(57)【要約】【課題】  温度境界層や速度境界層の成長を抑制し、熱交換効率の向上を図る。【解決手段】  本発明は、駆動源として燃料電池システムを搭載した車両に設けられる燃料電池車両用熱交換器１１であって、多数並設されたチューブ１６とチューブ１６に周設されたフィン１７とを備えたコア部１４が冷却空気の流通方向に沿って複数並設されていると共に、各コア部１４に冷却空気を流通させるための冷却ファン１３がコア部１４の下流側に設けられており、各コア部１４の間には所定幅の隙間１８が形成されており、隙間１８から冷却空気が侵入し、コア部１４を通過可能なように構成されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源として燃料電池システムを搭載した車両に設けられる燃料電池車両用熱交換器であって、
多数並設されたチューブと該チューブに周設されたフィンとを備えたコア部が冷却空気の流通方向に沿って複数並設されていると共に、前記各コア部に冷却空気を流通させるための冷却ファンが前記コア部の下流側に設けられており、前記各コア部の間には所定幅の隙間が形成されており、該隙間から冷却空気が侵入し、前記コア部を通過可能なように構成されていることを特徴とする燃料電池車両用熱交換器。
【請求項２】
前記隙間の幅が３〜１０ｍｍとなるように前記各コア部が並設されている請求項１に記載の燃料電池用熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関し、特に、駆動源として燃料電池システムを搭載した車両に設けられる燃料電池車両用熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水素等の燃料と酸素等の気体とを化学的に反応させて燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する燃料電池システムを搭載した車両が注目されており、この種の車両には、燃料電池を冷却するために熱交換器が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような燃料電池車両用熱交換器は、燃料電池の作動温度がガソリン車両の熱交換器に比べて低く、冷却空気と冷媒液の温度差を大きく取ることできないため、大型化を図る必要があり、奥行き幅も大きくなる。図４はその一例を示しており、この燃料電池用熱交換器１のコア部２には、複数並設された扁平チューブ３のさらに奥行き方向に複数列（図４では３列）に渡って扁平チューブ３が並設されており、各扁平チューブ３にはフィン４が周設されている。
【特許文献１】特開２００５−１５８５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の燃料電池用熱交換器１では、冷却空気がフィン４に沿って流れる時に、温度境界層（図４中の破線部）や速度境界層がフィン４上に発生し、次第に成長すると共に、冷却空気の下流側になる程、冷却空気と冷媒液との温度差が取れなくなる。したがって、図５に示すように、熱伝達率が著しく低下し、その平均値も低下してしまうため、熱交換器の熱交換効率を高めることが難しいといった問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、温度境界層や速度境界層の成長を抑制し、熱交換効率の向上を図ることのできる燃料電池車両用熱交換器を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、駆動源として燃料電池システムを搭載した車両に設けられる燃料電池車両用熱交換器であって、多数並設されたチューブと該チューブに周設されたフィンとを備えたコア部が冷却空気の流通方向に沿って複数並設されていると共に、前記各コア部に冷却空気を流通させるための冷却ファンが前記コア部の下流側に設けられており、前記各コア部の間には所定幅の隙間が形成されており、該隙間から冷却空気が侵入し、前記コア部を通過可能なように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
そして、好ましくは、前記隙間の幅が３〜１０ｍｍとなるように前記各コア部が並設されているのがよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、各コア部間の隙間から侵入した冷却空気がコア部を通過するため、冷却空気がフィンに沿って流れる時に発生する温度境界層や速度境界層を完全に分離し、それらの成長を抑制することができると共に、冷却空気の下流側であっても、冷却空気と冷媒液との温度差を十分に確保することできるようになる。したがって、冷却空気の流れに従って熱伝達率が低下する割合を抑制し、伝熱促進割合を上昇させることができ、熱伝達率の平均値を高く保持することができるため、熱交換器の放熱性能の向上を図ることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る燃料電池車両用熱交換器について説明する。ここで、図１は、本発明の実施の形態に係る燃料電池車両用熱交換器を示す斜視図、図２は燃料電池車両用熱交換器のコア部を部分的に示す断面図、図３は燃料電池車両用熱交換器において冷却空気の流れに対応して変化する熱伝達率を示す図である。
【００１０】
本実施の形態に係る燃料電池車両用熱交換器１１は、駆動源として車両に搭載される燃料電池システムの燃料電池（図示せず）を冷却するために設けられるものであり、冷却空気の流通方向に沿って前後方向に並設された複数（図１では３個）の熱交換ユニット１２と、熱交換ユニット１２の後方下流側に設けられた冷却ファン１３とを備えて構成されている。
【００１１】
各熱交換ユニット１２は、前記冷却空気が通過するコア部１４と、コア部１４の両側に設けられたヘッダタンク１５とを備えており、各コア部１４には、多数の扁平チューブ１６がそれぞれ水平姿勢で上下方向に並設されていると共に、各扁平チューブ１４にフィン１７が周設されている。また、各コア部１４の間には冷却空気が侵入可能なように所定幅の隙間１８が形成されており、この隙間１８の幅（図２中のｄ）は３〜１０ｍｍの範囲に設定されているのが望ましい。
【００１２】
そして、このような構成において、冷却ファン１３を回転させると、図１中の矢印Ａで示すように、コア部１４の前面側から後方に向かって、冷却空気の流れが発生し、該冷却空気は、フィン１７又は扁平チューブ１６の外面に接触しながら、各コア部１４を通過し、扁平チューブ１６内を流通する冷媒液との間で熱交換を行う。
【００１３】
また、このとき、冷却ファン１３が回転することにより、各コア部１４間の隙間１８が負圧になるため、図１中の矢印Ｂ及びＣで示すように、熱交換器１１の周囲に設置されている車両のエアコン用の蒸発器からの冷風や外気等の冷却空気が隙間１８に侵入し、フィン１７又は扁平チューブ１６の外面に接触しながら、コア部１４を通過する。
【００１４】
このように、本実施の形態に係る燃料電池車両用熱交換器１１によれば、各コア部１４間の隙間１８から侵入した冷却空気がコア部１４を通過するようになるため、冷却空気がフィン１７に沿って流れる時に発生する温度境界層（図２中の破線部）や速度境界層を完全に分離し、それらの成長を抑制することができると共に、冷却空気の下流側であっても、冷却空気と冷媒液との温度差を十分に確保することできるようになる。したがって、図３に示すように、冷却空気の流れに従って熱伝達率が低下する割合を抑制し、伝熱促進割合を上昇させることができ、熱伝達率の平均値を高く保持することができるため、熱交換器の放熱性能の向上を図ることができる。
【００１５】
なお、上記した本発明の実施の形態では、３個の熱交換ユニット１２を並設しているが、これは単なる例示に過ぎず、２個又は４個以上の熱交換ユニット１２を並設してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料電池車両用熱交換器を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る燃料電池車両用熱交換器のコア部を部分的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る燃料電池車両用熱交換器において冷却空気の流れに対応して変化する熱伝達率を示す図である。
【図４】従来の燃料電池車両用熱交換器のコア部を部分的に示す断面図である。
【図５】従来の燃料電池車両用熱交換器において冷却空気の流れに対応して変化する熱伝達率を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１１          燃料電池車両用熱交換器
１３          冷却ファン
１４          コア部
１６          扁平チューブ
１７          フィン
１８          隙間
【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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