特許 7350300 熱交換器

(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】

(24)【登録日】2023-09-15

(45)【発行日】2023-09-26

(54)【発明の名称】熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F28D 15/04 20060101AFI20230919BHJP

   F28D 15/02 20060101ALI20230919BHJP

【ＦＩ】

F28D15/04 B

F28D15/02 101H

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019166496

(22)【出願日】2019-09-12

(65)【公開番号】P2021042920

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-09-05

(73)【特許権者】

【識別番号】391039601

【氏名又は名称】ナカムラマジック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002697

【氏名又は名称】めぶき弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100104709

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 誠剛

(72)【発明者】

【氏名】高橋 敬一

(72)【発明者】

【氏名】草深 重門

【審査官】小川 悟史

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／０６０４６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－０５０３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０２４７４３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０６１６５０６１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－０４４７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４３９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０５４７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２１８８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｄ １５／０４

Ｆ２８Ｄ １５／０２

Ｈ０５Ｋ ７／２０

Ｈ０１Ｌ ２３／４２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒の気液相変化による潜熱を利用した熱交換器であって、
吸熱側に形成された裏面と放熱側に形成された内底部とを有し、前記吸熱側と前記放熱側との間を画定するベース部と、
第１壁と第２壁とを有し、基端が前記ベース部の前記内底部に接続されたうえで先端が前記放熱側に突出した突条をなし、前記第１壁の全面及び前記第２壁の全面並びに前記内底部は、前記冷媒と接触して前記吸熱側から吸収した熱により気泡が発生する伝熱面とされ、前記ベース部の前記吸熱側から吸収した熱を前記冷媒に放つ複数のフィンと、
を有する放熱器を備え、
前記複数のフィンは、該フィンの長手方向に沿って互いに平行になるようにして配列されており、
隣り合う前記フィン同士を該フィンの長手方向に沿って視たときに、隣り合う前記フィン同士の前記先端側における間隔が前記基端側における間隔よりも大きくなるように、前記複数のフィンが形成され、
前記隣り合うフィン同士の間隔は、前記基端側から前記先端側に向かうにつれて単調増加しており、
隣り合う前記フィン同士の前記基端における間隔が、０．１ｍｍ～０．８ｍｍの範囲内となるように構成され、
前記ベース部の前記内底部は、前記裏面に対して傾斜していることを特徴とする熱交換器。

【請求項2】

請求項１に記載の熱交換器において、
前記フィンの前記第１壁及び前記第２壁のうち、少なくとも一方の壁の前記先端側には、前記ベース部の主面と略平行な所定の基準面との間でなす角度が、当該壁の前記基端側と前記基準面との間でなす角度よりも小さくなっているテーパー部が設けられていることを特徴とする熱交換器。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の熱交換器において、
前記隣り合うフィン同士の前記先端における間隔をＷｔとし前記基端における間隔をＷｂとしたときに、Ｗｔ／Ｗｂが１．５～５．０の範囲内となるように前記隣り合うフィン同士が構成されていることを特徴とする熱交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷媒の気液相変化による潜熱を利用した熱交換器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、冷媒の気液相変化による潜熱を利用した熱交換器が知られている（例えば特許文献１参照）。
図７は従来の熱交換器９００を説明するために示す図である。図７（ａ）は熱交換器９００の全体斜視図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の破線Ａで囲まれた領域についてフィン９１０の長手方向に垂直な面で切断して矢印Ｐの方向から見たときの要部拡大断面図である。図７（ｃ）は、従来の熱交換器９００の気泡ＢＢ，ＢＤについて説明するための要部拡大断面図である。

【0003】

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、従来の熱交換器９００は、吸熱側（下側）と放熱側（上側）との間を画定するベース部９０７と、基端９１３がベース部９０７に接続されたうえで先端９１４が放熱側に突出した突条をなし、冷媒ＣＬと接触してベース部９０７の吸熱側から吸収した熱を冷媒ＣＬに放つ複数のフィン９１０と、を有する放熱器９０５を備えている。複数のフィン９１０は、該フィン９１０の長手方向（ｙ軸と平行な方向）に沿って互いに平行になるようにして配列されている。隣り合うフィン同士の間隔（フィン間隔）は、隣り合うフィン同士を該フィンの長手方向に沿って視たときに、基端９１３側から先端９１４側に掛けて一定となっている《図７（ｂ）参照》。
ベース部９０７の吸熱側には、ベース部９０７の裏面９０７ａに接触するようにして発熱体Ｈが配置されている。放熱器９０５は、ケース６によって液密にケーシングされている。放熱器９０５のベース部９０７及びケース６によって構成された空間には冷却液等の冷媒ＣＬが満たされている。

【0004】

ベース部９０７が発熱体Ｈから熱を吸収して温度上昇し高温になると、これに伴いフィン９１０も高温になる。フィン９１０の表面温度が冷媒ＣＬの沸点を超えると、フィン９１０の表面に接触している冷媒ＣＬの一部は液体から気体に気相変化（気化／蒸発）を起こす。このとき、フィン９１０から冷媒ＣＬへ熱（潜熱）が移行する。当該気体はフィン９１０の表面において表面張力により「気泡」となる。
気相変化が促進され気泡が成長する（体積が増える）と気泡の浮力が高まる。浮力が気泡上昇に足る十分な大きさを超えると、気泡はフィン９１０の表面から離れて液相の冷媒ＣＬ中を上昇し、ケース６の上内壁に当たる。気泡がケース６の上内壁に当たると、気泡が有している熱はケース６に降ろされる。気泡が運搬した熱は、ケース上面６ａを介して回収され《図７（ａ）太線の矢印参照》、この熱は、図示しないラジエター等により主として空気に転嫁される。熱を降ろして温度が下がった気泡は気体から液体に液相変化（凝縮）を起こし、再び液相の冷媒ＣＬに戻る。
このようにして、従来の熱交換器９００は、冷媒の気液相変化による潜熱を利用して熱交換を行うことができる。これを用いれば半導体等の発熱体Ｈを冷却することができる。

【0005】

一般に、伝熱性能は伝熱面の表面積に比例して向上する。従来の熱交換器９００によれば、複数のフィン９１０がフィンの長手方向に沿って互いに平行になるようにして配列されているため（いわゆるリブ状フィンが配列されているため）、限られたスペースで伝熱面の表面積を拡大することができ、フィン９１０及び冷媒ＣＬの接触面積をより広く確保することができる。このため、より多くの熱を交換する機会を与えることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０１４／０４９８０５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、従来の熱交換器９００は、伝熱面の表面積をより稼ごうとリブ状のフィン９１０を更に狭ピッチで配列すると、図７（ｃ）に示すように隣り合うフィン同士の間に気泡が溜まり易くなる。

【0008】

ここで、フィン間隔が、液相の冷媒ＣＬ中で上昇可能な気泡の直径（上昇を始められる大きさの球形気泡の直径）よりも小さく設定されている場合を想定する。気泡が徐々に成長していく過程で、一方のフィンの第１壁９１１及び他方のフィンの第２壁９１２（以下単に「フィンの壁」，「フィン表面」ということがある）の間に挟まれ気泡の成長が規制されると、上昇可能な体積まで更に成長するためには、気泡は上下方向に膨張するしかない。
仮に上昇可能な体積以上に気泡が成長したとしても、気泡の大部分は液相の冷媒ＣＬ（液体）に接していないため、液体からの押上圧力を享受することができない。それどころか、気泡はフィンの壁（９１１，９１２）に挟まれるように密接しているため、本体気泡ＢＢとフィンの壁（９１１，９１２）との間の抵抗力により、本体気泡ＢＢがフィンの壁から剥離しづらくなっており、本体気泡ＢＢの全体が上昇することはままならない。やがて、フィン９１０の基端９１３側から先端９１４側まで気体で満たされる状態となるまで本体気泡ＢＢが成長し、伝熱面たるフィンの壁（９１１，９１２）を本体気泡ＢＢが殆ど覆う状態にまで至ってしまう《図７（ｃ）参照》。

【0009】

このとき、本体気泡ＢＢの浮力が上記した抵抗力を大きく上回るか、振動・撹拌等外部からの影響を受けるかなどの起因があれば、一部の気泡が本体気泡ＢＢの上側から分裂するようにして小さい気泡（分裂気泡ＢＤ）が徐々に抜けていくようになる。しかし、分裂気泡ＢＤが抜けたとしても、程なく残余の冷媒ＣＬが気相変化することにより新たな気体が発生し、本体気泡ＢＢは再び膨張する。
このように、従来の熱交換器９００によれば、隣り合うフィン同士の間に気泡が慢性的に溜まり易いため、実際に稼働してみるとフィン表面が気泡に接している時間が長くなってしまう。

【0010】

フィン表面が気泡（気体）と接している間は、若干の「顕熱」がフィン表面から気体に移行することとなるが、これはフィン表面から液体への「潜熱」の移行に比べて、さほど大きな熱の移行を実現できない。つまり、気泡と接している間はフィン表面から熱が奪われづらい。このため、最終的には、フィン表面の温度は、気泡（気体）の温度とほぼ同等となり、沸点又は過熱による温度を大きく上回る温度（例えば冷媒ＣＬが水の場合１２０℃など）となる。これらのことを裏返して言うと、冷却効率を高めるためには、フィン表面は液相の冷媒ＣＬとできるだけ長い時間接しているいる方が望ましいとも言える。
以上より、従来の熱交換器９００によると、気泡が溜まり易くフィン表面が気泡に接している時間が長くなり、フィン９１０及びベース部９０７ひいては発熱体Ｈを効率的に冷却することができない。

【0011】

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、従来よりも冷却効率の高い熱交換器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】

【0012】

［１］本発明の熱交換器は、冷媒の気液相変化による潜熱を利用した熱交換器であって、吸熱側と放熱側との間を画定するベース部と、基端が前記ベース部に接続されたうえで先端が前記放熱側に突出した突条をなし、前記冷媒と接触して前記ベース部の前記吸熱側から吸収した熱を前記冷媒に放つ複数のフィンと、を有する放熱器を備え、前記複数のフィンは、該フィンの長手方向に沿って互いに平行になるようにして配列されており、隣り合う前記フィン同士を該フィンの長手方向に沿って視たときに、隣り合う前記フィン同士の前記先端側における間隔が前記基端側における間隔よりも大きくなるように、前記複数のフィンが形成されていることを特徴とする。

【0013】

［２］本発明の熱交換器において、前記隣り合うフィン同士の間隔は、前記基端側から前記先端側に向かうにつれて段階的に大きくなっていることが好ましい。

【0014】

［３］本発明の熱交換器において、前記隣り合うフィン同士の間隔は、前記基端側から前記先端側に向かうにつれて単調増加していることが好ましい。

【0015】

［４］本発明の熱交換器において、前記フィンの少なくとも一方の壁の前記先端側には、前記ベース部の主面と略平行な所定の基準面との間でなす角度が、当該壁の前記基端側と前記基準面との間でなす角度よりも小さくなっているテーパー部が設けられていることが好ましい。

【0016】

［５］本発明の熱交換器において、前記隣り合うフィン同士の前記先端における間隔をＷｔとし前記基端における間隔をＷｂとしたときに、Ｗｔ／Ｗｂが１．５～５．０の範囲内となるように前記隣り合うフィン同士が構成されていることが好ましい。

【0017】

［６］本発明の熱交換器において、隣り合う前記フィン同士の前記基端における間隔が、０．１ｍｍ～０．８ｍｍの範囲内となるように構成されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0018】

本発明の熱交換器によれば、従来よりも冷却効率の高い熱交換器となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施形態１に係る熱交換器１を説明するために示す図である。

【図2】実施形態１に係る熱交換器１の作用を説明するために示す図である。

【図3】実施形態１に係る熱交換器１の作用を説明するために示す図である。

【図4】実施形態１に係る熱交換器１の評価結果を説明するために示す図である。

【図5】実施形態２の放熱器５ｂを説明するために示す要部拡大断面図である。

【図6】変形例の放熱器５ｃ，５ｄ，５ｅを説明するために示す要部拡大断面図である。

【図7】従来の熱交換器９００を説明するために示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明に係る熱交換器の実施形態について図面を参照して説明する。各図面は一例を示した模式図であり、必ずしも実際の寸法、比率等を厳密に反映したものではない。なお、本明細書において、熱交換器を正置したときに重力加速度が働く方向（鉛直線）と概ね平行な方向と（－ｚ方向）を「下」といい、「下」と反対の方向（＋ｚ方向）を「上」というものとする。

【0021】

［実施形態１］
１．実施形態１に係る熱交換器１の構成
図１は、実施形態１に係る熱交換器１を説明するために示す図である。図１（ａ）は熱交換器１の全体斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の破線Ｄで囲まれた領域についてフィン１０の長手方向に垂直な面で切断して矢印Ｑの方向から見たときの要部拡大断面図である。なお、後述する図２、図３、図５及び図６は、この図１（ｂ）の要部拡大断面図と同様に対応する図面である。

【0022】

（１）熱交換器１の概要
実施形態１に係る熱交換器１は、冷媒の気液相変化による潜熱を利用した、いわゆる冷媒を沸騰させるタイプの熱交換器である。
図１（ａ）に示すように、熱交換器１は、ベース部７と複数のフィン１０とを有する放熱器５ａを備える。この放熱器５ａはケース６によって液密にケーシングされている。放熱器５ａのベース部７及びケース６によって構成された空間に冷却液等の冷媒ＣＬが満たされる。ベース部７の吸熱側（本図では下側）には、ベース部７の裏面７ａに接触するようにして発熱体Ｈが配置される。
発熱体Ｈは、冷却を所望するものであれば如何なるものであってもよく、例えば半導体等の電子デバイスであってもよい。
冷媒ＣＬは、常温で液体を保っている一般に冷却液と呼ばれるものを用いることができる。例えば、８０℃以下の沸点を有するアルコール系の溶剤を冷媒ＣＬとして用いてもよい。電子デバイスの動作保証温度は数十℃以下に設定されていることが多いため、上記した冷媒ＣＬを用いれば、数十℃以下を冷却目標温度として冷却を企図することができる。また、冷媒ＣＬは例えば水よりも粘度が低いものであってもよい。気泡が比較的小さい（小径）段階で上昇可能な浮力を得ることができ、気泡が発生次第、順次円滑に当該気泡をフィンの壁（後述）から剥離させることが期待できるからである。

【0023】

（２）熱交換器１の詳しい構成
（２－１）ベース部７
図１（ｂ）に示すように、ベース部７は吸熱側と放熱側との間を画定する。ベース部７は金属の板材からなる。
「吸熱側」は発熱体Ｈが配置される下側（ベース部の裏面７ａの側）であり、「放熱側」は冷媒ＣＬが満たされる上側（ベース部の内底部７ｂ及び後述するフィン１０が配置された側）である。「画定する」とは、境界となる又はインターフェースするとも言うこともできる。

【0024】

（２－２）フィン１０
フィン１０は、冷媒ＣＬと接触してベース部７の吸熱側から吸収した熱を冷媒ＣＬに放つ。フィン１０は、冷媒ＣＬに放熱することができれば如何なるもので構成してもよいが、実施形態１においてフィン１０は、アルミ、アルミ合金、銅、銅合金、ステンレス等の金属でなる。
フィン１０は、基端１３がベース部７に接続されたうえで、先端１４が放熱側に突出した突条をなしている。ここで、「接続された」とは、少なくとも熱回路的に接続されていれば足りる。実施形態１においては、フィン１０及び板材のベース部７が同一材料で一体的に形成されることにより物理的にも熱回路的にも「接続」されている。「突条」とは、ｚ軸に沿って上方からフィン１０を視たときに細長く平面方向に延びた様子をいうものとする。
フィン１０は、一方の側（－ｘ方向の側）に基端１３から先端１４にかけて第１壁１１を有しており、他方の側（＋ｘ方向の側）に基端１３から先端１４にかけて第２壁１２を有している。以下において、これら第１壁１１及び第２壁１２を併せて「フィンの壁」ということがある。この「フィンの壁１１，１２」及びベース部７の内底部７ｂ（後述）は、冷媒ＣＬに対して熱を伝える「伝熱面」として位置づけられる。以下において、これら「フィンの壁１１，１２」及びベース部の内底部７ｂを併せて「フィン表面」ともいうことがある。

【0025】

（２－３）隣り合うフィン同士の関係
複数のフィン１０は、該フィン１０の長手方向（ここではｙ軸に沿った方向）に沿って互いに平行になるようにして配列されている。
それぞれのフィン１０の第１壁１１及び第２壁１２はベース部７の表面の側にある内底部７ｂより立ち上がっている。隣り合うフィン同士の一方のフィン１０の第１壁１１及び他方のフィン１０の第２壁１２、並びに、ベース部７の内底部７ｂによって「スロットＳＬ１」を構成している《図１（ｂ）参照》。

【0026】

実施形態１に係る熱交換器において、隣り合うフィン同士を該フィンの長手方向に沿って視たときに、隣り合うフィン１０同士の先端１４側における間隔Ｗｔが基端１３側における間隔Ｗｂよりも大きくなるように、複数のフィン１０が形成されている。つまり、隣り合うフィン同士の間隔（フィン間隔）が、基端１３側が狭く先端１４側が広くなるように形成されている。スロットＳＬ１の視点で換言すると、スロットＳＬ１は内底部７ｂ側が狭くフィン１０の先端１４側である開放側が広くなっている《図１（ｂ）参照》。

【0027】

また、実施形態１において、隣り合うフィン同士の間隔（フィン間隔）は、基端１３側から先端１４側に向かうにつれて段階的に大きくなっている《図１（ｂ）参照》。
「段階的に大きくなっている」とは、フィン間隔が中途で局所的に広くなっていることもないし、中途で局所的に狭くなっていることもない状態をいう。なお、上記において部分的に同一間隔が続く部分がある場合もここでの「段階的に大きくなっている」に含まれる。また、単純増加することや線形的に大きくなることも、微視的には段階的に大きくなっていると言えるため、ここでの「段階的に大きくなっている」に含まれる。
図１（ｂ）をみると、基端１３におけるフィン間隔をＷｂ、先端１４におけるフィン間隔をＷｔ、基端１３及び先端１４の中間位置におけるフィン間隔をＷｍとすると、Ｗｂ≦Ｗｍ≦Ｗｔの関係となっており、基端１３側から先端１４側に向かうにつれて段階的に大きくなっている。

【0028】

また、実施形態１において、隣り合うフィン同士の間隔は、基端１３側から先端１４側に向かうにつれて単調増加している《図１（ｂ）参照》。
「単調増加している」とは、隣り合うフィン同士の間隔を基端１３から先端１４にかけて走査しながらみたときに、同一のフィン間隔が続く部分がない（直線的に平行となっている部分、曲線であっても同一間隔を保って続いている部分がない）ということもできる。

【0029】

また、実施形態１においては、隣り合うフィン同士の先端１４における間隔をＷｔとし基端１３における間隔をＷｂとしたとき、Ｗｔ／Ｗｂの値が１．５～３０．０の範囲内の値となるように隣り合うフィン同士が構成されている。このとき、Ｗｔ／Ｗｂの値が１．５～５．０の範囲内の値となるように隣り合うフィン同士が構成されていることが好ましい。Ｗｔ／Ｗｂの値が１．５～３．０の範囲内の値となるように隣り合うフィン同士が構成されていることが一層好ましい。

【0030】

さらに、実施形態１においては、隣り合うフィン同士の基端１３における間隔Ｗｂが、０．１ｍｍ～０．８ｍｍの範囲内となるように構成されていることが好ましい。さらに、Ｗｂが０．２ｍｍ～０．４ｍｍの範囲内となるように構成されていることが一層好ましい。

【0031】

２．実施形態１に係る熱交換器１の作用・効果
図２は、実施形態１に係る熱交換器１の作用を説明するために示す図である。
図２（ａ）～図２（ｅ）は、上昇可能な気泡の直径（上昇を始められる大きさの球形気泡の直径）が冷媒ＣＬの物性との関係で比較的大きい場合を想定したときに、ベース部の内底部７ｂ付近から気泡Ｂが発生し、気泡Ｂが成長し、気泡Ｂがフィン表面から剥離していく様子を順次模式的に描いたものである。
図３は、実施形態１に係る熱交換器１の作用を説明するために示す図である。上昇可能な気泡の直径が冷媒ＣＬの物性との関係で中程度の場合を想定したときに、気泡が発生・剥離する様子を各々の気泡Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５について模式的に描いたものである。

【0032】

（１）実施形態１に係る熱交換器１においては、隣り合うフィン同士の先端１４における間隔Ｗｔが基端１３における間隔Ｗｂよりも大きくなるように複数のフィン１０が形成されている。つまり、フィンの壁に発生した気泡からみると上方向（＋ｚ方向）、及び、上方向よりもフィンの壁に若干寄った方向（比較的浅い角度の領域）にはフィンの壁が無い。
このため、気泡Ｂは、成長の過程でベース部の内底部７ｂだけでなくフィンの壁１１，１２からも次々と気体の追加供給を受けながら、従来のように横方向（ｘ軸と平行な方向）のフィンの壁に阻まれることなく、斜め上方にも膨張することができ実質的な径を拡大させることができる。
また、気泡Ｂが成長する際、気泡Ｂの気体の内圧により、全体として傾斜しているフィンの壁１１，１２や内底部７ｂを押すことにもなり、このような力は、気泡Ｂ自身がフィンの壁１１，１２及び内底部７ｂから剥離するための力としても作用する。
このように、実施形態１に係る熱交換器１によれば、気泡Ｂの発生次第、順次円滑に当該気泡Ｂをフィン表面から剥離させることができる。

【0033】

また、実施形態１に係る熱交換器１においては、気泡の上方向及び上方向よりもフィンの壁に若干寄った方向にはフィンの壁が無いことから、気泡が上昇する際に抵抗となるようなものが極力排除された環境となっている。
このため、例えば図３に示すように、気泡が一定程度成長して気泡が上昇するに足る浮力を一旦得ると、当該気泡（Ｂ１，Ｂ３，Ｂ４など）は順次円滑に上昇することができる。
なお、下方の気泡（例えばＢ４）が上方の気泡（例えばＢ２）よりも先に成長してフィン表面（内底部７ｂ及びフィンの壁１１，１２）から剥離していく場合も考えられる。この場合においては、下方の気泡（例えばＢ４）が上方の気泡（例えばＢ２）と合体して体積を増やすため、更に浮力を増すこととなり、従前上方にあった気泡（例えばＢ２）もフィン表面からの剥離が加速されることとなる。

【0034】

以上のように、実施形態１に係る熱交換器１によれば、フィン表面が気泡と接している時間を短縮し、フィン表面が液相の冷媒ＣＬに接している時間を従来よりも長くすることができる。
したがって、本発明の熱交換器は、フィン表面において液相冷媒（液体）を気泡（気体）に相変化する機会を増やすことができるため、より多くの潜熱をフィン表面から奪うことができ、従来よりも冷却効率の高いものとなる。

【0035】

（２）フィン間隔が中途で局所的に狭くなっていると、気泡Ｂが上昇する際のボトルネックとなる可能性がある。逆にフィン間隔が中途で局所的に広くなっていると、上昇中の気泡Ｂ同士が合体する等により期せずして気泡が増大化すると、その上方の局所的にフィン間隔が狭くなっている箇所で閊えてしまう可能性がある。つまり、フィン間隔が中途で局所的に広くなっていると増大化した気泡を滞留させる温床となる可能性もある。

【0036】

一方、実施形態１に係る熱交換器１は、隣り合うフィン同士の間隔が、基端部から先端部に向かうにつれて段階的に大きくなっている。このため、上記したような不具合が生じることがなく、より円滑に気泡を上昇させることができる。

【0037】

（３）熱交換器１において、隣り合うフィン同士の間隔（フィン間隔）は、基端１３側から先端１４側に向かうにつれて単調増加している。
熱交換器１はこのように構成され同一のフィン間隔が続く部分が無いため、より円滑にフィン表面（内底部７ｂ及びフィンの壁１１，１２）から気泡Ｂを剥離させることができる。

【0038】

（４）隣り合うフィン同士の先端１４における間隔をＷｔとし基端１３における間隔をＷｂとしたときに、Ｗｔ／Ｗｂを１．５よりも小さく設定すると、フィンの壁１１，１２が、気泡Ｂが上昇する際の抵抗が増し、かえって冷却効率を高めることができない。また、Ｗｔ／Ｗｂを３０．０よりも大きく設定すると、フィン１０を配置するための幅を比較的大きく確保しなければならず、フィン１０の配置ピッチが広がってしまい、多くの条数のフィン１０を配列するためには大きなスペースが必要となる。
以上のことを鑑みると、Ｗｔ／Ｗｂの値は、実現する熱交換器１の仕様・性能に応じて適宜のバランスを取って設定することが望ましい。実施形態１に係る熱交換器１では、Ｗｔ／Ｗｂが１．５～３０．０の範囲内となるように隣り合うフィン同士が構成されている。また好ましくは、Ｗｔ／Ｗｂが１．５～５．０の範囲内の値となっている。さらに好ましくは、Ｗｔ／Ｗｂが１．５～３．０の範囲内の値となっている。
実施形態１に係る熱交換器１においては、上記のようにＷｔ／Ｗｂの値を設定することにより、冷却効率と省スペースを両立することができる。

【0039】

（５）本発明の発明者は、隣り合うフィン同士の基端１３における間隔Ｗｂと、必要とされるスペックに対する伝熱面の表面積の妥当性、及び、気泡Ｂの剥離容易性との関係を検証し評価した。図４は、実施形態１に係る熱交換器１の評価結果を説明するために示す図である。図４の表中において、二重丸は極めて良好、丸は良好、△は可であるがやや難があるとの評価を示している。図４に示すように、隣り合うフィン同士の基端１３における間隔Ｗｂが０．１ｍｍ～０．８ｍｍの範囲内では、両評価項目とも良好であることを確認した。また、同Ｗｂが０．２ｍｍ～０．４ｍｍの範囲内では、両評価項目がバランスよく良好であることを確認した。

【0040】

このようなことから、隣り合うフィン同士の基端１３における間隔が０．１ｍｍ～０．８ｍｍの範囲内となるように熱交換器１を構成することにより、気泡Ｂの剥離のし易さの確保とフィン１０及び冷媒ＣＬの接触面積を確保することとを両立させることができる。

【0041】

［実施形態２］
次に、実施形態２に係る熱交換器２について説明する。
図５は、実施形態２の放熱器５ｂを説明するために示す要部拡大断面図である。実施形態２において、基本的な構成及び特徴が実施形態１と同じ構成要素については、実施形態１と同じ符号を使用し、説明を省略する。

【0042】

実施形態２に係る熱交換器２（符号２による図示は省略）は、基本的には実施形態１に係る熱交換器１と同様の構成を有するが、放熱器の構造において実施形態１に係る熱交換器１とは異なる。

【0043】

すなわち、図５に示すように、実施形態２の放熱器５ｂにはテーパー部２５が設けられている。具体的にいうと、実施形態２の放熱器５ｂには、フィン２０が有する壁（第１壁２１及び第２壁２２）のうち、フィン２０の少なくとも一方の壁（ここでは第１壁２１）の先端２４側には、ベース部７の主面と略平行な所定の基準面との間でなす角度が、当該壁（ここでは第１壁２１）の基端２３側と基準面との間でなす角度よりも小さくなっているテーパー部２５が設けられている。
「ベース部７の主面」は一般的にはベース部７の裏面（図５においては図示を省略）であるため、「ベース部７の主面と略平行な所定の基準面」とは、ここでは便宜上、複数のフィン２０の先端を含む仮想的な面とする。
なお、図５に示すように、フィン２０の基端２３側から先端２４側に向かうにつれてフィン２０の厚みが徐々に減少しているが、図５に示す例では、かかるテーパー形状の部分をテーパー部２５と呼ぶこともできる。
またなお、フィン２０が有する壁のうち、他方の壁（ここでは第２壁２２）は、テーパー形状を有せずフラットに構成することもできる（図５参照）。もっとも、他方の壁（ここでは第２壁２２）にもテーパー部２５を設けることを妨げるものではない。

【0044】

実施形態２に係る熱交換器２は、気泡Ｂが上昇する際、複数のフィン２０からの出口（スロットＳＬ２からの出口）ともいえるフィン２０の先端２４側にテーパー部２５が設けられているため、気泡Ｂはフィン２０から一層離脱しやすいものとなる。

【0045】

なお、実施形態２に係る熱交換器２は、放熱器の構造以外の構成においては、実施形態１に係る熱交換器１と基本的に同様の構成を有する。そのため、実施形態１に係る熱交換器１が有する効果のうち該当する効果を同様に奏する。

【0046】

［変形例］
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。

【0047】

（１）上記実施形態において記載した構成要素の数、材質、形状、位置、大きさ等は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。

【0048】

（２）放熱器の構造は本発明の効果を損なわない範囲において種々の態様を採ることができる。実施形態１の放熱器５ａ及び実施形態２の放熱器５ｂは、直線をベースとした形状として例示した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６（ａ）に示すように、第１壁３１及び第２壁３２を曲線の形状として放熱器５ｃを構成してもよい（変形例１）。またこれに加えて、図６（ｂ）に示すように、ベース部７の傾斜させた内底部７ｃを有する放熱器５ｄを構成してもよい（変形例２）。また上記変形例１及び変形例２とは異なり、図６（ｃ）に示すように、ベース部７の内底部の幅を実質的に０（ゼロ）とし（すなわち基端５３におけるフィン間隔を実質的に０とし）、第１壁５１及び第２壁５２のみで「伝熱面」を構成してもよい（変形例３）。
なお、図６は変形例の放熱器５ｃ，５ｄ，５ｅを説明するために示す要部拡大断面図である。

【符号の説明】

【0049】

１，２，９００…熱交換器、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，９０５…放熱器、６…ケース、６ａ…ケース上面、７，９０７…ベース部、７ａ，９０７ａ…（ベース部の）裏面、７ｂ，７ｃ…（ベース部の）内底部、１０，２０，３０，４０，５０，９１０…フィン、１１，２１，３１，４１，５１，９１１…第１壁、１２，２２，３２，４２，５２，９１２…第２壁、１３，２３，３３，４３，５３，９１３…（フィンの）基端、１４，２４，３４，４４，５４，９１４…（フィンの）先端、２５…テーパー部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】