特許 6168741 熱交換器、熱交換モジュール、および自動車用の暖房装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6168741

(24)【登録日】2017年7月7日

(45)【発行日】2017年7月26日

(54)【発明の名称】熱交換器、熱交換モジュール、および自動車用の暖房装置

(51)【国際特許分類】

   F28D 15/02 20060101AFI20170713BHJP

   B60H 1/00 20060101ALI20170713BHJP

   B60H 1/08 20060101ALI20170713BHJP

【ＦＩ】

   F28D15/02 D

   F28D15/02 102C

   F28D15/02 G

   B60H1/00 102C

   B60H1/08 611B

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-172790(P2012-172790)

(22)【出願日】2012年8月3日

(65)【公開番号】特開2014-31962(P2014-31962A)

(43)【公開日】2014年2月20日

【審査請求日】2015年6月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】中山 弘哲

(72)【発明者】

【氏名】田中 賢吾

【審査官】 安島 智也

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５４−０３２８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０６６６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１１０８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０２８６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１３３４８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１６２１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０３２５５４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２８Ｄ １５／０２

Ｂ６０Ｈ １／００

Ｂ６０Ｈ １／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに独立した第１の流路および第２の流路と、
前記第１の流路と前記第２の流路とにまたがるように設けられ、前記第１の流路から熱を受熱して、前記第２の流路へ熱を放熱する伝熱部材と、
を具備し、
前記第１の流路内および前記第２の流路内には流体と接触して熱交換を行う複数のフィンが互いに一体に配置され、
前記伝熱部材は、前記第１の流路内及び前記第２の流路内で前記複数のフィンに対して、略垂直または所定の角度で斜めに配置され、
断面において、前記伝熱部材の少なくとも一部は、前記第１の流路および前記第２の流路を構成するベース部内面から、前記第１の流路および前記第２の流路の内部側にはみ出して形成され、
前記第１の流路および前記第２の流路のベース部の外面側には、溝が形成され、前記溝には前記伝熱部材が配置されることを特徴とする熱交換器。

【請求項2】

前記溝は、前記フィンの形成位置に対応する位置に配置され、断面において、前記第１の流路および前記第２の流路内にはみ出した前記伝熱部材は、前記フィンの一部を切り欠くように配置されることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。

【請求項3】

前記第１の流路および前記第２の流路内において、流体の流れる方向に併設される前記フィン同士が、流体の流れる方向に略垂直な方向にずれて配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。

【請求項4】

断面において、前記第１の流路および前記第２の流路を構成するベース部内面から、前記第１の流路および前記第２の流路の内部側に、前記伝熱部材の周長の半分以上がはみ出して配置されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱交換器。

【請求項5】

前記第１の流路および前記第２の流路には、それぞれ流体入り口と、流体出口とが設けられ、前記流体入り口または前記流体出口の少なくとも一方には、流体の流路断面積が大きくなるヘッダ部が形成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱交換器。

【請求項6】

前記伝熱部材はヒートパイプであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱交換器。

【請求項7】

請求項６記載の熱交換器を用いた熱交換モジュールであって、前記第１の流路は高温側流路に接続され、前記第２の流路は低温側流路に接続され、前記第１の流路は、前記第２の流路の下方に配置され、前記伝熱部材は、略鉛直に配置されることを特徴とする熱交換モジュール。

【請求項8】

自動車用の暖房装置であって、
前記暖房装置は熱交換器を用いた熱交換モジュールを具備し、
前記熱交換器は
互いに独立した第１の流路および第２の流路と、
第１の流路と前記第２の流路とにまたがるように設けられ、前記第１の流路から熱を受熱して、前記第２の流路へ熱を放熱する伝熱部材と、
を具備し、
前記第１の流路内および前記第２の流路内には流体と接触して熱交換を行う複数のフィンが互いに一体に配置され、
断面において、前記伝熱部材の少なくとも一部は、前記第１の流路および前記第２の流路を構成するベース部内面から、前記第１の流路および前記第２の流路の内部側にはみ出して形成され、
前記伝熱部材はヒートパイプであり、
前記熱交換モジュールは、前記熱交換器の前記第１の流路は高温側流路に接続され、前記第２の流路は低温側流路に接続され、前記第１の流路は、前記第２の流路の下方に配置され、前記伝熱部材は、略鉛直に配置され、
前記高温側流路は、自動車の動力源冷却回路であり、
前記低温側流路は、車内暖房用のエア加熱回路であり、
前記動力源冷却回路によって、動力源から回収された熱を、前記エア加熱回路によって、エアを加熱して車内暖房に利用することを特徴とする自動車用の暖房装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車におけるエンジンやモータなどの熱源からの熱を利用して効率よく車内の暖房を行うことが可能な熱交換器等に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば車内の暖房を行うためには、車内に噴出するエア等を加熱する加熱手段が必要となる。例えば、暖房装置内を循環する熱媒体をヒータ等で加熱して、高温の熱媒体とエアとを熱交換させながら、温風を車内に送風する。

【0003】

このような暖房システムにおいては、熱源となる自動車の駆動部の熱を、車内の暖房用に利用する方法がある。このようにすることで、駆動源などの熱源で発生した熱を効率良く利用し、他の加熱ヒータ等によるエネルギー使用量を削減することができる。

【0004】

このような冷却回路から加熱回路への熱の輸送には、熱交換器が使用される。一般的な熱交換器は、受熱または放熱するためのフィンを有し、熱の移動にはヒートパイプなどの伝熱部材が用いられる。このようにフィンと伝熱部材とを組み合わせることで、受熱部と放熱部との熱の移動を容易にし、受熱部と放熱部とで効率良く熱交換を行うことができる。

【0005】

このような熱交換器としては、例えば、冷却用熱交換器と加熱用熱交換器とをヒートパイプを介して熱的に一体化して一個の熱交換器を作り、加熱用熱交換器へのエンジン冷却水の供給量を制御することで、空気に対する熱付加量を調整して吹出温度のコントロールを行う熱交換器がある（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００１−２０１２８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

このような自動車で用いられる熱交換器としては、よりコンパクトであり、より高い効率で熱輸送が可能な熱交換器が要求されている。特に、フィンと伝熱部材との間の熱の移動に対して、高い効率が望まれる。

【0008】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、伝熱部材とフィンとを有する熱交換器において、フィンと伝熱部材との間で高い効率で熱交換（熱輸送）を行うことが可能な熱交換器等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前述した目的を達するため、に第１の発明は、互いに独立した第１の流路および第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路とにまたがるように設けられ、前記第１の流路から熱を受熱して、前記第２の流路へ熱を放熱する伝熱部材と、を具備し、前記第１の流路内および前記第２の流路内には流体と接触して熱交換を行う複数のフィンが互いに一体に配置され、前記伝熱部材は、前記第１の流路内及び前記第２の流路内で前記複数のフィンに対して、略垂直または所定の角度で斜めに配置され、断面において、前記伝熱部材の少なくとも一部は、前記第１の流路および前記第２の流路を構成するベース部内面から、前記第１の流路および前記第２の流路の内部側にはみ出して形成され、前記第１の流路および前記第２の流路のベース部の外面側には、溝が形成され、前記溝には前記伝熱部材が配置されることを特徴とする熱交換器である。

【0011】

前記溝は、前記フィンの形成位置に対応する位置に配置され、断面において、前記第１の流路および前記第２の流路内にはみ出した前記伝熱部材は、前記フィンの一部を切り欠くように配置されることが望ましい。

【0012】

前記第１の流路および前記第２の流路内において、流体の流れる方向に併設される前記フィン同士が、流体の流れる方向に略垂直な方向にずれて配置されることが望ましい。

【0013】

断面において、前記第１の流路および前記第２の流路を構成するベース部内面から、前記第１の流路および前記第２の流路の内部側に、前記伝熱部材の周長の半分以上がはみ出して配置されることが望ましい。

【0014】

前記第１の流路および前記第２の流路には、それぞれ流体入り口と、流体出口とが設けられ、前記流体入り口または前記流体出口の少なくとも一方には、流体の流路断面積が大きくなるヘッダ部が形成されることが望ましい。

【0015】

前記伝熱部材はヒートパイプであることが望ましい。

【0016】

第１の発明によれば、断面において流路側に伝熱部材がはみだすように配置されるため、高い熱交換効率を得ることができる。

【0017】

また、ベースの外面に溝を設け、伝熱部材を溝に配置することで、流路を流れる流体により、伝熱部材等が腐食することがない。

【0018】

また、伝熱部材がフィンの一部を切欠くように配置されることで、伝熱部材と流体との熱交換効率を向上させることができる。

【0019】

また、流体の流れる方向に併設されるフィンが、流体の流れる方向に略垂直な方向にずれるように千鳥状に配置されることで、流体とフィンとの熱交換効率を向上させることができる。

【0020】

また、断面において、ベース部内面から、流路の内部側に、伝熱部材の周長の半分以上がはみ出すように配置されることで、伝熱部材を伝わる熱を、効率良く流路側に伝達することができる。

【0021】

また、流路における流体の入口又は出口に、ヘッダを設けることで、流路に対して流体を均一に流すことができる。

【0022】

また、伝熱部材として、ヒートパイプを用いることで、効率良く熱を伝達することができる。

【0023】

第２の発明は、第１の発明にかかる熱交換器を用いた熱交換モジュールであって、前記第１の流路は高温側流路に接続され、前記第２の流路は低温側流路に接続され、前記第１の流路は、前記第２の流路の下方に配置され、前記伝熱部材は、略鉛直に配置されることを特徴とする熱交換モジュールである。

【0026】

第２の発明によれば、高温側流路を下方に配置し、低温側流路を上方に配置して、伝熱部材であるヒートパイプが略鉛直に配置されることで、高温側から低温側へ、効率良く熱を伝達するとともに、熱が逆流することがない。

【0027】

また、流路の入り口または出口を流路の上部に配置することで、流路に流体を流した際に、エア抜きを効率良く行うことができる。

【0028】

また、流体の入り口と出口の高さを変えて配置した場合において、入り口と出口とを結ぶ方向に略平行にフィンを配置することで、流体が流れる際の抵抗が小さく、効率良くフィン全体に流体を行き渡らせることができる。

【0029】

第３の発明は、自動車用の暖房装置であって、前記暖房装置は熱交換器を用いた熱交換モジュールを具備し、前記熱交換器は互いに独立した第１の流路および第２の流路と、第１の流路と前記第２の流路とにまたがるように設けられ、前記第１の流路から熱を受熱して、前記第２の流路へ熱を放熱する伝熱部材と、
を具備し、前記第１の流路内および前記第２の流路内には流体と接触して熱交換を行う複数のフィンが互いに一体に配置され、断面において、前記伝熱部材の少なくとも一部は、前記第１の流路および前記第２の流路を構成するベース部内面から、前記第１の流路および前記第２の流路の内部側にはみ出して形成され、前記伝熱部材はヒートパイプであり、前記熱交換モジュールは、前記熱交換器の前記第１の流路は高温側流路に接続され、前記第２の流路は低温側流路に接続され、前記第１の流路は、前記第２の流路の下方に配置され、前記伝熱部材は、略鉛直に配置され、前記高温側流路は、自動車の動力源冷却回路であり、前記低温側流路は、車内暖房用のエア加熱回路であり、前記動力源冷却回路によって、動力源から回収された熱を、前記エア加熱回路によって、エアを加熱して車内暖房に利用することを特徴とする自動車用の暖房装置である。

【0030】

第３の発明によれば、自動車の動力源の熱を効率良く車内の暖房に利用することができる。

【発明の効果】

【0031】

本発明によれば、伝熱部材とフィンとを有する熱交換器において、フィンと伝熱部材との間で高い効率で熱交換（熱輸送）を行うことが可能な熱交換器等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】熱交換器１を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は蓋部材３の透視図。

【図2】熱交換器１を示す底面図。

【図3】ヘッダ９を示す図であり、ヘッダ９近傍における図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図。

【図4】図３のＣ部拡大図。

【図5】暖房システム３０を示すシステム構成図。

【図6】熱交換器１ａを示す図。

【図7】熱交換器１ｂを示す図。

【図8】熱交換器１ｃを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明の実施の形態にかかる熱交換器について説明する。図１は、熱交換器１を示す図であり、図１（ａ）は蓋部材３を装着した状態を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に対して、蓋部材３を透視した状態を示す図である。また、図２は、熱交換器１の底面図である。

【0034】

熱交換器１は、本体１１、蓋部材３、ヒートパイプ１７等から構成される。熱交換器１は、第１の流路である高温側流路１９と、第２の流路である低温側流路２１とを有する。それぞれの流路において、本体１１のベース部１３上に複数のフィン１５が一体で構成される。本体１１は、熱伝導性の良好な部材で構成され、例えばアルミニウム製である。

【0035】

複数のフィン１５は、流体の流れる方向（図１（ｂ）の右側から左側）に併設される。この際、上流側（右側）のフィン１５に対して、その下流側（左側）に併設するフィン１５が、流体の流れる方向に略垂直に（図中上下方向）互いにずれて配置される。すなわち、上流側から下流側に向けて、千鳥状にフィン１５が配置される。なお、フィン１５は、流体の流れる方向に略平行に併設される。また、流体の流れる方向に略垂直な方向には、フィン１５は略等間隔で整列して配置される。

【0036】

図２に示すように、ベース部１３の底面側には、溝２３が形成される。溝２３は、高温側流路１９と低温側流路２１とにまたがるように設けられる。溝２３内には、ヒートパイプ１７が設けられる。ヒートパイプ１７は、溝２３内に図示を省略した半田等によって固定される。すなわち、ヒートパイプ１７は、流路内の流体の流れる方向（図中略左右方向）に対して略垂直な向きに配置される。

【0037】

なお、熱輸送を行うことができる手段（伝熱部材）であれば、ヒートパイプ１７に代えて、他の形態（例えば高熱伝導材等）でも構わないが、好ましくはヒートパイプが用いられる。ヒートパイプ１７は、たとえば、端部を密閉した金属の内部に、溶媒を配置して、溶媒の蒸発と凝縮により熱を伝達することができる。主に銅の内部に水を入れたヒートパイプが多く用いられている。このため、電源を用いなくても熱伝達を行うことができ、また、密閉されているので水が減少することもないのでメンテナンス性にも優れる。さらに好ましくはサーモサイフォン型のヒートパイプである。

【0038】

また、高温側流路１９を下方に配置し、低温側流路２１を上方に配置して使用すると、ヒートパイプ１７は、高温側流路１９の下端から低温側流路２１の上端に渡って配置される。ヒートパイプ１７内の作動液は、高温側流路１９で熱を奪って気化し、低温側流路２１で凝縮して熱を放出する。上部で凝集した作動液は、下方に落下して気化を繰り返す。このように、高温側流路１９を流れる流体から受熱した熱を、上方の低温側流路２１側に輸送することができる（図中矢印Ｂ方向）。なお、高温側流路１９を下方に配置し、低温側流路２１を上方に配置し、それぞれの流路に流体経路を接続したものを、熱交換モジュールと称する。

【0039】

蓋部材３は、本体１１上に被せられる。すなわち、本体１１に蓋部材３を装着することで、高温側流路１９と低温側流路２１とが形成される。蓋部材３には、高温側流路１９と低温側流路２１のそれぞれに対する流体の入り口となる流体入り口５ａ、５ｂと、流体の出口となる流体出口７ａ、７ｂが設けられる。
なお、図１、２においては、高温側流路１９と低温側流路２１の流体入り口５ａ、５ｂを同じ側に配置し、高温側流路１９と低温側流路２１内の流体の流れる方向を同じ向きとしているが、高温側流路１９と低温側流路２１の流体入り口５ａ、５ｂを対向する側に配置し、高温側流路１９と低温側流路２１内の流体の流れる方向を逆向きとすることも可能である。この場合熱輸送性能の向上が期待できる。

【0040】

高温側流路１９においては、流体入り口５ｂは、流路の下部に配置され、流体出口７ｂは、流路の上部に配置される。また、低温側流路２１においては、流体入り口５ａは、流路の上部に配置され、流体出口７ａは、流路の下部に配置される。このように、流体入り口と出口のいずれか一方をそれぞれの流路の上部に配置することで、流体を流した際に、エアを効率良く抜くことができる。

【0041】

また、流体入り口５ａ、５ｂ、流体出口７ａ、７ｂには、ヘッダ９が設けられる。図３は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図におけるヘッダ９近傍の拡大図である。ヘッダ９は、流体の流路断面積が大きくなる空間を有する。流体入り口５ａからヘッダ９に流入した流体は、ヘッダ９で流れの方向が広げられて、流路に流入する。このようにヘッダ９を設けることで、各流路内全体に流体を流すことができる。なお、ヘッダ９は、流体入り口５ａ、５ｂまたは流体出口７ａ、７ｂの一方のみに形成してもよい。

【0042】

ヒートパイプ１７（溝２３）は、フィン１５の部位に配置される。すなわち、ヒートパイプ１７に沿ってフィン１５が整列する。

【0043】

図４は、図３のＣ部拡大図である。断面において、ヒートパイプ１７はベース部１３のベース部内面１３ａよりも流路方向（図中上側）にはみ出すように設けられる。すなわち、ベース部１３の厚みよりも溝２３の深さの方が深い。ここで、断面において、ヒートパイプ１７の全周の半分以上（図中Ｄ）がベース部内面１３ａよりも上方側にはみ出すように配置されることが望ましい。すなわち、ヒートパイプの断面が円形である場合には、溝２３の深さからヒートパイプ１７の外径の１／２を差し引いたものがベース部１３の厚み以上となるように設定される。このように配置することで、ヒートパイプ１７からの熱を、効率良くフィン１５側に伝達することができる。

【0044】

次に、熱交換器１を用いた暖房システムについて説明する。図５は、暖房システム３０を示すシステム構成図である。なお、図５は、システムの側方から見た概念図である。暖房システム３０は、主に、熱源側冷却経路３１、暖房側加熱経路３３、エア経路４５、熱交換器１等から構成される。暖房システム３０は、自動車用の暖房システムである。

【0045】

熱源側冷却経路３１は、例えばエンジンやモータなどの自動車の駆動部を冷却する経路である。熱源側冷却経路３１には、熱媒体として冷却水等が循環する。熱源側冷却経路３１には、モータ３５、ポンプ３９、冷却部３７等が設けられる。

【0046】

モータ３５は、自動車の駆動部であり、熱源となる部位である。なお、本実施形態においては、熱源がモータ３５のみである電気自動車の例を示すが、本発明はこれに限られない。例えば、熱源として、通常のエンジンであっても良く、その両者が配置されても良い。また、熱源としては、駆動部のみに限られず、自動車の走行等において発熱する部位であればよい。

【0047】

ポンプ３９は、熱源側冷却経路３１内の熱媒体を循環させるものである（図中矢印Ｅ方向）。また、冷却部３７は、熱源側冷却経路３１内の熱媒体を冷却する部位である。冷却部３７は、例えばラジエータ等であり、熱を外部に放出する。

【0048】

熱源側冷却経路からの熱を利用する熱利用経路である暖房側加熱経路３３は、例えば、車内を暖房するためのエアを加熱する経路である。暖房側加熱経路３３には、熱媒体として水等が循環する。暖房側加熱経路３３には、ヒータ４１、ポンプ４３、放熱部４７等が設けられる。

【0049】

ヒータ４１は、暖房側加熱経路３３内の熱媒体を加熱する部位である。ポンプ４３は、暖房側加熱経路３３内の熱媒体を循環させるものである（図中矢印Ｆ方向）。また、放熱部４７は、暖房側加熱経路３３内の熱媒体の熱をエア経路４５内のエアに放熱する部位である。すなわち、放熱部４７は、暖房側加熱経路３３とエア経路４５との交わる部位に形成される。エア経路４５内には、外気または車内から取り込まれたエアが流される。エア経路４５内を流れるエアは、放熱部４７によって加熱されて車内に送り込まれる。すなわち、エア経路４５内のエアは、暖房側加熱経路３３内の熱媒体と熱交換される。

【0050】

熱源側冷却経路３１には、熱交換器１の高温側流路１９が接続される。また、暖房側加熱経路３３には、熱交換器１の低温側流路２１が接続される。この際、熱交換器１は、高温側流路１９が下方となり、低温側流路２１が上方となるように配置される（以下図１参照）。

【0051】

熱源側冷却経路３１内の熱媒体は、高温側流路１９内を流れる。この際、高温側流路１９内の熱媒体の熱は、フィン１５を介してヒートパイプ１７に伝達される。また、ヒートパイプ１７によって、熱が上方の低温側流路２１方向に輸送される。低温側流路２１では、ヒートパイプ１７からの放出される熱が、フィン１５を介して暖房側加熱経路３３内の熱媒体に伝達される。以上により、熱源側冷却経路３１の熱を、暖房側加熱経路３３に伝達することができる。

【0052】

ここで、高温側流路１９に対して、低温側流路２１が高い位置となるように配置されることで、ヒートパイプ１７は、熱源側冷却経路３１から暖房側加熱経路３３側に熱を輸送するが、暖房側加熱経路３３から熱源側冷却経路３１への熱の輸送を行うことがない。なお、このような効果をより高めるためには、ヒートパイプ１７を略鉛直方向に配置することが望ましい。

【0053】

次に、図５を用いて暖房システム３０の機能を説明する。前述の通り、熱源側冷却経路３１内の熱媒体は、ポンプ３９によって熱源側冷却経路内を循環する（図中矢印Ｅ方向）。例えば駆動中（発熱中）であるモータ３５を流れる熱媒体は、モータ３５からの熱を奪い、モータ３５を冷却する。

【0054】

モータ３５により加熱された熱媒体は、高温側流路１９のフィン１５で熱交換され、その熱の一部がヒートパイプ１７に伝達される。ヒートパイプ１７の下端で受熱すると、ヒートパイプ１７は上方の低温側流路２１へ熱を輸送する。さらに、フィン１５によって、熱を暖房側加熱経路３３内の熱媒体に伝達する。

【0055】

なお、熱交換器１に熱を伝達した熱源側冷却経路３１内の熱媒体は、冷却部３７に送られて、外気等に熱を放出して冷却される。冷却された熱媒体は、再度モータ３５に送られ、モータ３５を冷却する。熱交換器１は、熱源側冷却経路３１内の熱媒体の循環方向に対して、モータ３５から冷却部３７までの間に配置される。モータ３５から熱を受けた直後の、より高温の熱媒体と熱交換を行わせるためである。なお、モータ３５の発熱量に対して、熱交換器１の熱輸送量が十分であれば、冷却部３７は必ずしも必要ではない。

【0056】

暖房側加熱経路３３内の熱媒体は、ポンプ４３によって循環される（図中矢印Ｆ方向）。熱交換器１により加熱された熱媒体は、ヒータ４１に移動する。熱媒体の温度が十分でない場合には、必要に応じてヒータ４１によってさらに熱媒体が加熱される。

【0057】

所定の温度以上に加熱された熱媒体は放熱部４７でエア経路４５内のエアに熱を放出し、温風が車内に送られる。以上により、モータ３５の熱を有効に利用して、ヒータ４１による加熱を最小限に抑えて暖房を行うことが可能となる。なお、熱交換器１は、暖房側加熱経路３３内の熱媒体の循環方向に対して、放熱部４７からヒータ４１までの間に配置される。放熱部４７で放熱した直後の、より低温の熱媒体と熱交換を行わせるためである。なお、放熱部４７の放熱量に対して、熱交換器１の熱輸送量が十分であれば、ヒータ４１は必ずしも必要ではない。

【0058】

本発明によれば、モータ３５のような駆動部等の熱源から発生する熱を効率よく暖房側加熱経路３３に伝えることができるため、暖房側加熱経路３３の熱媒体を効率よく加熱することができる。このため、ヒータ４１による発熱量を抑えることができる。

【0059】

また、熱交換器１において、ヒートパイプ１７が流路内にはみ出すように配置されるため、ヒートパイプ１７と各流路内の熱媒体との熱交換効率が高い。特に、ヒートパイプ１７がフィン１５の一部を切欠くように、フィン１５がヒートパイプ１７に沿って整列することで、フィン１５とヒートパイプ１７との熱交換効率も良好である。

【0060】

また、ヒートパイプ１７は、ベース部１３の背面側の溝２３に設けられるため、ヒートパイプ１７が流路内の流体と接触することがない。このため、アルミニウム製の本体１１に銅製のヒートパイプ１７を用いても、流体によって腐食が進行することを防止することができる。

【0061】

また、高温側流路１９を下方に配置し、低温側流路２１を上方に配置するため、ヒートパイプ１７を略鉛直に配置することができる。したがって、熱源側冷却経路３１の熱を暖房側加熱経路３３に伝えることができるとともに、暖房側加熱経路３３から熱源側冷却経路３１へ熱が逆流することを防止することができる。

【0062】

また、この際、流体入り口５ａ、５ｂまたは流体出口７ａ、７ｂのいずれか一方を、流路の上端側に配置することで、熱媒体の導入時のエア抜きが容易である。また、流体入り口５ａ、５ｂまたは流体出口７ａ、７ｂの少なくともいずれか一方にヘッダ９を設けることで、熱媒体を流路内に均一に流すことができる。

【0063】

次に、他の実施形態について説明する。図６は、熱交換器１ａを示す図である。なお、以下の説明において、図１〜図４に示した熱交換器１と同様の機能を奏する構成については、熱交換器１と同様の符号を付し、重複する説明を省略する。熱交換器１ａは、熱交換器１と略同様の構成であるが、フィン１５の向きが異なる。

【0064】

流体入り口５ａ、５ｂおよび流体出口７ａ、７ｂは、前述した通り、各流路の上下にずれて配置される。したがって、各流路内を流れる流体は、完全に熱交換器１ａの左右方向に流れるのではなく、概ね、流体入り口５ａ、５ｂと流体出口７ａ、７ｂとを結んだ直線の向きとなる（図中Ｈ方向およびＩ方向）。

【0065】

熱交換器１ａでは、流体の流れる向き（図中Ｈ方向およびＩ方向）に平行な向きでフィン１５が配置される。すなわち、ヒートパイプ１７の配置される向きと、フィン１５の向きとが直交せずに、所定の角度で形成される。このようにすることで、フィン１５が流体の流れの妨げとなり難くなり、流体をよりスムーズに流すことができる。なお、流体入り口５ａ、５ｂおよび流体出口７ａ、７ｂの配置を適宜設定すれば、高温側流路１９と低温側流路２１とでフィン１５の向きを同一にすることもできる。

【0066】

熱交換器１ａによっても、熱交換器１と同様の効果を得ることができる。また、熱交換器１ａも熱交換器１と同様に、暖房システム３０に適用することができる。

【0067】

また、図７に示す熱交換器１ｂを用いることもできる。熱交換器１ｂは、ヒートパイプ１７が、ベース部１３の底面側の溝ではなく、流路内に直接配置される。すなわち、ヒートパイプ１７が、フィン１５を貫通するように配置される。

【0068】

なお、この場合でも、ヒートパイプ１７は、ベース部１３の内面から、流路側にはみ出しているものとする。また、フィン１５の一部を切欠くように、ヒートパイプ１７が配置されているものとする。

【0069】

熱交換器１ｂによっても、熱交換器１と同様の効果を得ることができる。また、熱交換器１ｂも熱交換器１と同様に、暖房システム３０に適用することができる。なお、熱交換器１ｂでは、流体による腐食対策が必要となるが、ヒートパイプ１７の全周を流体との熱交換に寄与させることができるため、熱交換効率がよい。

【0070】

また、図８に示す熱交換器１ｃを用いることもできる。熱交換器１ｃは、一対の熱交換器を用い、ベース部１３同士が互いに対向するようにして一体化される。ヒートパイプ１７は、それぞれのベース部１３で挟み込まれる。すなわち、それぞれの溝２３の深さは、ヒートパイプ１７の外径の略１／２程度となる。なお、この場合でも、断面において、ヒートパイプ１７は、ベース部１３の内面から流路側にはみ出すように配置される。すなわち、ベース部１３の厚みは、溝２３の深さよりも薄い。

【0071】

一対の流体入り口５ｂには、分岐管４９が接続される。例えば、熱源側冷却経路３１を流れる熱媒体は、分岐管４９により分岐されて、それぞれの流路（高温側流路１９）に流入する。それぞれの流路において、フィン１５を介してヒートパイプ１７に熱が伝達する。ヒートパイプ１７は、熱を低温側流路側（暖房側加熱経路３３側）に輸送して、放熱する。以上により、熱を輸送することができる。

【0072】

熱交換器１ｃによっても、熱交換器１と同様の効果を得ることができる。また、熱交換器１ｃも熱交換器１と同様に、暖房システム３０に適用することができる。また、熱交換器１ｃでは、熱媒体とフィン１５との接触面積を大きくすることができる。また、ヒートパイプ１７の略全周で、熱媒体からの受熱および放熱を行うことができる。

【0073】

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0074】

例えば、高温側流路１９と低温側流路２１とは、必ずしも一体で形成しなくても良く、別々に構成して、ヒートパイプ１７によって連結しても良い。

【符号の説明】

【0075】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ………熱交換器
３………蓋部材
５ａ、５ｂ………流体入り口
７ａ、７ｂ………流体出口
９………ヘッダ
１１………本体
１３………ベース部
１５………フィン
１７………ヒートパイプ
１９………高温側流路
２１………低温側流路
２３………溝
３０………暖房システム
３１………熱源側冷却経路
３３………暖房側加熱経路
３５………モータ
３７………冷却部
３９………ポンプ
４１………ヒータ
４３………ポンプ
４５………エア経路
４７………放熱部
４９………分岐管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】