WO2019031121A1

WO2019031121A1 - 熱交換器

Info

Publication number: WO2019031121A1
Application number: PCT/JP2018/025517
Authority: WO
Inventors: 太一浅野
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2017-08-10
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2019-02-14
Also published as: JP6756314B2; JP2019035528A

Abstract

隣接冷却流路（２３１）は、ダクトプレート（１０）の内壁と、そのダクトプレート（１０）に隣接するクーリングプレート（２０）との間に形成される。または、隣接冷却流路（２３１）は、ダクトプレート（１０）の内壁に接する所定のクーリングプレート（２０）と、その所定のクーリングプレート（２０）に隣接する別のクーリングプレート（２０）との間に形成される。中間冷却流路（２３２）は、ダクトプレート（１０）から離れた位置で複数のクーリングプレート（２０）の外縁同士が接合されて形成される。インナーフィン（２４）は、中間冷却流路（２３２）に設けられる。流路構造体（４０、４２、４３）は、隣接冷却流路（２３１）に設けられ、インナーフィン（２４）が設けられた中間冷却流路（２３２）を流れる冷却媒体の圧力損失より、隣接冷却流路（２３１）を流れる冷却媒体の圧力損失が小さくなるように構成される。

Description

熱交換器

関連出願への相互参照

　本出願は、２０１７年８月１０日に出願された日本特許出願番号２０１７－１５５８７２号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。

　本開示は、積層型の熱交換器に関するものである。

　従来、略角筒状に構成されたダクトプレートの内側に複数のクーリングプレートが所定の間隔で積層された積層型の熱交換器が知られている。この種の熱交換器として、特許文献１には、内燃機関に供給される被冷却媒体としての過給空気を、冷却媒体としての冷却水により冷却する、水冷式のインタークーラが記載されている。このインタークーラは、ダクトプレートの内側に形成されるダクト流路に過給空気が流れ、複数のクーリングプレートの外縁同士が接合されて形成される冷却流路に冷却水が流れるように構成されている。

特許第５８５６０６８号公報

　発明者は、上記のようなインタークーラに関し、次の課題を見出した。すなわち、水冷式のインタークーラでは、冷却水が止まっている状態で、ダクト流路に高温の過給空気が一定の流量で流れると、ダクトプレートとクーリングプレートが高温に暖まる。この状態で、冷却流路に冷却水が流れると、クーリングプレートは一気に冷えるが、ダクトプレートはクーリングプレートより板厚が厚い分、熱容量が大きいので、冷えるまでに時間がかかる。そのため、ダクトプレートとクーリングプレートの温度差が増大すると、各構成部材に熱歪が生じる。この熱歪が大きくなると、各構成部材のうち剛性の小さい部位に亀裂が生じたり、各構成部材のろう付け箇所が破損したりするおそれがある。

　本開示は、熱歪を抑制可能な液冷式の熱交換器を提供することを目的とする。

　本開示の１つの観点によれば、
　被冷却媒体と冷却媒体との熱交換を行う熱交換器であって、
　筒状に形成されるダクトプレートと、
　ダクトプレートの内側に所定の間隔で積層される複数のクーリングプレートと、
　ダクトプレートの内側に形成され、被冷却媒体が流れるダクト流路と、
　ダクトプレートの内壁とそのダクトプレートに隣接するクーリングプレートとの間、または、ダクトプレートの内壁に接するクーリングプレートとそのクーリングプレートに隣接するクーリングプレートとの間に形成され、ダクトプレートに隣接して冷却媒体が流れる隣接冷却流路と、
　ダクトプレートから離れた位置で複数のクーリングプレートの外縁同士が接合されて形成され、冷却媒体が流れる中間冷却流路と、
　ダクト流路に設けられるアウターフィンと、
　中間冷却流路に設けられるインナーフィンと、
　隣接冷却流路に設けられ、インナーフィンが設けられた中間冷却流路を流れる冷却媒体の圧力損失より、隣接冷却流路を流れる冷却媒体の圧力損失が小さくなるように構成される流路構造体と、を備える。

　これによれば、隣接冷却流路を流れる冷却媒体の流量が、中間冷却流路を流れる冷却媒体の流量より大きくなり、隣接冷却流路を流れる冷却媒体によりダクトプレートが素早く冷却される。そのため、ダクトプレートと複数のクーリングプレートとの温度差の増大が防がれる。したがって、この熱交換器は、隣接冷却流路と中間冷却流路に冷却媒体が流れたときに各構成部材に生じる熱歪を抑制することが可能である。

　ところで、隣接冷却流路を流れる冷却媒体の圧力損失を小さくするため、隣接冷却流路内に何も設けないことが考えられる。しかし、そのようにすれば、隣接冷却流路を流れる冷却媒体の圧力や、ダクト流路を流れる被冷却媒体の圧力などに対し、隣接冷却流路を形成する部材の強度不足が懸念される。

　そこで、上述した本開示の１つの観点では、隣接冷却流路に流路構造体を設けることで、隣接冷却流路を形成する部材の剛性を高くしている。これにより、隣接冷却流路を流れる冷却媒体の圧力や、ダクト流路を流れる被冷却媒体の圧力などに対し、隣接冷却流路を形成する部材の強度を保つことが可能となる。したがって、この熱交換器は、各構成部材の亀裂やろう付け箇所の破損などを防ぐことができる。なお、流路構造体とは、隣接冷却流路に設けられる構造体である。

　なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係るインタークーラの斜視図である。第１実施形態に係るインタークーラの分解図である。第１実施形態に係るインタークーラの部分的な断面図である。第１実施形態に係るインタークーラのインナープレートを示す平面図である。図３のＶ－Ｖ線の断面図である。第２実施形態に係るインタークーラの斜視図である。第２実施形態に係るインタークーラの部分的な断面図である。第３実施形態に係るインタークーラの部分的な断面図である。図８のＩＸ－ＩＸ線の断面図である。図８のＸ－Ｘ線の断面図である。第４実施形態に係るインタークーラの部分的な断面図である。第５実施形態に係るインタークーラの部分的な断面図である。第６実施形態に係るインタークーラの分解図である。第７実施形態に係るインタークーラの部分的な断面図である。第８実施形態に係るインタークーラの部分的な断面図である。

　以下、本開示の実施形態について図面を参照しつつ説明する。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、同一符号を付し、その説明を省略する。

　（第１実施形態）
　第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。第１実施形態の熱交換器は、例えば、車両に塔載される水冷式のインタークーラ１である。インタークーラ１は、図示していない内燃機関の吸気系統に設置され、過給機によって圧縮されて内燃機関に供給される被冷却媒体としての過給空気と、冷却媒体としての冷却水との熱交換を行うものである。インタークーラ１は、過給空気を目的とする温度に調整し、内燃機関の吸気の充填効率を向上させるものである。

　図１～図３に示すように、インタークーラ１は、略角筒状に構成されたダクトプレート１０の内側に複数のクーリングプレート２０などが所定の間隔で積層されたいわゆるドロンカップ型の熱交換器である。インタークーラ１の構成部品は、例えば、アルミニウムの表面にろう材を圧延接合したクラッド材で形成されている。その構成部品は、クラッド材の表面にフラックスを塗布した状態で加熱されることで、構成部品同士がろう付けにより接合される。

　ダクトプレート１０は、第１ダクトプレート１１と第２ダクトプレート１２によって構成されている。第１ダクトプレート１１は、主に矩形状の天板１１１と、その天板１１１の両側から略垂直に延びる２枚の側板１１２を有している。第２ダクトプレート１２は、主に矩形状の底板１２１と、その底板１２１の両側から略垂直に延びる２枚の側板１２２を有している。第１ダクトプレート１１と第２ダクトプレート１２は、第１ダクトプレート１１の側板１１２の内側に、第２ダクトプレート１２の側板１２２の一部が重なった状態で接合されている。これにより、ダクトプレート１０は略角筒状に構成され、その内側に過給空気が流れるダクト流路１３が形成される。なお、ダクトプレート１０は略角筒状に限らず、ダクト流路１３を形成可能に筒状に構成されていればよい。

　略角筒状に構成されたダクトプレート１０の一方の開口部と他方の開口部にはそれぞれ、かしめプレート１４が設けられている。かしめプレート１４には、図示していない吸気タンクが固定される。なお、吸気タンクは、ダクトプレート１０の一方の開口部に設けられた一方のかしめプレート１４と、他方の開口部に設けられた他方のかしめプレート１４にそれぞれ設けられる。

　インタークーラ１が車両に搭載される際、それらの吸気タンクは、図示していない過給機と内燃機関とを連通する図示していない吸気管の途中に接続される。したがって、過給機によって圧縮された過給空気は吸気管を通り、一方の吸気タンクからダクトプレート１０の内側に形成されたダクト流路１３を流れ、他方の吸気タンクから吸気管を通って内燃機関に供給される。

　ダクトプレート１０の内側には、複数のクーリングプレート２０および複数のアウターフィン１５などが積層されている。以下の説明では、複数のクーリングプレート２０が積層される方向を積層方向という。

　図４に示すように、複数のクーリングプレート２０は、所定の形状にプレス加工されている。互いに対向して配置される２枚のクーリングプレート２０の外縁２１同士および中央部２２同士などが接合されることで、その２枚のクーリングプレート２０の間に冷却水が流れる冷却流路２３が形成される。図４では、冷却流路２３に冷却水が流れる方向を、矢印ＷＦで示している。なお、２枚のクーリングプレート２０で冷却流路２３を形成することに代えて、幅を広く形成した１枚のクーリングプレートを中間で折り曲げ、その外縁などを接合して冷却流路２３を形成してもよい。

　図３に示すように、ダクトプレート１０内には、積層方向に複数の冷却流路２３が形成される。第１実施形態では、複数の冷却流路２３のうち、第１ダクトプレート１１の天板１１１または第２ダクトプレート１２の底板１２１に隣接して冷却水が流れる冷却流路２３を、隣接冷却流路２３１と称することとする。また、複数の冷却流路２３のうち、第１ダクトプレート１１の天板１１１および第２ダクトプレート１２の底板１２１から離れた位置で冷却水が流れる冷却流路２３を、中間冷却流路２３２と称することとする。

　図３および図５に示すように、中間冷却流路２３２の内側には、インナーフィン２４が設けられている。インナーフィン２４は、伝熱面積を増加させ、冷却水と過給空気との熱交換を促進する機能を有している。また、インナーフィン２４は、中間冷却流路２３２を形成するクーリングプレート２０の内壁にろう付けにより接合されている。これにより、インナーフィン２４は、中間冷却流路２３２を流れる冷却水の水圧や、ダクト流路１３を流れる過給空気の圧力によってクーリングプレート２０が変形することを抑制する機能も有している。なお、インナーフィン２４は、例えばコルゲートフィン、ルーバーフィン、ウェーブフィンまたはオフセットフィンなど、種々の形状のものを採用することが可能である。

　積層方向の一方に配置される隣接冷却流路２３１は、第１ダクトプレート１１の天板１１１の内壁に接する所定のクーリングプレート２０と、その所定のクーリングプレート２０の積層方向に隣接する別のクーリングプレート２０との間に形成されている。また、積層方向の他方に配置される隣接冷却流路２３１は、第２ダクトプレート１２の底板１２１の内壁に接する所定のクーリングプレート２０と、その所定のクーリングプレート２０の積層方向に隣接する別のクーリングプレート２０との間に形成されている。

　図２および図３に示すように、隣接冷却流路２３１の内壁には、流路構造体としてのディンプル構造４０が設けられている。詳細には、ディンプル構造４０は、第１ダクトプレート１１の天板１１１の内壁に接するクーリングプレート２０に設けられている。また、ディンプル構造４０は、第２ダクトプレート１２の底板１２１の内壁に接するクーリングプレート２０にも設けられている。ディンプル構造４０は、クーリングプレート２０から隣接冷却流路２３１の内側に突出する複数の突起４１により構成されている。ディンプル構造４０を構成する複数の突起４１は、互いに所定の間隔をあけて設けられている。そのため、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水は、ディンプル構造４０を構成する突起４１と突起４１との間を流れる。なお、ディンプル構造４０を構成する突起４１は、例えば半球状、長円状、波状など、種々の形状のものを採用することが可能である。

　ディンプル構造４０は、熱伝達率を向上させ、冷却水と過給空気との熱交換を促進する機能を有すると共に、冷却水とダクトプレート１０との熱交換を促進する機能を有している。ここで、ディンプル構造４０は、インナーフィン２４が設けられた中間冷却流路２３２を流れる冷却媒体の圧力損失より、隣接冷却流路２３１を流れる冷却媒体の圧力損失が小さくなるように構成されている。そのため、隣接冷却流路２３１と中間冷却流路２３２に冷却水が流れるとき、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水の流量は、中間冷却流路２３２を流れる冷却水の流量より大きくなる。したがって、隣接冷却流路２３１に隣接するダクトプレート１０は、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水によって素早く冷却されることとなる。

　また、ディンプル構造４０は、隣接冷却流路２３１を構成する２枚のクーリングプレート２０のうち、積層方向の一方のクーリングプレート２０から突出し、積層方向の他方のクーリングプレート２０の内壁にろう付けにより接合されている。すなわち、ディンプル構造４０は、隣接冷却流路２３１の積層方向の一方のクーリングプレート２０と、積層方向の他方のクーリングプレート２０とを接続している。これにより、ディンプル構造４０は、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水の水圧や、ダクト流路１３を流れる過給空気の圧力などによってクーリングプレート２０が変形することを抑制する機能も有している。

　複数のクーリングプレート２０は、板厚方向に通じる２つの穴２５、２６を有している。図３に示すように、クーリングプレート２０の穴２５、２６の周囲にはフランジ部２７が設けられている。ダクト流路１３において、クーリングプレート２０とクーリングプレート２０との間には、板状のスペーサプレート２８が設けられている。スペーサプレート２８は、板厚方向に通じる穴を有している。そのスペーサプレート２８の穴の内側にクーリングプレート２０のフランジ部２７が嵌め入れられている。これにより、ダクトプレート１０内で積層方向に複数形成される冷却流路２３同士を連通する２つの連通路２９が形成される。なお、図３では、２つの連通路２９のうち、一方の連通路２９のみが示されている。

　図１～図３に示すように、第１ダクトプレート１１には、クーリングプレート２０に形成された冷却流路２３に冷却水を供給するための入口パイプ３０と、冷却流路２３から冷却水を流出させるための出口パイプ３１とが設けられている。入口パイプ３０と出口パイプ３１はそれぞれ、第１ダクトプレート１１に設けられたパイプ取付穴１６にろう付けにより固定される。入口パイプ３０から供給された冷却水は、一方の連通路２９を通り、隣接冷却流路２３１および中間冷却流路２３２を流れた後、他方の連通路２９を通り、出口パイプ３１から流出する。

　図３に示すように、ダクト流路１３には、アウターフィン１５が設けられている。詳細には、アウターフィン１５は、積層方向の一方の冷却流路２３を形成するクーリングプレート２０と、積層方向の他方の冷却流路２３を形成するクーリングプレート２０との間に設けられている。アウターフィン１５は、伝熱面積を増加させ、過給空気と冷却水との熱交換を促進する機能を有している。また、アウターフィン１５は、積層方向の一方のクーリングプレート２０と他方のクーリングプレート２０にろう付けにより接合されている。これにより、アウターフィン１５は、ダクト流路１３を流れる過給空気の圧力や、冷却流路２３を流れる冷却水の水圧によってクーリングプレート２０が変形することを抑制する機能も有している。なお、アウターフィン１５は、例えばコルゲートフィン、ルーバーフィン、ウェーブフィンまたはオフセットフィンなど、種々の形状のものを採用することが可能である。

　上述した構成により、インタークーラ１は、ダクトプレート１０の内側のダクト流路１３を流れる過給空気と、複数のクーリングプレート２０の内側の冷却流路２３を流れる冷却水との熱交換を行い、過給空気を目的とする温度に調整することが可能である。

　ところで、上述した水冷式のインタークーラ１では、冷却水が止まっている状態で、ダクト流路１３に高温の過給空気が一定の流量で流れると、ダクトプレート１０とクーリングプレート２０が高温に暖まる。この状態で、冷却流路２３に冷却水が流れると、クーリングプレート２０が一気に冷えるが、ダクトプレート１０はクーリングプレート２０より板厚が厚い分、熱容量が大きいので、冷えるまでに時間がかかる。そのため、ダクトプレート１０とクーリングプレート２０の温度差が増大すると、各構成部材に熱歪が生じる。この熱歪が大きくなると、各構成部材のうち剛性の小さい部位に亀裂が生じたり、各構成部材のろう付け箇所が破損したりするおそれがある。

　この課題に対し、第１実施形態では、隣接冷却流路２３１の内壁に、ディンプル構造４０を設けている。このディンプル構造４０は、中間冷却流路２３２を流れる冷却水の圧力損失より、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水の圧力損失が小さくなるように構成されている。これにより、第１実施形態のインタークーラ１は、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水の流量が、中間冷却流路２３２を流れる冷却水の流量より大きくなり、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水によりダクトプレート１０が素早く冷却される。そのため、ダクトプレート１０と複数のクーリングプレート２０との温度差の増大が防がれる。したがって、このインタークーラ１は、隣接冷却流路２３１と中間冷却流路２３２に冷却水が流れたときに各構成部材に生じる熱歪を抑制することが可能である。

　また、第１実施形態では、隣接冷却流路２３１にディンプル構造４０を設けることで、隣接冷却流路２３１を形成するクーリングプレート２０の剛性を高くしている。これにより、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水の圧力や、ダクト流路１３を流れる過給空気の圧力などに対し、隣接冷却流路２３１を形成するクーリングプレート２０の強度を保つことが可能である。したがって、この熱交換器は、クーリングプレート２０などの亀裂やろう付け箇所の破損などを防ぐことができる。

　また、第１実施形態では、隣接冷却流路２３１を形成するクーリングプレート２０にディンプル構造４０を設けることで、部品点数を増加することなく、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水の通水抵抗を低減することができる。さらに、隣接冷却流路２３１を形成する部材の剛性を高くすることができる。

　（第２実施形態）
　第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して隣接冷却流路２３１と流路構造体の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

　図６および図７に示すように、第２実施形態では、積層方向の一方に配置される隣接冷却流路２３１は、第１ダクトプレート１１の天板１１１の内壁と、その天板１１１の積層方向に隣接するクーリングプレート２０との間に形成されている。また、積層方向の他方に配置される隣接冷却流路２３１は、第２ダクトプレート１２の底板１２１の内壁と、その底板１２１の積層方向に隣接するクーリングプレート２０との間に形成されている。

　第２実施形態においても、隣接冷却流路２３１の内壁には、流路構造体としてのディンプル構造４０が設けられている。第２実施形態では、ディンプル構造４０は、第１ダクトプレート１１の天板１１１に設けられている。また、ディンプル構造４０は、第２ダクトプレート１２の底板１２１にも設けられている。詳細には、ディンプル構造４０は、第１ダクトプレート１１または第２ダクトプレート１２から隣接冷却流路２３１の内側に突出する複数の突起４１により構成されている。ディンプル構造４０を構成する複数の突起４１は、それぞれが所定の間隔をあけて設けられている。そのため、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水は、ディンプル構造４０を構成する突起４１と突起４１との間を流れる。なお、ディンプル構造４０を構成する突起４１は、例えば半球状、長円状、波状など、種々の形状のものを採用することが可能である。

　第２実施形態でも、ディンプル構造４０は、インナーフィン２４が設けられた中間冷却流路２３２を流れる冷却媒体の圧力損失より、隣接冷却流路２３１を流れる冷却媒体の圧力損失が小さくなるように構成されている。そのため、隣接冷却流路２３１と中間冷却流路２３２を冷却水が流れるとき、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水の流量は、中間冷却流路２３２を流れる冷却水の流量より大きくなる。したがって、隣接冷却流路２３１に隣接するダクトプレート１０は、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水によって素早く冷却されることとなる。

　また、ディンプル構造４０は、第１ダクトプレート１１または第２ダクトプレート１２から隣接冷却流路２３１の内側に突出し、隣接冷却流路２３１を形成するクーリングプレート２０の内壁にろう付けにより接合されている。すなわち、ディンプル構造４０は、第１ダクトプレート１１または第２ダクトプレート１２と、隣接冷却流路２３１を形成するクーリングプレート２０とを接続している。これにより、ディンプル構造４０は、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水の水圧や、ダクト流路１３を流れる過給空気の圧力などによってクーリングプレート２０およびダクトプレート１０が変形することを抑制する機能も有している。したがって、第２実施形態のインタークーラ１も、上述した第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

　（第３実施形態）
　第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第１実施形態に対して流路構造体の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

　図８～図１０に示すように、第３実施形態では、隣接冷却流路２３１に設けられる流路構造体として、第１実施形態で説明したディンプル構造４０に代えて、粗ピッチインナーフィン４２が用いられている。粗ピッチインナーフィン４２も、ディンプル構造４０と同様に、伝熱面積を増加させ、冷却水と過給空気との熱交換を促進する機能を有すると共に、冷却水とダクトプレート１０との熱交換を促進する機能を有している。

　図９は、隣接冷却流路２３１に設けられた粗ピッチインナーフィン４２の断面図である。一方、図１０は、中間冷却流路２３２に設けられたインナーフィン２４の断面図である。図９および図１０に示すように、粗ピッチインナーフィン４２のフィンピッチＦＰ１は、インナーフィン２４のフィンピッチＦＰ２よりも大きい。すなわち、粗ピッチインナーフィン４２は、インナーフィン２４よりもフィンピッチが粗く形成されている。これにより、粗ピッチインナーフィン４２は、インナーフィン２４が設けられた中間冷却流路２３２を流れる冷却媒体の圧力損失より、隣接冷却流路２３１を流れる冷却媒体の圧力損失が小さくなる。そのため、隣接冷却流路２３１と中間冷却流路２３２を冷却水が流れるとき、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水の流量は、中間冷却流路２３２を流れる冷却水の流量より大きくなる。したがって、隣接冷却流路２３１に隣接するダクトプレート１０は、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水によって素早く冷却されることとなる。

　また、粗ピッチインナーフィン４２も、隣接冷却流路２３１を形成する２枚のクーリングプレート２０の内壁にろう付けにより接合されている。これにより、粗ピッチインナーフィン４２は、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水の水圧や、ダクト流路１３を流れる過給空気の圧力によってクーリングプレート２０が変形することを抑制する機能も有している。なお、粗ピッチインナーフィン４２も、例えばコルゲートフィン、ルーバーフィン、ウェーブフィンまたはオフセットフィンなど、種々の形状のものを採用することが可能である。

　第３実施形態では、流路構造体を、インナーフィン２４よりもフィンピッチが粗く形成された粗ピッチインナーフィン４２で構成する。これにより、隣接冷却流路２３１を流れる冷却媒体の圧力損失を、中間冷却流路２３２を流れる冷却媒体の圧力損失よりも小さくすることが可能である。また、粗ピッチインナーフィン４２を隣接冷却流路２３１の内壁にろう付けすることで、隣接冷却流路２３１を形成するクーリングプレート２０の剛性を高くすることができる。したがって、第３実施形態のインタークーラ１も、上述した第１および第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

　（第４実施形態）
　第４実施形態について説明する。第４実施形態は、第３実施形態に対して隣接冷却流路２３１の構成を変更したものであり、その他については第３実施形態と同様であるため、第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

　図１１に示すように、第４実施形態では、積層方向の一方に配置される隣接冷却流路２３１は、第１ダクトプレート１１の天板１１１の内壁と、その第１ダクトプレート１１の天板１１１に隣接するクーリングプレート２０との間に形成されている。また、積層方向の他方に配置される隣接冷却流路２３１は、第２ダクトプレート１２の底板１２１の内壁と、その第２ダクトプレート１２の底板１２１に隣接するクーリングプレート２０との間に形成されている。

　第４実施形態では、隣接冷却流路２３１に設けられる流路構造体として、第３実施形態で説明した粗ピッチインナーフィン４２が用いられている。粗ピッチインナーフィン４２は、インナーフィン２４よりもフィンピッチが粗く形成されている。粗ピッチインナーフィン４２は、隣接冷却流路２３１を形成する第１ダクトプレート１１の天板１１１の内壁と、その第１ダクトプレート１１の天板１１１と共に隣接冷却流路２３１を形成するクーリングプレート２０にろう付けにより接合されている。また、粗ピッチインナーフィン４２は、第２ダクトプレート１２の底板１２１の内壁と、その第２ダクトプレート１２の底板１２１と共に隣接冷却流路２３１を形成するクーリングプレート２０にろう付けにより接合されている。したがって、第４実施形態のインタークーラ１も、上述した第１～第３実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

　（第５実施形態）
　第５実施形態について説明する。第５実施形態は、第３または第４実施形態に対して流路構造体の構成を変更したものであり、その他については第３または第４実施形態と同様であるため、第３または第４実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、図１２は、インタークーラ１を、隣接冷却流路２３１が露出する箇所で切断した断面図である。

　図１２に示すように、第５実施形態では、隣接冷却流路２３１に設けられる流路構造体として、ショートインナーフィン４３が用いられている。ショートインナーフィン４３は、中間冷却流路２３２に設けられるインナーフィン２４の長さより短く形成されたフィンである。ショートインナーフィン４３は、隣接冷却流路２３１に間欠的に設けられている。なお、ショートインナーフィン４３が隣接冷却流路２３１に間欠的に配置される位置は、なんら限定するものではない。

　ショートインナーフィン４３の形状は、中間冷却流路２３２に設けられるインナーフィン２４と同じでもよく、または、異なっていてもよい。また、ショートインナーフィン４３のフィンピッチは、中間冷却流路２３２に設けられるインナーフィン２４のフィンピッチと同じでもよく、または、それより粗くてもよい。

　第５実施形態では、ショートインナーフィン４３を隣接冷却流路２３１に間欠的に設けることで、隣接冷却流路２３１を流れる冷却水の圧力損失を、中間冷却流路２３２を流れる冷却水の圧力損失よりも小さくすることができる。また、ショートインナーフィン４３を隣接冷却流路２３１に設けることで、隣接冷却流路２３１を形成するクーリングプレート２０などの剛性を高くすることができる。したがって、第５実施形態のインタークーラ１も、上述した第１～第４実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、第５実施形態では、隣接冷却流路２３１に設けられるショートインナーフィン４３の形状と中間冷却流路２３２に設けられるインナーフィン２４の形状を共通化することも可能である。

　（第６実施形態）
　第６実施形態について説明する。第６実施形態は、第１または第２実施形態に対して流路構造体の構成を変更したものであり、その他については第１または第２実施形態と同様であるため、第１または第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

　図１３に示すように、第６実施形態では、隣接冷却流路２３１に設けられる流路構造体として、ディンプル構造４０が用いられている。ディンプル構造４０は、隣接冷却流路２３１に間欠的に設けられている。なお、ディンプル構造４０が隣接冷却流路２３１に間欠的に設けられる位置は、なんら限定するものではない。

　第６実施形態では、ディンプル構造４０を隣接冷却流路２３１に間欠的に設けることで、隣接冷却流路２３１を流れる冷却媒体の圧力損失を、中間冷却流路２３２を流れる冷却媒体の圧力損失よりも小さくすることができる。また、ディンプル構造４０を隣接冷却流路２３１に間欠的に設けることで、隣接冷却流路２３１を形成するクーリングプレート２０などの剛性を高くすることができる。したがって、第６実施形態のインタークーラ１も、上述した第１～第５実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

　（第７実施形態）
　第７実施形態について説明する。第７実施形態は、第１～第６実施形態を組み合わせた実施形態の一例を示したものである。なお、図１４は、インタークーラ１を、隣接冷却流路２３１が露出する箇所で切断した断面図である。

　図１４に示すように、第７実施形態では、隣接冷却流路２３１に設けられる流路構造体として、ショートインナーフィン４３とディンプル構造４０とがそれぞれ間欠的に配置されている。ディンプル構造４０は、ダクトプレート１０に接するクーリングプレート２０、またはダクトプレート１０に設けられるものであるが、図１４では説明のために、ディンプル構造４０を構成する突起４１の位置を示している。

　第７実施形態では、流路構造体は、隣接冷却流路２３１の内壁に設けられるディンプル構造４０と、隣接冷却流路２３１の長さより短く形成されたショートインナーフィン４３とを含んで構成されている。これによれば、ディンプル構造４０とショートインナーフィン４３との組み合わせによっても、隣接冷却流路２３１を流れる冷却媒体の圧力損失を、中間冷却流路２３２を流れる冷却媒体の圧力損失よりも小さくすることができる。また、隣接冷却流路２３１を形成する部材の剛性を高くすることができる。したがって、第７実施形態のインタークーラ１も、上述した第１～第６実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

　なお、第７実施形態で参照した図１４において、流路構造体は、ショートインナーフィン４３のフィンピッチを粗くして、粗ピッチインナーフィン４２としてもよい。すなわち、流路構造体は、隣接冷却流路２３１の内壁に設けられるディンプル構造４０と、インナーフィン２４よりもフィンピッチが粗く形成された粗ピッチインナーフィン４２とを含んで構成することも可能である。

　（第８実施形態）
　第８実施形態について説明する。第８実施形態は、第５～第７実施形態に対し、ダクトプレート１０が有するパイプ取付穴１６の位置を変更したものである。

　図１５に示すように、第８実施形態では、ダクトプレート１０が有するパイプ取付穴１６は、隣接冷却流路２３１にショートインナーフィン４３やディンプル構造４０などの流路構造体が配置されていない箇所に配置されている。このパイプ取付穴１６は、複数の冷却流路２３同士を積層方向に連通する連通路２９とは異なる位置に設けられている。第１実施形態で説明したように、このパイプ取付穴１６には、熱交換器の冷却流路２３に冷却水を供給または排出するための入口パイプ３０または出口パイプ３１がろう付けにより接合される。入口パイプ３０または出口パイプ３１は、インタークーラ１が搭載される車両のレイアウトに適応した位置に設けることが好ましい。そこで、第８実施形態では、ダクトプレート１０が有するパイプ取付穴１６の位置を変えることで、入口パイプ３０または出口パイプ３１の位置に関し、設計の自由度を高めることが可能である。したがって、第８実施形態のインタークーラ１は、種々の車種に対する車両搭載性を向上させることができる。

　（他の実施形態）
　本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、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形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

　上記各実施形態では、熱交換器として水冷式のインタークーラ１を例にして説明した。これに対し、他の実施形態では、熱交換器は、例えば液冷式のＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）クーラまたは排気熱回収器等、種々の用途に用いることが可能である。

　（まとめ）
　上述の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、熱交換器は、被冷却媒体と冷却媒体との熱交換を行うものである。熱交換器は、ダクトプレート、複数のクーリングプレート、ダクト流路、隣接冷却流路、中間冷却流路、アウターフィン、インナーフィンおよび流路構造体を備える。ダクトプレートは、筒状に形成される。複数のクーリングプレートは、ダクトプレートの内側に所定の間隔で積層される。ダクト流路は、ダクトプレートの内側に形成され、被冷却媒体が流れる。隣接冷却流路は、ダクトプレートの内壁とそのダクトプレートに隣接するクーリングプレートとの間、または、ダクトプレートの内壁に接するクーリングプレートとそのクーリングプレートに隣接するクーリングプレートとの間に形成され、冷却媒体が流れる。中間冷却流路は、ダクトプレートから離れた位置で複数のクーリングプレートの外縁同士が接合されて形成され、冷却媒体が流れる。アウターフィンは、ダクト流路に設けられる。インナーフィンは、中間冷却流路に設けられる。流路構造体は、隣接冷却流路に設けられ、インナーフィンが設けられた中間冷却流路を流れる冷却媒体の圧力損失より、隣接冷却流路を流れる冷却媒体の圧力損失が小さくなるように構成される。

　第２の観点によれば、流路構造体は、隣接冷却流路の内壁に設けられるディンプル構造である。これによれば、部品点数を増加することなく、簡素な構成で、隣接冷却流路を流れる冷却媒体の圧力損失を小さくすると共に、隣接冷却流路を形成する部材の剛性を高くすることができる。

　第３の観点によれば、流路構造体は、中間冷却流路に設けられるインナーフィンよりもフィンピッチが粗く形成された、粗ピッチインナーフィンである。これによれば、隣接冷却流路を流れる冷却媒体の圧力損失を小さくすることが可能である。また、粗ピッチインナーフィンを隣接冷却流路の内壁にろう付けすることで、隣接冷却流路を形成する部材の剛性を高くすることができる。

　第４の観点によれば、流路構造体は、隣接冷却流路の内壁に設けられるディンプル構造と、インナーフィンよりもフィンピッチが粗く形成された粗ピッチインナーフィンとを含んで構成されている。これによれば、ディンプル構造と粗ピッチインナーフィンとの組み合わせによっても、隣接冷却流路を流れる冷却媒体の圧力損失を小さくすると共に、隣接冷却流路を形成する部材の剛性を高くすることができる。

　第５の観点によれば、流路構造体は、中間冷却流路に設けられるインナーフィンの長さより短く形成されて、隣接冷却流路に間欠的に設けられたショートインナーフィンである。これによれば、ショートインナーフィンを隣接冷却流路に間欠的に設けることで、隣接冷却流路を流れる冷却媒体の圧力損失を、中間冷却流路を流れる冷却媒体の圧力損失よりも小さくすことができる。また、ショートインナーフィンを隣接冷却流路に設けることで、隣接冷却流路を形成する部材の剛性を高くすることができる。なお、隣接冷却流路に設けられるショートインナーフィンの形状と中間冷却流路に設けられるインナーフィンの形状を共通化することも可能である。

　第６の観点によれば、流路構造体は、隣接冷却流路の内壁に設けられるディンプル構造と、中間冷却流路に設けられるインナーフィンの長さより短く形成されたショートインナーフィンとを含んで構成されている。これによれば、ディンプル構造とショートインナーフィンとの組み合わせによっても、隣接冷却流路を流れる冷却媒体の圧力損失を小さくすると共に、隣接冷却流路を形成する部材の剛性を高くすることができる。

　第７の観点によれば、ダクトプレートは、隣接冷却流路に流路構造体が配置されていない箇所に、隣接冷却流路に対し冷却媒体を供給または排出可能なパイプ取付穴を有する。これによれば、ダクトプレートが有するパイプ取付穴には、熱交換器の冷却流路に冷却媒体を供給または排出するための入口パイプまたは出口パイプが設けられる。そのため、この熱交換器は、入口パイプまたは出口パイプを設ける位置に関し、設計の自由度を高めることが可能である。したがって、この熱交換器は、種々の車種に対する車両搭載性を向上させることができる。

　第８の観点によれば、パイプ取付穴は、隣接冷却流路および中間冷却流路をクーリングプレートの積層方向に連通する連通路とは異なる位置に設けられている。これによれば、熱交換器は、入口パイプまたは出口パイプを設ける位置に関し、設計の自由度を高めることで、種々の車種に対する車両搭載性を向上させることができる。

　第９の観点によれば、隣接冷却流路は、クーリングプレートの積層方向の一方または他方に位置するダクトプレートの内壁と、そのダクトプレートの積層方向に隣接するクーリングプレートとの間に形成される。流路構造体は、隣接冷却流路を形成するダクトプレートに設けられるディンプル構造である。これによれば、ダクトプレートにディンプル構造を設けるという簡素な構成で、部品点数を増加することなく、隣接冷却流路を流れる冷却媒体の圧力損失を小さくすると共に、隣接冷却流路を形成する部材の剛性を高くすることができる。

　第１０の観点によれば、隣接冷却流路は、クーリングプレートの積層方向の一方または他方に位置するダクトプレートの内壁に接する所定のクーリングプレートと、その所定のクーリングプレートの積層方向に隣接する別のクーリングプレートとの間に形成される。流路構造体は、隣接冷却流路を形成するクーリングプレートに設けられるディンプル構造である。これによれば、隣接冷却流路を形成するクーリングプレートにディンプル構造を設けるという簡素な構成で、部品点数を増加することなく、隣接冷却流路を流れる冷却媒体の圧力損失を小さくすると共に、隣接冷却流路を形成する部材の剛性を高くすることができる。

　第１１の観点によれば、流路構造体は、隣接冷却流路の積層方向の一方の内壁と他方の内壁とを接続する構成である。これによれば、流路構造体を隣接冷却流路の内壁にろう付けすることで、隣接冷却流路を形成する部材の剛性を高くすることができる。

Claims

　被冷却媒体と冷却媒体との熱交換を行う熱交換器であって、
　筒状に形成されるダクトプレート（１０）と、
　前記ダクトプレートの内側に所定の間隔で積層される複数のクーリングプレート（２０）と、
　前記ダクトプレートの内側に形成され、被冷却媒体が流れるダクト流路（１３）と、
　前記ダクトプレートの内壁とそのダクトプレートに隣接する前記クーリングプレートとの間、または、前記ダクトプレートの内壁に接する所定のクーリングプレートとその所定のクーリングプレートに隣接する別のクーリングプレートとの間に形成され、前記ダクトプレートに隣接して冷却媒体が流れる隣接冷却流路（２３１）と、
　前記ダクトプレートから離れた位置で複数の前記クーリングプレートの外縁同士が接合されて形成され、冷却媒体が流れる中間冷却流路（２３２）と、
　前記ダクト流路に設けられるアウターフィン（１５）と、
　前記中間冷却流路に設けられるインナーフィン（２４）と、
　前記隣接冷却流路に設けられ、前記インナーフィンが設けられた前記中間冷却流路を流れる冷却媒体の圧力損失より、前記隣接冷却流路を流れる冷却媒体の圧力損失が小さくなるように構成される流路構造体（４０、４２、４３）と、を備える熱交換器。
　前記流路構造体は、前記隣接冷却流路の内壁に設けられるディンプル構造（４０）である、請求項１に記載の熱交換器。
　前記流路構造体は、前記中間冷却流路に設けられる前記インナーフィンよりもフィンピッチが粗く形成された、粗ピッチインナーフィン（４２）である、請求項１に記載の熱交換器。
　前記流路構造体は、前記隣接冷却流路の内壁に設けられるディンプル構造と、前記中間冷却流路に設けられる前記インナーフィンよりもフィンピッチが粗く形成された粗ピッチインナーフィンとを含んで構成されている、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
　前記流路構造体は、前記中間冷却流路に設けられる前記インナーフィンの長さより短く形成されて、前記隣接冷却流路に間欠的に設けられたショートインナーフィン（４３）である、請求項１に記載の熱交換器。
　前記流路構造体は、前記隣接冷却流路の内壁に設けられるディンプル構造と、前記中間冷却流路に設けられる前記インナーフィンの長さより短く形成されたショートインナーフィンとを含んで構成されている、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器。
　前記ダクトプレートは、前記隣接冷却流路に前記流路構造体が配置されていない箇所に、前記隣接冷却流路に対し冷却媒体を供給または排出可能なパイプ取付穴（１６）を有する、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。
　前記パイプ取付穴は、前記隣接冷却流路および前記中間冷却流路を前記クーリングプレートの積層方向に連通する連通路（２９）とは異なる位置に設けられている、請求項７に記載の熱交換器。
　前記隣接冷却流路は、前記クーリングプレートの積層方向の一方または他方に位置する前記ダクトプレートの内壁と、そのダクトプレートの積層方向に隣接する前記クーリングプレートとの間に形成されるものであり、
　前記流路構造体は、前記隣接冷却流路を形成する前記ダクトプレートに設けられるディンプル構造である、請求項１、２、４、６のいずれか１つに記載の熱交換器。
　前記隣接冷却流路は、前記クーリングプレートの積層方向の一方または他方に位置する前記ダクトプレートの内壁に接する所定のクーリングプレートと、その所定のクーリングプレートの積層方向に隣接する別のクーリングプレートとの間に形成されるものであり、
　前記流路構造体は、前記隣接冷却流路を形成する前記クーリングプレートに設けられるディンプル構造である、請求項１、２、４、６のいずれか１つに記載の熱交換器。
　前記流路構造体は、前記隣接冷却流路の積層方向の一方の内壁と他方の内壁とを接続する構成である、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の熱交換器。