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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022112932
(43)【公開日】2022-08-03
(54)【発明の名称】面接触型熱交換器
(51)【国際特許分類】
   H05K 7/20 20060101AFI20220727BHJP
   H01L 23/473 20060101ALI20220727BHJP
【FI】
H05K7/20 N
H01L23/46 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021008972
(22)【出願日】2021-01-22
(71)【出願人】
【識別番号】000222484
【氏名又は名称】株式会社ティラド
(74)【代理人】
【識別番号】100082843
【弁理士】
【氏名又は名称】窪田 卓美
(72)【発明者】
【氏名】藤島 史郎
【テーマコード(参考)】
5E322
5F136
【Fターム(参考)】
5E322AA01
5E322AA03
5E322AA06
5E322AA08
5E322AA11
5E322AB04
5E322EA10
5F136BA03
5F136CB07
5F136DA50
(57)【要約】
【課題】 熱交換器本体の外面に設置される熱交換対象物と、熱交換器本体の内部に流通する流体との間で熱交換をする面接触熱交換器において、接触面と熱交換対象物との面接触を確保すること。
【解決手段】 対向する略平行な第1面1及び第2面2を内面側に有し、その少なくとも一方の外面側には熱交換対象物3との接触面4が形成され、内部に流体13が流通する熱交換器本体5と、第1面1及び第2面2間を支持する支持部と、を具備する面接触型熱交換器において、その支持部として、第1面1及び第2面2の少なくとも一方の面に、前記第1面1と前記第2面2との接近を制限する、1以上の圧縮ストッパ6を形成し、その圧縮ストッパ6の先端が他方の面に接合されていない状態とする。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対向する略平行な第1面(1)及び第2面(2)を内面側に有し、その少なくとも一方の外面側には熱交換対象物(3)との接触面(4)が形成され、内部に流体(13)が流通する熱交換器本体(5)と、前記第1面(1)及び第2面(2)間を支持する支持部と、を具備する面接触型熱交換器において、
前記支持部として、前記第1面(1)及び第2面(2)の少なくとも一方の面に、前記第1面(1)と第2面(2)の接近を制限する、1以上の圧縮ストッパ(6)が突設されており、その圧縮ストッパ(6)の先端が他方の面に接合されていないことを特徴とする面接触型熱交換器。
【請求項2】
請求項1に記載の面接触型熱交換器において、
前記接触面(4)が形成された外面に対する内面側の面に、前記圧縮ストッパ(6)が突設されていることを特徴とする面接触型熱交換器。
【請求項3】
請求項1に記載の面接触型熱交換器において、
前記圧縮ストッパ(6)は突条(6a)であり、
前記接触面(4)が形成された外面に対する内面側の面に対向する、第1面(1)又は第2面(2)に、前記突条(6a)が突設されていることを特徴とする面接触型熱交換器。
【請求項4】
請求項1に記載の面接触型熱交換器において、
前記第1面(1)に一方の圧縮ストッパ(6b)が突設され、前記第2面(2)に他方の圧縮ストッパ(6c)が対をなして突設されており、前記一対の圧縮ストッパ(6b、6c)は、前記第1面(1)と第2面(2)との離反を、圧縮ストッパ(6b、6c)が互いに係止されることによって制限する膨張ストッパも構成することを特徴とする面接触型熱交換器。
【請求項5】
請求項1~請求項4のいずれかに記載の面接触型熱交換器において、
前記熱交換器本体(5)の外周に、前記対向方向に伸縮可能な断面蛇腹状部(10)が形成されたことを特徴とする面接触型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、外面側に取付けられた熱交換対象物と内面側を流通する流体との間で熱交換する面接触型熱交換器に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的な面接触型熱交換器は、その内側に、対向する略平行な第1面および第2面を有し、それらの間には流体が流通する流路が形成されている。そして、この第1面および第2面の間には、主に、流路の内圧に対する耐圧性を確保するために、突部、突条等による支持部が設けられている。
また、当該熱交換器の外面側には、熱交換対象物との接触面が形成されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、特に接触面が大きい場合に、接触面の平面度を高く形成することは製作精度の点から困難であり、熱交換対象物との面接触を十分に確保できないという問題がある。
【0004】
そこで、本発明では、接触面と熱交換対象物との面接触を十分に確保することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1に記載の本発明は、対向する略平行な第1面1及び第2面2を内面側に有し、その少なくとも一方の外面側には熱交換対象物3との接触面4が形成され、内部に流体13が流通する熱交換器本体5と、前記第1面1及び第2面2間を支持する支持部と、を具備する面接触型熱交換器において、
前記支持部として、前記第1面1及び第2面2の少なくとも一方の面に、前記第1面1と第2面2の接近を制限する、1以上の圧縮ストッパ6が突設されており、その圧縮ストッパ6の先端が他方の面に接合されていないことを特徴とする面接触型熱交換器である。
【0006】
請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の面接触型熱交換器において、
前記接触面4が形成された外面に対する内面側の面に、前記圧縮ストッパ6が突設されていることを特徴とする面接触型熱交換器である。
【0007】
請求項3に記載の本発明は、請求項1に記載の面接触型熱交換器において、
前記圧縮ストッパ6は突条6aであり、
前記接触面4が形成された外面に対する内面側の面に対向する、第1面1又は第2面2に、前記突条6aが突設されていることを特徴とする面接触型熱交換器である。
【0008】
請求項4に記載の本発明は、請求項1に記載の面接触型熱交換器において、
前記第1面1に一方の圧縮ストッパ6bが突設され、前記第2面2に他方の圧縮ストッパ6cが対をなして突設されており、前記一対の圧縮ストッパ6b、6cは、前記第1面1と第2面2との離反を、圧縮ストッパ6b、6cが互いに係止されることによって制限する膨張ストッパも構成することを特徴とする面接触型熱交換器である。
【0009】
請求項5に記載の本発明は、請求項1~請求項4のいずれかに記載の面接触型熱交換器において、
前記熱交換器本体5の外周に、前記対向方向に伸縮可能な断面蛇腹状部10が形成されたことを特徴とする面接触型熱交換器である。
【発明の効果】
【0010】
請求項1に記載の発明においては、熱交換器本体5の第1面1及び第2面2間の支持部として、第1面1及び第2面2の少なくとも一方の面に、前記第1面1と第2面2の接近を制限する、1以上の圧縮ストッパ6が突設されており、その圧縮ストッパ6の先端が他方の面に接合されていない。
圧縮ストッパの先端は他方の面に接合されていないので、熱交換対象物3と接触面4とを面接触させるために機械的に印可された圧力、熱交換対象物3の自重による圧力等により、接触面4が熱交換対象物3の外面に沿って変位、変形することが可能となり、接触面4と熱交換対象物3との面接触が向上する。
なお、熱交換対象物3と接触面4とを面接触させるために機械的に印可された圧力、または熱交換対象物3の自重による圧力によって、接触面4が熱交換対象物3の外面に沿って変位、変形した場合、過剰な圧力による変位、変形はストッパ6が対向する内面に接触することによって抑制される。また、熱交換対象物3からの接触面4の浮き、離れも、当該ストッパ6が対向する内面に接触することによって接触面4が熱交換対象物に押しつけられることによって抑制される。
【0011】
請求項2に記載の発明においては、前記接触面4が形成された外面に対する内面側の面に、前記圧縮ストッパ6が突設されているので、当該圧縮ストッパ6が伝熱フィンとして作用することにより、流体13と熱交換対象物3との熱伝達が向上する。
【0012】
請求項3に記載の発明においては、前記圧縮ストッパ6は突条6aであり、前記接触面4が形成された外面に対する内面側の面に対向する、第1面1又は第2面2に、前記突条6aが突設されているので、その突条6aが形成された面の曲げ剛性が高まり、突条6aが形成された面の無用な変形が抑制される。
【0013】
請求項4に記載の発明においては、前記第1面1に一方の圧縮ストッパ6bが突設され、前記第2面2に他方の圧縮ストッパ6cが対をなして突設されており、前記一対の圧縮ストッパ6b、6cは、前記第1面1と第2面2との離反を、圧縮ストッパ6b、6cが互いに係止されることによって制限する膨張ストッパも構成している。
この構成により、流体13の内圧によって流路が膨張し、平行二面2が互いに離れる方向に変形した場合、その変形は対向して配置された各圧縮ストッパ6b、6cが接触し互いに係止されることによって制限されるので、過剰な膨張変形は抑制される。
また、熱交換対象物3と接触面4とを面接触させるために機械的に印可された圧力、または熱交換対象物3の自重による圧力によって、接触面4が熱交換対象物3の外面に沿って変位、変形した場合、過剰な圧力による変位、変形は圧縮ストッパ6bまたは6cが対向する面に接触することによって抑制される。また、熱交換対象物3からの接触面4の浮き、離れも、当該圧縮ストッパ6bまたは6cが対向する面に接触することによって接触面4が熱交換対象物3に押しつけられることによって抑制される。
【0014】
請求項5に記載の発明は、熱交換器本体5の外周に、前記第1面1と第2面2の対向方向に伸縮可能な断面蛇腹状部10が形成されたものである。
これにより、第1面1と第2面2間の対向方向の伸縮が容易になり、接触面4の弾性伸縮も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】本発明の第1実施形態の面接触型熱交換器の分解斜視図。
図2図1のII-II矢視断面図(A)、図2(A)のB部拡大図(B)。
図3】本発明の第2実施形態の面接触型熱交換器の断面図(A)、図3(A)のB部拡大図(B)。
図4】本発明の第3実施形態の面接触型熱交換器の分解斜視図。
図5図4のV-V矢視断面図(A)、図5(A)のB部拡大図(B)。
図6】本発明の第4実施形態の面接触型熱交換器であって、図6(A)は図6(B)のA-A矢視断面図、図6(B)は分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0016】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
本発明の面接触型熱交換器は、電気自動車、ハイブリッド自動車等に用いられる電池、インバータ等を冷却する冷却器として好適であるが、熱交換対象物を加熱する加熱器としても利用できる。
【実施例0017】
図1は本発明の第1実施例の面接触型熱交換器の分解斜視図であり、図2(A)は図1のII-II矢視断面図であり、図2(B)は図2(A)のB部拡大図である。
この例の熱交換器本体5は、図1に示す如く、皿状に形成されたプレートと、その開口を閉塞するプレートを有する。そして、皿状に形成されたプレートの内面側には第2面2が形成され、その開口を閉塞するプレートの内面側には第1面1が形成されており、第1面1と第2面2とは略平行に対向している。そしてその第1面1と第2面2との間には、流体13が流通する流路が形成されている。さらに、第1面1と第2面2の少なくとも一方の外面側には、熱交換対象物3の外面と面接触する接触面4が形成されている。
また、熱交換器本体5には一対の孔12が穿設されており、それらの孔12にパイプ11が接続されている。そして、流体13が一方のパイプ11から熱交換器本体5内に流入し、他方のパイプ11から流出する。
【0018】
熱交換器本体5の第1面1と第2面2との間を支持する支持部として、第1面1と第2面2の接近を制限する圧縮ストッパ6が第1面1の接触面4が形成された外面に対する内面側の面に突設されている。この例では、圧縮ストッパ6として多数の突条6aが、図1図2に示す如く、流体13の流通方向と略平行になるように離間して配置される。
第1面1に接合された突条6aは、その突条6aの先端が自由端となっており、第2面2とは接合されていない。
圧縮ストッパ6の形状は、この実施例のように突条6aであっても良いし、柱状の突起であってもよい。また、圧縮ストッパ6は、本実施例と同様に、多数形成することが好適であるが、1つであってもよい。
【0019】
圧縮ストッパ6の先端は他方の面に接合されていないので、熱交換対象物3と接触面4とを面接触させるために機械的に印可された圧力、熱交換対象物3の自重による圧力等により、接触面4が熱交換対象物3の外面に沿って変位、変形することが可能となり、接触面4と熱交換対象物3との面接触が向上する。その結果、熱交換対象物3と流体13との熱伝達が十分に行われる。
なお、熱交換対象物3と接触面4とを面接触させるために機械的に印可された圧力、または熱交換対象物3の自重による圧力によって、接触面4が熱交換対象物3の外面に沿って変位、変形した場合、過剰な圧力による変位、変形は各突条6aの先端が対向する第2面2に接触することによって抑制される。また、熱交換対象物3からの接触面4の浮き、離れも、当該各突条6aが対向する第2面2に接触し、接触面4が熱交換対象物に押しつけられることによって抑制される。
また、この実施例では、接触面4が形成される内面側の第1面1に突条6aが突設されているので、この突条6aは伝熱フィンとしても作用し、流体13と第1面1との熱伝達が向上する。
【実施例0020】
次に、図3(A)は本発明の第2実施例の面接触型熱交換器の断面図であり、図3(B)は図3(A)のB部拡大図である。
この例が、第1実施例と異なる点は、圧縮ストッパ6である突条6aが、第1面1ではなく、第2面2に接合されている点である。この実施例の場合、圧縮ストッパ6は突条であることが好適である。このように形成した場合、突条6aが形成された面(この例では、第2面2)の曲げ剛性が高まり、第2面2の無用な変形が抑制される。
図示はしないが、第1実施例と第2実施例は、併用することもできる。つまり、第1面1と第2面2の両面に圧縮ストッパ6を突設させることができる。この場合も、各圧縮ストッパ6の先端は自由端であり、対向する内面とは接合されていない。
【実施例0021】
次に、図4は本発明の第3実施形態の面接触型熱交換器の分解斜視図であり、図5(A)は図4のV-V矢視断面図であり、図5(B)は図5(A)のB部拡大図である。
この例の圧縮ストッパ6は一対の圧縮ストッパ6b、6cから形成されている。図5(A)に示す如く、第1面1に一方の圧縮ストッパ6bが突設され、第2面2に他方の圧縮ストッパ6cが対をなして突設されており、それらの圧縮ストッパ6b、6cの側壁6dが対向して配置されている。そして、各圧縮ストッパ6b、6cの先端には、側壁6d側に曲折された鈎部6eが形成されている。
図5(B)に示す如く、この例の一方の圧縮ストッパ6bの鈎部6eは、対向する第2面2の内面とは接合されていない。また、他方の圧縮ストッパ6cの鈎部6eも、対向する第1面1の内面とは接合されていない。また、一方の圧縮ストッパ6bの鈎部6eと、それに対向する他方の圧縮ストッパ6cの鈎部6eは通常状態では互いに接触しない。
【0022】
この構造により、流体13の内圧によって流路が膨張し、第1面1及び第2面2が互いに離れる方向に変形した場合、その変形は対向して配置された各圧縮ストッパ6b、6cの鈎部6eが互いに接触することによって制限されるので、過剰な膨張変形は抑制される。
また、熱交換対象物3と接触面4とを面接触させるために機械的に印可された圧力、または熱交換対象物3の自重による圧力によって、接触面4が熱交換対象物3の外面に沿って変位、変形した場合、過剰な圧力による変位、変形は圧縮ストッパ6bまたは6cが対向する内面に接触することによって抑制される。また、熱交換対象物3からの接触面4の浮き、離れも、当該圧縮ストッパ6bまたは6cが対向する面に接触し、接触面4が熱交換対象物3に押しつけられることによって抑制される。
なお、この第3実施例は、一対の圧縮ストッパ6b、6cを単位として多数配置されることによって構成されているが、一対の圧縮ストッパ6b、6cが1つの場合であってもよい。
【実施例0023】
次に、図6は本発明の第4実施例の熱交換器であり、この例が前記実施例と異なる点は、熱交換器本体5の外周全周に蛇腹状部10が形成されたことである。
即ち、熱交換器本体5を構成する下面側のプレートの外周に横断面が蛇腹状の周縁部が形成されている。
これにより、当該外周の伸縮が容易となるので、第1面1と第2面2との間の対向方向の伸縮が容易になり、接触面4の弾性伸縮も容易となる。
【産業上の利用可能性】
【0024】
本発明は、平板型電池冷却器等の面接触型熱交換器として利用できる。
【符号の説明】
【0025】
1 第1面
2 第2面
3 熱交換対象物
4 接触面
5 熱交換器本体
6 圧縮ストッパ
6a 突条
6b 圧縮ストッパ
6c 圧縮ストッパ
6d 側壁
6e 鈎部
10 蛇腹状部
11 パイプ
12 孔
13 流体
図1
図2
図3
図4
図5
図6