(57)【要約】【課題】極低温状態でも伝熱流体の循環を促進させて伝熱流体の温度を速やかに上げることのできる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器１は、伝熱流体Ｌが流れる流路Ａを形成したコアユニット１０と伝熱流体Ｌの熱を放出するアウタフィン２０とが交互に複数積層され、コアユニット１０の両端が積層方向に連通されている。少なくとも１つのコアユニット１０は、第１のプレート１１と第２のプレート１２と隔壁１３とインナフィン１４とを備える。隔壁１３は、流路Ａを第１の流路Ａ１と第２の流路Ａ２に仕切るように第１のプレート１１と第２のプレート１２の間に配置され、第１の流路１１を第２の流路１２に連通させる連通部１３２を両端に有している。インナフィン１４は、第１の流路Ａ１の内部に配置されている。【選択図】      図２
2017223397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝熱流体が流れる流路を形成したコアユニットと前記伝熱流体の熱を放出するアウタフィンとが交互に複数積層され前記コアユニットの両端が積層方向に連通された熱交換器であって、
少なくとも１つの前記コアユニットは、
前記積層方向に第１の側へ膨出した形状の第１のプレートと、
前記積層方向に前記第１の側と反対の第２の側へ膨出した形状の第２のプレートと、
前記伝熱流体が流される方向に沿って前記流路を第１の流路と第２の流路に仕切るように前記第１のプレートと前記第２のプレートの間に配置されて前記第１の流路を前記第２の流路に連通させる連通部を前記両端に有した隔壁と、
前記第１の流路の内部に配置されるインナフィンと、を備える
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記伝熱流体の一部が固体状になる低温状態での前記第１の流路の流動抵抗に対する前記第２の流路の流動抵抗の比が、前記伝熱流体が液体状である高温状態での前記第１の流路の流動抵抗に対する前記第２の流路の流動抵抗の比よりも小さい
ことを特徴とする請求項１に記載された熱交換器。
【請求項３】
前記第１の流路は、前記第２の流路の流路断面積よりも大きい流路断面積を有している
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された熱交換器。
【請求項４】
前記連通部は、前記第２の流路側へ延びた突出部を有している
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された熱交換器。
【請求項５】
前記隔壁は、前記第１のプレートと前記第２のプレートの接合面に沿って配置され、前記第１のプレート及び前記第２のプレートとともに外周縁で接合される
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された熱交換器。
【請求項６】
前記隔壁は、前記第２のプレートと同形状であって、外周縁で前記第１のプレートに接合されるとともに前記第２の側に膨出した部分で前記第２のプレートに接合される
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドロンカップ式の熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏平な流路を形成するコアユニットと波形に折り曲げられたフィンとを交互に複数積層して構成されたオイルクーラがある。例えば特許文献１に示すオイルクーラは、チューブ（コアユニット）の内部にもフィン（インナフィン）を有している。このインナフィンは、クランク状の凹凸を有する矩形の波形に成形され、オイルの流れを乱流に促進する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６７３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、オイルクーラが車両に搭載される場合、内燃機関が始動することでオイルが循環されるが、コアユニットの中を流れるオイルは、温度が極端に低下することによって粘性が高まり、流動抵抗が増す。特に、オイルクーラは外気と熱交換をすることでオイルの熱を排出するように構成されているので、寒冷地や極寒地の冬季には、オイルクーラが極低温に晒されることでオイルの一部が凍結してみぞれ状になることで流路の一部を閉塞させるなど、さらに流動性が悪くなり、オイルクーラの性能が著しく低下してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、極低温状態でも伝熱流体の循環を促進させて伝熱流体の温度を速やかに上げることのできる熱交換器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る一実施形態の熱交換器は、伝熱流体が流れる流路を形成したコアユニットと伝熱流体の熱を放出するアウタフィンとが交互に複数積層され、コアユニットの両端が積層方向に連通されている。少なくとも１つのコアユニットは、第１のプレートと第２のプレートと隔壁とインナフィンとを備える。第１のプレートは、積層方向に第１の側へ膨出した形状である。第２のプレートは、積層方向に第１の側と反対の第２の側へ膨出した形状である。隔壁は、伝熱流体が流れる方向に沿って流路を第１の流路と第２の流路に仕切るように第１のプレートと第２のプレートの間に配置され、第１の流路を第２の流路に連通させる連通部を両端に有している。インナフィンは、第１の流路の内部に配置されている。
【０００７】
このとき、熱交換器は、伝熱流体の一部が固体状になる低温状態での第１の流路の流動抵抗に対する第２の流路の流動抵抗の比が、伝熱流体が液体状である高温状態での第１の流路の流動抵抗に対する第２の流路の流動抵抗の比が小さい構造を有する。
【０００８】
また、第１の流路は、第２の流路の流路断面積よりも大きい流路断面積を有することが好ましい。または、連通部分は、第２の流路側へ延びた突出部を有していることも好ましい。
【０００９】
隔壁は、第１のプレートと第２のプレートの接合面に沿って配置され、第１のプレート及び第２のプレートともに外周縁で接合される。または、隔壁は、第２のプレートと同形状であって、外周縁で第１のプレートに接合されるとともに第２の側に膨出した部分で第２のプレートに接合される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一実施形態の熱交換器によれば、複数積層されたコアユニットのうちの少なくとも１つのコアユニットの第１のプレートと第２のプレートの間に隔壁を配置して流路を第１の流路と第２の流路に仕切り、第１の流路にはインナフィンを配置している。第１の流路と第２の流路が隔壁を挟んで並んでいるので、第２の流路から第１の流路へ隔壁を介して熱が伝わる。伝熱流体の一部が固体状になる低温状態において第１の流路の流動抵抗が高くなっても、温められた伝熱流体が第２の流路に流れることで第１の流路にも熱が伝わる。その結果、第１の流路の固体状になった伝熱流体を融解し、第１の流路にも伝熱流体が流れやすくなる。
【００１１】
そして、コアユニットの内部を流れる伝熱流体の一部が固体状になる低温状態での第１の流路の流動抵抗に対する第２の流路の流動抵抗の比が、伝熱流体が液体状である高温状態での第１の流路の流動抵抗に対する第２の流路の流動抵抗の比よりも小さくなるよう構成された本発明の熱交換器によれば、低温状態において第１の流路の伝熱流体の一部が固体状になって伝熱流体が流れにくい場合は第２の流路に伝熱流体が流れ、高温状態では第１の流路に流れる伝熱流体が増える。第１の流路にはインナフィンが配置されており、伝熱流体の熱を効率よくコアユニットの外表面からアウタフィンを介して放熱させることができ、熱交換器としての性能が向上する。つまり、伝熱流体の循環が促進され、伝熱流体の温度が速やかに上昇する。そして、伝熱流体が温まり液体状になることで他のコアユニットにも安定して伝熱流体が流れるようになり、熱交換器としての性能が安定する。
【００１２】
第１の流路の流路断面積が第２の流路の流路断面積よりも大きく構成される本発明の熱交換器によれば、高温状態において第１の流路に流れる伝熱流体の流量が増す。第１の流路にはインナフィンが設けられているので、熱伝達に寄与する伝熱流体の流量が増えることで、さらに熱交換器の性能が向上する。
【００１３】
第２の流路側へ延びた突出部を連通部に有した本発明の熱交換器によれば、高温状態において伝熱流体が突出部によって第１の流路に流れるように案内され、第１の流路を流れる伝熱流体の割合が増す。第１の流路にはインナフィンが設けられているので、熱交換器としての性能が向上する。
【００１４】
第１のプレートと第２のプレートの接合面に沿って隔壁が配置され、第１のプレート及び第２のプレートとともに外周縁で隔壁が接合されることとした本発明の熱交換器によれば、組立構造が簡単であり、製造コストも安価に抑えられる。
【００１５】
さらに、隔壁を第１のプレートと同形状にし、外周縁で隔壁を第１のプレートに接合し、第２の側に膨出した部分で第２のプレートに接合されることとした本発明の熱交換器によれば、部品の種類を増やすことなく作ることができるので、製造コストを安価に抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の熱交換器の正面図。
【図２】図１の熱交換器の一部の分解斜視図。
【図３】図１の熱交換器の一部を拡大した断面図。
【図４】本発明に係る第２の実施形態の熱交換器の一部を拡大した断面図。
【図５】本発明に係る第３の実施形態の熱交換器の一部を拡大した断面図。
【図６】本発明に係る第４の実施形態の熱交換器の一部を拡大した断面図。
【図７】本発明に係る第５の実施形態の熱交換器の一部を拡大した断面図。
【図８】本発明に係る第６の実施形態の熱交換器の一部を拡大した断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る第１の実施形態の熱交換器１について、車両に搭載されるオイルクーラを例に、図１から図３を参照して説明する。図１に示す熱交換器１は、伝熱流体であるオイルＬが流れる偏平な流路Ａを形成したコアユニット１０と、オイルＬの熱をコアユニット１０の外部へ放出させるアウタフィン２０と、を交互に複数積層した構造である。コアユニット１０及びアウタフィン２０の両端は、積層方向に連通されており、一方の端部にオイルＬの流入口２が設けられ、他方の端部にオイルＬの流出口３が設けられている。
【００１８】
図１では、積層方向に同じ側に流入口２及び流出口３が取付られているが、積層方向に反対側に配置されていてもよい。流入口２から供給されたオイルＬは、積層された複数のコアユニット１０のそれぞれに並列に流れ、流出口３から回収される。
【００１９】
複数のコアユニット１０のうち少なくとも１つのコアユニット１０は、図２及び図３に示すように、第１のプレート１１と第２のプレート１２と隔壁１３とインナフィン１４とを含む。第１の実施形態では、積層方向に両端に位置するコアユニット１０の外観形状が異なるものの、全てのコアユニット１０が同じ内部構造を有している。
【００２０】
図２は、積層されたコアユニット１０のうち中間の３層の一方の端部を分解斜視図にして示す。図２において、図中の一番下に記載されたコアユニット１０は組み合わさった状態であり、中段のコアユニット１０は、オイルＬが流れる方向及び積層方向に沿う平面で切断した断面を示しており、上段のコアユニット１０は、中段のコアユニット１０と同じ位置で断面にした状態でさらに積層方向に分解して示している。図３は、中間の３層のコアユニット１０の一方の端部を、オイルＬが流れる方向及び積層方向に沿う平面で切断した断面図である。
【００２１】
第１のプレート１１は、図２及び図３に示すように、積層方向へ第１の方向Ｘ１（図２及び図３において下方）へ膨出した形状であり、各図中において下側に配置されている。第２のプレート１２は、積層方向に第１の方向とは逆方向の第２の方向Ｘ２（図２及び図３において上方）へ膨出した形状であり、各図中において上側に配置されている。
【００２２】
本実施形態では、第１のプレート１１と第２のプレート１２は、同じ形状であり、外周縁１１１，１２１どうしが向き合うように配置される。第１のプレート１１と第２のプレート１２が同じ形状であることで、製造コストが軽減される。
【００２３】
第１のプレート１１及び第２のプレート１２は、図１から図３に示すように、一定の幅のフランジ状の外周縁１１１，１２１を有している。第１のプレート１１及び第２のプレート１２の両端部は、中間部に比べて大きく膨出している。第１のプレートの１１の両端部は、積層される隣のコアユニット１０の第２のプレート１２の両端部に対して外面で当接する。同様に第２のプレート１２の両端部は、積層される隣のコアユニット１０の第１のプレート１１の両端部に外面で当接する。第１のプレート１１及び第２のプレート１２の両端部には、隣り合うコアユニット１０に連通される貫通孔１１２，１２２をそれぞれに有している。なお、図３は、これら貫通孔１１２，１２２を通る断面を示している。
【００２４】
さらに、外周縁１１１，１２１の端部は、図２及び図３に示すように組み合わされた状態で互いに離れる方向へ反り返ったヘム状のリブ１１３，１２３を有しており、第１のプレート１１及び第２のプレート１２が全体的に湾曲したり外周縁１１１，１２１が波打ったりしないように補強する。また外周縁１１１，１２１が一定の幅を輸していることで、組み立てる際の位置合わせを容易にし、かつ、組立公差を吸収しやすくする役割を有している。
【００２５】
本実施形態では、図２に示すように、流路Ａに沿ってオイルＬ流れる方向及び積層方向を横切る方向にコアユニット１０が幅を有しているので、貫通孔１１２，１２２をそれぞれ２つずつ有している。コアユニット１０の幅が小さければ、貫通孔１１２，１２２は１つであってもよし、幅がさらに大きければ、貫通孔１１２，１２２は２つ以上に分けられてもよい。貫通孔１１２，１２２を複数個に分けてその間にリガメント部（連結部）を設けることによって、オイルＬの作動圧力によってコアユニット１０の端部が変形することを防止できる。貫通孔１１２，１２２が複数設けられる場合、貫通孔１１２，１２２に対してオイルＬが均等に分配されるように、整流板や分配板などを流入口２とコアユニット１０との接続部に設けるとよい。
【００２６】
隔壁１３は、伝熱流体が流れる方向に沿って流路Ａを第１の流路Ａ１と第２の流路Ａ２に仕切るように第１のプレート１１と第２のプレート１２の間に配置される。本実施形態では、第１のプレート１１と第２のプレート１２の接合面に沿って配置され、第１のプレート１１及び第２のプレート１２とともに外周縁１３１が三枚重ねに重ね合わされて接合される。また、隔壁１３は、積層方向に第１のプレート１１及び第２のプレート１２の貫通孔１１２，１２２と同じ形状の連通部１３２を有している。
【００２７】
インナフィン１４は、第１の流路Ａ１の中、すなわち第１のプレート１１と隔壁１３の間に配置され、第１の流路Ａ１を通過するオイルＬに接触する熱伝達面積を増やすとともにオイルＬを攪拌することで、第１のプレート１１を通してオイルＬの熱をコアユニット１０の外へ伝達する効率を向上させる。図２に示すように、インナフィン１４は、オイルＬの流れを横切る方向に配置された複数のフィン１４１を一定の間隔で互い違いに、いわゆる「千鳥配置」に配列した構造を有しており、一続きの材料をプレス成形によって立体的に折り曲げて造られている。伝熱流体であるオイルＬは、フィン１４１に当たる度に横へ迂回するように流れることで、攪拌される。インナフィン１４の形状は、伝熱流体が流れることで攪拌される形状であれば、図２に示した形状のものに限定されない。伝熱流体が流れる方向に沿ってフィン１４１が設けられていてもよい。
【００２８】
アウタフィン２０は、隣合うコアユニット１０の第１のプレート１１の中間部と第２のプレート１２の中間部の間に挿嵌される。アウタフィン２０は、ちょうどその寸法に治まるように蛇腹状に折り返された波形に形成され、オイルＬの流れを横切る方向にコアユニット１０の間を外気が通り抜ける。
【００２９】
本実施形態の熱交換器１において、コアユニット１０の第１のプレート１１及び第２のプレート１２は、外表面にロウ材がクラッドされたいわゆる「ブレージングシート」材を採用している。コアユニット１０の各部材（第１のプレート１１、第２のプレート１２、隔壁１３及びインナフィン１４）及びアウタフィン２０を全て重ね合せて仮組した状態で熱処理炉に入れて加熱し、第１のプレート１１の外周縁１１１と隔壁１３の外周縁１３１、第２のプレート１２の外周縁１２１と隔壁１３の外周縁１３１、第１のプレート１１とアウタフィン２０、第２のプレート１２とアウタフィン２０、第１のプレート１１とインナフィン１４、隔壁１３とインナフィン１４を一度にロウ付けする。なお、インナフィン１４は、ロウ付けされるときにずれ動かないように、仮組する前に隔壁１３に対して先にスポット溶接やレーザ溶接、リベット止め等その他の接合方法で取り付けられてもよい。
【００３０】
以上のように構成された第１の実施形態の熱交換器１は、コアユニット１０内の流路Ａが隔壁１３によって第１の流路Ａ１と第２の流路Ａ２に分けられ、第１の流路Ａ１にインナフィン１４を配置し、第２の流路Ａ２にインナフィンを配置していない。流入口２から供給されるオイルＬは、図３に矢印で示すように貫通孔１１２，１２２及び連通部１３２を通して各コアユニット１０の流路Ａへ供給される。
【００３１】
本実施形態では隔壁１３によって流路Ａが第１の流路Ａ１と第２の流路Ａ２に分けられているので、それぞれの流路断面積と流動抵抗に応じてオイルＬは、分流される。第１の流路Ａ１を流れるオイルＬの熱は、第１のプレート１１を通してアウタフィン２０から外部へ放出され、第２の流路Ａ２を流れるオイルＬの熱は、第２のプレート１２を通してアウタフィン２０から外部へ放出される。
【００３２】
図３に示すように、積層方向へ第１の流路Ａ１と第２の流路Ａ２の大きさはほぼ同じであるので、インナフィン１４が配置されている第１の流路Ａ１の方が流動抵抗は大きく、第２の流路Ａ２の方へオイルＬが流れやすい。また、第１の流路Ａ１にはインナフィン１４が設けられているので、第１の流路Ａ１を流れるオイルＬの方が第２の流路Ａ２を流れるオイルＬよりも多くの熱を放出することができる。したがって、単位時間当りに第１の流路Ａ１から放出される熱量と第２の流路Ａ２から放出される熱量の差は、さほど大きくない。
【００３３】
また、伝熱流体のオイルＬの一部が固体状になる低温状態、例えば−３０℃前後において、固体化したオイルＬがインナフィン１４に付着して第１の流路Ａ１の流れが悪くなった場合、すなわち第１の流路Ａ１の流動抵抗がさらに大きくなった場合でも、インナフィンを設けていない第２の流路Ａ２にオイルＬが流れる。つまり、熱交換器１は、個々のコアユニット１０にオイルＬが循環され、冷却機能を維持することができる。
【００３４】
また、第１の流路Ａ１と第２の流路Ａ２は、隔壁１３で仕切られているだけであり、それぞれの流路内部のオイルＬの熱は、隔壁１３を介して伝達される。第２の流路Ａ２に温まったオイルＬが流れることで、第１の流路Ａ１内で固体状になったオイルＬを速やかに温め、融解させる。第１の流路Ａ１と第２の流路Ａ２の両方にオイルＬが循環されるようになるので、オイルクーラとして利用される本実施形態の熱交換器１の冷却性能は回復される。
【００３５】
以下に、第２から第６の実施形態の熱交換器１について図面を参照して説明する。各実施形態において第１の実施形態の熱交換器１の構成と同じ機能を有する構成には、第１の実施形態の熱交換器１の構成と同じ符号を付し、その詳細は第１の実施形態の対応する記載を参酌することとする。
【００３６】
第２の実施形態の熱交換器１について、図４を参照して説明する。図４は、熱交換器１において積層された複数のコアユニット１０のうちの中間の３層のコアユニット１０の片側の端部を第１の実施形態の図３と同じ平面で切断した断面図である。
【００３７】
図４に示すように、第２の実施形態の熱交換器１は、隔壁１３の形状及びそれに伴う構成が第１の実施形態の熱交換器１と異なっている。本実施形態の隔壁１３は、第２のプレート１２側に偏って配置されており、これによって、第１のプレート１１と隔壁１３の間に形成された第１の流路Ａ１の流路断面積は、第２のプレート１２と隔壁１３の間に形成された第２の流路Ａ２の流路断面積よりも大きくなっている。また、第１の流路Ａ１に配置されるインナフィン１４の寸法も、コアユニット１０の積層方向に拡大されている。
【００３８】
また、熱交換器１において、伝熱流体であるオイルＬの一部が固体状になる低温状態（例えば−３０℃くらい）における第１の流路Ａ１の流動抵抗に対する第２の流路Ａ２の流動抵抗の比が、伝熱流体であるオイルＬが液体状である高温状態（例えば常温とされる２０℃くらい）における第１の流路Ａ１の流動抵抗に対する第２の流路Ａ２の流動抵抗の比よりも小さい。具体的には、図４に示すように、第１の流路Ａ１の流路断面積を、第２の流路Ａ２の流路断面積よりも大きく設定している。そして、低温状態で第１の流路Ａ１の流動抵抗よりも第２の流路Ａ２の流動抵抗の方が小さく、かつ、高温状態で第１の流路Ａ１の流動抵抗よりも第２の流路Ａ２の流動抵抗の方が大きくなるように構成されていてもよい。
【００３９】
第２の流路Ａ２の流路断面積が第１の流路Ａ１の流路断面積よりも小さくても、インナフィンが配置されていないため、第２の流路Ａ２の流動抵抗が小さく、低温状態でもオイルＬは第２の流路Ａ２を流れることができる。また、高温状態になれば固体状になったオイルＬも融解するとともに流路断面積の大きい第１の流路Ａ１を流れるオイルＬの割合（流量）が増える。その結果、本実施形態の熱交換器１において、オイルＬは、低温状態で第２の流路Ａ２を流れ、高温状態で第１の流路Ａ１を主に流れる。
【００４０】
つまり、低温状態において、第２の流路Ａ２にオイルＬが流れることで、隔壁１３を介して隣り合う第１の流路Ａ１中で固体状になったオイルＬを融解させることができる。また、高温状態では、第１の流路Ａ１に主にオイルＬが流れてインナフィン１４に接することでオイルＬの熱がインナフィン１４を通して第１のプレート１１へ伝達されるとともに、インナフィン１４で第１の流路Ａ１中の流れが乱されることでオイルＬと第１のプレート１１との間及びオイルＬとインナフィン１４との間の熱伝達効率が向上する。これにより、低温状態における熱交換器１としての冷却性能を確保するとともに、高温状態における冷却性能も向上させることができる。
【００４１】
第３の実施形態の熱交換器１について、図５を参照して説明する。図５は、熱交換器１において積層された複数のコアユニット１０のうちの中間の１層と積層方向にこれに隣り合うコアユニット１０の半分ずつを含む端部について、第１の実施形態の図３と同じ平面で切断した断面図である。
【００４２】
図５に示すように、第３の実施形態の熱交換器１は、第２のプレート１２の形状及びそれに伴う構成が第１の実施形態の熱交換器１と異なっている。本実施形態の第２のプレート１２は、中間部が隔壁１３に偏って配置されており、これによって、第１のプレート１１と隔壁１３の間に形成される第１の流路Ａ１の流路断面積は、第２のプレート１２と隔壁１３の間に形成される第２の流路Ａ２の流路断面積よりも大きくなっている。また、第２のプレート１２が隔壁１３側へ偏っていることに伴い、アウタフィン２０がコアユニット１０の積層方向へ拡大されている。
【００４３】
第３の実施形態の熱交換器１は、第２の実施形態の熱交換器１と同様に、伝熱流体であるオイルＬの一部が固体状になる低温状態における第１の流路Ａ１の流動抵抗に対する第２の流路Ａ２の流動抵抗の比が、伝熱流体であるオイルＬが液体状である高温状態おける第１の流路Ａ１の流動抵抗に対する第２の流路Ａ２の流動抵抗の比よりも小さくなるように、第１の実施形態の場合よりも第２のプレート１２の中間部を隔壁１３に近づけることで、第１の流路Ａ１の流路断面積が第２の流路Ａ２の流路断面積よりも大きく設定している。第２の実施形態と同様に第３の実施形態においても、第２の流路Ａ２の流路断面積が第１の流路Ａ１の流路断面積よりも小さくても、第２の流路Ａ２にインナフィンが配置されていないため、低温状態でもオイルＬは第２の流路Ａ２を流れやすい。つまり、熱交換器１においてオイルＬは、低温状態で第２の流路Ａ２を流れ、高温状態で第１の流路Ａ１を主に流れる。
【００４４】
低温状態において、第２の流路Ａ２にオイルＬが流れることで、隔壁１３を介して隣り合う第１の流路Ａ１中で固体状になったオイルＬを融解させることができるとともに、高温状態において第１の流路Ａ１に主にオイルＬが流れてインナフィン１４に接することでオイルＬの熱がインナフィン１４を通して第１のプレート１１へ伝達されるとともに、インナフィン１４で第１の流路Ａ１中の流れが乱されることでオイルＬと第１のプレート１１との間及びオイルＬとインナフィン１４との間の熱伝達効率が向上する。この結果、第２の実施形態と同様に第３の実施形態の熱交換器１は、低温状態における冷却性能を確保しつつ、高温状態における冷却性能も向上させることができる。
【００４５】
第４の実施形態の熱交換器１について、図６を参照して説明する。図６は、熱交換器１において積層された複数のコアユニット１０のうちの中間の１層と積層方向にこれに隣り合うコアユニット１０のそれぞれ半分ずつを含む端部について、第１の実施形態の図３と同じ平面で切断した断面図であり、第３の実施形態の図５と同じ範囲を示している。
【００４６】
図６に示すように、第４の実施形態の熱交換器１において、コアユニット１０は、第１の流路Ａ１に配置されたインナフィン１４と、第２の流路Ａ２に配置されたインナフィン１５とを有している。第１の流路Ａ１のインナフィン１４は、第１の実施形態の熱交換器１におけるインナフィン１４と同形状である。第２の流路Ａ２のインナフィン１５は、オイルＬが流れる方向に第１の流路Ａ１のインナフィン１４のフィン１４１が配置される間隔と比較して、フィン１５１が配置される間隔が大きく設定されている点が第１の実施形態の熱交換器１と異なっている。なお、フィン１５１の間隔やインナフィン１５の構造は、伝熱流体のオイルＬの一部が固体状になる低温状態においてもオイルＬが十分に流れるように作られている。本実施形態の熱交換器１では、図６に示すように、オイルＬが流れる方向にフィン１５１の間隔は、フィン１４１の間隔の約２倍大きく設定されている。
【００４７】
そして、本実施形態の熱交換器１において、低温状態における第１の流路Ａ１の流動抵抗に対する第２の流路Ａ２の流動抵抗の比が、高温状態における第１の流路Ａ１の流動抵抗に対する第２の流路Ａ２の流動抵抗の比よりも小さくなるように、第１の流路Ａ１のインナフィン１４のフィン１４１の間隔と第２の流路Ａ２のインナフィン１５のフィン１５１の間隔とが調整されている。
【００４８】
低温状態では流路内壁に凝固するオイルＬによって流動性が低下する（流動抵抗が増す）。第１の流路Ａ１のインナフィン１４のフィン１４の間隔よりも第２の流路Ａ２のインナフィン１５のフィン１５１の間隔の方が大きいので、第２の流路Ａ２にオイルＬが流れる。また、高温状態ではオイルＬは液体状であるので、第１の流路Ａ１の流動抵抗と第２の流路Ａ２の流動抵抗の差は小さくなり、ほぼ同等にオイルＬが流れるようになる。
【００４９】
このとき、第１の流路Ａ１のインナフィン１４の方がフィン１４１の数が多いので、第１の流路Ａ１の方が流速は遅くなるが、オイルＬがインナフィン１４に接する表面積が大きくオイルＬの熱もインナフィン１４を介して第１のプレート１１に伝達されやすい。また、第４の実施形態では、第１の流路Ａ１のインナフィン１４よりもフィン１５１の数が少ないが第２の流路Ａ２にもインナフィン１５を有しているので、インナフィン１５を介して第２のプレート１２にもオイルＬの熱が伝達される。第２の流路Ａ２の流速は第１の流路Ａ１の流速よりも速く、単位時間当たりのオイルＬの流量が大きい。この結果、第１の流路Ａ１から第１のプレート１１側へ排出される熱量と、第２の流路Ａ２から第２のプレート１２側へ排出される熱量は、高温状態においてほぼ同じ程度になるように設定することもできる。第１の流路Ａ１と第２の流路Ａ２の両方が放熱に寄与するので、熱交換器１の冷却性能が向上する。
【００５０】
第５の実施形態の熱交換器１について、図７を参照して説明する。図７は、熱交換器１において積層された複数のコアユニット１０のうちの中間の１層と積層方向にこれに隣り合うコアユニット１０の半分ずつを含む端部について、第１の実施形態の図３と同じ平面で切断した断面図であり、第３の実施形態の図５及び第４の実施形態の図６と同じ範囲を示している。
【００５１】
図７に示すように、第５の実施形態の熱交換器１は、隔壁１３の形状及びそれに伴う構成が第１の実施形態の熱交換器１と異なっている。本実施形態の隔壁１３は、第２の流路Ａ２側へ延びた突出部１３３を連通部１３２に有している。この突出部１３３は、連通部１３２としての開口形状が第１の実施形態と同じ、すなわち、第１のプレート１１及び第２のプレート１２の貫通孔１１２，１２２と同じサイズに開けられているとともに、積層方向にちょうど重なる位置に配置されている。
【００５２】
図７に示すように、突出部１３３が設けられることによって、第５の実施形態の隔壁１３の連通部１３２は、第１の実施形態の隔壁１３の連通部１３２に比べて第２のプレート１２の貫通孔１２２に接近して配置される。その結果、第２のプレート１２と隔壁１３の間に形成された第２の流路Ａ２の流路断面積が第１のプレート１１と隔壁１３の間に形成される第１の流路Ａ１の流路断面積と同じであっても、オイルＬが液体状である高温状態において、第２の流路Ａ２へ流れるオイルＬの流量が第１の流路Ａ１へ流れるオイルＬの流量よりも少なくなる。また、オイルＬの一部が固体状となる低温状態においてインナフィン１４が配置された第１の流路Ａ１へオイルＬが流れにくくなっても、インナフィンが配置されていない第２の流路Ａ２へオイルＬが流れる。
【００５３】
第５の実施形態の熱交換器１において、低温状態における第１の流路Ａ１の流動抵抗に対する第２の流路Ａ２の流動抵抗の比は、高温状態における第１の流路Ａ１の流動抵抗に対する第２の流路Ａ２の流動抵抗の比よりも小さくなるように構成されている。つまり、低温状態では第１の流路Ａ１の流動抵抗よりも第２の流路Ａ２の流動抵抗の方が小さく、高温状態では第１の流路Ａ１の流動抵抗よりも第２の流路Ａ２の流動抵抗の方が大きくなるように、第２及び第３の実施形態の熱交換器１の構成と同じ機能を有する。
【００５４】
その結果、低温状態では、隔壁１３を介して隣り合う第１の流路Ａ１中で固体状になったオイルＬを融解させることができる。また、高温状態では第１の流路Ａ１にオイルＬが第２の流路Ａ２よりも多く流れ、インナフィン１４に接することでオイルＬの熱がインナフィン１４を通して第１のプレート１１へ伝達されるとともに、インナフィン１４で第１の流路Ａ１中のオイルＬの流れが乱されることでオイルＬと第１のプレート１１との間及びオイルＬとインナフィン１４との間の熱伝達効率が向上する。
【００５５】
第６の実施形態の熱交換器１について、図８を参照して説明する。図８は、熱交換器において積層された複数のコアユニット１０のうちの中間の２層のコアユニット１０の片側の端部を第１の実施形態の図３と同じ平面で切断した断面図である。
【００５６】
図８に示すように、第６の実施形態の熱交換器１は、隔壁１３の形状及びそれに伴う構成が第１の実施形態の熱交換器１と異なっている。本実施形態の隔壁１３は、第２のプレート１２と同じ形状であり、積層方向に第１のプレート１１と第２のプレート１２の間に配置され、外周縁１３１で第１のプレート１１に接合されるとともに第２の側に膨出した部分で第２のプレート１２に接合されている。
【００５７】
隔壁１３が第２のプレート１２と同形状であるので、第１のプレート１１と隔壁１３の間に作られる第１の流路Ａ１の流路断面積よりも第２のプレート１２と隔壁１３の間に作られる第２の流路Ａ２の流路断面積の方が小さくなる。また、隔壁１３の両端部に設けられる連通部１３２が第２のプレート１２の貫通孔１２２に接近している。さらに、第２のプレート１２の両端部と中間部の間で積層方向に段差を有した変位部１２４とこれに対応する隔壁１３の変位部１３４は、同形状であるから積層方向に一定の距離であり、両端部や中間部よりも接近している。そして、第１の流路Ａ１に配置されるインナフィン１４は、積層方向に第１の流路Ａ１の内面一杯に設けられている。
【００５８】
以上のように各コアユニット１０が構成されていることによって、本実施形態の熱交換器１において、オイルＬの一部が固体状になる低温状態における第１の流路Ａ１の流動抵抗に対する第２の流路Ａ２の流動抵抗の比は、オイルＬが液体状である高温状態における第１の流路Ａ１の流動抵抗に対する第２の流路Ａ２の流動抵抗の比よりも小さくなる。
【００５９】
したがって、本実施形態の熱交換器１は、他の実施形態と同様に、低温状態において第２の流路Ａ２にオイルＬが流れることで、固体状になったオイルＬを速やかに融解させることができる。また、高温状態において第１の流路Ａ１に主にオイルＬが流れることで、インナフィン１４に接してオイルＬの熱がインナフィン１４を通して第１のプレート１１へ伝達されるとともに、インナフィン１４で第１の流路Ａ１中のオイルＬの流れが乱され、オイルＬと第１のプレート１１との間及びオイルＬとインナフィン１４との間の熱伝達効率が向上する。
【００６０】
以上、本発明の熱交換器１について第１から第６の実施形態を基に説明した。これらの実施形態は、本発明を実施するにあたって理解しやすくするための一例に過ぎない。したがって、本発明を実施するにあたってその趣旨を逸脱しない範囲で、各構成を同等の機能を有するものに置き換えて実施することも可能であり、それらもまた本発明に含まれる。また、各実施形態で説明した構成のいくつかを互いに組み合わせて、あるいは置き換えて実施されることも本発明に含まれる。
【００６１】
例えば第２の実施形態の熱交換器１における隔壁１３を、第４及び第５の実施形態に採用してもよいし、第５の実施形態の熱交換器１における隔壁１３の突出部を、第２〜４の実施形態の熱交換器１の隔壁１３の連通部１３２に設けてもよい。また、第４の実施形態において第２の流路Ａ２に配置されたインナフィン１５は、第１の流路Ａ１に配置されるインナフィン１４の相似形に限らず、オイルＬが流れる方向に対して平行に配置されていたり、斜めに配置されていたりしてもよい。
【００６２】
さらに、各実施形態において、全てのコアユニット１０に隔壁１３が設けられて、流路Ａが第１の流路Ａ１と第２の流路Ａ２に分けられている構成としたが、隔壁１３を有したコアユニット１０は、熱交換器１に少なくとも１つ含まれていればよい。伝熱流体（オイルＬ）の一部が固体状になる低温状態において、隔壁１３を有したコアユニット１０の第２の流路Ａ２に伝熱流体が循環されることで、伝熱流体の熱が各部材を伝って流路Ａ内、特に第１の流路Ａ１内で固体状になった伝熱流体を速やかに融解し、熱交換器１としての機能を果たす。
【００６３】
各実施形態において、伝熱流体としてオイルＬを一例に説明したが、伝熱流体は、オイルＬに限らず、使用温度や伝達熱量など熱交換器の仕様に応じて、純水等の他の液体や窒素等の不活性ガス、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）に代表される代替フロン等の冷媒であってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…熱交換器、１０…コアユニット、１１…第１のプレート、１１１…外周縁、１１２…貫通孔、１２…第２のプレート、１２１…外周縁、１２２…貫通孔、１３…隔壁、１３１…外周縁、１３２…連通部、１３３…突出部、１４…インナフィン、２０…アウタフィン、Ａ…流路、Ａ１…第１の流路、Ａ２…第２の流路、Ｌ…オイル（伝熱流体）、Ｘ１…第１の方向、Ｘ２…第２の方向。
【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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