JP2010210202A - Heat exchange body - Google Patents

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Junji Tsuruoka
純司 鶴岡
Seiji Yasui
誠二 安井
Kazuo Aoki
一雄 青木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve mechanical strength of a heat exchange body having a number of fins arranged at intervals from each other in the flowing direction of fluid for heat exchange. <P>SOLUTION: This heat exchange body 4 is composed of the plurality of fins 41 vertically disposed from a base plate section 40 and arranged in the flowing direction of a heat exchange medium and the width direction intersecting the flowing direction. Rib sections 42 are respectively formed between the fins 41 arranged in the flowing direction in a state of extending over the plurality of fins 41 arranged in the width direction, and a height of the rib section 42 from the base plate section 40 is lower than a height of the fin 41 from the base plate section 40. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ベースプレート部と、前記ベースプレート部から立設されるとともに冷媒の流れ方向及び前記流れ方向を横断する幅方向に配置された複数のフィンとからなる熱交換体に関する。   The present invention relates to a heat exchanger that includes a base plate portion and a plurality of fins that are provided upright from the base plate portion and that are arranged in the flow direction of the refrigerant and in the width direction crossing the flow direction.

上記のようなタイプの熱交換体として、特許文献1に、流体の流れ方向に互いに隙間をあけてオフセットしながら配置された多数のフィン列からなるプレートフィン熱交換器が記載されている。このプレートフィン熱交換器では、フィン列を構成するフィン間の隙間によって作り出される流路の面積が流体の流れ方向に対してほぼ一定となるように設計されている。   As a heat exchanger of the type described above, Patent Document 1 discloses a plate fin heat exchanger composed of a large number of fin rows arranged while being offset from each other in the fluid flow direction. This plate fin heat exchanger is designed so that the area of the flow path created by the gaps between the fins constituting the fin row is substantially constant with respect to the fluid flow direction.

特開平7ー225091号公報(段落番号〔0002〕-〔0007〕、図1)Japanese Patent Laid-Open No. 7-225091 (paragraph numbers [0002]-[0007], FIG. 1)

上記のような従来のプレートフィン熱交換器では、流体の流れ方向にオフセットされて並んでいるフィンの間に流れ方向の隙間が形成されているが、この隙間領域においては板状のベースプレート部が存在するだけとなるので、機械的強度が弱い。   In the conventional plate fin heat exchanger as described above, a gap in the flow direction is formed between the fins that are offset and aligned in the fluid flow direction. In this gap region, the plate-like base plate portion is formed. Since it only exists, the mechanical strength is weak.

本発明の目的は、熱交換用流体の流れ方向で互いに隙間をあけて配置された多数のフィンを有する熱交換体の機械的強度の向上にある。   An object of the present invention is to improve the mechanical strength of a heat exchange element having a large number of fins that are spaced from each other in the flow direction of the heat exchange fluid.

上記目的を達成するため、本発明に係る熱交換体は、ベースプレート部と、前記ベースプレート部から立設されるとともに冷媒の流れ方向及び前記流れ方向を横断する幅方向に配置された複数のフィンとからなり、流れ方向に隣接するフィンの間に前記幅方向に並んだ複数のフィンにわたって延びるリブ部が形成されており、前記リブ部の前記ベースプレート部からの高さが前記フィンの前記ベースプレート部からの高さより低く構成されている。   In order to achieve the above object, a heat exchange element according to the present invention includes a base plate portion, a plurality of fins that are erected from the base plate portion and arranged in the flow direction of the refrigerant and in the width direction crossing the flow direction. A rib portion extending across the plurality of fins arranged in the width direction is formed between the fins adjacent to each other in the flow direction, and the height of the rib portion from the base plate portion is from the base plate portion of the fin. It is configured to be lower than the height.

この構成によると、流れ方向に隣接するフィンの間、つまりフィン間の隙間にリブ部が形成されているので、この隙間領域の機械的強度が強化されている。また、従来と同じ強度を保証するだけならベースプレート部の厚みを薄くすることができる。従って、高さ方向に制約がある場合でも、ベースプレート部の厚みを薄くする分だけフィン高さを高くすることができ、熱交換効率を低下させることなく、フィン設計の自由度が広がる。また、リブ部のベースプレート部からの高さがフィンのベースプレート部からの高さより低くなっているので、フィンの側面を通過した熱交換媒体はスムーズにリブ部を越えることができる。   According to this configuration, since the rib portion is formed between the fins adjacent to each other in the flow direction, that is, the gap between the fins, the mechanical strength of the gap region is enhanced. Moreover, the thickness of the base plate portion can be reduced if only the same strength as in the prior art is guaranteed. Therefore, even when there is a restriction in the height direction, the fin height can be increased as much as the thickness of the base plate portion is reduced, and the degree of freedom in fin design is expanded without reducing the heat exchange efficiency. In addition, since the height of the rib portion from the base plate portion is lower than the height of the fin from the base plate portion, the heat exchange medium that has passed through the side surface of the fin can smoothly cross the rib portion.

隙間領域にリブ部が形成されることで機械的強度を向上させているので、フィン間の隙間が大きくなってしまうオフセットフィン構造にも本発明の熱交換体は適している。従って、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記フィンは前記幅方向にオフセットして流れ方向に並んで配置されている。   Since the mechanical strength is improved by forming the rib portion in the gap region, the heat exchange element of the present invention is also suitable for the offset fin structure in which the gap between the fins becomes large. Accordingly, in one preferred embodiment of the present invention, the fins are arranged side by side in the flow direction offset in the width direction.

さらに、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記ベースプレート部と前記リブ部と前記フィンによって凹部が形成され、前記凹部を挟んで向き合っている前記リブ部の面のうち前記流れ方向における少なくとも一方の面が末広がりの傾斜面として形成されている。この構成により、フィンの側面を通過した熱交換媒体はリブ部での滞留が抑制され、よりスムーズにリブ部を通過して流れることができ、良好な冷却効果が得られる。その際、前記凹部を挟んで向き合っている前記リブ部の面のうち前記流れ方向で下流側の面を末広がりの傾斜面として形成すると、凹部内に流れ込んだ熱交換媒体がスムーズに傾斜面に沿って流れ、リブ部を通過することができる。   Furthermore, in one preferred embodiment of the present invention, a recess is formed by the base plate portion, the rib portion, and the fin, and at least in the flow direction of surfaces of the rib portion facing each other with the recess interposed therebetween. One surface is formed as a divergent inclined surface. With this configuration, the heat exchange medium that has passed through the side surfaces of the fins is restrained from staying at the rib portion, and can flow more smoothly through the rib portion, thereby obtaining a good cooling effect. At this time, if the downstream surface in the flow direction of the surfaces of the rib portions facing each other with the concave portion interposed therebetween is formed as a diverging inclined surface, the heat exchange medium flowing into the concave portion smoothly follows the inclined surface. And can pass through the rib portion.

幅方向に隣り合うフィンの下部の間に作り出された凹部内を熱交換媒体がスムーズに流れるためには、前記フィンの前記凹部に向かい合っている面を末広がりの傾斜面として形成することも好適である。   In order for the heat exchange medium to smoothly flow in the recesses formed between the lower portions of the fins adjacent to each other in the width direction, it is also preferable that the surface of the fin facing the recesses is formed as a diverging inclined surface. is there.

上述したように、流れ方向に隣接するフィンとフィンの間にリブ部が存在するだけでも熱交換体の機械的強度は向上するが、さらなる機械的強度の向上を図るには、隣接する前記フィンと前記リブ部とを前記幅方向で一体的に結合させることが好適である。   As described above, the mechanical strength of the heat exchanger is improved only by the presence of a rib portion between fins adjacent to each other in the flow direction. However, in order to further improve the mechanical strength, the adjacent fins It is preferable that the rib portion and the rib portion are integrally coupled in the width direction.

フィンの側方を熱交換媒体がスムーズに流れるために、前記フィンの断面が前記幅方向に比べ前記流れ方向に長い形状とすることも有効であり、これによりフィンと熱交換媒体とのあいだの熱交換効率を高めることができる。   In order for the heat exchange medium to flow smoothly on the sides of the fins, it is also effective to make the cross-section of the fins longer in the flow direction than in the width direction, so that between the fins and the heat exchange medium Heat exchange efficiency can be increased.

フィンの側面を通過した熱交換媒体がよりスムーズにリブ部を越えるように、前記ベースプレート部の前記フィンの立設面からの前記フィンの高さを、前記リブ部の前記立設面からの高さの2倍以上とすることが好ましい。   The height of the fin from the standing surface of the fin of the base plate portion is set to a height from the standing surface of the rib portion so that the heat exchange medium passing through the side surface of the fin more smoothly passes the rib portion. It is preferable to set it to 2 times or more.

本発明に係る熱交換体を用いた冷却機能を有する駆動装置の概略構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows schematic structure of the drive device which has a cooling function using the heat exchange body which concerns on this invention. 熱交換体ための冷媒循環路を示す概略図である。It is the schematic which shows the refrigerant circuit for heat exchangers. 放熱面側からみた熱交換体の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows some heat exchange bodies seen from the heat radiating surface side. 放熱面側からみた熱交換体の一部を示す平面図である。It is a top view which shows a part of heat exchange body seen from the heat radiating surface side. 図4のV-V線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VV line of FIG. 別実施形態における熱交換体の図5に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 5 of the heat exchange body in another embodiment. さらに別な実施形態における熱交換体の図5に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 5 of the heat exchange body in another embodiment. さらに別な実施形態における熱交換体の図5に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 5 of the heat exchange body in another embodiment.

本発明に係る熱交換体の実施形態として、この熱交換体を採用した熱交換体を組み込んだ車両用駆動装置の一例を、図面に基づいて説明する。   As an embodiment of a heat exchanger according to the present invention, an example of a vehicle drive device incorporating a heat exchanger employing this heat exchanger will be described based on the drawings.

図1に示すように、この車両用駆動装置(以下、「駆動装置」と呼ぶ。)は、電気自動車やハイブリッド車等に用いられるもので、回転電機1と、回転電機1を収容する駆動装置ケース2と、回転電機1を制御するインバータ3とを備えている。駆動装置ケース2は、回転電機1としてのモータ又はジェネレータ若しくはそれら両方だけでなく、ここでは図示されていないディファレンシャル装置やカウンタギヤ機構等の付属機構も収容している。   As shown in FIG. 1, this vehicle drive device (hereinafter referred to as “drive device”) is used for an electric vehicle, a hybrid vehicle, and the like, and includes a rotating electrical machine 1 and a driving device that houses the rotating electrical machine 1. A case 2 and an inverter 3 for controlling the rotating electrical machine 1 are provided. The drive device case 2 accommodates not only a motor and / or generator as the rotating electrical machine 1 but also an attached mechanism such as a differential device and a counter gear mechanism not shown here.

一方、熱交換体4は、詳細については後述するが、図2に示すように、インバータ3や回転電機1等の発熱体が発生した熱を、媒体循環システム5においてラジエータ52との間で循環する熱交換媒体としての冷媒に対して放熱させて、当該発熱体を熱的に保護する冷却体として用いられている。   On the other hand, as will be described in detail later, the heat exchanger 4 circulates heat generated by a heating element such as the inverter 3 or the rotating electrical machine 1 with the radiator 52 in the medium circulation system 5 as shown in FIG. It is used as a cooling body that radiates heat to a refrigerant as a heat exchange medium to thermally protect the heating element.

インバータ3は、バッテリ電源の直流をスイッチング作用で交流(回転電機が3相交流回転電機の場合は3相交流)に変換するスイッチングトランジスタや付随の回路素子と、それらを配した回路基板からなるパワーモジュールを意味する。このインバータ3は、図1から理解できるように、インバータケース7の底部に固定されている熱交換体4のベースプレート部40の上面側に配置されている。その際、インバータ3の基板自体がベースプレート部40と直接的に一体化された形態あるいはインバータ3の基板をベースプレート部40に取り付けることでベースプレート部40と間接的に一体化された形態を採用することができる。この実施の形態では、ベースプレート部40の上面側がインバータ3と接続された受熱面として機能し、ベースプレート部40の下面側が冷媒に熱を放出する放熱面40aとして形成されている。この放熱面40aはインバータ3と熱的に接続されている。尚、インバータケース7は、内部のインバータ3を外部からの水や埃から保護すべくインバータ3を覆うように形成されている。   The inverter 3 is a power composed of a switching transistor that converts a direct current of a battery power source into an alternating current (a three-phase alternating current when the rotating electric machine is a three-phase alternating current rotating electric machine) by a switching action, and a circuit board on which the switching transistors are arranged. Means module. As can be understood from FIG. 1, the inverter 3 is disposed on the upper surface side of the base plate portion 40 of the heat exchanger 4 fixed to the bottom portion of the inverter case 7. At this time, a configuration in which the substrate of the inverter 3 is directly integrated with the base plate portion 40 or a configuration in which the substrate of the inverter 3 is indirectly integrated with the base plate portion 40 by attaching the substrate of the inverter 3 to the base plate portion 40 is adopted. Can do. In this embodiment, the upper surface side of the base plate portion 40 functions as a heat receiving surface connected to the inverter 3, and the lower surface side of the base plate portion 40 is formed as a heat radiating surface 40a that releases heat to the refrigerant. The heat radiating surface 40 a is thermally connected to the inverter 3. The inverter case 7 is formed so as to cover the inverter 3 in order to protect the internal inverter 3 from water and dust from the outside.

一方、回転電機1は駆動装置ケース2に収容され、その駆動装置ケース2の上面が熱交換体4の放熱面40aと対向配置されている対向面2aとして形成され、この対向面2aは回転電機1と熱的に接続されている。即ち、駆動装置ケース2の上面には、熱交換体4のベースプレート部40を駆動装置ケース2の上に搭載した状態で、ベースプレート部40の下面即ち放熱面40aとの間に冷媒が流通する熱交換チャンバRを形成するための矩形の凹部が形成されている。その凹部の底面が上記対向面2aとなっている。
また、上記駆動装置ケース2の上面とベースプレート部40の下面との間の接合部45には、図示は省略するが、上記熱交換チャンバRを外部に対して密閉するためにシール材が適宜設けられている。
尚、放熱面40a及び対向面2aがインバータ3及び回転電機1と熱的に接続されるとは、インバータ3及び回転電機1が発生した熱が直接又は間接的に、当該放熱面40a及び対向面2aに伝達される状態を言う。
On the other hand, the rotating electrical machine 1 is housed in a drive device case 2, and the upper surface of the drive device case 2 is formed as a facing surface 2 a that is disposed facing the heat radiating surface 40 a of the heat exchanger 4. 1 is thermally connected. That is, on the upper surface of the drive device case 2, the heat that the refrigerant circulates between the lower surface of the base plate portion 40, that is, the heat radiating surface 40 a with the base plate portion 40 of the heat exchanger 4 mounted on the drive device case 2. A rectangular recess for forming the exchange chamber R is formed. The bottom surface of the recess is the facing surface 2a.
Further, although not shown in the drawings, the joint 45 between the upper surface of the drive device case 2 and the lower surface of the base plate portion 40 is appropriately provided with a sealing material for sealing the heat exchange chamber R to the outside. It has been.
Note that the heat dissipation surface 40a and the opposing surface 2a are thermally connected to the inverter 3 and the rotating electrical machine 1 that heat generated by the inverter 3 and the rotating electrical machine 1 is directly or indirectly generated. The state transmitted to 2a.

熱交換体4のベースプレート部40の放熱面40aと駆動装置ケース2の対向面2aとの間に熱交換チャンバRが形成されており、当該熱交換チャンバRに、放熱面40aを作り出しているベースプレート部40の下面から対向面2aに向けて複数のフィン41が突起状に立設されている。隣接するフィン41の間には隙間が形成されており、この隙間により冷媒が貫流するフィン間通路Rpが作り出されている。   A heat exchange chamber R is formed between the heat radiating surface 40a of the base plate portion 40 of the heat exchange body 4 and the opposing surface 2a of the drive device case 2, and a base plate that creates a heat radiating surface 40a in the heat exchange chamber R. A plurality of fins 41 are erected in a protruding shape from the lower surface of the portion 40 toward the opposing surface 2a. A gap is formed between adjacent fins 41, and an inter-fin passage Rp through which the refrigerant flows is created by this gap.

上記放熱面40aを介してインバータ3が冷却され、及び上記対向面2aを介して回転電機1が冷却されるため、各フィン41の間に作り出される複数のフィン間通路Rpに冷媒を流通させる必要がある。このため、図2に模式的に示されているような、熱交換チャンバRに冷媒を貫流させる媒体循環システム5が備えられている。
媒体循環システム5は、ベースプレート部40と駆動装置ケース2との間の熱交換チャンバRを通して単一の冷媒を循環させるものとされている。媒体循環システム5は、圧送源としての媒体ポンプ51と、熱交換器としてのラジエータ52と、それらをつなぐ流路53,54,55とから構成されている。
Since the inverter 3 is cooled via the heat radiating surface 40a and the rotating electrical machine 1 is cooled via the facing surface 2a, it is necessary to circulate the refrigerant through a plurality of inter-fin passages Rp created between the fins 41. There is. For this purpose, a medium circulation system 5 is provided which allows the refrigerant to flow through the heat exchange chamber R as schematically shown in FIG.
The medium circulation system 5 is configured to circulate a single refrigerant through the heat exchange chamber R between the base plate portion 40 and the drive device case 2. The medium circulation system 5 includes a medium pump 51 as a pressure feed source, a radiator 52 as a heat exchanger, and flow paths 53, 54, and 55 that connect them.

尚、媒体ポンプ51の駆動モータ等の付属機器については、図示を省略されている。媒体循環システム5の起点としての媒体ポンプ51の吐出側流路53は、熱交換チャンバRの入口側の流入側ポート57に接続され、熱交換チャンバRの出口側の流出側ポート58は、戻り流路54を経てラジエータ52の入口側に接続され、ラジエータ52の出口側が媒体ポンプ51の吸込側流路55に接続されている。したがって、この媒体循環システム5において、冷却水などの冷媒は、媒体ポンプ51から送り出された後、熱交換チャンバRに形成されたフィン間通路Rpを流れる際にインバータ3を構成するモジュールからの熱と駆動装置ケース2の熱を吸収して加熱され、戻り流路54を経由でラジエータ52に送り込まれて空気への放熱により冷却され、媒体ポンプ51に戻されて一巡のサイクルを終わる循環を繰り返すことになる。
尚、この媒体循環システム5は、途中、例えば戻り流路54の部分で、更なる冷却のために駆動装置ケース2内を通る流路とすることもできる。
Note that illustrations of accessory devices such as a drive motor of the medium pump 51 are omitted. The discharge side flow path 53 of the medium pump 51 as the starting point of the medium circulation system 5 is connected to the inflow side port 57 on the inlet side of the heat exchange chamber R, and the outflow side port 58 on the outlet side of the heat exchange chamber R is returned. The flow path 54 is connected to the inlet side of the radiator 52, and the outlet side of the radiator 52 is connected to the suction side flow path 55 of the medium pump 51. Therefore, in this medium circulation system 5, the coolant such as cooling water is sent from the medium pump 51 and then flows from the module constituting the inverter 3 when flowing through the inter-fin passage Rp formed in the heat exchange chamber R. Then, the heat of the drive device case 2 is absorbed and heated, sent to the radiator 52 via the return flow path 54, cooled by heat radiation to the air, returned to the medium pump 51, and repeated to complete the cycle. It will be.
The medium circulation system 5 may be a flow path that passes through the inside of the drive device case 2 for further cooling, for example, at the return flow path 54 partway.

次に図3、図4、図5を用いて熱交換体4の構造を詳しく説明する。図3と図4は放熱面40a側からみた熱交換体4の一部を示す斜視図と平面図であり、図5は図4のV-V線に沿った断面図である。
ベースプレート部40の放熱面40a側から立設されているフィン41の横断面は横辺長さ:Xが縦辺長さ(厚み):Yに比べて大きい長方形状である。ここでは、フィン41を通り抜けながら冷媒が流れる方向が流れ方向と定義され、流れ方向に対する横断方向が幅方向と定義されているが、上記横辺の延び方向は流れ方向に一致しており、上記縦辺の延び方向は幅方向に一致している。
図3と図4とから明らかなように、フィン41は幅方向に所定のオフセット量:ΔSだけオフセットするとともに幅方向に所定の隙間:ΔDだけ間隔をあけて配置されている。この隙間:ΔDはフィン41の縦辺長さ:Yと同じ長さからその2倍程度が好ましいが、そのような寸法形状に限定されわけではない。また、冷媒が貫流するフィン間通路Rpを実質的に作り出している各フィン41の流れ方向の隙間:Wは、ここではフィン41の幅方向の長さ:Yに略一致しているが、これに限定されるわけではない。さらに、流れ方向における隣接するフィン41の間には幅方向に延びたリブ部42が形成されており、このリブ部42は、幅方向に配置された、実質的に全てのフィン41にわたって連続して延びている。フィン41の流れ方向の長さ:Xはリブ部42の流れ方向の長さ:Wよりかなり長く、例えば2倍から数倍が適切である。流れ方向でのフィン41とフィン41との間の冷媒の流れをせき止めてはいけないので、ベースプレート部40のフィン41の立設面からのフィン41は高さ:Hは、リブ部42の高さ:hより高く設定されており、例えば2倍以上となっている。
Next, the structure of the heat exchanger 4 will be described in detail with reference to FIGS. 3, 4, and 5. 3 and 4 are a perspective view and a plan view showing a part of the heat exchanging body 4 as seen from the heat radiating surface 40a side, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
The transverse cross section of the fin 41 erected from the heat radiating surface 40a side of the base plate portion 40 has a rectangular shape in which the horizontal side length: X is larger than the vertical side length (thickness): Y. Here, the direction in which the refrigerant flows while passing through the fins 41 is defined as the flow direction, and the transverse direction with respect to the flow direction is defined as the width direction, but the extending direction of the horizontal side coincides with the flow direction, The extending direction of the vertical side coincides with the width direction.
As is apparent from FIGS. 3 and 4, the fins 41 are offset in the width direction by a predetermined offset amount: ΔS and are spaced apart by a predetermined gap: ΔD in the width direction. The gap: ΔD is preferably about twice as long as the length of the vertical side of the fin 41: Y, but is not limited to such a dimensional shape. Further, the gap W in the flow direction of each fin 41 that substantially creates the inter-fin passage Rp through which the coolant flows substantially matches the length Y in the width direction of the fin 41 here. It is not limited to. Further, a rib portion 42 extending in the width direction is formed between adjacent fins 41 in the flow direction, and the rib portion 42 is continuous over substantially all the fins 41 arranged in the width direction. It extends. The length of the fin 41 in the flow direction: X is considerably longer than the length of the rib portion 42 in the flow direction: W. For example, it is appropriate to be twice to several times. Since the refrigerant flow between the fin 41 and the fin 41 in the flow direction should not be blocked, the height of the fin 41 from the standing surface of the fin 41 of the base plate portion 40 is H: the height of the rib portion 42. : Set higher than h, for example, twice or more.

上述したフィン41とリブ部42の構造により、幅方向に隣接するフィン41とリブ部42とによって凹部43が形成されることになるが、この実施の形態では、図5に示すように、リブ部42の凹部43に向き合っているそれぞれの面42aと42bが、凹部43の深さ方向で末広がりの傾斜面として形成されている。この傾斜面42aと42bにより、流れ方向に沿ってフィン41間を流れる冷媒が、スムーズに凹部43内にも流れ込み、フィン41の根本部分との間においても良好な熱交換が可能となる。なお、流れ方向が一方方向の場合、各凹部43における流れ方向で下流側の面だけが傾斜面として形成されても、類似した効果は得られる。もちろん、凹部43の深さが浅い場合など、条件によってはこのような傾斜面を形成しなくともよい。また、冷媒のスムーズな流れを得るために、図では示されていないが、フィン41の凹部43に向かい合っている面も凹部43の深さ方向で末広がりの傾斜面として形成してもよい。   Due to the structure of the fin 41 and the rib portion 42 described above, the concave portion 43 is formed by the fin 41 and the rib portion 42 adjacent in the width direction. In this embodiment, as shown in FIG. Respective surfaces 42 a and 42 b facing the concave portion 43 of the portion 42 are formed as inclined surfaces that are divergent in the depth direction of the concave portion 43. Due to the inclined surfaces 42a and 42b, the refrigerant flowing between the fins 41 along the flow direction smoothly flows into the recesses 43, and good heat exchange with the base portion of the fins 41 becomes possible. When the flow direction is one direction, a similar effect can be obtained even if only the downstream surface in the flow direction of each recess 43 is formed as an inclined surface. Of course, such an inclined surface may not be formed depending on conditions such as when the depth of the recess 43 is shallow. Further, in order to obtain a smooth flow of the refrigerant, although not shown in the drawing, the surface of the fin 41 facing the recess 43 may be formed as an inclined surface spreading toward the end in the depth direction of the recess 43.

更に、図4に示すように、当該熱交換チャンバRに冷媒を流入させる流入側ポート57と熱交換チャンバRから冷媒を流出させる流出側ポート58とが互いに平行に延びて、熱交換チャンバRの一方側の側端部に接続されている。また、熱交換チャンバRにおいて、流入側ポート57から熱交換チャンバRの他方側の側端部に延出する冷媒流入部Riと、流出側ポート58から熱交換チャンバRの他方側の側端部に延出する冷媒流出部Roとが互いに平行に形成されている。この冷媒流入部Riと冷媒流出部Roとの間を横断する形態で複数のフィン間通路Rpが並列配置されているが、フィン41のオフセット配置によってそのフィン間通路Rpは蛇行状に延びることになる   Further, as shown in FIG. 4, an inflow side port 57 through which the refrigerant flows into the heat exchange chamber R and an outflow side port 58 through which the refrigerant flows out from the heat exchange chamber R extend in parallel to each other, so that the heat exchange chamber R It is connected to one side end. Further, in the heat exchange chamber R, a refrigerant inflow portion Ri extending from the inflow side port 57 to the other side end portion of the heat exchange chamber R, and a side end portion on the other side of the heat exchange chamber R from the outflow side port 58. Are formed in parallel with each other. A plurality of inter-fin passages Rp are arranged in parallel so as to cross between the refrigerant inflow portion Ri and the refrigerant outflow portion Ro, but due to the offset arrangement of the fins 41, the inter-fin passage Rp extends in a meandering manner. Become

上述したように構成された熱交換体4は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅合金、ステンレス鋼など熱伝導性が良好な材料を用いて、材料特性に応じた種々の加工法によって製作することができ、本発明は特定の制作方法を限定するものではない。
〔別実施形態〕
The heat exchanger 4 configured as described above can be manufactured by various processing methods according to material characteristics using a material having good thermal conductivity such as aluminum, aluminum alloy, copper alloy, and stainless steel. The present invention does not limit a specific production method.
[Another embodiment]

(1)上記実施の形態では、図5に示すようにフィン41の形状では、幅方向から見た正面視でリブ42よりも上側の上部領域が実質的には矩形であり、リブ42よりも下側の下部領域が下方に向かって流れ方向で狭くなっているほぼ台形状であった。この形状は、例えば、図6に示すように、その上部領域もほぼ台形形状として、全体的には六角形形状にすることもできる。後者の形状は前者に比べ、冷媒の滞留をより少なくすることができ、冷却性能が向上する。さらに、図7に示すようにフィン41の角部、特に流れ方向に向き合っている角部に丸みを形成して、湾曲状の台形形状にすることも好適である。また、リブ42の凹部43に向き合う傾斜面を平坦平面以外の湾曲面としてもよい。
(2)上記実施の形態では、フィン41は、その横断面の横縦比が異なる略長方形の扁平フィンとして形成されていたが、その断面の形状は任意であり、例えば円形や楕円断面を有するピンフィンとして形成されてもよい。
(3)上記実施の形態では、フィン41は放熱面40aから対向面2aに向けて真っ直ぐに立設されていたが、放熱面40aから対向面2aに向けて斜めに立設されてもよいし、あるいはカールした状態で立設されてもよい。もちろん、それらを組み合わせた形状でもよい。
(4)上記実施の形態では、流れ方向で隣接するフィン41とリブ部42とが幅方向で一体的に結合していたが、図8に示すように、フィン41とリブ部42との間に凹部43を連通するように幅方向に延びた連通凹部43aが形成された構成を採用してもよい。また、フィン41とリブ部42とが接する構成を採用してもよい。
(5)上記実施の形態では、熱交換体4を車両用駆動装置のインバータ3や回転電機1等の発熱体が発生した熱を冷媒に対して放熱させて当該発熱体を熱的に保護するものとして構成したが、別に、この熱交換体4を、別な装置のインバータや他の電子部品等の発生した熱を冷媒に対して放熱させるように構成してもよい。
(6)上記実施の形態では、熱交換体4は冷媒に熱を与える冷却目的に用いられていたが、これとは逆に熱媒から熱を受け取る加熱目的に用いられてもよい。
(1) In the above embodiment, as shown in FIG. 5, in the shape of the fin 41, the upper region above the rib 42 in the front view viewed from the width direction is substantially rectangular, The lower region on the lower side was substantially trapezoidal and narrowed downward in the flow direction. For example, as shown in FIG. 6, the upper region of the shape may be substantially trapezoidal, and may be a hexagonal shape as a whole. The latter shape can reduce the stagnation of the refrigerant and improve the cooling performance as compared to the former. Furthermore, as shown in FIG. 7, it is also preferable to form a rounded trapezoidal shape by rounding the corners of the fin 41, particularly the corners facing the flow direction. Further, the inclined surface facing the concave portion 43 of the rib 42 may be a curved surface other than the flat plane.
(2) In the above embodiment, the fin 41 is formed as a substantially rectangular flat fin having a different aspect ratio of the cross section. However, the shape of the cross section is arbitrary, and has, for example, a circular or elliptical cross section. It may be formed as a pin fin.
(3) In the above-described embodiment, the fin 41 is erected straight from the heat radiating surface 40a toward the opposing surface 2a, but may be erected obliquely from the heat radiating surface 40a toward the opposing surface 2a. Alternatively, it may be erected in a curled state. Of course, the shape which combined them may be sufficient.
(4) In the above embodiment, the fins 41 and the ribs 42 adjacent in the flow direction are integrally coupled in the width direction. However, as shown in FIG. Alternatively, a configuration in which a communication concave portion 43a extending in the width direction so as to communicate with the concave portion 43 may be employed. Moreover, you may employ | adopt the structure which the fin 41 and the rib part 42 contact | connect.
(5) In the above embodiment, the heat exchange element 4 is thermally protected by radiating the heat generated by the heating element such as the inverter 3 or the rotating electrical machine 1 of the vehicle drive device to the refrigerant. Although configured as a thing, separately, the heat exchanger 4 may be configured to dissipate heat generated by an inverter, other electronic components, or the like of another device to the refrigerant.
(6) In the above-described embodiment, the heat exchanger 4 is used for the purpose of cooling to give heat to the refrigerant. On the contrary, it may be used for the purpose of heating to receive heat from the heat medium.

本発明に係る熱交換体は、種々の熱交換装置における熱交換プレートとして種々の技術分野に適用可能である。   The heat exchanger according to the present invention can be applied to various technical fields as a heat exchange plate in various heat exchange apparatuses.

1:回転電機
2a:対向面
3:インバータ
4:熱交換体
5:媒体循環システム
7:インバータケース
40:ベースプレート部
40a:放熱面
41:フィン
42:リブ部
42a:傾斜面
43b:傾斜面
43:凹部
R:熱交換チャンバR
Rp:フィン間通路
Ro:冷媒流出部
Ri:冷媒流入部
1: Rotating electrical machine 2a: Opposing surface 3: Inverter 4: Heat exchanger 5: Medium circulation system 7: Inverter case 40: Base plate portion 40a: Heat radiation surface 41: Fin 42: Rib portion 42a: Inclined surface 43b: Inclined surface 43: Concave portion R: heat exchange chamber R
Rp: Inter-fin passage Ro: Refrigerant outflow portion Ri: Refrigerant inflow portion

Claims (8)

ベースプレート部と、前記ベースプレート部から立設されるとともに熱交換媒体の流れ方向及び前記流れ方向を横断する幅方向に配置された複数のフィンとからなる熱交換体であって、
流れ方向に隣接するフィンの間に前記幅方向に並んだ複数のフィンにわたって延びるリブ部が形成されており、前記リブ部の前記ベースプレート部からの高さが前記フィンの前記ベースプレート部からの高さより低い熱交換体。
A heat exchange body comprising a base plate portion and a plurality of fins that are erected from the base plate portion and arranged in the flow direction of the heat exchange medium and in the width direction crossing the flow direction,
A rib portion extending across the plurality of fins arranged in the width direction is formed between the fins adjacent in the flow direction, and the height of the rib portion from the base plate portion is higher than the height of the fin from the base plate portion. Low heat exchanger.
前記流れ方向に配列された複数のフィンが交互に前記幅方向にオフセットして配置されている請求項1に記載の熱交換体。   The heat exchanger according to claim 1, wherein a plurality of fins arranged in the flow direction are alternately offset in the width direction. 前記ベースプレート部と前記リブ部と前記フィンによって凹部が形成され、前記凹部を挟んで向き合っている前記リブ部の面のうち前記流れ方向における少なくとも一方の面が末広がりの傾斜面として形成されている請求項1または2に記載の熱交換体。   A recess is formed by the base plate portion, the rib portion, and the fin, and at least one surface in the flow direction among the surfaces of the rib portion facing each other with the recess interposed therebetween is formed as a diverging inclined surface. Item 3. The heat exchanger according to Item 1 or 2. 前記凹部を挟んで向き合っている前記リブ部の面のうち前記流れ方向で下流側の面が末広がりの傾斜面として形成されている請求項3記載の熱交換体。   The heat exchanger according to claim 3, wherein a surface on the downstream side in the flow direction among the surfaces of the rib portions facing each other with the concave portion interposed therebetween is formed as an inclined surface spreading toward the end. 前記フィンの前記凹部に向かい合っている面が末広がりの傾斜面として形成されている請求項3または4に記載の熱交換体。   The heat exchange body according to claim 3 or 4, wherein a surface of the fin facing the concave portion is formed as a divergent inclined surface. 隣接する前記フィンと前記リブ部とが前記幅方向で一体的に結合している請求項1から5のいずれか一項に記載の熱交換体。   The heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, wherein the adjacent fins and the rib portion are integrally coupled in the width direction. 前記フィンの断面が前記幅方向に比べ前記流れ方向に長い形状である請求項1から6のいずれか一項に記載の熱交換体。   The heat exchanger according to any one of claims 1 to 6, wherein a cross section of the fin is longer in the flow direction than in the width direction. 前記ベースプレート部の前記フィンの立設面からの前記フィンの高さは、前記リブ部の前記立設面からの高さの2倍以上となっている請求項1から7のいずれか一項に記載の熱交換体。   The height of the said fin from the standing surface of the said fin of the said baseplate part is 2 times or more of the height from the said standing surface of the said rib part as described in any one of Claim 1 to 7 The heat exchanger as described.
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