JP6319060B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、被熱交換物体と熱交換媒体とを熱交換させる熱交換器の構造に関するものである。

従来、この種の熱交換器として、例えば特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された熱交換器は、上記被熱交換物体としての複数の電子部品を両面から冷却するための積層型冷却器である。具体的に、この熱交換器は、上記熱交換媒体としての冷媒を流通させる冷媒流路を設けた扁平形状の複数の冷却チューブ管と、その複数の冷却チューブ管を連通しその冷却チューブ管へ冷媒を流入させる入口部としての入口側連通部材と、複数の冷却チューブ管を連通しその冷却チューブ管からの冷媒が流入する出口部としての出口側連通部材とを有している。そして、複数の冷却チューブ管はそれぞれ、入口側連通部材と出口側連通部材とを結ぶ出入口方向を長手方向として配置されている。

その複数の冷却チューブ管は、電子部品を両面から挟持できるように積層配置されている。また、複数の冷却チューブ管は２種類の冷却チューブ管から成り、詳細には、複数の冷却チューブ管のうち積層方向の両端に配された２つの外側冷却チューブ管と、これらの間に配された複数の内側冷却チューブ管とから構成されている。その複数の内側冷却チューブ管はそれぞれ、少なくとも、内側冷却チューブ管の第１主面を構成する第１管壁に面した第１冷媒流路と、上記第１主面の反対側の第２主面を構成する第２管壁に面した第２冷媒流路とを有している。すなわち、内側冷却チューブ管は、冷媒流路を内側冷却チューブ管の厚み方向に２段以上積層して有している。

また、冷却チューブ管の相互間には、冷却チューブ管に挟持された電子部品が冷却チューブ管の長手方向に沿って複数配置されている。すなわち、冷却チューブ管の相互間において、複数の電子部品が冷却チューブ管内の冷媒流れ方向に沿って直列に並んで配置されている。

特許第４２６５５０９号公報

特許文献１の熱交換器のように、上記冷却チューブ管としての熱交換チューブ内を熱交換チューブの長手方向に沿って流れる熱交換媒体（冷媒）が、例えば上記電子部品である複数の被熱交換物体と上流側から下流側へ向けて順に直列的に熱交換していく構造では、種々の問題が想定される。

例えば、熱交換チューブの長手方向に並ぶ被熱交換物体を冷却または加熱する際には、熱交換チューブ内を流れる熱交換媒体の温度は流れ方向の下流側ほど被熱交換物体の温度に近づくので、熱交換チューブの長手方向に並ぶ複数の被熱交換物体を冷却もしくは加熱する熱交換媒体の温度に差ができてしまうという問題が生じている。そして、その熱交換媒体の温度の差は、熱交換チューブが長くなるほど拡大する。

要するに、多くの被熱交換物体を冷却または加熱するためには、熱交換チューブのうち熱交換媒体と被熱交換物体とを熱交換させる熱交換部が或る程度の長さを有する必要があるが、熱交換チューブの長手方向に沿った温度分布において、上記熱交換部を流れる熱交換媒体の温度ばらつきが大きいという課題があった。このように熱交換媒体の温度ばらつきが大きいと、被熱交換物体を冷却または加熱する能力でもばらつきが大きくなるという問題を生じる。

本発明は上記点に鑑みて、熱交換チューブの長手方向に沿った温度分布すなわち上記入口部と出口部とを結ぶ出入口方向に沿った温度分布において、上記熱交換部を流れる熱交換媒体の温度ばらつきを低減することが可能な熱交換器を提供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に記載の発明では、被熱交換物体（１４）と熱交換媒体とを熱交換させる熱交換器であって、
熱交換媒体が流入する入口部（２０）と、
熱交換媒体が流出する出口部（２２）と、
入口部と出口部との間をつなぐように設けられ、入口部と出口部とを結ぶ出入口方向（ＤＲｔｂ）に交差する積層方向（ＤＲｓｔ）へ互いに積層された熱交換用積層部（３６）および中継用積層部（３４）を有する中間部（２４）とを備え、
熱交換用積層部は、出入口方向と積層方向との各々に対して交差するチューブ幅方向（ＤＲｗ）における一方側の側縁部分としての一方側側縁部（３６１）と、他方側の側縁部分としての他方側側縁部（３６２）と、一方側側縁部から他方側側縁部へと熱交換媒体が流れる複数の熱交換流路（３６３ａ）が形成されその熱交換媒体と被熱交換物体とを熱交換させる熱交換部（３６３）とを有し、
中継用積層部は、入口部および一方側側縁部へ連通しその入口部から流入した熱交換媒体を一方側側縁部へ流す入口側中継部（３４１）と、出口部および他方側側縁部へ連通しその他方側側縁部から流入した熱交換媒体を出口部へ流す出口側中継部（３４２）とを有しており、
中間部は熱交換用積層部を２つ有し、その２つの熱交換用積層部のうちの一方の熱交換用積層部は、積層方向において中継用積層部に対する一方側に設けられ、他方の熱交換用積層部は、積層方向において中継用積層部に対する他方側に設けられていることを特徴とする。

上述の発明によれば、熱交換用積層部は、チューブ幅方向における一方側の側縁部分としての一方側側縁部と、他方側の側縁部分としての他方側側縁部と、その一方側側縁部から他方側側縁部へと熱交換媒体が流れる複数の熱交換流路が形成され熱交換媒体と被熱交換物体とを熱交換させる熱交換部とを有し、それと共に、中継用積層部は、入口部から流入した熱交換媒体を一方側側縁部へ流す入口側中継部と、他方側側縁部から流入した熱交換媒体を出口部へ流す出口側中継部とを有しているので、入口部の冷媒は、上記出入口方向に沿って分散されてから複数の熱交換流路へ流入して被熱交換物体と熱交換させられる。従って、上記特許文献１の積層型冷却器のような熱交換器、すなわち単に入口部から出口部へ出入口方向に沿って冷媒を流す熱交換器と比較すると、出入口方向に沿った温度分布において、熱交換部を流れる熱交換媒体の温度ばらつきを低減することが可能である。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載の具体的内容との対応関係を示す一例である。

本発明の実施形態における熱交換器１０の全体構成を示した図である。 図１の熱交換器１０を構成する熱交換チューブ１２を図１の矢印II方向から見たII矢視図である。 図１の熱交換器１０を構成する熱交換チューブ１２を単体で示した斜視図である。 図３のIV−IV断面を含んだ熱交換チューブ１２の斜視図である。 図３の熱交換チューブ１２を各構成部品に分解して示した分解斜視図である。 図５においてVI−VI断面のうちＡ１部分を抜粋して示した断面図である。 図５の斜視図に冷媒流れを示す矢印を記載した図である。

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、後述する他の実施形態を含む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）
図１は、本発明の実施形態における熱交換器１０の全体構成を示した図である。図１に示す熱交換器１０は、複数の冷却管としての熱交換チューブ１２が積層されて成る熱交換器であり、熱交換チューブ１２内を流れる熱交換媒体としての冷媒と被熱交換物体とを熱交換させることによりその被熱交換物体を冷却する積層型冷却器である。具体的には、その被熱交換物体は、板状に形成された複数の電子部品１４（図２参照）である。また、熱交換器１０の冷媒としては、例えばエチレングリコール系の不凍液すなわち冷却水が用いられる。

この熱交換器１０を構成する熱交換チューブ１２を図１の矢印II方向から見たII矢視図が図２として示されており、その図２では、１つの熱交換チューブ１２とその熱交換チューブ１２の両面に配置された電子部品１４とが抜粋して図示されている。熱交換器１０は、特許文献１の積層型冷却器と同様に、図２に示す電子部品１４をその電子部品１４の両面から冷却する。すなわち、各熱交換チューブ１２の両面にはそれぞれ電子部品１４が接触して配置されており、各熱交換チューブ１２は、その両面それぞれに接触する複数の電子部品１４を冷却する。なお、図１では、電子部品１４の表示は省略されている。

上記被熱交換物体としての電子部品１４は、具体的には、大電力を制御するパワー素子などを収容しており、扁平な直方体形状に形成されている。詳細には、電子部品１４は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体素子とダイオードとを内蔵した半導体モジュールである。そして、その半導体モジュールは、自動車用インバータの一部を構成している。

図１に示すように、熱交換器１０は、複数の熱交換チューブ１２がチューブ積層方向ＤＲｓｔへ積層されることによって構成されている。そして、熱交換チューブ１２単体を示した斜視図である図３に示すように、個々の熱交換チューブ１２は、冷媒が流入する入口部２０と、冷媒が流出する出口部２２とを有している。その入口部２０は、熱交換チューブ１２の長手方向であるチューブ長手方向ＤＲｔｂにおいて熱交換チューブ１２の中で一方側に配置されており、出口部２２は、チューブ長手方向ＤＲｔｂにおいて熱交換チューブ１２の中で他方側に配置されている。なお、チューブ長手方向ＤＲｔｂは、入口部２０と出口部２２とを結ぶ出入口方向と同じである。また、図１のチューブ積層方向ＤＲｓｔ、チューブ長手方向ＤＲｔｂ、および後述のチューブ幅方向ＤＲｗ（図３参照）は何れも互いに直交する方向である。

また、熱交換チューブ１２は、入口部２０と出口部２２とをつなぐように設けられた扁平形状の中間部であるチューブ中間部２４を有している。そのチューブ中間部２４は、チューブ長手方向ＤＲｔｂにおいて入口部２０と出口部２２との間に配置されている。

図１に示すように、複数の熱交換チューブ１２の入口部２０はチューブ積層方向ＤＲｓｔへ積層されて互いに連通し、それにより、チューブ中間部２４内へ冷媒を流す入口ヘッダ部２９（図１参照）を構成している。すなわち、その入口ヘッダ部２９は複数の入口部２０から構成され、入口ヘッダ部２９には複数のチューブ中間部２４の一端がそれぞれ連結されている。そして、チューブ積層方向ＤＲｓｔにおける入口ヘッダ部２９の一端には冷媒導入パイプ３１が接続されており、その冷媒導入パイプ３１を介して冷媒が矢印ＦＷｉｎのように流入する。すなわち、冷媒は冷媒導入パイプ３１を介して各熱交換チューブ１２の入口部２０へ流入する。

複数の出口部２２は、チューブ積層方向ＤＲｓｔへ積層されて互いに連通し、それにより、チューブ中間部２４内からへ排出された冷媒が流入する出口ヘッダ部３０を構成している。すなわち、その出口ヘッダ部３０は複数の出口部２２から構成され、出口ヘッダ部３０には、複数のチューブ中間部２４（図３参照）の入口部２０側とは逆側の他端がそれぞれ連結されている。そして、チューブ積層方向ＤＲｓｔにおける出口ヘッダ部３０の一端には冷媒排出パイプ３２が接続されており、その冷媒排出パイプ３２を介して冷媒が矢印ＦＷｏｕｔのように流出する。すなわち、冷媒は各熱交換チューブ１２の出口部２２から冷媒排出パイプ３２を介して熱交換器１０の外部へと流出する。

図２および図３に示すように、チューブ中間部２４は、チューブ積層方向ＤＲｓｔを扁平形状の厚み方向として配置されている。チューブ中間部２４は、その一方の扁平面２４１において電子部品１４の一方の主平面に接し、他方の扁平面２４２において別の電子部品１４の他方の主平面にも接している。すなわち、チューブ積層方向ＤＲｓｔにおいて、複数の電子部品１４と複数のチューブ中間部２４とが交互に積層配置されている。

このような積層配置により、チューブ中間部２４は、チューブ中間部２４内を流れる冷媒に電子部品１４の熱を吸熱させ、複数の電子部品１４を両面から冷却する。また、複数のチューブ中間部２４は、その複数のチューブ中間部２４の相互間に配置された電子部品１４を挟持している。

チューブ中間部２４の構造に関して図４および図５を用いて説明する。図４は、図３のIV−IV断面を含んだ熱交換チューブ１２の斜視図であり、図５は、熱交換チューブ１２を各構成部品に分解して示した分解斜視図である。

図４および図５に示すように、チューブ中間部２４は、チューブ積層方向ＤＲｓｔに積層された３層構造を備えている。具体的には、チューブ中間部２４は、１つの中継用積層部３４と２つの熱交換用積層部３６とを有し、２つの熱交換用積層部３６が中継用積層部３４を挟んでチューブ積層方向ＤＲｓｔに積層された３層構造を備えている。

言い換えれば、その２つの熱交換用積層部３６のうちの一方の熱交換用積層部３６は、チューブ積層方向ＤＲｓｔにおいて中継用積層部３４に対する一方側に設けられ、他方の熱交換用積層部３６は、チューブ積層方向ＤＲｓｔにおいて中継用積層部３４に対する他方側に設けられている。要するに、中継用積層部３４は、チューブ中間部２４の３層構造における中央層となっている。なお、２つの熱交換用積層部３６は互いに中継用積層部３４を挟んで対称的な構造を備えているので、２つの熱交換用積層部３６に関しては、図４における下側の熱交換用積層部３６について説明し、上側の熱交換用積層部３６についての説明は省略する。

チューブ中間部２４を３層構造とするために、熱交換チューブ１２は、図５に示す２つのカバー部材１２１と２つのインナフィン１２２と第１チューブ部材１２３と第２チューブ部材１２４と流路形成部材１２５とを有している。そして、熱交換チューブ１２は、それらの部材１２１、１２２、１２３、１２４、１２５が互いにロウ付けにより接合されることで構成されている。

第１チューブ部材１２３は、チューブ長手方向ＤＲｔｂにおける一端部分に設けられた入口構成部１２３ａと、他端部分に設けられた出口構成部１２３ｂと、その入口構成部１２３ａと出口構成部１２３ｂとの間をつなぐ中間構成部１２３ｃとから構成されている。これと同様に、第２チューブ部材１２４は、チューブ長手方向ＤＲｔｂにおける一端部分に設けられた入口構成部１２４ａと、他端部分に設けられた出口構成部１２４ｂと、その入口構成部１２４ａと出口構成部１２４ｂとの間をつなぐ中間構成部１２４ｃとから構成されている。

熱交換チューブ１２の入口部２０（図３参照）は、互いに接合された第１チューブ部材１２３の入口構成部１２３ａと第２チューブ部材１２４の入口構成部１２４ａとから構成されている。それらの入口構成部１２３ａ、１２４ａの間には、入口部２０の内部空間としての入口空間２０ａが形成されている。

また、熱交換チューブ１２の出口部２２（図３参照）は、互いに接合された第１チューブ部材１２３の出口構成部１２３ｂと第２チューブ部材１２４の出口構成部１２４ｂとから構成されている。それらの出口構成部１２３ｂ、１２４ｂの間には、出口部２２の内部空間としての出口空間２２ａが形成されている。

また、チューブ中間部２４の中継用積層部３４（図４参照）は、第１チューブ部材１２３の中間構成部１２３ｃと第２チューブ部材１２４の中間構成部１２４ｃとが互いの間に流路形成部材１２５を収容して接合されることで構成されている。また、チューブ中間部２４の熱交換用積層部３６（図４参照）は、カバー部材１２１とチューブ部材１２３、１２４の中間構成部１２３ｃ、１２４ｃの一方とが互いの間にインナフィン１２２を収容して接合されることで構成されている。

図４および図５に示すように、チューブ中間部２４の熱交換用積層部３６は、一方側側縁部３６１と他方側側縁部３６２と熱交換部３６３とから構成されている。その一方側側縁部３６１は、チューブ中間部２４（図３参照）のうち、チューブ中間部２４の幅方向であるチューブ幅方向ＤＲｗにおける一方側の側縁部分となっており、他方側側縁部３６２はチューブ幅方向ＤＲｗにおける他方側の側縁部分となっている。その一方側側縁部３６１および他方側側縁部３６２は、チューブ長手方向ＤＲｔｂに沿って延びるように形成されている。そして、熱交換部３６３は、チューブ幅方向ＤＲｗにおいて一方側側縁部３６１と他方側側縁部３６２との間に設けられている。

また、インナフィン１２２は熱交換部３６３に含まれ、一方側側縁部３６１と他方側側縁部３６２とには及ばないように設けられている。そのインナフィン１２２は、図５においてVI−VI断面のうちＡ１部分を抜粋した図６に示すように波形に形成され、インナフィン１２２によって、熱交換部３６３には複数の熱交換流路３６３ａが形成されている。

この熱交換流路３６３ａは、図５に示す一方側側縁部３６１と他方側側縁部３６２とをつなぐ冷媒流路であり、熱交換流路３６３ａでは、一方側側縁部３６１から他方側側縁部３６２へと冷媒が流れる。言い換えれば、その熱交換流路３６３ａ内の冷媒流れ方向は、チューブ長手方向ＤＲｔｂに直交もしくは略直交する向き（交差する向き）になっている。要するに、熱交換流路３６３ａ内の冷媒流れ方向はチューブ幅方向ＤＲｗである。そして、熱交換部３６３は、その熱交換流路３６３ａを流れる冷媒と、カバー部材１２１に接触して配置された電子部品１４（図２参照）とを熱交換させる。

また、インナフィン１２２は、図５および図６に示すように、チューブ積層方向ＤＲｓｔから見て熱交換流路３６３ａが波形を成すように、その熱交換流路３６３ａをそれぞれ形成している。その熱交換流路３６３ａは、チューブ長手方向ＤＲｔｂへ並ぶようにして互いに並列に形成されている。

チューブ中間部２４の中継用積層部３４の内部は、図５に示すように、流路形成部材１２５に含まれる隔壁１２５ａによって仕切られている。その隔壁１２５ａは、中継用積層部３４の入口部２０側におけるチューブ幅方向ＤＲｗの一方の隅部から出口部２２側におけるチューブ幅方向ＤＲｗの他方の隅部へと図５の仮想線Ｌｓｐに沿って延びるように形成されている。すなわち、中継用積層部３４は、その隔壁１２５ａを挟んだ一方側に設けられた入口側中継部３４１と、他方側に設けられた出口側中継部３４２とから構成されている。そして、その入口側中継部３４１および出口側中継部３４２は、複数の熱交換流路３６３ａ（図６参照）が設けられた熱交換用積層部３６とは異なる層である中継用積層部３４に設けられている。

そのチューブ中間部２４の入口側中継部３４１は、入口部２０へ連通すると共に、チューブ積層方向ＤＲｓｔにおける両側それぞれの一方側側縁部３６１へも連通している。これにより、入口側中継部３４１は、入口部２０から流入した冷媒を一方側側縁部３６１へ流す。また、チューブ中間部２４の出口側中継部３４２は、出口部２２へ連通すると共に、チューブ積層方向ＤＲｓｔにおける両側それぞれの他方側側縁部３６２へも連通している。これにより、出口側中継部３４２は、他方側側縁部３６２から流入した冷媒を出口部２２へ流す。

詳細には、熱交換用積層部３６の他方側側縁部３６２は、カバー部材１２１に形成された複数の区切部１２１ａによって複数の室に区画されている。言い換えれば、他方側側縁部３６２には、チューブ長手方向ＤＲｔｂに並んだ複数の区画室３６２ａが区画形成されている。また、一方側側縁部３６１もこれと同様になっており、一方側側縁部３６１には、チューブ長手方向ＤＲｔｂに並んだ複数の区画室３６１ａが区画形成されている。具体的には、一方側側縁部３６１の区画室３６１ａおよび他方側側縁部３６２の区画室３６２ａは熱交換部３６３を挟んで互いに一対を成すように配置され、合計６対の区画室３６１ａ、３６２ａが設けられている。

そして、その対を成す区画室３６１ａ、３６２ａ同士はそれぞれ、熱交換部３６３が有する複数の熱交換流路３６３ａの全部のうち相互に異なる一部の熱交換流路３６３ａで各々構成された複数の熱交換流路群３６３ｂによって互いに接続されている。すなわち、熱交換部３６３は、一対を成す区画室３６１ａ、３６２ａ同士を互いに接続する複数の熱交換流路３６３ａから成る熱交換流路群３６３ｂとしての熱交換パス３６３ｂを複数有している。具体的に、熱交換部３６３は、区画室３６１ａ、３６２ａの対の数と同じ６本の熱交換パス３６３ｂで構成されている。そして、その熱交換パス３６３ｂは、区画室３６１ａ、３６２ａの並びと同様に、チューブ長手方向ＤＲｔｂへ並んで配置されている。

従って、一方側側縁部３６１が有する複数の区画室３６１ａはそれぞれ、熱交換部３６３を構成する複数の熱交換パス３６３ｂのうちの相互に異なる熱交換パス３６３ｂへ冷媒を流す。例えば、６つの区画室３６１ａのうちの第１の区画室３６１ａは６本の熱交換パス３６３ｂのうちの第１の熱交換パス３６３ｂへ冷媒を流し、第１の区画室３６１ａと異なる第２の区画室３６１ａは第１の熱交換パス３６３ｂと異なる第２の熱交換パス３６３ｂへ冷媒を流すということである。

これと同様に、他方側側縁部３６２が有する複数の区画室３６２ａにはそれぞれ、熱交換部３６３を構成する複数の熱交換パス３６３ｂのうちの相互に異なる熱交換パス３６３ｂから冷媒が流入する。例えば、６つの区画室３６２ａのうちの第１の区画室３６２ａには６本の熱交換パス３６３ｂのうちの第１の熱交換パス３６３ｂから冷媒が流入し、第１の区画室３６２ａと異なる第２の区画室３６２ａには第１の熱交換パス３６３ｂと異なる第２の熱交換パス３６３ｂから冷媒が流入するということである。

また、各チューブ部材１２３、１２４の中間構成部１２３ｃ、１２４ｃのうち他方側側縁部３６２と出口側中継部３４２とを隔てる部位には、他方側側縁部３６２の区画室３６２ａをそれぞれ出口側中継部３４２へ連通させる連通路としての出口側連通孔１２３ｅ、１２４ｅが複数形成されている。具体的には、出口側連通孔１２３ｅ、１２４ｅは各々６個すなわち合計１２個形成されている。これにより、他方側側縁部３６２の複数の区画室３６２ａは、出口側連通孔１２３ｅ、１２４ｅを介して中継用積層部３４（図４参照）の出口側中継部３４２へ各々連通している。

一方側側縁部３６１と入口側中継部３４１との間の関係もこれと同様になっている。すなわち、各チューブ部材１２３、１２４の中間構成部１２３ｃ、１２４ｃのうち一方側側縁部３６１と入口側中継部３４１とを隔てる部位には、一方側側縁部３６１の区画室３６１ａをそれぞれ入口側中継部３４１へ連通させる連通路としての入口側連通孔１２３ｄ、１２４ｄが複数形成されている。具体的には、入口側連通孔１２３ｄ、１２４ｄは各々６個すなわち合計１２個形成されている。これにより、一方側側縁部３６１の複数の区画室３６１ａは、入口側連通孔１２３ｄ、１２４ｄを介して中継用積層部３４（図４参照）の入口側中継部３４１へ各々連通している。

また、波形に成形された流路形成部材１２５によって、複数本の入口側中継流路３４１ａが入口側中継部３４１に形成されると共に、複数本の出口側中継流路３４２ａが出口側中継部３４２に形成されている。具体的には６本の入口側中継流路３４１ａと６本の出口側中継流路３４２ａとが形成されている。これらの中継流路３４１ａ、３４２ａは互いに並列に配置されている。

複数本の入口側中継流路３４１ａは全て入口側中継流路３４１ａの一端において入口部２０（図３参照）へ連通している。具体的には入口部２０の入口空間２０ａへ連通している。そして、入口側中継流路３４１ａは各々、入口側中継流路３４１ａの他端において、一方側側縁部３６１の６つの区画室３６１ａのうちの相互に異なる区画室３６１ａへ入口側連通孔１２３ｄ、１２４ｄを介して連通している。そのため、入口側中継部３４１は、入口部２０の冷媒を入口側連通孔１２３ｄ、１２４ｄと区画室３６１ａとを介して複数の熱交換パス３６３ｂの各々へ分配する分配部として機能する。

また、複数本の出口側中継流路３４２ａは全て出口側中継流路３４２ａの一端において出口部２２（図３参照）へ連通している。具体的には出口部２２の出口空間２２ａへ連通している。そして、出口側中継流路３４２ａは各々、出口側中継流路３４２ａの他端において、他方側側縁部３６２の６つの区画室３６２ａのうちの相互に異なる区画室３６２ａへ出口側連通孔１２３ｅ、１２４ｅを介して連通している。そのため、出口側中継部３４２は、複数の熱交換パス３６３ｂのそれぞれから流出する冷媒を区画室３６２ａと出口側連通孔１２３ｅ、１２４ｅとを介して出口部２２へ集合させる集合部として機能する。

このように形成された熱交換チューブ１２内では、図５の斜視図に冷媒流れを示す矢印を記載した図７の各矢印に示すように冷媒が流れる。すなわち、図７に示す矢印Ｆ１のように冷媒が入口部２０（図３参照）の入口空間２０ａへ流入すると、その冷媒は先ず、中継用積層部３４の入口側中継部３４１へ流れ、２つの熱交換用積層部３６の一方側側縁部３６１（図５参照）へそれぞれ流入する。そして、２つの熱交換用積層部３６のそれぞれにおいて、冷媒は一方側側縁部３６１から複数の熱交換流路３６３ａを通って他方側側縁部３６２（図５参照）へと流れる。他方側側縁部３６２へ流入した冷媒は、その他方側側縁部３６２から中継用積層部３４の出口側中継部３４２へ流入し、出口側中継部３４２から出口部２２（図３参照）の出口空間２２ａへ流入する。その出口空間２２ａの冷媒は出口空間２２ａから熱交換チューブ１２の外部へ矢印Ｆ２のように流出する。

上述したように、本実施形態によれば、熱交換用積層部３６は、チューブ幅方向ＤＲｗにおける一方側の側縁部分としての一方側側縁部３６１と、他方側の側縁部分としての他方側側縁部３６２と、その一方側側縁部３６１から他方側側縁部３６２へと冷媒が流れる複数の熱交換流路３６３ａが形成され且つ冷媒と電子部品１４とを熱交換させる熱交換部３６３とを有している。それと共に、中継用積層部３４は、入口部２０から流入した冷媒を一方側側縁部３６１へ流す入口側中継部３４１と、他方側側縁部３６２から流入した冷媒を出口部２２へ流す出口側中継部３４２とを有している。そのため、入口部２０の冷媒は、チューブ長手方向ＤＲｔｂに沿って分散されてから複数の熱交換流路３６３ａへ流入して電子部品１４と熱交換させられる。従って、上記特許文献１の積層型冷却器のような熱交換器、すなわち単に入口部２０から出口部２２へチューブ長手方向ＤＲｔｂに沿って冷媒を流す熱交換器を想定した場合に、その想定した熱交換器と比較して、チューブ長手方向ＤＲｔｂに沿った温度分布において、チューブ中間部２４の熱交換部３６３内を流れる冷媒の温度ばらつきを低減することが可能である。要するに、熱交換部３６３の温度分布の均一化を図ることが可能である。

また、図３に示すように、チューブ長手方向ＤＲｔｂにおけるチューブ中間部２４の長さである熱交換チューブ有効長をＬとし、チューブ幅方向ＤＲｗにおけるチューブ中間部２４の幅である熱交換チューブ有効幅をＷとすれば、本実施形態の熱交換器１０は、一般的な積層型熱交換器と同様に「Ｌ＞Ｗ」の関係になっている。本実施形態の熱交換器１０では、特許文献１の積層型冷却器のように冷媒を流す熱交換器と比較して、複数の熱交換流路３６３ａの冷媒流れに直交する流路断面の面積を合計した総流路断面積を拡大すると共に、熱交換流路３６３ａを流れる冷媒の流速を低減し、かつ、熱交換流路３６３ａの各々の流路長さを縮小することができ、入口部２０から出口部２２までの冷媒の流路抵抗の低減を図ることができる。

なぜなら、本実施形態の冷媒流れでは、熱交換流路３６３ａの総流路断面積は「Ｌ／Ｗ」の比が大きいほど略比例して大きくなり、熱交換流路３６３ａを流れる冷媒の流速は「Ｗ／Ｌ」の比が小さいほど略比例して小さくなり、熱交換流路３６３ａの流路長さは「Ｗ／Ｌ」の比が小さいほど略比例して小さくなるからである。また、入口部２０から出口部２２までの冷媒の流路抵抗は、その殆どが熱交換流路３６３ａにて生じ、「Ｗ／Ｌ」の比が小さいほどその「Ｗ／Ｌ」の３乗に略比例して小さくなるからである。

また、本実施形態によれば、熱交換チューブ１２の入口部２０に入った冷媒を複数の熱交換流路３６３ａへ並行して流すことにより、チューブ長手方向ＤＲｔｂに並ぶ複数の電子部品１４を冷却もしくは加熱する冷媒の温度を均一化することができる。

また、本実施形態によれば、２つの熱交換用積層部３６のうちの一方の熱交換用積層部３６は、チューブ積層方向ＤＲｓｔにおいて中継用積層部３４に対する一方側に設けられ、他方の熱交換用積層部３６は、チューブ積層方向ＤＲｓｔにおいて中継用積層部３４に対する他方側に設けられている。従って、チューブ中間部２４の両側に電子部品１４を配置して両側それぞれの電子部品１４を調温すなわち冷却することができる。そして、入口部２０の冷媒を２つの熱交換用積層部３６へ満遍なく流すことが可能である。

また、本実施形態によれば、熱交換チューブ１２は積層されて複数設けられている。すなわち、複数のチューブ中間部２４はチューブ積層方向ＤＲｓｔに積層配置され、その複数のチューブ中間部２４の相互間に配置された電子部品１４を挟持する。従って、電子部品１４をその両面から冷却することが可能である。

また、本実施形態によれば、熱交換用積層部３６の一方側側縁部３６１に区画形成された複数の区画室３６１ａは各々、中継用積層部３４の入口側中継部３４１からの冷媒を、熱交換部３６３を構成する複数の熱交換パス３６３ｂのうちの相互に異なる熱交換パス３６３ｂへ流す。従って、例えば一方側側縁部３６１が複数に区分されずに単一の室を形成する場合と比較して、複数本の熱交換流路３６３ａへ流入する冷媒の流量ばらつきを抑えることが可能である。

（他の実施形態）
（１）上述の実施形態において、熱交換チューブ１２は複数積層されているが、熱交換チューブ１２が積層されずに熱交換器１０は熱交換チューブ１２を１本だけ備えている構成であっても差し支えない。

（２）上述の実施形態において、中継用積層部３４の両面それぞれに熱交換用積層部３６が積層されているが、中継用積層部３４の一方面および他方面のうち一方面にだけ熱交換用積層部３６が積層され、チューブ中間部２４は３層構造ではなく２層構造であっても差し支えない。

（３）上述の実施形態において、電子部品１４は、熱交換器１０の熱交換チューブ１２に挟持され、それにより熱交換チューブ１２内の冷媒が電子部品１４と熱交換可能になっているが、その電子部品１４は、熱交換チューブ１２に直接接触させた状態で配設されてもよいし、必要に応じて、電子部品１４と熱交換チューブ１２との間に、セラミック等の絶縁板を介在させてもよいし、熱伝導性グリス等を介在させてもよい。

（４）上述の実施形態において、熱交換部３６３にはインナフィン１２２が設けられているが、熱交換用積層部３６において冷媒が一方側側縁部３６１から他方側側縁部３６２へと流れるのであれば、熱交換部３６３をインナフィン１２２の無い構成としてもよい。

（５）上述の実施形態において、熱交換流路３６３ａはチューブ積層方向ＤＲｓｔから見て波形を成すように形成されているが、波形ではなく例えば直線的に形成されていても差し支えない。

（６）上述の実施形態において、熱交換部３６３の熱交換パス３６３ｂは複数の熱交換流路３６３ａから構成された熱交換流路群であるが、１本の熱交換流路３６３ａで構成されていても差し支えない。

（７）上述の実施形態において、中継用積層部３４を構成する入口側中継部３４１および出口側中継部３４２は隔壁１２５ａによって仕切られているが、中継用積層部３４の中で入口側中継部３４１と出口側中継部３４２とが完全に隔絶されている必要はなく、両中継部３４１、３４２間に多少の連通があってもよい。

（８）上述の実施形態において、一方側側縁部３６１には複数の区画室３６１ａが区画形成されているが、その複数の区画室３６１ａの相互間は完全に遮断されている必要はなく、その複数の区画室３６１ａの相互間に多少の連通があってもよい。このことは他方側側縁部３６２の区画室３６２ａに関しても同様である。

（９）上述の実施形態において、複数の熱交換流路３６３ａは互いに並列に形成されているが、熱交換流路３６３ａの相互間が完全に遮断されている必要はなく、一方側側縁部３６１から他方側側縁部３６２へと冷媒が流れるのであれば、熱交換流路３６３ａの相互間に連通があっても差し支えない。

（１０）上述の実施形態において、熱交換器１０は、被熱交換物体としての電子部品１４を冷却する装置であるが、被熱交換物体は電子部品１４である必要はなく、例えば、熱交換器１０は、被熱交換物体を暖める機能を備えた加熱装置であっても差し支えない。

（１１）上述の実施形態において、熱交換器１０の冷媒と熱交換させられる被熱交換物体は電子部品１４すなわち固体であるが、その被熱交換物体は気体または液体であっても差し支えない。

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。

２０ 入口部
２２ 出口部
３４ 中継用積層部
３６ 熱交換用積層部
３４１ 入口側中継部
３４２ 出口側中継部
３６１ 一方側側縁部
３６２ 他方側側縁部
３６３ 熱交換部
３６３ａ 熱交換流路

Claims (5)

1. 被熱交換物体（１４）と熱交換媒体とを熱交換させる熱交換器であって、
   前記熱交換媒体が流入する入口部（２０）と、
   前記熱交換媒体が流出する出口部（２２）と、
   前記入口部と前記出口部との間をつなぐように設けられ、前記入口部と前記出口部とを結ぶ出入口方向（ＤＲｔｂ）に交差する積層方向（ＤＲｓｔ）へ互いに積層された熱交換用積層部（３６）および中継用積層部（３４）を有する中間部（２４）とを備え、
   前記熱交換用積層部は、前記出入口方向と前記積層方向との各々に対して交差するチューブ幅方向（ＤＲｗ）における一方側の側縁部分としての一方側側縁部（３６１）と、他方側の側縁部分としての他方側側縁部（３６２）と、前記一方側側縁部から前記他方側側縁部へと前記熱交換媒体が流れる複数の熱交換流路（３６３ａ）が形成され該熱交換媒体と前記被熱交換物体とを熱交換させる熱交換部（３６３）とを有し、
   前記中継用積層部は、前記入口部および前記一方側側縁部へ連通し該入口部から流入した前記熱交換媒体を前記一方側側縁部へ流す入口側中継部（３４１）と、前記出口部および前記他方側側縁部へ連通し該他方側側縁部から流入した前記熱交換媒体を前記出口部へ流す出口側中継部（３４２）とを有しており、
   前記中間部は前記熱交換用積層部を２つ有し、該２つの熱交換用積層部のうちの一方の熱交換用積層部は、前記積層方向において前記中継用積層部に対する一方側に設けられ、他方の熱交換用積層部は、前記積層方向において前記中継用積層部に対する他方側に設けられていることを特徴とする熱交換器。
2. 前記複数の熱交換流路は互いに並列に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記中間部は複数設けられ、
   該複数の中間部は前記積層方向に積層配置され、該複数の中間部の相互間に配置された前記被熱交換物体を挟持することを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
4. 前記熱交換用積層部の一方側側縁部には、前記出入口方向に並んだ複数の区画室（３６１ａ）が区画形成されており、
   前記熱交換部は、前記出入口方向へ並んで配置され且つ前記複数の熱交換流路のうち相互に異なる一部の熱交換流路で各々構成された複数の熱交換パス（３６３ｂ）を有し、
   前記複数の区画室は各々、前記中継用積層部の入口側中継部へ連通すると共に、前記複数の熱交換パスのうちの相互に異なる熱交換パスへ前記熱交換媒体を流すことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
5. 被熱交換物体（１４）と熱交換媒体とを熱交換させる熱交換器であって、
   前記熱交換媒体が流入する入口部（２０）と、
   前記熱交換媒体が流出する出口部（２２）と、
   前記入口部と前記出口部との間をつなぐように設けられ、前記入口部と前記出口部とを結ぶ出入口方向（ＤＲｔｂ）に交差する積層方向（ＤＲｓｔ）へ互いに積層された熱交換用積層部（３６）および中継用積層部（３４）を有する中間部（２４）とを備え、
   前記熱交換用積層部は、前記出入口方向と前記積層方向との各々に対して交差するチューブ幅方向（ＤＲｗ）における一方側の側縁部分としての一方側側縁部（３６１）と、他方側の側縁部分としての他方側側縁部（３６２）と、前記一方側側縁部から前記他方側側縁部へと前記熱交換媒体が流れる複数の熱交換流路（３６３ａ）が形成され該熱交換媒体と前記被熱交換物体とを熱交換させる熱交換部（３６３）とを有し、
   前記中継用積層部は、前記入口部および前記一方側側縁部へ連通し該入口部から流入した前記熱交換媒体を前記一方側側縁部へ流す入口側中継部（３４１）と、前記出口部および前記他方側側縁部へ連通し該他方側側縁部から流入した前記熱交換媒体を前記出口部へ流す出口側中継部（３４２）とを有しており、
   前記熱交換用積層部の一方側側縁部には、前記出入口方向に並んだ複数の区画室（３６１ａ）が区画形成されており、
   前記熱交換部は、前記出入口方向へ並んで配置され且つ前記複数の熱交換流路のうち相互に異なる一部の熱交換流路で各々構成された複数の熱交換パス（３６３ｂ）を有し、
   前記複数の区画室は各々、前記中継用積層部の入口側中継部へ連通すると共に、前記複数の熱交換パスのうちの相互に異なる熱交換パスへ前記熱交換媒体を流すことを特徴とする熱交換器。

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