JP2019021872A - 積層型熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】中間プレートの成形性を向上するとともに、熱交換対象物との熱交換性能を確保できるようにする。【解決手段】冷媒が流通する冷媒流路２４を形成し熱交換対象物を両側から挟持するように積層配置された複数の冷却管２０と、冷媒流路２４を、複数の冷却管２０の積層方向の一端側の第１流路２５１と、他端側の第２流路２５２とに分割する板状の中間プレート２３を備える。冷媒配管４２、４３に接続されるとともに複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された冷却管２０内に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第２流路２５２側に突出して配置されている。【選択図】図８

Description

本発明は、積層型熱交換器に関するものである。

従来、特許文献１に記載された熱交換器がある。この熱交換器は、熱交換対象物と熱交換する冷媒が流通する冷媒流路を形成する冷却管と、冷媒流路を２つの流路に分割する板状の中間プレートと、を有しており、この中間プレートによって分割された分割流路のそれぞれに内部フィンが配置されている。そして、中間プレートは、一面側と他面側の両面側に突出して形成された整流リブを備えている。この熱交換器は、整流リブにより内部フィンの両端と流路管の内周面との間に形成される外側流路に流れる冷媒の流量が調整され、熱交換器の熱交換性能を向上している。

特開２０１５−５０２３２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものは、中間プレートの一面側と他面側の両面に、それぞれ整流リブが突出する構造となるため成形性が良くないといった問題がある。具体的には、中間プレートの一面側に突出するよう整流リブを切り起こし加工した後、中間プレートの他面側に突出するよう別の整流リブを切り起こし加工する必要があり、成形性が良くないといった問題がある。

そこで、整流リブを中間プレートの一面側のみに突出させることで、成形性を向上することが可能であるが、この場合、熱交換対象物との熱交換性能が低下してしまう可能性があるといった問題もある。

本発明は上記問題に鑑みたもので、中間プレートの成形性を向上するとともに、熱交換対象物との熱交換性能を確保できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、積層型熱交換器であって、熱交換対象物（５）と熱交換する熱媒体が流通する熱媒体流路（２４）を形成するとともに熱交換対象物を両側から挟持するように積層配置された複数の流路管（２０）と、複数の流路管の積層方向の一端側に配置された流路管と接続された冷媒配管（４２、４３）、複数の流路管の間を連結する連結管（４１）と、複数の流路管のそれぞれの内部に配置され、熱媒体流路を、複数の流路管の積層方向の一端側の第１流路（２５１）と、複数の流路管の積層方向の他端側の第２流路（２５２）とに分割する板状の中間プレート（２３）と、流路管内において、中間プレートによって分割された第１流路および第２流路に配置され、熱媒体が流通する主流路を複数の細流路に分割する内部フィン（２９）と、を備え、複数の流路管には、それぞれ熱媒体の流通方向と交差する流路断面において、内部フィンの両端と流路管の内周面との間に一対の外側流路（２８）が形成されており、中間プレートは、該中間プレートの一面側に突出して形成されるとともに外側流路を流れる熱媒体の流量を調整する整流リブ（３）を有し、複数の流路管の積層方向の一端側に配置された流路管内に配置された中間プレートは、整流リブが第２流路側に突出して配置されている。

このような構成によれば、中間プレートは、流路管の積層方向の一方側に突出して形成された整流リブを有しているので、流路管の積層方向の両面側に突出した整流リブを有する構成と比較して中間プレートの成形性を向上することができる。

さらに、この積層型熱交換器は、熱交換対象物が複数の流路管により挟持されるようになっており、複数の流路管の積層方向の一端側に配置された流路管内に配置された中間プレートは、整流リブが第２流路側に突出して配置されている。したがって、複数の流路管の積層方向の一端側に配置された流路管における熱交換対象物と接触する第２流路側の内部フィン内の複数の細流路を流通する熱媒体の流量を、熱交換対象物と接触しない第１流路側の内部フィン内の複数の細流路を流通する熱媒体の流量よりも多くすることができ、熱交換対象物との熱交換性能を確保することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態の冷却器の全体構成を表した図である。 図１におけるII−II矢視図である。 図２中のIII−III断面図である。 内部フィンを示す平面図である。 中間プレートを示す平面図である。 図５中のＶＩ−ＶＩ断面図である。 比較例と第１実施形態の冷却器の整流フィンと冷媒の流速の関係を表した図である。 第１実施形態の冷却器の各冷却管における中間プレートの向きを表した図である。 各冷却管の第１流路と第２流路を流れる冷媒の流量を表した図である。 複数の冷却管を流れる冷媒の流量を表した図である。 第２実施形態の冷却器の各冷却管における中間プレートの向きを表した図である。 第３実施形態の冷却器の各冷却管における中間プレートの向きを表した図である。 整流リブの変形例を表した図である。 整流リブの変形例を表した図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る積層型熱交換器について、図１〜図８を用いて説明する。本実施形態の積層型熱交換器は、熱交換対象物としての複数の半導体モジュール５を冷却する冷却器１として構成されている。なお、図１では、半導体モジュール５を見やすくするためにハッチングを示してある。

冷却器１は、複数の冷却管２０を並べて配置してなる熱交換部２と、冷媒流路２４へ冷媒を導入する冷媒導入管４３と、冷媒流路２４から冷媒を排出する冷媒排出管４２とを備えている。冷媒導入管４３及び冷媒排出管４２は、冷媒配管に相当する。

冷媒導入管４３及び冷媒排出管４２は、冷却面２０１の法線方向Ｘ、すなわち、複数の冷却管２０の積層方向の一端側（図１における上端側）に配置された冷却管２０と一体に形成されている。冷媒導入管４３及び冷媒排出管４２は、並び方向Ｙの両端部付近において連結管４１と略同軸上に配されている。

複数の冷却管２０は、図１〜図３に示すように、熱交換対象物としての半導体モジュール５と熱交換する冷媒が流通する冷媒流路２４を形成するとともに半導体モジュール５を両側から挟持するように積層配置されている。冷却管２０は、流路管に相当し、冷媒流路２４は、熱媒体流路に相当し、冷媒は熱媒体に相当する。

冷却管２０は、図２に示すように、冷媒流路２４に冷媒を流入させる流入孔２７１と、冷媒流路２４から冷媒を排出する排出孔２７２と、冷媒流路２４内における流入孔２７１と排出孔２７２との間に配された内部フィン２９とを有している。

図１に示すごとく、隣り合う冷却管２０同士は、互いに冷却面２０１が対向するように連結管４１よって連結されると共に両者の間に半導体モジュール５を配置するための配置空隙４４が形成されるように並べて配置してある。

図２に示すごとく、本例において、冷却管２０は、法線方向Ｘから見たとき、並び方向Ｙ両端からそれぞれ内側に向かって拡幅するように形成された一対のテーパ部２０２と、一対のテーパ部２０２の間に配された長方形状の中央部２０３とを有している。

図３に示すごとく、冷却管２０は、上方側に配された上方外殻プレート２１と、下方側に配された下方外殻プレート２２と、上方外殻プレート２１及び下方外殻プレート２２の間に配された中間プレート２３と、冷媒流路２４内に配された内部フィン２９とを有している。

上方外殻プレート２１と下方外殻プレート２２とは、両者を接合することで、上方外殻プレート２１及び下方外殻プレート２２の内壁面２４１が、冷媒流路２４をなす空隙を形成するよう構成されている。また、冷媒流路２４は、中間プレート２３によって法線方向Ｘにおいて２分割されており、分割流路としての第１流路２５１及び第２流路２５２が形成されている。

図２に示すごとく、冷却管２０を形成する上方外殻プレート２１及び下方外殻プレート２２は、冷媒導入管４３、冷媒排出管４２及び連結管４１と連通する貫通孔が形成されている。この貫通孔のうち、並び方向Ｙにおける冷媒導入管４３側に配されたものを流入孔２７１とし、並び方向Ｙにおける冷媒排出管４２側に配されたものを排出孔２７２とする。

図３に示すごとく、内部フィン２９は、第１流路２５１及び第２流路２５２にそれぞれ１つずつ配されており、並び方向Ｙと直交する断面の形状が連続した凹凸形状をなしている。

図２〜図４に示すごとく、内部フィン２９は、冷媒流路２４を、流入孔２７１と排出孔２７２との並び方向Ｙ及び冷却面２０１の法線方向Ｘの両方と直交した直交方向Ｚに、複数の細流路２６に分割する複数の隔壁２９１を有している。

直交方向Ｚにおいて、冷媒流路２４を形成する冷却管２０の内壁面２４１における両端に配された冷媒流路２４を構成する一対の対向内壁面２４２と、内部フィン２９における両端に配された一対の隔壁２９１との間には、一対の外側流路２８が形成されている。

中間プレート２３を挟むように配置された各内部フィン２９は、互いの山部と谷部とが、並び方向Ｙの同じ位置に配置されている。すなわち、互いに逆位相となるような形状となっている。

図４に示すごとく、法線方向Ｘから見たとき、内部フィン２９における並び方向Ｙ両端側には、並び方向Ｙに直線状に延びるよう形成された隔壁２９１を備えた一対のストレートフィン部２９２が形成されている。

また、並び方向Ｙにおける一対のストレートフィン部２９２の内側には、法線方向Ｘから見たとき波型となるように形成された隔壁２９１からなるウェーブフィン部２９３が形成されている。

内部フィン２９は、複数の隔壁２９１によって、冷媒流路２４を直交方向Ｚに並ぶ複数の細流路２６に分割している。

図２及び図５に示すごとく、中間プレート２３は、法線方向Ｘから見たとき、上方外殻プレート２１及び下方外殻プレート２２と略同一の形状をなしている。中間プレート２３は、上方外殻プレート２１及び下方外殻プレート２２の間に挟持されることで冷媒流路２４を２分割するとともに、第１流路２５１及び第２分割流路２５２の内壁面２４１を構成している。中間プレート２３は、冷媒導入管４３及び冷媒排出管４２と同軸上に貫通形成された一対の流通孔２３１と、該中間プレート２３の一面側（図３の例では、第１流路２５１の内側）に向かって突出した整流リブ３とを有している。

図２及び図３に示すごとく、整流リブ３は、直交方向Ｚにおける一対の外側流路２８よりも内側の位置でかつ流入孔２７１及び排出孔２７２よりも外側の位置であると共に、並び方向Ｙにおける内部フィン２９より外側の位置に形成されている。図５及び図６に示すごとく、本例において、整流リブ３は、中間プレート２３を切り起こし加工することによって形成されている。整流リブ３は、第１流路２５１における流入孔２７１側の一対の外側流路２８と、第１流路２５１における排出孔２７２側の一対の外側流路２８に配されている。

図３では、第１流路２５１に向かって各整流リブ３が突出するように中間プレート２３を冷却管２０内に配しているが、冷却管２０内における中間プレート２３の向きを変えて、第２流路２５２に向かって各整流リブ３が突出するように中間プレート２３を冷却管２０内に配することも可能となっている。

図３に示すごとく、複数の冷却管２０には、それぞれ冷媒の流通方向と交差する流路断面において、内部フィン２９の両端と冷却管２０の内周面との間に一対の外側流路２８が形成されている。中間プレート２３に形成された整流リブ３は、外側流路２８を流れる冷媒の流量を調整する。

図２及び図４に示すごとく、整流リブ３は、法線方向Ｘから見たときテーパ部２０２の外形に沿って形成された傾斜リブ部３１と、傾斜リブ部３１の並び方向Ｙ内側に配された端部から並び方向Ｙに沿って内側に延びる直線リブ部３２とを有している。直線リブ部３２における並び方向Ｙ内側の端部は、内部フィン２９のストレートフィン部２９２によって形成された細流路２６の内側に配されている。

図７は、第２流路２５２側に２つの整流リブ３が突出して形成されるとともに、第１流路２５１側に２つの整流リブ３が突出して形成されている比較例と、第２流路２５２側に４つの整流リブ３が突出して形成されている本発明の冷媒の流量の違いについて説明するための図である。（ａ）は、複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された冷却管２０において、中間プレート２３における第２流路２５２側に２つの整流リブ３が突出して形成されている比較例の構成および冷媒の流量を表している。（ｂ）は、複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された冷却管２０において、中間プレート２３における第２流路２５２側に４つの整流リブ３が突出して形成されている本発明の構成および冷媒の流量を表している。

比較例では、図７（ａ）に示すように、中間プレート２３における流入孔２７１側の第２流路２５２と、流入孔２７２側の第２流路２５２に、それぞれ整流リブ３が形成されている。なお、これらの整流リブ３により、一対の外側流路２８に流れる冷媒の流速は同じになる。

これに対し、本発明では、図７（ｂ）に示すように、中間プレート２３における流入孔２７１側の第２流路２５２に一対の整流リブ３が形成されるとともに、流出孔２７２側の第２流路２５２に一対の整流リブ３が形成されている。

したがって、本発明では、図７（ａ）に示した比較例と比較して、各外側流路２８を流通する冷媒の圧損が大きくなるため、各外側流路２８を流通する冷媒の流量は低減し、内部フィン２９内の複数の細流路２６を流通する冷媒の流量は増加する。つまり、本発明では、図７（ａ）に示した比較例と比較して、内部フィン２９内の複数の細流路２６を流通する冷媒の流量の流速が増大し、熱交換性能を向上することができる。

また、本発明と比較例の両方で、冷却管２０の冷媒流路２４に流通する冷媒の量は変わらないため、本発明における内部フィン２９の複数の細流路２６に流れる冷媒の平均流量は、比較例の平均流量よりも多くなる。

つまり、複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された冷却管には、第２流路２５２側に熱交換対象物が隣接して配置されるが、反対の第１流路２５１側には熱交換対象物は配置されない。したがって、例えば、熱交換対象物が配置されていない第１流路２５１側に整流リブ３が突出するよう中間プレート２３を配置した場合、第２流路２５２側に整流リブが突出するよう中間プレート２３を配置した場合と比較して熱交換性能が低下してしまう。

しかし、上記したように、本積層型熱交換器は、複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された冷却管内に配置された中間プレートは、整流リブ３が第２流路２５２側に突出するよう配置されているので、複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された冷却管２０における熱交換対象物と接触する第１流路側の内部フィン２９内の複数の細流路２６を流通する冷媒の流量を、熱交換対象物と接触しない第２流路側の内部フィン２９内の複数の細流路２６を流通する冷媒の流量よりも多くすることができ、熱交換対象物との熱交換性能を確保することができる。

図８に示すごとく、本実施形態の積層型熱交換器は、熱交換対象物としての半導体モジュール５を両側から挟持するように複数の冷却管２０が積層配置されている。したがって、冷媒導入管４３および冷媒排出管４２と接続された上端側の冷却管２０より上側および下端側の冷却管２０より下側には、半導体モジュール５は配置されていない。

また、複数の冷却管２０の積層方向（法線方向Ｘ）の一端側、すなわち図１において最上段の冷却管２０内に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第２流路２５２側に突出して配置されている。したがって、図９に示すように、最上段の冷却管２０では、第２流路２５２の内部フィン２９内の細流路２６を流れる冷媒の流量は第１流路２５１の内部フィン２９内の細流路２６を流れる冷媒の流量よりも多くなる。

また、複数の冷却管２０の積層方向（法線方向Ｘ）の他端側、すなわち図１において最下段の冷却管２０内に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第１流路２５１側に突出して配置されている。したがって、図９に示すように、最下段の冷却管２０では、第１流路２５１の内部フィン２９内の細流路２６を流れる冷媒の流量は第２流路２５２の内部フィン２９内の細流路２６を流れる冷媒の流量よりも多くなる。

また、冷媒導入管４３および冷媒排出管４２と接続された上端部の冷却管２０と下端部以外の中間部の冷却管２０に配置された中間プレート２３は、それぞれ整流リブ３が第１流路２５１側に突出して配置されている。したがって、図９に示すように、最上段と最下段の中間に位置する冷却管２０では、第１流路２５１の内部フィン２９内の細流路２６を流れる冷媒の流量は第２流路２５２の内部フィン２９内の細流路２６を流れる冷媒の流量よりも多くなる。

次に、本積層型熱交換器の作動について説明する。

積層型熱交換器では、冷媒導入管４３から導入された冷媒が、各連結管４１を介して、各冷却管２０の一端部から流入し、各冷却管２０の冷媒流路２４内を他端側へ向かって流れる。そして、冷媒流路２４を流れる冷媒は、各連結管４１介して冷媒排出管４２から排出される。

この際、各冷却管２０に挟持された各半導体モジュール５は、各冷却管２０の冷媒流路２４を流れる冷媒と熱交換して冷却される。ここで、図１０に示すように、複数の冷却管２０のうち、複数の冷却管２０の積層方向の一端側（図１における上端側）に配置された冷却管２０は、冷媒の流路長が最も短く、冷媒流路２４を流通する冷媒の流量は最も多くなる。

反対に、複数の冷却管２０のうち、複数の冷却管２０の積層方向の他端側（図１における下端側）に配置された冷却管２０は、冷媒の流路長が最も長く、冷媒流路２４を流通する冷媒の流量は最も少なくなる。

また、複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された冷却管２０から複数の冷却管２０の積層方向の一端側に近付くにつれて冷媒流路２４を流通する冷媒の流量は徐々に少なくなる。

したがって、複数の冷却管２０のうち、冷媒流路２４を流通する冷媒の流量が最も多い最上段の冷却管２０内に配置された中間プレート２３の整流リブ３を第２流路２５２側に突出して配置することにより、積層型熱交換器の全体としてより高い熱交換性能の向上効果を得ることができる。

上述したように、本積層型熱交換器は、熱交換対象物５と熱交換する冷媒が流通する冷媒流路２４を形成するとともに熱交換対象物を両側から挟持するように積層配置された複数の冷却管２０を備えている。また、複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された冷却管２０と接続された冷媒配管４２、４３と、複数の冷却管２０の間を連結する連結管４１と、を備えている。

また、複数の冷却管２０のそれぞれの内部に配置され、冷媒流路２４を、複数の冷却管２０の積層方向の一端側の第１流路２５１と、複数の冷却管２０の積層方向の他端側の第２流路２５２とに分割する板状の中間プレート２３とを備えている。また、冷却管２０内において、中間プレート２３によって分割された第１流路２５１および第２流路２５２に配置され、冷媒が流通する主流路を複数の細流路に分割する内部フィン２９を備えている。

そして、複数の冷却管２０には、それぞれ冷媒の流通方向と交差する流路断面において、内部フィン２９の両端と冷却管の内周面との間に一対の外側流路２８が形成されており、中間プレート２３は、該中間プレートの一面側に突出して形成されるとともに外側流路２８を流れる冷媒の流量を調整する整流リブ３を有し、複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された冷却管２０内に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第２流路２５２側に突出して配置されている。

このような構成によれば、中間プレート２３は、冷却管２０の積層方向の一方側に突出して形成された整流リブ３を有しているので、冷却管２０の積層方向の両面側に突出した整流リブ３を有する構成と比較して中間プレート２３の成形性を向上することができる。

さらに、この積層型熱交換器は、熱交換対象物が複数の冷却管２０により挟持されるようになっており、複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された冷却管内に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第２流路２５２側に突出して配置されているので、熱交換対象物との熱交換性能を確保することができる。

つまり、複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された冷却管には、第２流路２５２側に熱交換対象物が隣接して配置されるが、反対の第１流路２５１側には熱交換対象物は配置されない。したがって、例えば、熱交換対象物が配置されていない第１流路２５１側に整流リブ３が突出するよう中間プレート２３を配置した場合、第２流路２５２側に整流リブが突出するよう中間プレート２３を配置した場合と比較して熱交換性能が低下してしまう。

しかし、上記したように、本積層型熱交換器は、複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された冷却管内に配置された中間プレートは、整流リブ３が第２流路２５２側に突出するよう配置されている。したがって、複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された冷却管における熱交換対象物と接触する第２流路側の内部フィン２９内の複数の細流路２６を流通する冷媒の流量を、熱交換対象物と接触しない第１流路側の内部フィン２９内の複数の細流路２６を流通する冷媒の流量よりも多くすることができ、冷却性能を向上することができ、熱交換対象物との熱交換性能を確保することができる。

また、複数の冷却管２０のうち冷媒配管４２、４３に接続された冷却管２０以外の冷却管２０に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第１流路２５１側に突出して配置されている。したがって、複数の熱交換対象物を均等に熱交換することが可能である。

また、この積層型熱交換器は、熱交換対象物が複数の冷却管２０により挟持されるようになっており、複数の冷却管２０の積層方向のうち冷媒配管４２、４３に接続された冷却管側と反対側の他端側に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第１流路２５１側に突出して配置されているので、熱交換対象物との熱交換性能を確保することができる。

つまり、複数の冷却管２０の積層方向の他端側に配置された冷却管２０には、第１流路２５１側に熱交換対象物が隣接して配置されるが、反対の第２流路２５２側には熱交換対象物は配置されない。したがって、例えば、熱交換対象物が配置されていない第２流路２５２側に整流リブ３が突出するよう中間プレート２３を配置した場合、第１流路２５１側に整流リブ３が突出するよう中間プレート２３を配置した場合と比較して熱交換性能が低下してしまう。

しかし、上記したように、本積層型熱交換器は、複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された冷却管内に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第１流路２５１側に突出するよう中間プレート２３が配置されているので、熱交換性能を確保することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る積層型熱交換器について、図９を用いて説明する。本実施形態の積層型熱交換器では、複数の冷却管２０の積層方向の一端部（上端部）に配置された冷却管２０に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第２流路２５２側に突出して配置されている。

また、複数の冷却管２０の積層方向の他端部（下端部）に配置された冷却管２０に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第１流路２５１側に突出して配置されている。

さらに、複数の冷却管２０の積層方向の両端部以外に配置された冷却管２０に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第２流路２５２側に突出して配置されている。

本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。

また、複数の冷却管２０の積層方向の両端部以外に配置された冷却管２０に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第１流路２５１側に突出して配置されているので、複数の熱交換対象物を均等に熱交換することが可能である。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る積層型熱交換器について、図１２を用いて説明する。本実施形態の積層型熱交換器は、複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された半導体モジュール５から数えて５番目に配置された半導体モジュール５０からの受熱量が最も多くなっている。

そこで、本実施形態の積層型熱交換器は、複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された冷却管２０から数えて５番目の冷却管２０に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が、冷却管２０と隣接して配置された半導体モジュール５０のうち、受熱量（熱交換量）の多い方の半導体モジュール５０側、すなわち、第２流路２５２側に突出して配置されている。

また、複数の冷却管２０の積層方向の一端側に配置された冷却管２０から数えて６番目の冷却管２０に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が、冷却管２０と隣接して配置された半導体モジュール５０のうち、受熱量（熱交換量）の多い方の半導体モジュール５０側、すなわち、第１流路２５１側に突出して配置されている。

なお、複数の冷却管２０の積層方向の一端側（図１０における上端側）に配置された冷却管２０に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第２流路２５２側に突出して配置されている。また、残りの冷却管２０に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第１流路２５１側に突出して配置されている。

本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。

また、複数の冷却管２０のうち冷媒配管４２、４３に接続された冷却管２０以外の冷却管２０に配置された中間プレート２３は、隣接して配置された熱交換対象物のうち受熱量（熱交換量）の多い方の熱交換対象物側に整流リブ３が突出している。したがって、受熱量の多い半導体モジュール５を優先して冷却することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係る積層型熱交換器について、図１３を用いて説明する。上記第１〜第３実施形態の積層型熱交換器は、中間プレート２３に形成された整流リブ３が、法線方向Ｘから見たときテーパ部２０２の外形に沿って形成された傾斜リブ部３１と、傾斜リブ部３１の並び方向Ｙ内側に配された端部から並び方向Ｙに沿って内側に延びる直線リブ部３２とを有している。

これに対し、本実施形態の積層型熱交換器は、中間プレート２３に形成された整流リブ３が、傾斜リブ部３１を有しておらず、並び方向Ｙに沿って内側に延びる直線リブ部３２を有している。また、本実施形態の積層型熱交換器は、整流リブ３の長さが、第４実施形態に係る積層型熱交換器における整流リブ３の長さよりも短くなっている。このように、整流リブ３を直線形状とすることもできる。

なお、熱交換対象物との熱交換量の大きさに応じて整流リブ３の形状や直交方向Ｚの間隔や整流リブ３の形状や直交方向Ｚ方向の長さを変更してもよい。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態に係る積層型熱交換器について、図１４を用いて説明する。上記第１〜第４実施形態の積層型熱交換器は、整流リブ３が、中間プレート２３における流入孔２７１側の一対の外側流路２８と、排出孔２７２側の一対の外側流路２８に合計４つ配されている。

これに対し、実施形態の積層型熱交換器は、整流リブ３が、中間プレート２３における流入孔２７１側の一対の外側流路２８の一方側と、排出孔２７２側の一対の外側流路２８の他方側に合計２つ配されている。このように、中間プレート２３における整流リブ３の数を４つ以外に変更してもよい。

（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では、本発明の積層型熱交換器を、熱交換対象物としての半導体モジュール５を冷却する冷却器１として構成したが、熱交換対象物を加熱する加熱器として構成することもできる。

（２）上記第２実施形態では、複数の冷却管２０の積層方向の他端側（下端側）に配置された冷却管２０に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第１流路２５１側に突出して配置され、複数の冷却管２０の積層方向の下端部以外に配置された冷却管２０に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第２流路２５２側に突出して配置されている。

これに対し、複数の冷却管２０の積層方向の上端部以外に配置された冷却管２０に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第１流路２５１側に突出して配置されるよう構成してもよい。

（３）上記第１実施形態では、複数の冷却管２０の積層方向の一端側（上端側）に配置された冷却管２０に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第２流路２５２側に突出して配置され、複数の冷却管２０の積層方向の一端側以外に配置された冷却管２０に配置された中間プレート２３は、整流リブ３が第２流路２５２側に突出して配置されている。

これに対し、複数の冷却管２０の積層方向の一端側以外に配置された冷却管２０に配置された中間プレート２３の整流リブ３の向きを、第１流路２５１および第２流路２５２のいずれか一方に突出するようにしてもよい。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、積層型熱交換器であって、熱交換対象物と熱交換する熱媒体が流通する熱媒体流路を形成するとともに熱交換対象物を両側から挟持するように積層配置された複数の流路管を備えている。また、複数の流路管の積層方向の一端側に配置された流路管と接続された冷媒配管と、複数の流路管の間を連結する連結管と、複数の流路管のそれぞれの内部に配置され、熱媒体流路を、複数の流路管の積層方向の一端側の第１流路と、を備えている。また、複数の流路管の積層方向の他端側の第２流路とに分割する板状の中間プレートを備えている。また、流路管内において、中間プレートによって分割された第１流路および第２流路に配置され、熱媒体が流通する主流路を複数の細流路に分割する内部フィンを備えている。また、複数の流路管には、それぞれ熱媒体の流通方向と交差する流路断面において、内部フィンの両端と流路管の内周面との間に一対の外側流路が形成されている。また、中間プレートは、該中間プレートの一面側に突出して形成されるとともに外側流路を流れる熱媒体の流量を調整する整流リブを有している。そして、複数の流路管の積層方向の一端側に配置された流路管内に配置された中間プレートは、整流リブが第２流路側に突出して配置されている。

また、第２の観点によれば、複数の流路管のうち冷媒配管に接続された流路管以外の流路管に配置された中間プレートは、整流リブが第２流路側に突出して配置されている。したがって、複数の熱交換対象物を均等に熱交換することが可能である。

また、第３の観点によれば、複数の流路管の積層方向の他端側に配置された流路管に配置された中間プレートは、整流リブが第１流路側に突出して配置されている。したがって、複数の流路管の積層方向の他端側に配置された流路管における熱交換対象物と接触する第１流路側の複数の細流路を流通する熱媒体の流量を、熱交換対象物と接触しない第２流路側の複数の細流路を流通する熱媒体の流量よりも多くすることができ、冷却性能を向上することができる。

また、第４の観点によれば、複数の流路管の積層方向のうち冷媒配管に接続された流路管側と反対側の他端側に配置された流路管に配置された中間プレートは、整流リブが第１流路側に突出して配置されている。したがって、冷媒配管に接続された流路管側と反対側の他端側に配置された流路管と隣接する熱交換対象物側を効率的に熱交換を行うことができる。したがって、複数の流路管の積層方向のうち冷媒配管に接続された流路管側と反対側の他端側に配置された流路管における熱交換対象物と接触する第１流路側の複数の細流路を流通する熱媒体の流量を、熱交換対象物と接触しない第２流路側の複数の細流路を流通する熱媒体の流量よりも多くすることができ、冷却性能を向上することができる。

１ 冷却器
３ 整流リブ
５ 半導体モジュール
２０ 冷却管
２３ 中間プレート
２４ 冷媒流路
２９ 内部フィン
４１ 連結管

Claims (4)

1. 積層型熱交換器であって、
   熱交換対象物（５）と熱交換する熱媒体が流通する熱媒体流路（２４）を形成するとともに前記熱交換対象物を両側から挟持するように積層配置された複数の流路管（２０）と、
   前記複数の流路管の積層方向の一端側に配置された前記流路管と接続された冷媒配管（４２、４３）と、
   前記複数の流路管の間を連結する連結管（４１）と、
   前記複数の流路管のそれぞれの内部に配置され、前記熱媒体流路を、前記複数の流路管の積層方向の一端側の第１流路（２５１）と、前記複数の流路管の積層方向の他端側の第２流路（２５２）とに分割する板状の中間プレート（２３）と、
   前記流路管内において、前記中間プレートによって分割された前記第１流路および前記第２流路に配置され、前記熱媒体が流通する主流路を複数の細流路に分割する内部フィン（２９）と、を備え、
   前記複数の流路管には、それぞれ前記熱媒体の流通方向と交差する流路断面において、前記内部フィンの両端と前記流路管の内周面との間に一対の外側流路（２８）が形成されており、
   前記中間プレートは、該中間プレートの一面側に突出して形成されるとともに前記外側流路を流れる前記熱媒体の流量を調整する整流リブ（３）を有し、
   前記複数の流路管の積層方向の一端側に配置された前記流路管内に配置された中間プレートは、前記整流リブが前記第２流路側に突出して配置されている積層型熱交換器。
2. 前記複数の流路管のうち前記冷媒配管に接続された前記流路管以外の前記流路管に配置された中間プレートは、前記整流リブが前記第２流路側に突出して配置されている請求項１に記載の積層型熱交換器。
3. 前記複数の流路管の積層方向の他端側に配置された前記流路管に配置された中間プレートは、前記整流リブが前記第１流路側に突出して配置されている請求項１に記載の積層型熱交換器。
4. 前記複数の流路管のうち前記冷媒配管に接続された前記流路管以外の前記流路管に配置された中間プレートは、前記整流リブが前記第１流路側に突出して配置されている請求項１に記載の積層型熱交換器。

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