層方向DRstに対称的に配置されている。
中間プレート33の第1突起部332は、本実施形態では4箇所に設けられている。具体的に、その第1突起部332は、チューブ積層方向DRstに沿って見たときに第1インナーフィン50が占める矩形状の第1フィン領域A1f(図3参照)の4隅それぞれに設けられている。
また、本実施形態の第1突起部332は、プレート本体部331からチューブ積層方向DRstで一方側すなわち第1流路301側へ突き出たリブである。例えば、第1突起部332は、プレート本体部331から切り起こされるようにして形成されている。
また、上記のようなリブである第1突起部332は、チューブ積層方向DRstに対して傾斜し且つチューブ長手方向DRtbへ延びるように形成されている。
詳細には図4および図5に示すように、第1突起部332は、複数の第1フィン仕切壁501のうち相互に隣り合う一方の第1フィン仕切壁501aと他方の第1フィン仕切壁501bとの間に入るように、プレート本体部331から突き出ている。その一方の第1フィン仕切壁501aと他方の第1フィン仕切壁501bは、1本の第1細流路301aを挟んでチューブ幅方向DRwに相互に隣り合っている。そして、第1突起部332は、その第1突起部332の先端332aに近いほど一方の第1フィン仕切壁501aからチューブ幅方向DRwに離れるように、チューブ積層方向DRstに対し傾斜して形成されている。
従って、チューブ幅方向DRwでは、第1突起部332は、その第1突起部332の基端332bにて一方の第1フィン仕切壁501aに最も近づいている。ここで、一方の第1フィン仕切壁501aをガイド側第1フィン仕切壁501aと呼び、他方の第1フィン仕切壁501bを反ガイド側第1フィン仕切壁501bと呼ぶものとする。また、第1突起部332の基端332bはガイド側第1フィン仕切壁501aに接していてもよいが、本実施形態では、ガイド側第1フィン仕切壁501aから間隔Dwを空けて僅かに離れている。
更に、第1突起部332の先端332aは、チューブ幅方向DRwで、ガイド側第1フィン仕切壁501aと反ガイド側第1フィン仕切壁501bとの間の中央部分に位置している。図4では、ガイド側第1フィン仕切壁501aと反ガイド側第1フィン仕切壁501bとの間の中心位置が一点鎖線L1で示されており、第1突起部332の先端332aは、その一点鎖線L1に重なっている。なお、ガイド側第1フィン仕切壁501aと反ガイド側第1フィン仕切壁501bとの間の上記中央部分とは、その両方の第1フィン仕切壁501a、501bの間の厳密な中心に限定されるものではない。その中央部分とは、技術常識から両方の第1フィン仕切壁501a、501bの間の中央部分と言える範囲を意味している。
別言すると、図4および図5に示すように、第1突起部332の基端332bは、チューブ幅方向DRwで反ガイド側第1フィン仕切壁501bに対するよりもガイド側第1フィン仕切壁501aに対してより近い位置に設けられている。そして、チューブ長手方向DRtbに沿って見たときに、第1突起部332は、チューブ積層方向DRstに対しガイド側第1フィン仕切壁501aよりも大きく傾斜している。
また、図3および図4に示すように、ガイド側第1フィン仕切壁501aと反ガイド側第1フィン仕切壁501bは、第1インナーフィン50がチューブ幅方向DRwに占めるフィン幅Wfのうち中央よりも端に近い箇所に配置されている。
詳細には、反ガイド側第1フィン仕切壁501bは、ガイド側第1フィン仕切壁501aよりも、チューブ幅方向DRwで第1インナーフィン50の端部側に配置されている。そして、反ガイド側第1フィン仕切壁501bは、第1インナーフィン50が有する複数の第1フィン仕切壁501のうちチューブ幅方向DRwの端部に配置された第1フィン仕切壁501となっている。このガイド側第1フィン仕切壁501aおよび反ガイド側第1フィン仕切壁501bの配置は、第1突起部332が設けられた4箇所の何れでも同様である。
図5に示すように、ガイド側第1フィン仕切壁501aと反ガイド側第1フィン仕切壁501bと第1突起部332との組合せを第1組合せ部分61と呼ぶものとする。その場合、図3および図4に示すように、ガイド側第1フィン仕切壁501aと反ガイド側第1フィン仕切壁501bと第1突起部332とから構成された第1組合せ部分61は、幾つかの第1細流路301aを挟みチューブ幅方向DRwに並んで複数設けられている。また、第1組合せ部分61は、チューブ長手方向DRtbの一方側の端部に2つ設けられ、チューブ長手方向DRtbの他方側の端部にも2つ設けられている。
チューブ幅方向DRwに並んだ2つの第1組合せ部分61のうちの一方の第1組合せ部分61に含まれる第1突起部332と、他方の第1組合せ部分61に含まれる第1突起部332は、チューブ幅方向DRwで互いに対称的な形状になるように構成されている。この一方の第1組合せ部分61は或る第1組合せ部分61に対応し、他方の第1組合せ部分61は他の第1組合せ部分61に対応する。
具体的には図4に示すように、上記一方の第1組合せ部分61は他方の第1組合せ部分61に対しチューブ幅方向DRwの一方側に設けられている。そして、一方の第1組合せ部分61に含まれる第1突起部332は、先端332aに近いほどチューブ幅方向DRwの一方側に位置するようにチューブ積層方向DRstに対して傾いている。これとは逆に、他方の第1組合せ部分61に含まれる第1突起部332は、先端332aに近いほどチューブ幅方向DRwの他方側に位置するようにチューブ積層方向DRstに対して傾いている。
ここで、図3に示すように、第1インナーフィン50は、第1ストレート部502とウェーブ部503と第2ストレート部504とを有している。上述した複数の第1フィン仕切壁501は、第1ストレート部502とウェーブ部503と第2ストレート部504との全部へ及ぶように延びている。
第1ストレート部502とウェーブ部503と第2ストレート部504は、チューブ長手方向DRtbの一方側すなわち供給側開口孔33a側から、第1ストレート部502、ウェーブ部503、第2ストレート部504の順に並んでいる。すなわち、第1ストレート部502は、ウェーブ部503に対しチューブ長手方向DRtbの一方側に隣接して設けられている。そして、第2ストレート部504は、ウェーブ部503に対しチューブ長手方向DRtbの他方側に隣接して設けられている。
第1インナーフィン50のうちウェーブ部503では、チューブ積層方向DRstに沿って見たときに、複数の第1フィン仕切壁501はそれぞれ波形状を成してチューブ長手方向DRtbに延びている。これにより、ウェーブ部503は、冷媒が蛇行して流れるように複数の第1細流路301aを形成している。
第1および第2ストレート部502、504では、チューブ積層方向DRstに沿って見たときに、複数の第1フィン仕切壁501はそれぞれチューブ長手方向DRtbに直線状に延びている。これにより、第1および第2ストレート部502、504はそれぞれ、チューブ長手方向DRtbに沿った直線状に複数の第1細流路301aを形成している。なお、確認的に述べるが、第1ストレート部502に形成される第1細流路301aと、ウェーブ部503に形成される第1細流路301aと、第2ストレート部504に形成される第1細流路301aは相互に連通している。
中間プレート33のうちチューブ長手方向DRtbの一方側にある一対の第1突起部332はそれぞれ、第1ストレート部502にてガイド側第1フィン仕切壁501aと反ガイド側第1フィン仕切壁501bとの間に入るように設けられている。そして、その一対の第1突起部332はそれぞれ、チューブ長手方向DRtbにおいて、第1ストレート部502とウェーブ部503との間の境界部分502aにまで延びている。更に、その一対の第1突起部332はそれぞれ、その境界部分502a側とは反対側では、第1ストレート部502からチューブ長手方向DRtbの一方側へ食み出るように延びている。そのため、供給側開口孔33aは、その一対の第1突起部332の間に配置されている。
これと同様に、中間プレート33のうちチューブ長手方向DRtbの他方側にある一対の第1突起部332はそれぞれ、第2ストレート部504にてガイド側第1フィン仕切壁501aと反ガイド側第1フィン仕切壁501bとの間に入るように設けられている。そして、その一対の第1突起部332はそれぞれ、チューブ長手方向DRtbにおいて、第2ストレート部504とウェーブ部503との間の境界部分504aにまで延びている。更に、その一対の第1突起部332はそれぞれ、その境界部分504a側とは反対側では、第2ストレート部504からチューブ長手方向DRtbの他方側へ食み出るように延びている。そのため、排出側開口孔33bは、その一対の第1突起部332の間に配置されている。
なお、図3では、その境界部分502a、504aは何れも、チューブ長手方向DRtbに直交する線分で図示されているが、チューブ長手方向DRtbにおいて、その境界部分502a、504aは或る一点で表されてもよいし、或る程度の幅をもっていてもよい。
図1に戻り、熱交換チューブ3は、チューブ積層方向DRstへ開口すると共にチューブ積層方向DRstへ突出した円筒状の突出管部35を、チューブ長手方向DRtbの両側に有している。互いに隣り合う熱交換チューブ3は、突出管部35同士を嵌合させると共にその突出管部35の側壁同士を接合することによって互いに連結されている。
なお、複数の熱交換チューブ3のうち、チューブ積層方向DRstの最も外側に位置する一対の熱交換チューブ3以外の熱交換チューブ3には、隣り合う熱交換チューブ3に対向する対向面の両面に一対の突出管部35が設けられている。一方、複数の熱交換チューブ3のうち、チューブ積層方向DRstの最も外側に位置する一対の熱交換チューブ3は、隣り合う熱交換チューブ3に対向する一面にだけ突出管部35が設けられている。
隣り合う熱交換チューブ3の相互間では、互いの突出管部35の接合により、互いの冷媒流路30が連通している。一対の突出管部35のうち、チューブ長手方向DRtbにおける一方の突出管部35は、チューブ積層方向DRstへ複数連結されることで、熱交換器1での供給ヘッダ部11として機能する。その供給ヘッダ部11は、各熱交換チューブ3の冷媒流路30へ冷媒を供給するための部位である。また、チューブ長手方向DRtbにおける他方の突出管部35は、チューブ積層方向DRstへ複数連結されることで、熱交換器1での排出ヘッダ部12として機能する。その排出ヘッダ部12は、各熱交換チューブ3の冷媒流路30から冷媒を排出させるための部位である。
また、突出管部35の根元部36は環状のダイヤフラムとして機能する。すなわち、その根元部36は、熱交換チューブ3に対してチューブ積層方向DRstに圧縮荷重が作用した際に、突出管部35を介してその圧縮荷重を受けて熱交換チューブ3の内側に向かって変形する変形部位である。
また、複数の熱交換チューブ3のうち、チューブ積層方向DRstの最も外側に配置される一対の熱交換チューブ3の一方には、冷媒導入管4と冷媒導出管5とが接続されている。その冷媒導入管4は、冷媒を熱交換器1に導入するための冷媒導入部である。従って、冷媒導入管4は、上記一対の熱交換チューブ3の一方のうち供給ヘッダ部11を構成する部位に接続されている。
その一方で、冷媒導出管5は、冷媒を熱交換器1から導出するための冷媒導出部である。従って、冷媒導出管5は、上記一対の熱交換チューブ3の一方のうち排出ヘッダ部12を構成する部位に接続されている。この冷媒導入管4および冷媒導出管5は、例えばロウ付け等の接合技術により、チューブ積層方向DRstの最も外側に配置される一対の熱交換チューブ3の一方に接合されている。
ここで、熱交換器1は、電子部品2と熱交換チューブ3との密着性を高めるために、熱交換チューブ3同士の間に形成される隙間に電子部品2を配置した状態で、不図示のプレス機にてチューブ積層方向DRstに圧縮して電子部品2を両側から熱交換チューブ3で挟み込む構造となっている。この際、熱交換チューブ3の突出管部35の根元部36が、圧縮荷重により熱交換チューブ3の内側に向かって変形する。この圧縮荷重がプレス機によって保持されることで、電子部品2と熱交換チューブ3との密着が維持される。
次に、熱交換器1の製造工程について簡単に説明する。先ず、1本の熱交換チューブ3につき、一対の外殻プレート31、32と1枚の中間プレート33と2枚のインナーフィン50、52とが用意される。
続いて、外殻プレート31、32と中間プレート33とインナーフィン50、52から熱交換チューブ3が組み立てられ、例えばカシメ接合によって相互に接合される。これにより、熱交換器1を構成する個々の熱交換チューブ3がそれぞれ組み立てられる。
このとき、中間プレート33は、その中間プレート33の周縁部分で外殻プレート31、32に対し例えば嵌合することにより、チューブ長手方向DRtbおよびチューブ幅方向DRwの何れの向きにも良好に位置決めされる。そして、第1インナーフィン50は、中間プレート33の第1突起部332に対し嵌り合うことにより、中間プレート33を介し外殻プレート31、32に対し良好に位置決めされる。このような良好な位置決めが為された上で、熱交換チューブ3はそれぞれ組み立てられる。
上記カシメ接合が完了すると、図1に示すように、複数の熱交換チューブ3が、隣り合う熱交換チューブ3の突出管部35同士を嵌合させつつ、チューブ積層方向DRstに積層される。そして、冷媒導入管4が供給ヘッダ部11に接続されると共に、冷媒導出管5が排出ヘッダ部12に接続される。次に、熱交換器1が加熱され、各構成部品がロウ付け接合される。
ロウ付け接合によって完成した熱交換器1には、上述したようにチューブ積層方向DRstの圧縮荷重が付与され、それと共に、熱交換器1は、複数の熱交換チューブ3の相互間に電子部品2を挟み込む。
次に、熱交換器1での冷媒の流れについて説明する。冷媒は、図1の矢印FWinのように、冷媒導入管4から供給ヘッダ部11内へ流入する。供給ヘッダ部11内へ流入した冷媒は、供給ヘッダ部11から各熱交換チューブ3の冷媒流路30へ分配される。そして、冷媒流路30で、その冷媒は、複数の第1細流路301aおよび複数の第2細流路302aを並列に流れる共に、電子部品2と熱交換を行う。要するに電子部品2を冷却する。
このとき第1流路301では、例えば図3の矢印Faのように供給側開口孔33aから第1端部流路301bへも冷媒は流れるが、その第1端部流路301bへの冷媒流れは第1突起部332によって妨げられる。そのため、矢印Fbのように第1端部流路301bを流れる冷媒の流量は、第1突起部332が無い場合に比して低減される。
熱交換チューブ3の各々において複数の細流路301a、302aを通過した冷媒は、図1の排出ヘッダ部12内へ流入する。その排出ヘッダ部12内へ流入した冷媒は、矢印FWoutのように冷媒導出管5へ流出する。
上述したように、本実施形態によれば、図4および図5に示すように、第1突起部332は、1本の第1細流路301aを挟んで相互に隣り合うガイド側第1フィン仕切壁501aと反ガイド側第1フィン仕切壁501bとの間に入るように、プレート本体部331から突き出ている。そして、第1突起部332は、その第1突起部332の先端332aに近いほどガイド側第1フィン仕切壁501aからチューブ幅方向DRwに離れるように、チューブ積層方向DRstに対し傾斜して形成されている。従って、熱交換器1の製造工程で第1インナーフィン50とその周辺部品とのロウ付け前に、第1インナーフィン50を第1突起部332を用いて位置決めできる。そのため、第1インナーフィン50の組付け位置がチューブ幅方向DRwにずれることを抑制することが可能である。
ここで、図6に示すように、第1インナーフィン50の配置がチューブ幅方向DRwで第1流路301の中央からずれるほど、一対の第1端部流路301bへ流れる冷媒の合計流量は増大する。そして、第1端部流路301bに流通する冷媒は、複数の第1細流路301aに流通する冷媒と比較して、流路と電子部品2との位置関係から、電子部品2と熱交換しにくい。
これに対し、本実施形態では具体的に、第1突起部332によって、チューブ幅方向DRwで第1流路301の中央に第1インナーフィン50を位置決めすることができる。別言すれば、一対の第1端部流路301bの太さが互いに等しくなるように第1インナーフィン50を第1外殻プレート31に対して位置決めすることができる。そのため、図6から判るように、一対の第1端部流路301bへ流れる冷媒の合計流量を低減し、熱交換器1の性能低下を防止することが可能である。
また、第1突起部332の先端332aは、チューブ幅方向DRwで、ガイド側第1フィン仕切壁501aと反ガイド側第1フィン仕切壁501bとの間の中央部分に位置している。そのため、熱交換器1の製造工程において第1突起部332が第1インナーフィン50の組付けを妨げることは無い。すなわち、第1インナーフィン50の組付けを容易に行うことが可能である。
ここで、例えば図7に示す比較例の熱交換器を想定する。その比較例の熱交換器が有する熱交換チューブ90では、中間プレート33は、本実施形態の第1突起部332に対応する第1突起部91を有する。但し、その比較例の第1突起部91は、チューブ積層方向DRstに対し傾斜しておらず、チューブ積層方向DRstに沿って突き出ている。この点以外では、比較例の熱交換チューブ90は、本実施形態の熱交換チューブ3と同様である。例えば、比較例の第1突起部91の先端も、チューブ幅方向DRwで、ガイド側第1フィン仕切壁501aと反ガイド側第1フィン仕切壁501bとの間の中央部分に位置している。
比較例の熱交換チューブ90では、ガイド側第1フィン仕切壁501aと第1突起部91との間隔D1が本実施形態よりも大きいので、その分、チューブ幅方向DRwへの第1インナーフィン50の位置ズレも大きくなってしまう。
すなわち、この図7と図4とを対比すれば判るように、本実施形態では、比較例の熱交換チューブ90と比較して、チューブ幅方向DRwで第1流路301の中央に第1インナーフィン50を容易に位置決めすることができる。それと共に、本実施形態では、第1インナーフィン50の組付け易さを、比較例の熱交換チューブ90と同程度に確保することができる。
また、本実施形態によれば、図4に示すように、第1突起部332は、プレート本体部331からチューブ積層方向DRstで第1流路301側へ突き出たリブである。そして、リブである第1突起部332は、チューブ積層方向DRstに対して傾斜し且つチューブ長手方向DRtbへ延びるように形成されている。従って、第1突起部332をプレート本体部331から切り起すように成形することにより、その第1突起部332を中間プレート33に容易に設けることが可能である。
また、本実施形態によれば、図3および図4に示すように、ガイド側第1フィン仕切壁501aと反ガイド側第1フィン仕切壁501bは、第1インナーフィン50がチューブ幅方向DRwに占めるフィン幅Wfのうち中央よりも端に近い箇所に配置されている。詳しく言うと、そのガイド側第1フィン仕切壁501aと反ガイド側第1フィン仕切壁501bとの何れかは、第1インナーフィン50が有する全部の第1フィン仕切壁501のうちチューブ幅方向DRwの端部に配置された第1フィン仕切壁501となっている。
ここで、図8に示すように、チューブ幅方向DRwへの第1インナーフィン50の位置ズレ幅D2が同じである場合、角度α1と角度α2との関係は、「角度α1>角度α2」である。従って、第1インナーフィン50の回転量は、第1インナーフィン50が第1突起部332によって位置決めされる箇所がチューブ幅方向DRwの端であるほど小さくなる。
このことから、第1突起部332を挟んで並ぶガイド側および反ガイド側第1フィン仕切壁501a、501bがフィン幅Wfの中央に配置されている場合と比較して、第1インナーフィン50の回転方向への位置ズレを抑える効果をより大きく得ることができる。
また、図3および図4に示すように、上記のガイド側および反ガイド側第1フィン仕切壁501a、501bの配置と同様に、中間プレート33の第1突起部332も、フィン幅Wfのうち中央よりも端に近い箇所に配置されている。そのため、供給側開口孔33aから第1端部流路301bへ向かう冷媒は、図3の矢印Faのように、第1インナーフィン50から食み出た第1突起部332を迂回して流れる必要がある。従って、第1突起部332自体が第1端部流路301bへの冷媒流入を防止するというメリットがある。
また、本実施形態によれば、図3および図4に示すように、ガイド側第1フィン仕切壁501aと反ガイド側第1フィン仕切壁501bと第1突起部332とから構成された第1組合せ部分61は、チューブ幅方向DRwに並んで複数設けられている。そして、チューブ幅方向DRwに並んだ2つの第1組合せ部分61のうちの一方の第1組合せ部分61に含まれる第1突起部332と、他方の第1組合せ部分61に含まれる第1突起部332は、チューブ幅方向DRwで互いに対称的な形状になるように構成されている。従って、その対称的な一対の第1突起部332により、中間プレート33に対し第1インナーフィン50をチューブ幅方向DRwの何れの向きにも拘束し、第1インナーフィン50を良好に位置決めしやすい。
また、本実施形態によれば、図3に示すように、中間プレート33のうちチューブ長手方向DRtbの一方側にある一対の第1突起部332はそれぞれ、チューブ長手方向DRtbにおいて、第1ストレート部502とウェーブ部503との間の境界部分502aにまで延びている。そして、中間プレート33のうちチューブ長手方向DRtbの他方側にある一対の第1突起部332はそれぞれ、チューブ長手方向DRtbにおいて、第2ストレート部504とウェーブ部503との間の境界部分504aにまで延びている。このような構成により、中間プレート33に対し第1インナーフィン50がチューブ長手方向DRtbへ位置ズレして組み付けられようとすれば、ウェーブ部503が有する第1フィン仕切壁501が第1突起部332に当たり、第1インナーフィン50の組付けを妨げる。従って、第1インナーフィン50を第1突起部332を用いてチューブ長手方向DRtbにも位置決めできるので、第1インナーフィン50の組付け位置がチューブ長手方向DRtbにずれることを抑制することも可能である。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。このことは後述の実施形態の説明においても同様である。
図9および図10に示すように、本実施形態では、中間プレート33は、その中間プレート33のうちチューブ長手方向DRtbの一方側に、供給側開口孔33aを挟みチューブ幅方向DRwに並んで配置された一対の突起部332、333を有している。その一対の突起部332、333のうちチューブ幅方向DRwの一方側の突起部は、第1実施形態と同じ第1突起部332である。
但し、その一対の突起部332、333のうちチューブ幅方向DRwの他方側の突起部は、第2流路302側へ突き出た第2突起部333である。この第2突起部333は、この第2突起部333と第1実施形態で同じ箇所に設けられた第1突起部332に対し、プレート本体部331を基準にしてチューブ積層方向DRstに対称形状を成すものである。すなわち、その第2突起部333は、プレート本体部331からチューブ積層方向DRstで他方側すなわち第2流路302側へ突き出たリブである。
また、図9および図11に示すように、本実施形態の中間プレート33は、その中間プレート33のうちチューブ長手方向DRtbの他方側に、排出側開口孔33bを挟みチューブ幅方向DRwに並んで配置された一対の突起部332、333を有している。その一対の突起部332、333のうちチューブ幅方向DRwの他方側の突起部は、第1実施形態と同じ第1突起部332である。
但し、その一対の突起部332、333のうちチューブ幅方向DRwの一方側の突起部は、第2流路302側へ突き出た第2突起部333である。この第2突起部333も、この第2突起部333と第1実施形態で同じ箇所に設けられた第1突起部332に対し、プレート本体部331を基準にしてチューブ積層方向DRstに対称形状を成すものである。
なお、第1インナーフィン50と第2インナーフィン52とのそれぞれの形状および配置は、本実施形態でも第1実施形態と同様である。従って、例えば本実施形態でも、第1インナーフィン50と第2インナーフィン52は互いに、プレート本体部331を中心としてチューブ積層方向DRstに対称的に配置されている。
このような構成から、第2突起部333と第2インナーフィン52との配置関係は、第1実施形態で述べた第1突起部332と第1インナーフィン50との配置関係と同様である。つまり、図10および図11に示すように、第2突起部333は、複数の第2フィン仕切壁521のうち相互に隣り合う一方の第2フィン仕切壁521aと他方の第2フィン仕切壁521bとの間に入るように、プレート本体部331から突き出ている。その一方の第2フィン仕切壁521aと他方の第2フィン仕切壁521bは、1本の第2細流路302aを挟んでチューブ幅方向DRwに相互に隣り合っている。そして、第2突起部333は、その第2突起部333の先端333aに近いほど一方の第2フィン仕切壁521aからチューブ幅方向DRwに離れるように、チューブ積層方向DRstに対し傾斜して形成されている。
従って、チューブ幅方向DRwでは、第2突起部333は、その第2突起部333の基端333bにて一方の第2フィン仕切壁521aに最も近づいている。ここで、一方の第2フィン仕切壁521aをガイド側第2フィン仕切壁521aと呼び、他方の第2フィン仕切壁521bを反ガイド側第2フィン仕切壁521bと呼ぶものとする。また、第2突起部333の基端333bはガイド側第2フィン仕切壁521aに接していてもよいが、本実施形態では、第1実施形態の第1突起部332と同様に、ガイド側第2フィン仕切壁521aから僅かに離れている。
そして、第2突起部333の先端333aは、チューブ幅方向DRwで、ガイド側第2フィン仕切壁521aと反ガイド側第2フィン仕切壁521bとの間の中央部分に位置している。
また、図9に示すように、第1組合せ部分61は本実施形態でも複数設けられているが、具体的には2つである。そして、ガイド側第2フィン仕切壁521aと反ガイド側第2フィン仕切壁521bと第2突起部333との組合せを第2組合せ部分62と呼ぶとすれば、その第2組合せ部分62は、複数設けられている。具体的にはその第2組合せ部分62も2つ設けられている。
また、図10および図11に示すように、反ガイド側第2フィン仕切壁521bは、チューブ幅方向DRwにおける複数の第2フィン仕切壁521の並びの中で端に位置している。そして、ガイド側第2フィン仕切壁521aは、その複数の第2フィン仕切壁521の並びの中で端から1つ内側に位置している。このことは、ガイド側および反ガイド側第1フィン仕切壁501a、501bの配置と同様である。
従って、図9~図11に示すように、2つの第1組合せ部分61は、チューブ積層方向DRstに沿って見たときに第1フィン領域A1fの対角位置に配置されている。そして、2つの第2組合せ部分62は、チューブ積層方向DRstに沿って見たときに第2インナーフィン52が占める矩形状の第2フィン領域A2fの対角位置に配置されている。但し、第1組合せ部分61が配置される上記対角位置は、第2組合せ部分62が配置される上記対角位置とは異なる位置となっている。
なお、上述したように、第1インナーフィン50と第2インナーフィン52は互いに、プレート本体部331を中心としてチューブ積層方向DRstに対称的に配置されているので、第2フィン領域A2fは第1フィン領域A1fと同じ領域となっている。従って、別言すると、チューブ積層方向DRstに沿って見たときに、2つの第1組合せ部分61は、上記共通の矩形状を成すフィン領域A1f、A2fの一方の対角位置に配置され、2つの第2組合せ部分62はそのフィン領域A1f、A2fの他方の対角位置に配置されている。
以上説明したことを除き、本実施形態は第1実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第1実施形態と共通の構成から奏される効果を第1実施形態と同様に得ることができる。
また、本実施形態によれば、第1組合せ部分61は、ガイド側第1フィン仕切壁501aと反ガイド側第1フィン仕切壁501bと第1突起部332とから構成される。その第1組合せ部分61は2つ設けられ、チューブ積層方向DRstに沿って見たときに矩形状の第1フィン領域A1fの対角位置に配置されている。また、第2組合せ部分62は、ガイド側第2フィン仕切壁521aと反ガイド側第2フィン仕切壁521bと第2突起部333とから構成される。その第2組合せ部分62は2つ設けられ、チューブ積層方向DRstに沿って見たときに矩形状の第2フィン領域A2fの対角位置に配置されている。従って、突起部332、333の数を必要以上に多くせず、且つ、熱交換器1の製造工程でインナーフィン50、52とその周辺部品とのロウ付け前に、効果的に両方のインナーフィン50、52を位置決めすることができる。
また、本実施形態によれば、第1組合せ部分61が配置される上記対角位置は、第2組合せ部分62が配置される上記対角位置とは異なる位置となっている。従って、第1突起部332と第2突起部333との両方をプレート本体部331からの切起こしにより形成することが可能である。
また、上述のような対角位置の配置から、一対の第1端部流路301bに対する冷媒流れ上流側または下流側の何れかには第1突起部332が設けられている。それと共に、一対の第2端部流路302bに対する冷媒流れ上流側または下流側の何れかには第2突起部333が設けられている。そのため、何れの端部流路301b、302bを通過する冷媒流れも、何れかの突起部332、333自体によって妨げることが可能である。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第2実施形態と異なる点を主として説明する。
図12に示すようように、本実施形態の第1突起部332および第2突起部333はリブではなく、先端332a、333aに近いほどチューブ幅方向DRwの幅が狭くなる突起形状を成している。この点において本実施形態は第2実施形態と異なっている。なお、図12は、第2実施形態の図10に相当する断面図である。
本実施形態でも第1突起部332は、複数の第1フィン仕切壁501のうち、1本の第1細流路301aを挟んで相互に隣り合う一方の第1フィン仕切壁501aと他方の第1フィン仕切壁501bとの間に入るように、プレート本体部331から突き出ている。そして、第1突起部332は、その第1突起部332の先端332aに近いほど一方の第1フィン仕切壁501aからチューブ幅方向DRwに離れるように形成されている。更に、第1突起部332の先端332aは、チューブ幅方向DRwで、一方の第1フィン仕切壁501aと他方の第1フィン仕切壁501bとの間の中央部分に位置している。これらの点では、本実施形態は第2実施形態と同様である。そして、本実施形態の第2突起部333についてもこれと同様である。
以上説明したことを除き、本実施形態は第2実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第2実施形態と共通の構成から奏される効果を第2実施形態と同様に得ることができる。
また、本実施形態は第2実施形態に基づいた変形例であるが、本実施形態を前述の第1実施形態と組み合わせることも可能である。
(第4実施形態)
次に、第4実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。
図13に示すように、本実施形態では、リブである第1突起部332の傾斜する向きが、第1実施形態の第1突起部332に対し逆向きになっている。この点において本実施形態は第1実施形態と異なっている。なお、図13は、第1実施形態の図4に相当する断面図である。
具体的に、本実施形態の第1突起部332は、第1突起部332の先端332aに近いほど第1インナーフィン50のフィン幅Wf(図3参照)の中央寄りに位置するように、チューブ積層方向DRstに対して傾斜している。すなわち、本実施形態の第1突起部332は、第1実施形態の第1突起部332に対しチューブ幅方向DRwに対称な形状を有している。
従って、チューブ幅方向DRwにおけるガイド側第1フィン仕切壁501aと反ガイド側第1フィン仕切壁501bとの並び順が、第1実施形態とは逆になる。すなわち、ガイド側第1フィン仕切壁501aは、反ガイド側第1フィン仕切壁501bよりも、チューブ幅方向DRwで第1インナーフィン50の端部側に配置されている。そして、ガイド側第1フィン仕切壁501aは、第1インナーフィン50が有する複数の第1フィン仕切壁501のうちチューブ幅方向DRwの端部に配置された第1フィン仕切壁501となっている。このガイド側第1フィン仕切壁501aおよび反ガイド側第1フィン仕切壁501bの配置は、第1突起部332が設けられた4箇所(図3参照)の何れでも同様である。
以上説明したことを除き、本実施形態は第1実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第1実施形態と共通の構成から奏される効果を第1実施形態と同様に得ることができる。
また、本実施形態は第1実施形態に基づいた変形例であるが、本実施形態を前述の第2実施形態と組み合わせることも可能である。
(第5実施形態)
次に、第5実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。
図14に示すように、本実施形態では、インナーフィン50、52はウェーブフィンではなく、オフセットフィンである。
従って、本実施形態のインナーフィン50、52では、複数のフィン仕切壁501、521がそれぞれチューブ幅方向DRwへオフセットされながらチューブ長手方向DRtbへ連なる。そのため、オフセットフィンである第1インナーフィン50でも、ウェーブ部503は、冷媒が蛇行して流れるように複数の第1細流路301aを形成している。このことは、第2インナーフィン52に関しても同様である。
なお、本実施形態は第1実施形態に基づいた変形例であるが、本実施形態を前述の第2~第4実施形態のうちの何れかと組み合わせることも可能である。
(他の実施形態)
(1)上述の各実施形態では図3、図9、および図14に示すように、インナーフィン50、52はウェーブフィンまたはオフセットフィンであるが、そのフィン形状は一例である。要するに、中間プレート33の突起部332、333に嵌り合い位置決めされる構造を備えていれば、インナーフィン50、52として、種々の形状のフィンを採用することが可能である。
(2)上述の各実施形態では例えば図4に示すように、中間プレート33の第1突起部332は複数設けられているが、その第1突起部332の数が1つであることも想定できる。要するに、第1突起部332は少なくとも1つ設けられていればよい。第1突起部332が1つだけであっても、第1インナーフィン50の位置決めに寄与できるからである。このことは、第2実施形態の第2突起部333についても同様である。
(3)上述の各実施形態では、熱交換器1は、冷媒と被熱交換対象との間の熱交換により被熱交換対象を冷却するものであるが、これとは逆に、冷媒と被熱交換対象との間の熱交換により被熱交換対象を加熱してもよい。
(4)上述の各実施形態では図1に示すように、被熱交換対象として電子部品2を用いた例について説明したが、これに替えて、電子部品2以外の装置、流体(具体的には、液体または気体)を被熱交換対象として用いてもよい。
(5)なお、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
3 熱交換チューブ
33 中間プレート
37 チューブ外殻部
50 第1インナーフィン
301 第1流路
301a 第1細流路
331 プレート本体部
332 第1突起部
501a ガイド側第1フィン仕切壁(一方の第1フィン仕切壁)
501b 反ガイド側第1フィン仕切壁(他方の第1フィン仕切壁)

Claims (10)

  1. 被熱交換対象(2)と交互に積層方向(DRst)へ並ぶように積層され且つ前記積層方向に交差するチューブ長手方向(DRtb)へ延びる複数の熱交換チューブ(3)を備えた熱交換器であって、
    前記熱交換チューブは、前記被熱交換対象と熱交換する冷媒が流れる冷媒流路(30)が内部に形成され前記熱交換チューブの外殻を成すチューブ外殻部(37)と、前記冷媒流路に配置され該冷媒流路を第1流路(301)と該第1流路に対し前記積層方向に並ぶ第2流路(302)とに仕切る中間プレート(33)と、前記第1流路に配置された第1インナーフィン(50)とを有し、
    前記第1インナーフィンは、前記第1流路を複数の第1細流路(301a)に仕切る複数の第1フィン仕切壁(501)を有し、
    前記複数の第1細流路は、前記積層方向と前記チューブ長手方向との各々に交差するチューブ幅方向(DRw)に並び、
    前記中間プレートは、前記第1流路と前記第2流路との間に位置するプレート本体部(331)と、該プレート本体部から前記積層方向で前記第1流路側へ突き出た第1突起部(332)とを有し、
    前記第1突起部は、前記複数の第1フィン仕切壁のうち前記第1細流路を挟んで相互に隣り合う一方の第1フィン仕切壁(501a)と他方の第1フィン仕切壁(501b)との間に入るように突き出て、且つ、前記第1突起部の先端(332a)に近いほど前記一方の第1フィン仕切壁から前記チューブ幅方向に離れるように形成されており、
    前記第1突起部の先端は、前記チューブ幅方向で、前記一方の第1フィン仕切壁と前記他方の第1フィン仕切壁との間の中央部分に位置しており、
    前記第1突起部は、前記プレート本体部から前記積層方向で前記第1流路側へ突き出たリブであり、
    該リブは、前記積層方向に対して傾斜し且つ前記チューブ長手方向へ延びるように形成されている、熱交換器。
  2. 前記一方の第1フィン仕切壁と前記他方の第1フィン仕切壁との何れかは、前記複数の第1フィン仕切壁のうち前記チューブ幅方向の端部に配置された第1フィン仕切壁である、請求項1に記載の熱交換器。
  3. 前記一方の第1フィン仕切壁と前記他方の第1フィン仕切壁は、前記第1インナーフィンが前記チューブ幅方向に占めるフィン幅(Wf)のうち中央よりも端に近い箇所に配置されている、請求項1に記載の熱交換器。
  4. 被熱交換対象(2)と交互に積層方向(DRst)へ並ぶように積層され且つ前記積層方向に交差するチューブ長手方向(DRtb)へ延びる複数の熱交換チューブ(3)を備えた熱交換器であって、
    前記熱交換チューブは、前記被熱交換対象と熱交換する冷媒が流れる冷媒流路(30)が内部に形成され前記熱交換チューブの外殻を成すチューブ外殻部(37)と、前記冷媒流路に配置され該冷媒流路を第1流路(301)と該第1流路に対し前記積層方向に並ぶ第2流路(302)とに仕切る中間プレート(33)と、前記第1流路に配置された第1インナーフィン(50)とを有し、
    前記第1インナーフィンは、前記第1流路を複数の第1細流路(301a)に仕切る複数の第1フィン仕切壁(501)を有し、
    前記複数の第1細流路は、前記積層方向と前記チューブ長手方向との各々に交差するチューブ幅方向(DRw)に並び、
    前記中間プレートは、前記第1流路と前記第2流路との間に位置するプレート本体部(331)と、該プレート本体部から前記積層方向で前記第1流路側へ突き出た第1突起部(332)とを有し、
    前記第1突起部は、前記複数の第1フィン仕切壁のうち前記第1細流路を挟んで相互に隣り合う一方の第1フィン仕切壁(501a)と他方の第1フィン仕切壁(501b)との間に入るように突き出て、且つ、前記第1突起部の先端(332a)に近いほど前記一方の第1フィン仕切壁から前記チューブ幅方向に離れるように形成されており、
    前記第1突起部の先端は、前記チューブ幅方向で、前記一方の第1フィン仕切壁と前記他方の第1フィン仕切壁との間の中央部分に位置しており、
    前記一方の第1フィン仕切壁と前記他方の第1フィン仕切壁との何れかは、前記複数の第1フィン仕切壁のうち前記チューブ幅方向の端部に配置された第1フィン仕切壁である、熱交換器。
  5. 前記熱交換チューブは、前記第2流路に配置された第2インナーフィン(52)を有し、
    前記第2インナーフィンは、前記第2流路を複数の第2細流路(302a)に仕切る複数の第2フィン仕切壁(521)を有し、
    前記複数の第2細流路は前記チューブ幅方向に並び、
    前記中間プレートは、前記プレート本体部から前記積層方向で前記第2流路側へ突き出た第2突起部(333)を有し、
    前記第2突起部は、前記複数の第2フィン仕切壁のうち前記第2細流路を挟んで相互に隣り合う一方の第2フィン仕切壁(521a)と他方の第2フィン仕切壁(521b)との間に入るように突き出て、且つ、前記第2突起部の先端(333a)に近いほど前記一方の第2フィン仕切壁から前記チューブ幅方向に離れるように形成されており、
    前記第2突起部の先端は、前記チューブ幅方向で、前記一方の第2フィン仕切壁と前記他方の第2フィン仕切壁との間の中央部分に位置し、
    前記一方の第1フィン仕切壁と前記他方の第1フィン仕切壁と前記第1突起部とから構成された第1組合せ部分(61)は複数設けられ、前記積層方向に沿って見たときに前記第1インナーフィンが占める矩形状の第1フィン領域(A1f)の対角位置に配置されており、
    前記一方の第2フィン仕切壁と前記他方の第2フィン仕切壁と前記第2突起部とから構成された第2組合せ部分(62)は複数設けられ、前記積層方向に沿って見たときに前記第2インナーフィンが占める矩形状の第2フィン領域(A2f)の対角位置に配置されている、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の熱交換器。
  6. 被熱交換対象(2)と交互に積層方向(DRst)へ並ぶように積層され且つ前記積層方向に交差するチューブ長手方向(DRtb)へ延びる複数の熱交換チューブ(3)を備えた熱交換器であって、
    前記熱交換チューブは、前記被熱交換対象と熱交換する冷媒が流れる冷媒流路(30)が内部に形成され前記熱交換チューブの外殻を成すチューブ外殻部(37)と、前記冷媒流路に配置され該冷媒流路を第1流路(301)と該第1流路に対し前記積層方向に並ぶ第2流路(302)とに仕切る中間プレート(33)と、前記第1流路に配置された第1インナーフィン(50)と、前記第2流路に配置された第2インナーフィン(52)とを有し、
    前記第1インナーフィンは、前記第1流路を複数の第1細流路(301a)に仕切る複数の第1フィン仕切壁(501)を有し、
    前記複数の第1細流路は、前記積層方向と前記チューブ長手方向との各々に交差するチューブ幅方向(DRw)に並び、
    前記中間プレートは、前記第1流路と前記第2流路との間に位置するプレート本体部(331)と、該プレート本体部から前記積層方向で前記第1流路側へ突き出た第1突起部(332)とを有し、
    前記第1突起部は、前記複数の第1フィン仕切壁のうち前記第1細流路を挟んで相互に隣り合う一方の第1フィン仕切壁(501a)と他方の第1フィン仕切壁(501b)との間に入るように突き出て、且つ、前記第1突起部の先端(332a)に近いほど前記一方の第1フィン仕切壁から前記チューブ幅方向に離れるように形成されており、
    前記第1突起部の先端は、前記チューブ幅方向で、前記一方の第1フィン仕切壁と前記他方の第1フィン仕切壁との間の中央部分に位置しており、
    前記第2インナーフィンは、前記第2流路を複数の第2細流路(302a)に仕切る複数の第2フィン仕切壁(521)を有し、
    前記複数の第2細流路は前記チューブ幅方向に並び、
    前記中間プレートは、前記プレート本体部から前記積層方向で前記第2流路側へ突き出た第2突起部(333)を有し、
    前記第2突起部は、前記複数の第2フィン仕切壁のうち前記第2細流路を挟んで相互に隣り合う一方の第2フィン仕切壁(521a)と他方の第2フィン仕切壁(521b)との間に入るように突き出て、且つ、前記第2突起部の先端(333a)に近いほど前記一方の第2フィン仕切壁から前記チューブ幅方向に離れるように形成されており、
    前記第2突起部の先端は、前記チューブ幅方向で、前記一方の第2フィン仕切壁と前記他方の第2フィン仕切壁との間の中央部分に位置し、
    前記一方の第1フィン仕切壁と前記他方の第1フィン仕切壁と前記第1突起部とから構成された第1組合せ部分(61)は複数設けられ、前記積層方向に沿って見たときに前記第1インナーフィンが占める矩形状の第1フィン領域(A1f)の対角位置に配置されており、
    前記一方の第2フィン仕切壁と前記他方の第2フィン仕切壁と前記第2突起部とから構成された第2組合せ部分(62)は複数設けられ、前記積層方向に沿って見たときに前記第2インナーフィンが占める矩形状の第2フィン領域(A2f)の対角位置に配置されている、熱交換器。
  7. 前記第1組合せ部分が配置される前記対角位置は、前記第2組合せ部分が配置される前記対角位置とは異なる位置となっている、請求項5または6に記載の熱交換器。
  8. 前記一方の第1フィン仕切壁と前記他方の第1フィン仕切壁と前記第1突起部とから構成された第1組合せ部分(61)は、前記チューブ幅方向に並んで複数設けられ、
    該複数の第1組合せ部分のうちの或る第1組合せ部分に含まれる前記第1突起部と、他の第1組合せ部分に含まれる前記第1突起部は、前記チューブ幅方向で互いに対称的な形状になるように構成されている、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の熱交換器。
  9. 前記第1インナーフィンは、冷媒が蛇行して流れるように前記複数の第1細流路を形成するウェーブ部(503)と、前記チューブ長手方向に沿った直線状に前記複数の第1細流路を形成するストレート部(502、504)とを有し、
    前記ストレート部は、前記ウェーブ部に対し前記チューブ長手方向に隣接して設けられ、
    前記第1突起部は、前記ストレート部にて前記一方の第1フィン仕切壁と前記他方の第1フィン仕切壁との間に入るように設けられ、且つ、前記チューブ長手方向において、前記ストレート部と前記ウェーブ部との間の境界部分にまで延びている、請求項1ないしのいずれか1つに記載の熱交換器。
  10. 被熱交換対象(2)と交互に積層方向(DRst)へ並ぶように積層され且つ前記積層方向に交差するチューブ長手方向(DRtb)へ延びる複数の熱交換チューブ(3)を備えた熱交換器であって、
    前記熱交換チューブは、前記被熱交換対象と熱交換する冷媒が流れる冷媒流路(30)が内部に形成され前記熱交換チューブの外殻を成すチューブ外殻部(37)と、前記冷媒流路に配置され該冷媒流路を第1流路(301)と該第1流路に対し前記積層方向に並ぶ第2流路(302)とに仕切る中間プレート(33)と、前記第1流路に配置された第1インナーフィン(50)とを有し、
    前記第1インナーフィンは、前記第1流路を複数の第1細流路(301a)に仕切る複数の第1フィン仕切壁(501)を有し、
    前記複数の第1細流路は、前記積層方向と前記チューブ長手方向との各々に交差するチューブ幅方向(DRw)に並び、
    前記中間プレートは、前記第1流路と前記第2流路との間に位置するプレート本体部(331)と、該プレート本体部から前記積層方向で前記第1流路側へ突き出た第1突起部(332)とを有し、
    前記第1突起部は、前記複数の第1フィン仕切壁のうち前記第1細流路を挟んで相互に隣り合う一方の第1フィン仕切壁(501a)と他方の第1フィン仕切壁(501b)との間に入るように突き出て、且つ、前記第1突起部の先端(332a)に近いほど前記一方の第1フィン仕切壁から前記チューブ幅方向に離れるように形成されており、
    前記第1突起部の先端は、前記チューブ幅方向で、前記一方の第1フィン仕切壁と前記他方の第1フィン仕切壁との間の中央部分に位置しており、
    前記第1インナーフィンは、冷媒が蛇行して流れるように前記複数の第1細流路を形成するウェーブ部(503)と、前記チューブ長手方向に沿った直線状に前記複数の第1細流路を形成するストレート部(502、504)とを有し、
    前記ストレート部は、前記ウェーブ部に対し前記チューブ長手方向に隣接して設けられ、
    前記第1突起部は、前記ストレート部にて前記一方の第1フィン仕切壁と前記他方の第1フィン仕切壁との間に入るように設けられ、且つ、前記チューブ長手方向において、前記ストレート部と前記ウェーブ部との間の境界部分にまで延びている、熱交換器。
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