WO2019167491A1 - 隔壁式熱交換器 - Google Patents

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WO2019167491A1
WO2019167491A1 PCT/JP2019/002358 JP2019002358W WO2019167491A1 WO 2019167491 A1 WO2019167491 A1 WO 2019167491A1 JP 2019002358 W JP2019002358 W JP 2019002358W WO 2019167491 A1 WO2019167491 A1 WO 2019167491A1
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flow path
heat exchanger
wall
numbered
partition
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PCT/JP2019/002358
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王 凱建
高橋 俊彦
暁 小泉
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株式会社富士通ゼネラル
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Definitions

  • the technology of the present disclosure relates to a bulkhead heat exchanger.
  • a partition-type heat exchanger that exchanges heat between fluids separated by a partition is known.
  • Such a partition wall heat exchanger can be made compact by determining the heat transfer area necessary for heat exchange of each fluid in consideration of the thermal conductance equilibrium condition (see Patent Document 1).
  • the disclosed technology has been made in view of the above points, and provides a partition wall heat exchanger having a heat transfer surface with a shape that enables a compact heat exchanger and improves heat transfer performance. For the purpose.
  • the partition heat exchanger includes a plurality of first partitions, a second partition, and a plurality of first flow paths that divide a space formed between the first partition and the second partition. And a flow path wall.
  • the first partition and the second partition separate the plurality of first channels from a plurality of second channels through which a second fluid different from the first fluid flowing through the plurality of first channels.
  • the plurality of flow path walls are formed with wall surfaces along a sinusoidal curve.
  • the disclosed partition wall heat exchanger can make the heat exchanger compact and improve its heat transfer performance.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a partition wall heat exchanger according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the heat exchanger body.
  • FIG. 3 is a plan view showing one first heat exchanger plate among the plurality of first heat exchanger plates.
  • FIG. 4 is a plan view showing one second heat exchanger plate among the plurality of second heat exchanger plates.
  • FIG. 5 is a plan view showing the first heat exchange channel recess.
  • FIG. 6 is a plan view showing two adjacent flow path walls among the plurality of first flow path walls.
  • FIG. 7 is an AA cross-sectional enlarged view of FIG. FIG.
  • FIG. 8 is a plan view showing a plurality of odd-numbered flow path walls and a plurality of even-numbered flow path walls formed in the partition wall heat exchanger according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is an explanatory view schematically showing a plurality of odd-numbered flow path walls and a plurality of even-numbered flow path walls formed in the partition wall heat exchanger according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view showing odd-numbered channel wall elements.
  • FIG. 11 is a plan view illustrating a plurality of odd-numbered flow path walls formed in the partition wall heat exchanger according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram schematically showing a plurality of odd-numbered flow path walls and a plurality of even-numbered flow path walls formed in the partition wall heat exchanger according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a plan view showing odd-numbered channel wall elements.
  • FIG. 14 is a plan view illustrating one odd-numbered flow path wall element among a plurality of odd-numbered flow path wall elements formed in the partition wall heat exchanger according to the fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a graph showing the heat transfer rate K and the product KA of the heat transfer rate K and the heat transfer area in the partition wall heat exchanger of Example 4 and the partition wall heat exchanger of the comparative example.
  • FIG. 13 is a plan view showing odd-numbered channel wall elements.
  • FIG. 14 is a plan view illustrating one odd-numbered flow path wall element among a plurality of odd-numbered flow path wall elements formed in the partition wall heat exchanger according to the fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a graph showing the heat transfer rate K and the product KA of
  • FIG. 16 is a graph showing the pressure loss of the partition wall heat exchanger of Example 4 and the pressure loss of the partition wall heat exchanger of the comparative example.
  • FIG. 17 is a plan view showing a part of one flow path wall included in the partition wall heat exchanger according to the modification.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a partition wall heat exchanger 1 according to the first embodiment.
  • the partition wall heat exchanger 1 according to the first embodiment includes a heat exchanger body 2, a first inflow pipe 5, a first outflow pipe 6, a second inflow pipe 7, and a second outflow pipe. 8 and.
  • the first inflow pipe 5 allows the first fluid to flow into the heat exchanger body 2.
  • the first outflow pipe 6 causes the first fluid that has been heat-exchanged with the second fluid in the heat exchanger body 2 to flow out from the heat exchanger body 2 to the outside.
  • the second inflow pipe 7 allows the second fluid to flow into the heat exchanger body 2.
  • the second outflow pipe 8 causes the second fluid that has been heat-exchanged with the first fluid in the heat exchanger body 2 to flow out from the heat exchanger body 2 to the outside.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the heat exchanger body 2.
  • 2 is a view in which the partition wall heat exchanger 1 of FIG. 1 is rotated 180 degrees around the tube axis of the second inflow pipe 7 or the second outflow pipe 8.
  • the heat exchanger body 2 includes a laminate 10, a first end plate 11, and a second end plate 12.
  • the laminated body 10 is formed in a pillar body.
  • the first end plate 11 covers one bottom surface S ⁇ b> 1 of the stacked body 10 that is a pillar, and is fixed to the stacked body 10.
  • the second end plate 12 covers the other bottom surface S ⁇ b> 2 opposite to the bottom surface S ⁇ b> 1 of the stacked body 10 that is a pillar, and is fixed to the stacked body 10.
  • the heat exchanger body 2 includes a first inflow chamber 14, a first outflow chamber 15, a second inflow chamber 16, and a second outflow chamber 17.
  • the first inflow chamber 14, the first outflow chamber 15, the second inflow chamber 16, and the second outflow chamber 17 have four through holes penetrating the laminated body 10 in the laminating direction 20 of the laminated body 10 to be described later. It is formed by being closed by the first end plate 11 and the second end plate 12, respectively.
  • the laminated body 10 further includes a first outflow hole 18 and a second outflow hole 19.
  • the first outflow hole 18 is formed in the vicinity of the first outflow chamber 15 on the side surface of the laminated body 10, and connects the first outflow chamber 15 and the outside of the heat exchanger body 2.
  • the first outflow pipe 6 is fixed to the laminated body 10 so that one end thereof is inserted into the first outflow hole 18 and faces the first outflow chamber 15, and the other end is disposed outside the heat exchanger main body 2.
  • the second outflow hole 19 is formed in the vicinity of the second outflow chamber 17 on the side surface of the stacked body 10, and connects the inside of the second outflow chamber 17 and the outside of the heat exchanger body 2.
  • the second outflow pipe 8 is fixed to the laminate 10 so that one end thereof is inserted into the second outflow hole 19 and faces the second outflow chamber 17, and the other end is disposed outside the heat exchanger main body 2.
  • the laminated body 10 is further formed with a first inflow hole and a second inflow hole which are not shown.
  • the first inflow hole is formed in the vicinity of the first inflow chamber 14 on the side surface of the stacked body 10, and connects the inside of the first inflow chamber 14 and the outside of the heat exchanger body 2.
  • the first inflow pipe 5 is fixed to the laminated body 10 such that one end is inserted into the first inflow hole and faces the first inflow chamber 14, and the other end is disposed outside the heat exchanger body 2.
  • the second inflow hole is formed in the vicinity of the second inflow chamber 16 on the side surface of the stacked body 10, and connects the inside of the second inflow chamber 16 and the outside of the heat exchanger body 2.
  • the second inflow pipe 7 is fixed to the laminate 10 so that one end thereof is inserted into the second inflow hole and faces the second inflow chamber 16, and the other end is disposed outside the heat exchanger body 2.
  • the laminate 10 has a plurality of heat exchanger plates.
  • the plurality of heat exchanger plates are each formed in a plate shape.
  • the plurality of heat exchanger plates are arranged perpendicular to the stacking direction 20 and stacked so as to be in close contact with each other.
  • the plurality of heat exchanger plates have a plurality of first heat exchanger plates and a plurality of second heat exchanger plates. The first heat exchanger plate and the second heat exchanger plate are alternately stacked.
  • FIG. 3 is a plan view showing one first heat exchanger plate 21 among the plurality of first heat exchanger plates.
  • the first heat exchanger plate 21 includes a first inflow chamber hole 22, a first outflow chamber hole 23, a second inflow chamber hole 24, and a second outflow chamber hole 25. And are formed.
  • the first inflow chamber hole 22, the first outflow chamber hole 23, the second inflow chamber hole 24, and the second outflow chamber hole 25 are respectively connected from the one surface S3 of the first heat exchanger plate 21 to the other. It penetrates through the surface S4.
  • the first heat exchanger plate 21 is further formed with a first heat exchange channel recess 26, a first inflow channel recess 27, and a first outflow channel recess 28 on one surface S3.
  • the first heat exchange channel recess 26 is formed substantially at the center of the first heat exchanger plate 21.
  • the first inflow channel recess 27 is formed between the first heat exchange channel recess 26 and the first inflow chamber hole 22, and is connected to the first inflow chamber hole 22. It is connected to the edge V ⁇ b> 1 on the first inflow chamber hole 22 side in the concave portion 26 for use.
  • the first outflow channel recess 28 is formed between the first heat exchange channel recess 26 and the first outflow chamber hole 23, and is connected to the first outflow chamber hole 23.
  • the flow direction 29 represents the direction in which the first fluid flows as a whole through the first heat exchange channel recess 26 (the traveling direction of the first fluid flowing along a sinusoidal channel described later), and is perpendicular to the stacking direction 20. That is, it is parallel to the first heat exchanger plate 21.
  • FIG. 4 is a plan view showing one second heat exchanger plate 31 among the plurality of second heat exchanger plates.
  • the second heat exchanger plate 31 includes a first inflow chamber hole 32, a first outflow chamber hole 33, a second inflow chamber hole 34, and a second outflow chamber hole 35. And are formed.
  • the first inflow chamber hole 32, the first outflow chamber hole 33, the second inflow chamber hole 34, and the second outflow chamber hole 35 are respectively connected from the one surface S 5 of the second heat exchanger plate 31 to the other.
  • the surface S6 is penetrated.
  • the first inflow chamber hole 32 is connected to the first inflow chamber hole 22 of the first heat exchanger plate 21 to form the first inflow chamber 14 when a plurality of heat exchanger plates are appropriately stacked.
  • the first outflow chamber hole 33 is connected to the first outflow chamber hole 23 of the first heat exchanger plate 21 to form the first outflow chamber 15 when a plurality of heat exchanger plates are appropriately stacked.
  • the second inflow chamber hole 34 is connected to the second inflow chamber hole 24 of the first heat exchanger plate 21 to form the second inflow chamber 16 when a plurality of heat exchanger plates are appropriately stacked.
  • the second outflow chamber hole 35 is connected to the second outflow chamber hole 25 of the first heat exchanger plate 21 to form the second outflow chamber 17 when a plurality of heat exchanger plates are appropriately stacked.
  • the second heat exchanger plate 31 is further formed with a second heat exchange channel recess 36, a second inflow channel recess 37, and a second outflow channel recess 38 on one surface S5.
  • the second heat exchange channel recess 36 overlaps the first heat exchange channel recess 26 of the first heat exchanger plate 21 in the stacking direction 20 when a plurality of heat exchanger plates are appropriately stacked.
  • the second heat exchanger plate 31 is formed substantially at the center.
  • the second inflow channel recess 37 is formed between the second inflow chamber hole 34 and the second heat exchange channel recess 36, and is connected to the second inflow chamber hole 34. It is connected to the edge V3 on the first outflow chamber hole 33 side in the recess 36 for use.
  • the second outflow channel recess 38 is formed between the second outflow chamber hole 35 and the second heat exchange channel recess 36, and is connected to the second outflow chamber hole 35. It is connected to the edge V4 opposite to the flow direction 29 with respect to the edge V3 connected to the second inflow channel recess 37 of the recess 36 for use.
  • the flow direction 29 is the same as the flow direction 29 of FIG. In FIG. 4, the flow direction 29 represents the direction in which the second fluid flows through the second heat exchange channel recess 36 as a whole (the traveling direction of the second fluid flowing along a sinusoidal channel to be described later). It is perpendicular to the direction 20, i.e. parallel to the second heat exchanger plate 31. Since the flow directions of the first fluid and the second fluid are reversible, the flow direction 29 is indicated by a double arrow in FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 5 is a plan view showing the first heat exchange channel recess 26.
  • the first heat exchanger plate 21 is formed with the first heat exchange flow path recess 26, whereby the first side wall surface 41, the second side wall surface 42, and the bottom surface 43. Is formed.
  • the first side wall surface 41 is formed at one edge of the first heat exchange channel recess 26 in the span direction 44 and forms a part of the inner wall surface of the first heat exchange channel recess 26.
  • the span direction 44 is a direction perpendicular to the stacking direction 20 and perpendicular to the flow direction 29.
  • the first side wall surface 41 is substantially perpendicular to a plane parallel to the first heat exchanger plate 21, that is, substantially parallel to the stacking direction 20.
  • the first side wall surface 41 is formed along a sinusoidal curve drawn on a plane parallel to the first heat exchanger plate 21.
  • the sine curve along the first side wall surface 41 is equal to the waveform shown by the sine function, and the amplitude changes periodically and smoothly in the flow direction 29. That is, the sine function is expressed by the following equation (1) using the variable x, the variable y, the amplitude A, and the period T.
  • y Asin (2 ⁇ / T ⁇ x) (1)
  • the variable x indicates the position in the flow direction 29.
  • the variable y indicates the position in the span direction 44.
  • the amplitude A is exemplified as a value smaller than 1.0 mm, for example, 0.6 mm.
  • An example of the period T is 3 mm.
  • the second side wall surface 42 is formed at the edge opposite to the span direction 44 with respect to the edge of the first heat exchange channel recess 26 where the first side wall surface 41 is formed. A part of the inner wall surface of the concave portion 26 is formed.
  • the second side wall surface 42 is substantially perpendicular to the plane along which the first heat exchanger plate 21 extends, that is, substantially parallel to the stacking direction 20.
  • the second side wall surface 42 is formed along a sinusoidal curve drawn on a plane along which the first heat exchanger plate 21 extends.
  • the sine curve along which the second side wall surface 42 is aligned is the same sine curve as the sine curve along which the first side wall surface 41 is aligned.
  • the period of the sine curve along which the second side wall surface 42 is aligned is equal to the period of the sine curve along which the first side wall surface 41 is aligned
  • the amplitude of the sine curve along which the second side wall surface 42 is aligned is Equal to the amplitude of the sinusoid along.
  • the position of the flow direction 29 at a point corresponding to a certain phase of the sine curve along which the second side wall surface 42 follows is the flow direction 29 of the point corresponding to that phase of the sine curve along the first side wall surface 41. Is equal to the position of
  • the bottom surface 43 forms a part of the inner wall surface of the first heat exchange channel recess 26, and the first side wall surface 41 and the second side wall surface 42 of the inner wall surface of the first heat exchange channel recess 26. A surface sandwiched between the two is formed.
  • the bottom surface 43 is formed in parallel with a plane parallel to the first heat exchanger plate 21.
  • the first heat exchanger plate 21 includes a first partition wall 45, a first side wall 46, a second side wall 47, and a plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n (n is a positive integer; hereinafter the same).
  • the first partition 45 forms the bottom of the first heat exchange channel recess 26, that is, the part of the first heat exchanger plate 21 that forms the bottom surface 43.
  • the first side wall 46 forms one side wall of the first heat exchange channel recess 26, that is, a part of the first heat exchanger plate 21 that forms the first side wall surface 41.
  • the second side wall 47 is the part that forms the other side wall of the first heat exchange channel recess 26, that is, the second side wall surface 42 of the first heat exchanger plate 21.
  • the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n are disposed in the first heat exchange flow path recess 26 and formed in the first partition wall 45 so as to protrude from the bottom surface 43 in the stacking direction 20. Has been.
  • FIG. 6 is a plan view showing two adjacent channel walls among the plurality of first channel walls 48-1 to 48-n.
  • One first flow path wall 48-1 of the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n is a plane parallel to the first heat exchanger plate 21, as shown in FIG. It is formed so as to follow the sine curve 51 drawn in FIG.
  • the sine curve 51 is the same sine curve as the sine curve along which the first side wall surface 41 or the second side wall surface 42 expressed by the expression (1), and the amplitude changes smoothly and periodically in the flow direction 29. Is formed.
  • the cycle of the sine curve 51 is equal to the cycle T of the sine curve along which the first side wall surface 41 or the second side wall surface 42 is along, and the amplitude of the sine curve 51 is along the first side wall surface 41 or the second side wall surface 42. Equal to the amplitude A of the sinusoid.
  • the first flow path wall 48-1 forms a first side flow path wall surface 52 and a second side flow path wall surface 53.
  • the first side channel wall surface 52 is formed on the first side wall 46 side of the first channel wall 48-1.
  • the first side flow path wall surface 52 is formed along a sine curve (corresponding to a “first sine curve”) drawn on a plane parallel to the first heat exchanger plate 21.
  • Sinusoid first side channel wall 52 along is the same sinusoidal sine curve 51, and the sine curve 51 is arranged to move in parallel by the offset value y 0 on the side of the first side wall 46 in the span direction 44 sine It is formed so as to overlap the curve.
  • the offset value y 0, 0.1 mm can be exemplified.
  • the second flow path wall surface 53 is formed on the second side wall 47 side of the first flow path wall 48-1.
  • the second side passage wall 53 is formed so as to overlap in a sine curve is moved parallel by the offset value y 0 on the side of the second side wall 47 of the sinusoidal curve 51 the span direction 44 (corresponding to "second sinusoidal") Has been.
  • the first-side channel wall surface 52 and the second-side channel wall surface 53 are generally perpendicular to the plane along which the first heat exchanger plate 21 extends, that is, substantially parallel to the stacking direction 20.
  • the maximum point of the sine curve 51 corresponds to a point on the sine function graph corresponding to the phase ⁇ expressed by the following equation (3).
  • ⁇ / 2 + 2 ⁇ i (3)
  • the local minimum point of the sine curve 51 corresponds to a point of the graph of the sine function corresponding to the phase ⁇ expressed by the following equation (4).
  • 3 ⁇ / 2 + 2 ⁇ i (4)
  • the adjacent first flow path wall 48-2 arranged on the second side wall 47 side of the first flow path wall 48-1 among the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n is the first flow path wall 48-1. It is formed in the same way as the flow path wall 48-1. That is, the first flow path wall 48-2 is formed along the sine curve 51, and the first side flow path wall surface 52 and the second side flow path wall surface 53 are formed. Further, the first flow path wall 48-2 has a sine curve 51 along which the first flow path wall 48-2 is aligned, and a sine curve 51 along the first flow path wall 48-1 is a predetermined pitch P in the span direction 44. It is arranged so as to overlap with the translated sine curve. An example of the pitch P is 0.75 mm.
  • the first flow wall other than the first flow path wall 48-1 and the first flow path wall 48-2 among the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n is also the first flow path.
  • the channel wall 48-1 and the first channel wall 48-2 are formed in the same manner. That is, the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n are formed so as to be aligned in the span direction 44 at equal intervals with the pitch P.
  • the first heat exchanger plate 21 is formed with a plurality of grooves by forming a plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n.
  • Each groove 57 is formed between two adjacent first flow path walls among the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n, and the first side flow of one of the first flow path walls is formed. It is formed between the road wall surface 52 and the second channel wall surface 53 of the other first channel wall.
  • the groove 57 has a width w 3 at a portion near the inflection point of the sine curve 51 because the first side channel wall surface 52 and the second side channel wall surface 53 are along the same sine curve. It is formed so as to be narrower than the width w 4 of the portion close to the local maximum point or the local minimum point.
  • the second heat exchange channel recess 36 of the second heat exchanger plate 31 is formed in the same manner as the first heat exchange channel recess 26 of the first heat exchanger plate 21.
  • FIG. 7 is an AA cross-sectional enlarged view of FIG.
  • the second heat exchanger plate 31 includes a second partition wall 61 and a plurality of second flow path walls 62-1 to 62-n.
  • the second partition 61 forms the bottom of the second heat exchange channel recess 36, that is, the bottom surface parallel to the second heat exchanger plate 31. 63 is formed.
  • the plurality of second flow path walls 62-1 to 62-n are recessed portions for the second heat exchange flow path. 36 is formed in the second partition wall 61 so as to protrude from the bottom surface 63 in the stacking direction 20.
  • the plurality of second flow path walls 62-1 to 62-n are further formed to have the same shape as the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n of the first heat exchanger plate 21. Yes.
  • the second heat exchanger plate 31 further includes two side walls not shown. Similar to the first side wall 46 and the second side wall 47 of the first heat exchanger plate 21, the two side walls are respectively formed at both ends in the span direction 44 of the second heat exchange channel recess 36. Two side wall surfaces excluding the bottom surface 63 of the inner wall surface of the heat exchange channel recess 36 are formed.
  • one surface S3 of the first heat exchanger plate 21 is joined to the other surface S6 of the second heat exchanger plate 31, and one surface S5 of the second heat exchanger plate 31 is obtained.
  • the laminate 10 is formed by joining a plurality of heat exchanger plates to each other in a state where the first heat exchanger plates 21 and the second heat exchanger plates 31 are alternately laminated in this manner.
  • the plurality of second flow path walls 62-1 to 62-n are arranged in the stacking direction 20 on the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n when the plurality of heat exchanger plates are appropriately stacked. It is formed so that it may overlap.
  • top portions S7 of the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n are joined to the other surface S6 of the second partition wall 61, and the top portions of the plurality of second flow path walls 62-1 to 62-n. S8 is joined to the other surface S4 of the first partition wall 45.
  • the 1st side wall 46 and the 2nd side wall 47 of the 1st heat exchanger plate 21 are not shown in figure, when a several heat exchanger plate is laminated
  • the laminated body 10 is formed with a plurality of first spaces 67 and a plurality of second spaces 68 by laminating a plurality of heat exchanger plates.
  • the first space 67 is a space formed between the first partition 45 and the second partition 61 inside the first heat exchange channel recess 26 of the first heat exchanger plate 21.
  • the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n divide the first space 67 inside the first heat exchange flow path recess 26 into a plurality of first flow paths 65.
  • the plurality of first flow paths 65 include a plurality of flow paths surrounded by the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n, the first partition 45, and the second partition 61.
  • the flow path surrounded by the first side wall 46, one flow path wall 48-1, the first partition 45, and the second partition 61, and the second A side wall 47, one flow path wall 48-n, and a flow path surrounded by the first partition 45 and the second partition 61 are included.
  • the second space 68 is a space formed between the first partition wall 45 and the second partition wall 61 inside the second heat exchange channel recess 36 of the second heat exchanger plate 31.
  • the plurality of second flow path walls 62-1 to 62-n are, like the first flow path walls 48-1 to 48-n, the second space 68 inside the second heat exchange flow path recess 36. Is divided into a plurality of second flow paths 66.
  • the plurality of second flow paths 66 include a plurality of flow paths surrounded by the plurality of second flow path walls 62-1 to 62-n, the first partition 45, and the second partition 61.
  • the plurality of second flow paths 66 are not illustrated, one of the two side walls, one of the plurality of second flow path walls 62-1 to 62-n, and the first partition 45 And the second partition wall 61, the other of the two side walls, one of the plurality of second channel walls 62-1 to 62-n, the first partition wall 45, and the second partition wall. And a flow path surrounded by 61.
  • the first flow path 65 and the second flow path 66 form a sinusoidal flow path in which the fluid flows in the traveling direction 29 while repeating the vibration in the span direction 44.
  • the first channel 65 is different in the width of the groove 57 formed between the first side channel wall surface 52 and the second side channel wall surface 53 depending on the position along the channel.
  • the cross-sectional area varies depending on the position along the flow path.
  • the cross-sectional area of the second flow path 66 differs depending on the position.
  • the first flow path 65 is formed so that the following expression (5) is established using the minimum first flow path width Wc1 and the first flow path wall height H1.
  • the minimum first flow path width Wc1 is the minimum value of the interval between the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n, and among the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n.
  • the minimum value of the distance between two adjacent flow path walls is shown, that is, the minimum value of the width of the first flow path 65 is shown.
  • the first flow path wall height H1 indicates the distance between the first partition wall 45 and the second partition wall 61, indicates the depth of the first heat exchange flow path recess 26, and includes a plurality of first flow path walls 48-1.
  • the second flow path 66 is formed so that the following expression (6) is established using the minimum second flow path width Wc2 and the second flow path wall height H2. 2.5 ⁇ Wc2 / H2 ⁇ 6 (6)
  • the minimum second flow path width Wc2 is the minimum value of the intervals between the plurality of second flow path walls 62-1 to 62-n, and among the plurality of second flow path walls 62-1 to 62-n.
  • the minimum value of the distance between two adjacent flow path walls is shown, that is, the minimum value of the width of the second flow path 66 is shown.
  • the second flow path wall height H2 indicates the distance between the first partition wall 45 and the second partition wall 61, indicates the depth of the second heat exchange flow path recess 36, and includes a plurality of second flow path walls 62-1. The height in the stacking direction 20 of the second flow path 66 is shown.
  • the partition wall heat exchanger 1 ensures sufficient strength against the pressure of the flowing fluid because Wc1 / H1 and Wc2 / H2 are smaller than 6, and the first fluid flows through the plurality of first flow paths 65, When the second fluid flows through the plurality of second flow paths 66, the first partition 45 and the second partition 61 are prevented from being bent by the pressure of each fluid.
  • the partition wall heat exchanger 1 has Wc1 / H1 and Wc2 / H2 larger than 2.5 and smaller than 6, so that the first fluid, the second fluid, the first partition 45, and the second partition 61 It is possible to suppress a decrease in heat transfer performance during heat transfer and to suppress a decrease in pressure resistance performance. These design parameters are tuned according to the working conditions of the working fluid.
  • the partition wall heat exchanger 1 further has a hydraulic diameter of the first flow path 65 of 0.3 mm or less when one of the first fluid and the second fluid is water and the other is a refrigerant (eg, R410A, R32). And the hydraulic diameter of the second flow channel 66 is 0.3 mm or less. Further, at this time, the amplitude A of the sine curve along which the first-side channel wall surface 52 and the second-side channel wall surface 53 are aligned is smaller than 1.0 mm, for example, 0.6 mm. An example of the period T of the sine curve is 3 mm.
  • the partition wall heat exchanger 1 has a plurality of first flow paths 65 and a plurality of first flow paths with a small number of parameters because the first flow path wall surface 52 and the second flow path wall surface 53 are along a simple sine curve.
  • Computer simulation for determining the shape of the two flow paths 66 can be performed. Examples of the parameters include a period T, an amplitude A, an offset value y 0 , and a pitch P.
  • the partition heat exchanger 1 reduces the amount of computation of the computer when performing computer simulation by reducing the number of parameters that determine the shapes of the plurality of first flow paths 65 and the plurality of second flow paths 66. In addition, the time required for computer simulation can be reduced. For this reason, the partition heat exchanger 1 optimizes the shapes of the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n and the plurality of second flow path walls 62-1 to 62-n by computer simulation. Work can be facilitated.
  • the first heat exchanger plate 21 and the second heat exchanger plate 31 are produced by etching a metal plate.
  • the thickness of this metal plate is exemplified by 0.3 mm.
  • the plurality of heat exchanger plates are joined together with the first end plate 11 and the second end plate 12 by, for example, diffusion bonding.
  • the first inflow chamber hole 22 of the first heat exchanger plate 21 and the first inflow chamber hole 32 of the second heat exchanger plate 31 include the first end plate 11, the second end plate 12, and a plurality of them.
  • the heat exchanger plates are connected to each other to form a first inflow chamber 14.
  • the first outflow chamber hole 23 of the first heat exchanger plate 21 and the first outflow chamber hole 33 of the second heat exchanger plate 31 form a first outflow chamber 15.
  • the second inflow chamber hole 24 of the first heat exchanger plate 21 and the second inflow chamber hole 34 of the second heat exchanger plate 31 form a second inflow chamber 16.
  • the second outflow chamber hole 25 of the first heat exchanger plate 21 and the second outflow chamber hole 35 of the second heat exchanger plate 31 form a second outflow chamber 17.
  • the first outflow hole 18, the second outflow hole 19, the first inflow hole, and the second inflow hole are formed by joining the first end plate 11 and the plurality of heat exchanger plates stacked on the second end plate 12 to each other. And then formed by machining.
  • the first inflow pipe 5, the first outflow pipe 6, the second inflow pipe 7, and the second outflow pipe 8 are respectively connected to the first inflow hole, the first outflow hole 18, the second inflow hole, and the second outflow hole 19. After being inserted, it is fixed to the heat exchanger body 2 by welding, for example.
  • the first fluid flows into the first inflow chamber 14 through the first inflow pipe 5. After flowing into the first inflow chamber 14, the first fluid is distributed to each of the plurality of first heat exchanger plates 21 and flows into the first inflow passage recesses 27 formed in the first heat exchanger plates 21. To do. After the first fluid flows into the first inflow channel recess 27, the flow width of the first fluid is reduced by the first inflow channel recess 27 from the width of the first inflow chamber 14 to the width of the first heat exchange channel recess 26. And flows into the plurality of first flow paths 65 formed in the first heat exchange flow path recess 26.
  • the flow direction of the first fluid changes in a sine wave shape because the first flow path wall surface 52 and the second flow path wall surface 53 are along a sine curve.
  • the direction where the first fluid flows in the portion that overlaps the maximum point or the minimum point of the sine curve changes more rapidly than the other portions. Due to this, a larger stress is received from the first fluid.
  • the maximum point of the sine curve or the part overlapping the minimum point is formed with a larger width of the flow path wall than the other parts. .
  • strength with respect to the stress received from a 1st fluid is larger than another part, and sufficient intensity
  • the flow speed of the first fluid is further increased because the cross-sectional areas of the plurality of first flow paths 65 differ depending on the position in the flow direction along the flow paths. Change.
  • the first fluid flows through the plurality of first flow paths 65, the flowing direction changes in a sine wave shape, and the flowing speed changes, so that the first fluid is always disturbed locally.
  • the partition heat exchanger 1 reduces the heat resistance of heat transfer between the first fluid and the first partition 45 by the local disturbance of the first fluid locally, and the first fluid and the second partition The thermal resistance of heat transfer with 61 can be reduced.
  • the second fluid flows into the second inflow chamber 16 via the second inflow pipe 7.
  • the second fluid is distributed to each of the plurality of second heat exchanger plates 31 and flows into the second inflow channel recesses 37 formed in the second heat exchanger plates 31.
  • the flow width of the second fluid changes from the width of the second inflow chamber 16 to the width of the second heat exchange channel recess 36 by the second inflow channel recess 37.
  • the second fluid is totally in the direction opposite to the direction in which the first fluid flows, whereas the first fluid flows in the flow direction 29 as a whole from the first inflow chamber 14 toward the first outflow chamber 15.
  • the flow direction 29 flows from the first outflow chamber 15 side toward the first inflow chamber 14 side. That is, the partition wall type heat exchanger 1 is a so-called countercurrent heat exchanger.
  • the flow direction of the second fluid changes in a sinusoidal shape because the first side flow path wall surface 52 and the second side flow path wall surface 53 are along a sine curve.
  • the direction where the second fluid flows rapidly changes in the portion overlapping the maximum point or the minimum point of the sine curve as compared with the other portions.
  • a larger stress is received from the second fluid.
  • the portion that overlaps the maximum point or the minimum point of the sine curve is formed to have a larger flow path wall width than the other portions.
  • the cross-sectional area of the plurality of second flow paths 66 varies depending on the position in the flow direction along the flow paths, so that the flow speed of the second fluid is increased. Change.
  • the flowing direction changes in a sine wave shape, and the flowing speed changes, so that the second fluid is locally disturbed at all times.
  • the partition-type heat exchanger 1 reduces the heat resistance of heat transfer between the second fluid and the first partition 45 by locally disturbing the second fluid locally, and the second fluid and the second partition The thermal resistance of heat transfer with 61 can be reduced.
  • the partition wall heat exchanger 1 is configured to reduce the heat resistance of heat transfer between the first fluid and the second fluid and the first partition 45 and the second partition 61, so that the space between the first fluid and the second fluid is reduced. It is possible to improve the performance of heat exchange performed in
  • the first fluid flows into the first outlet channel recess 28 after flowing through the plurality of first channels 65. After the first fluid flows into the first outflow channel recess 28, the flow width of the first fluid is reduced by the first outflow channel recess 28 from the width of the first heat exchange channel recess 26. And flows into the first outflow chamber 15.
  • the first outflow chamber 15 joins the first fluid flowing in from the plurality of first heat exchanger plates 21 via the first outflow channel recess 28.
  • the first fluid merged in the first outflow chamber 15 flows out through the first outflow pipe 6.
  • the second fluid flows into the second outlet channel recess 38 after flowing through the plurality of second channels 66.
  • the flow width of the second fluid is reduced by the second outlet channel recess 38 from the width of the second heat exchange channel recess 36. And flows into the second outflow chamber 17.
  • the second outflow chamber 17 joins the second fluid supplied from the plurality of second heat exchanger plates 31 via the second outflow channel recess 38.
  • the second fluid merged in the second outflow chamber 17 flows out through the second outflow pipe 8.
  • the partition heat exchanger 1 includes a first partition 45 (corresponding to “first partition”), a second partition 61 (corresponding to “second partition”), and a plurality of first flow path walls 48. -1 to 48-n.
  • the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n define a plurality of first spaces 67 inside the first heat exchange flow path recess 26 formed between the first partition wall 45 and the second partition wall 61.
  • the first flow path 65 is divided.
  • the first partition 45 and the second partition 61 pass through the plurality of first channels 65 from the plurality of second channels 66 through which a second fluid different from the first fluid flowing through the plurality of first channels 65 flows. It is separated.
  • Each of the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n is formed along a sine curve. Further, the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n form a plurality of first flow path wall surfaces 52 and a plurality of second flow path wall surfaces 53, each along a different sine curve.
  • Such a partition wall-type heat exchanger 1 has a plurality of first flow paths 65 by forming a plurality of first side flow path wall surfaces 52 and a plurality of second side flow path wall surfaces 53 along a sinusoidal curve.
  • the direction in which the first fluid that flows through can be changed in a sine wave shape.
  • the partition wall heat exchanger 1 is formed with a plurality of first-side channel wall surfaces 52 and a plurality of second-side channel wall surfaces 53 along a sinusoidal curve.
  • the width can be changed along the direction in which the first fluid flows.
  • the partition wall heat exchanger 1 can change the cross-sectional areas of the plurality of first flow paths 65 by changing the widths of the plurality of first flow paths 65, and the first heat flow through the plurality of first flow paths 65.
  • the speed of one fluid can be changed.
  • the partition wall heat exchanger 1 locally causes the first fluid flowing in the plurality of first flow paths 65 to change locally by changing the direction in which the first fluid flows and by changing the speed of the first fluid. Can be disturbed at all times.
  • the partition wall heat exchanger 1 reduces the thermal resistance of heat transfer between the first fluid and the first partition wall 45 by locally constantly disturbing the first fluid flowing through the plurality of first flow paths 65.
  • the heat resistance of heat transfer between the first fluid and the second partition wall 61 can be reduced.
  • the partition wall heat exchanger 1 improves heat transfer performance when heat exchange is performed between the first fluid and the second fluid flowing through the plurality of second flow paths 66 by reducing the thermal resistance. be able to.
  • the partition wall heat exchanger 1 When the plurality of first-side channel wall surfaces 52 and the plurality of second-side channel wall surfaces 53 are each along a simple sine curve, the partition wall heat exchanger 1 performs a computer simulation of the behavior of the first fluid. The input / change of the shape of the plurality of first flow paths 65 can be facilitated, and the computational load on the computer can be reduced. As a result, the partition wall heat exchanger 1 can facilitate the work of optimizing the shapes of the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n.
  • the partition wall heat exchanger 1 includes the first side wall 46 formed with the first side wall surface 41 formed at the end of the first space 67 inside the first heat exchange channel recess 26. It has more.
  • the first side wall surface 41 is formed so as to follow the same sine curve as the sine curve along which the plurality of first-side channel wall surfaces 52 and the plurality of second-side channel wall surfaces 53 extend. That is, the cycle of the sine curve along the first side wall surface 41 is equal to the cycle of the sine curve along the plurality of first side channel wall surfaces 52 and the plurality of second side channel wall surfaces 53.
  • the amplitude of the sine curve along is equal to the amplitude of the sine curve along which the plurality of first side channel walls 52 and the plurality of second side channel walls 53 are aligned.
  • Such a partition wall type heat exchanger 1 includes the first flow path wall 48-1 and the first flow path in the same manner as the first fluid flowing in the flow path sandwiched between the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n.
  • the first fluid flowing through the flow path formed between the side wall surface 41 and the first fluid can be locally disturbed at all times.
  • the partition wall heat exchanger 1 can further improve the heat transfer performance when heat exchange is performed between the first fluid and the second fluid by the local disturbance of the first fluid. Can do.
  • the minimum first flow path width Wc1 which is the minimum value of the distance between the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n of the partition wall heat exchanger 1 of the first embodiment, is set to the first partition 45 and the second partition.
  • Wc 1 / H 1 is smaller than 6
  • the strength of the first partition 45 and the second partition 61 is ensured, and the first fluid flows through the plurality of first flow paths 65.
  • the first partition 45 and the second partition 61 are prevented from being bent by the fluid pressure.
  • the partition wall heat exchanger 1 suppresses a decrease in heat transfer performance between the first fluid and the first partition wall 45 and the second partition wall 61 because Wc1 / H1 is larger than 2.5 and smaller than 6. In addition, it is possible to suppress a decrease in pressure resistance performance.
  • the second flow path walls 62-1 to 62-n are formed in the same manner as the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n, so that the partition wall heat exchanger 1 has the second fluid. And the strength of the first partition 45 and the second partition 61 can be ensured, and the decrease in heat transfer performance between the first partition 45 and the second partition 61 can be suppressed.
  • the partition wall heat exchanger of the second embodiment includes a plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n of the partition wall heat exchanger 1 of the first embodiment described above.
  • a plurality of odd-numbered flow path walls 71-1 to 71-n1 (n1 is a positive integer; the same applies hereinafter) and a plurality of even-numbered flow path walls 72-1 to 72-n2 (n2 is a positive integer; the same applies hereinafter).
  • FIG. 8 is a plan view showing a plurality of odd-numbered flow path walls 71-1 to 71-n1 and a plurality of even-numbered flow path walls 72-1 to 72-n2 formed in the partition wall heat exchanger of the second embodiment.
  • One odd-numbered flow path wall 71-1 among the plurality of odd-numbered flow path walls 71-1 to 71-n1 extends along the sine curve 51 in the same manner as the first flow path wall 48-1 described above. Is formed.
  • Other odd-numbered channel walls different from the odd-numbered channel walls 71-1 among the plurality of odd-numbered channel walls 71-1 to 71-n1 are also sinusoidal as in the odd-numbered channel walls 71-1. 51.
  • One even-numbered flow path wall 72-1 of the plurality of even-numbered flow path walls 72-1 to 72-n2 extends along the sinusoidal curve 51 in the same manner as the first flow path wall 48-2 described above. Is formed.
  • the other even-numbered channel walls different from the even-numbered channel walls 72-1 among the plurality of even-numbered channel walls 72-1 to 72-n2 are also sinusoidal in the same manner as the even-numbered channel walls 72-1. 51.
  • One of the plurality of even-numbered channel walls 72-1 to 72-n2 is disposed between two adjacent odd-numbered channel walls of the plurality of odd-numbered channel walls 71-1 to 71-n1.
  • Even-numbered channel walls are arranged.
  • One of the plurality of odd-numbered channel walls 71-1 to 71-n1 is disposed between two adjacent even-numbered channel walls of the plurality of even-numbered channel walls 72-1 to 72-n2.
  • Odd number flow path walls are arranged. That is, the plurality of odd-numbered flow path walls 71-1 to 71-n1 and the plurality of even-numbered flow path walls 72-1 to 72-n2 are alternately arranged in the span direction 44.
  • the odd-numbered flow path wall 71-1 is formed by removing a plurality of portions from the first flow path wall 48-1, and a plurality of odd-numbered notch portions 73 are formed. It is divided into elements 74-1 to 74-m1 (m1 is a positive integer; the same applies hereinafter).
  • the plurality of odd-numbered notch portions 73 are periodically formed in the odd-numbered flow path wall 71-1 at every period T.
  • the other odd-numbered channel walls different from the odd-numbered channel wall 71-1 are also similar to the odd-numbered channel walls 71-1.
  • the even-numbered channel wall 72-1 is formed by removing a plurality of portions from the first channel wall 48-2, and a plurality of even-numbered notch portions 75 are formed, and a plurality of even-numbered channel walls It is divided into elements 76-1 to 76-m2 (m2 is a positive integer; the same applies hereinafter). “Notch” indicates both the plurality of odd-numbered cutouts 73 and the plurality of even-numbered cutouts 75.
  • the plurality of even-numbered notch portions 75 are periodically formed in the even-numbered flow path wall 72-1 every period T.
  • the other even-numbered channel walls different from the even-numbered channel walls 72-1 are also similar to the even-numbered channel walls 72-1.
  • FIG. 9 schematically shows a plurality of odd-numbered flow path walls 71-1 to 71-n1 and a plurality of even-numbered flow path walls 72-1 to 72-n2 formed in the partition wall heat exchanger according to the second embodiment. It is explanatory drawing shown in.
  • one odd-numbered channel wall element 74-1 of the plurality of odd-numbered channel wall elements 74-1 to 74-m1 of the odd-numbered channel wall 71-1 is The sine curve 51 along the odd-numbered flow path wall 71-1 is formed so that the phase thereof overlaps a portion corresponding to a range of 240 ° from ⁇ / 3 to 5 ⁇ / 3.
  • the odd-numbered flow path wall element 74-1 is formed so as to overlap the portion of the sine curve 51 whose phase is ⁇ / 2 and the portion of 3 ⁇ / 2, and the maximal point and the minimal point of the sine curve 51 are formed. It is formed so that it may overlap with the part corresponding to each.
  • the other odd-numbered channel wall elements different from the odd-numbered channel wall element 74-1 among the plurality of odd-numbered channel wall elements 74-1 to 74-m1 Similarly, using the integer i, the phase of the sine curve 51 along the odd-numbered flow path wall 71-1 overlaps the portion corresponding to the range of 240 ° from ⁇ / 3 + 2 ⁇ i to 5 ⁇ / 3 + 2 ⁇ i. Is formed.
  • One odd-numbered notch portion among the plurality of odd-numbered notch portions 73 is obtained by removing a portion of the sine curve 51 corresponding to a range of 120 ° from 5 ⁇ / 3 to 7 ⁇ / 3. It is formed.
  • the odd-numbered notch 73 formed in this way includes a portion of the sine curve 51 whose phase is 2 ⁇ , that is, includes an inflection point of the sine curve 51.
  • the other notch portions of the plurality of odd-numbered notch portions 73 include a portion of the sine curve 51 whose phase is 2 ⁇ i and overlap with the inflection point of the sine curve 51. Is formed.
  • the plurality of odd-numbered flow path walls 71-1 are arranged such that the plurality of odd-numbered flow path wall elements 74-1 to 74-m1 do not overlap the inflection points of the sine curve 51 whose phase is 2 ⁇ i.
  • a plurality of odd-numbered notches 73 are formed.
  • Other odd-numbered channel walls different from the odd-numbered channel walls 71-1 among the plurality of odd-numbered channel walls 71-1 to 71-n1 are formed in the same manner as the odd-numbered channel walls 71-1. ing.
  • One even-numbered flow path wall element 76-1 among the plurality of even-numbered flow path wall elements 76-1 to 76-m2 of the even-numbered flow path wall 72-1 has a phase of 4 ⁇ / It is formed so as to overlap with a portion corresponding to a range of 240 ° from 3 to 8 ⁇ / 3. That is, the even-numbered flow path wall element 76-1 is formed so as to overlap the portion of the sine curve 51 whose phase is 3 ⁇ / 2 and the portion of 5 ⁇ / 2, and the maximal point and the minimal point of the sine curve 51. It is formed so that it may overlap with the part corresponding to each.
  • even-numbered channel wall elements 76-1 to 76-m2 other even-numbered channel wall elements different from the even-numbered channel wall element 76-1 are also referred to as even-numbered channel wall elements 76-1.
  • the phase of the sine curve 51 along the even-numbered flow path wall 72-1 is formed so as to overlap a portion corresponding to a range of 240 ° from 4 ⁇ / 3 + 2 ⁇ i to 8 ⁇ / 3 + 2 ⁇ i.
  • One notch of the plurality of even-numbered notches 75 is formed by removing a portion of the sine curve 51 corresponding to a 120 ° range from 2 ⁇ / 3 to 4 ⁇ / 3.
  • the notch portion formed in this way is formed so as to include a portion of the sine curve 51 whose phase is ⁇ , that is, includes an inflection point of the sine curve 51.
  • the other cutout portions of the plurality of even-numbered cutout portions 75 include a portion corresponding to a range of 120 ° in the phase of the sine curve 51 from 2 ⁇ / 3 + 2 ⁇ i to 4 ⁇ / 3 + 2 ⁇ i.
  • the sine curve 51 is formed so as to overlap the inflection point.
  • the plurality of even-numbered flow path walls 72-1 are arranged such that the plurality of even-numbered flow path wall elements 76-1 to 76-m2 do not overlap with the inflection point where the phase of the sine curve 51 is ⁇ + 2 ⁇ i.
  • a plurality of even-numbered notch portions 75 are formed.
  • Other even-numbered channel walls different from the even-numbered channel walls 72-1 among the plurality of even-numbered channel walls 72-1 to 72-n2 are formed in the same manner as the even-numbered channel walls 72-1. ing.
  • FIG. 10 is a plan view showing an example of the odd-numbered flow path wall element 74-1.
  • the odd-numbered flow path wall element 74-1 includes a head portion 77 and a tail portion 78.
  • the head 77 forms one end 79 (corresponding to “an end adjacent to the notch”) of the odd-numbered flow path wall element 74-1 in the flow direction 29 and is adjacent to one odd-numbered notch 73. doing.
  • the head 77 is formed so as to become narrower toward one end 79 of the odd-numbered channel wall element 74-1, that is, the width gradually becomes smaller as it approaches the one end 79 of the odd-numbered channel wall element 74-1. It is formed to become.
  • the tail portion 78 forms the other end 80 (corresponding to the “end adjacent to the notch portion”) opposite to the one end 79 where the head portion 77 of the odd-numbered flow path wall element 74-1 is formed.
  • Two odd-numbered notch portions 73 are adjacent to each other.
  • the tail portion 78 is formed so as to become narrower toward the other end 80 in the flow direction 29 of the odd-numbered flow path wall element 74-1, that is, as it approaches the other end 80 of the odd-numbered flow path wall element 74-1,
  • the width is formed so as to be gradually reduced.
  • Other flow path wall elements different from the odd number flow path wall element 74-1 among the plurality of odd number flow path wall elements 74-1 to 74-m1 are formed in the same manner as the odd number flow path wall element 74-1. Has been.
  • the plurality of even-numbered channel wall elements 76-1 to 76-m2 are formed in the same manner as the plurality of odd-numbered channel wall elements 74-1 to 74-m1, and the plurality of even-numbered channel wall elements 76-1 to 76-m2 are formed.
  • Each of 76-m2 is formed of a mirror image symmetrical with the odd-numbered channel wall element 74-1. Thereby, for example, a portion is formed in which the end portions of the odd-numbered channel wall elements and the even-numbered channel wall elements adjacent in the span direction 44 overlap in the span direction. In FIG. 9, this overlapping portion is a portion where the phase of the end of each of the even-numbered channel wall element and the odd-numbered channel wall element is in the range of 60 °.
  • the second heat exchanger plate of the partition wall type heat exchanger of the second embodiment is a plurality of second flow path walls 62-of the second heat exchanger plates 31 of the partition wall type heat exchanger 1 of the first embodiment. 1 to 62-n are formed by replacing a plurality of odd-numbered flow path walls 71-1 to 71-n1 and a plurality of even-numbered flow path walls 72-1 to 72-n2. .
  • the first fluid flows through the plurality of first flow paths and the second fluid flows through the plurality of second flows, similarly to the partition wall heat exchanger 1 according to the first embodiment described above.
  • the heat is exchanged between the first fluid and the second fluid.
  • the partition wall heat exchanger of the second embodiment can locally disturb the first fluid and the second fluid locally, and the first fluid The heat transfer performance of heat exchange between the first fluid and the second fluid can be improved.
  • the wall surfaces of the plurality of odd-numbered flow path walls 71-1 to 71-n1 and the plurality of even-numbered flow path walls 72-1 to 72-n2 are sine curves.
  • the shapes of the plurality of odd-numbered flow path walls 71-1 to 71-n1 and the plurality of even-numbered flow path walls 72-1 to 72-n2 The work of optimizing can be facilitated.
  • the partition wall heat exchanger according to the second embodiment is the same as the partition wall heat exchanger according to the first embodiment described above, because the plurality of odd-numbered notch portions 73 and the plurality of even-numbered notch portions 75 are formed. In comparison, the frictional resistance when the first fluid flows through the plurality of first flow paths is reduced, and as a result, the pressure loss is reduced.
  • the partition wall heat exchanger is formed with a plurality of odd-numbered notch portions 73 and a plurality of even-numbered notch portions 75, thereby generating a so-called leading edge effect. Compared to the heat exchanger, the heat transfer coefficient between the first fluid and the first partition 45 and the second partition 61 can be improved.
  • the sinusoidal flow of the fluid is a plurality of odd-numbered flow path wall elements 74 that are portions where the centrifugal force acting on the flowing fluid is large before and after the maximum point or the portion overlapping the minimum point of the sinusoidal curve 51 of the flow path wall. -1 to 74-m1 and a plurality of even-numbered flow path wall elements 76-1 to 76-m2. Therefore, even if the portions having a small centrifugal force acting on the flowing fluid overlapping the inflection point of the sine curve 51 are removed to form the plurality of odd-numbered cutout portions 73 and the plurality of even-numbered cutout portions 75, they are sinusoidal. The flow is not disturbed. By providing such a notch, it is possible to reduce frictional resistance due to the flow path wall when the fluid flows through the flow path while maintaining a sinusoidal flow.
  • Each of the plurality of flow path walls of the partition wall heat exchanger according to the second embodiment is divided into a plurality of flow path wall elements by forming a plurality of notches for each period of a sine curve.
  • the plurality of notches indicate both a plurality of odd-numbered notches 73 and a plurality of even-numbered notches 75. That is, in each of the plurality of odd-numbered flow path walls 71-1 to 71-n1, a plurality of odd-numbered notch portions 73 are formed for each period of the sinusoidal curve, whereby a plurality of odd-numbered flow path wall elements 74 are formed. -1 to 74-m1.
  • the plurality of odd-numbered notch portions 73 overlap the inflection points of the sine curve 51.
  • the maximum point and the minimum point of the sine curve 51 overlap with the wall surfaces formed on the plurality of odd-numbered flow path wall elements 74-1 to 74-m1, respectively.
  • Each of the plurality of even-numbered flow path walls 72-1 to 72-n2 has a plurality of even-numbered notch portions 75 formed for each period of the sinusoidal curve, whereby a plurality of even-numbered flow path wall elements 76-1 are formed. It is divided into ⁇ 76-m2.
  • the plurality of even-numbered notch portions 75 overlap the inflection points of the sine curve 51.
  • the maximum point and the minimum point of the sine curve 51 overlap with the wall surfaces formed in the plurality of even-numbered flow path wall elements 76-1 to 76-m2.
  • Such a partition wall type heat exchanger has a plurality of odd-numbered notch portions 73 formed in a plurality of odd-numbered flow path walls 71-1 to 71-n1, so that when the first fluid flows, The frictional force received from the odd-numbered flow path walls 71-1 to 71-n1 can be reduced.
  • the partition wall heat exchanger according to the second embodiment has a plurality of odd-numbered flow path walls by reducing a frictional force acting between the plurality of odd-numbered flow path walls 71-1 to 71-n1 and the first fluid. The flow resistance of the plurality of first flow paths formed between 71-1 to 71-n1 can be reduced.
  • a plurality of odd-numbered channel wall elements 74-1 to 74-m1 are formed, so that the working fluid is adjacent to the edge (notch portion) of the channel wall element. Giving the opportunity to come into contact with the head 77 and the tail 78 which become the end), so-called leading edge effect is generated, and the heat transfer coefficient between the first fluid and the first partition 45 and the second partition 61 is improved. be able to.
  • the plurality of odd-numbered flow path wall elements 74-1 to 74-m1 of the partition wall heat exchanger according to the second embodiment are formed so that the width gradually decreases as they approach the end.
  • Such a partition heat exchanger has a width that gradually decreases as the heads 77 and tails 78 of the plurality of odd-numbered channel wall elements 74-1 to 74-m1 approach the ends. The shape loss due to the plurality of odd-numbered flow path wall elements 74-1 to 74-m1 when one fluid flows can be reduced.
  • the plurality of odd-numbered flow path wall elements 74-1 to 74-m1 and the plurality of even-numbered flow path wall elements 76-1 to 76-m2 of the partition wall heat exchanger of Example 2 are arranged in the span direction 44. A portion where the ends of adjacent ones overlap in the span direction 44 is formed. Thereby, the width of the channel having no overlapping portion is wide, the width of the channel having the overlapping portion is narrowed, and the change in the width of the channel is periodically repeated.
  • the periodic change in the width of the flow path gives periodic disturbance to the fluid flowing through the flow path, and the first fluid and the first partition 45 are compared with the partition heat exchanger of the first embodiment described above.
  • the heat transfer coefficient between the second partition wall 61 and the second partition wall 61 can be improved.
  • the flow path walls 71-1 to 71-n1 and 72-1 to 72-n2 are formed by the local continuous disturbance of the fluid due to the periodic change of the width and the provision of the notches 73 and 75.
  • the leading edge effect of the flow path wall elements 74-1 to 74 -m 1 and 76-1 to 76 -m 2 further transmission is achieved as compared to the partition wall heat exchanger of Example 1 described above.
  • the thermal performance can be improved.
  • the partition wall heat exchanger according to the third embodiment includes a plurality of odd-numbered flow path walls 71-1 to 71-n1 of the partition wall heat exchanger according to the second embodiment described above.
  • the plurality of even-numbered channel walls 81-1 to 81-n1 are replaced with the plurality of even-numbered channel walls 72-1 to 72-n2.
  • FIG. 11 is a plan view showing a plurality of odd-numbered flow path walls 81-1 to 81-n1 and a plurality of even-numbered flow path walls 82-1 to 82-n2 formed in the partition wall heat exchanger of the third embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view showing a plurality of odd-numbered flow path walls 81-1 to 81-n1 and a plurality of even-numbered flow path walls 82-1 to 82-n2 formed in the partition wall heat exchanger of the third embodiment.
  • the plurality of odd-numbered channel walls 81-1 to 81-n1 and the plurality of even-numbered channel walls 82-1 to 82-n2 are the same as the plurality of odd-numbered channel walls 71-1 to 71-n1 described above.
  • the first heat exchange flow path recesses 26 are formed in the first heat exchange flow path recesses 26, one of each being arranged at a predetermined pitch P in the span direction 44. It is formed so as to overlap one of the sine curves 51.
  • One odd-numbered flow path wall 81-1 among the plurality of odd-numbered flow-path walls 81-1 to 81-n1 has a plurality of odd-numbered cutouts in the same manner as the odd-numbered flow-path wall 71-1.
  • a portion 73 is formed and divided into a plurality of odd-numbered channel wall elements 83-1 to 83-m1.
  • One even-numbered channel wall 82-1 of the plurality of even-numbered channel walls 82-1 to 82-n2 has a plurality of even-numbered notches in the same manner as the even-numbered channel wall 72-1 described above.
  • a portion 75 is formed and divided into a plurality of even-numbered channel wall elements 84-1 to 84-m2.
  • FIG. 12 schematically shows a plurality of odd-numbered channel walls 81-1 to 81-n1 and a plurality of even-numbered channel walls 82-1 to 82-n2 formed in the partition wall heat exchanger according to the third embodiment. It is explanatory drawing shown in.
  • One odd-numbered channel wall element 83-1 of the plurality of odd-numbered channel wall elements 83-1 to 83-m1 is formed of an odd-numbered channel wall element 83-1 as shown in FIG.
  • an element notch 89 (corresponding to the “element notch”) is formed and divided into two.
  • odd-numbered channel wall elements different from the odd-numbered channel wall element 83-1 among the plurality of odd-numbered channel wall elements 83-1 to 83-m1 are the same as the odd-numbered channel wall element 83-1. Then, by removing a part of each, the element notch 89 is formed and divided into two.
  • the element notch 89 is formed in the odd-numbered flow path wall element 83-1 so as to overlap the inflection point of the sine curve 51 whose phase is ⁇ + 2 ⁇ i.
  • the phase of the sine curve 51 is 5 ⁇ . It is formed so as to overlap a portion corresponding to a range of 60 ° from / 6 + 2 ⁇ i to 7 ⁇ / 6 + 2 ⁇ i.
  • the plurality of odd-numbered channel wall elements 83-1 to 83-m1 are formed so as to overlap portions corresponding to the local maximum point and the local minimum point of the sine curve 51, respectively.
  • One even-numbered channel wall element 84-1 of the plurality of even-numbered channel wall elements 84-1 to 84-m2 is the same as the odd-numbered channel wall element 83-1 and is even-numbered channel wall.
  • an element notch 90 (corresponding to the “element notch”) is formed and divided into two.
  • Other even-numbered channel wall elements different from the even-numbered channel wall element 84-1 among the plurality of even-numbered channel wall elements 84-1 to 84-m2 are the same as the even-numbered channel wall element 84-1. Then, by removing a part of each, the element notch 90 is formed and divided into two.
  • the element notch 90 is formed in the even-numbered flow path wall element 84-1 so as to overlap the inflection point where the phase of the sine curve 51 is 2 ⁇ i.
  • the phase of the sine curve 51 is ⁇ It is formed so as to overlap a portion corresponding to a range of 60 ° from ⁇ / 6 + 2 ⁇ i to ⁇ / 6 + 2 ⁇ i.
  • the plurality of even-numbered channel wall elements 84-1 to 84-m2 are formed so as to overlap portions corresponding to the local maximum point and the local minimum point of the sine curve 51, respectively.
  • FIG. 13 is a plan view showing the odd-numbered flow path wall element 83-1.
  • the odd-numbered flow path wall element 83-1 is formed along the sine curve 51 in the same manner as the odd-numbered flow path wall element 74-1 described above. And a tail portion 78.
  • the odd-numbered flow path wall element 83-1 includes a head-side edge portion 85 and a tail-side edge portion 86.
  • the head-side edge portion 85 is adjacent to the element notch 89 and is disposed closer to the head 77 than the element notch 89.
  • the head-side edge portion 85 is formed with a head-side end surface 87 that faces the in-element cutout portion 89.
  • the head-side end face 87 is formed along a plane orthogonal to the sine curve 51.
  • the tail side edge portion 86 is arranged on the tail portion 78 side from the element inner notch portion 89, and a tail side end surface 88 facing the element notch portion 89 is formed.
  • the tail side end face 88 is formed along a plane orthogonal to the sine curve 51.
  • the odd-numbered channel wall element different from the odd-numbered channel wall element 83-1 among the plurality of odd-numbered channel wall elements 83-1 to 83-m1 is the same as the odd-numbered channel wall element 83-1.
  • An element notch 89 that overlaps the inflection point of the sinusoid along the odd-numbered flow path wall element is formed.
  • the plurality of even-numbered channel wall elements 84-1 to 84-m2 are formed in the same manner as the plurality of odd-numbered channel wall elements 83-1 to 83-m1, and the plurality of even-numbered channel wall elements 84-1 to 84-m1.
  • Each of 84-m2 is formed of a mirror image symmetrical with the odd-numbered channel wall element 83-1.
  • the first fluid flows through the plurality of first flow paths and the second fluid flows through the plurality of second flow paths in the same manner as the partition wall heat exchanger according to the second embodiment.
  • the partition wall heat exchanger according to the third embodiment like the partition wall heat exchanger according to the above-described second embodiment, can locally disturb the first fluid and the second fluid at all times. The heat transfer performance for exchanging heat with the second fluid can be improved.
  • the wall surfaces of the plurality of odd-numbered flow path walls 81-1 to 81-n1 and the plurality of even-numbered flow path walls 82-1 to 82-n2 are along a sine curve.
  • the shapes of the plurality of odd-numbered channel walls 81-1 to 81-n1 and the plurality of even-numbered channel walls 82-1 to 82-n2 are as follows. The optimization work can be facilitated.
  • the partition wall heat exchanger according to the third embodiment has a plurality of first cutouts 89, so that the first fluid has a plurality of first fluids as compared with the partition wall heat exchanger according to the second embodiment described above. Frictional resistance when flowing through the first flow path is reduced, and pressure loss is reduced.
  • the partition wall heat exchanger according to the third embodiment generates a so-called leading edge effect by the head-side edge portion 85 and the tail-side edge portion 86 as compared with the above-described partition wall heat exchanger according to the second embodiment. An opportunity can be increased and the heat transfer rate between the first fluid and the first partition 45 and the second partition 61 can be improved.
  • the partition wall type heat exchanger according to the third embodiment can improve the heat transfer coefficient between the second fluid and the first partition wall 45 and the second partition wall 61.
  • FIG. 14 is a plan view showing one odd-numbered channel wall element 91 among a plurality of odd-numbered channel wall elements formed in the partition wall heat exchanger according to the fourth embodiment.
  • the odd-numbered flow path wall element 91 is formed in the same manner as the odd-numbered flow path wall element 83-1 described above, and includes a head portion 77 and a tail portion 78.
  • the odd-numbered channel wall element 91 further includes an intermediate channel wall element 92 (corresponding to “intermediate channel wall element”).
  • the intermediate flow path wall element 92 is formed in a cylindrical shape.
  • the intermediate flow path wall element 92 is disposed in a region where the element notch 89 is formed, and is disposed so as to overlap the inflection point of the sine curve 51 along which the odd-numbered flow path wall element 91 is formed. Note that the odd-numbered flow path wall element 91 is provided with the intermediate flow path wall element 92, so that the odd-numbered flow path wall element 91 and the head-side edge portion 85 are compared with the partition wall type heat exchanger of Example 3 shown in FIG.
  • the length D of the element notch 89 which is the distance from the tail edge 86, can be increased.
  • Other channel wall elements different from the odd-numbered channel wall element 91 among the plurality of channel wall elements also include the intermediate channel wall element 92, similarly to the odd-numbered channel wall element 91. That is, the intermediate flow path wall element 92 is periodically formed at each period T on each of the plurality of flow path walls of the partition wall heat exchanger of the third embodiment described above.
  • the plurality of even-numbered channel wall elements are formed in the same manner as the plurality of odd-numbered channel wall elements, and each of the plurality of even-numbered channel wall elements is mirror-symmetrical with the odd-numbered channel wall element 91. Is formed.
  • the partition-type heat exchanger of Example 4 performs heat exchange between the first fluid and the second fluid in the same manner as the partition-type heat exchanger of Example 3 described above.
  • the partition wall heat exchanger according to the fourth embodiment like the partition wall heat exchanger according to the above-described third embodiment, can locally and constantly disturb the first fluid and the second fluid. The heat transfer performance for exchanging heat with the second fluid can be improved.
  • the partition-type heat exchanger of Example 4 is formed by forming the intermediate flow path wall element 92 and increasing the length D of the notch 89 in the element, compared with the partition-type heat exchanger of Example 3, The frictional resistance due to the flow path wall when the fluid flows through the flow path can be reduced. Further, the intermediate flow path wall element 92 guides the flow of fluid flowing along the odd-numbered flow path wall element 91, and the strength of the flow path wall is reduced by increasing the length D of the notch 89 in the element. Reinforce.
  • the intermediate flow path wall element 92 is disposed so as to overlap the inflection point of the sine curve 51 along which the odd-numbered flow path wall element 91 follows, but may be formed so as not to overlap the inflection point. . Even when the intermediate flow path wall element 92 is formed so as not to overlap the inflection point, the intermediate flow path wall element 92 is disposed in the region where the element notch 89 is formed, so that the head side edge portion 85 and the tail side The impact which the edge part 86 receives from a 1st fluid can be reduced. Further, the intermediate flow path wall element 92 is formed in a columnar shape, but may be formed in a shape other than the columnar shape. Even when the intermediate flow path wall element 92 is formed in a shape other than the columnar shape, the impact received by the head-side edge portion 85 and the tail-side edge portion 86 from the first fluid can be reduced.
  • FIG. 15 is a graph showing the heat passage rate K and the product KA of the heat passage rate K and the heat transfer area in the partition wall heat exchanger of Example 4 and the partition wall heat exchanger of the comparative example.
  • the partition wall heat exchanger of the comparative example is a so-called plate heat exchanger.
  • the graph of FIG. 15 shows that the product KA in the partition wall heat exchanger of Example 4 and the product KA in the partition wall heat exchanger of the comparative example are approximately the same. It has shown that it has a heat exchange capability equivalent to the partition wall type heat exchanger of Example 4.
  • the graph of FIG. 15 shows that the heat transfer rate K of the partition wall heat exchanger of Example 4 is approximately 10 times the heat transfer rate K of the partition wall heat exchanger of the comparative example.
  • the heat transfer rate K of the heat exchanger of the type is larger than the heat transfer rate K of the partition wall heat exchanger of the comparative example. That is, the graph of FIG. 15 shows that the partition wall heat exchanger of Example 4 performs heat exchange as compared to the plate heat exchanger having the same heat exchange capacity as the partition wall heat exchanger of Example 4. It shows that the thermal performance is high.
  • FIG. 16 is a graph showing the pressure loss of the partition wall heat exchanger of Example 4 and the pressure loss of the partition wall heat exchanger of the comparative example.
  • the graph of FIG. 16 shows that the pressure loss of the partition wall heat exchanger of Example 4 is 44% of the pressure loss of the partition wall heat exchanger of the comparative example, and the partition wall heat exchanger of Example 4 It shows that the pressure loss can be reduced as compared with the partition wall heat exchanger of the comparative example.
  • the reason why the pressure loss of the partition wall type heat exchanger of Example 4 is reduced is that the hydraulic diameter of the flow path of the partition wall type heat exchanger of Example 4 is smaller than 1.0 mm. It is mentioned that it is smaller than the hydraulic diameter of a flow path.
  • a plurality of odd-numbered notch portions 73 and a plurality of in-element notch portions 89 are further formed on a plurality of odd-numbered flow path walls.
  • a plurality of even-numbered notch portions 75 and a plurality of in-element notch portions 90 are formed on a plurality of even-numbered flow path walls.
  • the plurality of first flow path walls 48-1 to 48-n of the partition wall type heat exchanger of the embodiment have a first side flow path wall surface 52 and a second side flow path wall surface 53, which are a plurality of first flow paths.
  • the walls 48-1 to 48-n are formed along two sine curves obtained by offsetting the overlapping sine curve 51, but may be formed along two sine curves obtained by changing the amplitude of the sine curve 51.
  • FIG. 17 is a plan view showing a part of one flow path wall included in the partition wall heat exchanger according to the modification. As shown in FIG. 17, the flow path wall 101 is formed along the sine curve 51, and is formed of a plurality of first side portions 103 and a plurality of second side portions 104.
  • the plurality of first side portions 103 overlaps a portion of the sine curve 51 that is convex upward.
  • the plurality of second side portions 104 overlaps a portion of the sine curve 51 that is convex downward.
  • the plurality of first side portions 103 are formed with a first convex flow channel wall surface 105 and a first concave flow channel wall surface 106.
  • the first convex flow channel wall surface 105 is formed on the first side wall 46 side of the plurality of first side portions 103.
  • the first concave flow path wall surface 106 is formed on the second side wall 47 side of the plurality of first side portions 103.
  • a second convex flow channel wall surface 107 and a second concave flow channel wall surface 108 are formed in the plurality of second side portions 104.
  • the second convex flow path wall surface 107 is formed on the second side wall 47 side of the plurality of second side portions 104.
  • the second concave flow channel wall surface 108 is formed on the first side wall 46 side of the plurality of second side portions 104.
  • the first convex flow channel wall surface 105 and the second convex flow channel wall surface 107 are formed so as to follow one sine curve 111 (corresponding to “first sine curve”). Yes.
  • the sine curve 111 is formed so that the cycle of the sine curve 111 is equal to the cycle of the sine curve 51. Furthermore, the sine curve 111 is, for example, a numerical multiple that exceeds the amplitude A of the sine curve 51 by 1 (eg, 1.. 2).
  • the sine curve 111 further intersects the sine curve 51 so that the inflection points of the sine curve 111 overlap the inflection points of the sine curve 51 and the inflection points of the sine curve 111. Is formed.
  • the first concave flow channel wall surface 106 and the second concave flow channel wall surface 108 are formed so as to follow one sine curve 112 (corresponding to “second sine curve”). Yes.
  • the sine curve 112 is formed so that the cycle of the sine curve 112 is equal to the cycle of the sine curve 51.
  • the sine curve 112 is further configured such that, for example, the amplitude of the sine curve 112 is smaller than the amplitude A of the sine curve 51 by a positive numerical multiple less than 1 (eg, 0.8 times). That is, the sine curve 112 is formed so that the cycle of the sine curve 112 is equal to the cycle of the sine curve 111 and the amplitude of the sine curve 112 is smaller than the amplitude of the sine curve 111.
  • the sine curve 112 further intersects the sine curve 51 so that the inflection points of the sine curve 112 overlap the inflection points of the sine curve 51 and at the inflection points of the sine curve 112. Is formed. That is, the sine curve 112 intersects the sine curve 111 so that the inflection points of the sine curve 112 overlap the inflection points of the sine curve 111 and the inflection points of the sine curve 112. Is formed.
  • the partition wall heat exchanger can change the direction in which the first fluid flows in the plurality of first flow paths even when the plurality of first flow path walls are replaced with the flow path walls 101. Such a partition wall type heat exchanger can further change the speed of the first fluid flowing through the plurality of first flow paths because the plurality of first flow paths have different cross-sectional areas depending on the positions. Further, the partition wall heat exchanger can change the direction in which the second fluid flows in the plurality of second flow paths even when the plurality of second flow path walls are replaced with the flow path walls 101. Such a partition wall type heat exchanger can further change the speed of the second fluid flowing through the plurality of second flow paths because the plurality of second flow paths have different cross-sectional areas depending on the positions.
  • such a partition wall heat exchanger has the first fluid and the second fluid flowing through the plurality of first channels and the plurality of second channels, respectively, as in the partition wall heat exchanger of the above-described embodiment. It is possible to improve the heat transfer performance in which the two fluids are constantly disturbed locally to exchange heat between the first fluid and the second fluid.
  • Such a partition heat exchanger reduces frictional resistance by providing a plurality of notches and intermediate flow path wall elements on the flow path wall 101 in the same manner as the partition heat exchanger of the above-described embodiments. The leading edge effect and the reduction in shape loss can be realized, and the heat transfer performance for exchanging heat between the first fluid and the second fluid can be improved.
  • Such a partition wall type heat exchanger further includes a plurality of first channels, like the partition wall heat exchanger of the above-described embodiment, because the wall surface of the channel wall 101 follows a sinusoidal curve.
  • the input / change operation of the shape with the plurality of second flow paths can be facilitated, and the optimization of the shape by computer simulation can be facilitated.
  • the plurality of first flow path walls and the plurality of second flow path walls are further reduced in width as they approach the inflection point of the sine curve, and are sharpened at portions that overlap the inflection point of the sine curve. .
  • the head portion 77 and the tail portion 78 of the flow path wall elements of the partition wall type heat exchangers according to the second to fourth embodiments include the plurality of first flow path walls and the plurality of second flow path walls.
  • the width can be formed so as to decrease more gradually as the end of the channel wall element is approached.
  • Such a partition wall type heat exchanger has a wall surface of the flow path wall element formed more gently, so that the first flow rate can be compared with the partition wall type heat exchangers of Examples 2 to 4 described above.
  • the shape loss expressed by the shape loss coefficient which is one of the pressure losses in the fluid dynamics, can be reduced, and the pressure loss between the first flow path and the second flow path is reduced. be able to.
  • the partition wall heat exchangers of the above-described second to fourth embodiments are formed so that the head 77 and the tail 78 are sharp, but are formed so that the head 77 and the tail 78 are not sharp. May be.
  • both the first side wall surface 41 and the second side wall surface 42 are along the sine curve, but may not be along the sine curve.
  • the side wall surface 41 and the second side wall surface 42 may be formed substantially flat. Even in these cases, the partition wall heat exchanger can improve the heat transfer performance by constantly disturbing the fluid locally because the wall surfaces of the plurality of flow path walls follow a sinusoidal curve.
  • work which optimizes the shape of a some channel wall can be made easy.
  • the embodiment has been described above, but the embodiment is not limited by the above-described content.
  • the above-described constituent elements include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range.
  • the above-described components can be appropriately combined.
  • at least one of various omissions, substitutions, and changes of the components can be made without departing from the scope of the embodiments.
  • partition wall heat exchanger 41 first side wall surface 42: second side wall surface 45: first partition wall 46: first side wall 47: second side wall 48-1 to 48-n: a plurality of first flow path walls 51 : Sinusoidal curve 52: First side channel wall surface 53: Second side channel wall surface 61: Second partition wall 62-1 to 62-n: Multiple second channel walls 65: First channel 66: Second flow Path 67: First space 68: Second space 71-1 to 71-n1: Plural odd number flow path walls 72-1 to 72-n2: Plural even number flow path walls 73: Odd number notch 74- 1 to 74-m1: a plurality of odd-numbered channel wall elements 75: even-numbered notch portions 76-1 to 76-m2: a plurality of even-numbered channel wall elements 79: one end 80: the other end 81-1 to 81- n1: Plural odd-numbered channel walls 82-1 to 82-n2: Plural even-numbered channel walls 83-1 to 83-m1: Plural odd

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Abstract

隔壁式熱交換器は、第1隔壁(45)と、第2隔壁(61)と、第1隔壁(45)と第2隔壁(61)との間に形成される空間を複数の第1流路(65)に分割する複数の第1流路壁(48-1~48-n)とを備えている。このとき、第1隔壁(45)と第2隔壁(61)とは、複数の第1流路(65)を流れる第1流体と異なる第2流体が流れる複数の第2流路(66)から複数の第1流路(65)を隔てている。複数の第1流路壁(48-1~48-n)は、複数の正弦曲線にそれぞれ沿う複数の第1側流路壁面(52)と複数の第2側流路壁面(53)とが形成されている。

Description

隔壁式熱交換器
 本開示の技術は、隔壁式熱交換器に関する。
 隔壁により隔てられた流体の間で熱交換を行わせる隔壁式熱交換器が知られている。このような隔壁式熱交換器は、熱コンダクタンス平衡条件を考慮して、各々の流体の熱交換に必要な伝熱面積を決定することにより、コンパクト化が可能である(特許文献1参照)。
特開2009-68736号公報
 一方で、従来の隔壁式熱交換器では、熱交換器の伝熱性能を向上させる伝熱面の形状の開発が試行錯誤により進められている。このため、隔壁式熱交換器は、伝熱面の形状を最適化することが困難であるという問題がある。
 開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、熱交換器のコンパクト化を可能にするとともに、伝熱性能を向上させる形状の伝熱面を有する隔壁式熱交換器を提供することを目的とする。
 開示の技術では、隔壁式熱交換器は、第1隔壁と、第2隔壁と、前記第1隔壁と前記第2隔壁との間に形成される空間を複数の第1流路に分割する複数の流路壁とを備えている。前記第1隔壁と前記第2隔壁とは、前記複数の第1流路を流れる第1流体と異なる第2流体が流れる複数の第2流路から前記複数の第1流路を隔てている。前記複数の流路壁は、正弦曲線に沿う壁面が形成されている。
 開示の隔壁式熱交換器は、熱交換器をコンパクト化するとともに、その伝熱性能を向上させることができる。
図1は、実施例1の隔壁式熱交換器を示す斜視図である。 図2は、熱交換器本体を示す分解斜視図である。 図3は、複数の第1熱交換器板のうちの1つの第1熱交換器板を示す平面図である。 図4は、複数の第2熱交換器板のうちの1つの第2熱交換器板を示す平面図である。 図5は、第1熱交換流路用凹部を示す平面図である。 図6は、複数の第1流路壁のうちの隣り合う2つの流路壁を示す平面図である。 図7は、図2のA-A断面拡大図である。 図8は、実施例2の隔壁式熱交換器に形成される複数の奇数番流路壁と複数の偶数番流路壁とを示す平面図である。 図9は、実施例2の隔壁式熱交換器に形成される複数の奇数番流路壁と複数の偶数番流路壁とを概略的に示す説明図である。 図10は、奇数番流路壁要素を示す平面図である。 図11は、実施例3の隔壁式熱交換器に形成される複数の奇数番流路壁を示す平面図である。 図12は、実施例3の隔壁式熱交換器に形成される複数の奇数番流路壁と複数の偶数番流路壁とを概略的に示す説明図である。 図13は、奇数番流路壁要素を示す平面図である。 図14は、実施例4の隔壁式熱交換器に形成される複数の奇数番流路壁要素のうちの1つの奇数番流路壁要素を示す平面図である。 図15は、実施例4の隔壁式熱交換器と比較例の隔壁式熱交換器とにおける、熱通過率Kと、熱通過率Kと伝熱面積との積KAとを示すグラフである。 図16は、実施例4の隔壁式熱交換器の圧力損失と比較例の隔壁式熱交換器の圧力損失とを示すグラフである。 図17は、変形例の隔壁式熱交換器が備える1つの流路壁の一部を示す平面図である。
 以下に、本願が開示する実施形態にかかる隔壁式熱交換器について、図面を参照して説明する。なお、以下の記載により本願が開示する技術が限定されるものではない。また、以下の記載においては、同一の構成要素に同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。
 図1は、実施例1の隔壁式熱交換器1を示す斜視図である。実施例1の隔壁式熱交換器1は、図1に示されているように、熱交換器本体2と第1流入管5と第1流出管6と第2流入管7と第2流出管8とを備えている。第1流入管5は、第1流体を熱交換器本体2に流入させる。第1流出管6は、熱交換器本体2で第2流体と熱交換された第1流体を熱交換器本体2から外部に流出させる。第2流入管7は、第2流体を熱交換器本体2に流入させる。第2流出管8は、熱交換器本体2で第1流体と熱交換された第2流体を熱交換器本体2から外部に流出させる。
 図2は、熱交換器本体2を示す分解斜視図である。図2の熱交換器本体2は、図1の隔壁式熱交換器1を第2流入管7または第2流出管8の管軸を中心に、180度回転させた図である。熱交換器本体2は、図2に示されているように、積層体10と第1端板11と第2端板12とを備えている。積層体10は、柱体に形成されている。第1端板11は、柱体である積層体10の一方の底面S1を覆い、積層体10に固定されている。第2端板12は、柱体である積層体10の底面S1の反対側の他方の底面S2を覆い、積層体10に固定されている。
 熱交換器本体2は、第1流入室14と第1流出室15と第2流入室16と第2流出室17とが形成されている。第1流入室14と第1流出室15と第2流入室16と第2流出室17とは、後述する積層体10の積層方向20に積層体10を貫通する4つの貫通孔の両端が第1端板11と第2端板12とによりそれぞれ閉塞されることにより、形成されている。
 積層体10は、さらに、第1流出孔18と第2流出孔19とが形成されている。第1流出孔18は、積層体10の側面のうちの第1流出室15の近傍に形成され、第1流出室15と熱交換器本体2の外部とを接続している。このとき、第1流出管6は、一端が第1流出孔18に挿入されて第1流出室15に臨むように積層体10に固定され、他端が熱交換器本体2の外部に配置される。第2流出孔19は、積層体10の側面のうちの第2流出室17の近傍に形成され、第2流出室17の内部と熱交換器本体2の外部とを接続している。このとき、第2流出管8は、一端が第2流出孔19に挿入されて第2流出室17に臨むように積層体10に固定され、他端が熱交換器本体2の外部に配置される。
 積層体10は、さらに、図示されていない第1流入孔と第2流入孔とが形成されている。第1流入孔は、積層体10の側面のうちの第1流入室14の近傍に形成され、第1流入室14の内部と熱交換器本体2の外部とを接続している。このとき、第1流入管5は、一端が第1流入孔に挿入されて第1流入室14に臨むように積層体10に固定され、他端が熱交換器本体2の外部に配置される。第2流入孔は、積層体10の側面のうちの第2流入室16の近傍に形成され、第2流入室16の内部と熱交換器本体2の外部とを接続している。このとき、第2流入管7は、一端が第2流入孔に挿入されて第2流入室16に臨むように積層体10に固定され、他端が熱交換器本体2の外部に配置される。
 積層体10は、複数の熱交換器板を有する。複数の熱交換器板は、それぞれ、板状に形成されている。複数の熱交換器板は、積層方向20に垂直に配置され、互いに密着するように積層されている。複数の熱交換器板は、複数の第1熱交換器板と複数の第2熱交換器板とを有する。第1熱交換器板と第2熱交換器板は交互に積層される。
 複数の第1熱交換器板は、互いに等しい形状に形成されている。図3は、複数の第1熱交換器板のうちの1つの第1熱交換器板21を示す平面図である。第1熱交換器板21は、図3に示されているように、第1流入室用孔22と第1流出室用孔23と第2流入室用孔24と第2流出室用孔25とが形成されている。第1流入室用孔22と第1流出室用孔23と第2流入室用孔24と第2流出室用孔25とは、それぞれ、第1熱交換器板21の一方の面S3から他方の面S4に貫通している。
 第1熱交換器板21は、一方の面S3に第1熱交換流路用凹部26と第1流入流路用凹部27と第1流出流路用凹部28とがさらに形成されている。第1熱交換流路用凹部26は、第1熱交換器板21の概ね中央に形成されている。第1流入流路用凹部27は、第1熱交換流路用凹部26と第1流入室用孔22との間に形成され、第1流入室用孔22に繋がり、第1熱交換流路用凹部26のうちの第1流入室用孔22の側の縁V1に繋がっている。第1流出流路用凹部28は、第1熱交換流路用凹部26と第1流出室用孔23との間に形成され、第1流出室用孔23に繋がり、第1熱交換流路用凹部26のうちの第1流入流路用凹部27に繋がる縁V1に対して流れ方向29の反対側の縁V2に繋がっている。流れ方向29は、第1熱交換流路用凹部26を第1流体が全体として流れる方向(後述する正弦波状の流路に沿って流れる第1流体の進行方向)を表し、積層方向20に垂直であり、すなわち、第1熱交換器板21に平行である。
 複数の第2熱交換器板は、互いに等しい形状に形成されている。図4は、複数の第2熱交換器板のうちの1つの第2熱交換器板31を示す平面図である。第2熱交換器板31は、図4に示されているように、第1流入室用孔32と第1流出室用孔33と第2流入室用孔34と第2流出室用孔35とが形成されている。第1流入室用孔32と第1流出室用孔33と第2流入室用孔34と第2流出室用孔35とは、それぞれ、第2熱交換器板31の一方の面S5から他方の面S6に貫通している。第1流入室用孔32は、複数の熱交換器板が適切に積層されたときに、第1熱交換器板21の第1流入室用孔22と繋がり第1流入室14を形成する。第1流出室用孔33は、複数の熱交換器板が適切に積層されたときに、第1熱交換器板21の第1流出室用孔23と繋がり第1流出室15を形成する。第2流入室用孔34は、複数の熱交換器板が適切に積層されたときに、第1熱交換器板21の第2流入室用孔24と繋がり第2流入室16を形成する。第2流出室用孔35は、複数の熱交換器板が適切に積層されたときに、第1熱交換器板21の第2流出室用孔25と繋がり第2流出室17を形成する。
 第2熱交換器板31は、一方の面S5に第2熱交換流路用凹部36と第2流入流路用凹部37と第2流出流路用凹部38とがさらに形成されている。第2熱交換流路用凹部36は、複数の熱交換器板が適切に積層されたときに、第1熱交換器板21の第1熱交換流路用凹部26と積層方向20に重なるように、第2熱交換器板31の概ね中央に形成されている。第2流入流路用凹部37は、第2流入室用孔34と第2熱交換流路用凹部36との間に形成され、第2流入室用孔34に繋がり、第2熱交換流路用凹部36のうちの第1流出室用孔33の側の縁V3に繋がっている。第2流出流路用凹部38は、第2流出室用孔35と第2熱交換流路用凹部36との間に形成され、第2流出室用孔35に繋がり、第2熱交換流路用凹部36のうちの第2流入流路用凹部37に繋がる縁V3に対して流れ方向29の反対側の縁V4に繋がっている。流れ方向29は、図3の流れ方向29と同じ方向である。図4では、流れ方向29は、第2流体が全体として第2熱交換流路用凹部36を流れる方向(後述する正弦波状の流路に沿って流れる第2流体の進行方向)を表し、積層方向20に垂直であり、すなわち、第2熱交換器板31に平行である。なお、第1流体、第2流体の流れる方向は可逆的であるため、図3、図4において流れ方向29は両矢印で示している。
 図5は、第1熱交換流路用凹部26を示す平面図である。第1熱交換器板21は、図5に示されているように、第1熱交換流路用凹部26が形成されることにより、第1側壁面41と第2側壁面42と底面43とが形成されている。第1側壁面41は、第1熱交換流路用凹部26のうちのスパン方向44の一方の縁に形成され、第1熱交換流路用凹部26の内壁面の一部を形成している。スパン方向44は、積層方向20に垂直であり、かつ、流れ方向29に垂直な方向である。第1側壁面41は、第1熱交換器板21が平行な平面に概ね垂直であり、すなわち、積層方向20に概ね平行である。第1側壁面41は、第1熱交換器板21に平行な平面に描かれる正弦曲線に沿うように、形成されている。第1側壁面41が沿う正弦曲線は、正弦関数により示される波形に等しく、振幅が流れ方向29に周期的になめらかに変化する。すなわち、その正弦関数は、変数xと変数yと振幅Aと周期Tとを用いて、次式(1)により表現される。
 y=Asin(2π/T・x)・・・(1)
 ここで、変数xは、流れ方向29における位置を示している。変数yは、スパン方向44における位置を示している。振幅Aは、1.0mmより小さい値、たとえば、0.6mmが例示される。周期Tとしては、3mmが例示される。
 第2側壁面42は、第1熱交換流路用凹部26のうちの第1側壁面41が形成される縁に対してスパン方向44の反対側の縁に形成され、第1熱交換流路用凹部26の内壁面の一部を形成している。第2側壁面42は、第1熱交換器板21が沿う平面に概ね垂直であり、すなわち、積層方向20に概ね平行である。第2側壁面42は、第1熱交換器板21が沿う平面に描かれる正弦曲線に沿うように、形成されている。第2側壁面42が沿う正弦曲線は、第1側壁面41が沿う正弦曲線と同じ正弦曲線である。すなわち、第2側壁面42が沿う正弦曲線の周期は、第1側壁面41が沿う正弦曲線の周期に等しく、かつ、第2側壁面42が沿う正弦曲線の振幅は、第1側壁面41が沿う正弦曲線の振幅に等しい。さらに、第2側壁面42が沿う正弦曲線のうちのある位相に対応する点の流れ方向29の位置は、第1側壁面41が沿う正弦曲線のうちのその位相に対応する点の流れ方向29の位置に等しい。
 底面43は、第1熱交換流路用凹部26の内壁面の一部を形成し、第1熱交換流路用凹部26の内壁面のうちの第1側壁面41と第2側壁面42とに挟まれた面を形成している。底面43は、第1熱交換器板21が平行な平面と平行に、形成されている。
 第1熱交換器板21は、第1隔壁45と第1側壁46と第2側壁47と複数の第1流路壁48-1~48-n(nは正の整数。以下同じ)とを備えている。第1隔壁45は、第1熱交換流路用凹部26の底部を形成し、すなわち、第1熱交換器板21のうちの底面43を形成する部分である。第1側壁46は、第1熱交換流路用凹部26の一方の側壁を形成し、すなわち、第1熱交換器板21のうちの第1側壁面41を形成する部分である。第2側壁47は、第1熱交換流路用凹部26の他方の側壁を形成し、すなわち、第1熱交換器板21のうちの第2側壁面42を形成する部分である。複数の第1流路壁48-1~48-nは、それぞれ、第1熱交換流路用凹部26の内部に配置され、底面43から積層方向20に突出するように第1隔壁45に形成されている。
 図6は、複数の第1流路壁48-1~48-nのうちの隣り合う2つの流路壁を示す平面図である。複数の第1流路壁48-1~48-nのうちの1つの第1流路壁48-1は、図6に示されているように、第1熱交換器板21に平行な平面に描かれた正弦曲線51に沿うように、形成されている。正弦曲線51は、式(1)で表現される第1側壁面41または第2側壁面42が沿う正弦曲線と同じ正弦曲線であり、振幅が流れ方向29に周期的になめらかに変化するように形成されている。すなわち、正弦曲線51の周期は、第1側壁面41または第2側壁面42が沿う正弦曲線の周期Tに等しく、正弦曲線51の振幅は、第1側壁面41または第2側壁面42が沿う正弦曲線の振幅Aに等しい。第1流路壁48-1は、第1側流路壁面52と第2側流路壁面53とを形成する。第1側流路壁面52は、第1流路壁48-1のうちの第1側壁46の側に形成されている。第1側流路壁面52は、第1熱交換器板21に平行な平面に描かれた正弦曲線(「第1正弦曲線」に対応)に沿うように、形成されている。第1側流路壁面52が沿う正弦曲線は、正弦曲線51と同じ正弦曲線であり、正弦曲線51をスパン方向44の第1側壁46の側にオフセット値yだけ平行移動させて配置した正弦曲線に重なるように形成されている。オフセット値yとしては、0.1mmが例示される。
 第2側流路壁面53は、第1流路壁48-1のうちの第2側壁47の側に形成されている。第2側流路壁面53は、正弦曲線51をスパン方向44の第2側壁47の側にオフセット値yだけ平行移動させた正弦曲線(「第2正弦曲線」に対応)に重なるように形成されている。第1側流路壁面52と第2側流路壁面53は第1熱交換器板21が沿う平面に概ね垂直であり、すなわち、積層方向20に概ね平行である。第1流路壁48-1は、このように形成されることにより、第1流路壁48-1のうちの正弦曲線51の変曲点に重なる部分の幅w(変曲点で正弦曲線51に直交する部分)が、第1流路壁48-1のうちの正弦曲線51の極大点または極小点に重なる部分の幅wより狭い。式(1)で表現される正弦曲線51の変曲点は、整数iを用いて、次式(2)により表現される位相θに対応する正弦関数のグラフの点に対応している。
 θ=πi・・・(2)
 また、正弦曲線51の極大点は、次式(3)により表現される位相θに対応する正弦関数のグラフの点に対応している。
 θ=π/2+2πi・・・(3)
 さらに、正弦曲線51の極小点は、次式(4)により表現される位相θに対応する正弦関数のグラフの点に対応している。
 θ=3π/2+2πi・・・(4)
 複数の第1流路壁48-1~48-nのうちの第1流路壁48-1の第2側壁47の側に配置される隣の第1流路壁48-2は、第1流路壁48-1と同様に、形成されている。すなわち、第1流路壁48-2は、正弦曲線51に沿うように形成され、第1側流路壁面52と第2側流路壁面53とが形成されている。さらに、第1流路壁48-2は、第1流路壁48-2が沿う正弦曲線51が、第1流路壁48-1が沿う正弦曲線51がスパン方向44に所定のピッチPだけ平行移動した正弦曲線に重なるように、配置されている。ピッチPとしては0.75mmが例示される。複数の第1流路壁48-1~48-nのうちの第1流路壁48-1と第1流路壁48-2とを除く他の第1流路壁に関しても、第1流路壁48-1と第1流路壁48-2と同様に、形成されている。すなわち、複数の第1流路壁48-1~48-nは、ピッチPで等間隔にスパン方向44に並ぶように、形成されている。
 第1熱交換器板21は、複数の第1流路壁48-1~48-nが形成されることにより、複数の溝が形成されている。各々の溝57は、複数の第1流路壁48-1~48-nのうちの隣り合う2つの第1流路壁の間に形成され、一方の第1流路壁の第1側流路壁面52と他方の第1流路壁の第2側流路壁面53との間に形成されている。溝57は、第1側流路壁面52と第2側流路壁面53とが同じ正弦曲線に沿っていることにより、正弦曲線51の変曲点に近い部分の幅wが、正弦曲線51の極大点または極小点に近い部分の幅wより狭くなるように、形成されている。
 第2熱交換器板31の第2熱交換流路用凹部36は、第1熱交換器板21の第1熱交換流路用凹部26と同様に形成されている。図7は、図2のA-A断面拡大図である。第2熱交換器板31は、図7に示されているように、第2隔壁61と複数の第2流路壁62-1~62-nとを備えている。第2隔壁61は、第1熱交換器板21の第1隔壁45と同様に、第2熱交換流路用凹部36の底部を形成し、すなわち、第2熱交換器板31に平行な底面63を形成する。複数の第2流路壁62-1~62-nは、第1熱交換器板21の複数の第1流路壁48-1~48-nと同様に、第2熱交換流路用凹部36の内部に配置され、底面63から積層方向20に突出するように第2隔壁61に形成されている。複数の第2流路壁62-1~62-nは、さらに、第1熱交換器板21の複数の第1流路壁48-1~48-nと形状が等しくなるように形成されている。第2熱交換器板31は、図示されていない2つの側壁をさらに備えている。2つの側壁は、第1熱交換器板21の第1側壁46と第2側壁47と同様に、第2熱交換流路用凹部36のうちのスパン方向44の両端にそれぞれ形成され、第2熱交換流路用凹部36の内壁面のうちの底面63を除いた2つの側壁面をそれぞれ形成している。
 複数の熱交換器板は、第1熱交換器板21の一方の面S3が、第2熱交換器板31の他方の面S6に接合され、第2熱交換器板31の一方の面S5が、第1熱交換器板21の他方の面S4に接合されることにより、積層される。すなわち、積層体10は、このように第1熱交換器板21と第2熱交換器板31とが交互に積層されている状態で、複数の熱交換器板が互いに接合されることにより形成されている。複数の第2流路壁62-1~62-nは、複数の熱交換器板が適切に積層されたときに、複数の第1流路壁48-1~48-nに積層方向20に重なるように、形成されている。複数の第1流路壁48-1~48-nの頭頂部S7は、第2隔壁61の他方の面S6に接合され、複数の第2流路壁62-1~62-nの頭頂部S8は、第1隔壁45の他方の面S4に接合されている。また、第1熱交換器板21の第1側壁46と第2側壁47とは、図示されていないが、複数の熱交換器板が適切に積層されたときに、第2熱交換器板31の2つの側壁に積層方向20にそれぞれ重なるように、形成されている。
 積層体10は、複数の熱交換器板が積層されることにより、複数の第1空間67と複数の第2空間68とが形成される。第1空間67は、第1熱交換器板21の第1熱交換流路用凹部26の内部であり、第1隔壁45と第2隔壁61との間に形成される空間である。複数の第1流路壁48-1~48-nは、第1熱交換流路用凹部26の内部の第1空間67を複数の第1流路65に分割している。複数の第1流路65は、複数の第1流路壁48-1~48-nと第1隔壁45と第2隔壁61とに囲まれている複数の流路を含んでいる。複数の第1流路65は、図示されていないが、さらに、第1側壁46と1つの流路壁48-1と第1隔壁45と第2隔壁61とに囲まれる流路と、第2側壁47と1つの流路壁48-nと第1隔壁45と第2隔壁61とに囲まれる流路とを含んでいる。
 第2空間68は、第2熱交換器板31の第2熱交換流路用凹部36の内部であり、第1隔壁45と第2隔壁61との間に形成される空間である。複数の第2流路壁62-1~62-nは、複数の第1流路壁48-1~48-nと同様に、第2熱交換流路用凹部36の内部の第2空間68を複数の第2流路66に分割している。複数の第2流路66は、複数の第2流路壁62-1~62-nと第1隔壁45と第2隔壁61とに囲まれている複数の流路を含んでいる。複数の第2流路66は、図示されていないが、さらに、2つの側壁の一方と複数の第2流路壁62-1~62-nのうちの1つの流路壁と第1隔壁45と第2隔壁61とに囲まれる流路と、2つの側壁の他方と複数の第2流路壁62-1~62-nのうちの1つの流路壁と第1隔壁45と第2隔壁61とに囲まれる流路とを含んでいる。第1流路65と第2流路66は、流体がスパン方向44に振動を繰り返しながら、流れ方向29を進行方向として流れる正弦波状の流路を形成する。
 このとき、第1流路65は、第1側流路壁面52と第2側流路壁面53との間に形成される溝57の幅が流路に沿った位置によって異なっていることにより、断面積が流路に沿った位置によって異なっている。第2流路66に関しても、第1流路65と同様に、断面積が位置によって異なっている。
 第1流路65は、最小第1流路幅Wc1と第1流路壁高さH1とを用いて、次式(5)が成立するように形成されている。
 2.5<Wc1/H1<6・・・(5)
 ここで、最小第1流路幅Wc1は、複数の第1流路壁48-1~48-nの間隔の最小値であり、複数の第1流路壁48-1~48-nのうちの隣り合う2つの流路壁間の距離の最小値を示し、すなわち、第1流路65の幅の最小値を示している。第1流路壁高さH1は、第1隔壁45と第2隔壁61との間隔を示し、第1熱交換流路用凹部26の深さを示し、複数の第1流路壁48-1~48-nの高さを示し、すなわち、第1流路65の積層方向20の高さを示している。第2流路66は、最小第2流路幅Wc2と第2流路壁高さH2とを用いて、次式(6)が成立するように形成されている。
 2.5<Wc2/H2<6・・・(6)
 ここで、最小第2流路幅Wc2は、複数の第2流路壁62-1~62-nの間隔の最小値であり、複数の第2流路壁62-1~62-nのうちの隣り合う2つの流路壁間の距離の最小値を示し、すなわち、第2流路66の幅の最小値を示している。第2流路壁高さH2は、第1隔壁45と第2隔壁61との間隔を示し、第2熱交換流路用凹部36の深さを示し、複数の第2流路壁62-1~62-nの高さを示し、すなわち、第2流路66の積層方向20の高さを示している。隔壁式熱交換器1は、Wc1/H1とWc2/H2とが6より小さいことにより流れる流体の圧力に対して十分な強度を確保し、複数の第1流路65に第1流体が流れ、複数の第2流路66に第2流体が流れるときに、第1隔壁45と第2隔壁61とが各々の流体の圧力により撓むことが防止される。隔壁式熱交換器1は、Wc1/H1とWc2/H2とが2.5より大きく、かつ、6より小さいことにより、第1流体および第2流体と第1隔壁45および第2隔壁61との間の熱伝達の伝熱性能の低下を抑制し、かつ、耐圧性能の低下を抑制することができる。作動流体の稼働条件に応じてこれらの設計パラメータをチューニングする。
 隔壁式熱交換器1は、さらに、第1流体と第2流体の一方が水、他方が冷媒(例示:R410A、R32)であるときに、第1流路65の水力直径が0.3mm以下になるように、かつ、第2流路66の水力直径が0.3mm以下になるように、形成されている。さらに、このとき、第1側流路壁面52と第2側流路壁面53とが沿う正弦曲線の振幅Aは、1.0mmより小さい大きさを示し、たとえば、0.6mmが例示される。その正弦曲線の周期Tとしては、3mmが例示される。隔壁式熱交換器1は、このように形成されることにより、水と冷媒との間で高い熱交換性能を得ることができる。
[実施例1の隔壁式熱交換器1の製造方法]
 隔壁式熱交換器1が作製される前に、複数の第1流路65と複数の第2流路66との形状が異なる、隔壁式熱交換器1の複数の数学モデルが作成される。その複数の数学モデルは、コンピュータシミュレーションに利用され、複数の第1流路65と複数の第2流路66とを流れる流体の挙動や熱交換器の伝熱性能を算出することに利用される。隔壁式熱交換器1は、その算出された流体の挙動や熱交換器の伝熱性能に基づいて、複数の第1流路と複数の第2流路とが適切な形状に形成されるように、設計される。
 隔壁式熱交換器1は、第1側流路壁面52と第2側流路壁面53とが単純な正弦曲線に沿っていることにより、少ないパラメータで複数の第1流路65と複数の第2流路66との形状を決定するためのコンピュータシミュレーションを行うことができる。そのパラメータとしては、周期T、振幅A、オフセット値y、ピッチPが例示される。隔壁式熱交換器1は、複数の第1流路65と複数の第2流路66との形状を決定するパラメータの数が少ないことにより、コンピュータシミュレーションを実行するときのコンピュータの演算量を低減し、コンピュータシミュレーションに要する時間を短縮することができる。このため、隔壁式熱交換器1は、複数の第1流路壁48-1~48-nと複数の第2流路壁62-1~62-nとの形状をコンピュータシミュレーションにより最適化する作業を容易化することができる。
 第1熱交換器板21と第2熱交換器板31とは、金属板がエッチングされることにより、作製される。この金属板の厚さとしては0.3mmが例示される。複数の熱交換器板は、第1端板11と第2端板12とともに、たとえば拡散接合により互いに接合される。このとき、第1熱交換器板21の第1流入室用孔22と第2熱交換器板31の第1流入室用孔32とは、第1端板11と第2端板12と複数の熱交換器板とが互いに接合されることにより、互いに接続され、第1流入室14を形成する。さらに、第1熱交換器板21の第1流出室用孔23と第2熱交換器板31の第1流出室用孔33とは、第1流出室15を形成する。第1熱交換器板21の第2流入室用孔24と第2熱交換器板31の第2流入室用孔34とは、第2流入室16を形成する。第1熱交換器板21の第2流出室用孔25と第2熱交換器板31の第2流出室用孔35とは、第2流出室17を形成する。
 第1流出孔18と第2流出孔19と第1流入孔と第2流入孔とは、第1端板11と第2端板12と積層された複数の熱交換器板とが互いに接合された後に、機械加工により形成される。第1流入管5と第1流出管6と第2流入管7と第2流出管8とは、第1流入孔と第1流出孔18と第2流入孔と第2流出孔19とにそれぞれ挿入された後に、たとえば溶接により熱交換器本体2に固定される。
[実施例1の隔壁式熱交換器1の動作]
 隔壁式熱交換器1は、第1流入管5を介して第1流体が第1流入室14に流入する。第1流体は、第1流入室14に流入した後に、複数の第1熱交換器板21にそれぞれ分配され、第1熱交換器板21に形成される第1流入流路用凹部27に流入する。第1流体は、第1流入流路用凹部27に流入した後に、第1流入流路用凹部27により流れの幅が第1流入室14の幅から第1熱交換流路用凹部26の幅に広げられ、第1熱交換流路用凹部26に形成された複数の第1流路65に流入する。第1流体は、複数の第1流路65を流れるときに、第1側流路壁面52と第2側流路壁面53とが正弦曲線に沿っていることにより、流れる方向が正弦波状に変化する。複数の第1流路壁48-1~48-nのうちの正弦曲線の極大点、または、極小点と重なる部分は、第1流体が流れる方向が他の部分に比べて急激に変化することにより、第1流体からより大きい応力を受ける。複数の第1流路壁48-1~48-nのうちの正弦曲線の極大点、または、極小点と重なる部分は、他の部分に比べて、流路壁の幅が大きく形成されている。これにより、第1流体から受ける応力に対する強度が他の部分より大きく、他の部分に比べて大きな応力に対して十分な強度を確保することができる。
 第1流体は、複数の第1流路65を流れるときに、さらに、複数の第1流路65の断面積が流路に沿った流れ方向の位置によって異なっていることにより、流れる速さが変化する。第1流体は、複数の第1流路65を流れるときに、流れる方向が正弦波状に変化し、流れる速さが変化することにより、局所的に常時攪乱される。隔壁式熱交換器1は、第1流体が局所的に常時攪乱されることにより、第1流体と第1隔壁45との間の熱伝達の熱抵抗を低減し、第1流体と第2隔壁61との間の熱伝達の熱抵抗を低減することができる。
 隔壁式熱交換器1は、さらに、第2流入管7を介して第2流体が第2流入室16に流入する。第2流体は、第2流入室16に流入した後に、複数の第2熱交換器板31にそれぞれ分配され、第2熱交換器板31に形成される第2流入流路用凹部37に流入する。第2流体は、第2流入流路用凹部37に流入した後に、第2流入流路用凹部37により流れの幅が第2流入室16の幅から第2熱交換流路用凹部36の幅に広げられ、第2熱交換流路用凹部36に形成された複数の第2流路66に流入する。このとき、第2流体は、第1流体が全体として流れ方向29を第1流入室14から第1流出室15に向かって流れることに対して、第1流体が流れる方向と反対方向に全体として流れ方向29を第1流出室15側から第1流入室14側に向かって流れる。すなわち、隔壁式熱交換器1は、いわゆる向流型熱交換器である。
 第2流体は、複数の第2流路66を流れるときに、第1側流路壁面52と第2側流路壁面53とが正弦曲線に沿っていることにより、流れる方向が正弦波状に変化する。複数の第2流路壁62-1~62-nのうちの正弦曲線の極大点、または、極小点と重なる部分は、第2流体が流れる方向が他の部分に比べて急激に変化することにより、第2流体からより大きい応力を受ける。複数の第2流路壁62-1~62-nのうちの正弦曲線の極大点、または、極小点と重なる部分は、他の部分に比べて、流路壁幅が大きく形成されている。これにより、第2流体から受ける応力に対する強度が他の部分より大きく、他の部分に比べて大きな応力に対して十分な強度を確保することができる。
 第2流体は、複数の第2流路66を流れるときに、さらに、複数の第2流路66の断面積が流路に沿った流れ方向の位置によって異なっていることにより、流れる速さが変化する。第2流体は、複数の第2流路66を流れるときに、流れる方向が正弦波状に変化し、流れる速さが変化することにより、局所的に常時攪乱される。隔壁式熱交換器1は、第2流体が局所的に常時攪乱されることにより、第2流体と第1隔壁45との間の熱伝達の熱抵抗を低減し、第2流体と第2隔壁61との間の熱伝達の熱抵抗を低減することができる。隔壁式熱交換器1は、第1流体および第2流体と第1隔壁45および第2隔壁61との間の熱伝達の熱抵抗が低減することにより、第1流体と第2流体との間で行われる熱交換の性能を向上させることができる。
 第1流体は、複数の第1流路65を流れた後に、第1流出流路用凹部28に流入する。第1流体は、第1流出流路用凹部28に流入した後に、第1流出流路用凹部28により流れの幅が第1熱交換流路用凹部26の幅から第1流出室15の幅に狭められ、第1流出室15に流入する。第1流出室15は、第1流出流路用凹部28を介して複数の第1熱交換器板21から流入した第1流体を合流させる。第1流出室15で合流した第1流体は、第1流出管6を介して外部に流出する。第2流体は、複数の第2流路66を流れた後に、第2流出流路用凹部38に流入する。第2流体は、第2流出流路用凹部38に流入した後に、第2流出流路用凹部38により流れの幅が第2熱交換流路用凹部36の幅から第2流出室17の幅に狭められ、第2流出室17に流入する。第2流出室17は、第2流出流路用凹部38を介して複数の第2熱交換器板31から供給された第2流体を合流させる。第2流出室17で合流した第2流体は、第2流出管8を介して外部に流出する。
[実施例1の隔壁式熱交換器1の効果]
 実施例1の隔壁式熱交換器1は、第1隔壁45(「第1隔壁」に対応)と、第2隔壁61(「第2隔壁」に対応)と、複数の第1流路壁48-1~48-nとを備えている。複数の第1流路壁48-1~48-nは、第1隔壁45と第2隔壁61との間に形成される第1熱交換流路用凹部26の内部の第1空間67を複数の第1流路65に分割する。このとき、第1隔壁45と第2隔壁61とは、複数の第1流路65を流れる第1流体と異なる第2流体が流れる複数の第2流路66から複数の第1流路65を隔てている。複数の第1流路壁48-1~48-nは、それぞれが正弦曲線に沿って形成される。また、複数の第1流路壁48-1~48-nは、それぞれが互いに異なる正弦曲線に沿う複数の第1側流路壁面52と複数の第2側流路壁面53とを形成する。
 このような隔壁式熱交換器1は、正弦曲線に沿う複数の第1側流路壁面52と複数の第2側流路壁面53とが形成されていることにより、複数の第1流路65を流れる第1流体が流れる方向を正弦波状に変化させることができる。隔壁式熱交換器1は、正弦曲線に沿う複数の第1側流路壁面52と複数の第2側流路壁面53とが形成されていることにより、さらに、複数の第1流路65の幅を第1流体が流れる方向に沿って変化させることができる。隔壁式熱交換器1は、複数の第1流路65の幅が変化することにより、複数の第1流路65の断面積を変化させることができ、複数の第1流路65を流れる第1流体の速さを変化させることができる。隔壁式熱交換器1は、第1流体が流れる方向が変化することにより、また、第1流体の速さが変化することにより、複数の第1流路65を流れる第1流体を局所的に常時攪乱することができる。隔壁式熱交換器1は、複数の第1流路65を流れる第1流体が局所的に常時攪乱されることにより、第1流体と第1隔壁45との熱伝達の熱抵抗を低減することができ、第1流体と第2隔壁61との熱伝達の熱抵抗を低減することができる。隔壁式熱交換器1は、熱抵抗が低減されることにより、第1流体と、複数の第2流路66を流れる第2流体との間で熱交換を行うときの伝熱性能を向上させることができる。隔壁式熱交換器1は、複数の第1側流路壁面52と複数の第2側流路壁面53とが単純な正弦曲線にそれぞれ沿うことにより、第1流体の挙動をコンピュータシミュレーションするときに、複数の第1流路65の形状の入力・変更を容易化し、また、コンピュータの演算負荷を低減することができる。その結果、隔壁式熱交換器1は、複数の第1流路壁48-1~48-nの形状を最適化する作業を容易化することができる。
 また、実施例1の隔壁式熱交換器1は、第1熱交換流路用凹部26の内部の第1空間67の端に形成される第1側壁面41が形成される第1側壁46をさらに備えている。このとき、第1側壁面41は、複数の第1側流路壁面52と複数の第2側流路壁面53とが沿う正弦曲線と同じ正弦曲線に沿うように形成されている。すなわち、第1側壁面41が沿う正弦曲線の周期は、複数の第1側流路壁面52と複数の第2側流路壁面53とが沿う正弦曲線の周期に等しく、第1側壁面41が沿う正弦曲線の振幅は、複数の第1側流路壁面52と複数の第2側流路壁面53とが沿う正弦曲線の振幅に等しい。
 このような隔壁式熱交換器1は、複数の第1流路壁48-1~48-nに挟まれる流路を流れる第1流体と同様に、第1流路壁48-1と第1側壁面41との間に形成される流路を流れる第1流体を局所的に常時攪乱することができる。その結果、隔壁式熱交換器1は、第1流体が局所的に常時攪乱されることにより、第1流体と第2流体との間で熱交換を行うときの伝熱性能をさらに向上させることができる。
 また、実施例1の隔壁式熱交換器1の複数の第1流路壁48-1~48-nの間隔の最小値である最小第1流路幅Wc1を、第1隔壁45と第2隔壁61との間隔である第1流路壁高さH1で除算した値Wc1/H1は、2.5より大きく、かつ、6より小さい。このような隔壁式熱交換器1は、Wc1/H1が6より小さいことにより、第1隔壁45と第2隔壁61との強度を確保し、複数の第1流路65に第1流体が流れるときに、第1隔壁45と第2隔壁61とが流体の圧力により撓むことが防止される。隔壁式熱交換器1は、Wc1/H1が2.5より大きく、かつ、6より小さいことにより、第1流体と第1隔壁45および第2隔壁61との間の伝熱性能の低下を抑制し、かつ、耐圧性能の低下を抑制することができる。なお、第2流路壁62-1~62-nに関しても、複数の第1流路壁48-1~48-n同様に形成されることにより、隔壁式熱交換器1は、第2流体と第1隔壁45および第2隔壁61との間の伝熱性能の低下を抑制し、かつ、第1隔壁45と第2隔壁61との強度を確保することができる。
 実施例2の隔壁式熱交換器は、図8に示されているように、既述の実施例1の隔壁式熱交換器1の複数の第1流路壁48-1~48-nが複数の奇数番流路壁71-1~71-n1(n1は正の整数。以下同じ)と複数の偶数番流路壁72-1~72-n2(n2は正の整数。以下同じ)とに置換されている。図8は、実施例2の隔壁式熱交換器に形成される複数の奇数番流路壁71-1~71-n1と複数の偶数番流路壁72-1~72-n2とを示す平面図である。複数の奇数番流路壁71-1~71-n1のうちの1つの奇数番流路壁71-1は、既述の第1流路壁48-1と同様に、正弦曲線51に沿うように形成されている。複数の奇数番流路壁71-1~71-n1のうちの奇数番流路壁71-1と異なる他の奇数番流路壁も、奇数番流路壁71-1と同様に、正弦曲線51に沿うように形成されている。複数の偶数番流路壁72-1~72-n2のうちの1つの偶数番流路壁72-1は、既述の第1流路壁48-2と同様に、正弦曲線51に沿うように形成されている。複数の偶数番流路壁72-1~72-n2のうちの偶数番流路壁72-1と異なる他の偶数番流路壁も、偶数番流路壁72-1と同様に、正弦曲線51に沿うように形成されている。複数の奇数番流路壁71-1~71-n1のうちの隣り合う2つの奇数番流路壁の間には、複数の偶数番流路壁72-1~72-n2のうちの1つの偶数番流路壁が配置されている。複数の偶数番流路壁72-1~72-n2のうちの隣り合う2つの偶数番流路壁の間には、複数の奇数番流路壁71-1~71-n1のうちの1つの奇数番流路壁が配置されている。すなわち、複数の奇数番流路壁71-1~71-n1と複数の偶数番流路壁72-1~72-n2とは、スパン方向44に交互に並んでいる。
 奇数番流路壁71-1は、第1流路壁48-1から複数の部分が除去されることにより形成され、複数の奇数番切欠き部73が形成され、複数の奇数番流路壁要素74-1~74-m1(m1は正の整数。以下同じ)に分割されている。複数の奇数番切欠き部73は、奇数番流路壁71-1に周期Tごとに周期的に形成されている。複数の奇数番流路壁71-1~71-n1のうちの奇数番流路壁71-1と異なる他の奇数番流路壁に関しても、奇数番流路壁71-1と同様に、複数の奇数番切欠き部73が形成され、複数の奇数番流路壁要素74-1~74-m1に分割されている。偶数番流路壁72-1は、第1流路壁48-2から複数の部分が除去されることにより形成され、複数の偶数番切欠き部75が形成され、複数の偶数番流路壁要素76-1~76-m2(m2は正の整数。以下同じ)に分割されている。「切欠き部」は、複数の奇数番切欠き部73と複数の偶数番切欠き部75との両方を示している。複数の偶数番切欠き部75は、偶数番流路壁72-1に周期Tごとに周期的に形成されている。複数の偶数番流路壁72-1~72-n2のうちの偶数番流路壁72-1と異なる他の偶数番流路壁に関しても、偶数番流路壁72-1と同様に、複数の偶数番切欠き部75が形成され、複数の偶数番流路壁要素76-1~76-m2に分割されている。
 図9は、実施例2の隔壁式熱交換器に形成される複数の奇数番流路壁71-1~71-n1と複数の偶数番流路壁72-1~72-n2とを概略的に示す説明図である。奇数番流路壁71-1の複数の奇数番流路壁要素74-1~74-m1のうちの1つの奇数番流路壁要素74-1は、図9に示されているように、奇数番流路壁71-1が沿う正弦曲線51のうちの位相がπ/3から5π/3までの240°分の範囲に対応する部分に重なるように形成されている。すなわち、奇数番流路壁要素74-1は、正弦曲線51のうちの位相がπ/2である部分と3π/2である部分に重なるように形成され、正弦曲線51の極大点と極小点のそれぞれに対応する部分に重なるように形成されている。複数の奇数番流路壁要素74-1~74-m1のうちの奇数番流路壁要素74-1と異なる他の奇数番流路壁要素に関しても、奇数番流路壁要素74-1と同様に、整数iを用いて、奇数番流路壁71-1が沿う正弦曲線51のうちの位相がπ/3+2πiから5π/3+2πiまでの240°分の範囲に対応する部分に重なるように、形成されている。
 複数の奇数番切欠き部73のうちの1つの奇数番切欠き部は、正弦曲線51のうちの位相が5π/3から7π/3までの120°分の範囲に対応する部分を除去して形成される。このように形成される奇数番切欠き部73は、正弦曲線51のうちの位相が2πである部分を含み、すなわち、正弦曲線51のうちの変曲点を含んでいる。複数の奇数番切欠き部73うちの他の切欠き部に関しても、同様に、正弦曲線51のうちの位相が2πiである部分を含み、正弦曲線51のうちの変曲点に重なるように、形成されている。すなわち、複数の奇数番流路壁71-1は、複数の奇数番流路壁要素74-1~74-m1が正弦曲線51のうちの位相が2πiである変曲点に重ならないように、複数の奇数番切欠き部73が形成されている。複数の奇数番流路壁71-1~71-n1のうちの奇数番流路壁71-1と異なる他の奇数番流路壁も、奇数番流路壁71-1と同様に、形成されている。
 偶数番流路壁72-1の複数の偶数番流路壁要素76-1~76-m2のうちの1つの偶数番流路壁要素76-1は、正弦曲線51のうちの位相が4π/3から8π/3までの240°分の範囲に対応する部分に重なるように形成されている。すなわち、偶数番流路壁要素76-1は、正弦曲線51のうちの位相が3π/2である部分と5π/2である部分に重なるように形成され、正弦曲線51の極大点と極小点のそれぞれに対応する部分に重なるように形成されている。複数の偶数番流路壁要素76-1~76-m2のうちの偶数番流路壁要素76-1と異なる他の偶数番流路壁要素に関しても、偶数番流路壁要素76-1と同様に、偶数番流路壁72-1が沿う正弦曲線51のうちの位相が4π/3+2πiから8π/3+2πiまでの240°分の範囲に対応する部分に重なるように、形成されている。
 複数の偶数番切欠き部75のうちの1つの切欠き部は、正弦曲線51のうちの位相が2π/3から4π/3までの120°分の範囲に対応する部分を除去して形成される。このように形成される切欠き部は、正弦曲線51のうちの位相がπである部分を含むように形成され、すなわち、正弦曲線51のうちの変曲点を含んでいる。複数の偶数番切欠き部75のうちの他の切欠き部に関しても、同様に、正弦曲線51のうちの位相が2π/3+2πiから4π/3+2πiまでの120°分の範囲に対応する部分を含み、正弦曲線51のうちの変曲点に重なるように、形成されている。すなわち、複数の偶数番流路壁72-1は、複数の偶数番流路壁要素76-1~76-m2が正弦曲線51のうちの位相がπ+2πiである変曲点に重ならないように、複数の偶数番切欠き部75が形成されている。複数の偶数番流路壁72-1~72-n2のうちの偶数番流路壁72-1と異なる他の偶数番流路壁も、偶数番流路壁72-1と同様に、形成されている。
 図10は、奇数番流路壁要素74-1の一例を示す平面図である。奇数番流路壁要素74-1は、図10に示されているように、頭部77と尾部78とを備えている。頭部77は、奇数番流路壁要素74-1のうちの流れ方向29の一端79(「切欠き部に隣接する端」に対応)を形成し、1つの奇数番切欠き部73に隣接している。頭部77は、奇数番流路壁要素74-1の一端79に向かって細くなるように形成され、すなわち、奇数番流路壁要素74-1の一端79に近付くにつれ、幅がなだらかに小さくなるように形成されている。尾部78は、奇数番流路壁要素74-1のうちの頭部77が形成される一端79の反対側の他端80(「切欠き部に隣接する端」に対応)を形成し、1つの奇数番切欠き部73に隣接している。尾部78は、奇数番流路壁要素74-1の流れ方向29の他端80に向かって細くなるように形成され、すなわち、奇数番流路壁要素74-1の他端80に近付くにつれ、幅がなだらかに小さくなるように形成されている。複数の奇数番流路壁要素74-1~74-m1のうちの奇数番流路壁要素74-1と異なる他の流路壁要素も、奇数番流路壁要素74-1と同様に形成されている。
 複数の偶数番流路壁要素76-1~76-m2は、複数の奇数番流路壁要素74-1~74-m1と同様に形成され、複数の偶数番流路壁要素76-1~76-m2の各々は、奇数番流路壁要素74-1と鏡像対称であるものから形成されている。これにより、たとえば、スパン方向44に隣り合う奇数番流路壁要素と偶数番流路壁要素の端部どうしがスパン方向に重なる部分が形成される。図9では、この重なる部分は、偶数番流路壁要素、奇数番流路壁要素それぞれの端部の位相が60°の範囲の部分である。さらに、実施例2の隔壁式熱交換器の第2熱交換器板は、実施例1の隔壁式熱交換器1の第2熱交換器板31のうちの複数の第2流路壁62-1~62-nが、複数の奇数番流路壁71-1~71-n1と複数の偶数番流路壁72-1~72-n2と同様のものに置換されたものから形成されている。
 実施例2の隔壁式熱交換器は、既述の実施例1の隔壁式熱交換器1と同様に、第1流体を複数の第1流路に流し、第2流体を複数の第2流路に流し、第1流体と第2流体との間で熱交換を行う。実施例2の隔壁式熱交換器は、既述の実施例1の隔壁式熱交換器1と同様に、第1流体と第2流体とを局所的に常時攪乱することができ、第1流体と第2流体との間の熱交換の伝熱性能を向上させることができる。実施例2の隔壁式熱交換器は、複数の奇数番流路壁71-1~71-n1と複数の偶数番流路壁72-1~72-n2との壁面が正弦曲線に沿うことにより、既述の実施例1の隔壁式熱交換器1と同様に、複数の奇数番流路壁71-1~71-n1と複数の偶数番流路壁72-1~72-n2との形状を最適化する作業を容易化することができる。
 実施例2の隔壁式熱交換器は、複数の奇数番切欠き部73と複数の偶数番切欠き部75とが形成されていることにより、既述の実施例1の隔壁式熱交換器に比較して、第1流体が複数の第1流路を流れるときの摩擦抵抗が低減され、その結果、圧力損失が低減される。隔壁式熱交換器は、複数の奇数番切欠き部73と複数の偶数番切欠き部75とが形成されていることにより、いわゆる前縁効果を発生させ、既述の実施例1の隔壁式熱交換器に比較して、第1流体と第1隔壁45および第2隔壁61との間の熱伝達率を向上させることができる。流体の正弦波状の流れは、流路壁の正弦曲線51の極大点、または、極小点に重なる部分の前後で、流れる流体に働く遠心力の大きい部分である複数の奇数番流路壁要素74-1~74-m1、および、複数の偶数番流路壁要素76-1~76-m2で、主に形成される。従って、正弦曲線51の変曲点に重なり、流れる流体に働く遠心力の小さい部分を除去して複数の奇数番切欠き部73と複数の偶数番切欠き部75を形成しても正弦波状の流れは乱されない。このような切欠き部を設けることにより、正弦波状の流れを維持しながら、流体が流路を流れるときの流路壁による摩擦抵抗を低減させることができる。
[実施例2の隔壁式熱交換器の効果]
 実施例2の隔壁式熱交換器の複数の流路壁の各々は、複数の切欠き部が正弦曲線の周期ごとに形成されることにより、複数の流路壁要素に分割されている。この複数の切欠き部は、複数の奇数番切欠き部73と複数の偶数番切欠き部75との両方を示している。すなわち、複数の奇数番流路壁71-1~71-n1の各々は、複数の奇数番切欠き部73が正弦曲線の周期ごとに形成されることにより、複数の奇数番流路壁要素74-1~74-m1に分割されている。このとき、複数の奇数番切欠き部73は、正弦曲線51の変曲点に重なっている。正弦曲線51の極大点と極小点はそれぞれ、複数の奇数番流路壁要素74-1~74-m1に形成される壁面に重なっている。複数の偶数番流路壁72-1~72-n2の各々は、複数の偶数番切欠き部75が正弦曲線の周期ごとに形成されることにより、複数の偶数番流路壁要素76-1~76-m2に分割されている。このとき、複数の偶数番切欠き部75は、正弦曲線51の変曲点に重なっている。正弦曲線51の極大点と極小点はそれぞれ、複数の偶数番流路壁要素76-1~76-m2に形成される壁面に重なっている。
 このような隔壁式熱交換器は、複数の奇数番流路壁71-1~71-n1に複数の奇数番切欠き部73が形成されていることにより、第1流体が流れるときに複数の奇数番流路壁71-1~71-n1から受ける摩擦力を低減することができる。実施例2の隔壁式熱交換器は、複数の奇数番流路壁71-1~71-n1と第1流体との間に作用する摩擦力を低減することにより、複数の奇数番流路壁71-1~71-n1の間に形成される複数の第1流路の流動抵抗を低減することができる。実施例2の隔壁式熱交換器1は、複数の奇数番流路壁要素74-1~74-m1が形成されていることにより、作動流体が流路壁要素のエッジ(切欠き部に隣接する端)となる頭部77、尾部78に接触する機会を与えて、いわゆる前縁効果を発生させ、第1流体と第1隔壁45および第2隔壁61との間の熱伝達率を向上させることができる。
 また、実施例2の隔壁式熱交換器の複数の奇数番流路壁要素74-1~74-m1は、端に近付くにつれてなだらかに幅が小さくなるように、形成されている。このような隔壁式熱交換器は、複数の奇数番流路壁要素74-1~74-m1の頭部77と尾部78とが端に近付くにつれなだらかに幅が小さくなっていることにより、第1流体が流れるときの複数の奇数番流路壁要素74-1~74-m1による形状損失を低減することができる。
 また、実施例2の隔壁式熱交換器の複数の奇数番流路壁要素74-1~74-m1と複数の偶数番流路壁要素76-1~76-m2とは、スパン方向44に隣り合うものどうしの端部がスパン方向44に重なる部分が形成される。これにより、重なる部分がない流路の幅は広く、重なる部分のある流路の幅は狭くなり、流路の幅の変化は周期的に繰り返される。この流路の幅の周期的な変化は流路を流れる流体に周期的な攪乱を与えて、既述の実施例1の隔壁式熱交換器に比較して、第1流体と第1隔壁45および第2隔壁61との間の熱伝達率を向上させることができる。この結果、流路壁71-1~71-n1、72-1~72-n2の幅の周期的な変化による流体の局所的な常時攪乱と、切欠き部73、75を設けることにより形成される流路壁流路壁要素74-1~74-m1、76-1~76-m2による前縁効果と合わせて、既述の実施例1の隔壁式熱交換器に比較して、さらなる伝熱性能の向上を図ることができる。
 実施例3の隔壁式熱交換器は、図11に示されているように、既述の実施例2の隔壁式熱交換器の複数の奇数番流路壁71-1~71-n1が他の複数の奇数番流路壁81-1~81-n1に置換され、複数の偶数番流路壁72-1~72-n2が他の複数の偶数番流路壁82-1~82-n2に置換されている。図11は、実施例3の隔壁式熱交換器に形成される複数の奇数番流路壁81-1~81-n1と複数の偶数番流路壁82-1~82-n2とを示す平面図である。複数の奇数番流路壁81-1~81-n1と複数の偶数番流路壁82-1~82-n2とは、既述の複数の奇数番流路壁71-1~71-n1と複数の偶数番流路壁72-1~72-n2と同様に、第1熱交換流路用凹部26に形成され、それぞれの一つが、スパン方向44に所定のピッチPで配置された複数の正弦曲線51の一つに重なるように形成されている。複数の奇数番流路壁81-1~81-n1のうちの1つの奇数番流路壁81-1は、既述の奇数番流路壁71-1と同様に、複数の奇数番切欠き部73が形成され、複数の奇数番流路壁要素83-1~83-m1に分割されている。複数の偶数番流路壁82-1~82-n2のうちの1つの偶数番流路壁82-1は、既述の偶数番流路壁72-1と同様に、複数の偶数番切欠き部75が形成され、複数の偶数番流路壁要素84-1~84-m2に分割されている。
 図12は、実施例3の隔壁式熱交換器に形成される複数の奇数番流路壁81-1~81-n1と複数の偶数番流路壁82-1~82-n2とを概略的に示す説明図である。複数の奇数番流路壁要素83-1~83-m1のうちの1つの奇数番流路壁要素83-1は、図12に示されているように、奇数番流路壁要素83-1の一部を除去することで要素内切欠き部89(「要素内切欠き部」に対応)が形成され、2つに分割されている。複数の奇数番流路壁要素83-1~83-m1のうちの奇数番流路壁要素83-1と異なる他の奇数番流路壁要素も、奇数番流路壁要素83-1と同様にして、各々の一部を除去することで要素内切欠き部89が形成され、2つに分割されている。要素内切欠き部89は、正弦曲線51のうちの位相がπ+2πiである変曲点に重なるように奇数番流路壁要素83-1に形成され、たとえば、正弦曲線51のうちの位相が5π/6+2πiから7π/6+2πiまでの60°分の範囲に対応する部分に重なるように形成されている。また、複数の奇数番流路壁要素83-1~83-m1は、正弦曲線51の極大点と極小点のそれぞれに対応する部分に重なるように形成されている。
 複数の偶数番流路壁要素84-1~84-m2のうちの1つの偶数番流路壁要素84-1は、奇数番流路壁要素83-1と同様にして、偶数番流路壁要素84-1の一部を除去することにより要素内切欠き部90(「要素内切欠き部」に対応)が形成され、2つに分割されている。複数の偶数番流路壁要素84-1~84-m2のうちの偶数番流路壁要素84-1と異なる他の偶数番流路壁要素も、偶数番流路壁要素84-1と同様にして、各々の一部を除去することで要素内切欠き部90が形成され、2つに分割されている。要素内切欠き部90は、正弦曲線51のうちの位相が2πiである変曲点に重なるように偶数番流路壁要素84-1に形成され、たとえば、正弦曲線51のうちの位相が-π/6+2πiからπ/6+2πiまでの60°分の範囲に対応する部分に重なるように形成されている。また、複数の偶数番流路壁要素84-1~84-m2は、正弦曲線51の極大点と極小点のそれぞれに対応する部分に重なるように形成されている。
 図13は、奇数番流路壁要素83-1を示す平面図である。奇数番流路壁要素83-1は、図13に示されているように、既述の奇数番流路壁要素74-1と同様に、正弦曲線51に沿うように形成され、頭部77と尾部78とを備えている。奇数番流路壁要素83-1は、頭部側エッジ部85と尾部側エッジ部86とを備えている。頭部側エッジ部85は、要素内切欠き部89に隣接し、要素内切欠き部89より頭部77の側に配置されている。頭部側エッジ部85は、要素内切欠き部89に面する頭部側端面87が形成されている。頭部側端面87は、正弦曲線51に直交する平面に沿うように形成されている。尾部側エッジ部86は、要素内切欠き部89より尾部78の側に配置され、要素内切欠き部89に面する尾部側端面88が形成されている。尾部側端面88は、正弦曲線51に直交する平面に沿うように形成されている。
 複数の奇数番流路壁要素83-1~83-m1のうちの奇数番流路壁要素83-1と異なる奇数番流路壁要素に関しても、奇数番流路壁要素83-1と同様に、奇数番流路壁要素が沿う正弦曲線の変曲点に重なる要素内切欠き部89が形成されている。複数の偶数番流路壁要素84-1~84-m2は、複数の奇数番流路壁要素83-1~83-m1と同様に形成され、複数の偶数番流路壁要素84-1~84-m2の各々は、奇数番流路壁要素83-1と鏡像対称であるものから形成されている。実施例3の隔壁式熱交換器の第2熱交換器板に関しても、第2熱交換流路用凹部36に複数の奇数番流路壁81-1~81-n1と複数の偶数番流路壁82-1~82-n2と同様のものが形成されている。
 実施例3の隔壁式熱交換器は、既述の実施例2の隔壁式熱交換器と同様に、第1流体を複数の第1流路に流し、第2流体を複数の第2流路に流し、第1流体と第2流体とを熱交換する。実施例3の隔壁式熱交換器は、既述の実施例2の隔壁式熱交換器と同様に、第1流体と第2流体とを局所的に常時攪乱することができ、第1流体と第2流体とを熱交換する伝熱性能を向上させることができる。実施例3の隔壁式熱交換器は、複数の奇数番流路壁81-1~81-n1と複数の偶数番流路壁82-1~82-n2との壁面が正弦曲線に沿うことにより、既述の実施例2の隔壁式熱交換器と同様に、複数の奇数番流路壁81-1~81-n1と複数の偶数番流路壁82-1~82-n2との形状を最適化する作業を容易化することができる。
 実施例3の隔壁式熱交換器は、複数の要素内切欠き部89が形成されていることにより、既述の実施例2の隔壁式熱交換器に比較して、第1流体が複数の第1流路を流れるときの摩擦抵抗が低減され、圧力損失が低減される。実施例3の隔壁式熱交換器は、頭部側エッジ部85と尾部側エッジ部86とにより、既述の実施例2の隔壁式熱交換器に比較して、いわゆる前縁効果を発生させる機会を増やして、第1流体と第1隔壁45および第2隔壁61との間の熱伝達率を向上させることができる。実施例3の隔壁式熱交換器は、同様に、第2流体と第1隔壁45および第2隔壁61との間の熱伝達率を向上させることができる。
 実施例4の隔壁式熱交換器は、既述の実施例3の隔壁式熱交換器の複数の奇数番流路壁要素83-1~83-m1が他の複数の奇数番流路壁要素に置換され、複数の偶数番流路壁要素84-1~84-m2が他の複数の偶数番流路壁要素に置換されている。図14は、実施例4の隔壁式熱交換器に形成される複数の奇数番流路壁要素のうちの1つの奇数番流路壁要素91を示す平面図である。奇数番流路壁要素91は、図14に示されているように、既述の奇数番流路壁要素83-1と同様に形成され、頭部77と尾部78とを備え、頭部側エッジ部85と尾部側エッジ部86とを備えている。奇数番流路壁要素91は、中間流路壁要素92(「中間流路壁要素」に対応)をさらに備えている。中間流路壁要素92は、円柱状に形成されている。中間流路壁要素92は、要素内切欠き部89が形成されている領域に配置され、奇数番流路壁要素91が沿う正弦曲線51の変曲点に重なるように配置されている。なお、奇数番流路壁要素91は、中間流路壁要素92を設けることにより、図13に示す既述の実施例3の隔壁式熱交換器に比較して、頭部側エッジ部85と尾部側エッジ部86との間の距離である要素内切欠き部89の長さDを大きくすることができる。複数の流路壁要素のうちの奇数番流路壁要素91と異なる他の流路壁要素も、奇数番流路壁要素91と同様に、中間流路壁要素92を備えている。すなわち、中間流路壁要素92は、既述の実施例3の隔壁式熱交換器の複数の流路壁の各々に周期Tごとに周期的に形成されている。複数の偶数番流路壁要素は、複数の奇数番流路壁要素と同様に形成され、複数の偶数番流路壁要素の各々は、奇数番流路壁要素91と鏡像対称であるものから形成されている。
 実施例4の隔壁式熱交換器は、既述の実施例3の隔壁式熱交換器と同様に、第1流体と第2流体とを熱交換する。実施例4の隔壁式熱交換器は、既述の実施例3の隔壁式熱交換器と同様に、第1流体と第2流体とを局所的に常時攪乱することができ、第1流体と第2流体とを熱交換する伝熱性能を向上させることができる。
 実施例4の隔壁式熱交換器は、中間流路壁要素92を形成し要素内切欠き部89の長さDを大きくすることにより、実施例3の隔壁式熱交換器に比較して、流体が流路を流れるときの流路壁による摩擦抵抗を低減させることができる。また、中間流路壁要素92は奇数番流路壁要素91に沿って流れる流体の流れをガイドするとともに、要素内切欠き部89の長さDを大きくしたことによる流路壁の強度の低下を補強する。
 ところで、中間流路壁要素92は、奇数番流路壁要素91が沿う正弦曲線51の変曲点に重なるように配置されているが、変曲点に重ならないように、形成されてもよい。中間流路壁要素92は、変曲点に重ならないように形成された場合でも、要素内切欠き部89が形成されている領域に配置されることにより、頭部側エッジ部85と尾部側エッジ部86とが第1流体から受ける衝撃を低減することができる。また、中間流路壁要素92は、円柱状に形成されているが、円柱状以外の形状に形成されてもよい。中間流路壁要素92は、円柱状以外の形状に形成された場合でも、頭部側エッジ部85と尾部側エッジ部86とが第1流体から受ける衝撃を低減することができる。
 図15は、実施例4の隔壁式熱交換器と比較例の隔壁式熱交換器とにおける、熱通過率Kと、熱通過率Kと伝熱面積との積KAとを示すグラフである。比較例の隔壁式熱交換器は、いわゆるプレート式熱交換器である。図15のグラフは、実施例4の隔壁式熱交換器における積KAと、比較例の隔壁式熱交換器における積KAとが同程度であることを示し、比較例の隔壁式熱交換器が実施例4の隔壁式熱交換器と同等の熱交換能力を有するものであることを示している。図15のグラフは、実施例4の隔壁式熱交換器の熱通過率Kが、比較例の隔壁式熱交換器の熱通過率Kの概ね10倍であることを示し、実施例4の隔壁式熱交換器の熱通過率Kが、比較例の隔壁式熱交換器の熱通過率Kより大きいことを示している。すなわち、図15のグラフは、実施例4の隔壁式熱交換器が、実施例4の隔壁式熱交換器と同等の熱交換能力を有するプレート式熱交換器に比較して、熱交換する伝熱性能が高いことを示している。
 図16は、実施例4の隔壁式熱交換器の圧力損失と比較例の隔壁式熱交換器の圧力損失とを示すグラフである。図16のグラフは、実施例4の隔壁式熱交換器の圧力損失が、比較例の隔壁式熱交換器の圧力損失の44%であることを示し、実施例4の隔壁式熱交換器が、比較例の隔壁式熱交換器に比較して、圧力損失を低減することができることを示している。実施例4の隔壁式熱交換器の圧力損失が低減する理由としては、実施例4の隔壁式熱交換器の流路の水力直径が1.0mmより小さく、比較例の隔壁式熱交換器の流路の水力直径より小さいことが挙げられる。実施例4の隔壁式熱交換器の圧力損失が低減する理由としては、さらに、複数の奇数番流路壁に複数の奇数番切欠き部73と複数の要素内切欠き部89とが形成されていること、複数の偶数番流路壁に複数の偶数番切欠き部75と複数の要素内切欠き部90とが形成されていることが挙げられる。
 ところで、実施例の隔壁式熱交換器の複数の第1流路壁48-1~48-nは、第1側流路壁面52と第2側流路壁面53が、複数の第1流路壁48-1~48-nが重なる正弦曲線51をオフセットした二つの正弦曲線にそれぞれ沿って形成されているが、正弦曲線51の振幅を変えた二つの正弦曲線に沿うように形成されてもよい。図17は、変形例の隔壁式熱交換器が備える1つの流路壁の一部を示す平面図である。その流路壁101は、図17に示されているように、正弦曲線51に沿うように形成され、複数の第1側部分103と複数の第2側部分104とから形成されている。複数の第1側部分103は、正弦曲線51のうちの上に凸である部分に重なっている。複数の第2側部分104は、正弦曲線51のうちの下に凸である部分に重なっている。複数の第1側部分103は、第1凸面流路壁面105と第1凹面流路壁面106とが形成されている。第1凸面流路壁面105は、複数の第1側部分103の第1側壁46の側に形成されている。第1凹面流路壁面106は、複数の第1側部分103の第2側壁47の側に形成されている。
 複数の第2側部分104は、第2凸面流路壁面107と第2凹面流路壁面108とが形成されている。第2凸面流路壁面107は、複数の第2側部分104の第2側壁47の側に形成されている。第2凹面流路壁面108は、複数の第2側部分104の第1側壁46の側に形成されている。
 第1凸面流路壁面105と第2凸面流路壁面107と(「第1壁面」に対応)は、1つの正弦曲線111(「第1正弦曲線」に対応)に沿うように、形成されている。正弦曲線111は、正弦曲線111の周期が正弦曲線51の周期と等しくなるように形成されている。さらに、正弦曲線111は、正弦曲線111の振幅が正弦曲線51の振幅より大きくなるように、たとえば、正弦曲線111の振幅が正弦曲線51の振幅Aを、1を超える数値倍(たとえば、1.2倍)に等しくなるように、形成されている。正弦曲線111は、さらに、正弦曲線111の複数の変曲点が正弦曲線51の複数の変曲点に重なるように、かつ、正弦曲線111の複数の変曲点で正弦曲線51に交差するように、形成されている。
 第1凹面流路壁面106と第2凹面流路壁面108と(「第2壁面」に対応)は、1つの正弦曲線112(「第2正弦曲線」に対応)に沿うように、形成されている。正弦曲線112は、正弦曲線112の周期が正弦曲線51の周期と等しくなるように形成されている。正弦曲線112は、さらに、正弦曲線112の振幅が正弦曲線51の振幅より小さくなるように、たとえば、正弦曲線112の振幅が正弦曲線51の振幅Aを、1未満の正の数値倍(たとえば、0.8倍)に等しくなるように、形成されている。すなわち、正弦曲線112は、正弦曲線112の周期が正弦曲線111の周期と等しくなるように、かつ、正弦曲線112の振幅が正弦曲線111の振幅より小さくなるように、形成されている。正弦曲線112は、さらに、正弦曲線112の複数の変曲点が正弦曲線51の複数の変曲点に重なるように、かつ、正弦曲線112の複数の変曲点で正弦曲線51に交差するように、形成されている。すなわち、正弦曲線112は、正弦曲線112の複数の変曲点が正弦曲線111の複数の変曲点に重なるように、かつ、正弦曲線112の複数の変曲点で正弦曲線111に交差するように、形成されている。
 隔壁式熱交換器は、複数の第1流路壁が流路壁101に置換された場合でも、複数の第1流路で第1流体が流れる方向を変化させることができる。このような隔壁式熱交換器は、さらに、複数の第1流路が位置により断面積が異なり、複数の第1流路を流れる第1流体の速さを変化させることができる。隔壁式熱交換器は、さらに、複数の第2流路壁が流路壁101に置換された場合でも、複数の第2流路で第2流体が流れる方向を変化させることができる。このような隔壁式熱交換器は、さらに、複数の第2流路が位置により断面積が異なり、複数の第2流路を流れる第2流体の速さを変化させることができる。この結果、このような隔壁式熱交換器は、既述の実施例の隔壁式熱交換器と同様に、複数の第1流路と複数の第2流路とをそれぞれ流れる第1流体と第2流体とを局所的に常時攪乱し、第1流体と第2流体とを熱交換する伝熱性能を向上させることができる。このような隔壁式熱交換器は、既述の実施例の隔壁式熱交換器と同様に、流路壁101に複数の切欠き部や中間流路壁要素を設けることで、摩擦抵抗の低減、前縁効果の発揮、形状損失の低減を実現し、第1流体と第2流体とを熱交換する伝熱性能を向上させることができる。このような隔壁式熱交換器は、さらに、流路壁101の壁面が正弦曲線に沿っていることにより、既述の実施例の隔壁式熱交換器と同様に、複数の第1流路と複数の第2流路との形状の入力・変更作業を容易化し、コンピュータシミュレーションによる形状の最適化を容易化することができる。
 このような複数の第1流路壁と複数の第2流路壁とは、さらに、正弦曲線の変曲点に近付くにつれ幅が小さくなり、正弦曲線の変曲点に重なる部分で尖っている。このため、実施例2~実施例4の隔壁式熱交換器の流路壁要素の頭部77と尾部78とは、このような複数の第1流路壁と複数の第2流路壁とが設けられたときに、流路壁要素の端に近付くにつれて幅がよりなだらかに小さくなるように形成されることができる。このような隔壁式熱交換器は、流路壁要素の壁面がよりなだらかに形成されることにより、既述の実施例2~実施例4の隔壁式熱交換器に比較して、第1流路と第2流路において、流体力学における圧力損失の一つである形状損失係数で表現される形状損失を低減することができ、第1流路と第2流路との圧力損失を低減することができる。
 ところで、既述の実施例2~実施例4の隔壁式熱交換器は、頭部77と尾部78とが尖るように形成されているが、頭部77と尾部78とが尖らないように形成されてもよい。また、既述の実施例の隔壁式熱交換器は、第1側壁面41と第2側壁面42とがともに正弦曲線に沿っているが、正弦曲線に沿わなくてもよく、たとえば、第1側壁面41と第2側壁面42とは概ね平坦に形成されてもよい。これらのような場合も、隔壁式熱交換器は、複数の流路壁の壁面が正弦曲線に沿っていることにより、流体を局所的に常時攪乱して伝熱性能を向上させることができ、複数の流路壁の形状の最適化する作業を容易にすることができる。
 以上、実施例を説明したが、前述した内容により実施例が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも1つを行うことができる。
 1  :隔壁式熱交換器
 41 :第1側壁面
 42 :第2側壁面
 45 :第1隔壁
 46 :第1側壁
 47 :第2側壁
 48-1~48-n:複数の第1流路壁
 51 :正弦曲線
 52 :第1側流路壁面
 53 :第2側流路壁面
 61 :第2隔壁
 62-1~62-n:複数の第2流路壁
 65 :第1流路
 66 :第2流路
 67 :第1空間
 68 :第2空間
 71-1~71-n1:複数の奇数番流路壁
 72-1~72-n2:複数の偶数番流路壁
 73 :奇数番切欠き部
 74-1~74-m1:複数の奇数番流路壁要素
 75 :偶数番切欠き部
 76-1~76-m2:複数の偶数番流路壁要素
 79 :一端
 80 :他端
 81-1~81-n1:複数の奇数番流路壁
 82-1~82-n2:複数の偶数番流路壁
 83-1~83-m1:複数の奇数番流路壁要素
 84-1~84-m2:複数の偶数番流路壁要素
 89 :要素内切欠き部
 90 :要素内切欠き部
 85 :頭部側エッジ部
 86 :尾部側エッジ部
 91 :奇数番流路壁要素
 92 :中間流路壁要素
 101 :流路壁
 105 :第1凸面流路壁面
 106 :第1凹面流路壁面
 107 :第2凸面流路壁面
 108 :第2凹面流路壁面
 111 :正弦曲線
 112 :正弦曲線

Claims (9)

  1.  第1隔壁と、
     第2隔壁と、
     前記第1隔壁と前記第2隔壁との間に形成される空間を複数の第1流路に分割する複数の流路壁とを備え、
     前記第1隔壁と前記第2隔壁とは、前記複数の第1流路を流れる第1流体と異なる第2流体が流れる第2流路から前記複数の第1流路を隔て、
     前記複数の流路壁は、複数の壁面が形成され、
     前記複数の壁面の各々は、互いに異なる正弦曲線に沿う
     隔壁式熱交換器。
  2.  前記複数の流路壁の各々は、
     第1壁面と、
     前記第1壁面の反対側に形成される第2壁面とが形成され、
     前記正弦曲線は第1正弦曲線と第2正弦曲線を有し、
     前記第1壁面は前記第1正弦曲線に沿うとともに前記第2壁面は前記第2正弦曲線に沿い、
     前記第1正弦曲線の周期と振幅は、前記第2正弦曲線の周期と振幅に等しく、
     前記第1正弦曲線と前記第2正弦曲線は各々の振幅方向に所定のオフセット値だけ平行移動された位置にある
     請求項1に記載の隔壁式熱交換器。
  3.  前記複数の流路壁の各々は、
     第1壁面と、
     前記第1壁面の反対側に形成される第2壁面とが形成され、
     前記正弦曲線は第1正弦曲線と第2正弦曲線を有し、
     前記第1壁面は第1正弦曲線に沿うとともに前記第2壁面は第2正弦曲線に沿い、
     前記第1正弦曲線の周期は、前記第2正弦曲線の周期に等しく、
     前記第1正弦曲線の振幅は、前記第2正弦曲線の振幅より小さく、
     前記第1正弦曲線と前記第2正弦曲線とは、各々の変曲点で互いに交差する
     請求項1に記載の隔壁式熱交換器。
  4.  前記複数の流路壁の各々は、切欠き部が前記正弦曲線の周期ごとに形成されることにより、複数の流路壁要素に分割され、
     前記切欠き部は、前記正弦曲線の変曲点に重なり、
     前記流路壁要素は、前記正弦曲線の極大点または極小点に重なる
     請求項1または請求項3に記載の隔壁式熱交換器。
  5.  前記流路壁要素は、前記切欠き部に隣接する端に近付くにつれてなだらかに幅が小さくなるように、形成される
     請求項4に記載の隔壁式熱交換器。
  6.  前記流路壁要素は、要素内切欠き部が形成されることにより、さらに分割され、
     前記要素内切欠き部は、前記正弦曲線のうちの前記切欠き部が重なる変曲点と異なる他の変曲点に重なる
     請求項4または請求項5に記載の隔壁式熱交換器。
  7.  前記流路壁要素は、前記要素内切欠き部に配置される中間流路壁要素を備える
     請求項6に記載の隔壁式熱交換器。
  8.  前記空間の端に側壁面を形成する側壁をさらに備え、
     前記側壁面は、前記正弦曲線と周期が等しい他の正弦曲線に沿う
     請求項1~請求項7のいずれか一項に記載の隔壁式熱交換器。
  9.  前記複数の流路壁の間隔の最小値を、前記第1隔壁と前記第2隔壁との間隔で除算した値は、2.5より大きく、かつ、6より小さい
     請求項1~請求項8のいずれか一項に記載の隔壁式熱交換器。
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