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公開番号2025131000
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-09
出願番号2024028454
出願日2024-02-28
発明の名称熱交換器
出願人株式会社富士通ゼネラル
代理人弁理士法人南青山国際特許事務所
主分類F28F 3/08 20060101AFI20250902BHJP(熱交換一般)
要約【課題】気液二相冷媒の流路への分流性を向上させる。
【解決手段】熱交換器は、前記複数の金属板は、複数の第1金属板と、複数の第2金属板とを有する。前記複数の第1金属板のそれぞれには、第1流体が流れる第1流路と、前記第1流体を前記第1流路に流入させるヘッダ空間を形成する第1貫通孔とが設けられる。前記複数の第2金属板のそれぞれには、第2流体が流れる第2流路と、前記ヘッダ空間を形成する第2貫通孔が設けられる。前記複数の第1金属板のそれぞれの周縁部には第1側壁が設けられ、前記複数の第2金属板のそれぞれの金属板の周縁部には第2側壁が設けられる。前記ヘッダ空間は、前記複数の第1金属板と前記複数の第2金属板とが積層されることにより形成される。前記ヘッダ空間に、前記ヘッダ空間の流路断面積を調整する断面積調整部が設けられる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の金属板が積層されて形成された熱交換器であって、
前記複数の金属板は、複数の第１金属板と、複数の第２金属板とを有し、
前記複数の第１金属板のそれぞれには、第１流体が流れる第１流路と、前記第１流体を前記第１流路に流入させるヘッダ空間を形成する第１貫通孔とが設けられ、
前記複数の第２金属板のそれぞれには、第２流体が流れる第２流路と、前記ヘッダ空間を形成する第２貫通孔が設けられ、
前記複数の第１金属板のそれぞれの周縁部には第１側壁が設けられ、前記複数の第２金属板のそれぞれの金属板の周縁部には第２側壁が設けられ、
前記ヘッダ空間は、前記複数の第１金属板と前記複数の第２金属板とが積層されることにより形成され、
前記ヘッダ空間に、前記ヘッダ空間の流路断面積を調整する断面積調整部が設けられた
熱交換器。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載された熱交換器であって、
前記複数の第１金属板と前記複数の第２金属板とを積層した積層ブロック本体を積層方向において挟む、第３金属板及び第４金属板をさらに備え、
前記第４金属板によって前記ヘッダ空間が閉じられ、
前記第３金属板には、前記ヘッダ空間に通じる挿入孔が形成され、
前記断面積調整部は、前記ヘッダ空間において前記第４金属板から前記積層方向に延びた柱状のロッドにより形成された
熱交換器。
【請求項３】
請求項２に記載された熱交換器であって、
前記積層方向に対して直交する方向における前記ロッドの断面積が前記第４金属板から前記第３金属板に向かうにつれ減少する
熱交換器。
【請求項４】
請求項２または３に記載された熱交換器であって、
前記ロッドは、一体のロッド材によって形成された
熱交換器。
【請求項５】
請求項２または３に記載された熱交換器であって、
前記ロッドは、複数の第５金属板が前記積層方向に積層された積層体によって形成された
熱交換器。
【請求項６】
請求項５に記載された熱交換器であって、
前記複数の第５金属板のそれぞれは、複数の第１金属板のいずれか、または、複数の第２金属板のいずれかとブリッジ体を介して繋がっている
熱交換器。
【請求項７】
請求項２または３に記載された熱交換器であって、
前記ロッドの前記積層方向の長さは、前記積層ブロック本体の前記積層方向の長さよりも短い
熱交換器。
【請求項８】
請求項１に記載された熱交換器であって、
前記断面積調整部は、前記ヘッダ空間に立設し前記ヘッダ空間の流路断面の一部を狭める少なくとも１つの板部により形成された
熱交換器。
【請求項９】
請求項８に記載された熱交換器であって、
前記複数の第１金属板と前記複数の第２金属板とが積層された積層ブロック本体を積層方向において挟む、第３金属板及び第４金属板をさらに備え、
前記積層ブロック本体は、前記第３金属板と前記第４金属板との間に形成された側面を有し、
前記側面は、
第１側面と、
前記第１側面に対向する第２側面と、
前記第１側面と前記第２側面とに連なる第３側面と、
前記第１側面と前記第２側面とに連なり、前記第３側面に対向する第４側面と
を有し、
前記ヘッダ空間は、前記第２側面の側よりも前記第１側面の側、且つ、前記第４側面の側よりも前記第３側面の側に配置され、
前記第１流路に流入した前記第１流体は、前記第１側面の側から前記第２側面の側に流れ、
前記板部は、前記ヘッダ空間において、前記第１側面から前記第２側面に向かう方向に延びている
熱交換器。
【請求項１０】
請求項１に記載された熱交換器であって、
前記複数の第１金属板と前記複数の第２金属板とが積層された積層ブロック本体を積層方向において挟む、第３金属板及び第４金属板をさらに備え、
前記第４金属板によって前記ヘッダ空間が閉じられ、
前記第３金属板には、前記ヘッダ空間に通じる挿入孔が形成され、
前記ヘッダ空間の前記流路断面積は、前記第４金属板の側よりも前記第３金属板の側の方が大きい
熱交換器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型の熱交換器に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
気液二相冷媒（以下、第１流体）が流れる流路が形成された複数の金属板と、液冷媒（以下、第２流体）が流れる流路が形成された複数の金属板とを交互に積層して一体化した熱交換器（積層型マイクロチャンネル熱交換器）がある。このような熱交換器には、第１流体用の流入口と流出口、第２流体用の流入口と流出口が設けられる。また、熱交換器には、各流入口から流入した流体をそれぞれの流路に分流するためのヘッダ空間が設けられる。ヘッダ空間は、複数の金属板が積層される積層方向に延びている。このような熱交換器は、例えば、蒸発器として使用される。
【０００３】
但し、熱交換器にヘッダ空間を備えても、ヘッダ空間に流入した気液二相冷媒が流路に均等に流入するとは限らない。その要因として、例えば、ヘッダ空間の途中で気液二相冷媒が環状流の状態を維持できずに分離流となることがあげられる。このような場合、液冷媒の流量の少ない流路では液冷媒が速く蒸発してしまい、ガス冷媒の顕熱変化のみの熱交換となるため、熱交換器の熱伝達率が低下する。
【０００４】
これを解決する手段として、ヘッダ空間と流路との間にヘッダ空間とは別に入口ヘッダを設ける技術がある（例えば、特許文献１参照）。例えば、先細り形状の入口ヘッダをヘッダ空間と流路との間に設け、流路に流入する前の気液二相冷媒の分離流形成を抑えるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－１８９３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
但し、上記の構造では、入口ヘッダが先細り形状だとしても、入口ヘッダの先端付近では冷媒の流量が少なくなる。このため、入口ヘッダの先端付近では、気液二相冷媒が環状流を維持できず分離流となり、ヘッダ空間から流路に均等に液冷媒が流入しにくくなる。気液二相冷媒の流路への分流性が劣ると、流路に液冷媒が均等に流れなくなり、熱交換器の熱伝達率が低下してしまう。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、気液二相冷媒の流路への分流性を向上させた熱交換器を提供することにある。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る熱交換器は、複数の金属板が積層されて形成された熱交換器である。
上記複数の金属板は、複数の第１金属板と、複数の第２金属板とを有する。
上記複数の第１金属板のそれぞれには、第１流体が流れる第１流路と、上記第１流体を上記第１流路に流入させるヘッダ空間を形成する第１貫通孔とが設けられる。
上記複数の第２金属板のそれぞれには、第２流体が流れる第２流路と、上記ヘッダ空間を形成する第２貫通孔が設けられる。
上記複数の第１金属板のそれぞれの周縁部には第１側壁が設けられ、上記複数の第２金属板のそれぞれの金属板の周縁部には第２側壁が設けられる。
上記ヘッダ空間は、上記複数の第１金属板と上記複数の第２金属板とが積層されることにより形成される。
上記ヘッダ空間に、上記ヘッダ空間の流路断面積を調整する断面積調整部が設けられる。
【０００９】
このような熱交換器であれば、気液二相冷媒の流路への分流性が向上する。
【００１０】
上記熱交換器においては、上記複数の第１金属板と上記複数の第２金属板とを積層した積層ブロック本体を積層方向において挟む、第３金属板及び第４金属板をさらに備え、上記第４金属板によって上記ヘッダ空間が閉じられ、上記第３金属板には、上記ヘッダ空間に通じる挿入孔が形成され、上記断面積調整部は、上記ヘッダ空間において上記第４金属板から上記積層方向に延びた柱状のロッドにより形成されてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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