特開 2024-87516 水冷却装置

(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】P2024087516

(43)【公開日】2024-07-01

(54)【発明の名称】水冷却装置

(51)【国際特許分類】

   F28F 3/04 20060101AFI20240624BHJP

   F25C 1/12 20060101ALI20240624BHJP

   F28F 3/00 20060101ALI20240624BHJP

【ＦＩ】

F28F3/04 A

F25C1/12 Z

F28F3/00 301Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022202371

(22)【出願日】2022-12-19

(71)【出願人】

【識別番号】000148357

【氏名又は名称】株式会社前川製作所

(71)【出願人】

【識別番号】391043505

【氏名又は名称】アイスマン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100211122

【弁理士】

【氏名又は名称】白石 卓也

(72)【発明者】

【氏名】神戸 雅範

(72)【発明者】

【氏名】北山 英博

(72)【発明者】

【氏名】藤本 岳生

(72)【発明者】

【氏名】茅嶋 大樹

(72)【発明者】

【氏名】大須賀 延王

(72)【発明者】

【氏名】秋山 知昭

(72)【発明者】

【氏名】井植 哲二

(72)【発明者】

【氏名】胡 博

(57)【要約】

【課題】冷却器の流入口から流入した冷媒を冷却器本体の幅方向の全域に均一に分散できるようにして、水の冷却効率を高めることができる水冷却装置を提供する。
【解決手段】水冷却装置は、板状の冷却器１１と、水を前記冷却器の外側面に流す散水器と、を備える。冷却器１１は、冷却器本体１５と、流入口１６と、流出口と、複数の絞り部と、を備える。冷却器本体１５は、一対の熱交換プレート１４が周縁部を相互に接合されて形成される。流入口は１６、冷却器本体１５の上部の幅方向の一端側に配置され、当該冷却器本体１５の内部に冷媒を流入させる。流出口は、冷却器本体１５の下部に配置され、当該冷却器本体１５の内部を通過した冷媒を外部に流出させる。絞り部は、一対の熱交換プレート１４の間に形成され、冷媒の通路を形成する。複数の絞り部の一部は、流入口１６の近傍部から冷却器本体１５の幅方向に一列に並んで配置される。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

板厚方向が略水平方向を向くように配置され、冷却された冷媒が内部を流れる板状の冷却器と、
前記冷却器の上方に配置され、冷却対象である水を前記冷却器の外側面に流す散水器と、を備え、
前記冷却器は、
一対の熱交換プレートが周縁部を相互に接合されて成る冷却器本体と、
前記冷却器本体の上部の幅方向の一端側に配置され、当該冷却器本体の内部に前記冷媒を流入させる流入口と、
前記冷却器本体の下部に配置され、当該冷却器本体の内部を通過した前記冷媒を外部に流出させる流出口と、
一対の前記熱交換プレートの間に形成され、前記冷媒の通路を形成する複数の絞り部と、を備え、
複数の前記絞り部の一部は、前記流入口の近傍部から前記冷却器本体の幅方向に一列に並んで配置されることで前記冷媒の分散通路を構成していることを特徴とする水冷却装置。

【請求項2】

前記分散通路を構成する前記絞り部は、前記冷却器本体の幅方向に等間隔に形成されるとともに、当該絞り部よりも下方に配置される前記絞り部の前記幅方向の間隔よりも狭い間隔で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の水冷却装置。

【請求項3】

前記絞り部は、一対の前記熱交換プレートを接合する溶接部によって構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の水冷却装置。

【請求項4】

前記溶接部は、円形状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の水冷却装置。

【請求項5】

前記分散通路を構成する前記溶接部は、前記冷却器本体の幅方向に長い略長円形状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の水冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水冷却装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

冷媒が内部を流れる板状の冷却器の外側面に、上方から小流量の水を均一に流し、冷却器の外側面を通して水を冷却する水冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に記載の水冷却装置は、冷却器の外側面に流す水を凍結させて氷を生成する製氷装置である。この水冷却装置では、冷媒が内部を流れる冷却器は、板厚方向が略水平方向を向くように起立状態で設置されている。冷却器の上方には、冷却対象である水を冷却器の外側面に流す散水器が設置されている。散水器は、冷却対象である水を内部に滞留する滞留槽を備え、その滞留槽の平坦な底壁に複数の連通孔が形成されている。複数の連通孔は、冷却器の頂部に対向するよう直線状に配列されている。

【0004】

滞留槽に滞留した水は、滞留槽の底壁の連通孔を通して、冷却器の頂部に向かって流出する。連通孔から冷却器の頂部に向かって流出した水は冷却器の外側面に沿って下方に流れ、水膜となって冷却器の外側面によって冷却される。特許文献１に記載の水冷却装置では、冷却器の外側面上に膜状の氷が生成される。

【0005】

この水冷却装置の冷却器は、一対の熱交換プレートが周縁部を相互に接合されて冷却器本体が構成されている。そして、一対の熱交換プレートは相互に対向する面の複数箇所が溶接によって接合され、冷却器内の複数の溶接部の周囲の空間が冷媒の流れる流路とされている。また、冷却器本体の上辺の幅方向の端部には、冷媒の流入する流入口が設けられ、冷却器本体の下辺の幅方向の端部には、冷媒が流出する流出口が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１９－１４８４１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献１に記載の水冷却装置は、冷却器本体の内部に冷媒を流入させる流入口が冷却器本体の上辺の幅方向の端部に配置されているため、流入口から冷却器本体の内部に流入した冷媒を冷却器本体の幅方向の全域に均一に分散させることが難しい。そして、冷媒が冷却器本体の幅方向の一部に偏って流れると、冷却器本体の外側面上を流れる水に対する熱交換が不均一になり、冷却対象である水の冷却効率が低下してしまう。

【0008】

そこで本発明は、冷却器の流入口から流入した冷媒を冷却器本体の幅方向の全域に均一に分散できるようにして、水の冷却効率を高めることができる水冷却装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る水冷却装置は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る水冷却装置は、板厚方向が略水平方向を向くように配置され、冷却された冷媒が内部を流れる板状の冷却器と、前記冷却器の上方に配置され、冷却対象である水を前記冷却器の外側面に流す散水器と、を備え、前記冷却器は、一対の熱交換プレートが周縁部を相互に接合されて成る冷却器本体と、前記冷却器本体の上部の幅方向の一端側に配置され、当該冷却器本体の内部に前記冷媒を流入させる流入口と、前記冷却器本体の下部に配置され、当該冷却器本体の内部を通過した前記冷媒を外部に流出させる流出口と、一対の前記熱交換プレートの間に形成され、前記冷媒の通路を形成する複数の絞り部と、を備え、複数の前記絞り部の一部は、前記流入口の近傍部から前記冷却器本体の幅方向に一列に並んで配置されることで前記冷媒の分散通路を構成していることを特徴とする。

【0010】

上記の構成において、冷却器本体の上部の流入口から冷媒が導入されると、その冷媒は、分散通路を構成する複数の絞り部によって冷却器本体内の幅方向の広い範囲に分散される。こうして冷却器本体内の広範囲に分散された冷媒は、冷却器本体の外側面の広い範囲を均一に冷却するようになる。この状態で散水器から冷却器本体の外側面に冷却対象の水が流れ込むと、その水は、均一に冷却された冷却器本体の外側面によって効率良く冷却される。

【0011】

前記分散通路を構成する前記絞り部は、前記冷却器本体の幅方向に等間隔に形成されるとともに、当該絞り部よりも下方に配置される前記絞り部の前記幅方向の間隔よりも狭い間隔で配置されることが望ましい。

【0012】

この場合、分散通路を構成する絞り部は、冷却器本体の幅方向に等間隔に形成されているため、幅方向において均一に下方に冷媒を流すことができる。また、分散通路を構成する絞り部は、その絞り部よりも下方の絞り部の間隔よりも狭い間隔で配置されているため、下方の絞り部間を流れる冷媒の流れを良好に維持しつつ、冷媒を幅方向の広範囲に均一に分散させることができる。

【0013】

前記絞り部は、一対の前記熱交換プレートを接合する溶接部によって構成されるようにしても良い。

【0014】

この場合、一対の熱交換プレートを接合する溶接部が絞り部を構成するため、冷却器に絞り部を容易に形成することができる。

【0015】

前記溶接部は、円形状に形成されることが望ましい。

【0016】

この場合、溶接部の周縁部に応力集中が生じにくくなり、冷却器の耐久性が高まる。また、冷却器本体内を流れる冷媒が溶接部の周域において流れを阻害されにくくなり、冷媒の流動が円滑となる。

【0017】

前記分散通路を構成する前記溶接部は、前記冷却器本体の幅方向に長い略長円形状に形成されるようにしても良い。

【0018】

この場合、分散通路を構成する溶接部の幅方向の間隔を容易に狭めることができる。特に、分散通路を構成する溶接部よりも下方の溶接部が略真円形状である場合には、分散通路を構成する溶接部の間の間隔を狭め、かつ、その溶接部よりも下方の溶接部の間の間隔を広げた構造を容易に得ることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明に係る水冷却装置は、複数の絞り部の一部が、流入口から冷却器本体の幅方向に一列に並んで配置されることで、冷媒の分散通路を構成しているため、流入口から流入した冷媒を冷却器本体内の幅方向の全域に均一に分散させることができる。したがって、本発明に係る水冷却装置を採用した場合には、水の冷却効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態の水冷却装置の側面図。

【図2】第１実施形態の水冷却装置の斜視図。

【図3】第１実施形態の散水器の斜視図。

【図4】第１実施形態の散水器の平面図。

【図5】第１実施形態の散水器の正面図。

【図6】図１のＶＩ－ＶＩ断面に対応する第１実施形態の水冷却装置の断面図。

【図7】図６のＶＩＩ－ＶＩＩ断面に対応する第１実施形態の冷却器の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0022】

図１は、本実施形態の水冷却装置１の側面図であり、図２は、水冷却装置１の斜視図である。
本実施形態の水冷却装置１は、供給源２から送給された水ｗを冷却器１１によって０°近い低温に冷却することにより、冷水を生成する装置である。生成された冷水は、供給通路２５を通して使用機器３に供給される。図１，図２において、符号４は、水冷却装置１の主要構成部材を支持するフレーム枠である。フレーム枠４には、図示しない外壁が取り付けられている。水冷却装置１の主要構成部材は、フレーム枠４に取り付けられた外壁によって外側を覆われている。

【0023】

水冷却装置１は、冷却された冷媒が内部を流れる板状の冷却器１１と、冷却器１１の上方に配置され、冷却対象である水を冷却器１１の外側面１１ｓに流す散水器１２と、冷却器１１の下方に配置され、冷却器１１の外側面１１ｓとの熱交換によって生成された冷水が一時的に貯留される冷水タンク１３と、を備えている。

【0024】

冷却器１１は、縦長の長方形状の板状に形成されている。冷却器１１は、板厚方向が略水平方向を向く起立姿勢でフレーム枠４に固定されている。冷却器１１の冷却器本体１５は、縦長の長方形状の一対の熱交換プレート１４が周縁部を相互に接合されて形成されている。冷却器本体１５の内部には、二次冷媒（冷媒）の流れる流路が形成されている。熱交換プレート１４は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料によって形成されている。

【0025】

冷却器本体１５の上辺の一端部には、冷却器本体１５の内部に二次冷媒（冷媒）を流入させる流入口１６が設けられ、冷却器本体１５の下辺の一端部には、冷却器本体１５内を通過した冷媒を外部に流出させる流出口１７が設けられている。
以下では、説明の便宜上、冷却器１１の流入口１６や流出口１７の配置される側を「前」と称し、それと逆側を「後」と称する。また、前方に向かって左側を「左」と称し、それと逆側を「右」と称する。図面には、鉛直上方を指す矢印ＵＰと、前方を指す矢印ＦＲと、左側方を指すＬＨが記されている。

【0026】

冷却器１１の流入口１６と流出口１７は、冷媒（二次冷媒）の循環する循環回路１８に接続されている。本実施形態では、循環回路１８を流れる二次冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）が用いられている。このため、万が一、冷媒（二酸化炭素）の漏れが生じることがあっても人体には無害である。したがって、本実施形態の水冷却装置１は、食品を取り扱う機器にも用いることができる。ただし、循環回路１８に流す冷媒（二次冷媒）は必ずしも二酸化炭素（ＣＯ２）に限定されない。
なお、図１，図２中の符号５は、冷却器１１の流入口１６を循環回路１８に接続するための接続パイプであり、符号６は、冷却器１１の流出口１７を循環回路１８に接続するための接続パイプである。冷却器１１の詳細構造については後に詳述する。

【0027】

循環回路１８には、当該回路内に二次冷媒を流すための送給ポンプ１９と、一次冷媒と二次冷媒の間で熱交換を行うための熱交換器２０と、が介装されている。熱交換器２０には、一次冷媒が内部を循環する冷凍サイクル２１の蒸発器部分が接続されている。本実施形態では、冷凍サイクル２１を流れる一次冷媒としてアンモニア（ＮＨ３）が用いられている。ただし、冷凍サイクル２１に流す冷媒はアンモニア（ＮＨ３）に限定されない。

【0028】

本実施形態では、同構造の二つの冷却器１１が散水器１２の下方に左右に並んで配置されている。二つの冷却器１１は、循環回路１８に並列に接続されている。ただし、散水器１２の下方に配置する冷却器１１の個数は二つに限定されない。冷却器１１の設置個数は、構築するシステムに応じて任意の数に設定することができる。

【0029】

散水器１２は、上方側に開口する箱型状の散水パン２２を備えている。散水パン２２は、冷却対象である水ｗを、所定範囲の水位に保つように内部に滞留させる。本実施形態では、散水パン２２が散水器１２の滞留槽を構成している。散水パン２２に滞留した水ｗは、散水パン２２の底部の後述する連通孔２３（図３，図４，図６参照）を通して、下方の冷却器１１に向かって流出する。散水器１２の詳細構造については後に詳述する。

【0030】

散水器１２の上方には、散水ヘッド２４が配置されている。散水ヘッド２４は、供給源２から送給されてきた水ｗを、散水パン２２の上方の開口を通して散水パン２２の滞留部２７内に導入する散水機器である。散水ヘッド２４には、図示しない複数の給水孔が形成されている。供給源２から散水ヘッド２４に供給された水ｗは、複数の給水孔を通して散水パン２２の滞留部２７内に流入する。
散水パン２２と散水ヘッド２４は、フレーム枠４に適宜固定されている。

【0031】

冷水タンク１３は、上方側が開口した箱型の容器であり、冷却器１１の外側面１１ｓを通過して生成された冷水を、冷却器１１の下方において、一時的に貯留する。冷水タンク１３には、内部に流入した冷水を使用機器３に供給するための供給通路２５が接続されている。冷水タンク１３から使用機器３には、図示しない送給ポンプによって冷水が供給される。
また、図１では図示が省略されているが、冷水タンク１３には、内部に流入した冷水を散水器１２に戻すための戻し配管が接続されている。この戻し配管は、冷水タンク１３内の冷水の温度が規定の温度よりも高いときに、図示しない送給ポンプによって冷水を散水器１２に戻す。これにより、冷水タンク１３内の冷水を冷却器１１によって再度冷却し、冷水タンク１３に貯留される冷水の温度を規定の温度以下に低下させる。

【0032】

また、二つの冷却器１１の各下方には、上方側に開口し、かつ長手方向の一端側が下方に傾斜する案内樋２６（図２参照）が配置されている。案内樋２６の下方に傾斜した端部は、冷水タンク１３の冷水貯留部の上方に位置されている。案内樋２６は、各冷却器１１の外側面１１ｓを通過して生成された冷水を冷却器１１の下方で捕捉し、その冷水を冷水タンク１３の冷水滞留部内に流入させる。

【0033】

図３は、散水器１２の斜視図であり、図４は、散水器１２の平面図である。また、図５は、散水器１２の正面図であり、図６は、図１のＶＩ－ＶＩ断面に対応する散水器１２と冷却器１１の断面図である。なお、図５では、散水器１２の下方に配置される冷却器１１が仮想線で示されている。
散水器１２は、前述のように上方側に開口する箱型状の散水パン２２を備えている。散水パン２２は、平面視が略長方形状の底壁２２ａ（底部）と、底壁２２ａの周域から上方に起立する周壁２２ｂと、を備えている。散水器１２は、略長方形状の底壁２２ａの長手方向を前後方向に向けるようにフレーム枠４に取り付けられている。底壁２２ａと周壁２２ｂに囲まれた上方開口の空間部は、散水ヘッド２４（図１，図２参照）から流入した水ｗが滞留する滞留部２７とされている。周壁２２ｂの上部には、散水パン２２をフレーム枠４（図１，図２参照）に取り付けるための複数のブラケット２８が取り付けられている。

【0034】

散水パン２２の底壁２２ａのうちの、左右の各冷却器１１の直上位置には、冷却器１１の一方の外側面１１ｓに斜め上方から対向する第１傾斜壁３０Ａと、冷却器１１の他方の外側面１１ｓに斜め上方から対向する第２傾斜壁３０Ｂと、が設けられている。左右方向で隣り合う第１傾斜壁３０Ａと第２傾斜壁３０Ｂの間には、前後方向に沿って延びる上方に凸の稜線３１が形成されている。隣り合う第１傾斜壁３０Ａと第２傾斜壁３０Ｂは、稜線３１を挟んで夫々内側下方に向くように傾斜している。鉛直線（鉛直方向に沿う仮想線）に対する第１傾斜壁３０Ａと第２傾斜壁３０Ｂの各傾斜角度は、傾斜の向きは逆向きであるが、同角度とされている。

【0035】

散水パン２２の底壁２２ａ（底部）には、上述のように稜線３１を挟んで隣接する第１傾斜壁３０Ａと第２傾斜壁３０Ｂの対が二組設けられている。各対の第１傾斜壁３０Ａと第２傾斜壁３０Ｂの幅方向の中央には、複数の連通孔２３が前後方向に等間隔に形成されている。これらの連通孔２３は、各傾斜壁３０Ａ，３０Ｂを板厚方向に貫通し、かつ、各傾斜壁３０Ａ，３０Ｂの上下の面に対して直交するように形成されている。これらの連通孔２３は、一定内径の円形状の孔であり、すべてが同内径に形成されている。散水パン２２の内部に滞留した水ｗは、当該水ｗの重力によって複数の連通孔２３を通して下方に流出する。

【0036】

第１傾斜壁３０Ａと第２傾斜壁３０Ｂの各対の下方には、図６に示すように、対応する冷却器１１が配置されている。各冷却器１１は、前後方向に沿って延びる頂部１１ｔが対応する対の稜線３１の直下に位置するように配置されている。各対の第１傾斜壁３０Ａと第２傾斜壁３０Ｂの連通孔２３から流出した水ｗは、冷却器１１の左右の外側面１１ｓに対して所定の角度（０°よりも大きい角度）をもって吹き付けられる。これにより、冷却器１１の外側面１１ｓに吹き付けられた水ｗは、吹き付け部を中心として外側面１１ｓに沿って外側に広がり、その後に図６中の矢印で示すように下方に流下する。
本実施形態では、連通孔２３を有する第１傾斜壁３０Ａと第２傾斜壁３０Ｂが、散水器１２から流出した水ｗを冷却器１１の外側面１１ｓに案内する案内部を構成している。

【0037】

また、散水パン２２の底壁２２ａ（底部）のうちの、上述の二組の傾斜壁３０Ａ，３０Ｂの対の間には、第３傾斜壁３０Ｃと第４傾斜壁３０Ｄが形成されている。第３傾斜壁３０Ｃと第４傾斜壁３０Ｄは、上方に凸に突出する稜線３２を挟んで夫々内側下方に向くように傾斜している。本実施形態では、これらの傾斜壁３０Ｃ，３０Ｄには連通孔２３は形成されていない。ただし、これらの傾斜壁３０Ｃ，３０Ｄの下方に冷却器１１を配置する場合には、連通孔２３を形成するようにしても良い。

【0038】

図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ断面に対応する冷却器１１の断面図である。
冷却器１１の冷却器本体１５は、図６，図７に示すように、金属製の一対の熱交換プレート１４が周縁部１４ｐを相互に接合されて形成されている。また、一対の熱交換プレート１４の内側領域（周縁部１４ｐの内側領域）には、相互に対向する側に窪む複数の窪み部４０Ａ，４０（図６参照）が形成され、相互に対向する窪み部同士が溶接によって接合されている。図６，図７中の符号４５Ａは、窪み部４０Ａ同士が溶接された溶接部であり、符号４５は、窪み部４０同士が溶接された溶接部である。冷却器本体１５の内部は、複数の溶接部４５Ａ，４５の周域の空間が冷媒ｒ（二次冷媒）の流れる通路とされている。流入口１６から冷却器本体１５の内部に流入した冷媒ｒは、複数の溶接部４５Ａ，４５の周域を通って流出口１７から外部（循環回路１８）に流出する。
溶接部４５Ａ，４５は、冷却器本体１５の内部に冷媒ｒの通路を形成する複数の絞り部を構成している。

【0039】

冷却器本体１５の最上部に配置される溶接部４５Ａは、流入口１６よりも僅かに低い高さ位置において、冷却器本体１５の幅方向（水冷却装置１の前後方向）に一列に並んで配置されている。換言すれば、溶接部４５Ａは、流入口１６の近傍部から冷却器本体１５の幅方向に一列に並んで配置されている。複数の溶接部４５Ａは、冷却器本体１５に幅方向に等間隔に設けられている。

【0040】

また、最上部の溶接部４５Ａよりも下方に配置される溶接部４５は、上下に複数段となって設けられ、かつ、各段の溶接部４５が冷却器本体１５の幅方向に一列に並んで配置されている。各段の溶接部４５は、冷却器本体１５に幅方向に等間隔に設けられている。各段の複数の溶接部４５は、上下の段の溶接部４５（４５Ａ）の並びに対して千鳥状に配置されている。このため、流入口１６から冷却器本体１５の上部に流入した冷媒ｒは、重力によって下方に流れる際に、各段の溶接部４５の周域に当たり、多様な方向に分流することになる。

【0041】

最上部の溶接部４５Ａは、冷却器本体１５の幅方向に長い略長円形状に形成されている。これに対し、溶接部４５Ａよりも下方の各溶接部４５は、略真円形状に形成されている。最上部の溶接部４５Ａの上下方向の高さは、下方の段の溶接部４５の直径とほぼ同じとされ、溶接部４５Ａの幅は、下方の段の溶接部４５の直径よりも大きくなっている。このため、最上部の複数の溶接部４５Ａの幅方向の間隔（離間隙間ｇ）は、当該溶接部４５Ａよりも下方に配置される各段の溶接部４５の幅方向の間隔よりも狭くなっている。最上部の複数の溶接部４５Ａの間の離間隙間ｇは、すべてほぼ均等に設定されている。

【0042】

最上部の複数の溶接部４５Ａは、流入口１６の近傍部から冷却器本体１５の幅方向に一列に並んで配置されることで、冷媒ｒの分散通路３３を構成している。分散通路３３の下部側を構成する複数の溶接部４５Ａの離間隙間ｇは充分に狭く、かつ、幅方向に均等に配置されている。このため、流入口１６から分散通路３３に流入した冷媒ｒは、分散通路３３の幅方向の全域に均等に分散されて下方に流下する。分散通路３３から下方に流下した冷媒ｒは、前述のように下方の各段の溶接部４５の周域に当たり、多様な方向に分流する。このため、冷媒ｒは、流出口１７から外部に流出するまでの間に、左右の熱交換プレート１４の裏面の広範囲に均等に接触する。したがって、冷却器１１の外側面１１ｓを伝って下方に流下する水ｗは、外側面１１ｓの広範囲で、冷却器１１内の冷媒ｒによって均等に冷却される。

【0043】

以上のように、本実施形態の水冷却装置１は、冷却器本体１５内の最上部の絞り部（溶接部４５Ａ）が、流入口１６から冷却器本体１５の幅方向に一列に並んで配置されることで、冷媒ｒの分散通路３３を構成している。このため、冷却器本体１５の上部の流入口１６から冷媒ｒが導入されると、その冷媒ｒは、分散通路３３を構成する複数の絞り部（溶接部４５Ａ）によって冷却器本体１５内の幅方向の広い範囲に分散される。こうして冷却器本体１５内の広範囲に分散された冷媒ｒは、冷却器本体１５の外側面１１ｓの広い範囲を均一に冷却するようになる。
したがって、本実施形態の水冷却装置１を採用した場合には、冷却器本体１５の外側面１１ｓを流れる水ｗを冷却器本体１５の外側面１１ｓによって効率良く冷却することができる。
なお、本実施形態では、冷却器本体１５の一対の熱交換プレート１４の対向面を溶接する複数の溶接部４５Ａ，４５が冷却器本体１５内の複数の絞り部を構成しているが、複数の絞り部は溶接部とは別に設けることも可能である。この場合も、最上部の複数の絞り部で分散通路３３を構成することにより、上述と同様の効果を得ることができる。

【0044】

また、本実施形態の水冷却装置１は、分散通路３３を構成する冷却器本体１５の最上部の絞り部（溶接部４５Ａ）が冷却器本体１５の幅方向に等間隔に形成されている。このため、冷却器本体１５の幅方向の全域において、分散通路３３から冷媒ｒを均一に流すことができる。さらに、本実施形態の水冷却装置１は、冷却器本体１５の最上部の絞り部（溶接部４５Ａ）が下方の絞り部（溶接部４５）の幅方向の間隔よりも狭い間隔に配置されている。このため、下方の絞り部（溶接部４５）の間を流れる冷媒ｒの流れを良好に維持しつつ、冷媒ｒを幅方向の広範囲に均一に分散させることができる。

【0045】

また、本実施形態の水冷却装置１は、冷却器本体１５の内部に配列される複数の絞り部が、一対の熱交換プレート１４を接合する溶接部４５Ａ，４５によって構成されている。このため、冷却器本体１５の内部に絞り部を容易に形成することができる。

【0046】

さらに、本実施形態の水冷却装置１では、絞り部を構成する溶接部４５Ａ，４５が円形状（長円形状も含む）に形成されている。このため、一対の熱交換プレート１４を接合する溶接部４５Ａ，４５の周縁部に応力集中が生じにくくなり、冷却器１１の耐久性が高まる。また、冷却器本体１５内を流れる冷媒ｒが溶接部４５Ａ，４５の周域において流れを阻害されにくくなり、冷媒ｒの流動が円滑となる。

【0047】

本実施形態の水冷却装置１では、分散通路３３を構成する最上部の溶接部４５Ａが、冷却器本体１５の幅方向に長い略長円形状に形成されている。このため、分散通路３３を構成する溶接部４５Ａの幅方向の間隔（離間隙間ｇ）を容易に狭めることができる。特に、本実施形態のように分散通路３３を構成する溶接部４５Ａよりも下方の溶接部４５が略真円形状である場合には、分散通路３３を構成する溶接部４５Ａの間の間隔を狭め、かつ、その溶接部４５Ａよりも下方の溶接部４５の間の間隔を広げた構造を容易に得ることができる。
したがって、本実施形態の水冷却装置１を採用した場合には、冷却器本体１５内の下方の溶接部４５の間を流れる冷媒ｒの流れを阻害することなく、分散通路３３を流れる冷媒ｒを冷却器本体１５内の幅方向の広範囲に均一に分散させることができる。

【0048】

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、各構成部材の材質や設置個数等は適宜変更することができる。

【0049】

また、上記の実施形態では、水冷却装置によって０℃近くの低温の冷水を生成しているが、水冷却装置は、冷却対象である水を０℃以下に冷却して氷を生成するものであっても良い。

【符号の説明】

【0050】

１…水冷却装置
１１…冷却器
１２…散水器
１４…熱交換プレート
１５…冷却器本体
１６…流入口
１７…流出口
３３…分散通路
４５，４５Ａ…溶接部（絞り部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】