(57)【要約】【課題】高冷却性能と低冷却性能の使い分けができる熱交換器を提供する。【解決手段】流路管３の内部に板状のインナーフィン３４を備える。インナーフィン３４は、第１出入口４から流路管３へ熱媒体が導入されたときの圧力損失と、第２出入口５から流路管３へ熱媒体が導入されたときの圧力損失とが異なるよう流路管３の内部を流通する熱媒体の流路を形成する流路形成部３４０ｃ、３７を有する。【選択図】図７
2018032816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換対象物と熱交換する熱媒体が流通する流路管（３）と、
前記流路管の内部に配置され、前記熱交換対象物と前記熱媒体との伝熱面積を増大させるための板状のインナーフィン（３４）と、
前記流路管の一端に接続され、前記熱媒体を前記流路管に導入または導出する第１出入口（４）と、
前記流路管の他端に接続され、前記熱媒体を前記流路管に導入または導出する第２出入口（５）と、を備え、
前記インナーフィンは、前記第１出入口および前記第２出入口のうち一方の出入口から前記流路管へ前記熱媒体が導入されたときの圧力損失と、前記第１出入口および前記第２出入口のうち他方の出入口から前記流路管へ前記熱媒体が導入されたときの圧力損失とが異なるよう前記流路管の内部を流通する前記熱媒体の流路を形成する流路形成部（３４０ｃ、３７）を有している熱交換器。
【請求項２】
前記流路形成部により形成される前記熱媒体の流路の形状は、前記流路管の内部に配置される前記インナーフィンの向きに応じて異なる請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記流路形成部は、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ウェーブフィン（３４０ｃ）と、前記ウェーブフィンに接続された案内壁（３７）と、を有し、
前記ウェーブフィンは、前記流路管の長手方向である第１方向に垂直で、かつ、前記流路管の厚み方向である第３方向に垂直な第２方向の一方側に向かって凸の形状とされた第１凸部（３４０ｄ）と、前記第２方向の他方側に向かって凸の形状とされた第２凸部（３４０ｅ）とが、中間部（３４０ｆ）を介して交互に並ぶことにより、前記第３方向に垂直な断面形状が波形形状とされており、
前記ウェーブフィンに、前記複数の細流路のうち前記ウェーブフィンを挟んで隣り合う２つの細流路を連結する開口部（３６）が形成されており、
前記案内壁は、前記ウェーブフィンの前記開口部の周りの端部のうち前記第１出入口および前記第２出入口のうち一方の出入口側に位置する部分に接続され、前記第２方向の一方側または他方側に突出し、先端が前記第１出入口および前記第２出入口のうち一方の出入口側に対向している請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
複数の前記流路管が配置され、
前記熱交換対象物が前記流路管の間に配置されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項５】
３つ以上の前記流路管が積層配置され、
複数の前記熱交換対象物が前記流路管の間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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換対象物と熱交換する熱媒体が流通する流路管の内部にインナーフィンが配置された熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品を両面から峡持するように配置された複数の流路管と、流路管内に波状となる流路を形成するインナーフィンと、配管路に熱媒体を導入する熱媒体導入口と、配管路から熱媒体を導出する熱媒体導出口と、を備えた積層型熱交換器がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この熱交換器は、熱媒体導入口から配管路へ熱媒体を導入して熱媒体導出口から熱媒体を導出する場合も、熱媒体導出口から配管路へ熱媒体を導入して熱媒体導入口から熱媒体を導出する場合も、流路管内を熱媒体が流れる流路の形状は同じ波状となる。したがって、熱媒体導入口から熱媒体を導入した場合も、熱媒体導出口から熱媒体を導入した場合も冷却性能は変わらない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５３３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の熱交換器において、例えば、車格の大きな車両では高圧力損失で高冷却性能のニューズがある一方で、車格の小さな車両では低圧力損失で低冷却性能のニーズがある。従来は、圧力損失が大きくなるように構成された高冷却性能の熱交換器と、圧圧力損失が小さくなるように構成された低冷却性能の熱交換器を別々に用意する必要があった。つまり、品番の異なる別々の熱交換器を用意する必要があった。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みたもので、高冷却性能と低冷却性能の使い分けができる熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、熱交換対象物と熱交換する熱媒体が流通する流路管（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ための板状のインナーフィン（３４）と、流路管の一端に接続され、熱媒体を流路管に導入または導出する第１出入口（４）と、流路管の他端に接続され、熱媒体を流路管に導入または導出する第２出入口（５）と、を備え、インナーフィンは、第１出入口および第２出入口のうち一方の出入口から流路管へ熱媒体が導入されたときの圧力損失と、第１出入口および第２出入口のうち他方の出入口から流路管へ熱媒体が導入されたときの圧力損失とが異なるよう流路管の内部を流通する熱媒体の流路を形成する流路形成部（３４０ｃ、３７）を有している。
【０００８】
このような構成によれば、流路形成部により第１出入口および第２出入口のうち一方の出入口から流路管へ熱媒体が導入されたときの圧力損失と、第１出入口および第２出入口のうち他方の出入口から流路管へ熱媒体が導入されたときの圧力損失とが異なるので、高冷却性能と低冷却性能の使い分けができる熱交換器を提供することができる。
【０００９】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】図２のIV方向における流路管の矢視図である。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】図３のVII−VII断面図である。
【図８】図６の部分拡大図である。
【図９】従来の熱交換器における細流路の断面図であって、図７に相当する図である。
【図１０】従来の熱交換器における熱媒体の流れの様子を示す図であって、図１２に相当する図である。
【図１１】従来の熱交換器の熱媒体の流量に対する圧力損失および冷却性能の特性を表した図である。
【図１２】第１実施形態の熱交換器において第１出入口から流路管に熱媒体を導入したときの熱媒体の流れの様子を示す図である。
【図１３】第１実施形態の熱交換器において第２出入口から流路管に熱媒体を導入したときの熱媒体の流れの様子を示す図である。
【図１４】第１実施形態の熱交換器の熱媒体の流量に対する圧力損失および冷却性能の特性を表した図である。
【図１５】本発明の第２実施形態の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断面図であって第１実施形態の図７に相当する図である。
【図１６】第２実施形態のインナーフィンにおける第１フィン形成された領域の斜視図であって第１実施形態の図８に相当する図である。
【図１７】第２実施形態の熱交換器において第１出入口から流路管に熱媒体を導入したときの熱媒体の流れの様子を示す図である。
【図１８】第２実施形態の熱交換器において第２出入口から流路管に熱媒体を導入したときの熱媒体の流れの様子を示す図である。
【図１９】他の実施形態におけるウェーブフィンの断面図であって、図７に相当する図である。
【図２０】他の実施形態におけるウェーブフィンの断面図であって、図７に相当する図である。
【図２１】他の実施形態におけるウェーブフィンの断面図であって、図７に相当する図である。
【図２２】他の実施形態におけるウェーブフィンの断面図であって、図７に相当する図である。
【図２３】他の実施形態におけるウェーブフィンの断面図であって、図７に相当する図である。
【図２４】他の実施形態におけるウェーブフィンの断面図であって、図７に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、図中、同一符号を付してある。
【００１２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図１４を用いて説明する。ここでは、本実施形態の積層型熱交換器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、本実施形態の積層型熱交換器１を他の用途に用いてもよい。また、本実施形態の積層型熱交換器１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。積層型熱交換器１は、熱交換器に相当する。
【００１３】
積層型熱交換器１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。
【００１４】
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、流路管３の積層方向を、流路管３の厚み方向とする。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。流路管３の長手方向、短手方向、厚み方向はそれぞれ第１方向、第２方向、第３方向に相当する。
【００１５】
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。また、図２、図３、図５、図６では、後述する開口部３６および案内壁３７の図示を省略している。
【００１６】
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とを有する。
【００１７】
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、長方形状の板部材で構成され、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の流路管３の長手方向における両端部には、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。
【００１８】
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。また、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、それぞれ後述する第１フィン３４０および第２フィン３４１が形成されたインナーフィン３４が配置されている。第１フィン３４０、第２フィン３４１により、主流路である媒体流路３０が複数の細流路に分割される。
【００１９】
インナーフィン３４は、熱交換対象物として複数の電子部品２と熱媒体との伝熱面積を増大させる部品であり、流路管３の内部に配置される。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。
【００２０】
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。
【００２１】
このような構造により、隣り合う２つの流路管３の間に形成される隙間に電子部品２を配設して積層型熱交換器１を構成する際に、積層方向の外側から加わる力により流路管３が変形することを抑制できる。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。
【００２２】
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。積層型熱交換器１は、突出管部３５も備えている。突出管部３５は、隣り合う流路管３を連結する配管であり、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。
【００２３】
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、一方を第１ヘッダ部１１、他方を第２ヘッダ部１２とする。第１ヘッダ部１１は、流路管３の媒体流路３０へ熱媒体を導入または排出する配管であり、第２ヘッダ部１２は、流路管３の媒体流路３０へ熱媒体を導入または排出する配管である。
【００２４】
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、第１出入口４および第２出入口５が接続されている。第１出入口４および第２出入口５は、それぞれ熱媒体を積層型熱交換器１に導入または導出するための配管である。第１出入口４および第２出入口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。積層型熱交換器１は、第１出入口４、第２出入口５も備える。
【００２５】
熱媒体は、図示しないポンプにより、第１出入口４を通して積層型熱交換器１へ供給され、第２出入口５を通して積層型熱交換器１から排出される。また、積層型熱交換器１を流れる熱媒体は、図示しないポンプにより流量を一定とされている。なお、図示しないポンプの接続を変更することで、熱媒体を、第２出入口５を通して積層型熱交換器１へ供給し、第１出入口４を通して積層型熱交換器１から排出することもできる。
【００２６】
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。図５に示すように、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。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より第１出入口４側（第１ヘッダ部１１側）の端部を端部３４ａ、領域３４ｂより第２出入口５側（第２ヘッダ部１２側）の端部を端部３４ｃとする。
【００２７】
図６に示すように、１つの第１フィン３４０のうち、流路管３の厚み方向の一方の向きに凸の形状とされ、外殻プレート３１または３２と接する部分を頂部３４０ａとし、流路管３の厚み方向の他方の向きに凸の形状とされ、中間プレート３３と接する部分を底部３４０ｂとする。第１フィン３４０のうち、頂部３４０ａと底部３４０ｂとを接続する部分を壁面部３４０ｃとする。
【００２８】
インナーフィン３４のうち第１フィン３４０が形成された領域３４ｂは、頂部３４０ａと底部３４０ｂとが壁面部３４０ｃを介して交互に並ぶことにより、流路管３の長手方向に垂直な断面形状が波形状とされている。具体的には、第１フィン３４０は、底部３４０ｂ、壁面部３４０ｃ、頂部３４０ａ、壁面部３４０ｃ、底部３４０ｂが順に並ぶ構成とされている。このような第１フィン３４０が互いの底部３４０ｂを接続させて複数並ぶことにより、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３４ｂは、流路管３の長手方向に垂直な断面形状が波形状とされている。
【００２９】
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の厚み方向から見て直線形状となっている。また、インナーフィン３４のうち第２フィン３４１が形成された端部３４ａ、端部３４ｃ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。
【００３０】
本実施形態では、インナーフィン３４は、第１出入口４から流路管３へ熱媒体が導入されたときの圧力損失と、第２出入口から流路管３へ熱媒体が導入されたときの圧力損失とが異なるよう流路管の内部を流通する熱媒体の流路を形成する流路形成部を有している。
【００３１】
図７に示すように、第１フィン３４０は、壁面部３４０ｃと、凸部３４０ｄと、凹部３４０ｅと、中間部３４０ｆと、案内壁３７とをそれぞれ複数有する。壁面部３４０ｃおよび案内壁３７は、流路管３の内部を流通する熱媒体の流路を形成する流路形成部に相当する。壁面部３４０ｃは、凸部３４０ｄと凹部３４０ｅとが、凸部３４０ｄと凹部３４０ｅとを連結する中間部３４０ｆを介して交互に並ぶことにより、流路管３の厚み方向に垂直な断面形状が波形状とされている。なお、凸部３４０ｄは第１凸部に相当し、凹部３４０ｅは第２凸部に相当する。
【００３２】
すなわち、第１フィン３４０は、流路管３の長手方向である第１方向に垂直で、かつ、流路管３の厚み方向である第３方向に垂直な第２方向（流路管３の短手方向）の一方側に向かって凸の形状とされた第１凸部３４０ｄと、第２方向の他方側に向かって凸の形状とされた第２凸部３４０ｅとが、中間部３４０ｆを介して交互に並ぶことにより、流路管３の厚み方向である第３方向に垂直な断面形状が波形形状とされている。第１フィン３４０は、ウェーブフィンに相当する。
【００３３】
壁面部３４０ｃには、複数の細流路のうち第１フィン３４０を挟んで隣り合う２つの細流路を連結する開口部３６が複数形成されている。本実施形態では、開口部３６は、凸部３４０ｄから中間部３４０ｆに至る部分と、凹部３４０ｅから中間部３４０ｆに至る部分とに形成されている。
【００３４】
壁面部３４０ｃには案内壁３７が接続されている。案内壁３７は、前縁効果により熱伝達を改善し、また、熱媒体を隣の細流路に案内して剥離の発生を抑制するためのものである。
【００３５】
案内壁３７は、第１フィン３４０の開口部３６の周りの端部のうち第１出入口４側に位置する部分に接続されている。案内壁３７は、第１凸部３４０ｄまたは第２凸部３４０ｅに接続されている。
【００３６】
第１凸部３４０ｄに接続された案内壁３７は、第１フィン３４０から第１凸部３４０ｄが凸の形状とされている方向に向かって突出し、先端が第１出入口側に対向している。
【００３７】
第２凸部３４０ｅに接続された案内壁３７は、第２凸部３４０ｅが凸の形状とされている方向に向かって突出し、先端が第１出入口側に対向している。
【００３８】
つまり、第１凸部３４０ｄに接続された案内壁３７および第２凸部３４０ｅに接続された案内壁３７は、いずれも先端が第１出入口側に対向している。
【００３９】
本実施形態では、ウェーブフィンとしての壁面部３４０ｃに、複数の細流路のうち壁面部３４０ｃを挟んで隣り合う２つの細流路を連結する開口部３６が形成されている。さらに、壁面部３４０ｃに接続された案内壁３７は、壁面部３４０ｃの開口部３６の周りの端部のうち第１出入口４側に位置する部分に接続され、第２方向（流路管３の短手方向）の一方側または他方側に突出し、先端が第１出入口４側に対向している。
【００４０】
これにより、第１出入口４側から流路管３へ熱媒体が導入されたときに、案内壁３７の先端に熱媒体が衝突し、前縁効果により伝熱が促進されるため、熱交換器の冷却性能は向上する。また、案内壁３７の先端に熱媒体が衝突するため、圧力損失は大きくなる。
【００４１】
また、第２出入口５側から流路管３へ熱媒体が導入されたときには、案内壁３７の先端に熱媒体が衝突することはなく流路管３の内部をスムーズに熱媒体が流れるので、第１出入口４側から流路管３へ熱媒体が導入されたときと比較して圧力損失が低減される。また、熱交換器の冷却性能は低下する。
【００４２】
本実施形態では、凸部３４０ｄと案内壁３７、凹部３４０ｅと案内壁３７とが、滑らかに接続されている。また、本実施形態では、図８に示すように、案内壁３７のうち、熱媒体の流れに対向する端部以外の端部は、頂部３４０ａ、底部３４０ｂまたは壁面部３４０ｃに接続されている。
【００４３】
このような開口部３６および案内壁３７は、インナーフィン３４の材料となる板状のプレートの切断と、切断部の曲げとを同時に行うプレス加工により形成できる。この場合、切断部付近に位置する部分のうち、加工後に切断部よりも第１出入口側となる部分は第１フィン３４０の一部となり、第２出入口側となる部分は第１フィン３４０から起こされて案内壁３７となる。また、案内壁３７および第１フィン３４０との境界と、切断部の側面のうち第１フィン３４０側に残る部分とで囲まれた部分は、開口部３６となる。また、インナーフィン３４の材料となる板状のプレートにあらかじめ切れ目を入れておき、切れ目を入れたプレートをプレス加工することにより、開口部３６および案内壁３７を形成してもよい。
【００４４】
上記した構成において、図示しないポンプにより、第１出入口４から熱媒体を流路管３に導入すると、熱媒体は第２出入口５から導出され、反対に、第２出入口５から熱媒体を流路管３に導入すると、熱媒体は第１出入口４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。
【００４５】
ここで、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は、壁面部３４０ｃに開口部３６が形成されていない従来の熱交換器の断面図である。
【００４６】
このように壁面部３４０ｃに開口部３６が形成されていない従来の熱交換器では、壁面部３４０ｃは、流路管３の厚み方向に垂直な断面形状が連続する波形状とされている。したがって、図１０の紙面左側から右側へ熱媒体が流れる場合には、図１０の矢印Ａ１に示すように、熱媒体は壁面部３４０ｃに沿って蛇行するように流れる。なお、図１０の紙面右側から左側へ熱媒体が流れる場合には、熱媒体は、図１０の矢印Ａ１と逆向きに流れる。
【００４７】
また、第１出入口４から流路管３へ熱媒体が導入されるときの壁面部３４０ｃにより形成される熱媒体の流路と、第２出入口５から流路管３へ熱媒体が導入されるときの壁面部３４０ｃにより形成される熱媒体の流路は同じ波形状となる。このため、熱媒体を第１出入口４から流路管３へ導入するときと、熱媒体を第２出入口５から流路管３へ導入するときとで、圧力損失が同じ特性となる。
【００４８】
図１１は、壁面部３４０ｃに開口部３６が形成されていない従来の熱交換器の熱媒体の流量に対する圧力損失および冷却性能の特性を表した図である。熱媒体が、図７の紙面左側から右側に向かって流れるときと、熱媒体が、図７の紙面右側から左側に向かって流れるときのいずれも、図１１に示す特性となる。
【００４９】
これに対し、本実施形態の積層型熱交換器１は、壁面部３４０ｃに開口部３６が形成され、案内壁３７が、壁面部３４０ｃの開口部３６周りの端部のうち第１出入口４側に位置する部分に接続され、第２方向の一方または他方に突出し、第１出入口４および第２出入口５の一方の出入口側に対向している。
【００５０】
このように、本実施形態の積層型熱交換器１は、第１出入口４から流路管３へ熱媒体が導入されるときの壁面部３４０ｃおよび開口部３６により形成される熱媒体の流路と、第２出入口５から流路管３へ熱媒体が導入されるときの壁面部３４０ｃおよび開口部３６により形成される熱媒体の流路の形状が異なっている。
【００５１】
本実施形態では、案内壁３７の先端が第１出入口４側に対向している。これにより、熱媒体を第１出入口４から流路管３に導入したとき、図１２の矢印Ａ２で示す蛇行流れの一部が、案内壁３７の先端に衝突した後、矢印Ａ３で示すように、開口部３６を通って案内壁３７の反対側へ流れ込む。ここで、案内壁３７の先端に熱媒体が衝突することにより、前縁効果により伝熱が促進されるため、熱交換器の冷却性能が向上する。なお、案内壁３７の先端に熱媒体が衝突することにより、圧力損失も大きくなる。
【００５２】
反対に、熱媒体を第２出入口５から流路管３に導入したときには、図１３の矢印Ａ７で示す本流が、矢印Ａ８で示す分流によりカーブの外側へ引っ張られて、熱媒体を第１出入口４から積層型熱交換器１に導入したときと比較して、蛇行流れが深くなる。このため、局所的な流速の増加により、熱媒体を第１出入口４から積層型熱交換器１に導入したときと比較して、圧力損失が小さく熱交換器の冷却性能をさらに向上させることができる。
【００５３】
図１４は、本実施形態の熱交換器の熱媒体の流量に対する圧力損失および冷却性能の特性を表した図である。熱媒体が、図７の紙面左側から右側に向かって流れるときの特性がパターン１として点線で示されており、熱媒体が、図７の紙面右側から左側に向かって流れるときの特性がパターン２として実線で示されている。
【００５４】
熱媒体の流量を一定としたとき、圧力損失、冷却性能ともにパターン１の方がパターン２よりも大きい。換言すると、熱媒体の流量を一定としたとき、圧力損失、冷却性能ともにパターン２の方がパターン１よりも小さい。
【００５５】
つまり、パターン１は、低圧力損失で低冷却性能の積層型熱交換器１として機能するため、車格の小さな車両に適している。反対に、パターン２は、高圧力損失で高冷却性能の積層型熱交換器１として機能するため、車格の大きな車両に適している。
【００５６】
したがって、車格の大きな車両には、熱媒体を第１出入口４から流路管３へ導入するように積層型熱交換器１を搭載することで、積層型熱交換器１を高圧力損失、高冷却性能で使用することができる。
【００５７】
また、車格の小さな車両には、熱媒体を第２出入口５から流路管３へ導入するように積層型熱交換器１を搭載することで、積層型熱交換器１を低圧力損失、低冷却性能で使用することができる。なお、車格の小さな車両では、高い冷却性能を必要としないので、冷却性能が多少低くても電子部品２を十分に冷却することが可能である。
【００５８】
上記した構成によれば、インナーフィン３４は、第１出入口４から流路管３へ熱媒体が導入されたときの圧力損失と、第２出入口５から流路管３へ熱媒体が導入されたときの圧力損失とが異なるよう流路管３の内部を流通する熱媒体の流路を形成する流路形成部３４０ｃ、３７を有している。
【００５９】
このような構成によれば、流路形成部３４０ｃ、３７により第１出入口４から流路管３へ熱媒体が導入されたときの圧力損失と、第２出入口４から流路管３へ熱媒体が導入されたときの圧力損失とが異なるので、高冷却性能と低冷却性能の使い分けができる熱交換器を提供することができる。
【００６０】
また、流路形成部３４０ｃ、３７により形成される熱媒体の流路の形状は、流路管３の内部に配置されるインナーフィン３４の向きに応じて異なる。したがって、流路管３の内部に配置されるインナーフィン３４の向きを変えるだけで、第１出入口４および第２出入口５のうち一方の出入口から流路管３へ熱媒体が導入されたときの圧力損失と、第１出入口４および第２出入口５のうち他方の出入口から流路管３へ熱媒体が導入されたときの圧力損失とを異ならせることができる。
【００６１】
また、上記した構成では、流路形成部３４０ｃ、３７は、熱媒体が流通する主流路を複数の細流路に分割する壁面部３４０ｃと、壁面部３４０ｃに接続された案内壁３７と、を有している。また、壁面部３４０ｃは、流路管３の長手方向である第１方向に垂直で、かつ、流路管３の厚み方向である第３方向に垂直な第２方向の一方側に向かって凸の形状とされた第１凸部３４０ｄと、第２方向の他方側に向かって凸の形状とされた第２凸部３４０ｅとが、中間部３４０ｆを介して交互に並ぶことにより、第３方向に垂直な断面形状が波形形状とされておいる。また、壁面部３４０ｃに、複数の細流路のうち壁面部３４０ｃを挟んで隣り合う２つの細流路を連結する開口部３６が形成されている。さらに、案内壁３７は、壁面部３４０ｃの開口部３６の周りの端部のうち第１出入口４および第２出入口５のうち一方の出入口側に位置する部分に接続され、第２方向の一方側または他方側に突出し、先端が第１出入口４および第２出入口５のうち一方の出入口側に対向している。
【００６２】
これによれば、第１出入口４および第２出入口５のうち一方の出入口側から熱媒体を導入した場合、熱媒体は案内壁３７の先端に衝突する。そのため、伝熱を促進し高冷却性能の熱交換器を提供することができる。また、第１出入口４および第２出入口５のうち他方の出入口側から熱媒体を導入した場合、熱媒体は案内壁３７の先端に衝突しない。そのため、低圧力損失で低冷却性能の熱交換器を提供することができる。
【００６３】
また、上記した構成では、複数の流路管３が配置され、熱交換対象物が複数の流路管の間に配置されているので、熱交換対象物を両側から冷却することができる。
【００６４】
また、上記した構成では、３つ以上の流路管が積層配置され、複数の熱交換対象物が流路管の間に配置されている。これによれば、複数の熱交換対象物を同時に冷却することができる。
【００６５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図１５〜図１８を用いて説明する。本実施形態の積層型熱交換器１は、第１実施形態の積層型熱交換器１と比較してインナーフィン３４に形成された流路形成部の形状が異なっている。
【００６６】
本実施形態では、図１５、図１６に示すように、開口部３６が、凸部３４０ｄおよび凹部３４０ｅに形成されている。凸部３４０ｄに形成された開口部３６に対応する案内壁３７は、凸部３４０ｄの凸の側に壁面部３４０ｃから突出し、先端が第１出入口４側に対向している。また、凹部３４０ｅに形成された開口部３６に対応する案内壁３７は、凹部３４０ｅの凸の側に壁面部３４０ｃから突出し、先端が第１出入口４側に対向している。
【００６７】
このため、本実施形態においても、熱媒体を第１出入口４から流路管３に導入したとき、図１７の矢印Ａ５で示す蛇行流れの一部が、矢印Ａ５で示すように、案内壁３７の先端に衝突した後、矢印Ａ６で示すように、開口部３６を通って案内壁３７の反対側へ流れ込む。ここで、案内壁３７の先端に熱媒体が衝突することにより、前縁効果により伝熱が促進されるため、熱交換器の冷却性能が向上する。なお、案内壁３７の先端に熱媒体が衝突することにより、圧力損失も大きくなる。前縁効果により伝熱が促進されるため、熱交換器の冷却性能が向上する。
【００６８】
反対に、熱媒体を第２出入口５から流路管３に導入したとき、図１８に示すように、図１８の矢印Ａ１０で示す本流が、矢印Ａ１１で示す分流によりカーブの外側へ引っ張られて、熱媒体を第１出入口４から積層型熱交換器１に導入したときと比較して、蛇行流れが深くなる。このため、局所的な流速の増加により、熱媒体を第１出入口４から積層型熱交換器１に導入したときと比較して、圧力損失が小さく熱交換器の冷却性能をさらに向上させることができる。
【００６９】
本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。
【００７０】
（他の実施形態）
（１）上記第１、第２実施形態の図７、図１５では、すべての壁面部３４０ｃに開口部３６を形成しているが、一部の壁面部３４０ｃにのみ開口部３６を形成してもよい。例えば、図１９、図２０に示すように、開口部３６が形成された壁面部３４０ｃと、開口部３６が形成されていない壁面部３４０ｃとが交互に並んでいてもよい。
【００７１】
（２）上記第１実施形態では、領域Ｒ１および領域Ｒ２に開口部３６を形成したが、領域Ｒ１のみ、または、領域Ｒ２のみに開口部３６を形成してもよい。また、開口部３６を、領域Ｒ１および領域Ｒ２に形成するか、領域Ｒ１のみに形成するか、領域Ｒ２のみに形成するかを、複数の壁面部３４０ｃそれぞれで変化させてもよい。例えば、図２１に示すように、開口部３６が領域Ｒ１のみに形成された壁面部３４０ｃと、領域Ｒ２のみに形成された壁面部３４０ｃとが交互に並んでいてもよい。
【００７２】
（３）上記第２実施形態では、凸部３４０ｄおよび凹部３４０ｅに開口部３６を形成したが、凸部３４０ｄのみ、または、凹部３４０ｅのみに開口部３６を形成してもよい。また、開口部３６を、凸部３４０ｄおよび凹部３４０ｅに形成するか、凸部３４０ｄのみに形成するか、凹部３４０ｅのみに形成するかを、複数の壁面部３４０ｃそれぞれで変化させてもよい。例えば、図２２に示すように、開口部３６が凸部３４０ｄのみに形成された壁面部３４０ｃと、凹部３４０ｅのみに形成された壁面部３４０ｃとが交互に並んでいてもよい。
【００７３】
（４）上記第１、第２実施形態では、流路管３の長手方向に垂直な断面形状が波形状とされた壁面部３４０ｃに開口部３６を形成しているが、壁面部３４０ｃの形状は波状に限られるものではない。例えば、図２３、図２４に示すように、流路管３の長手方向に垂直な断面形状がピン状の壁面部３４０ｃを形成し、ピン状の壁面部３４０ｃと壁面部３４０ｃの隙間を開口部３６とすることもできる。
【００７４】
（５）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とを有しているが、流路管３が、中間プレート３３を有していなくてもよい。また、流路管３にインナーフィン３４が１つのみ配置されていてもよい。
【００７５】
（６）上記各実施形態では、７つの流路管３の間に熱交換対象物として６つの電子部品２を配置したが、流路管３および熱交換対象物の数は、上記各実施形態に記載されたものと異なっていてもよい。
【００７６】
（７）上記各実施形態では、流路管３の内部に配置されるインナーフィン３４の向きを固定とし、熱媒体を第１出入口４から流路管３に導入する場合と、熱媒体を熱媒体を第２出入口５から流路管３に導入する場合とで圧力損失が異なるよう構成した。
【００７７】
これに対し、熱媒体を導入する出入口を第１出入口４または第２出入口５の一方に固定しておき、流路管３の内部に配置されるインナーフィン３４の向きを逆向きに変えることで圧力損失が異なるよう構成してもよい。
【００７８】
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。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。
【００７９】
（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、熱交換対象物と熱交換する熱媒体が流通する流路管と、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ための板状のインナーフィンと、を備えている。
【００８０】
また、流路管の一端に接続され、熱媒体を流路管に導入または導出する第１出入口と、流路管の他端に接続され、熱媒体を流路管に導入または導出する第２出入口と、を備えている。
【００８１】
そして、インナーフィンは、第１出入口および第２出入口のうち一方の出入口から流路管へ熱媒体が導入されたときの圧力損失と、第１出入口および第２出入口のうち他方の出入口から流路管へ熱媒体が導入されたときの圧力損失とが異なるよう流路管の内部を流通する熱媒体の流路を形成する流路形成部を有している。
【００８２】
また、第２の観点によれば、流路形成部により形成される熱媒体の流路の形状は、流路管の内部に配置されるインナーフィンの向きに応じて異なる。したがって、流路管３の内部に配置されるインナーフィン３４の向きを変えるだけで、第１出入口４および第２出入口５のうち一方の出入口から流路管３へ熱媒体が導入されたときの圧力損失と、第１出入口４および第２出入口５のうち他方の出入口から流路管３へ熱媒体が導入されたときの圧力損失とを異ならせることができる。
【００８３】
また、第３の観点によれば、流路形成部３４０ｃ、３７は、熱媒体が流通する主流路を複数の細流路に分割する壁面部３４０ｃと、壁面部３４０ｃに接続された案内壁３７と、を有している。
【００８４】
また、壁面部３４０ｃは、流路管３の長手方向である第１方向に垂直で、かつ、流路管３の厚み方向である第３方向に垂直な第２方向の一方側に向かって凸の形状とされた第１凸部３４０ｄと、第２方向の他方側に向かって凸の形状とされた第２凸部３４０ｅとが、中間部３４０ｆを介して交互に並ぶことにより、第３方向に垂直な断面形状が波形形状とされておいる。
【００８５】
また、壁面部３４０ｃに、複数の細流路のうち壁面部３４０ｃを挟んで隣り合う２つの細流路を連結する開口部３６が形成されている。さらに、案内壁３７は、壁面部３４０ｃの開口部３６の周りの端部のうち第１出入口４および第２出入口５のうち一方の出入口側に位置する部分に接続され、第２方向の一方側または他方側に突出し、先端が第１出入口４および第２出入口５のうち一方の出入口側に対向している。
【００８６】
これによれば、第１出入口４および第２出入口５のうち一方の出入口側から熱媒体を導入した場合、熱媒体は案内壁３７の先端に衝突する。そのため、伝熱を促進し高冷却性能の熱交換器を提供することができる。また、第１出入口４および第２出入口５のうち他方の出入口側から熱媒体を導入した場合、熱媒体は案内壁３７の先端に衝突しない。そのため、低圧力損失で低冷却性能の熱交換器を提供することができる。
【００８７】
また、第４の観点によれば、複数の流路管３が配置され、熱交換対象物が複数の流路管の間に配置されているので、熱交換対象物を両側から冷却することができる。
【００８８】
また、第５の観点によれば、３つ以上の流路管が積層配置され、複数の熱交換対象物が流路管の間に配置されている。これによれば、複数の熱交換対象物を同時に冷却することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１        積層型熱交換器
３        流路管
４        第１出入口
５        第２出入口
３４      インナーフィン
３４０ｃ  壁面部
３４０ｄ  凸部
３４０ｅ  凹部
３６      開口部
３７      案内壁
【図１】
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【図２】
2018032816.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2018032816.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018032816.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2018032816.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2018032816.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2018032816.tif 000022
【図２１】
2018032816.tif 000023
【図２２】
2018032816.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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