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公開番号2023158480
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-10-30
出願番号2022068347
出願日2022-04-18
発明の名称熱交換器
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類F28F 3/04 20060101AFI20231023BHJP(熱交換一般)
要約【課題】対向流式の構造を採用しつつ、熱交換性能の確保及び通風抵抗の低減の両立を図ることが可能な熱交換器を提供する。
【解決手段】熱交換器10は、空気が流れる空気流路W21と冷媒が流れる冷媒流路W10とを仕切る上壁部210を有する。空気流路W21には、径方向内側から径方向外側に向かう方向に空気が流れる。冷媒流路W10には、径方向外側から径方向内側に向かう方向に冷媒が流れる。上壁部210の上面210aには、高流速領域A11と、低流速領域A12とが存在する。低流速領域A12に配置される外側アウターフィン24bの熱交換量は、高流速領域A11に配置される内側アウターフィン24aの熱交換量よりも大きい。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
第1流体が流れる第1流路(W21,W22)と第2流体が流れる第2流路(W10)とを仕切る仕切壁(210)を有し、前記仕切壁を介して前記第1流体と前記第2流体との間で熱交換が行われる熱交換器(10)であって、
前記第1流路には、第1方向に前記第1流体が流れるとともに、
前記第2流路には、前記第1方向と対向する第2方向に前記第2流体が流れ、
前記仕切壁において前記第1流路に面する壁面には、前記第1流体が通過する第1領域(A11)と、前記第1領域よりも遅い流速で前記第1流体が通過する第2領域(A12)とが存在し、
前記仕切壁の前記第1領域及び前記第2領域には、前記第1流体に対する伝熱面積を増加させる伝熱部(24)がそれぞれ配置され、
前記第2領域に配置される前記伝熱部(24b)における前記第1流体の熱交換量は、前記第1領域に配置される前記伝熱部(24a)における前記第1流体の熱交換量よりも大きい
熱交換器。
続きを表示(約 810 文字)【請求項2】
前記第1流路及び前記第2流路は、所定の曲率を有する形状に形成されている
請求項1に記載の熱交換器。
【請求項3】
前記仕切壁の前記壁面における前記第1流体の流れ方向の上流側の部分には、前記第1流路に前記第1流体を流す遠心ファン(30)が設けられている
請求項1又は2に記載の熱交換器。
【請求項4】
前記伝熱部は、前記壁面から突出するように形成される複数の伝熱部材(24)により構成されており、
前記第2領域に配置される前記伝熱部が前記第1流体と接触する面積は、前記第1領域に配置される前記伝熱部が前記第1流体と接触する面積よりも大きい
請求項1に記載の熱交換器。
【請求項5】
前記伝熱部は、前記壁面から突出するように形成される複数の伝熱部材(24)により構成されており、
前記第2領域に配置される前記伝熱部の前記第1流体に対する熱伝達率は、前記第1領域に配置される前記伝熱部の前記第2流体に対する熱伝達率よりも大きい
請求項1に記載の熱交換器。
【請求項6】
前記仕切壁において前記第1流路に面する壁面を第1壁面とし、前記仕切壁において前記第2流路に面する壁面を第2壁面とし、前記伝熱部を第1伝熱部とすると、
前記仕切壁の前記第2壁面には、前記第2流体が通過する第3領域(A21)と、前記第2流体が前記第3領域よりも遅い流速で通過する第4領域(A22)とが存在し、
前記仕切壁の前記第2壁面の前記第3領域及び前記第4領域には、前記第2流体の熱を前記仕切壁に伝達する第2伝熱部(40)が形成され、
前記第2伝熱部の前記第4領域における前記第2流体の熱交換量は、前記第2伝熱部の前記第3領域における前記第2流体の熱交換量よりも大きい
請求項1に記載の熱交換器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、熱交換器に関する。
続きを表示(約 2,100 文字)【背景技術】
【0002】
従来、下記の特許文献1に記載の熱交換器がある。この熱交換器は、第1方向を流れる第1媒体と、第2方向を流れる第2媒体との間で熱交換が行われる。第1方向と第2方向とは互いに直交している。この熱交換器には、第1媒体が流れる部分に第1フィンが配置されるとともに、第2媒体が流れる部分に第2フィンが配置されている。この熱交換器では、第1媒体及び第2媒体の温度差が小さくなり易い部分、具体的には第1媒体の下流側の部分で各フィンのフィンピッチを小さくすることにより熱交換性能を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
中国実用新案第212431870号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
2流体で熱交換を行う熱交換器では、特許文献1に記載されるような2流体が直交するように流れる直交流式のものだけでなく、2流体が互いに対向するように流れる対向流式のものがある。このような対向流式の熱交換器では、2流体に温度差が発生し難いため、上記の特許文献1に記載の熱交換器の構成を採用したとしても、熱交換性能を向上させることが困難である。むしろ、各フィンのフィンピッチが小さくなっている部分では、各媒体の通風抵抗が増加する懸念がある。
【0005】
本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、対向流式の構造を採用しつつ、熱交換性能の確保及び通風抵抗の低減の両立を図ることが可能な熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決する熱交換器は、第1流体が流れる第1流路(W21,W22)と第2流体が流れる第2流路(W10)とを仕切る仕切壁(210)を有し、仕切壁を介して第1流体と第2流体との間で熱交換が行われる熱交換器(10)である。第1流路には、第1方向に第1流体が流れる。第2流路には、第1方向と対向する第2方向に第2流体が流れる。仕切壁において第1流路に面する壁面には、第1流体が通過する第1領域(A11)と、第1領域よりも遅い流速で第1流体が通過する第2領域(A12)とが存在する。仕切壁の壁面の第1領域には、第1流体に対する伝熱面積を増加させる第1伝熱部(24a)が形成される。仕切壁の壁面の第2領域には、第1流体に対する伝熱面積を増加させる第2伝熱部(24b)と、が形成される。第2伝熱部における第1流体の熱交換量は、第1伝熱部における第1流体の熱交換量よりも大きい。
【0007】
この構成によれば、第1流体及び第2流体が対向するように流れる。また、第1流体が相対的に速い流速で流れる第1領域には、第1流体に対する熱交換量が相対的に小さい第1伝熱部が配置されているため、第1流体の通風抵抗を低減することが可能である。さらに、第1流体が相対的に遅い流速で流れる第2領域には、第1流体に対する熱交換量が相対的に大きい第2伝熱部が配置されているため、第1伝熱部における熱交換量の不足分を第2伝熱部の熱交換量で補うことができる。よって、熱交換性能を確保することができる。
【0008】
なお、上記手段、特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明の効果】
【0009】
本開示の熱交換器によれば、対向流式の構造を採用しつつ、熱交換性能の確保及び通風抵抗の低減の両立を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1は、実施形態の熱交換器の正面構造を示す正面図である。
図2は、実施形態の熱交換器の平面構造を示す平面図である。
図3は、実施形態のプレート部材の平面構造を示す平面図である。
図4は、実施形態のプレート部材の断面構造を示す断面図である。
図5は、図1のV-V線に沿った断面構造を示す断面図である。
図6(A)、(B)は、参考例の流路構造を模式的に示す断面図である。
図7(A)~(C)は、参考例の流路構造の位置と熱伝達率との関係、当該位置とフィンの表面積との関係、及び当該位置と空気の通風抵抗との関係をそれぞれ示すグラフである。
図8は、実施形態の第1変形例の熱交換器の正面構造を示す正面図である。
図9は、実施形態の第1変形例の熱交換器の断面構造を示す断面図である。
図10は、実施形態の第2変形例の熱交換器の断面構造を示す断面図である。
図11は、他の実施形態のフィンの構造を模式的に示す図である。
図12は、他の実施形態のフィンの構造を模式的に示す図である。
図13は、他の実施形態のフィンの構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
(【0011】以降は省略されています)

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