特開 2022-181051 面接触型熱交換器

(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】P2022181051

(43)【公開日】2022-12-07

(54)【発明の名称】面接触型熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F28D 21/00 20060101AFI20221130BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20221130BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20221130BHJP

   H01M 10/6554 20140101ALI20221130BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20221130BHJP

   H01M 10/6568 20140101ALI20221130BHJP

   H01M 10/617 20140101ALI20221130BHJP

   F28D 9/02 20060101ALI20221130BHJP

   F28F 3/08 20060101ALI20221130BHJP

【ＦＩ】

F28D21/00 B

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/6554

H01M10/6556

H01M10/6568

H01M10/617

F28D9/02

F28F3/08 311

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021087879

(22)【出願日】2021-05-25

(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】岩本 卓也

(72)【発明者】

【氏名】坂井 耐事

(72)【発明者】

【氏名】須山 隆行

【テーマコード（参考）】

3L103

5H031

【Ｆターム（参考）】

3L103AA35

3L103BB37

3L103CC02

3L103CC17

3L103DD15

3L103DD57

5H031AA09

5H031KK01

5H031KK08

(57)【要約】

【課題】 電池等の熱交換対象物と熱交換する面接触型熱交換器において、その熱媒体の温度変化を可能かぎり抑制して、各部における熱交換を均一にすること。
【解決手段】 第１熱媒体３の流入口と流出口との間に接続され、内部に第２熱媒体５が流通して、前記第１熱媒体３との間に熱交換して循環する一以上の第２熱交換部６と、を具備する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外面に伝熱面（１）が形成されて、その伝熱面（１）に熱交換対象物（２）が接触し、内部に第１熱媒体（３）が流通して循環し、熱交換対象物（２）との間に熱交換する第１熱交換部（４）と、
第１熱媒体（３）の流入口と流出口との間に接続され、内部に第２熱媒体（５）が流通して、前記第１熱媒体（３）との間に熱交換して循環する一以上の第２熱交換部（６）と、を具備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、
複数の第２熱交換部（６）が並んで配置されてい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、
複数の第２熱交換部（６）が一体に形成されている面接触型熱交換器。

【請求項4】

請求項１～請求項３のいずれかに記載の面接触型熱交換器において、
前記熱交換対象物（２）は電池であり、
第２熱交換部（６）では、前記第１熱媒体（３）と、前記第２熱媒体（５）としての空調用冷媒とが熱交換され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、面接触型熱交換器であり、その外面に平坦な伝熱面を有し、その伝熱面と電池等の熱交換対象物とを接触させることにより、熱交換するものに関し、特に、伝熱面の各部における温度の差を抑制するものに関する。

【背景技術】

【0002】

図９は、従来型の熱交換器の一例であり、冷却水等の第１熱媒体３と、空調器１６の冷媒等の第２熱媒体５の回路を示す説明図、および、第１熱媒体３の流通に伴う、その温度変化の説明図である。
ここで、第１熱交換器１８の平坦な伝熱面１の表面には熱交換対象物２が載置される。
また、第１熱交換器１８と別体に第２熱交換器１９が配置され、第２熱交換器１９と第１熱交換器１８との間に第１熱媒体３の流路が形成される。さらに、第２熱交換器１９と放熱器２０との間に第２熱媒体５の流路が形成される。

【0003】

そして、第１熱交換器１８内を流通する第１熱媒体３により、伝熱面１上に配置された熱交換対象物２を冷却する。その第１熱媒体３は、第２熱交換器１９において第２熱媒体５と熱交換され、第１熱交換器１８に戻される。
第１熱交換器１８では、その第１熱媒体３が入口側から出口側に流通する間に、その温度がΔｔ上昇する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の従来型の面接触型熱交換器では、第１熱媒体３が熱交換対象物２から吸熱し、第２熱交換器１９に放熱するまで、各部で温度上昇が起こり、熱交換対象物２の冷却が不均一となる。
そこで、本発明は熱媒体の温度変化を可能かぎり抑制して、各部における熱交換を均一に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、外面に伝熱面１が形成されて、その伝熱面１に熱交換対象物２が接触し、内部に第１熱媒体３が流通して循環し、熱交換対象物２との間に熱交換する第１熱交換部４と、
第１熱媒体３の流入口と流出口との間に接続され、内部に第２熱媒体５が流通して、前記第１熱媒体３との間に熱交換して循環する一以上の第２熱交換部６と、を具備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、
複数の第２熱交換部６が並んで配置されてい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、
複数の第２熱交換部６が一体に形成されている面接触型熱交換器である。

【0008】

請求項４に記載の発明は、請求項１～請求項３のいずれかに記載の面接触型熱交換器において、
前記熱交換対象物２は電池であり、
第２熱交換部６では、前記第１熱媒体３と、前記第２熱媒体５としての空調用冷媒とが熱交換される面接触型熱交換器である。

【発明の効果】

【0009】

請求項１に記載の発明は、伝熱面１の熱交換対象物２と第１熱媒体３の間で熱交換する第１熱交換部４と、第１熱媒体３の流入口と流出口との間に接続され、内部に第２熱媒体５が流通して、第１熱媒体３との間に熱交換して循環する一以上の第２熱交換部６と、を有するものである。
このように、第１熱媒体３の流入口と流出口との間に、第２熱交換部６を配置して両媒体間に熱交換させることにより、面接触型熱交換器の伝熱面１を第１熱媒体３が流通するときの面内の温度差が低減され、熱交換対象物の熱交換の不均一が抑制される。

【0010】

請求項２に記載の発明は、複数の第２熱交換部６が並んで配置されているものである。
このように、複数の第２熱交換部６が並んで配置されているため、面接触型熱交換器における伝熱面１を、第２熱交換部６に分断されることなく、確保することが可能となる。

【0011】

請求項３に記載の発明は、複数の第２熱交換部６が一体に形成されているものである。
これにより、部品点数を削減することが可能になる。

【0012】

請求項４に記載の発明は、熱交換対象物２が電池であり、第２熱交換部６では、第１熱媒体３と、第２熱媒体５としての空調用冷媒とが熱交換されるものである。
これにより、電池の冷却または加熱の不均一を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施例の面接触型熱交換器の分解斜視図。

【図2】同面接触型熱交換器の組立状態を示す斜視図（Ａ）、同図（Ａ）のＢ－Ｂ矢視断面図（Ｂ）。

【図3】同実施例における第１熱媒体３、第２熱媒体５の流路を示すブロック図（Ａ）、その第１熱媒体３の流通に伴う熱媒体の温度変化の説明図（Ｂ）。

【図4】本発明の第２実施例の第１熱媒体３、第２熱媒体５の流路を示すブロック図。

【図5】本発明の第３実施例の第１熱媒体３、第２熱媒体５の流路を示すブロック図。

【図6】本発明の第４実施例の第１熱媒体３、第２熱媒体５の流路を示すブロック図。

【図7】同第５実施例の面接触型熱交換器の分解斜視図。

【図8】本発明の第６実施例の第１熱媒体３、第２熱媒体５の流路を示すブロック図（Ａ）、その第１熱媒体３の流通に伴う熱媒体の温度変化の説明図（Ｂ）。

【図9】従来型面接触型熱交換器における第１熱媒体３、第２熱媒体５の流路を示すブロック図（Ａ）、その第１熱媒体３の流通にともなう温度変化の説明図（Ｂ）。

【発明を実施するための形態】

【0014】

次に図面に基づいて、本発明の実施の形態につき、熱交換対象物２を冷却する例について、説明する。

【実施例0015】

図１～図３は、本発明の第１実施例を示し、図１はその分解斜視図であり、図２は同組立図およびＢ－Ｂ矢視断面図、図３は同熱交換器の流路を示す説明図および、第１熱媒体３の流通にともなう温度変化の説明図である。

【0016】

この面接触型熱交換器は、図２に示す如く、電池セル集合体等の熱交換対象物２を冷却することができるものである。
そして、この例ではエンジン冷却水等の第１熱媒体３の流れに沿って、上流側第２熱交換部６ａと上流側第１熱交換部４ａと、下流側第２熱交換部６ｂと下流側第１熱交換部４ｂが配置されている。

【0017】

この熱交換器は、皿状の下プレート１０と、そのフランジ部１０ａに接合される上プレート１１とを有し、それぞれの平面は長方形に形成されている。下プレート１０は外周に枠状にフランジ部１０ａが形成されるとともに、フランジ部１０ａの内側に一体に複数の仕切部１０ｂが千鳥状に突設され、その仕切部１０ｂ先端と、外周のフランジ部１０ａとの間に、冷却水の流通部１０ｃを形成する。フランジ部１０ａの面と仕切部１０ｂの面とは同一面である。
そして、図１において、上プレート１１の各伝熱面１ａ、１ｂが、下プレート１０の左端の仕切部１０ｂと中間の仕切部１０ｂとの間の位置および、中間の仕切部１０ｂと右端のフランジ部１０ａとの間の位置に整合するように形成されている。また、下プレート１０の左端の仕切部１０ｂと中間部の仕切部１０ｂとの内面側及び、中間部の仕切部１０ｂと右端のフランジ部１０ａとの間には、多数のディンプル１３が内面側に突設され、それが第１熱媒体３を撹拌する。
そして、下プレート１０の左端のフランジ部１０ａと、それに対向する仕切部１０ｂとの間には、平面Ｖ字状にプレス成型された伝熱向上手段８が形成されている。同様に、中間の一対の仕切部１０ｂ間にも伝熱向上手段８が形成されている。
この伝熱向上手段８は、上プレート１１の長手方向の一端部および中間部にも一対配置され、それぞれの位置に、上流側第２熱交換部６ａ、下流側第２熱交換部６ｂが形成されている。この第２熱交換部６ａ、６ｂは、下プレート１０、上プレート１１、上プレート１１に積層されるプレート９で形成される。

【0018】

第２熱交換部６ａ、６ｂの伝熱向上手段８として、上下に対向する一方のプレートのＶ字模様は他方に対して、逆向きに形成されている。
各第２熱交換部６ａ、６ｂには、第２熱媒体５として、空調用熱交換器の冷媒が上プレート１１とそれに積層されたプレート９との間に導かれる。そして、上流側第２熱交換部６ａ、下流側第２熱交換部６ｂで、下プレート１０と上プレート１１の間に流通する第１熱媒体３と、第２熱媒体５との間に熱交換が行われる。

【0019】

そして、上流側第２熱交換部６ａで冷却された第１熱媒体３が、上流側第１熱交換部４ａに導かれ、そこに面接触する熱交換対象物２を冷却する。次いで、下流側第２熱交換部６ｂに導かれ、そこで冷却され、下流側第１熱交換部４ｂの熱交換対象物２の発熱を吸熱して循環する。
図３（Ａ）は、その流路および作用を示し、その（Ｂ）は、第１熱媒体３の移動に伴う冷媒の温度変化を示す。
第１熱媒体３は上流側第１熱交換部４ａの下流端でΔｔの１／２程、温度上昇し、下流側第２熱交換部６ｂで、それがもとの温度に冷却され、下流側第１熱交換部４ｂの下流端で再び１／２程度温度上昇する。
なお、Δｔは図９における従来型熱交換器の温度上昇分である。

【実施例0020】

次に、図４は本発明の第２実施例の流路を示し、この例が図３の第１実施例と異なる点は、伝熱面１ａ、１ｂと第１熱交換部４ａ、４ｂ、第２熱交換部６ａ、６ｂの配置位置で、両実施例の作用は実質的に同じである。即ち、図４では伝熱面１ａ、１ｂとが並列され、それらの一側にそれぞれ第２熱交換部６ａ、６ｂが並列されたものである。