JP2011196620A - 沸騰冷却式熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換性能を維持しながら小型化することができ、且つバーンアウトの発生を回避することができる沸騰冷却式熱交換器を提供する。
【解決手段】被冷却流体流路２１は、上流部２１ａの流路断面積が下流部２１ｂよりも小さく、冷媒流路２４は、下流部２４ｂの流路断面積が上流部２４ａよりも大きくなっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、沸騰冷却式熱交換器に関する。

ＥＧＲガスの温度を低下させるために使用されるＥＧＲクーラ（沸騰冷却装置）が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１のＥＧＲクーラは、排気系から吸気系に還流されるＥＧＲガスと冷媒とを熱交換させる沸騰式のエバポレータ（熱交換器）を備えている。このエバポレータは二重管構造となっており、内管の内側でＥＧＲガスの流路（以下、「ＥＧＲガス流路」と記載する）が形成されるとともに、内管と外管との間の空間によって冷媒の流路（以下、「冷媒流路」と記載する）が形成されている。そして、エバポレータでは、内管を介してＥＧＲガスと冷媒との間で熱交換されて冷媒が沸騰し、このときの沸騰気化潜熱によりＥＧＲガスが冷却される。

特開２００３−２７８６０７号公報

ところで、エバポレータにおいて、ＥＧＲガス流路の上流側は、ＥＧＲガスがＥＧＲガス流路に流入して間もないため、下流側に比べて高温である。このため、ＥＧＲガス流路の上流側では、下流側に比べて内管での熱流束が大きくなる。ここで、熱交換器では、バーンアウトの発生を回避するため、ＥＧＲガス流路の上流側での熱流束が限界熱流束以上にならないようにする必要があり、ＥＧＲガス流路の上流側に対応する冷媒流路の流路断面積を十分に余裕を持って確保する必要がある。

しかしながら、特許文献１のエバポレータでは、内管及び外管が入口から出口に向かって互いに平行に延びるように設けられており、冷媒流路の流路断面積が、冷媒流路の入口から出口に向かって一定になっている。そして、上述したように、冷媒流路の流路断面積は、バーンアウトの発生を回避するために十分に余裕があるため、熱流束の低下したＥＧＲガス流路の下流側に対応する位置では、内管での熱流束に対し限界熱流束がはるかに大きくなっており、エバポレータの熱交換性能が必要以上に付与されている。その結果、熱交換器自体が不必要に大型化していた。

本発明の目的は、熱交換性能を維持しながら小型化することができ、且つバーンアウトの発生を回避することができる沸騰冷却式熱交換器を提供することにある。

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流路と前記被冷却流体を冷却する冷媒が流れる冷媒流路とが隔壁によって区画された沸騰冷却式熱交換器であって、前記被冷却流体流路における前記被冷却流体の流通方向の上流側に対応する前記冷媒流路の流路断面積が、前記被冷却流体流路の下流側に対応する前記冷媒流路の流路断面積よりも大きくなっている部位が存在することを要旨とする。

被冷却流体流路の上流側は、被冷却流体が被冷却流体流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ため、被冷却流体流路の上流側に位置する隔壁の熱流束は、被冷却流体流路の下流側に位置する隔壁の熱流束に比べて大きくなりやすい。また、被冷却流体は、冷媒流路を流れる冷媒によって徐々に冷却されていくため、被冷却流体は、被冷却流体流路の下流側では上流側に比べて低温になっており、隔壁の熱流束は、被冷却流体流路の下流側ほど小さくなっている。

本発明では、被冷却流体流路の上流側に対応する冷媒流路の流路断面積を、被冷却流体流路の下流側に対応する冷媒流路の流路断面積よりも大きくすることで、被冷却流体流路における上流側での限界熱流束を大きくすることができる。その結果、被冷却流体流路の上流側に対応する冷媒流路内の隔壁においてバーンアウトの発生を回避することができる。また、被冷却流体流路の下流側に対応する冷媒流路の流路断面積は、被冷却流体流路の上流側に対応する冷媒流路の流路断面積よりも小さくなっており、被冷却流体流路における下流側での限界熱流束は小さくなっている。ここで、被冷却流体流路の下流部では、被冷却流体が冷媒によって冷却されて隔壁の熱流束が小さくなっており、隔壁の熱流束が限界熱流束以上になることがなく、バーンアウトの発生が回避される。その結果、熱交換性能を維持しながら沸騰冷却式熱交換器自体を小型化することができ、且つバーンアウトの発生を回避することができる。

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、前記被冷却流体流路は、前記被冷却流体流路における上流側の流路断面積が小さく、且つ前記被冷却流体流路における下流側の流路断面積が大きくなるように、前記被冷却流体流路の上流側から下流側にかけて徐々に広がっていることを要旨とする。

これによれば、沸騰冷却式熱交換器の周壁を冷媒流路の上流側から下流側にかけて徐々に広がっていくテーパ状にして、冷媒流路における下流側の流路断面積を大きくする場合のように沸騰冷却式熱交換器自体が大型化することなく、冷媒流路における下流側の流路断面積を大きくすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記被冷却流体流路を流れる被冷却流体の流通方向と、前記冷媒流路を流れる冷媒の流通方向とが互いに対向していることを要旨とする。

冷媒流路を流れる冷媒の温度は、入口で最も低く出口側（下流側）ほど高くなる。また、被冷却流体流路を流れる被冷却流体の温度は、入口で最も高く出口側（下流側）ほど低くなる。この発明によれば、温度が最も低い冷媒により、温度が低くなっている被冷却流体を冷却するため、被冷却流体と冷媒との間で温度差をつけることができる。よって、例えば、並行流のように、温度が最も低い冷媒により、温度が最も高い被冷却流体を冷却する場合に比べて、熱交換性能を向上させることができる。

この発明によれば、熱交換性能を維持しながら小型化することができ、且つバーンアウトの発生を回避することができる。

実施形態における熱交換器を示す斜視図。 熱交換器の縦断面図。 （ａ）は図２におけるＡ−Ａ線縦断面図、（ｂ）は図２におけるＢ−Ｂ線縦断面図。 比較のための被冷却流体流路の流通方向及び冷媒流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。 被冷却流体流路の流通方向及び冷媒流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。 別の実施形態における熱交換器を示す縦断面図。 （ａ）は図６におけるＣ−Ｃ線縦断面図、（ｂ）は図６におけるＤ−Ｄ線縦断面図。 別の実施形態における熱交換器を示す斜視図。

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５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」をいう場合は、特に説明がない限り、図１において矢印Ｙ１で示す方向を「前後方向」とする。

図１に示すように、熱交換器１１の外郭をなす略円筒状のハウジング１２内には、熱交換部１３が収容されている。ハウジング１２内において、熱交換部１３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１３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。

ハウジング１２の前端（一端）面には、ＥＧＲガスを被冷却流体導入部１４内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１２の後端（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。

ハウジング１２の周壁における後端（他端）寄りには、水をハウジング１２内の熱交換部１３内に導入するための冷媒導入配管２２が二本接続されるとともに、二本の冷媒導入配管２２は、ハウジング１２の互いに対向する位置に接続されている。また、ハウジング１２の周壁における前端（一端）寄りには、熱交換部１３から水を排出するための冷媒排出配管２３が二本接続されるとともに、二本の冷媒排出配管２３は、ハウジング１２の互いに対向する位置に接続されている。冷媒導入配管２２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は、循環管路の他端と連結されている。

熱交換部１３は、複数（本実施形態では５本）の管（パイプ）１８と、管１８における前方（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。管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。

図２に示すように、前壁１３ａには、管１８における前方の開口と対応する部位に導入孔１３ｃが形成されるとともに、導入孔１３ｃを介して管１８内と被冷却流体導入部１４とが連通している。また、後壁１３ｂには、管１８における後方の開口と対応する部位に排出孔１３ｄが形成されるとともに、排出孔１３ｄを介して管１８内と被冷却流体排出部１５とが連通している。

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の導入孔１３ｃを介して管１８内に流入されるとともに、後壁１３ｂの排出孔１３ｄ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、管１８内にＥＧＲガスが流れる被冷却流体流路２１が形成されている。

被冷却流体流路２１において、管１８の前方の開口をＥＧＲガスの入口とするとともに、管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流路２１の上流側とする。また、被冷却流体流路２１において、管１８の後方の開口を出口とするとともに、管１８の出口側をＥＧＲガスの流通方向における被冷却流体流路２１の下流側とする。ここで、本実施形態における「被冷却流体流路２１の上流側」とは、被冷却流体流路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、以下の説明において、「被冷却流体流路２１の上流部２１ａ」とする。また、本実施形態における「被冷却流体流路２１の下流側」とは、被冷却流体流路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い、以下の説明において、「被冷却流体流路２１の下流部２１ｂ」とする。

管１８の管径（外径）は、前壁１３ａから後壁１３ｂ、すなわち被冷却流体流路２１の上流部２１ａから下流部２１ｂに向かうにつれて徐々に大きくなるようにテーパ状に形成されている。図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、被冷却流体流路２１の上流部２１ａにおける管１８の管径Ｒ１は、被冷却流体流路２１の下流部２１ｂにおける管１８の管径Ｒ２よりも小さくなっている。このため、被冷却流体流路２１の流路断面積は、上流部２１ａから下流部２１ｂに向かうにつれて徐々に大きくなっている。

熱交換部１３において、ハウジング１２と、前壁１３ａと後壁１３ｂとに囲まれた空間のうち、管１８の外側には冷媒流路２４が区画形成されている。すなわち、冷媒流路２４は、被冷却流体流路２１を囲繞するように設けられるとともに、管１８の管壁１９が、被冷却流体流路２１と冷媒流路２４とを区画する隔壁を形成している。そして、二本の冷媒導入配管２２から冷媒流路２４に水が導入されるとともに、冷媒流路２４を通過した水は、二本の冷媒排出配管２３に流出されて循環管路に還流される。

冷媒流路２４において、冷媒導入配管２２側を水の流通方向（図２に示す矢印Ｘ２の方向）における冷媒流路２４の上流側とする。また、冷媒流路２４において、冷媒排出配管２３側を水の流通方向における冷媒流路２４の下流側とする。ここで、本実施形態における「冷媒流路２４の上流側」とは、冷媒流路２４における流通方向の中央部よりも冷媒導入配管２２側にかけての領域のことをいい、以下の説明において、「冷媒流路２４の上流部２４ａ」とする。また、本実施形態における「冷媒流路２４の下流側」とは、冷媒流路２４における流通方向の中央部よりも冷媒排出配管２３側にかけての領域のことをいい、以下の説明において、「冷媒流路２４の下流部２４ｂ」とする。

そして、冷媒流路２４の流路断面積は、冷媒流路２４の上流部２４ａから下流部２４ｂに向かうにつれて徐々に大きくなっている。その結果、被冷却流体流路２１の上流部２１ａに対応する冷媒流路２４の下流部２４ｂにおける流路断面積は、被冷却流体流路２１の下流部２１ｂに対応する冷媒流路２４の上流部２４ａにおける流路断面積よりも大きくなっている。また、本実施形態における熱交換器１１でのＥＧＲガス及び水の流れは、ＥＧＲガスの流通方向と水の流通方向とが対向する対向流となっている。

ここで、図４のグラフに、被冷却流体流路２１及び冷媒流路２４の流路断面積それぞれが流通方向の上流部２１ａ，２４ａから下流部２１ｂ，２４ｂにかけて一定とした場合の限界熱流束（実線）と熱流束（破線）を示す。図４のグラフに、被冷却流体流路２１の流通方向及び冷媒流路２４の流通方向における位置（横軸）と、熱流束（縦軸）との関係を示す。

図４のグラフに示すように、ＥＧＲガスは、被冷却流体流路２１の上流部２１ａでは被冷却流体流路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、図４における破線に示すように、管壁１９の熱流束は、被冷却流体流路２１の上流部２１ａ側ほど大きく、被冷却流体流路２１の下流部２１ｂに向かうにつれて小さくなる。

一方、水は、冷媒流路２４の上流部２４ａでは冷媒流路２４内に流入して間もないため低温であり、下流部２４ｂに向かうほど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流路２４内を冷媒流路２４の出口に向かって移動する。気泡は、冷媒流路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、図４における実線で示すように、限界熱流束は、冷媒流路２４の上流部２４ａから下流部２４ｂに向かうにつれて小さくなっている。

そして、本実施形態では、図２に示すように、被冷却流体流路２１は、管壁１９の熱流束が大きくなる上流部２１ａほど流路断面積が小さく、管壁１９の熱流束が小さくなる下流部２１ｂほど流路断面積が大きくなるように、管１８がテーパ状に形成されている。また、被冷却流体流路２１は、限界熱流束が大きくなる冷媒流路２４の上流部２４ａに対応する下流部２１ｂほど流路断面積が大きく、限界熱流束が小さくなる冷媒流路２４の下流部２４ｂに対応する上流部２１ａほど流路断面積が小さくなっている。

次に、上記構成の熱交換器１１における作用について、図４及び図５のグラフを用いて説明する。
さて、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及び導入孔１３ｃを介して被冷却流体流路２１内に導入される。被冷却流体流路２１内に導入されたＥＧＲガスは、被冷却流体流路２１の入口から出口に向かって流れる。

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を介して冷媒流路２４内に導入される。冷媒流路２４内に導入された水は、冷媒流路２４の入口から出口に向かって流れる。

そして、熱交換器１１では、ＥＧＲガスの熱が管壁１９を介して水に熱伝達される。ここで、被冷却流体流路２１は、上流部２１ａほど流路断面積が小さくなっているとともに、冷媒流路２４は、下流部２４ｂほど流路断面積が大きくなっている。その結果、被冷却流体流路２１の上流部２１ａでの限界熱流束が大きくなる。このため、熱流束の大きい被冷却流体流路２１の上流部２１ａであっても、管壁１９の熱流束が限界熱流束以上になることが防止される。

ここで、図５のグラフに、本実施形態において、被冷却流体流路２１の流通方向及び冷媒流路２４の流通方向における位置（横軸）と、熱流束（縦軸）との関係を示すとともに、限界熱流束を実線で示し、熱流束を破線で示す。

図５のグラフに示すように、限界熱流束は、冷媒流路２４の下流部２４ｂほど大きく、被冷却流体流路２１の上流部２１ａであっても、管壁１９の熱流束よりも大きくなっている。その結果、管壁１９におけるバーンアウトの発生を回避することができる。また、冷媒流路２４の上流部２４ａでは、流路断面積が小さいため限界熱流束が小さくなっているが、被冷却流体流路２１の下流部２１ｂでは、ＥＧＲガスは冷却されているため、管壁１９の熱流束が限界熱流束以上になることはない。

そして、管壁１９を介して水とＥＧＲガスとの熱交換が行われると、管壁１９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流路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、被冷却流体流路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。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）被冷却流体流路２１は、上流部２１ａほど流路断面積が小さく、下流部２１ｂほど流路断面積が大きくなっている。そして、ＥＧＲガスの温度が高く管壁１９の熱流束が大きい被冷却流体流路２１の上流部２１ａであっても、冷媒流路２４の流路断面積を大きくすることで管壁１９の熱流束を限界熱流束より小さくしてバーンアウトの発生を回避することができる。また、冷媒流路２４の流路断面積は、上流部２４ａほど小さくなっており、限界熱流束は小さくなっている。しかし、被冷却流体流路２１の下流部２１ｂでは、ＥＧＲガスは低温になっているため、冷媒流路２４の流路断面積を大きく確保する必要がない。その結果として、熱交換性能を維持しながら熱交換器１１自体を小型化することができ、且つバーンアウトの発生を回避することができる。

（２）管１８を、被冷却流体流路２１の上流部２１ａから下流部２１ｂにかけて徐々に広げてテーパ状にすることで、冷媒流路２４における下流部２４ｂの流路断面積を大きくするとともに、冷媒流路２４における上流部２４ａの流路断面積を小さくした。よって、例えば、図６に示すように、ハウジング１２の周壁を冷媒流路２４の上流部２４ａから下流部２４ｂにかけて徐々に広がっていくテーパ状にして、冷媒流路２４における下流部２４ｂの流路断面積を大きくする場合のように熱交換器１１自体が大型化することなく、冷媒流路２４における下流部２４ｂの流路断面積を大きくすることができる。

（３）被冷却流体流路２１を流れるＥＧＲガスの流通方向と、冷媒流路２４を流れる水の流通方向とが互いに対向している。冷媒流路２４を流れる水の温度は、入口で最も低く出口側（下流側）ほど高くなる。また、被冷却流体流路２１を流れるＥＧＲガスの温度は、入口で最も高く出口側（下流側）ほど低くなる。よって、本実施形態では、温度が最も低い水により、温度が低くなっているＥＧＲガスを冷却するため、ＥＧＲガスと水との間で温度差をつけることができる。よって、例えば、並行流のように、温度が最も低い水により、温度が最も高いＥＧＲガスを冷却する場合に比べて、熱交換性能を向上させることができる。

（４）被冷却流体流路２１は、上流部２１ａから下流部２１ｂに向かうにつれて徐々に大きくなっているため、冷媒流路２４の流路断面積は、上流部２４ａから下流部２４ｂに向かうにつれて徐々に大きくなる。よって、被冷却流体流路２１の上流部２１ａから下流部２１ｂに向かうにつれて、限界熱流束を徐々に小さくすることができ、被冷却流体流路２１の上流部２１ａから下流部２１ｂに向かうにつれて徐々に小さくなっていく管壁１９の熱流束と限界熱流束との差を均等にすることができる。

（５）被冷却流体流路２１における上流部２１ａほど流路断面積が小さくなっているため、被冷却流体流路２１を複数配置した場合には、被冷却流体流路２１の上流部２１ａに対応する冷媒流路２４の下流部２４ｂにおいて、隣り合う管１８同士の間隔を広げることができる。よって、隣り合う管１８同士の間で熱流束が大きくなることを防止することができ、バーンアウトの発生を回避することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、管１８をテーパ状にしたが、これに限らない。例えば、図６に示すように、管１８を被冷却流体流路２１の上流部２１ａから下流部２１ｂにかけて流路断面積が一定になるように直管状に形成するとともに、ハウジング１２の周壁を、冷媒流路２４の上流部２４ａから下流部２４ｂにかけて徐々に広がっていくテーパ状に形成してもよい。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、被冷却流体流路２１の上流部２１ａに対応するハウジング１２の管径（外径）Ｒ３は、被冷却流体流路２１の下流部２１ｂに対応するハウジング１２の管径（外径）Ｒ４よりも大きくなっている。よって、冷媒流路２４の流路断面積は、下流部２４ｂほど大きくなっている。これによれば、冷媒流路２４の下流部２４ｂは、管１８とハウジング１２の内面との間隔が広がり、管１８とハウジング１２の内面との間で熱流束が大きくなることを防止することができるとともに、バーンアウトの発生を回避することができる。また、被冷却流体流路２１における下流部２１ｂの流路断面積を大きくすることにより、被冷却流体流路２１の下流部２１ｂにおける熱伝達量が増加するため、ＥＧＲガスの温度をさらに低下させることができる。

○ 実施形態において、管１８をテーパ状にしたが、これに限らない。例えば、図８に示すように、導入配管１６から二つに分岐された管１８をスパイラル状にするとともに、管１８におけるスパイラルのピッチを被冷却流体流路２１の上流部２１ａから下流部２１ｂにかけて徐々に狭くしていってもよい。これによれば、冷媒流路２４の下流部２４ｂ内における管１８が占める割合を、冷媒流路２４の上流部２４ａ内における管１８が示す割合よりも少なくすることができる。その結果、前後方向（図８に示す矢印Ｙ１の方向）に沿う断面において、被冷却流体流路２１の上流部２１ａに対応する冷媒流路２４における下流部２４ｂの流路断面積を大きくすることができる。また、被冷却流体流路２１の上流部２１ａにおいて、管１８におけるスパイラルのピッチが大きくなっているため管１８同士の間隔が広がり、管１８同士の間で熱流束が大きくなることを防止することができ、バーンアウトの発生を回避することができる。

○ 実施形態において、熱交換部１３は、被冷却流体流路２１の上流部２１ａから下流部２１ｂに向かうにつれて徐々に大きくなるようにテーパ状に形成された管１８を備えていたが、これに限らない。例えば、熱交換部１３は、被冷却流体流路２１の上流側から下流側に向かって流路断面積が一定になるように延びる直管状の小径部と、出口近傍において、小径部よりも拡径する拡径部とからなる管を備えていてもよい。このようにして、熱交換部１３において、被冷却流体流路２１の上流側に対応する冷媒流路２４の流路断面積が、被冷却流体流路２１の下流側に対応する冷媒流路２４の流路断面積よりも大きくなっている部位が存在するようにしてもよい。これによれば、実施形態と同様の効果を得ることができる。

○ 実施形態の熱交換器１１では、ＥＧＲガスと水との流通方向が対向する対向流となっているが、これに限らず、例えば、ＥＧＲガスと水との流通方向が同じ方向に並行して流れる並行流としてもよい。並行流である熱交換器においても、実施形態と同様に被冷却流体流路２１における上流部２１ａの流路断面積が小さく、被冷却流体流路２１における下流部２１ｂの流路断面積が大きくなるように、管１８を被冷却流体流路２１の上流部２１ａから下流部２１ｂにかけてテーパ状に形成することで、実施形態と同様な効果を得ることができる。

○ 実施形態において、被冷却流体流路２１を構成する管１８は５本設けられていたが、これに限らず、１〜４本又は６本以上であってもよい。
○ 実施形態において、被冷却流体流路２１及び冷媒流路２４内の少なくとも一方にフィンが設けられていてもよい。

○ 本発明を、管１８で構成される被冷却流体流路２１と、管１８の周囲を囲繞する冷媒流路２４とで構成される熱交換器１１に適用したが、これに限らない。例えば、両側を一対のスペーサーバーで閉塞した平板状の二枚の隔壁からなる複数の通路区画体と、各通路区画体の一方の開口端に接合される前壁と、他方の開口端に接合される後壁とを備えるプレート型熱交換器に適用してもよい。

○ 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。

○ 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。

（イ）前記被冷却流体流路は少なくとも一つの管で構成されるとともに、前記冷媒流路が前記被冷却流体流路の管の周囲を囲繞するように設けら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。

（ロ）前記管はスパイラル状に形成されるとともに、前記管におけるスパイラルのピッチが、被冷却流体流路の上流部から下流部にかけて徐々に狭くなっていくことを特徴とする前記技術的思想（イ）に記載の沸騰冷却式熱交換器。

１１…熱交換器、１９…隔壁としての管壁、２１…被冷却流体流路、２４…冷媒流路。

Claims (3)

1. 被冷却流体が流れる被冷却流体流路と前記被冷却流体を冷却する冷媒が流れる冷媒流路とが隔壁によって区画された沸騰冷却式熱交換器であって、
   前記被冷却流体流路における前記被冷却流体の流通方向の上流側に対応する前記冷媒流路の流路断面積が、前記被冷却流体流路の下流側に対応する前記冷媒流路の流路断面積よりも大きくなっている部位が存在することを特徴とする沸騰冷却式熱交換器。
2. 前記被冷却流体流路は、前記被冷却流体流路における上流側の流路断面積が小さく、且つ前記被冷却流体流路における下流側の流路断面積が大きくなるように、前記被冷却流体流路の上流側から下流側にかけて徐々に広がっ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。
3. 前記被冷却流体流路を流れる被冷却流体の流通方向と、前記冷媒流路を流れる冷媒の流通方向とが互いに対向していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の沸騰冷却式熱交換器。

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