(57)【要約】【課題】被冷却流体通路内に被冷却流体側フィンを配設した沸騰冷却式熱交換器において、局所的なバーンアウトの発生を抑制すること。【解決手段】被冷却流体通路２１の上流部２１ａに対応する冷媒通路２４内の領域であり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂとなる領域に冷媒側フィン３１を配設するとともに、隔壁１９における被冷却流体側フィン３０がろう材によりろう付けされた部位に対し、隔壁１９における冷媒側フィン３１がろう材によりろう付けされた部位を重合させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却流体が流れる被冷却流体通路と前記被冷却流体を冷却する冷媒が流れる冷媒通路とを区画する隔壁と、前記被冷却流体通路に配設される被冷却流体側フィンとを備えた沸騰冷却式熱交換器であって、
前記隔壁における熱流束と前記冷媒の限界熱流束との関係に基づいて定められる前記冷媒通路内の領域に冷媒側フィンが配設されるとともに、前記被冷却流体側フィン及び前記冷媒側フィンは立設部を有し、
前記冷媒通路内の前記領域において、前記被冷却流体側フィンの立設部における前記隔壁側端部に対応する位置に、前記冷媒側フィンの立設部における前記隔壁側端部が位置するように前記冷媒側フィンが配設されていることを特徴とする沸騰冷却式熱交換器。
【請求項２】
前記被冷却流体通路における前記被冷却流体の流通方向の上流部に対応する前記冷媒通路内の領域に前記冷媒側フィンが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の沸騰冷却式熱交換器。
【請求項３】
前記冷媒通路における前記冷媒の流通方向の下流部に冷媒側フィンが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の沸騰冷却式熱交換器。
【請求項４】
前記被冷却流体の流通方向と前記冷媒の流通方向とが交差するように、前記被冷却流体通路と前記冷媒通路とが並設されるとともに、
前記被冷却流体通路の上流部に対応する前記冷媒通路内の領域であり、且つ前記冷媒通路の下流部となる領域に冷媒側フィンが配設されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の沸騰冷却式熱交換器。
【請求項５】
前記隔壁における熱流束と前記冷媒の限界熱流束との関係に基づいて定められる前記冷媒通路内の領域は、前記隔壁における熱流束が前記冷媒の限界熱流束よりも大きくなる前記冷媒通路内の領域であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の沸騰冷却式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰冷却式熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、沸騰冷却装置の熱交換器は、被冷却流体が流れる被冷却流体通路と、被冷却流体を冷却する液冷媒が流れる冷媒通路とを有するとともに、被冷却流体通路と冷媒通路とは隔壁を介して熱交換可能になっている。そして、熱交換器では、冷媒通路を流れる液冷媒が被冷却流体によって加熱された隔壁を除熱して加熱され、隔壁における伝熱面の温度が液冷媒の飽和温度を越えると、隔壁の壁面において気泡の発生及び離脱が繰り返される核沸騰が始まる。この核沸騰による沸騰気化潜熱を利用して、被冷却流体通路を流れる被冷却流体が冷却される。このような沸騰冷却装置の熱交換器が、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１の排ガス用熱交換器は、プレートフィン型の排ガス用熱交換器である。この排ガス用熱交換器は、両側を一対のスペーサーバーで閉塞した二枚のチューブプレート（隔壁）の間に、伝熱面積を増やすために波形フィンを挟み込んで形成した流体通路を必要段数積層してなる。そして、排ガス用熱交換器では、高温流体（被冷却流体）と低温流体（液冷媒）とが隣接する側面から別々の流体通路に流入し、高温流体と低温流体とがチューブプレート及び波形フィンを介して熱交換されるとともに、沸騰冷却が行われるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平３−７９０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の排ガス用熱交換器では、高温流体が流れる流体通路内において、チューブプレートにおける波形フィンとの接触部の熱流束が局所的に上昇する。すると、低温流体が流れる流体通路内において、局所的に熱流束が上昇した上記接触部と対応する位置では、低温流体の沸騰が激しくなり、チューブプレートが気泡膜で覆われる膜沸騰へと移行してバーンアウトが発生しやすくなる。そして、バーンアウトが発生すると、低温流体が流れる流体通路内において、上記接触部と対応する位置で乾きが生じるとともに、熱交換器の冷却性能が低下してしまう。
【０００６】
また、特許文献１の排ガス用熱交換器では、低温流体が流れる流体通路内に波形フィンが配設されているが、バーンアウトの発生を抑制することについては何ら言及されていない。
【０００７】
本発明の目的は、被冷却流体通路内に被冷却流体側フィンを配設した沸騰冷却式熱交換器において、局所的なバーンアウトの発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被冷却流体が流れる被冷却流体通路と前記被冷却流体を冷却する冷媒が流れる冷媒通路とを区画する隔壁と、前記被冷却流体通路に配設される被冷却流体側フィンとを備えた沸騰冷却式熱交換器であって、前記隔壁における熱流束と前記冷媒の限界熱流束との関係に基づいて定められる前記冷媒通路内の領域に冷媒側フィンが配設されるとともに、前記被冷却流体側フィン及び前記冷媒側フィンは立設部を有し、前記冷媒通路内の前記領域において、前記被冷却流体側フィンの立設部における前記隔壁側端部に対応する位置に、前記冷媒側フィンの立設部における前記隔壁側端部が位置するように前記冷媒側フィンが配設されていることを要旨とする。
【０００９】
この発明によれば、局所的に熱流束が上昇しやすい被冷却流体側フィンの立設部における隔壁側端部に対応する位置に対し、冷媒側フィンの立設部における隔壁側端部が位置するように、冷媒側フィンが冷媒通路内に配設されている。このため、隔壁において、被冷却流体側フィンの立設部における隔壁側端部と接触する部位の熱が冷媒側フィンに分散され、隔壁において、被冷却流体側フィンの立設部における隔壁側端部と接触する部位の熱流束の上昇を抑えることができる。よって、隔壁において、被冷却流体側フィンの立設部における隔壁側端部と接触する部位の熱流束が、冷媒の限界熱流束以上となることを抑制することができ、その結果、被冷却流体通路内に被冷却流体側フィンを配設した沸騰冷却式熱交換器において、局所的なバーンアウトの発生を抑制することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記被冷却流体通路における前記被冷却流体の流通方向の上流部に対応する前記冷媒通路内の領域に前記冷媒側フィンが配設されていることを要旨とする。
【００１１】
被冷却流体通路の上流部では、被冷却流体が被冷却流体通路内に流入して間もないことから被冷却流体が高温である。このため、隔壁において、被冷却流体通路の上流部での被冷却流体側フィンの立設部における隔壁側端部と接触する部位の熱流束は、被冷却流体通路の下流部での被冷却流体側フィンの立設部における隔壁側端部と接触する部位の熱流束に比べて上昇しやすい。
【００１２】
本発明では、被冷却流体側フィンの立設部における隔壁側端部と接触する部位の熱流束が局所的に上昇しやすい被冷却流体通路における被冷却流体の流通方向の上流部に対応する冷媒通路内の領域に冷媒側フィンが配設されている。このため、隔壁において、被冷却流体側フィンの立設部における隔壁側端部と接触する部位の熱が冷媒側フィンに分散され、被冷却流体通路の上流部での被冷却流体側フィンの立設部における隔壁側端部と接触する部位の熱流束の上昇を抑えることができる。よって、被冷却流体通路の上流部において、被冷却流体側フィンの立設部における隔壁側端部と接触する部位の熱流束が、冷媒の限界熱流束以上となることを抑制することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記冷媒通路における前記冷媒の流通方向の下流部に冷媒側フィンが配設されていることを要旨とする。
冷媒通路内を流れる冷媒は、冷媒通路の上流部から下流部に向かって流れる間に被冷却流体との熱交換により加熱されて沸騰し、冷媒内には気泡が混合した状態となる。そして、気泡は、冷媒通路の下流部に行くにしたがって大きくなったり、数が増えたりするため、冷媒通路の下流部における冷媒の限界熱流束が、冷媒通路の上流部における冷媒の限界熱流束よりも小さくなる。
【００１４】
本発明では、冷媒の限界熱流束が小さくなる冷媒通路の下流部において、冷媒側フィンが配設されている。このため、冷媒の限界熱流束が小さくなる冷媒通路の下流部に対応する被冷却流体通路内の領域に配設された被冷却流体側フィンの立設部における隔壁側端部と接触する部位の熱が冷媒側フィンに分散され、熱流束を抑えることができる。よって、冷媒の限界熱流束が小さくなる冷媒通路の下流部に対応する被冷却流体通路内の領域に配設された被冷却流体側フィンの立設部における隔壁側端部と接触する部位の熱流束が、冷媒の限界熱流束以上となることを抑制することができる。その結果、冷媒の限界熱流束が小さくなる冷媒通路の下流部の隔壁であっても、バーンアウトの発生を抑制することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記被冷却流体の流通方向と前記冷媒の流通方向とが交差するように、前記被冷却流体通路と前記冷媒通路とが並設されるとともに、前記被冷却流体通路の上流部に対応する前記冷媒通路内の領域であり、且つ前記冷媒通路の下流部となる領域に冷媒側フィンが配設されていることを要旨とする。
【００１６】
被冷却流体通路の上流部では被冷却流体は高温であるため、隔壁において、被冷却流体通路の上流部での被冷却流体側フィンの立設部における隔壁側端部と接触する部位の熱流束が上昇しやすく、且つ冷媒通路の下流部では気泡の数が多いため、冷媒通路の下流部における冷媒の限界熱流束が小さくなる。
【００１７】
本発明では、この被冷却流体通路の上流部に対応する冷媒通路内の領域であり、且つ冷媒通路の下流部となる領域に冷媒側フィンが配設されているため、隔壁において、被冷却流体側フィンの立設部における隔壁側端部と接触する部位の熱が冷媒側フィン全体に分散され、熱流束を抑えることができる。その結果、冷媒の限界熱流束が小さくなっても、隔壁において、被冷却流体側フィンの立設部における隔壁側端部と接触する部位の熱流束が、冷媒の限界熱流束以上となることを抑制することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記隔壁における熱流束と前記冷媒の限界熱流束との関係に基づいて定められる前記冷媒通路内の領域は、前記隔壁における熱流束が前記冷媒の限界熱流束よりも大きくなる前記冷媒通路内の領域であることを要旨とする。
【００１９】
この発明によれば、隔壁において、被冷却流体側フィンの立設部における隔壁側端部と接触する部位の熱流束が、冷媒の限界熱流束以上となることを抑制することができ、その結果、被冷却流体通路内に被冷却流体側フィンを配設した沸騰冷却式熱交換器において、局所的なバーンアウトの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、被冷却流体通路内に被冷却流体側フィンを配設した沸騰冷却式熱交換器において、局所的なバーンアウトの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態における沸騰冷却式熱交換器の概略斜視図。
【図２】熱交換器における熱交換部の分解斜視図。
【図３】被冷却流体側フィン及び冷媒側フィンの部分縦断面図。
【図４】被冷却流体通路の流通方向における位置と熱流束との関係を示すグラフ。
【図５】別の実施形態における熱交換部の一部を示す分解斜視図。
【図６】別の実施形態における被冷却流体側フィン及び冷媒側フィンの部分縦断面図。
【図７】別の実施形態における沸騰冷却式熱交換器の概略斜視図。
【図８】別の実施形態における熱交換部の一部分を示す分解斜視図。
【図９】別の実施形態における熱交換部の一部分を示す分解斜視図。
【図１０】別の実施形態における熱交換部の一部分を示す分解斜視図。
【図１１】別の実施形態における被冷却流体側フィン及び冷媒側フィンの部分縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を車両の排気ガス再循環装置（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）におけるＥＧＲガスの沸騰冷却装置（ＥＧＲクーラ）の沸騰冷却式熱交換器（以下、単に「熱交換器」と記載する）に具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。この排気ガス再循環装置の熱交換器１１は、被冷却流体としてのＥＧＲガスと冷媒としての水（液冷媒）とで熱交換させ、水の一部を沸騰させてＥＧＲガスを冷却する。なお、以下の説明において、「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」をいう場合は、特に説明がない限り、図１において矢印で示す「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」をいうものとする。
【００２３】
図１に示すように、熱交換器１１の外郭をなす略四角箱状のハウジング１１ａ内には、熱交換部１２が収容されている。ハウジング１１ａ内において、熱交換部１２よりも前方（一方）側には被冷却流体導入部１４が設けられるとともに、熱交換部１２よりも後方（他方）側には被冷却流体排出部１５が設けられている。
【００２４】
ハウジング１１ａの前端面（一端面）には、ＥＧＲガスを被冷却流体導入部１４に導入するための導入配管１６が接続されるとともに、ハウジング１１ａの後端面（他端面）には、ＥＧＲガスを被冷却流体排出部１５から排出するための排出配管１７が接続されている。熱交換器１１は、導入配管１６がＥＧＲ通路入口側に連結されるとともに、排出配管１７がＥＧＲ通路出口側に連結されて使用される。
【００２５】
ハウジング１１ａの左端面（一端面と他端面とに挟まれた端面）には、水をハウジング１１ａ内の熱交換部１２に導入するための冷媒導入配管２２の一端２２ａが接続されている。また、ハウジング１１ａの右端面（一端面と他端面とに挟まれた端面）には、熱交換部１２から水を排出するための冷媒排出配管２３の一端２３ａが接続されている。
【００２６】
熱交換部１２は、図２に示すように、両側を一対のスペーサーバー２０で閉塞した平板状の二枚の隔壁１９の間に被冷却流体側フィン３０を挟み込んで形成される複数（本実施形態では３つ）の通路区画体１８と、この通路区画体１８同士の間に挟み込まれる冷媒側フィン３１とが複数積層されて形成されている。また、図１に示すように、熱交換部１２は、各通路区画体１８の前方（一方）の開口端に接合された前壁１３ａと、後方（他方）の開口端に接合された後壁１３ｂとを備えている。
【００２７】
各通路区画体１８は、前方の開口が被冷却流体導入部１４側に位置するとともに、後方の開口が被冷却流体排出部１５側に位置するように配置されている。前壁１３ａには、被冷却流体導入部１４と各通路区画体１８における前方の開口とを連通させる長孔１３ｅが、各通路区画体１８と対応する部位に形成されている。また、後壁１３ｂには、被冷却流体排出部１５と各通路区画体１８における後方の開口とを連通させる長孔（図示せず）が、各通路区画体１８と対応する部位に形成されている。
【００２８】
そして、導入配管１６から被冷却流体導入部１４に流入されたＥＧＲガスは、前壁１３ａの長孔１３ｅを介して前方の開口から各通路区画体１８内に流入されるとともに、後方の開口から後壁１３ｂの長孔を介して被冷却流体排出部１５に流出され、排出配管１７を介してＥＧＲ通路出口側に流入されるようになっている。したがって、図２に示すように、通路区画体１８内の空間によって、ＥＧＲガスが流れる被冷却流体通路２１が形成されている。
【００２９】
被冷却流体通路２１において、通路区画体１８の前方の開口をＥＧＲガスの入口とするとともに、通路区画体１８の入口側をＥＧＲガスの流通方向（図２に示す矢印Ｘ１の方向）における被冷却流体通路２１の上流部２１ａとする。また、被冷却流体通路２１において、通路区画体１８の後方の開口を出口とするとともに、通路区画体１８の出口側をＥＧＲガスの流通方向における被冷却流体通路２１の下流部２１ｂとする。ここで、本実施形態における「被冷却流体通路２１の上流部２１ａ」とは、被冷却流体通路２１における流通方向での中央部よりも入口側にかけての領域のことをいい、「被冷却流体通路２１の下流部２１ｂ」とは、被冷却流体通路２１における流通方向での中央部よりも出口側にかけての領域のことをいう。
【００３０】
熱交換部１２において、通路区画体１８同士で対向する隔壁１９の間には、冷媒側フィン３１が挟み込まれるとともに、それら隔壁１９との間に冷媒通路２４が区画形成されている。図１に示すように、冷媒通路２４は、前壁１３ａ及び後壁１３ｂによって、対向する前後一対の開口が閉塞されるとともに、前壁１３ａ及び後壁１３ｂに対して直交する左右一対の側面が開口している。
【００３１】
冷媒通路２４における左方（一方）の開口に対して冷媒導入配管２２の一端２２ａが対向配置されるとともに、冷媒通路２４における右方（他方）の開口に対して冷媒排出配管２３の一端２３ａが対向配置されている。なお、冷媒導入配管２２の他端は、水の循環管路（図示せず）の一端と連結されるとともに、冷媒排出配管２３の他端は、循環管路の他端と連結されている。そして、冷媒導入配管２２の一端２２ａから冷媒通路２４に水が導入されるとともに、冷媒通路２４を通過した水は、冷媒排出配管２３の一端２３ａに流出されて循環管路に還流される。
【００３２】
冷媒通路２４において、冷媒導入配管２２の一端２２ａに対向する左方の開口を冷媒通路２４の入口とするとともに、冷媒通路２４の入口側を水の流通方向（図２に示す矢印Ｘ２の方向）における冷媒通路２４の上流部２４ａとする。また、冷媒通路２４において、冷媒排出配管２３の一端２３ａに対向する右方の開口を冷媒通路２４の出口とするとともに、冷媒通路２４の出口側を水の流通方向における冷媒通路２４の下流部２４ｂとする。ここで、本実施形態における「冷媒通路２４の上流部２４ａ」とは、冷媒通路２４における流通方向での中央部よりも入口側にかけての領域のことをいい、「冷媒通路２４の下流部２４ｂ」とは、冷媒通路２４における流通方向での中央部よりも出口側にかけての領域のことをいう。
【００３３】
すなわち、冷媒通路２４の上流部２４ａは、ＥＧＲガスの流通方向と直交する方向の一端側に設けられるとともに、冷媒通路２４の下流部２４ｂは、ＥＧＲガスの流通方向と直交する方向の他端側に位置するようになっている。また、通路区画体１８を形成する隔壁１９により、被冷却流体通路２１と冷媒通路２４とが区画されている。そして、被冷却流体通路２１と冷媒通路２４とは、被冷却流体通路２１でのＥＧＲガスの流通方向及び冷媒通路２４での水の流通方向が直交（交差）するように並設されている。
【００３４】
図２に示すように、被冷却流体側フィン３０は、被冷却流体通路２１の幅と同じ幅の板をＥＧＲガスの流通方向と直交する方向に沿って波形状に折り曲げて形成されるストレートフィンからなるとともに、通路区画体１８内の全域（流通方向の上流部から下流部にかけての領域）に亘って配設されている。図３に示すように、被冷却流体側フィン３０は、隔壁１９の壁面１９ａに接触する平坦面３０ａと、上下方向へ延びるとともに平坦面３０ａ同士を繋ぐ立設部３０ｃとを備えている。
【００３５】
そして、通路区画体１８は、隔壁１９同士の間隔が立設部３０ｃの高さになっている。また、平坦面３０ａの両端に位置する被冷却流体側フィン３０の角部３０ｂは湾曲状に形成されるとともに、その角部３０ｂにろう材Ｒ１が流し込まれ、ろう材Ｒ１が溶融されることで被冷却流体側フィン３０が隔壁１９に対してろう付けされている。よって、ろう材Ｒ１によりろう付けされた部位により、被冷却流体側フィン３０の立設部３０ｃにおける隔壁１９側端部が形成されるとともに、被冷却流体側フィン３０と隔壁１９とは、平坦面３０ａ及びろう材Ｒ１によりろう付けされた部位を介して熱伝達可能になっている。
【００３６】
また、被冷却流体通路２１の上流部２１ａに対応する冷媒通路２４内の領域であり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂとなる領域には、冷媒側フィン３１が配設されている。冷媒側フィン３１は、上面視直角三角形状をなす板を水の流通方向に沿って波形状に折り曲げて形成されるストレートフィンからなる。図３に示すように、冷媒側フィン３１は、隔壁１９の壁面１９ａに接触する平坦面３１ａと、上下方向へ延びるとともに平坦面３１ａ同士を繋ぐ立設部３１ｃとを備えている。
【００３７】
そして、冷媒通路２４は、隔壁１９同士の間隔が立設部３１ｃの高さになっている。また、平坦面３１ａの両端に位置する冷媒側フィン３１の角部３１ｂは湾曲状に形成されるとともに、その角部３１ｂにろう材Ｒ２が流し込まれ、ろう材Ｒ２が溶融されることで冷媒側フィン３１が隔壁１９に対してろう付けされている。よって、ろう材Ｒ２によりろう付けされた部位により、冷媒側フィン３１の立設部３１ｃにおける隔壁１９側端部が形成されるとともに、冷媒側フィン３１と隔壁１９とは、平坦面３１ａ及びろう材Ｒ２によりろう付けされた部位を介して熱伝達可能になっている。
【００３８】
被冷却流体側フィン３０と冷媒側フィン３１とはそれぞれ同じ厚みに形成されており、被冷却流体側フィン３０及び冷媒側フィン３１における凹凸の間隔（ピッチ）はそれぞれ同じである。そして、被冷却流体側フィン３０及び冷媒側フィン３１は、隔壁１９に対してろう材Ｒ１によりろう付けされた部位と、隔壁１９に対してろう材Ｒ２によりろう付けされた部位とが重合するように、被冷却流体通路２１及び冷媒通路２４内にそれぞれ配設されている。
【００３９】
次に、上記構成の熱交換器１１における作用について説明する。
車両が運転されると、内燃機関の排気ガスの一部であるＥＧＲガスがＥＧＲ通路入口側に流入されるとともに導入配管１６、被冷却流体導入部１４及び長孔１３ｅを介して被冷却流体通路２１内に導入される。被冷却流体通路２１内に導入されたＥＧＲガスは、被冷却流体通路２１の入口から出口に向かって流れる。
【００４０】
ここで、ＥＧＲガスは、被冷却流体通路２１の上流部２１ａでは被冷却流体通路２１内に流入して間もないため高温であり、下流部２１ｂに向かうほど水との熱交換によって冷却されて低温になる。このため、隔壁１９において、被冷却流体通路２１の上流部２１ａにおける隔壁１９に対してろう材Ｒ１によりろう付けされた部位の熱流束は、被冷却流体通路２１の下流部２１ｂにおける隔壁１９に対してろう材Ｒ１によりろう付けされた部位の熱流束に比べて上昇しやすい。
【００４１】
一方、水は、循環管路上に配設される図示しないポンプが駆動することで循環管路内を強制的に循環させられるとともに、冷媒導入配管２２を介して冷媒通路２４内に導入される。冷媒通路２４内に導入された水は、冷媒通路２４の入口から出口に向かって流れる。
【００４２】
ここで、冷媒通路２４内を流れる水は、冷媒通路２４の上流部２４ａから下流部２４ｂへ流れる間にＥＧＲガスとの熱交換により一部が沸騰し、水と気泡とが混合した状態となる。そして、水は気泡と混合した状態で冷媒通路２４内を冷媒通路２４の出口に向かって移動する。気泡は、冷媒通路２４の下流部２４ｂに行くにしたがって互いに合体して大きくなったり、数が増えたりするため、冷媒通路２４の下流部２４ｂにおける冷媒の限界熱流束は、冷媒通路２４の上流部２４ａにおける冷媒の限界熱流束よりも小さくなる。
【００４３】
しかし、本実施形態において、被冷却流体通路２１の上流部２１ａに対応する冷媒通路２４内の領域であり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂとなる領域に冷媒側フィン３１が配設されるとともに、隔壁１９において、隔壁１９に対してろう材Ｒ１によりろう付けされた部位と、隔壁１９に対してろう材Ｒ２によりろう付けされた部位とが重合している。よって、被冷却流体側フィン３０が隔壁１９に対してろう材Ｒ１によりろう付けされた部位の熱が、冷媒側フィン３１が隔壁１９に対してろう材Ｒ２によりろう付けされた部位に移動するとともに、冷媒側フィン３１全体に分散される。その結果、被冷却流体側フィン３０が隔壁１９に対してろう材Ｒ１によりろう付けされた部位の熱流束が上昇することを抑制することができる。
【００４４】
ここで、図４のグラフに、図２に示すＡ−Ａ線断面における被冷却流体通路２１の流通方向における位置と、熱流束との関係を示す。図４のグラフは、横軸に被冷却流体通路２１の位置を示すとともに、縦軸に熱流束を示す。そして、図４のグラフには、冷媒側フィン３１を配設した場合の隔壁１９における被冷却流体側フィン３０がろう材Ｒ１によりろう付けされた部位の熱流束を実線で示している。また、冷媒通路２４に冷媒側フィン３１を配設しない場合の隔壁１９における被冷却流体側フィン３０がろう材Ｒ２によりろう付けされた部位の熱流束を、比較のために二点鎖線で示している。さらに、冷媒の限界熱流束を破線で示す。
【００４５】
図４に示すように、冷媒通路２４に冷媒側フィン３１を配設した場合、冷媒側フィン３１を配設しない場合に比べて、隔壁１９における被冷却流体側フィン３０がろう材Ｒ１によりろう付けされた部位の熱流束が抑えられている。その結果として、隔壁１９における被冷却流体側フィン３０がろう材Ｒ１によりろう付けされた部位の熱流束が、冷媒の限界熱流束以上となることが抑制されている。
【００４６】
隔壁１９を介して水とＥＧＲガスとの熱交換が行われると、隔壁１９の壁面１９ａで水が沸騰して蒸気となり、その沸騰気化潜熱を利用して被冷却流体通路２１内を流れるＥＧＲガスを冷却する。そして、ＥＧＲガスを冷却した水は、冷媒通路２４の出口から冷媒排出配管２３を介して循環管路へ排出されるとともに、循環管路へ排出された水は、循環管路上に設けられた図示しない冷媒凝縮部によって凝縮されて、再び熱交換器１１に供給される。また、冷却されたＥＧＲガスは、被冷却流体通路２１の出口から排出配管１７を介してＥＧＲ通路出口側へ流入されるとともに、ＥＧＲ通路出口側に流入されたＥＧＲガスは内燃機関の吸気系に還流される。
【００４７】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）被冷却流体通路２１の上流部２１ａに対応する冷媒通路２４内の領域であり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂとなる領域に冷媒側フィン３１を配設するとともに、隔壁１９において、隔壁１９に対してろう材Ｒ１によりろう付けされた部位と、隔壁１９に対してろう材Ｒ２によりろう付けされた部位とを重合させた。すなわち、隔壁１９における被冷却流体側フィン３０がろう材Ｒ１によりろう付けされた部位において局所的に熱流束が上昇しやすく、且つ冷媒の限界熱流束が小さくなる冷媒通路２４内の領域に冷媒側フィン３１を配設し、隔壁１９における被冷却流体側フィン３０がろう材Ｒ１によりろう付けされた部位に対し、隔壁１９における冷媒側フィン３１がろう材Ｒ２によりろう付けされた部位を重合させた。よって、隔壁１９における被冷却流体側フィン３０がろう材Ｒ１によりろう付けされた部位の熱を冷媒側フィン３１全体に分散させて、隔壁１９における被冷却流体側フィン３０がろう材Ｒ１によりろう付けされた部位の熱流束の上昇を抑えることができる。その結果、隔壁１９における被冷却流体側フィン３０がろう材Ｒ１によりろう付けされた部位の熱流束が、冷媒の限界熱流束以上になることを抑制することができ、局所的なバーンアウトが発生することを抑制することができる。
【００４８】
（２）冷媒側フィン３１における立設部３１ｃの高さは、冷媒通路２４を区画形成する隔壁１９同士の間隔になっている。よって、冷媒通路２４内に冷媒側フィン３１を一本配設するだけで、冷媒側フィン３１の平坦面３１ａが、冷媒通路２４を挟んで上側の被冷却流体通路２１を形成する通路区画体１８における隔壁１９の壁面１９ａ、及び下側の被冷却流体通路２１を形成する通路区画体１８における隔壁１９の壁面１９ａの双方と接触することができる。したがって、上側の被冷却流体通路２１内に配設された被冷却流体側フィン３０と隔壁１９との接合部と重合するように冷媒側フィンを配設し、さらに下側の被冷却流体通路２１内に配設された被冷却流体側フィン３０と隔壁１９との接合部と重合するように別の冷媒側フィンを配設する場合と比べて、熱交換器１１を製作する手間を省くことができる。
【００４９】
（３）被冷却流体通路２１の上流部２１ａに対応する冷媒通路２４内の領域であり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂとなる領域に冷媒側フィン３１を配設した。よって、冷媒通路２４内の全域に冷媒側フィンを配設する場合と比較して、水が冷媒通路２４内を通過する際に、抵抗無くスムーズに冷媒通路２４内を通過することができる。
【００５０】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  実施形態では、冷媒通路２４の入口を一箇所だけにしたが、これに限らない。例えば、図５に示すように、冷媒通路２４の入口をＥＧＲガスの流通方向と直交する方向の両端側に二箇所設けるとともに、冷媒通路２４の出口をＥＧＲガスの流通方向と直交する方向の他端側に設けて、水の流通方向を図５に示す矢印Ｘ３の方向に流れるようにしてもよい。このように構成された熱交換器１１において、ＥＧＲガスの流通方向と直交する方向の両端側に設けられた二箇所の入口から水がそれぞれ冷媒通路２４内に流入すると、双方の水における流通方向の下流側に当たる冷媒通路２４の中央部２４ｃが冷媒通路２４の下流部に相当することになる。この場合、冷媒通路２４内において、被冷却流体通路２１の上流部２１ａに対応する領域であり、且つ冷媒通路２４の中央部２４ｃとなる領域に冷媒側フィン３１が配設されている。これによれば、隔壁１９における被冷却流体側フィン３０がろう材Ｒ１によりろう付けされた部位の熱が、隔壁１９における冷媒側フィン３１がろう材Ｒ２によりろう付けされた部位に移動するとともに、冷媒側フィン３１全体に分散される。よって、隔壁１９における被冷却流体側フィン３０がろう材Ｒ１によりろう付けされた部位の熱流束が、冷媒の限界熱流束以上になることを抑制することができる。
【００５１】
○  また、例えば、図６に示すように、上側の隔壁１９における壁面１９ａに接触する平坦面３３ａを備えた断面視Ｕ字状の第１冷媒側フィン３３を、上側の隔壁１９に複数配設するとともに、下側の隔壁１９における壁面１９ａに接触する平坦面３４ａを備えた第２冷媒側フィン３４を、下側の隔壁１９に複数配設してもよい。第１冷媒側フィン３３の高さ方向に延びる立設部３３ｂの先端と、第２冷媒側フィン３４の高さ方向に延びる立設部３４ｂの先端との間には、隙間Ｓ２が形成されるように、第１冷媒側フィン３３及び第２冷媒側フィン３４における高さ方向の長さが設定されている。これによれば、冷媒通路２４の入口から冷媒通路２４内に流入した水のうち、第１冷媒側フィン３３及び第２冷媒側フィン３４に向かう水を、この隙間Ｓ２を介して冷媒通路２４の出口に向かって流すことができる。
【００５２】
○  実施形態において、冷媒導入配管２２の一端２２ａは、冷媒通路２４における左右（一方）の開口に接続されるとともに、冷媒排出配管２３の一端２３ａは、冷媒通路２４における右方（他方）の開口に接続されていたが、これに限らない。
【００５３】
例えば、図７に示すように、ハウジング１１ａ内において、熱交換部１２よりも前方（一方）側には導入部３５が設けられるとともに、熱交換部１２よりも後方（他方）側には排出部３６が設けられている。前壁１３ａには、導入部３５と各冷媒通路２４とを連通させる長孔１３ｆが、各冷媒通路２４と対応する部位に形成されている。一方、後壁１３ｂには、排出部３６と各冷媒通路２４とを連通させる長孔（図示せず）が、各冷媒通路２４と対応する部位に形成されている。
【００５４】
前壁１３ａにおける導入部３５側の端面には、前壁１３ａの端面と直交する方向に延びるとともに、前壁１３ａとハウジング１１ａの前端面（一端面）とを繋ぐ隔壁１３ｇが、上下方向に沿って所定の間隔をあけて複数設けられている。そして、この隔壁１３ｇにより、導入部３５内が、各被冷却流体通路２１と対応する被冷却流体側空間Ｋ１と、各冷媒通路２４と対応する冷媒側空間Ｋ２とに区画されている。
【００５５】
一方、後壁１３ｂにおける排出部３６側の端面には、後壁１３ｂの端面と直交する方向に延びるとともに、後壁１３ｂとハウジング１１ａの後端面（他端面）とを繋ぐ隔壁１３ｈが、上下方向に沿って所定の間隔をあけて複数設けられている。そして、この隔壁１３ｈにより、排出部３６内が、各被冷却流体通路２１と対応する被冷却流体側空間Ｋ３と、各冷媒通路２４と対応する冷媒側空間Ｋ４とに区画されている。
【００５６】
また、ハウジング１１ａの前端面における被冷却流体側空間Ｋ１と対応する部位には、導入配管１６の一端１６ａが接続されるとともに、ハウジング１１ａの後端面における被冷却流体側空間Ｋ３と対応する部位には、排出配管１７の一端１７ａが接続されている。一方、導入部３５の左方側面における冷媒側空間Ｋ２と対応する部位には、冷媒導入配管２２の一端２２ａが接続されるとともに、排出部３６の右方側面における冷媒側空間Ｋ４と対応する部位には、冷媒排出配管２３の一端２３ａが接続されている。
【００５７】
そして、導入配管１６から導入部３５内に向かって流れるＥＧＲガスは、導入配管１６の一端１６ａから被冷却流体側空間Ｋ１内に流入するとともに、長孔１３ｅを介して被冷却流体通路２１を通過して、被冷却流体側空間Ｋ３内に流入して、排出配管１７から排出される。一方、冷媒導入配管２２から導入部３５内に向かって流れる冷媒は、冷媒導入配管２２の一端２２ａから冷媒側空間Ｋ２内に流入するとともに、長孔１３ｆを介して冷媒通路２４を通過して、冷媒側空間Ｋ４内に流入して、冷媒排出配管２３から排出される。
【００５８】
このように冷媒を流すことにより、冷媒側フィン３１における立設部３１ｃ同士の間に向かって冷媒が流れ易くなり、被冷却流体側フィン３０が隔壁１９に対してろう材Ｒ１によりろう付けされた部位の熱が、冷媒側フィン３１が隔壁１９に対してろう材Ｒ２によりろう付けされた部位へ移動し易くすることができる。
【００５９】
○  実施形態では、被冷却流体通路２１の上流部２１ａに対応する冷媒通路２４内の領域であり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂとなる領域に冷媒側フィン３１を配設したが、これに限らない。例えば、図８に示すように、被冷却流体通路２１の上流部２１ａに対応する冷媒通路２４内の領域全域に亘って冷媒側フィン３１を配設してもよい。被冷却流体通路２１の上流部２１ａでは、ＥＧＲガスが被冷却流体通路２１内に流入して間もなく高温であるがために、隔壁１９における被冷却流体側フィン３０がろう材Ｒ１によりろう付けされた部位の熱流束が局所的に上昇しやすい。しかし、これによれば、被冷却流体通路２１の上流部２１ａに対応する冷媒通路２４内の領域全域に亘って冷媒側フィン３１が配設されているため、隔壁１９における被冷却流体側フィン３０がろう材Ｒ１によりろう付けされた部位の熱流束を、冷媒側フィン３１により抑えることができる。なお、この場合、図８において矢印Ｘ１，Ｘ２で示すように、ＥＧＲガスと水との流通方向が並行する並行流であることが好ましい。また、水の流通方向を図８に示す矢印Ｘ２の方向とは反対方向にして、ＥＧＲガスと水との流通方向が対向する対向流にしてもよい。
【００６０】
○  実施形態では、被冷却流体通路２１の上流部２１ａに対応する冷媒通路２４内の領域であり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂとなる領域に冷媒側フィン３１を配設したが、これに限らない。例えば、図９に示すように、冷媒通路２４の下流部２４ｂ全域に亘って冷媒側フィン３１を配設してもよい。冷媒通路２４の下流部２４ｂでは、気泡の数が多いため、冷媒の限界熱流束が小さくなりやすい。しかし、これによれば、冷媒通路２４の下流部２４ｂ全域に亘って冷媒側フィン３１が配設されているため、冷媒側フィン３１により、隔壁１９における被冷却流体側フィン３０がろう材Ｒ１によりろう付けされた部位の熱流束を、冷媒の限界熱流束よりも抑えることができる。なお、この場合、図９において矢印Ｘ１，Ｘ２で示すように、ＥＧＲガスと水との流通方向が並行する並行流であることが好ましい。また、水の流通方向を図９に示す矢印Ｘ２の方向とは反対方向にして、ＥＧＲガスと水との流通方向が対向する対向流にしてもよい。
【００６１】
○  実施形態において、被冷却流体側フィン３０及び冷媒側フィン３１はストレートフィンであったが、これに限らない。例えば、図１０に示すように、被冷却流体側フィン３０及び冷媒側フィン３１は、ストレートフィンを複数に切断して小ブロック４１を形成するとともに、その各小ブロック４１をそれぞれオフセット配置して小ブロック４１同士をそれぞれ一体化してなるオフセットフィンであってもよい。これによれば、被冷却流体通路２１又は冷媒通路２４内を流れるＥＧＲガス又は冷媒を、小ブロック４１同士の間に形成される隙間を介して前後方向及び左右方向の双方に流すことができる。
【００６２】
○  実施形態において、被冷却流体側フィン３０及び冷媒側フィン３１における凹凸の間隔（ピッチ）はそれぞれ同じであったが、これに限らず、例えば、図１１に示すように、冷媒側フィン３１における凹凸の間隔が、被冷却流体側フィン３０における凹凸の間隔よりも狭くなっていてもよい。この場合、隔壁１９における被冷却流体側フィン３０がろう材Ｒ１によりろう付けされた部位が、隔壁１９における冷媒側フィン３１がろう材Ｒ２によりろう付けされた部位に重合している必要がある。
【００６３】
○  実施形態の熱交換器１１では、ＥＧＲガスと水との流通方向が直交する直交流となっているが、これに限らず、例えば、ＥＧＲガスと水との流通方向が対向する対向流としてもよく、また、ＥＧＲガスと水との流通方向が並行する並行流としてもよい。対向流や並行流である熱交換器においても、実施形態と同様に冷媒側フィン３１を冷媒通路２４内に配設することで、実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００６４】
○  実施形態の熱交換器１１では、ＥＧＲガスと水との流通方向が直交する直交流となっているが、これに限らず、ＥＧＲガスと水との流通方向が直交しておらず、単に交差するようになっていてもよい。
【００６５】
○  実施形態では、熱交換器１１を、ＥＧＲガスの沸騰冷却装置（ＥＧＲクーラ）に備えられた熱交換器１１に具体化したが、これに限らず、例えば、車載機器の冷却装置、冷蔵庫、及び冷凍庫等に備えられた熱交換器に具体化してもよい。
【００６６】
○  実施形態では、被冷却流体がＥＧＲガスであったが、これに限らず、被冷却流体はＥＧＲガス以外のガスや高温の液体であってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【００６７】
（イ）前記被冷却流体の流通方向と前記冷媒の流通方向とが直交するように、前記被冷却流体通路と前記冷媒通路とが並設されていることを特徴とする請求項４に記載の沸騰冷却式熱交換器。
【符号の説明】
【００６８】
１１…熱交換器、１９…隔壁、２１…被冷却流体通路、２１ａ…上流部、２１ｂ…下流部、２４…冷媒通路、２４ａ…上流部、２４ｂ…下流部、３０…被冷却流体側フィン、３０ｃ…立設部、３１…冷媒側フィン、３１ｃ…立設部、３３…第１冷媒側フィン、３３ｂ…立設部、３４…第２冷媒側フィン、３４ｂ…立設部。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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