CN107532865B - 热交换器 - Google Patents

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Abstract

热交换器具有：流路管(3)，形成为具有规定的厚度的扁平形状，并与热交换对象物进行热交换的热介质在该流路管的内部流通；以及内翅片(34)，配置于流路管的内部。内翅片具有将主流路分割为多个副流路的波纹翅片(340c)和连接于波纹翅片的引导壁(37)。将流路管的长度方向定义为x方向，将流路管的厚度方向定义为z方向，将与x方向和z方向这两方垂直的方向定义为y方向。波纹翅片具有设为向y方向的第一侧凸出的形状的第一凸部(340d)和设为向y方向的第二侧凸出的形状的第二凸部(340e)。在波纹翅片形成有将相邻的两个副流路连结起来的开口部(36)。引导壁从波纹翅片向副流路突出。根据该热交换器，能够促进导热，使热交换器的热性能提高。

Description

热交换器
相关申请的相互参照
本申请基于2015年4月17日申请的日本专利申请2015-085241以及2016年3月15日申请的日本专利申请2016-051273，并将其公开内容作为参照而编入本申请。
技术领域
本发明涉及具有波纹翅片的热交换器。
背景技术
以往，已知有一种热交换器，构成为为了进行将半导体元件内置的半导体组件等的发热体的散热，以从两面夹持发热体的方式配设流路管。在这样的热交换器中，成为发热体和流路管交替层叠的结构，层叠的多个流路管构成为通过连通构件连通，冷却介质流通于各流路管。
在这种热交换器中，公开了如下结构：为了提高热交换性能，在流路管内配设分隔构件从而在一个流路管内将热介质流路沿着流路管的厚度方向形成为两段，并且在形成为两段的热介质流路分别配置内翅片。
例如，在专利文献1所记载的热交换器中，作为使导热面积增大的部件而使用波纹翅片。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-9826号公报
发明内容
本发明的目的在于，使热交换器的热性能提高。
本发明的第一方式所涉及的热交换器具有：流路管，形成为具有规定的厚度的扁平形状，与热交换对象物进行热交换的热介质在该流路管的内部流通；以及内翅片，配置于流路管的内部，使热交换对象物与热介质的导热面积增大。内翅片具有将热介质所流通的主流路分割为多个副流路的多个波纹翅片中的一个波纹翅片和连接于波纹翅片的引导壁。将流路管的长度方向定义为x方向，将流路管的厚度方向定义为z方向，将与x方向和z方向这两方垂直的方向定义为y方向。内翅片还具有设为向z方向的一方的朝向凸出的形状的顶部和设为向z方向的另一方的朝向凸出的形状的底部。波纹翅片具有设为向y方向的第一侧凸出的形状的第一凸部和设为向y方向的第二侧凸出的形状的第二凸部。第一凸部和第二凸部经由中间部交替排列，以使得与z方向垂直的截面形状成为波形状。在波纹翅片形成有将多个副流路中的隔着波纹翅片相邻的两个副流路连结起来的开口部。引导壁与波纹翅片的开口部的周围的端部中的位于相邻的两个副流路中的一个副流路中的热介质的流动方向下游侧的部分连接，从波纹翅片向副流路突出。引导壁的顶端与副流路中的热介质的流动方向上游侧相对。或者，引导壁与波纹翅片的开口部的周围的端部中的位于副流路中的热介质的流动方向上游侧的部分连接，从波纹翅片向副流路突出。引导壁的顶端与副流路中的热介质的流动方向下游侧相对，在多个副流路的各个副流路中，通过使y方向上的副流路的宽度在z方向上变化，从而形成有宽度比规定的宽度窄的第一区域和宽度比规定的宽度宽的第二区域，规定的宽度是在流路管的z方向上距顶部的距离和距底部的距离相互相等的部分的宽度，开口部形成于多个波纹翅片中的至少两个波纹翅片，形成于两个波纹翅片中的一方的波纹翅片的开口部，与z方向的第一侧相比在第二侧较大地开口，形成于两个波纹翅片中的另一方的波纹翅片的开口部，与z方向的第二侧相比在第一侧较大地开口。
本发明的第二方式所涉及的热交换器具备：流路管，具备具有规定的厚度的扁平形状，与热交换对象物进行热交换的热介质在该流路管的内部流通；以及流路管，配置于流路管的内部，使热交换对象物与热介质的导热面积增大。内翅片具有将热介质所流通的主流路分割为多个副流路的多个波纹翅片中的一个波纹翅片和连接于波纹翅片的引导壁。将流路管的长度方向定义为x方向，将流路管的厚度方向定义为z方向，将与x方向和z方向这两方垂直的方向定义为y方向。内翅片还具有设为向z方向的一方的朝向凸出的形状的顶部和设为向z方向的另一方的朝向凸出的形状的底部。波纹翅片具有在y方向上向流路管的第一侧突出的多个第一凸部和在y方向上向流路管的第二侧突出的多个第二凸部。第一凸部和第二凸部交替排列，以使得波纹翅片的与z方向垂直的截面形状具有波形状。波纹翅片具有将多个副流路中的隔着波纹翅片相邻的两个副流路连结起来的开口部。引导壁从波纹翅片的、划分副流路中的热介质的流动方向上的开口部的下游侧或上游侧的端部向副流路突出。在多个副流路的各个副流路中，通过使y方向上的副流路的宽度在z方向上变化，从而形成有宽度比规定的宽度窄的第一区域和宽度比规定的宽度宽的第二区域，规定的宽度是在流路管的z方向上距顶部的距离和距底部的距离相互相等的部分的宽度，开口部形成于多个波纹翅片中的至少两个波纹翅片，形成于两个波纹翅片中的一方的波纹翅片的开口部，与z方向的第一侧相比在第二侧较大地开口，形成于两个波纹翅片中的另一方的波纹翅片的开口部，与z方向的第二侧相比在第一侧较大地开口。
由此，在引导壁的顶端与热介质的流动方向上游侧相对的情况下，热介质碰到引导壁的顶端。因此，能够促进导热，使热交换器的热性能提高。
另外，引导壁与波纹翅片的开口部周围的端部中的位于热介质的流动方向下游侧的部分连接，从波纹翅片向细流路突出，从而在细流路中流动的热介质的一部分通过开口部流入旁边的细流路，抑制细流路中的波纹翅片附近处的剥离的发生。因此，能够使热交换器的热性能提高。
另外，在引导壁的顶端与热介质的流动方向下游侧相对的情况下，在细流路中流动的热介质的一部分通过开口部流入旁边的细流路，从而能够抑制剥离的发生，使热交换器的热性能提高。
此外，上述各机构的括号内的符号表示与后述的实施方式所记载的具体的构件的对应关系的一例。
附图说明
图1是第一实施方式的层叠型热交换器的主视图。
图2是图1的II-II剖视图。
图3是图2的III-III剖视图。
图4是图2的IV方向的流路管的向视图。
图5是表示在中间板的一面侧搭载有内翅片的情形的图。
图6是内翅片中的形成有第一翅片的区域的立体图。
图7是图3的VII-VII剖视图。
图8是图6的部分放大图。
图9是图7的IX-IX剖视图。
图10是不具备开口部的热交换器中的细流路的剖视图，并且是与图7相当的图。
图11是表示不具备开口部的热交换器中的剥离的情形的剖视图，并且是与图12相当的图。
图12是图3的VII-VII剖视图。
图13是不具备开口部的热交换器中的波纹翅片的剖视图，并且是图14相当的图。
图14是图7的IX-IX剖视图。
图15是第二实施方式中的细流路的剖视图，并且是与7相当的图。
图16是第二实施方式的内翅片中的形成有第一翅片的区域的立体图，并且是与8相当的图。
图17是第二实施方式中的细流路的剖视图，并且是与12相当的图。
图18是第三实施方式中的细流路的剖视图，并且是与12相当的图。
图19是第三实施方式中的波纹翅片的剖视图，并且是与14相当的图。
图20是第四实施方式中的细流路的剖视图，并且是与12相当的图。
图21是表示本发明的实施方式的一变形例中的连通路的配置的剖视图，并且是与7相当的图。
图22是表示本发明的实施方式的一变形例中的连通路的配置的剖视图，并且是与7相当的图。
图23是表示本发明的实施方式的一变形例中的连通路的配置的剖视图，并且是与7相当的图。
图24是表示本发明的实施方式的一变形例中的连通路的配置的剖视图，并且是与7相当的图。
图25是本发明的实施方式的一变形例中的波纹翅片的剖视图，并且是与9相当的图。
图26是本发明的实施方式的一变形例中的波纹翅片的剖视图，并且是与9相当的图。
图27是本发明的实施方式的一变形例中的细流路的剖视图，并且是与28相当的图。
图28是图15的部分放大图。
具体实施方式
以下，参照附图说明用于实施本发明的多个方式。在各方式中存在对与在先前的方式说明的事项对应的部分标注相同的参照符号而省略重复的说明的情况。在各方式中仅对结构的一部分进行说明的情况下，对结构的其他部分能够适用先前说明的其他方式。在各实施方式中不仅是明示了具体的组合的部分彼此的组合，尤其是只要对组合不产生障碍，则即使没有明示也可以将实施方式彼此进行部分的组合。
以下，基于附图说明本发明的实施方式。此外，在以下的各实施方式中，相互相同或等同的部分标注相同符号进行说明。
(第一实施方式)
使用图1～图14说明本发明的第一实施方式。说明由本实施方式的层叠型热交换器1构成将作为热交换对象物的多个电子部件2冷却的冷却器的例子。本实施方式的层叠型热交换器1也可以用于其他用途。另外，也可以将本实施方式的层叠型热交换器1用于加热。电子部件2例如是适用于对行驶用电动机输出三相交流电压的换流器电路的电源卡。层叠型热交换器1与热交换器相当。
层叠型热交换器1具备流路管3和配置于流路管3的内部的内翅片34。如图1所示，层叠型热交换器1是将多个流路管3以在相邻的流路管3之间形成的间隙配设电子部件2的状态层叠配置而成的。
与电子部件2热交换的热介质在流路管3的内部流通。作为热介质，可使用例如混入了乙二醇系的防冻剂的水、水或氨等的天然制冷剂等。将与流路管3层叠的方向(层叠方向)垂直且与流路管3的长度方向垂直的方向设为流路管3的宽度方向(第二方向)。如图2所示，流路管3的宽度方向的一对周缘部沿着长度方向(第一方向)并行延伸，并且长度方向的周缘端部的形状成为半圆形状。另外，将流路管3的层叠方向设为流路管3的厚度方向(第三方向)。另外，如图3所示，流路管3形成为与长度方向正交的流路截面具有规定的厚度的扁平形状。流路管3的长度方向与x方向相当。流路管3的宽度方向与y方向相当。流路管3的厚度方向与z方向相当。
此外，图2是图1的II-II线的剖视图，但为了明确流路管3的形状，省略了电子部件2的图示。另外，在图2中，以虚线示出了配置于流路管3的内部的内翅片34。另外，在图2、图3、图5、图6中，省略了后述的开口部36以及引导壁37的图示。
流路管3是将铝、铜等具有高热传导性的金属制的板层叠并将这些板接合而成的。如图3所示，流路管3具有外壳板31、32和中间板33。
外壳板31、32是构成流路管3的外壳的板构件，通过外壳板31、32进行电子部件2与热介质的热交换。中间板33由长方形状的板构件构成，并配置为在外壳板31、32之间与外壳板31、32分别相对。在中间板33的流路管3的长度方向上的两端部，与突出管部35的开口部对应地形成有圆形的开口部。
在外壳板31、32与中间板33之间，形成有供热介质流通的介质流路30。另外，在外壳板31与中间板33之间、外壳板32与中间板33之间，配置有内翅片34。作为主流路的介质流路30通过第一翅片340、第二翅片341而被分割为多个细流路(副流路)。
内翅片34是使热介质与电子部件2的导热面积增大的部件。内翅片34是例如对铝等具有高热传导性的金属制的板状的板进行冲压加工而形成的。
流路管3通过在外壳板31与中间板33之间、外壳板32与中间板33之间分别配置内翅片34，并由钎料接合外壳板31、32、中间板33的周缘部的内侧而构成。另外，内翅片34通过钎料接合于外壳板31、32。
根据这样的构造，在相邻的两个流路管3之间形成的间隙配设电子部件2而构成层叠型热交换器1时，能够抑制因从层叠方向的外侧施加的力而流路管3变形的情况。此外，也可以是中间板33的周缘部被夹持在外壳板31、32之间。
如图2所示，在流路管3的长度方向的两侧设置有突出管部35。层叠型热交换器1具有突出管部35。突出管部35是连结相邻的流路管3的配管，如图4所示，成为在流路管3的层叠方上开口且在流路管3的层叠方向上突出的圆筒状。在除了位于层叠方向的最外侧的流路管3以外的流路管3，在层叠方向的两侧设置有突出管部35，另一方面，在多个流路管3中的位于层叠方向的最外侧的流路管3，仅在与相邻的流路管3相对的一面设置有突出管部35。多个流路管3使突出管部35彼此嵌合，并且将突出管部35的侧壁彼此接合而连结。由此，相邻的流路管3的介质流路30连通。
将在流路管3的长度方向的两侧设置的突出管部35中的一方设为供给集管部11，将另一方设为排出集管部12。供给集管部11是向流路管3的介质流路30供给热介质的配管，排出集管部12是从流路管3的介质流路30排出热介质的配管。
如图1所示，在多个流路管3中的配置于层叠方向的最外侧的流路管3的一方，连接有介质导入部4以及介质导出部5。介质导入部4是用于将热介质导入层叠型热交换器1的配管，介质导出部5是用于从层叠型热交换器1导出热介质的配管。介质导入部4以及介质导出部5通过钎焊等的接合技术接合到流路管3。层叠型热交换器1具备介质导入部4和介质导出部5。
热介质通过泵而经过介质导入部4向层叠型热交换器1供给，经过介质导出部5从层叠型热交换器1排出。另外，在层叠型热交换器1中流动的热介质通过泵而将流量设为恒定。
使用图5～图9说明内翅片34的结构。内翅片34具有多个第一翅片340和多个第二翅片341。如图5所示，将内翅片34中的形成有多个第一翅片340的区域设为区域34b，将比区域34b更靠热介质流动上游侧的端部设为端部34a，将下游侧的端部设为端部34c。
第一翅片340将作为热介质流通的主流路的介质流路30分割为多个细流路。如图3、图6所示，内翅片34中的形成有多个第一翅片340的区域34b的与流路管3的长度方向正交的截面形状成为波形状，波形的顶点附近与外壳板31、32、中间板33接触。也可以是长度方向与热介质的流动方向相同。
一个第一翅片340中的向流路管3的厚度方向的一方的朝向成为凸出的形状，将与外壳板31或32接触的部分设为顶部340a。一个第一翅片340中的向流路管3的厚度方向的另一方的朝向成为凸出的形状，将与中间板33接触的部分设为底部340b。将第一翅片340中的连接顶部340a和底部340b的部分设为壁面部340c。
内翅片34中的形成有第一翅片340的区域34b的顶部340a和底部340b经由壁面部340c交替排列，从而与流路管3的长度方向垂直的截面形状成为波形状。具体而言，第一翅片340形成为底部340b、壁面部340c、顶部340a、壁面部340c、底部340b依次排列的结构。这样的第一翅片340使彼此的底部340b连接而排列多个，从而内翅片34中的形成有多个第一翅片340的区域34b的与流路管3的长度方向垂直的截面形状成为波形状。
如图7所示，壁面部340c具有多个凸部340d、凹部340e和中间部340f。壁面部340c的凸部340d和凹部340e经由将凸部340d和凹部340e连结起来的中间部340f交替排列，从而与流路管3的厚度方向垂直的截面形状成为波形状。
凸部340d的与流路管3的厚度方向垂直的截面形状朝向流路管3的宽度方向的第一侧(一侧)成为凸出的曲线状，凹部340e的与流路管3的厚度方向垂直的截面形状朝向流路管3的宽度方向的第二侧(另一侧)成为凸出的曲线状。凸部340d、凹部340e分别与第一凸部、第二凸部相当。中间部340f的与流路管3的厚度方向垂直的截面形状成为直线状。
通过这样的凸部340d、凹部340e、中间部340f而构成壁面部340c，由此壁面部340c从流路管3的厚度方向观察，成为在流路管3的长度方向上弯曲成三角波形状的形状。壁面部340c与波纹翅片相当。
第二翅片341与第一翅片340一同形成细流路，以与流路管3的长度方向平行的方式形成于端部34a、端部34c。第二翅片341从流路管3的厚度方向观察成为直线形状。另外，内翅片34中的形成有第二翅片341的端部34a、端部34c的与流路管3的长度方向正交的截面形状成为波形状。
在内翅片34中，通过形成于端部34a的第二翅片341、第一翅片340和形成于端部34c的第二翅片341而构成连续的一条翅片。
如图7所示，在壁面部340c，形成有多个将隔着壁面部340c相邻的两个细流路连结起来的开口部36。在本实施方式中，开口部36形成于从凸部340d至中间部340f的部分和从凹部340e至中间部340f的部分。
在壁面部340c连接有引导壁37，内翅片34还具有引导壁37。引导壁37通过前缘效应(anterior border effect)而改善热传递，另外，用于将热介质向旁边的细流路引导而抑制剥离的发生。
引导壁37与壁面部340c的开口部36的周围的端部中的、由开口部36连结起来的两个细流路中的一方的细流路处的热介质的流动方向下游侧连接。引导壁37从壁面部340c向一方的细流路突出，顶端与热介质的流动方向上游侧相对。内翅片34具有多个引导壁37，引导壁37分别与多个开口部36对应地配置。
在本实施方式中，如图7所示，凸部340d和引导壁37以及凹部340e和引导壁37平滑地连接。另外，如图8所示，引导壁37中的与热介质的流动相对的端部以外的端部连接于顶部340a、底部340b或壁面部340c。
这样的开口部36以及引导壁37能够通过同时进行成为内翅片34的材料的板状的板的切断和切断部的弯曲的冲压加工来形成。在该情况下，位于切断部附近的部分中的在加工后成为比切断部更靠介质流路30的上游侧的部分成为第一翅片340的一部分，成为下游侧的部分从第一翅片340立起(分开)而成为引导壁37。另外，由如下的部分包围的部分成为开口部36：引导壁37与第一翅片340的边界；以及切断部的侧面上的残留于第一翅片340侧的部分。另外，也可以是在成为内翅片34的材料的板状的板预先开设缝隙，对开设有缝隙的板进行冲压加工，从而形成开口部36以及引导壁37。
如上所述，在本实施方式中，热介质向与引导壁37的顶端相对的朝向流动。如图7所示，在热介质以与引导壁37的顶端相对的朝向流动的情况下热介质从凸部340d朝向凹部340e流动的区域R1中，引导壁37从壁面部340c向凹部340e的凸侧突出。也可以是，在热介质以与引导壁37的顶端相对的朝向流动的情况下热介质从凸部340d朝向凹部340e流动的区域R1中，引导壁37从壁面部340c向流路管3的宽度方向的第二侧突出。另外，也可以是引导壁37在热介质从凹部340e朝向凸部340d流动的区域R2中，从壁面部340c向凸部340d的凸侧突出。引导壁37在热介质从凹部340e朝向凸部340d流动的区域R2中，从壁面部340c向流路管3的宽度方向的第二侧突出。此外，热介质从图7的纸面左侧向右侧流动。
另外，如果将细流路的热介质流中的没有被引导壁37引导到旁边的细流路而残留于同一细流路的热介质流设为本流，将被引导壁37引导到旁边的细流路的热介质流设为分流，则本流的流路截面积比分流的流路截面积大。
在此，图7的直线L1经过引导壁37中的与热介质的流动相对的顶端，表示本流中的与热介质的流通方向垂直的平面。直线L2经过引导壁37中的与热介质的流动相对的顶端，表示分流中的与热介质的流通方向垂直的平面。另外，将本流的流路截面积设为，在由直线L1示出的平面上由顶部340a或底部340b、壁面部340c、引导壁37和外壳板31、32或中间板33包围的部分的面积。另外，将分流的流路截面积设为，在由直线L2示出的平面上由壁面部340c、引导壁37和顶部340a或底部340b包围的部分的面积。
另外，在本实施方式中，如图9所示，引导壁37向隔着壁面部340c相邻的两个细流路中的一方的细流路的区域R3突出，将热介质向另一方的细流路的区域R4引导。
在此，区域R3是通过流路管3的宽度方向上的细流路的宽度在流路管3的厚度方向上变化而形成于细流路的宽度比规定的宽度窄的区域。区域R4是通过流路管3的宽度方向上的细流路的宽度在流路管3的厚度方向上变化而形成于细流路的宽度比规定的宽度宽的区域。
内翅片34通过对金属制的板状的板冲压加工而制造。因此，由顶部340a、壁面部340c和中间板33包围的细流路中的顶部340a侧的区域的流路管3的宽度方向上的宽度w1比中间板33侧的区域的宽度w2小。另外，由底部340b、壁面部340c、和外壳板31或外壳板32包围的细流路中的底部340b侧的区域的流路管3的宽度方向上的宽度w3比外壳板31或外壳板32侧的区域的宽度w4小。
在本实施方式中，在各细流路中，将在流路管3的厚度方向上距顶部340a的距离和距底部340b的距离相互相等，且位于与流路管3的厚度方向垂直的平面的两侧的区域分别设为区域R3、R4。将在流路管3的厚度方向上距顶部340a的距离和距底部340b的距离相互相等的部分的宽度(与上述规定的宽度相当)设为w5。区域R3的宽度比宽度w5小，区域R4的宽度比宽度w5大。
区域R3是在细流路中由该平面和顶部340a或底部340b夹着的区域。区域R4是在细流路中由该平面和外壳板31、32或中间板33夹着的区域。图9的直线L3表示区域R3与区域R4的边界。区域R3、R4分别与第一区域、第二区域相当。
在上述结构中，热介质从介质导入部4直接、或者通过供给集管部11流入流路管3，从流路管3直接、或者通过排出集管部12从介质导出部5导出。此时，通过电子部件2与热介质的热交换，电子部件2被冷却。
在流路管3中，热介质在形成多个波形状的细流路中蛇行地流动。图10、图11是不具备开口部36的热交换器的剖视图。
在本实施方式中，引导壁37的顶端与热介质的流动方向上游侧相对。由此，热介质碰到引导壁37的顶端，通过前缘效应而导热被促进，因此热交换器的热性能提高。
另外，如图10所示在不具备开口部36的热交换器中，如图11的箭头A1所示在热介质蛇行地流动时，存在发生热介质的剥离的担忧。如图11的区域R5所示，在热介质经过由两个凸部340d或两个凹部340e形成的转弯部时，存在仅在转弯部的内侧的壁面部340c附近发生剥离的担忧。剥离部的流动慢，与流动快的部分相比对导热促进的贡献小。另外，存在因剥离的发生而流路管3中的压力损失增加的担忧。因此，存在因剥离的发生而热交换器的性能降低的担忧。
相对于此，在本实施方式中，形成有开口部36，引导壁37与壁面部340c的开口部36周围的端部中的位于热介质的流动方向下游侧的部分连接。另外，引导壁37从壁面部340c向隔着壁面部340c相邻的两个细流路中的一方的细流路突出。因此，如图12的箭头A2所示的蛇行流的一部分如箭头A3所示，通过开口部36流入在没有形成开口部36时发生剥离的部分即壁面部340c的附近，抑制该部分中的剥离的发生。图12的区域R6是本实施方式中发生剥离的部分，比没有形成开口部36时发生剥离的区域R5小。
由此，在本实施方式中，可抑制剥离的发生，内翅片34与热介质接触的部分中的对导热促进作出贡献的部分的面积增加，另外，抑制压力损失的增加。由此，热交换器的热性能提高。此外，此时，如上所述本流的流路截面积比分流的流路截面积大，因此不通过开口部36，而在同一细流路中持续流动的本流的流量比通过开口部36而流入旁边的细流路的分流的流量大，维持着本流的蛇行流。
由此，在使用本实施方式的热交换器而构成的层叠型热交换器1中，通过形成开口部36以及引导壁37，将内翅片34设为能够更促进导热的形状，能够使热交换器的热性能(热交换量)提高。
另外，在不具备开口部36的波纹翅片中，在宽度方向的宽度宽的区域中，与宽度方向的宽度窄的区域相比流速慢，如图13的区域R7所示，剥离部大。另外，在将层叠型热交换器1用于冷却的情况下，根据流速的影响，在宽度方向的宽度宽的区域中，与宽度方向的宽度窄的区域相比热介质的温度高。
如果考虑这样的波纹翅片的特性，则通过宽度方向的宽度窄的区域的热介质流入相邻的细流路的宽度方向的宽度宽的区域，由此能够有效改善热介质的速度分布和温度分布，使热交换器的热性能提高。
针对于此，在本实施方式中，引导壁37向相邻的两个细流路中的一方的细流路的区域R3突出，如图14的箭头A4所示，将热介质向另一方的细流路的区域R4引导。因此，改善热介质的速度分布和温度分布，抑制剥离的发生。图14的区域R8是本实施方式中发生剥离的部分，比没有形成开口部36时发生剥离的区域R7小。由此，能够进一步使热交换器的热性能提高。
此外，通过抑制剥离的发生而抑制流路管3中的压力损失的增加，另一方面，通过引导壁37向细流路突出而使压力损失增加。相对于此，在本实施方式中，如上所述配置引导壁37而有效抑制剥离的发生，由此较大程度地抑制压力损失的增加，从而能够抑制剥离的发生的同时抑制热交换器整体的压损的上升，进一步使热交换器的热性能提高。
另外，在本实施方式中，引导壁37向宽度方向的宽度窄且热介质的流速大的区域R3突出。由此，热介质以大流速的状态碰到引导壁37的顶端，因此基于前缘效应的导热促进变大，能够进一步使热交换器的热性能提高。
此外，也可以是引导壁37在各细流路中形成于热介质的流速最大的部分。由此，热介质以大流速的状态碰到引导壁37的顶端，因此基于前缘效应的导热促进变大，能够进一步使热交换器的热性能提高。
另外，在凸部340d、凹部340e的内侧且包含于区域R4的部分中，尤其容易发生剥离。因此，也可以是以分流流入该部分的方式配置开口部36以及引导壁37。
(第二实施方式)
说明本发明的第二实施方式。本实施方式相对于第一实施方式改变了开口部36以及引导壁37的位置，其他与第一实施方式相同，因此仅说明与第一实施方式不同的部分。
本实施方式中，如图15、图16所示，开口部36形成于凸部340d以及凹部340e。与形成于凸部340d的开口部36对应的引导壁37连接于凸部340d，并在凸部340d的凸侧从壁面部340c突出。与形成于凸部340d的开口部36对应的引导壁37也可以在宽度方向的第一侧从壁面部340c突出。与形成于凹部340e的开口部36对应的引导壁37连接于凹部340e，并在凹部340e的凸侧从壁面部340c突出。与形成于凹部340e的开口部36对应的引导壁37也可以在宽度方向的第二侧从壁面部340c突出。
另外，引导壁37配置为在与流路管3的厚度方向垂直的至少一部分的截面上，距离d1比距离d2大。
在此，壁面部340c具有由一个凸部340d、一个直接连接于一个凸部340d的中间部340f、一个直接连接于一个中间部340f的凹部340e和直接连接于该凹部340e的一个引导壁37构成的部分(第一连续部分)。距离d1是在第一连续部分的流路管3的宽度方向上的第一侧的表面上，位于第一侧的最外侧的部分与位于第二侧的最外侧的部分之间的流路管3的宽度方向上的距离。
此外，在本实施方式中，在第一连续部分的流路管3的宽度方向上的第二侧的表面上，位于第一侧的最外侧的部分与位于第二侧的最外侧的部分之间的流路管3的宽度方向上的距离也设为d1。
另外，壁面部340c具有由一个凸部340d、一个直接连接于一个凸部340d的中间部340f和一个直接连接于一个中间部340f的凹部340e构成的部分(第二连续部分)。距离d2是在第二连续部分的流路管3的宽度方向上的第一侧的表面上，位于第一侧的最外侧的部分与位于第二侧的最外侧的部分之间的流路管3的宽度方向上的距离。
此外，在本实施方式中，在第二连续部分的流路管3的宽度方向上的第二侧的表面上，位于第一侧的最外侧的部分与位于第二侧的最外侧的部分之间的流路管3的宽度方向上的距离也设为d2。
另外，在本实施方式中，壁面部340c具有由一个凸部340d、一个直接连接于一个凸部340d的中间部340f、一个直接连接于一个中间部340f的凹部340e和直接连接于该的凸部340d的引导壁37构成的部分(第三连续部分)。将在第三连续部分的流路管3的宽度方向上的第一侧的表面上，位于第一侧的最外侧的部分与位于第二侧的最外侧的部分之间的流路管3的宽度方向上的距离定义为d3。d3＝d1，距离d3比距离d2大。另外，对于流路管3的宽度方向的第二侧的表面也是相同的。
在本实施方式中，也形成有开口部36，因此如图17的箭头A5所示的蛇行流的一部分如箭头A6所示，在没有形成开口部36时流入发生剥离的部分，抑制该部分中的剥离的发生。图17的区域R9是本实施方式中发生剥离的部分，比没有形成开口部36时发生剥离的区域R5小。由此，与第一实施方式同样地，能够使热交换器的热性能提高。
另外，在本实施方式中，能够进一步提高将流路管3中的热介质的流路延长而使局部的流速增加从而使热交换器的热性能提高这样的波纹翅片的效果。
例如，在日本实开昭54-115654号公报所记载的热交换器中，为了提高导热效果，在翅片设置切起部而谋求促进紊流。但是，在该热交换器中，以使蛇行的制冷剂流流走的形态形成有切起部，成为打乱作为波纹翅片的特征的蛇行流的形态，因此不能得到基于局部流速的增速的导热促进效果。
相对于此，在本实施方式中，与形成于凸部340d的开口部36对应的引导壁37在凸部340d的凸侧从壁面部340c突出。另外，与形成于凹部340e的开口部36对应的引导壁37在凹部340e的凸侧从壁面部340c突出。与形成于凸部340d的开口部36对应的引导壁37也可以在宽度方向的第一侧从壁面部340c突出，与形成于凹部340e的开口部36对应的引导壁37也可以在宽度方向的第二侧从壁面部340c突出。另外，引导壁37配置为在由壁面部340c和引导壁37构成的部分中的与内翅片34的厚度方向垂直的至少一部分的截面上，距离d1、d3比距离d2大。
由此，热介质的蛇行流的深度比没有形成引导壁37时大。即，在内翅片34的尺寸、通过内翅片34的热介质的流量设为恒定时，在本实施方式中，蛇行流深，实质上延长流路，使局部的流速增加，从而进一步使热交换器的热性能提高。热介质的蛇行流的深度也可以是指，热介质的蛇行流的宽度方向上的移动量的大小。即，蛇行流深也可以是表示蛇行流的宽度方向上的移动量大的意思。热介质的蛇行流的深度也可以是指，热介质的蛇行流的宽度方向上的振幅的大小。即，蛇行流深也可以是表示蛇行流的宽度方向上的振幅大的意思。
(第三实施方式)
说明本发明的第三实施方式。本实施方式相对于第一实施方式改变了热介质的流动的朝向，其他与第一实施方式相同，因此仅说明与第一实施方式不同的部分。
如图18所示，在本实施方式中，热介质向与第一实施方式相反的朝向流动。即，在本实施方式中，引导壁37连接于壁面部340c的开口部36的周围的端部中的、由开口部36连结起来的两个细流路中的一方的细流路的热介质的流动方向上游侧。引导壁37从壁面部340c向一方的细流路突出，顶端与热介质的流动方向下游侧相对。
在这样的结构中，如图19的箭头A9所示，热介质通过开口部36从区域R4流入区域R3，与第一实施方式同样地，可改善热介质的速度分布和温度分布。由此，如图18、图19所示，在本实施方式中发生剥离的区域R10、R11比没有形成开口部36时发生剥离的区域R5、R7小。由此，在本实施方式中，也能够抑制剥离的发生，使热交换器的热性能提高。
另外，在本实施方式中，如图18的箭头A7所示的本流通过如箭头A8所示的分流而被向转弯部的外侧牵引，与第一实施方式相比蛇行流变深。因此，通过局部的流速的增加，能够进一步使热交换器的热性能提高。蛇行流深也可以是表示蛇行流的宽度方向上的移动量大的意思。
(第四实施方式)
说明本发明的第四实施方式。本实施方式相对于第二实施方式改变了热介质的流动的朝向，其他与第二实施方式相同，因此仅说明与第二实施方式不同的部分。
如图20所示，在本实施方式中，热介质向与第二实施方式相反的朝向流动，引导壁37的顶端与热介质的流动方向下游侧相对。
在这样的结构的本实施方式中，如图20的箭头A10所示的本流通过如箭头A11所示的分流而被向转弯部的外侧牵引，与第二实施方式相比蛇行流变深。由此，在本实施方式中发生剥离的区域R12比第二实施方式中发生剥离的区域R9小。另外，通过蛇行流变深，局部的流速增加。因此，能够进一步使热交换器的热性能提高。蛇行流深也可以是表示蛇行流的宽度方向上的移动量大的意思。
本发明基于实施例而被记述，但本发明可理解为并非限定于该实施例或构造。本发明还包括各种变形例和同等范围内的变形。而且，各种组合或方式，进而在这些中包括仅一个要素、一个要素以上或一个要素以下的其他组合或方式也属于本发明的范畴或思想范围。此外，本发明并非限定于上述实施方式，可适当改变。
另外，在第一、第二实施方式的图7、图15中，在所有的壁面部340c形成开口部36，但也可以仅在一部分的壁面部340c形成开口部36。例如，如图21、图22所示，也可以是形成有开口部36的壁面部340c和没有形成开口部36的壁面部340c交替排列。
另外，在第一实施方式中，在区域R1以及区域R2形成开口部36，但也可以是仅在区域R1或者仅在区域R2形成开口部36。另外，也可以是开口部36形成于区域R1以及区域R2、或仅形成于区域R1、或仅形成于区域R2的情况按多个壁面部340c分别变化。例如，如图23所示，也可以是开口部36仅形成于区域R1的壁面部340c和仅形成于区域R2的壁面部340c交替排列。
另外，在第二实施方式中，在凸部340d以及凹部340e形成开口部36，但也可以是仅在凸部340d或仅在凹部340e形成开口部36。另外，也可以是开口部36形成于凸部340d以及凹部340e、或仅形成于凸部340d、或仅形成于凹部340e的情况按多个壁面部340c分别变化。例如，如图24所示，也可以是开口部36仅形成于凸部340d的壁面部340c和仅形成于凹部340e的壁面部340c交替排列。
另外，在第一实施方式中，流路管3具有外壳板31、32和中间板33，但流路管3也可以不具有中间板33。另外，也可以是在流路管3仅配置一个内翅片34。
另外，在第一实施方式中，引导壁37向区域R3突出，将热介质向旁边的细流路的区域R4引导，但也可以是引导壁37的一部分向区域R4突出，将热介质向旁边的细流路的区域R3引导。在该情况下，开口部36中的将相邻的两个细流路中的引导壁37突出的一方的细流路的区域R3和另一方的细流路的区域R4连结起来的部分(第一部)的面积比将一方的细流路的区域R4和另一方的细流路的区域R3连结起来的部分(第二部)的面积大。即，分流的区域R3中的流路截面积比区域R4中的流路截面积大，分流的流路截面的几何学中心P1存在于区域R3。
另外，开口部36以及引导壁37的形状也可以设为与第一～第四实施方式不同的形状。在形成于相邻的两个流路管3之间的间隙配设电子部件2而构成层叠型热交换器1，从而对流路管3从层叠方向的外侧施加力。此时，例如如图25所示引导壁37设为弯曲的形状时，应力集中于弯曲部37a，因此内翅片34以及流路管3容易变形。因此，也可以是将开口部36以及引导壁37的形状设为应力难以集中于引导壁37的形状，提高引导壁37的抗弯强度。例如，如第一～第四实施方式所述，也可以是将开口部36的截面形状设为三角形状，或者如图26所示将开口部36的截面形状设为梯形状，将引导壁37的与流路管3的长度方向垂直的截面形状设为将顶部340a和底部340b连接的直线状。
另外，在第二、第四实施方式中，也可以是将凸部340d以及凹部340e的形状设为其他形状。例如，如图27所示，也可以是在与流路管3的厚度方向垂直的截面上，凸部340d中的位于开口部36的两侧的部分的形状分别设为直线状，与中间部340f一同形成平坦的面。
其中，为了提高第二、第四实施方式的效果，也可以是热介质从细流路向旁边的细流路顺畅地流入。因此，如第二、第四实施方式所述，也可以是将凸部340d的开口部36的周围的端部中的从与引导壁37相反一侧的端部至中间部340f的部分的与流路管3的厚度方向垂直的截面形状，以向凸部340d的凸侧凸出的方式设为带有圆弧的形状。由此，如图28的箭头A12所示，热介质向旁边的细流路顺畅地流入。另外，也可以是将凹部340e的开口部36的周围的端部中的从与引导壁37相反一侧的端部至中间部340f的部分的与流路管3的厚度方向垂直的截面形状，以向凹部340e的凸侧凸出的方式设为带有圆弧的形状。也可以是将凸部340d的开口部36的周围的端部中的从与引导壁37相反一侧的端部至中间部340f的部分的与流路管3的厚度方向垂直的截面形状，以向宽度方向的第一侧凸出的方式设为带有圆弧的形状。另外，也可以是将凹部340e的开口部36的周围的端部中的从与引导壁37相反一侧的端部至中间部340f的部分的与流路管3的厚度方向垂直的截面形状，以向宽度方向的第二侧凸出的方式设为带有圆弧的形状。
另外，为了提高第二、第四实施方式的效果，开口部36的宽度也可以较大。针对于此，在第二、第四实施方式中，由于从凸部340d、凹部340e至中间部340f的部分的带有圆弧的形状，因而开口部36的宽度w7比图27中的开口部36的宽度w6大，能够提高上述效果。
另外，上述各实施方式并非相互没有关系，除了明确不可组合的情况，可适当组合。
例如，内翅片34也可以具有：形成有第一实施方式中的开口部36且连接有引导壁37的壁面部340c；以及形成有第二实施方式中的开口部36且连接有引导壁37的壁面部340c。另外，也可以是在一个壁面部340c形成有第一实施方式中的开口部36，连接有引导壁37，并形成有第二实施方式中的开口部36，连接有引导壁37。

Claims (12)

1.一种热交换器，其特征在于，具有：
流路管(3)，形成为具有规定的厚度的扁平形状，与热交换对象物进行热交换的热介质在该流路管的内部流通；以及
内翅片(34)，配置于所述流路管的内部，使热交换对象物与热介质的导热面积增大，
所述内翅片具有将所述热介质所流通的主流路分割为多个副流路的多个波纹翅片(340c)中的一个波纹翅片和连接于所述波纹翅片的引导壁(37)，
将所述流路管的长度方向定义为x方向，
将所述流路管的厚度方向定义为z方向，
将与所述x方向和所述z方向这两方垂直的方向定义为y方向，
所述内翅片还具有设为向所述z方向的一方的朝向凸出的形状的顶部(340a)和设为向所述z方向的另一方的朝向凸出的形状的底部(340b)，
所述波纹翅片具有设为向所述y方向的第一侧凸出的形状的第一凸部(340d)和设为向所述y方向的第二侧凸出的形状的第二凸部(340e)，
所述第一凸部和所述第二凸部经由中间部(340f)交替排列，以使得所述波纹翅片的与所述z方向垂直的截面形状成为波形状，
在所述波纹翅片形成有将所述多个副流路中的隔着所述波纹翅片相邻的两个副流路连结起来的开口部(36)，
所述引导壁与所述波纹翅片的所述开口部的周围的端部中的位于相邻的两个副流路中的一方的所述副流路中的所述热介质的流动方向下游侧的部分连接，并从所述波纹翅片向所述副流路突出，所述引导壁的顶端与所述副流路中的所述热介质的流动方向上游侧相对，
或者，
所述引导壁与所述波纹翅片的所述开口部的周围的端部中的位于所述副流路中的所述热介质的流动方向上游侧的部分连接，并从所述波纹翅片向所述副流路突出，所述引导壁的顶端与所述副流路中的所述热介质的流动方向下游侧相对，
在所述多个副流路的各个副流路中，通过使所述y方向上的副流路的宽度在所述z方向上变化，从而形成有宽度比规定的宽度窄的第一区域(R3)和宽度比所述规定的宽度宽的第二区域(R4)，所述规定的宽度是在所述流路管的所述z方向上距所述顶部(340a)的距离和距所述底部(340b)的距离相互相等的部分的宽度，
所述开口部形成于所述多个波纹翅片中的至少两个波纹翅片，
形成于所述两个波纹翅片中的一方的波纹翅片的所述开口部，与所述z方向的第一侧相比在第二侧较大地开口，形成于所述两个波纹翅片中的另一方的波纹翅片的所述开口部，与所述z方向的第二侧相比在第一侧较大地开口。
2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，
与所述z方向的第一侧相比在第二侧较大地开口的所述开口部和与所述z方向的第二侧相比在第一侧较大地开口的所述开口部在所述y方向上交替排列。
3.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，
所述开口部与所述z方向的一方侧相比在另一方侧较大地开口或者与所述z方向的另一方侧相比在一方侧较大地开口，以使得：在所述引导壁的顶端与所述热介质的流动方向上游侧相对时，所述热介质通过所述开口部从相邻的两个副流路中的一方的副流路的所述第一区域向另一方的副流路的所述第二区域流动，在所述引导壁的顶端与所述热介质的流动方向下游侧相对时，所述热介质通过所述开口部从相邻的两个副流路中的一方的副流路的所述第二区域向另一方的副流路的所述第一区域流动。
4.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，
所述开口部形成于所述第二凸部，
所述波纹翅片具有第一连续部分，该第一连续部分由一个所述第一凸部、一个直接连接于该一个所述第一凸部的所述中间部、一个直接连接于该一个所述中间部的所述第二凸部和连接于该一个所述第二凸部的所述引导壁构成，
在所述第一连续部分的所述y方向上的所述第一侧的表面上，将位于所述y方向上的所述第一侧的最外侧的部分与位于所述y方向上的所述第二侧的最外侧的部分之间的所述y方向上的距离定义为d1，
所述波纹翅片具有第二连续部分，该第二连续部分由一个所述第一凸部、一个直接连接于该一个所述第一凸部的所述中间部和一个直接连接于该一个所述中间部的所述第二凸部构成，
在所述第二连续部分的所述y方向上的所述第一侧的表面上，将位于所述y方向上的所述第一侧的最外侧的部分与位于所述y方向上的所述第二侧的最外侧的部分之间的所述y方向上的距离定义为d2，
通过使所述引导壁从所述波纹翅片向所述y方向上的所述第二侧突出，从而使所述距离d1比所述距离d2大。
5.如权利要求4所述的热交换器，其特征在于，
从所述第二凸部的所述开口部的周围的端部中的与所述引导壁相反的一侧的端部至所述中间部的部分的与所述z方向垂直的截面形状，以向所述y方向上的所述第二侧凸出的方式设为带有圆弧的形状。
6.如权利要求4所述的热交换器，其特征在于，
所述开口部形成于所述第一凸部，
所述波纹翅片具有第三连续部分，该第三连续部分由一个所述第一凸部、一个直接连接于该一个所述第一凸部的所述中间部、一个直接连接于该一个所述中间部的所述第二凸部和连接于该一个所述第一凸部的所述引导壁构成，
在所述第三连续部分的所述y方向上的所述第一侧的表面上，将位于所述y方向上的所述第一侧的最外侧的部分与位于所述y方向上的所述第二侧的最外侧的部分之间的所述y方向上的距离定义为d3，
通过使所述引导壁从所述波纹翅片向所述y方向上的所述第一侧突出，从而使所述距离d3比所述距离d2大。
7.如权利要求6所述的热交换器，其特征在于，
从所述第一凸部的所述开口部的周围的端部中的与所述引导壁相反的一侧的端部至所述中间部的部分的与所述z方向垂直的截面形状，以向所述y方向上的所述第一侧凸出的方式设为带有圆弧的形状。
8.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，
所述内翅片包括多个所述波纹翅片，并具有多个所述顶部(340a)和多个所述底部(340b)，所述顶部和所述底部经由所述波纹翅片交替排列，以使得与所述x方向垂直的截面形状成为波形状。
9.如权利要求8所述的热交换器，其特征在于，
所述引导壁的与所述x方向垂直的截面形状设为连接所述顶部和所述底部的直线状，
所述开口部的开口端中的由所述引导壁构成的部分设为与所述开口部的开口端中的由所述内翅片构成的部分不同的长度。
10.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，
所述流路管具有相对的两个外壳板(31、32)和以在所述两个外壳板之间与所述两个外壳板相对的方式配置的中间板(33)，所述内翅片配置在所述两个外壳板的一方的外壳板与所述中间板之间。
11.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，
所述内翅片具有板状的形状。
12.一种热交换器，其特征在于，具有：
流路管(3)，具备具有规定的厚度的扁平形状，与热交换对象物进行热交换的热介质在该流路管的内部流通；以及
内翅片(34)，配置于所述流路管的内部，使热交换对象物与热介质的导热面积增大，
所述内翅片具有将所述热介质所流通的主流路分割为多个副流路的多个波纹翅片(340c)中的一个波纹翅片和连接于所述波纹翅片的引导壁(37)，
将所述流路管的长度方向定义为x方向，
将所述流路管的厚度方向定义为z方向，
将与所述x方向和所述z方向这两方垂直的方向定义为y方向，
所述内翅片还具有设为向所述z方向的一方的朝向凸出的形状的顶部(340a)和设为向所述z方向的另一方的朝向凸出的形状的底部(340b)，
所述波纹翅片具有在所述y方向上向所述流路管的第一侧突出的多个第一凸部(340d)和在所述y方向上向所述流路管的第二侧突出的多个第二凸部(340e)，
所述第一凸部和所述第二凸部交替排列，以使得所述波纹翅片的与所述z方向垂直的截面形状具有波形状，
所述波纹翅片具有将所述多个副流路中的隔着所述波纹翅片相邻的两个副流路连结起来的开口部(36)，
所述引导壁从所述波纹翅片的、划分所述副流路中的所述热介质的流动方向上的所述开口部的下游侧或上游侧的端部向所述副流路突出，
在所述多个副流路的各个副流路中，通过使所述y方向上的副流路的宽度在所述z方向上变化，从而形成有宽度比规定的宽度窄的第一区域(R3)和宽度比所述规定的宽度宽的第二区域(R4)，所述规定的宽度是在所述流路管的所述z方向上距所述顶部(340a)的距离和距所述底部(340b)的距离相互相等的部分的宽度，
所述开口部形成于所述多个波纹翅片中的至少两个波纹翅片，
形成于所述两个波纹翅片中的一方的波纹翅片的所述开口部，与所述z方向的第一侧相比在第二侧较大地开口，形成于所述两个波纹翅片中的另一方的波纹翅片的所述开口部，与所述z方向的第二侧相比在第一侧较大地开口。
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