(57)【要約】【課題】流体の流れを脈動流と定常流とに切替え可能な熱交換装置において、上記の切り替えのための構成が動作できなくなったときに、定常流を実現する。故障したときでも定常流の流体を流して熱交換器の機能の維持を図ること。【解決手段】熱交換装置１０において、流体分配装置１８は、作動時には切替板２７を昇降させて各伝熱チューブ１２に流入する流体を脈動流となすが、非作動時には、釣合バネ３１の作用で切替板２７が中立位置に保持されるので、流体の流速に変化を及ぼさない。流体分配装置１８が動作しなくなったときでも、釣合バネ３１が切替板２７を中立位置に保持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱交換部（１２）を有する熱交換器（１１）と、
前記熱交換器に流入させる流体を受け入れて前記複数の熱交換部の各々に分配するための流体分配装置（１８）と、を備え、
前記流体分配装置は、作動用エネルギーを利用して動力を発生することにより、第１分配と第２分配とに動作を切り替え可能であり、前記第１分配において第１種の流れで前記流体を前記複数の熱交換器のすべてに分配し、前記第２分配において第２種の流れで前記流体を前記複数の熱交換部の各々に分配し、
前記第２の流れは、前記第１種の流れよりも流速の増減変化の量が大きいと共に前記複数の熱交換部の一部が閉じられるタイミングがあり、
前記流体分配装置は、動作しなくなると、前記第１分配を実現することを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
前記流体分配装置は、
前記作動用エネルギーを利用して前記動力を発生する駆動部（２９）と、
前記駆動部が発生した前記動力によって駆動される変位部材（２７、４１、５１）と、を備え、
前記流体分配装置が故障して動作できなくなった場合に、前記第１分配を実現することを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項３】
前記流体分配装置は、前記作動用エネルギーが供給されなくなった場合に、前記第１分配を実現することを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換装置。
【請求項４】
前記流体分配装置は、前記第２分配において、前記複数の熱交換部を開閉することで流体の流速を増減変化させるが、前記複数の熱交換部のすべてを同時には閉鎖しないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換装置。
【請求項５】
前記熱交換器は、前記熱交換器に流入した流体を前記複数の熱交換部に分配するヘッダタンク（１４）と、前記複数の熱交換部を通過した流体を集合させるレシーバタンク（１６）とを有し、
前記流体分配装置は、前記ヘッダタンクまたは前記レシーバタンクに設置されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換器の伝熱チューブを流れる熱媒流体を脈動流とすれば、定常流のときよりも伝熱チューブを介しての熱伝達率が向上することが知られている。その一方で、脈動流の場合は、定常流のときよりも圧力損失が大きくなることも知られている。
【０００３】
流体に脈動を生じさせる技術として、特許文献１には、同一多負荷接続型配管系にある熱交換器に対して、各枝管に接続されている流量調整弁にて、流量を周期的に変動させ、液体と管壁の摩擦抵抗を低減する事でポンプの動力を低減させることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−４０６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の技術では、いずれかの流量調整弁が開閉のための動力を発生できなくなると、その後流の熱交換器のうちの少なくとも１つに熱媒流体が流れないという問題がある。ここで、定常流を第１種の流れに置き換え、脈動流を第１種の流れよりも流速の増減変化の量が大きい第２種の流れに置き換えても、事情は同じである。
【０００６】
本発明は上記点に鑑み、第１種の流れの流体をすべての熱交換部に分配する状態と、第２種の流れの流体を各熱交換部に分配する状態とを切り替え可能な熱交換装置において、上記の切り替えのための構成が動力を発生できなくなったときに、第１種の流れを実現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の請求項１に記載の発明は、複数の熱交換部（１２）を有する熱交換器（１１）と、前記熱交換器に流入させる流体を受け入れて前記複数の熱交換部の各々に分配するための流体分配装置（１８）と、を備え、前記流体分配装置は、作動用エネルギーを利用して動力を発生することにより、第１分配と第２分配とに動作を切り替え可能であり、前記第１分配において第１種の流れで前記流体を前記複数の熱交換器のすべてに分配し、前記第２分配において第２種の流れで前記流体を前記複数の熱交換部の各々に分配し、前記第２の流れは、前記第１種の流れよりも流速の増減変化の量が大きいと共に前記複数の熱交換部の一部が閉じられるタイミングがあり、前記流体分配装置は、前記動力を発生しなくなると、前記第１分配を実現することを特徴とする熱交換装置である。
【０００８】
このような熱交換装置における流体分配装置は、切り替えのための動力を発生しなくなると、第１分配を実現する。したがって、第１種の流れがすべての熱交換部に流入することになり、各熱交換部の圧力損失を低減する状態を実現できる。
【０００９】
なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等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実施形態に係る熱交換装置の構成図である。
【図２】ヘッダタンク内において長手方向から伝熱チューブの開口端を見た図である。
【図３】切替板の側面図である。
【図４】切替板の昇降変位を示す図である。
【図５】切替板の位置と熱交換部の開閉の関係を示す図である。
【図６】切替板の昇降変位に伴うＡ群、Ｂ群熱交換部の熱媒流体の流量の変化のグラフである。
【図７】電子制御装置が実行する流速操作制御のフローチャートである。
【図８】第２実施形態の熱交換装置の構成の説明図である。
【図９】レシーバタンク内において長手方向から伝熱チューブの開口端を見た図である。
【図１０】切替板の側面図である。
【図１１】切替板の昇降変位を示す図である。
【図１２】切替板の位置と熱交換部の開閉の関係を示す図である。
【図１３】第３実施形態の熱交換装置の構成図である。
【図１４】ヘッダタンク内において長手方向から伝熱チューブの開口端を見た図である。
【図１５】切替板の側面図である。
【図１６】切替板の昇降変位を示す図である。
【図１７】切替板の位置と熱交換部の開閉の関係を示す図である。
【図１８】切替板の昇降変位に伴うＡ群、Ｂ群、Ｃ群熱交換部の熱媒流体の流量の変化のグラフである。
【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説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
まず、主に図１を参照して本実施形態の熱交換装置１０の構成を説明する。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態の熱交換装置１０は熱交換器１１と流体分配装置１８とを含んでいる。
【００１４】
熱交換器１１は複数の伝熱チューブ１２ 、各伝熱チューブ１２に熱媒流体を分配するためのヘッダタンク１４、各伝熱チューブ１２を通過した熱媒流体を回収するためのレシーバタンク１６等を備える。 
【００１５】
各伝熱チューブ１２は、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス等の金属製であり、本実施形態では断面が長方形状の扁平管を用いている。各伝熱チューブ１２は、ほぼ均等な隙間を隔てて並列に配置されている。
【００１６】
各伝熱チューブ１２の間には、波形状に成形された金属製（例えば、アルミニウム製）のコルゲートフィン１３が配設されている。コルゲートフィン１３は自身に隣接する伝熱チューブ１２の表面に、例えばろう付けされて密接させられている。コルゲートフィン１３は、伝熱チューブ１２内を流通する熱媒流体と外気との熱交換、すなわち熱媒流体から外気への放熱を促進する役割を果たす。
【００１７】
なお、熱交換のための大気の流れは各伝熱チューブ１２の長手方向に直交する方向に沿っており、大気はコルゲートフィン１３と伝熱チューブ１２との間に形成される山状の隙間を通過する。
【００１８】
熱交換器１１はフィンチューブ式の熱交換器であり、伝熱チューブ１２は熱交換の機能を担う機能部であって、熱交換部に該当する。各伝熱チューブ１２の一方の端である上流端はヘッダタンク１４に連通し、他方の端である下流端はレシーバタンク１６に連通している。
【００１９】
詳細には、各伝熱チューブ１２の上流側の端部は管支持板１９を貫通しており、端部の外周面を管支持板１９にろう付けされて、管支持板１９に液密に固定されている。その管支持板１９の外周部は箱状のカバー部材２１の端縁部と液密に連結されており、管支持板１９とカバー部材２１とがヘッダタンク１４を構成している。また、カバー部材２１には、ヘッダタンク１４内に熱媒流体を流入させるための流入ノズル２３が取り付けられている。
【００２０】
同様に、各伝熱チューブ１２の下流側の端部は、管支持板２０を貫通しており、端部の外周面を管支持板２０にろう付けされて、管支持板２０に液密に固定されている。その管支持板２０の外周部は箱状のカバー部材２２の端縁部と液密に連結されており、管支持板２０とカバー部材２２とがレシーバタンク１６を構成している。また、カバー部材２２には、レシーバタンク１６から熱媒流体を流出させるための流出ノズル２４が取り付けられている。
【００２１】
そして、管支持板１９と管支持板２０との間には、金属製で板状の保護部材２５、２５が配設されている。保護部材２５、２５の各端部はそれぞれ管支持板１９および管支持板２０を貫通して、管支持板１９、２０と液密に連結されている。保護部材２５、２５は、ヘッダタンク１４、１６の間隔を保持し、また伝熱チューブ１２およびコルゲートフィン１３を保護するための部材である。つまり、伝熱チューブ１２およびコルゲートフィン１３は、管支持板１９、２０と保護部材２５、２５とで構成される枠状の構造体の内側に配置されている。
【００２２】
この熱交換器１１にあっては、伝熱チューブ１２が２群に分かれている。図２は、ヘッダタンク１４内において伝熱チューブ１２の長手方向かつ図１の左側から伝熱チューブ１２の開口端を見た図である。具体的には、図１、図２に示すように、伝熱チューブ１２が配置された位置によって、図中で上から順に第１の群（以下、Ａ群という）と第２群（以下、Ｂ群という）とに交互に、Ａ、Ｂ、Ａ、Ｂ・・・と巡回的に群分けされている。そして、Ａ群に振り分けられた伝熱チューブ１２にてＡ群熱交換部が形成され、Ｂ群に振り分けられた伝熱チューブ１２にてＢ群熱交換部が形成されている。
【００２３】
流体分配装置１８は、切替板２７、ソレノイド部２９、釣合バネ３１等で構成されている。切替板２７は変位部材に対応する。図３は、伝熱チューブ１２の長手方向から切替板２７を見た側面図である。図３に示すように、切替板２７は長方形状の板部材であり、管支持板１９と平行に、ヘッダタンク１４の内部に配されている。切替板２７と管支持板１９との間隔は、伝熱チューブ１２の管支持板１９からの突出長さをわずかに上回っている。したがって、切替板２７と伝熱チューブ１２とは接触しない。また、切替板２７と保護部材２５、２５との間にもクリアランスがある。
【００２４】
なお、図２、図３、図４では、見易さのために、切替板２７と伝熱チューブ１２の外側にハッチングを付している。
【００２５】
切替板２７の上端部はカバー部材２１を貫通してヘッダタンク１４の外部に突出している。また、切替板２７の下端部もカバー部材２１を貫通してヘッダタンク１４の外部に突出している。切替板２７の貫通部分２１ａ、２１ｂとヘッダタンク１４の間は液密にシールされているが、ヘッダタンク１４に対する切替板２７の摺動は可能である。切替板２７は貫通部分２１ａ、２１ｂにてヘッダタンク１４に保持されて、自身の長手方向（図１、図３において上下方向）に沿って往復変位可能である。
【００２６】
図３に示すように、切替板２７には複数の制御窓３２が設けられている。制御窓３２は長方形で、長辺の長さは伝熱チューブ１２の開口端の横幅寸法とほぼ等しく、短辺の長さは伝熱チューブ１２の開口端の高さ寸法のほぼ２倍である。
【００２７】
ここで、高さとは、積層方向の長さである。また、積層方向とは、伝熱チューブ１２が積層される方向であり、図１、図３の上下方向と一致する。また、横幅とは、長手方向と積層方向に直交する短手方向の長さである。長手方向は伝熱チューブ１２の長手方向であり図１の左右方向に一致する。また、短手方向は図３の左右方向に一致する。
【００２８】
これらの制御窓３２は、長辺を切替板２７の幅方向（すなわち上述の短手方向）に沿わせる姿勢で、切替板２７の長手方向（すなわち上述の積層方向）に沿って一列に配置されている。列状に配された制御窓３２同士の間隔は一律ではなく、狭間隔部３３と広間隔部３４とが交互に存在する。狭間隔部３３による制御窓３２同士の間隔は伝熱チューブ１２の開口端の高さ寸法にほぼ等しく、広間隔部３４による制御窓３２同士の間隔は狭間隔部３３のほぼ２倍である。
【００２９】
図１に示すように、ソレノイド部２９はヘッダタンク１４の外部に取り付けられている。ソレノイド部２９はコイル部３５とプランジャ部３６とを含んで構成された、プランジャ型ソレノイドである。プランジャ部３６の下端はヘッダタンク１４の外において切替板２７の上端部に連接されている。ソレノイド部２９に通電されると、切替板２７はプランジャ部３６と共に図１において上向き方向に変位させることができる。つまり、ソレノイド部２９に対して作動用エネルギーとして電気エネルギーが供給されると、ソレノイド部２９から発生した磁界によりプランジャ部３６が上方に移動し、それと共に切替板２７も上方に移動する。これにより、プランジャ部３６が、切替板２７を上下方向に駆動する動力を発生する。ソレノイド部２９は駆動部に対応する。
【００３０】
釣合バネ３１は、ヘッダタンク１４を挟んでソレノイド部２９と対向する位置に配されている。ヘッダタンク１４の外において、切替板２７の下端部に保持軸３７が連接され、その保持軸３７の下端にはバネ受部３８が取り付けられている。釣合バネ３１は、コイルバネであり、両端がバネ受部３８とカバー部材２１とに固定され、保持軸３７に遊嵌している。釣合バネ３１は、中立維持部に該当し、ソレノイド部２９がオフ（非作動）の時に切替板２７を中立位置とする働きをする。
【００３１】
上述したとおり切替板２７は図１、図３における上下方向に沿って往復変位可能であるが、その上昇端と下降端は規定されており、その範囲で昇降変位できる。そして、上昇端と下降端との中間になる位置が中立位置である。
【００３２】
切替板２７が中立位置に位置するときには、図４の位置１、３のように、各制御窓３２が交互にＡ群熱交換部の伝熱チューブ１２とＢ群熱交換部の伝熱チューブ１２に対向し、Ａ群熱交換部に属するすべての伝熱チューブ１２が対向する制御窓３２の上半部に重なり、Ｂ群熱交換部に属するすべての伝熱チューブ１２が対向する制御窓３２の下半部に重なる。この状態であると、図５の位置１、３に示すように、Ａ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２およびＢ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２への流入経路がともに全開となる。したがって、熱媒流体はヘッダタンク１４からすべての伝熱チューブ１２に流れ込む。
【００３３】
切替板２７が上昇端に位置するときには図４の位置２に示すように、Ａ群熱交換部に属するすべての伝熱チューブ１２は対向する制御窓３２の下半部と重なる。このとき、Ｂ群熱交換部に属する伝熱チューブ１２のうち、最下位の伝熱チューブ１２以外のすべての開口端は、広間隔部３４によって閉鎖される。またこのとき、Ｂ群熱交換部に属する伝熱チューブ１２のうち、最下位の伝熱チューブ１２の開口端は、切替板２７の下端部によって閉鎖される。
【００３４】
すなわち、図５の２に示すように、Ａ群熱交換部への流入経路がすべて全開でＢ群熱交換部への流入経路がすべて全閉となるから、熱媒流体はヘッダタンク１４からＡ群熱交換部の伝熱チューブ１２には流れ込むが、Ｂ群熱交換部の伝熱チューブ１２への流入は阻まれる。
【００３５】
切替板２７が下降端に位置するときには、図４の位置４で示すように、Ａ群熱交換部に属する伝熱チューブ１２のうち、最上位の伝熱チューブ１２以外のすべての開口端は狭間隔部３３によって閉鎖され、最上位の伝熱チューブ１２の開口端は切替板２７の上端部によって閉鎖される。このとき、Ｂ群熱交換部に属する伝熱チューブ１２は対向する制御窓３２の上半部に重なる。すなわち、図５の位置４に示すように、Ａ群熱交換部への流入経路のすべてが全閉でＢ群熱交換部への流入経路のすべてが全開となる。したがって、熱媒流体はヘッダタンク１４からＢ群熱交換部の伝熱チューブ１２には流れ込むが、Ａ群熱交換部の伝熱チューブ１２への流入は阻まれる。
【００３６】
このように、流体分配装置１８は、作動用エネルギーを利用して動力を発生することにより、後述する定常流分配と脈動流分配に動作を切り替え可能である。
【００３７】
本実施形態の熱交換装置１０の構成は上述の通りである。この熱交換装置１０は、不図示の冷却対象を冷却するために使用される。その概略は次の通りである。
【００３８】
まず、不図示のポンプによって熱交換装置１０と冷却対象との間で熱媒流体を循環させる。すると、熱媒流体が熱交換器１１の流入ノズル２３からヘッダタンク１４内に流入し、伝熱チューブ１２の一部または全部に分配される。熱媒流体は分配対象の伝熱チューブ１２を通過する際に外気との熱交換によって冷却される。そして熱媒流体は、レシーバタンク１６に流れ込み、流出ノズル２４から流出する。流出ノズル２４から流出した熱媒流体は冷却対象に至り、これを冷却すると共に自身は熱せられて昇温し、再び流入ノズル２３から熱交換器１１に流入する。
【００３９】
上記のように熱交換装置１０が稼働する際に、不図示の電子制御装置が流体分配装置１８を制御するので、その制御処理のフローチャートを参照して本実施形態の熱交換装置１０に特有の作動を説明する。
【００４０】
図６は、横軸は、時間経過（横軸右向き）と共に変化する切替板２７の位置を示し、縦軸は、各位置におけるＡ群熱交換部全体、Ｂ群熱交換部全体、熱交換器全体における、熱媒流体の流量を示す。
【００４１】
熱交換装置１０の稼働中、電子制御装置は図７に示す流速操作制御を実行する。なお、熱交換装置１０の稼働開始直後の期間（図６の位置０から１までの期間）には、ソレノイド部２９のコイル部３５には通電されておらず、切替板２７は釣合バネ３１の作用によって中立位置にある。つまり、ソレノイド部２９に作動用エネルギーが供給されず、プランジャ３６がこの作動用エネルギーを利用して動力を発生できない状態では、切替板２７は中立位置に維持される。これにより、定常流分配に相当する第１分配が実現する。
【００４２】
流速操作制御では、電子制御装置は、まず冷却対象から熱交換器１１に至るまでの熱媒流体の経路中、例えば流入ノズル２３内に設置されている温度計の測定値を取得する（Ｓ１０１）。次に、その測定値がアクチュエータ作動設定値を上回るか否かを判断する（Ｓ１０２）。Ｓ１０２で否定判断なら、Ｓ１０１に戻る。
【００４３】
Ｓ１０１およびＳ１０２の否定判定のループが繰り返されている間、切替板２７が中立位置にあり、定常流分配が実現する。定常流分配においては、Ａ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２とＢ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２にほぼ均等に熱媒流体が流れ、その流速も変動しない。したがって、すべての伝熱チューブ１２を定常流の熱媒流体が流れることになる。定常流は第１種の流れに相当する。
【００４４】
一方、測定値がアクチュエータ作動設定値を上回るなら（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、アクチュエータ作動処理を行う（Ｓ１０３）。アクチュエータ作動処理を行うことで、脈動流分配に相当する第２分配が実現する。
【００４５】
本実施形態の場合、アクチュエータに該当するのは流体分配装置１８のソレノイド部２９である。アクチュエータ作動処理では、電子制御装置は、ソレノイド部２９にパルス状の電流を供給して、コイル部３５のオン、オフを繰り返す。なお、パルス状の電流の周波数については、切替板２７が下記のような昇降変位できる限りにおいて、特段の制限はない。
【００４６】
ステップＳ１０３の後、電子制御装置は温度計の測定値を取得し（Ｓ１０４）、その測定値がアクチュエータ作動継続設定値を上回るか否かを判断する（Ｓ１０５）。なお、アクチュエータ作動継続設定値はアクチュエータ作動設定値と同じでもよいし、異なっていてもよい。Ｓ１０５で肯定判断ならＳ１０３に戻り、アクチュエータ作動処理を継続させる。
【００４７】
ここで、アクチュエータ作動処理の詳細について説明する。アクチュエータ作動処理においてコイル部３５への通電がオンになると、コイル部３５に生じた電磁力がプランジャ部３６をコイル部３５側に引き寄せるので、これに伴って切替板２７が引き上げられ、図４の位置１に相当する示す中立位置から位置２に相当する上昇端に変位する。また、釣合バネ３１は引き伸ばされる。
【００４８】
すると、Ｂ群熱交換部に属するすべての伝熱チューブ１２の開口端は切替板２７（広間隔部３４および下端部）によって徐々に閉鎖され、ヘッダタンク１４からすべてのＢ群熱交換部の伝熱チューブ１２への熱媒流体の流入は少なくなり、切替板２７が上昇端になるとほぼ停止される（図６の位置２を参照）。
【００４９】
一方、Ａ群熱交換部に属するすべての伝熱チューブ１２は対向する制御窓３２の下半部に重なるので、熱媒流体はヘッダタンク１４からＡ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２には継続して流れ込む。ただし、Ｂ群熱交換部に属するすべての伝熱チューブ１２への流入量の低下に伴って、Ａ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２への流入量が増加する（図６の位置２を参照）。
【００５０】
アクチュエータ作動処理においてコイル部３５への通電がオフになると、伸長させられていた釣合バネ３１の作用により切替板２７が引き下げられる。切替板２７は、図４の位置３で示す中立位置を通り越し、図４に位置４で示す下降端まで下降する。その際、釣合バネ３１は圧縮される。
【００５１】
切替板２７が上昇端から下降するに伴って、Ｂ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２の開口端が徐々に開放され、中立位置では全開となる。続いて、切替板２７が中立位置から下降端に至っても、Ｂ群熱交換部に属するどの伝熱チューブ１２の開口端も、切替板２７によって閉じられることはなく全開が維持される。
【００５２】
したがって、ヘッダタンク１４からＢ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２への熱媒流体の流入は徐々に回復する。コイル部３５への通電がオフのまま、切替板２７が中立位置からさらに下降するに伴って、Ａ群熱交換部に属するすべての伝熱チューブ１２への流入量が低下する。したがって、Ｂ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２への流入量がさらに増加する（図６の位置４を参照）。
【００５３】
こうしたことにより、切替板２７が上昇端から下降端へと変位するときには、Ｂ群熱交換部に属するすべての伝熱チューブ１２を流れる熱媒流体の流速は増加する。Ａ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２の開口端は、切替板２７が上昇端から中立位置（すなわち位置３）に変位するまでは全開が維持される。ただし、上記のようにＢ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２への熱媒流体の流入が徐々に回復するので、それに応じてＡ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２への流入量は減少する。
【００５４】
また、Ａ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２の開口端は、切替板２７が中立位置から下降するに伴って徐々に閉じられる。そして、切替板２７が下降端に達すると、切替板２７の狭間隔部３３および上端部によって、Ａ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２の開口端が閉鎖される。このため、ヘッダタンク１４からＡ群熱交換部の伝熱チューブ１２への熱媒流体の流入は少なくなり、切替板２７が下降端になるとほぼ停止される（図６の位置４参照）。
【００５５】
こうしたことにより、切替板２７が上昇端から下降端へと変位するときには、Ａ群熱交換部に属するすべての伝熱チューブ１２を流れる熱媒流体の流速は低減する。
【００５６】
アクチュエータ作動処理において切替板２７が下降端に達した後、圧縮させられていた釣合バネ３１の作用により、切替板２７が押し上げられる。すると、切替板２７は、下降端から図４の位置１で示す中立位置を通り越し、図４に位置２で示す上昇端まで上昇する。
【００５７】
なお、切替位置が下降端（位置４）となる時点から、中立位置（位置１）を経て上昇端（位置２）に至る時点よりも前の時点までの期間のうち、いずれかのタイミングで、電子制御装置がコイル部３５への通電をオンとする。これにより、コイル部３５にパルス状の電流が供給され、コイル部３５がプランジャ部３６を引き寄せることで、切替板２７が釣合バネ３１の復元力に抗して上昇端に至ることができる。
【００５８】
切替板２７が下降端から上昇するに伴って、Ａ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２の開口端が徐々に開放され、中立位置では全開となる。続いて、切替板２７が中立位置から上昇端に至っても、Ａ群熱交換部に属するどの伝熱チューブ１２の開口端も、切替板２７によって閉じられることはなく全開が維持される。
【００５９】
したがって、ヘッダタンク１４からＡ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２への熱媒流体の流入は徐々に回復する。切替板２７が中立位置からさらに上昇するに伴って、Ｂ群熱交換部に属するすべての伝熱チューブ１２への流入量が低下する。したがって、Ａ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２への流入量がさらに増加する（図６の位置２を参照）。
【００６０】
こうしたことにより、切替板２７が下降端から上昇端へと変位するときには、Ａ群熱交換部に属するすべての伝熱チューブ１２を流れる熱媒流体の流速は増加する。Ｂ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２の開口端は、切替板２７が下降端から中立位置（すなわち位置１）に変位するまでは全開が維持される。ただし、上記のようにＡ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２への熱媒流体の流入が徐々に回復するので、それに応じてＢ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２への流入量は減少する。
【００６１】
また、Ｂ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２の開口端は、切替板２７が中立位置から上昇するに伴って徐々に閉じられる。そして、切替板２７が上昇端に達すると、切替板２７の狭間隔部３３および下端部によって、Ｂ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２の開口端が閉鎖される。このため、ヘッダタンク１４からＢ群熱交換部の伝熱チューブ１２への熱媒流体の流入は少なくなり、切替板２７が上昇端になるとほぼ停止される（図６の位置２参照）。
【００６２】
こうしたことにより、切替板２７が下降端から上昇端へと変位するときには、Ｂ群熱交換部に属するすべての伝熱チューブ１２を流れる熱媒流体の流速は低減する。
【００６３】
このようなアクチュエータ作動処理が続くと、すなわちコイル部３５への通電のオン、オフの繰り返しが継続されると、切替板２７が上昇端と下降端との間での往復変位を繰り返す。
【００６４】
すると、切替板２７の位置が、位置１、２、３、４の順に繰り返される。これにより、Ａ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２を流れる熱媒流体の流速並びにＢ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２を流れる熱媒流体の流速が、それぞれ異なる位相かつ同じ周期で、増加と減少を繰り返す。その結果、Ａ群およびＢ群の熱交換部に流入する熱媒流体の流れが脈動流となるので、各伝熱チューブ１２における熱伝達率が増加する。この脈動流が、第２種の流れに相当する。
【００６５】
脈動流分配にいては、上述の中立位置（位置１、３）以外の位置２、４が実現するタイミングにおいては、伝熱チューブ１２のうち一部が閉じられる。したがって、仮にそのようなタイミングで切替板２７が停止してしまうと、その閉じられた伝熱チューブ１２を熱媒流体が流通しなくなってしまう。
【００６６】
電子制御装置は、Ｓ１０５で否定判断のときは、アクチュエータの停止処理（Ｓ１０６）として、ソレノイド部２９への電流供給すなわち作動用エネルギーの供給を停止する。
【００６７】
これにより、コイル部３５への通電が停止すれば、切替板２７にはソレノイド部２９による駆動力は作用せず、釣合バネ３１の力のみが作用する状態になる。すると、切替板２７は上下に振動する期間が多少はあるとしても、その振動は減衰し、やがて切替板２７は中立位置にて停止する。釣合バネ３１の力は、次にアクチュエータ作動処理（Ｓ１０３）が行われるまでは、切替板２７を中立位置に保持する。
【００６８】
切替板２７が中立位置にあれば、Ａ群熱交換部の伝熱チューブ１２とＢ群熱交換部の伝熱チューブ１２にほぼ均等に熱媒流体が流れ、その流速も変動しない。したがって、各伝熱チューブ１２を定常流の熱媒流体が流れることになり、各伝熱チューブ１２での圧力損失を低減する。すなわち、定常流分配が実現する。この定常流が第１種の流れに相当する。
【００６９】
一方、熱媒流体の温度がアクチュエータを作動させる温度を上回るので熱媒流体の流れを脈動流として各伝熱チューブ１２における熱伝達率を増加させたい状態がある。このような、冷却対象を冷却するために要求される熱負荷が高い状態のときには、上述の通りアクチュエータを作動させて、各伝熱チューブ１２に脈動流の熱媒流体を流すことで、伝熱効率を高めることができる。これは、定常流よりも脈動流の方が、熱媒流体の流速の増減変化の量が大きいからである。
【００７０】
ただし、定常流よりも脈動流の方が、熱交換器１１における圧力損失が高い。これは、脈動流分配においては、切替板２７が位置２、４にある場合を除いて、一部の伝熱チューブ１２の開口端が、切替板２７によって、部分的にまたは全体的に、塞がれるからである。
【００７１】
また、流体分配装置１８は、ソレノイド部２９に作動用エネルギーが供給されない非作動時には、定常流の熱媒流体を各伝熱チューブ１２に流入させる。したがって、流体分配装置１８が停止したときでも定常流の熱媒流体を各伝熱チューブ１２に流して熱交換器１１の機能を維持できる。
【００７２】
或いは、冷却対象を冷却するために要求される熱負荷が高いときに、ソレノイド部２９につながる電線が断線したり、コイル部３５で断線が生じたりする等、ソレノイド部２９が故障して、仮にソレノイドに作動用エネルギーが供給されても、プランジャ３６がこの作動用エネルギーを利用して切替板２７を駆動する動力を発生できなくなるおそれもある。
【００７３】
しかし、本実施形態の熱交換装置１０にあっては、そのような状態では、切替板２７が駆動できなくなっても、釣合バネ３１が切替板２７を中立位置に保持する。したがって、定常流の熱媒流体を各伝熱チューブ１２に流して熱交換器１１の機能を維持できる。
【００７４】
また、流体分配装置１８の停止中に、いずれかの伝熱チューブ１２の位置がずれて切替板２７の制御窓３２に挿入されてしまったとする。この場合、流体分配装置１８が起動してプランジャ３６が動力を発生しても、切替板２７が当該伝熱チューブに引っ掛かって、切替板２７が駆動できない。その結果、流体分配装置１８が故障して動作しなくなる。
【００７５】
しかし、本実施形態の熱交換装置１０にあっては、そのような状態では、切替板２７が駆動できなくなっても、切替板２７が停止時の位置、すなわち中立位置に保持される。したがって、定常流の熱媒流体を各伝熱チューブ１２に流して熱交換器１１の機能を維持できる。
【００７６】
定常流になると、脈動流よりは放熱性能が低下するが、ポンプ動力の増加なしに、すべての伝熱チューブ１２に定常流を流すことができる。したがって、発生頻度の低い高負荷運転状態を除き、オーバーヒートを生じることがない。また、定常流になると、すべての伝熱チューブ１２に熱媒流体が流れるので、どの伝熱チューブ１２も熱交換の機能を失うことがない。したがって、伝熱チューブ１２の周囲を通過する空気のうち、ある伝熱チューブ１２の近傍を通過する空気は熱媒流体と熱交換でき、ある伝熱チューブ１２の近傍を通過する空気は熱媒流体と熱交換できないという事態が発生しない。したがって、熱交換器１１を通過する空気の温度の偏りを抑えることができる。
【００７７】
上記の各効果は複数の伝熱チューブ１２を有する熱交換器１１に対して流体分配装置１８を追加するのみで済むから、熱交換装置１０が装置構成を複雑化せずに得られる。
【００７８】
しかも、流体分配装置１８は、ヘッダタンク１４に設置されているので、熱交換器１１と流体分配装置１８とを別々に設置することを要さない。よって、熱交換装置の取り付けにおいて作業性が向上し、取り付けスペースの増加も抑制できるという効果を発揮する。
【００７９】
また、流体分配装置１８は、往復変位可能で、ヘッダタンク１４内に配置された切替板２７を備え、作動時には、切替板２７がソレノイド部２９によって駆動されて変位することで、熱媒流体の流速を増減変化させて脈動流となす構成であるので、脈動流生成のための構成が切替板２７がソレノイド部２９とで済み、この点においても部品点数の増加を抑制できる。
【００８０】
さらに、切替板２７が昇降変位するに伴って、Ａ群熱交換部またはＢ群熱交換部の伝熱チューブ１２の開口端が交互に閉じられるが、全ての伝熱チューブ１２の開口端が切替板２７によって閉じられることはなく、少なくとも半数は開かれている。
【００８１】
仮に、流体分配装置１８の作動時において、全ての伝熱チューブ１２が閉じられて、そのいずれかまたは全てが再開されるなら、再開時にウォータハンマが生じるおそれがあるが、全ての伝熱チューブ１２の開口端が切替板２７によって閉じられることはないから、ウォータハンマを防止できる。
【００８２】
（第２実施形態）
第１実施形態では流体分配装置１８をヘッダタンク１４に配設しているが、これをレシーバタンク１６に配置することもできる。その例を第２実施形態として説明する。なお、多くの部分が第１実施形態と同様であるから、それらについては第１実施形態と同符号を付して説明を省略する。
【００８３】
図８に示すように、本実施形態の熱交換装置３９にあっては、流体分配装置１８を熱交換器１１のレシーバタンク１６に配置している。このため、第１実施形態とは異なり、伝熱チューブ１２からレシーバタンク１６への熱媒流体の流出が切替板４１にて通断操作される構成となっている。
【００８４】
図９に示すように、本実施形態の伝熱チューブ１２内には、仕切り用の薄板１２ａが設置されている。薄板１２ａは伝熱チューブ１２の内部を短手方向一方側と他方側とに分割している。そして、薄板１２ａは伝熱チューブ１２の内部をその長手方向に沿って均等に２分している。従って、各伝熱チューブ１２は内部に２つの流路を有している。２つの流路のうち１つは伝熱チューブ１２の短手方向の一方側に配置され、もう１つは伝熱チューブ１２の短手方向の他方側に配置される。
【００８５】
そうした各伝熱チューブ１２の片側の流路（例えば図１１において右側に位置する流路）にてＡ群熱交換部が、残余の流路（例えば図１１において左側に位置する流路）にてＢ群熱交換部が形成されている。
【００８６】
図１０に示すように、切替板４１には、２つの長方形を段違いで接続した形状の複数個の制御窓４２が設けられ、各制御窓４２間には段違い状の間隔部４３（上下端部は段差部４３ａ）が形成されている。
【００８７】
なお、図９、図１０、図１１では、見易さのために、切替板４１と伝熱チューブ１２の外側にハッチングを付している。
【００８８】
制御窓４２の横幅は伝熱チューブ１２の開口端の横幅寸法とほぼ等しい。また、２つの長方形部分の上下寸法は伝熱チューブ１２の開口端の高さ寸法のほぼ２倍である。各制御窓４２において、互いにチューブ短手方向に接続する２つの長方形は、上下方向（すなわちチューブ積層方向）に、伝熱チューブ１２の開口端の高さ寸法だけ、ずれている。
【００８９】
このため、切替板４１の上下方向の位置により、伝熱チューブ１２の開口端の開閉について、種々の状態を実現できる。
【００９０】
具体的には、切替板４１は、図１１、図１２の位置１、３に相当する中立位置において、すべての伝熱チューブ１２の開口端の全体を対応する制御窓４２に重ならせることができる。
【００９１】
また、切替板４１は、図１１、図１２の位置２に相当する上昇端にて、各伝熱チューブ１２の右側流路（すなわちＡ群熱交換部）を対応する制御窓４２に重ならせ、左側流路（すなわちＢ群熱交換部）を間隔部４３または段差部４３ａで遮ることができる。
【００９２】
また、切替板４１は、図１１、図１２の位置４に相当する下降端にて、Ｂ群熱交換部を対応する制御窓４２に重ならせ、Ａ群熱交換部を間隔部４３または段差部４３ａで遮ることができる。
【００９３】
本実施形態の熱交換装置３９は第１実施形態の熱交換装置１０と同様に使用される。その熱交換装置３９の稼働時に不図示の電子制御装置が流体分配装置１８を制御するために実行する流速操作制御処理も、第１実施形態と同様であるので、以下に概要を説明する。なお、熱交換装置３９の稼働開始時には、ソレノイド部２９のコイル部３５には通電されておらず、切替板４１は釣合バネ３１の作用によって、図１１の位置１に相当する中立位置にある。
【００９４】
なお、切替板４１がソレノイド部２９に駆動される機構は、第１実施形態で切替板２７がソレノイド部２９に駆動される機構と同じである。
【００９５】
図７に示すように、電子制御装置は、熱媒流体の温度の測定値を取得し（Ｓ１０１）、
その測定値がアクチュエータ作動設定値を上回らないときは（Ｓ１０２：Ｎｏ）、Ｓ１０１に戻る。
【００９６】
Ｓ１０１およびＳ１０２の否定判定のループが繰り返されている間、切替板４１が中立位置にあり、定常流分配が実現する。つまり、ソレノイド部２９に作動用エネルギーが供給されず、プランジャ３６がこの作動用エネルギーを利用して動力を発生できない状態では、切替板４１は中立位置に維持される。
【００９７】
定常流分配においては、すべての伝熱チューブ１２のＡ群熱交換部とＢ群熱交換部にほぼ均等に熱媒流体が流れ、その流速も変動しない。したがって、すべての伝熱チューブ１２のすべての領域を定常流の熱媒流体が流れることになる。
【００９８】
電子制御装置は、測定値がアクチュエータ作動設定値を上回るときは（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、アクチュエータ作動処理を行う。アクチュエータ作動処理を行うことで、脈動流分配に相当する第２分配が実現する。
【００９９】
アクチュエータ作動処理を行った後、電子制御装置は温度計の測定値を取得し（Ｓ１０４）、その測定値がアクチュエータ作動継続設定値を上回るか否かを判断する（Ｓ１０５）。なお、アクチュエータ作動継続設定値はアクチュエータ作動設定値と同じでもよいし、異なっていてもよい。Ｓ１０５で肯定判断ならＳ１０３に戻り、アクチュエータ作動処理を継続させる。
【０１００】
ここで、アクチュエータ作動処理の詳細について説明する。アクチュエータ作動処理（Ｓ１０３）では、ソレノイド部２９にパルス状の電流を供給して、コイル部３５のオン、オフを繰り返す。パルス状の電流の周波数およびパルスのタイミングについては、第１実施形態と同様である。
【０１０１】
アクチュエータ作動処理において、コイル部３５への通電がオンになると、コイル部３５に生じた電磁力がプランジャ部３６を引き寄せるので、これに伴って切替板４１が引き上げられ、中立位置から図１１に示す上昇端に変位する。また、釣合バネ３１は引き伸ばされる。
【０１０２】
すると、すべての伝熱チューブ１２のＢ群熱交換部側流路は切替板４１の間隔部４３および段差部４３ａによって徐々に閉鎖される。このとき、Ｂ群熱交換部側からレシーバタンク１６への熱媒流体の流出は少なくなり、切替板４１が上昇端になるとほぼ停止される。その際の流量の変化については、図６の位置１から位置２への流量変化に示す通りである。
【０１０３】
一方、すべての伝熱チューブ１２のＡ群熱交換部側流路は対応する制御窓４２の開口部４２に重なるので、Ａ群熱交換部側流路からレシーバタンク１６への熱媒流体の流れ込みは継続する。
【０１０４】
ただし、Ｂ群熱交換部の流量の低下に伴って、ヘッダタンク１４からＡ群熱交換部に流入する熱媒流体の量が増すので、Ａ群熱交換部の流量が増加する（図６の位置２を参照）。また、Ｂ群熱交換部が閉じられることによる圧力損失の増加により、熱交換器１１全体の流量は減少する。
【０１０５】
アクチュエータ作動処理において、コイル部３５への通電がオフになると、伸長させられていた釣合バネ３１の作用により切替板４１が引き下げられる。切替板４１は、図１１の位置３に相当する中立位置を通り越し、図１１の位置４に相当する下降端まで下降する。
【０１０６】
切替板４１が上昇端から下降するに伴って、すべての伝熱チューブ１２のＢ群熱交換部の開口端が徐々に開放され、中立位置では全開となる。続いて、切替板４１が中立位置から下降端に至っても、Ｂ群熱交換部のどの開口端も切替板４１によって閉じられることはなく、Ｂ群熱交換部のすべての開口端の全開が維持される。
【０１０７】
したがって、Ｂ群熱交換部の流量は徐々に回復する。また、切替板４１が中立位置からさらに下降するに伴って、Ａ群熱交換部の流量が低下するので、Ｂ群熱交換部の流量がさらに増加する（図６の位置４参照）。ただし、Ａ群熱交換部が閉じることによる圧力損失の増大により、熱交換器１１全体の流量は減少する。
【０１０８】
こうしたことにより、切替板４１が上昇端から下降端へと変位するときには、Ｂ群熱交換部の熱媒流体の流速は増加する。
【０１０９】
すべての伝熱チューブ１２のＡ群熱交換部の開口端は、切替板４１が上昇端から中立位置に変位するまでは全開が維持される。ただし、上記のようにＢ群熱交換部の流量が徐々に回復するので、それに応じてヘッダタンク１４からの流入量が減りＡ群熱交換部の流量は減少する。
【０１１０】
また、すべての伝熱チューブ１２のＡ群熱交換部の開口端は、切替板４１が中立位置から下降するに伴って徐々に閉じられ、切替板４１が下降端に達すると間隔部４３または段差部４３ａによって閉鎖される。このため、すべての伝熱チューブ１２のＡ群熱交換部からレシーバタンク１６への熱媒流体の流出は少なくなり、切替板４１が下降端になるとほぼ停止される（図６の位置４を参照）。
【０１１１】
こうしたことにより、切替板４１が上昇端から下降端へと変位するときには、すべての伝熱チューブ１２のＡ群熱交換部を流れる熱媒流体の流速は低減する。一方、すべての伝熱チューブ１２のＢ群熱交換部を流れる熱媒流体の流速は増大する。
【０１１２】
アクチュエータ作動処理において切替板４１が下降端に達した後、圧縮させられていた釣合バネ３１の作用により、切替板４１が押し上げられる。切替板４１は、図１１の位置１に相当する中立位置を通り越し、図１１の位置２に相当する上昇端まで上昇する。
【０１１３】
切替板４１が下降端から上昇するに伴って、すべての伝熱チューブ１２のＡ群熱交換部の開口端が徐々に開放され、中立位置では全開となる。続いて、切替板４１が中立位置から上昇端に至っても、Ａ群熱交換部のどの開口端も切替板４１によって閉じられることはなく、Ａ群熱交換部のすべての開口端の全開が維持される。
【０１１４】
したがって、Ａ群熱交換部の流量は徐々に回復する。また、切替板４１が中立位置からさらに上昇するに伴って、Ｂ群熱交換部の流量が低下するので、Ａ群熱交換部の流量がさらに増加する（図６の位置２参照）。ただし、Ｂ群熱交換部が閉じることによる圧力損失の増大により、熱交換器１１全体の流量は減少する。
【０１１５】
こうしたことにより、切替板４１が下降端から上昇端へと変位するときには、Ａ群熱交換部の熱媒流体の流速は増加する。
【０１１６】
すべての伝熱チューブ１２のＢ群熱交換部の開口端は、切替板４１が下降端から中立位置に変位するまでは全開が維持される。ただし、上記のようにＡ群熱交換部の流量が徐々に回復するので、それに応じてヘッダタンク１４からの流入量が減りＢ群熱交換部の流量は減少する。
【０１１７】
また、すべての伝熱チューブ１２のＢ群熱交換部の開口端は、切替板４１が中立位置から上昇するに伴って徐々に閉じられ、切替板４１が上昇端に達すると間隔部４３または段差部４３ａによって閉鎖される。このため、すべての伝熱チューブ１２のＢ群熱交換部からレシーバタンク１６への熱媒流体の流出は少なくなり、切替板４１が上昇端になるとほぼ停止される（図６の位置２を参照）。
【０１１８】
こうしたことにより、切替板４１が下降端から上昇端へと変位するときには、すべての伝熱チューブ１２のＢ群熱交換部を流れる熱媒流体の流速は低減する。一方、すべての伝熱チューブ１２のＡ群熱交換部を流れる熱媒流体の流速は増大する。
【０１１９】
このようなアクチュエータ作動処理が続くと、すなわちコイル部３５への通電のオン、オフが繰り返されると、切替板４１が上昇端と下降端との間での往復変位を繰り返す。
【０１２０】
すると、すべての伝熱チューブ１２のＡ群熱交換部を流れる熱媒流体の流速並びにＢ群熱交換部を流れる熱媒流体の流速が、それぞれ増加と減少を繰り返す。その結果、Ａ群およびＢ群の熱交換部に流入する熱媒流体の流れが脈動流となる。すなわち、脈動流分配が実現する。したがって、各伝熱チューブ１２における熱伝達率が増加する。
【０１２１】
脈動流分配にいては、上述の中立位置（位置１、３）以外の位置２、４が実現するタイミングにおいては、伝熱チューブ１２のＡ群熱交換部、Ｂ群熱交換部のうち一部が閉じられる。したがって、仮にそのようなタイミングで切替板４１が停止してしまうと、その閉じられた熱交換部を熱媒流体が流通しなくなってしまう。
【０１２２】
電子制御装置は、Ｓ１０５で否定判断のときは、アクチュエータの停止処理（Ｓ１０６）として、ソレノイド部２９への電流供給（すなわち作動用エネルギーの供給）を停止する。
【０１２３】
これにより、コイル部３５への通電が停止すれば、切替板４１にはソレノイド部２９による駆動力は作用せず、釣合バネ３１の力のみが作用する状態になる。すると、切替板４１は、上下に振動する期間が多少はあるとしても、やがては中立位置で停止する。釣合バネ３１の力は、次にアクチュエータ作動処理（Ｓ１０３）が行われるまでは、切替板４１を中立位置に保持する。
【０１２４】
切替板４１が中立位置にあれば、すべての伝熱チューブ１２のＡ群熱交換部とＢ群熱交換部にほぼ均等に熱媒流体が流れ、その流速も変動しない。したがって、定常流分配が実現し、すべての伝熱チューブ１２のＡ群熱交換部およびＢ群熱交換部に定常流が流れる。これにより、各伝熱チューブ１２での圧力損失が低減される。
【０１２５】
また、ソレノイド部２９が故障して、仮にソレノイドに作動用エネルギーが供給されても、プランジャ３６がこの作動用エネルギーを利用して切替板４１を駆動する動力を発生できなくなるおそれがある。そのような場合でも、釣合バネ３１が切替板４１を中立位置に保持する。したがって、定常流の熱媒流体をすべての伝熱チューブ１２のすべての群の熱交換部に流して熱交換器１１の機能を維持できる。
【０１２６】
また、流体分配装置１８の停止中に、いずれかの伝熱チューブ１２の位置がずれて切替板２７の制御窓３２に挿入されてしまったとする。この場合、流体分配装置１８が起動してプランジャ３６が動力を発生しても、切替板２７が当該伝熱チューブに引っ掛かって、切替板２７が駆動できない。その結果、流体分配装置１８が故障して動作しなくなる。
【０１２７】
しかし、本実施形態の熱交換装置３９にあっては、そのような状態では、切替板２７が駆動できなくなっても、切替板２７が停止時の位置、すなわち中立位置に保持される。したがって、定常流の熱媒流体を各伝熱チューブ１２に流して熱交換器１１の機能を維持できる。
【０１２８】
また、コイル部３５への通電が停止した場合にすべての伝熱チューブ１２のＡ群熱交換部とＢ群熱交換部に定常流が流れることによる効果は、第１実施形態で同様の場合にすべての伝熱チューブ１２に定常流が流れることによる効果と、同等である。また、取り付けスペースの増加抑制、部品点数の増加抑制、ウォータハンマの防止に関しても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２９】
また、アクチュエータ作動処理（Ｓ１０３）によって、Ａ群熱交換部とＢ群熱交換部とで交互に熱媒流体の流量を低下させ一時的にはほぼ停止させるので、熱媒流体の流量が低下ないしは停止した側では外気との温度差が縮まり、伝熱効率が若干は低下する。
【０１３０】
しかし、残余の側では熱媒流体は良好に流れているので、熱媒流体の流量が低下ないしは停止した側の伝熱チューブ１２およびコルゲートフィン１３には、残余側からの熱伝導があるので外気との温度差の縮小の程度は小さくとどまる。これは、各伝熱チューブ１２において、Ａ群熱交換部を囲む部材とＢ群熱交換部を囲む部材が直接接触しており、かつ、Ａ群熱交換部を囲む部材とＢ群熱交換部を囲む部材が同じコルゲートフィン１３に接触しているからである。このようになっていることで、本実施形態の熱交換装置３９の熱交換性能は、第１実施形態の熱交換装置１０の熱交換性能を上回る。
【０１３１】
また、熱交換のための大気の流れは各伝熱チューブ１２の長手方向および積層方向に直交する方向に沿っているので、伝熱チューブ１２およびコルゲートフィン１３については、熱媒流体の流量が低下ないしは停止した側も含めて、広範囲の表面積を熱交換のために有効利用できる。
【０１３２】
（第３実施形態）
第１実施形態では熱交換部をＡ、Ｂの２群に分けているが、群数を多くすることも可能である。熱交換部を３群に分ける例を第３実施形態として説明する。なお、多くの部分が第１実施形態または第２実施形態と同様であるから、それらについては第１実施形態または第２実施形態と同符号を付して説明を省略する。
【０１３３】
図１３に示すように、本実施形態の熱交換装置４７では、第１実施形態と同様に流体分配装置１８が熱交換器１１のヘッダタンク１４に配置されている。この熱交換器１１にあっては、伝熱チューブ１２が３群に分かれている。
【０１３４】
図１３、図１４に示すように、各伝熱チューブ１２は、それが配置された位置によって、図中で上から順にＡ群、Ｂ群、Ｃ群に巡回的に群分けされている。図１４に示すのは、３本の伝熱チューブ１２だけであるが、それらの下方に配された図示されない伝熱チューブ１２も順に、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ａ、Ｂ、Ｃ・・・と巡回的に群分けされている。すなわち、Ａ群に振り分けられたすべての伝熱チューブ１２にてＡ群熱交換部が、Ｂ群に振り分けられたすべての伝熱チューブ１２にてＢ群熱交換部が、Ｃ群に振り分けられたすべての伝熱チューブ１２にてＣ群熱交換部が、それぞれ形成されている。
【０１３５】
流体分配装置１８が切替板５１、ソレノイド部２９、釣合バネ３１、保持軸３７、バネ受部３８等で構成されており、ソレノイド部２９がコイル部３５、プランジャ部３６で構成されている点は、第１実施形態と同様である。
【０１３６】
ただし、第１、第２実施形態のソレノイド部２９がプル型ソレノイドであったのに対し、本実施形態のソレノイド部２９はプッシュ型ソレノイドである。したがって、本実施形態では、ソレノイド部２９のコイル部３５への通電をオンにしたときに、プランジャ部３６の下端がコイル部３５から下に突き出されて切替板５１が下降方向に駆動される。
【０１３７】
また、図１５に示すように、切替板５１に設けられている制御窓５２、５３、５４、５５、５６、５７の形状と配置は、第１実施形態とは異なる。これは、Ａ、ＢおよびＣ群熱交換部における熱媒流体の流れを切替板５１にて通断操作するためである。
【０１３８】
図１５に示すのは、制御窓５２、５３、５４、５５、５６、５７が上から順に各１つのみであるが、それらの図示しない下方にも、制御窓５２、５３、５４、５５、５６、５７を１組としたものが繰り返して配置されている。
【０１３９】
なお、図１４、図１５、図１６では、見易さのために、切替板５１と伝熱チューブ１２の外側にハッチングを付している。
【０１４０】
各制御窓５２、５３、５４、５５、５６、５７は長方形で、切替板５１の幅方向（すなわち伝熱チューブ１２の短手方向）に添った長辺の長さは、伝熱チューブ１２の開口端の横幅寸法（すなわち、短手方向の寸法）とほぼ等しい。
【０１４１】
切替板５１の長手方向（すなわち伝熱チューブ１２の積層方向）に沿った短辺の長さは、制御窓５２、５４が伝熱チューブ１２の開口端の高さ寸法とほぼ等しく、制御窓５３、５５、５７が伝熱チューブ１２の開口端の高さ寸法のほぼ３倍であり、制御窓５６が伝熱チューブ１２の開口端の高さ寸法のほぼ４倍である。
【０１４２】
制御窓５２、５３、５４、５５、５６、５７同士の間隔は、伝熱チューブ１２の開口端の高さ寸法とほぼ等しい。また、１組を構成する制御窓５２、５３、５４、５５、５６、５７と次の１組との間隔、つまり上の組の制御窓５７と下の組の制御窓５２との間隔は、伝熱チューブ１２の開口端の高さ寸法のほぼ４倍である。
【０１４３】
ソレノイド部２９がオフのときに釣合バネ３１が切替板５１を中立位置（図１６の位置１、７）に保持することで、定常流分配および定常流が実現するのは、第１実施形態と同様である。その中立位置ではＡ群の伝熱チューブ１２が制御窓５３の中央部に重なり、Ｂ群の伝熱チューブ１２が制御窓５５の下側１／３の部分に重なり、Ｃ群の伝熱チューブ１２を制御窓５７の上側１／３の部分に重なる。切替板５１は、中立位置を中心として、下降端（図１６の位置４）と上昇端（図１６の位置１０）との間で往復変位可能である。
【０１４４】
本実施形態の熱交換装置４７は第１実施形態の熱交換装置１０と同様に使用される。その熱交換装置４７の稼働時に不図示の電子制御装置が流体分配装置１８を制御するために実行する流速操作制御処理も、第１実施形態と同様であるので、以下に概要を説明する。なお、熱交換装置４７の稼働開始時には、ソレノイド部２９のコイル部３５には通電されておらず、切替板５１は釣合バネ３１の作用によって、中立位置にある。
【０１４５】
図７に示すように、電子制御装置は、熱媒流体の温度の測定値を取得し（Ｓ１０１）、その測定値がアクチュエータ作動設定値を上回らないときは（Ｓ１０２：Ｎｏ）、Ｓ１０１に戻る。
【０１４６】
Ｓ１０１およびＳ１０２の否定判定のループが繰り返されている間、切替板５１が中立位置にあり、定常流分配が実現する。定常流分配においては、Ａ群熱交換部、Ｂ群熱交換部、Ｂ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２にほぼ均等に熱媒流体が流れ、その流速も変動しない。したがって、すべての伝熱チューブ１２のすべての領域を定常流の熱媒流体が流れることになる。
【０１４７】
一方、測定値がアクチュエータ作動設定値を上回るなら（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、アクチュエータ作動処理を行う（Ｓ１０３）。アクチュエータ作動処理を行うことで、脈動流分配に相当する第２分配が実現する。
【０１４８】
アクチュエータ作動処理を行った後、電子制御装置は温度計の測定値を取得し（Ｓ１０４）、その測定値がアクチュエータ作動継続設定値を上回るか否かを判断する（Ｓ１０５）。なお、アクチュエータ作動継続設定値はアクチュエータ作動設定値と同じでもよいし、異なっていてもよい。Ｓ１０５で肯定判断ならＳ１０３に戻り、アクチュエータ作動処理を継続させる。
【０１４９】
ここで、アクチュエータ作動処理の詳細について説明する。アクチュエータ作動処理においては、電子制御装置が、ソレノイド部２９にパルス状の電流を供給して、コイル部３５のオン、オフを繰り返す。パルス状の電流の周波数については上述のとおりである。
【０１５０】
コイル部３５への通電がオンになると、コイル部３５に生じた電磁力がプランジャ部３６を突き出す。これに伴って切替板５１が押し下げられ、中立位置から図１６の位置２、３を経て位置４の下降端へと変位する。この際に釣合バネ３１は圧縮変形させられる。
【０１５１】
すると、位置３の段階で、Ａ群のすべての伝熱チューブ１２の開口端は対向する制御窓５２と制御窓５３との間隔部分で一旦遮られ、位置４の下降端で制御窓５２に重なる。
【０１５２】
Ｂ群のすべての伝熱チューブ１２の開口端は、切替板５１が位置２、３と移動するにつれて、制御窓５５に対して上へと相対移動し、位置値４の下降端で、制御窓５５から外れて、制御窓５４と制御窓５５との間隔部分で遮られる。
【０１５３】
Ｃ群のすべての伝熱チューブ１２の開口端は、切替板５１が位置２に至ると制御窓５６と制御窓５７との間隔部分で一旦遮られ、その後、切替板５１が位置４の下降端に至ると、制御窓５６に重なる。
【０１５４】
切替板５１が下降端に位置した後にコイル部３５への通電がオフになる。すると、圧縮させられていた釣合バネ３１の作用により切替板５１が押し上げられる。切替板５１は、下降端から位置５、６、７（中立位置）、８、９を通り越して位置１０の上昇端まで上昇する。釣合バネ３１は、切替板５１が中立位置を越えると伸長変形する。
【０１５５】
すると、Ａ群のすべての伝熱チューブ１２の開口端は、切替板５１が位置５に至ると制御窓５２と制御窓５３との間隔部分で一旦遮られる。次にこれら開口端は、切替板５１が位置６、７、８と移動すると制御窓５３に重なる。次にこれら開口端は、切替板５１が位置９に至ると制御窓５３と制御窓５４との間隔部分で一旦遮られる。次にこれら開口端は、切替板５１が位置１０の上昇端に至ると制御窓５４に重なる。
【０１５６】
Ｂ群のすべての伝熱チューブ１２の開口端は、切替板５１が位置５、６、７（中立位置）を移動する間、制御窓５５に重なると共に制御窓５５内を下へと相対移動する。次にこれら開口端は、切替板５１が位置８に至ると、制御窓５５と制御窓５６との間隔部分で一旦遮られる。次にこれら開口端は、切替板５１が位置９、１０（上昇端）を移動する間、制御窓５６に重なる。
【０１５７】
Ｃ群のすべての伝熱チューブ１２の開口端は、切替板５１が位置４、５を移動する間に制御窓５６に重なる。次にこれら開口端は、切替板５１が位置６に至ると、制御窓５６と制御窓５７との間隔部分で一旦遮られる。次にこれら開口端は、切替板５１が位置７、８、９を移動する間、制御窓５７に重なる。次にこれら開口端は、切替板５１が位置１０（上昇端）に至ると、制御窓５７の下側の間隔部分で遮られる。
【０１５８】
切替板５１が位置１０の上昇端に達した後には、切替板５１の上昇に伴って伸長変形していた釣合バネ３１の復元力が切替板５１を中立位置に引き戻す力として作用する。そのため、切替板５１は、位置１０（上昇端）から位置１１、１２、１（中立位置）、２、３を通り超して位置４の下降端まで下降する。釣合バネ３１は、切替板５１が中立位置（位置１）を越えると縮小変形する。
【０１５９】
すると、Ａ群のすべての伝熱チューブ１２の開口端は、切替板５１が位置１１に至ると、制御窓５３と制御窓５４との間隔部分で一旦遮られる。次にこれら開口端は、切替板５１が位置１２、１、２を移動する間、制御窓５３と重なる。次にこれら開口端は、切替板５１が位置３を移動する間、制御窓５３と重なる。次にこれら開口端は、切替板５１が位置３に至ると、制御窓５２と制御窓５３との間隔部分で一旦遮られる。次にこれら開口端は、切替板５１が位置４の下降端に至ると制御窓５２に重なる。
【０１６０】
Ｂ群のすべての伝熱チューブ１２の開口端は、切替板５１が位置１０、１１を通る間は、制御窓５６に重なる。次にこれら開口端は、切替板５１が位置１２に至ると制御窓５５と制御窓５６との間隔部分で一旦遮られる。次にこれら開口端は、切替板５１が位置１、２、３を移動する間、制御窓５５と重なる。次にこれら開口端は、切替板５１が下降端（位置４）に至ると、制御窓５４と制御窓５５との間隔部分で遮られる。
【０１６１】
Ｃ群のすべての伝熱チューブ１２の開口端は、切替板５１が位置１０にあって切替板５１に遮られていた状態から、切替板５１が位置１１、１２、１を移動する間、制御窓５７に重なる。次にこれら開口端は、切替板５１が位置２に至ると制御窓５６と制御窓５７との間隔部分で一旦遮られる。次にこれら開口端は、切替板５１が位置３、４を通る間、制御窓５６に重なる。
【０１６２】
なお、切替位置が上昇端（位置１０）となる時点から、中立位置（位置１）を経て下降端（位置４）に至る時点よりも前の時点までの期間のうち、いずれかのタイミングで、電子制御装置がコイル部３５への通電をオンとする。これにより、コイル部３５にパルス状の電流が供給され、コイル部３５がプランジャ部３６の下端を下に押し出すことで、切替板５１が釣合バネ３１の復元力に抗して下降端に至ることができる。
【０１６３】
このようなアクチュエータ作動処理が続くと、すなわちコイル部３５への通電のオン、オフの繰り返しが継続されると、切替板５１が上昇端と下降端との間での往復変位を繰り返す。これにより、Ａ、Ｂ、Ｃ各群の伝熱チューブ１２の開口端が、異なるタイミングで周期的に開閉する。その開閉の変化を図１７に示す。図１７の表示形式は、図６と同じである。
【０１６４】
その結果、すべての伝熱チューブ１２に流入する熱媒流体の流れが脈動流となるので、各伝熱チューブ１２における熱伝達率が増加する。この脈動流が、第２種の流れに相当する。
【０１６５】
脈動流分配にいては、上述の中立位置（位置１、７）以外の位置２、３、４、５、６、８、９、１０、１１、１２が実現するタイミングにおいては、伝熱チューブ１２のうち一部が閉じられる。したがって、仮にそのようなタイミングで切替板５１が停止してしまうと、その閉じられた伝熱チューブ１２を熱媒流体が流通しなくなってしまう。
【０１６６】
電子制御装置は、Ｓ１０５で否定判断のときは、アクチュエータの停止処理（Ｓ１０６）として、ソレノイド部２９への電流供給を停止する。すると、プランジャ３６が作動用エネルギー（電力）を利用して動力を発生できない状態となる。これにより、コイル部３５への通電が停止すれば、切替板５１にはソレノイド部２９による駆動力は作用せず、釣合バネ３１の力のみが作用する状態になる。すると、切替板５１は、上下に振動する期間が多少はあるとしても、やがては中立位置で停止する。釣合バネ３１の力は、次にアクチュエータ作動処理（Ｓ１０３）が行われるまでは、切替板５１を中立位置に保持する。
【０１６７】
切替板４１が中立位置にあれば、Ａ群熱交換部、Ｂ群熱交換部、およびＣ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２にほぼ均等に熱媒流体が流れ、その流速も変動しない。したがって、定常流分配が実現し、Ａ群熱交換部、Ｂ群熱交換部、およびＣ群熱交換部のすべての伝熱チューブ１２に定常流が流れる。これにより、各伝熱チューブ１２での圧力損失が低減される。この定常流が第１種の流れに相当する。
【０１６８】
アクチュエータ作動処理（Ｓ１０３）により切替板５１が上昇端と下降端との間での往復変位を繰り返すと、上に述べたとおり、Ａ、Ｂ、Ｃ各群の伝熱チューブ１２の開口端が開閉される。それにより、Ａ、Ｂ、Ｃ各群の伝熱チューブ１２の熱媒流体の流量が増減変化する。その変化は、図１８に示すとおりである。
【０１６９】
アクチュエータ作動処理（Ｓ１０３）により、Ａ熱交換部、Ｂ熱交換部およびＣ熱交換部の熱媒流体の流量が増減変化し、それに伴って熱媒流体の流速が増減変化するから、各伝熱チューブ１２を通過する熱媒流体の流れが脈動流となる。これにより、熱交換器１１の伝熱効率が向上する。
【０１７０】
ソレノイド部２９をオフにすれば、切替板５１にはソレノイド部２９による駆動力は作用せず、釣合バネ３１の力のみが作用する状態になり、切替板５１は中立位置に停止される。切替板５１が中立位置にあれば、Ａ、Ｂ、Ｃ各群熱交換部の伝熱チューブ１２にほぼ均等に熱媒流体が流れ、その流速も変動しない。したがって、各伝熱チューブ１２を定常流の熱媒流体が流れることになり、各伝熱チューブ１２での圧力損失が低減される。
【０１７１】
また、ソレノイド部２９が故障して、仮にソレノイドに作動用エネルギーが供給されても、プランジャ３６がこの作動用エネルギーを利用して切替板５１を駆動する動力を発生できなくなるおそれがある。そのような場合でも、釣合バネ３１が切替板５１を中立位置に保持する。したがって、定常流の熱媒流体をすべての伝熱チューブ１２に流して熱交換器１１の機能を維持できる。
【０１７２】
また、流体分配装置１８の停止中に、いずれかの伝熱チューブ１２の位置がずれて切替板２７の制御窓３２に挿入されてしまったとする。この場合、流体分配装置１８が起動してプランジャ３６が動力を発生しても、切替板２７が当該伝熱チューブに引っ掛かって、切替板２７が駆動できない。その結果、流体分配装置１８が故障して動作しなくなる。
【０１７３】
しかし、本実施形態の熱交換装置４７にあっては、そのような状態では、切替板２７が駆動できなくなっても、切替板２７が停止時の位置、すなわち中立位置に保持される。したがって、定常流の熱媒流体を各伝熱チューブ１２に流して熱交換器１１の機能を維持できる。
【０１７４】
また、コイル部３５への通電が停止した場合にすべての伝熱チューブ１２に定常流が流れることによる効果は、第１実施形態で同様の場合にすべての伝熱チューブ１２に定常流が流れることによる効果と、同等である。また、取り付けスペースの増加抑制、部品点数の増加抑制、ウォータハンマの防止に関しても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１７５】
また、本実施形態では伝熱チューブ１２をＡ、Ｂ、Ｃの３群に分けているので、図１８にも示すように、アクチュエータ作動処理（Ｓ１０３）の実行時における熱交換器１１の合計流量の変動が小さくなっている。そのため、アクチュエータ作動処理（Ｓ１０３）によって熱媒流体を脈動流としたときの全体の圧力損失を小さくできている。
【０１７６】
（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。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。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。特に、ある量について複数個の値が例示されている場合、特に別記した場合および原理的に明らかに不可能な場合を除き、それら複数個の値の間の値を採用することも可能である。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、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形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。また、本発明は、上記各実施形態に対する以下のような変形例も許容される。なお、以下の変形例は、それぞれ独立に、上記実施形態に適用および不適用を選択できる。すなわち、以下の変形例のうち任意の組み合わせを、上記実施形態に適用することができる。
【０１７７】
例えば、実施形態の流速操作制御では熱媒流体の温度に基づいてアクチュエータの作動を制御しているが、熱媒流体の温度以外にも、冷却対象の温度や発熱量等に基づいてアクチュエータの作動を制御してもよい。また、車両の場合はアクセル開度、車速とトルク等に基づいてアクチュエータの作動を制御してもよい。
【０１７８】
また、各実施形態では複数のチューブを１群として熱交換部を構成しているが、チューブ１本にて１つの熱交換部としてもよい。
【０１７９】
さらに、各実施形態では往復変位可能な切替板２７、４１、５１を変位部材として用いているが、その他の構成、例えばタイミングベルトのように、循環的に変位する変位部材を用いることも可能である。
【０１８０】
なお、各実施形態ではフィンチューブ式の熱交換器を説明しているが、他の方式、例えばシェルアンドチューブ式、プレート式等の熱交換器に本発明を適用することも可能である。
【０１８１】
上記第１、第３実施形態では、流体分配装置１８がヘッダタンク１４に配設され、上記第２実施形態では、流体分配装置１８がレシーバタンク１６に配設されている。しかし、逆に、第１、第３実施形態で流体分配装置１８がレシーバタンク１６に配設され、第２実施形態で流体分配装置１８がヘッダタンク１４に配設されていてもよい。なお流体分配装置１８がヘッダタンク１４に配置されている場合は、レシーバタンク１６に配設されている場合に比べ、切替板のシール性が高くなる。
【０１８２】
これは、流体分配装置１８がヘッダタンク１４に配置される場合は、熱媒流体の流れにおいて切替板が伝熱チューブ１２の入口側の開口端よりも上流側にあるからである。このようになっていることで、熱媒流体によって切替板が伝熱チューブ１２の入口側の開口端側に付勢されるので、切替板による当該開口端のシール性が高くなる。一方、流体分配装置１８がレシーバタンク１６に配置される場合は、熱媒流体の流れにおいて切替板が伝熱チューブ１２の出口側の開口端よりも下流側にある。
【符号の説明】
【０１８３】
１０、３９、４７      熱交換装置
１１                  熱交換器
１２                  伝熱チューブ（熱交換部）
１４                  ヘッダタンク
１６                  レシーバタンク
１８                  流体分配装置
２７、４１、５１      切替板（変位部材）
２９                  ソレノイド部
３１                  釣合バネ
３５                  コイル部
３６                  プランジャ部
３７                  保持軸
３８                  バネ受部
【図１】
2018119699.tif 000003
【図２】
2018119699.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018119699.tif 000009
【図８】
2018119699.tif 000010
【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】
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【図１５】
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【図１６】
2018119699.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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