特許 7658320 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】2025-03-31

(45)【発行日】2025-04-08

(54)【発明の名称】熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F28F 3/04 20060101AFI20250401BHJP

   F28D 9/00 20060101ALI20250401BHJP

【ＦＩ】

F28F3/04 A

F28D9/00

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022068347

(22)【出願日】2022-04-18

(65)【公開番号】P2023158480

(43)【公開日】2023-10-30

【審査請求日】2024-03-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100140486

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100170058

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 拓真

(74)【代理人】

【識別番号】100142918

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 貴志

(72)【発明者】

【氏名】芳井 晋作

(72)【発明者】

【氏名】袴田 治

【審査官】礒部 賢

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－１４６０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－００９４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０３１７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２３５９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００８０７９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１３４３２２０６（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１９２５３７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｄ １／００ － ２１／００

Ｆ２８Ｆ １／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１流体が流れる第１流路（Ｗ２１，Ｗ２２）と第２流体が流れる第２流路（Ｗ１０）とを仕切る仕切壁（２１０）を有し、前記仕切壁を介して前記第１流体と前記第２流体との間で熱交換が行われる熱交換器（１０）であって、
前記第１流路には、第１方向に前記第１流体が流れるとともに、
前記第２流路には、前記第１方向と対向する第２方向に前記第２流体が流れ、
前記仕切壁において前記第１流路に面する壁面には、前記第１流体が通過する第１領域（Ａ１１）と、前記第１領域よりも遅い流速で前記第１流体が通過する第２領域（Ａ１２）とが存在し、
前記仕切壁の前記第１領域及び前記第２領域には、前記第１流体に対する伝熱面積を増加させる伝熱部（２４）がそれぞれ配置され、
前記第２領域に配置される前記伝熱部（２４ｂ）における前記第１流体の熱交換量は、前記第１領域に配置される前記伝熱部（２４ａ）における前記第１流体の熱交換量よりも大きく、
前記第１流路及び前記第２流路は、所定の曲率を有する形状に形成されている
熱交換器。

【請求項2】

前記仕切壁の前記壁面における前記第１流体の流れ方向の上流側の部分には、前記第１流路に前記第１流体を流す遠心ファン（３０）が設けられている
請求項１に記載の熱交換器。

【請求項3】

前記伝熱部は、前記壁面から突出するように形成される複数の伝熱部材（２４）により構成されており、
前記第２領域に配置される前記伝熱部が前記第１流体と接触する面積は、前記第１領域に配置される前記伝熱部が前記第１流体と接触する面積よりも大きい
請求項１に記載の熱交換器。

【請求項4】

前記伝熱部は、前記壁面から突出するように形成される複数の伝熱部材（２４）により構成されており、
前記第２領域に配置される前記伝熱部の前記第１流体に対する熱伝達率は、前記第１領域に配置される前記伝熱部の前記第１流体に対する熱伝達率よりも大きい
請求項１に記載の熱交換器。

【請求項5】

前記仕切壁において前記第１流路に面する壁面を第１壁面とし、前記仕切壁において前記第２流路に面する壁面を第２壁面とし、前記伝熱部を第１伝熱部とすると、
前記仕切壁の前記第２壁面には、前記第２流体が通過する第３領域（Ａ２１）と、前記第２流体が前記第３領域よりも遅い流速で通過する第４領域（Ａ２２）とが存在し、
前記仕切壁の前記第２壁面の前記第３領域及び前記第４領域には、前記第２流体の熱を前記仕切壁に伝達する第２伝熱部（４０）が形成され、
前記第２伝熱部の前記第４領域における前記第２流体の熱交換量は、前記第２伝熱部の前記第３領域における前記第２流体の熱交換量よりも大きい
請求項１に記載の熱交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、熱交換器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、下記の特許文献１に記載の熱交換器がある。この熱交換器は、第１方向を流れる第１媒体と、第２方向を流れる第２媒体との間で熱交換が行われる。第１方向と第２方向とは互いに直交している。この熱交換器には、第１媒体が流れる部分に第１フィンが配置されるとともに、第２媒体が流れる部分に第２フィンが配置されている。この熱交換器では、第１媒体及び第２媒体の温度差が小さくなり易い部分、具体的には第１媒体の下流側の部分で各フィンのフィンピッチを小さくすることにより熱交換性能を向上させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】中国実用新案第２１２４３１８７０号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

２流体で熱交換を行う熱交換器では、特許文献１に記載されるような２流体が直交するように流れる直交流式のものだけでなく、２流体が互いに対向するように流れる対向流式のものがある。このような対向流式の熱交換器では、２流体に温度差が発生し難いため、上記の特許文献１に記載の熱交換器の構成を採用したとしても、熱交換性能を向上させることが困難である。むしろ、各フィンのフィンピッチが小さくなっている部分では、各媒体の通風抵抗が増加する懸念がある。

【0005】

本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、対向流式の構造を採用しつつ、熱交換性能の確保及び通風抵抗の低減の両立を図ることが可能な熱交換器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する熱交換器は、第１流体が流れる第１流路（Ｗ２１，Ｗ２２）と第２流体が流れる第２流路（Ｗ１０）とを仕切る仕切壁（２１０）を有し、仕切壁を介して第１流体と第２流体との間で熱交換が行われる熱交換器（１０）である。第１流路には、第１方向に第１流体が流れる。第２流路には、第１方向と対向する第２方向に第２流体が流れる。仕切壁において第１流路に面する壁面には、第１流体が通過する第１領域（Ａ１１）と、第１領域よりも遅い流速で第１流体が通過する第２領域（Ａ１２）とが存在する。仕切壁の壁面の第１領域には、第１流体に対する伝熱面積を増加させる第１伝熱部（２４ａ）が形成される。仕切壁の壁面の第２領域には、第１流体に対する伝熱面積を増加させる第２伝熱部（２４ｂ）と、が形成される。第２伝熱部における第１流体の熱交換量は、第１伝熱部における第１流体の熱交換量よりも大きい。

【0007】

この構成によれば、第１流体及び第２流体が対向するように流れる。また、第１流体が相対的に速い流速で流れる第１領域には、第１流体に対する熱交換量が相対的に小さい第１伝熱部が配置されているため、第１流体の通風抵抗を低減することが可能である。さらに、第１流体が相対的に遅い流速で流れる第２領域には、第１流体に対する熱交換量が相対的に大きい第２伝熱部が配置されているため、第１伝熱部における熱交換量の不足分を第２伝熱部の熱交換量で補うことができる。よって、熱交換性能を確保することができる。

【0008】

なお、上記手段、特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

【発明の効果】

【0009】

本開示の熱交換器によれば、対向流式の構造を採用しつつ、熱交換性能の確保及び通風抵抗の低減の両立を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態の熱交換器の正面構造を示す正面図である。

【図2】図２は、実施形態の熱交換器の平面構造を示す平面図である。

【図3】図３は、実施形態のプレート部材の平面構造を示す平面図である。

【図4】図４は、実施形態のプレート部材の断面構造を示す断面図である。

【図5】図５は、図１のＶ－Ｖ線に沿った断面構造を示す断面図である。

【図6】図６（Ａ）、（Ｂ）は、参考例の流路構造を模式的に示す断面図である。

【図7】図７（Ａ）～（Ｃ）は、参考例の流路構造の位置と熱伝達率との関係、当該位置とフィンの表面積との関係、及び当該位置と空気の通風抵抗との関係をそれぞれ示すグラフである。

【図8】図８は、実施形態の第１変形例の熱交換器の正面構造を示す正面図である。

【図9】図９は、実施形態の第１変形例の熱交換器の断面構造を示す断面図である。

【図10】図１０は、実施形態の第２変形例の熱交換器の断面構造を示す断面図である。

【図11】図１１は、他の実施形態のフィンの構造を模式的に示す図である。

【図12】図１２は、他の実施形態のフィンの構造を模式的に示す図である。

【図13】図１３は、他の実施形態のフィンの構造を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、熱交換器の一実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
＜実施形態＞
図１及び図２に示される熱交換器１０は、例えば空気と冷媒との間で熱交換を行うための機器である。本実施形態では、空気が第１流体に相当し、冷媒が第２流体に相当する。なお、第２流体に関しては、冷媒に限らず、ＬＬＣ（Long Life Coolant）等の任意の流体を用いることができる。第１流体に関しても同様に任意の流体を用いることができる。

【0012】

熱交換器１０は、熱交換コア部２０と、遠心ファン３０とを備えている。
図１及び図２に示されるように、熱交換コア部２０は、複数のプレート部材２１～２３と、複数のアウターフィン２４，２５とを備えている。

【0013】

各プレート部材２１～２３は同一の形状を有している。以下では、プレート部材２１の形状について代表して説明する。
図３に示されるように、プレート部材２１は、軸線ｍ１０を中心にリング状に形成されている。プレート部材２１には切り欠き２１ａが形成されている。図３には、切り欠き２１ａを挟んで配置されるプレート部材２１の周方向の一端部に符号２１５が付され、その他端部に符号２１６が付されている。

【0014】

図４に示されるように、プレート部材２１の内部には、冷媒が流れる冷媒流路Ｗ１０が形成されている。図３に示されるように、冷媒流路Ｗ１０はプレート部材２１の一端部２１５から他端部２１６まで延びるように形成されている。図４に示されるように、プレート部材２１の冷媒流路Ｗ１０には複数のインナーフィン４０が配置されている。複数のインナーフィン４０は、軸線ｍ１０を中心として放射状に延びるように配置されている。

【0015】

軸線ｍ１０を中心とする径方向外側に配置されるプレート部材２１の壁部２１３を「外壁部２１３」とするとき、複数のインナーフィン４０の径方向外側の端部と外壁部２１３との間には隙間Ｔ１１が形成されている。また、軸線ｍ１０を中心とする径方向内側に配置されるプレート部材２１の壁部２１４を「内壁部２１４」とするとき、複数のインナーフィン４０の径方向内側の端部と内壁部２１４との間には隙間Ｔ１２が形成されている。以下では、前者の隙間Ｔ１１を「分配タンク空間Ｔ１１」と称し、後者の隙間Ｔ１２を「集合タンク空間Ｔ１２」と称する。また、軸線ｍ１０を中心とする径方向内側を「径方向内側」と略記し、軸線ｍ１０を中心とする径方向外側を「径方向外側」と略記する。

【0016】

図１及び図２に示されるように、複数のプレート部材２１～２３のそれぞれの一端部２１５には、それらを軸線ｍ１０に平行な方向に貫通するように流入パイプ６０が設けられている。流入パイプ６０は、各プレート部材２１～２３の分配タンク空間Ｔ１１に連通されている。複数のプレート部材２１のそれぞれの他端部２１６には、それらを軸線ｍ１０に平行な方向に貫通するように流出パイプ７０が設けられている。流入パイプ６０の一端部には冷媒用の流入配管が接続される。流出パイプ７０の一端部には冷媒用の流出配管が接続される。

【0017】

流入パイプ６０には流入配管を通じて冷媒が流入する。流入パイプ６０に流入した冷媒は、流入パイプ６０から各プレート部材２１～２３の分配タンク空間Ｔ１１に流入する。分配タンク空間Ｔ１１に流入した冷媒は、図４に矢印Ｄ１１で示されるように複数のインナーフィン４０の間の隙間を集合タンク空間Ｔ１２に向かって、すなわち径方向外側から径方向内側に向かう方向に流れる。集合タンク空間Ｔ１２では、複数のインナーフィン４０の間の隙間を流れた冷媒が集められる。各プレート部材２１～２３の集合タンク空間Ｔ１２に集められた冷媒は流出パイプ７０を通じて流出配管へと流れる。

【0018】

図１に示されるように、プレート部材２１，２２の間に形成される隙間、及びプレート部材２１，２３の間に形成される隙間は、空気が流通する空気流路Ｗ２１，Ｗ２２をそれぞれ形成している。アウターフィン２４，２５は空気流路Ｗ２１，Ｗ２２にそれぞれ配置されている。

【0019】

各アウターフィン２４，２５は、軸線ｍ１０に平行な方向に延びるように形成されるピン状のフィンである。各アウターフィン２４の下端部はプレート部材２１の上壁部２１０の外面２１０ａに接合されて固定されている。各アウターフィン２４の上端部はプレート部材２２の下壁部２２０の外面２２０ａに接合されて固定されている。各アウターフィン２５の上端部はプレート部材２１の下壁部２１１の外面２１１ａに接合されて固定されている。各アウターフィン２５の下端部はプレート部材２３の上壁部２３０の外面２３０ａに接合されて固定されている。

【0020】

以下では、プレート部材２１，２３の上壁部２１０，２３０のそれぞれの外面２１０ａ，２３０ａを「上面２１０ａ，２３０ａ」と称し、プレート部材２１，２２の下壁部２１１，２２０の外面２１１ａ，２２０ａを「下面２１１ａ，２２０ａ」と称する。
各アウターフィン２４，２５は同一の形状を有しているため、以下ではアウターフィン２４の形状について代表して説明する。

【0021】

図５は、図１のＶ－Ｖ線に沿った断面構造を示したものである。図５に示されるように、軸線ｍ１０に直交する各アウターフィン２４の断面形状は流線形に形成されている。図５では、アウターフィン２４の流線形の前縁部に符号２４０が付され、アウターフィン２４の流線形の後縁部に符号２４１が付されている。各アウターフィン２４は、その前縁部２４０が軸線ｍ１０に向くように配置されている。

【0022】

図５に示されるように、プレート部材２１の上面２１０ａにおける径方向内側の第１領域Ａ１１には複数のアウターフィン２４が粗に配置されている。プレート部材２１の上面２１０ａにおける径方向外側の第２領域Ａ１２には複数のアウターフィン２４が密に配置されている。例えば、軸線ｍ１０を中心とする周方向において、隣り合うアウターフィン２４，２４が配置される間隔をフィンピッチとするとき、プレート部材２１の径方向内側の第１領域Ａ１１に配置されるアウターフィン２４のフィンピッチＰ１１よりも、プレート部材２１の径方向外側の第２領域Ａ１２に配置されるアウターフィン２４のフィンピッチＰ１２の方が狭くなっている。以下では、第１領域Ａ１１に配置される複数のアウターフィン２４を「内側アウターフィン２４ａ」と称し、第２領域Ａ１２に配置される複数のアウターフィン２４を「外側アウターフィン２４ｂ」と称する。本実施形態では、複数の内側アウターフィン２４ａが、第１領域Ａ１１に配置される第１伝熱部及び伝熱部材に相当する。また、複数の外側アウターフィン２４ｂが、第２領域Ａ１２に配置される第１伝熱部及び伝熱部材に相当する。

【0023】

図２に示されるように、遠心ファン３０は、プレート部材２１～２３の中央に配置されている。遠心ファン３０は、電力の供給に基づいて駆動することにより、各プレート部材２１～２３の間に形成される空気流路Ｗ２１，Ｗ２２に空気を流通させる。空気は、図５に示される矢印Ｄ１２で示される方向に、すなわち径方向内側から径方向外側に向かう方向に向かって流れる。

【0024】

次に、本実施形態の熱交換器１０の動作例について説明する。
本実施形態の熱交換器１０では、各プレート部材２１～２３の冷媒流路Ｗ１０を流れる冷媒と、各プレート部材２１～２３の間に形成される空気流路Ｗ２１，Ｗ２２を流れる空気との間で熱交換が行われる。例えば一方の空気流路Ｗ２１を流れる空気と、プレート部材２１の冷媒流路Ｗ１０を流れる冷媒とが、プレート部材２１の上壁部２１０を介して熱交換を行う。また、他方の空気流路Ｗ２２を流れる空気と、プレート部材２１の冷媒流路Ｗ１０を流れる冷媒とが、プレート部材２１の下壁部２１１を介して熱交換を行う。その際、空気流路Ｗ２１，Ｗ２２では径方向内側から径方向外側に向かう方向に空気が流れる。これに対して、プレート部材２２の冷媒流路Ｗ１０では径方向外側から径方向内側に向かう方向に冷媒が流れる。したがって、本実施形態の熱交換器１０は、熱交換を行う２流体が互いに対向するように流れる、いわゆる対向流式の構造を有している。

【0025】

本実施形態では、径方向外側から径方向内側に向かう方向が第１方向に相当し、径方向内側から径方向外側に向かう方向が第２方向に相当する。また、空気流路Ｗ２１，Ｗ２２が第１流路に相当し、各プレート部材２１～２３の冷媒流路Ｗ１０が第２流路に相当する。さらに、プレート部材２１の上壁部２１０が、一方の空気流路Ｗ２１とプレート部材２１の冷媒流路Ｗ１０とを仕切る仕切壁に相当する。また、プレート部材２１の下壁部２１１が、他方の空気流路Ｗ２２とプレート部材２１の冷媒流路Ｗ１０とを仕切る仕切壁に相当する。プレート部材２２の下壁部２２０及びプレート部材２３の上壁部２３０も同様に仕切壁に相当する。

【0026】

空気流路Ｗ２１，Ｗ２２に配置される複数のアウターフィン２４，２５は、空気に対する伝熱面積を増加させる機能を有している。また、冷媒流路Ｗ１０に配置されるインナーフィン４０は、冷媒に対する伝熱面積を増加させる機能を有している。したがって、これらのフィン２４，２５，４０は熱交換器１０の熱交換性能の向上に寄与している。

【0027】

各プレート部材２１～２３はリング状に形成されているため、径方向内側から径方向外側に向かうほど、すなわち図５に示される第１領域Ａ１１から第２領域Ａ１２に向かうほど、空気の流れ方向に直交する空気流路Ｗ２１の流路断面積は大きくなる。結果として径方向内側から径方向外側に向かうほど空気の流速は遅くなる。以下では、第１領域Ａ１１を「高流速領域Ａ１１」と称し、第２領域Ａ１２を「低流速領域Ａ１２」と称する。

【0028】

本実施形態のように、高流速領域Ａ１１において複数の内側アウターフィン２４ａを粗に配置し、且つ低流速領域Ａ１２において複数の外側アウターフィン２４ｂを密に配置することにより、熱交換性能を確保しつつ、通風抵抗を低減させることが可能である。その理由は以下の通りである。

【0029】

発明者らは、図６（Ａ）に示される流路構造１００Ａにおける熱伝達率及び通風抵抗と、図６（Ｂ）に示される流路構造１００Ｂにおける熱伝達率及び通風抵抗とを実験的に計測して比較した。流路構造１００Ａ，１００Ｂは共に、空気が流入する流入口１０１から、空気が流出する流出口１０２に向かって流路断面積が徐々に大きくなるように形成されている。したがって、各流路構造１００Ａ，１００Ｂの流入口１０１付近には、空気の流速が相対的に速い高流速領域１０３が形成されている。また、各流路構造１００Ａ，１００Ｂの流出口１０２付近には、空気の流速が相対的に遅い低流速領域１０４が形成されている。

【0030】

流路構造１００Ａ，１００Ｂにはフィン１０５がそれぞれ配置されている。流路構造１００Ａでは、高流速領域１０３及び低流速領域１０４を含め、全領域でフィン１０５が均一の間隔で配置されている。これに対して、流路構造１００Ｂでは、高流速領域１０３においてフィン１０５が粗に配置され、低流速領域１０４においてフィン１０５が密に配置されている。

【0031】

図７（Ａ）～（Ｃ）は、流路構造１００Ａ，１００Ｂの位置とフィン１０５の熱伝達率との関係、当該位置とフィン１０５の表面積との関係、及び当該位置と空気の通風抵抗との関係をそれぞれ示したものである。なお、図７の横軸の「位置ｄ」は、図６（Ａ），（Ｂ）に示されるように流入口１０１の位置を基準位置（ｄ＝０）として、当該基準位置から空気流れ方向の位置を示すものである。また、フィン１０５の表面積は、その位置に存在するフィン１０５の面積の合計を示す。さらに、図７（Ａ）～（Ｃ）では、流路構造１００Ａの熱伝達率、表面積、及び通風抵抗が一点鎖線で示され、流路構造１００Ｂの熱伝達率、表面積、及び通風抵抗が実線で示されている。

【0032】

流路構造１００Ａでは、フィン１０５が均一の間隔で配置されているため、図７（Ａ）に一点鎖線で示されるように、流入口１０１から流出口１０２に向かうほど、すなわち高流速領域１０３から低流速領域１０４に向かうほど、熱伝達率が低下する。また、図７（Ｂ）に一点鎖線で示されるように、流路構造１００Ａではフィン１０５の表面積が一定である。さらに、図７（Ｃ）に一点鎖線で示されるように、流路構造１００Ａでは、流入口１０１から流出口１０２に向かって通風抵抗が漸増する。

【0033】

これに対して、流路構造１００Ｂでは高流速領域１０３においてフィン１０５が粗に配置されている。そのため、図７（Ｂ）に実線で示されるように、流路構造１００Ｂの高流速領域１０３では、フィン１０５の表面積が流路構造１００Ａよりも小さい。また、流路構造１００Ｂでは低流速領域１０４においてフィン１０５が密に配置されている。そのため、図７（Ｂ）に実線で示されるように、流路構造１００Ｂでは、低流速領域１０４においてフィン１０５の表面積が急上昇する。

【0034】

一方、流路構造１００Ｂでは高流速領域１０３においてフィン１０５が粗に配置されているため、図７（Ａ），（Ｃ）に実線で示されるように、その領域１０３では流路構造１００Ａと比較すると熱交換効率及び通風抵抗が低くなる。これに対して、流路構造１００Ｂでは低流速領域１０４においてフィン１０５が密に配置されている。そのため、図７（Ａ），（Ｃ）に実線で示されるように、その領域１０４では熱交換効率及び通風抵抗が急上昇する。

【0035】

ところで、空気の場合、一般的には空気の流速は抵抗に対して２乗前後で寄与し、熱伝達率に対して１乗前後で寄与することが知られている。これを考慮すると、流路構造１００Ｂでは、高流速領域１０３においてフィン１０５が粗に配置されているため、熱伝達率が低下するものの、通風抵抗の低減効果を効果的に得ることが可能である。また、流路構造１００Ｂでは、低流速領域１０４においてフィン１０５が密に配置されているため、高流速領域１０３における熱伝達率の低下分を、低流速領域１０４における熱伝達率の上昇分で補うことが可能である。結果として、通風抵抗を低減しつつ、熱交換性能を確保することが可能である。

【0036】

上述の通り、図１～図５に示される本実施形態の熱交換器１０では、プレート部材２１の径方向内側の高流速領域Ａ１１において内側アウターフィン２４ａが粗に配置され、プレート部材２１の径方向外側の低流速領域Ａ１２において外側アウターフィン２４ｂが密に配置されている。したがって、本実施形態の熱交換器１０は、図６（Ｂ）に示される流路構造１００Ｂと類似の構造を有している。したがって、本実施形態の熱交換器１０でも、流路構造１００Ｂと同様に、通風抵抗を低減しつつ、熱交換性能を確保することが可能である。

【0037】

以上説明した本実施形態の熱交換器１０によれば、以下の（１）～（４）に示される作用及び効果を得ることができる。
（１）各プレート部材２１～２３の冷媒流路Ｗ１０には、径方向外側から径方向内側に向かう方向に冷媒が流れる。空気流路Ｗ２１，Ｗ２２には、径方向内側から径方向外側に向かう方向、すなわち冷媒が流れる方向と対向する方向に空気が流れる。プレート部材２１の上面２１０ａの高流速領域Ａ１１には内側アウターフィン２４ａが配置されている。プレート部材２１の上面２１０ａの低流速領域Ａ１２には外側アウターフィン２４ｂが配置されている。外側アウターフィン２４ｂは内側アウターフィン２４ａと比較すると密に配置されている。したがって、外側アウターフィン２４ｂにおける空気の熱交換量は、内側アウターフィン２４ａにおける空気の熱交換量よりも大きい。この構成によれば、空気及び冷媒が対向するように流れる。また、高流速領域Ａ１１には、外側アウターフィン２４ｂよりも粗に配置された内側アウターフィン２４ａが設けられているため、空気の通風抵抗を低減することが可能である。さらに、内側アウターフィン２４ａにおける熱交換量の不足分は外側アウターフィン２４ｂの熱交換量で補うことが可能であるため、熱交換性能を確保することができる。

【0038】

（２）冷媒流路Ｗ１０及び空気流路Ｗ２１，Ｗ２２は、円弧状に、すなわち所定の曲率を有する形状に形成されている。この構成によれば、冷媒流路Ｗ１０において冷媒の流速差を容易に形成することができるとともに、空気流路Ｗ２１，Ｗ２２においても空気の流速差を容易に形成することができる。

【0039】

（３）プレート部材２１の上面２１０ａにおける空気の流れ方向の上流側の部分には、空気流路Ｗ２１，Ｗ２２に空気を流す遠心ファン３０が設けられている。この構成によれば、空気流路Ｗ２１，Ｗ２２に空気を容易に流すことが可能となる。
（４）内側アウターフィン２４ａ及び外側アウターフィン２４ｂは、プレート部材２１の上面２１０ａから突出するように形成されている。複数の外側アウターフィン２４ｂが空気と接触する面積は、複数の内側アウターフィン２４ａが空気と接触する面積よりも大きい。この構成によれば、外側アウターフィン２４ｂにおける空気との熱交換量を、内側アウターフィン２４ａにおける空気との熱交換量よりも大きくする構造を容易に実現することができる。

【0040】

（第１変形例）
次に、実施形態の熱交換器１０の第１変形例について説明する。以下、上記実施形態の熱交換器１０との相違点を中心に説明する。
図８に示されるように、本変形例の熱交換器１０は、空気が流れる空気流路Ｗ３０と、冷媒が流れる冷媒流路Ｗ４０とを矢印Ｚで示される方向に交互に有している。空気流路Ｗ３０と冷媒流路Ｗ４０との間には、それらを仕切る仕切壁５０，５１が設けられている。この熱交換器１０では、空気流路Ｗ３０を流れる空気と、冷媒流路Ｗ４０を流れる冷媒との間で仕切壁５０，５１を介して熱交換が行われる。

【0041】

図９に示されるように、空気流路Ｗ３０は、矢印Ｘで示される方向に延びるように形成されている。矢印Ｘで示される方向における熱交換器１０の一端部には、空気流路Ｗ３０に空気を流入させる流入口６１が形成されている。矢印Ｘで示される方向における熱交換器１０の他端部には、空気流路Ｗ３０を流れた空気が流出する流出口６２が形成されている。矢印Ｘで示される方向における空気流路Ｗ３０の中央部には、矢印Ｙで示される方向に流路断面積が部分的に狭くなる絞り部６４が形成されている。したがって、空気流路Ｗ３０では、絞り部６４の付近で空気の流速が速くなり、流入口６１及び流出口６２の付近で空気の流速が遅くなる。これにより、例えば仕切壁５０の上面５００には、空気が高速で通過する高流速領域Ａ１１と、高流速領域Ａ１１よりも遅い流速で空気が通過する低流速領域Ａ１２とが存在する。

【0042】

図８に示されるように、熱交換器１０の一端部には冷媒流路Ｗ４０の流出口７２が更に形成されている。熱交換器１０の他端部には冷媒流路Ｗ４０の流入口７１が更に形成されている。したがって、空気流路Ｗ３０における空気の流れ方向と、冷媒流路Ｗ４０における冷媒の流れ方向とは互いに対向している。

【0043】

図９に示されるように、熱交換器１０は、空気流路Ｗ３０に配置されるフィン８１を更に備えている。
フィン８１は、矢印Ｚで示される方向に延びるように形成されている。フィン８１の一端部は、図８に示される仕切壁５０の上面５００に接合されている。フィン８１の他端部は、図８に示される仕切壁５１の下面５１０に接合されている。図９に示されるように、フィン８１は、上記実施形態のアウターフィン２４，２５と同様に流線形に形成されている。仕切壁５０の上面５００の高流速領域Ａ１１には複数のフィン８１が粗に配置されている。仕切壁５０の上面５００の低流速領域Ａ１２には複数のフィン８１が密に配置されている。本変形例では、高流速領域Ａ１１に配置されるフィン８１が、第１領域に配置される第１伝熱部及び伝熱部材に相当する。また、低流速領域Ａ１２に配置されるフィン８１が、第２領域に配置される第１伝熱部及び伝熱部材に相当する。

【0044】

このような構造を有する熱交換器１０であっても、上記実施形態の熱交換器１０と同一又は類似の作用及び効果を得ることが可能である。
（第２変形例）
次に、実施形態の熱交換器１０の第２変形例について説明する。以下、第１変形例の熱交換器１０との相違点を中心に説明する。

【0045】

図１０に示されるように、本変形例の熱交換器１０では、空気流路Ｗ３０における流入口６１から中央部６３までの区間では、流入口６１から中央部６３に向かうほど流路断面積が大きくなっている。空気流路Ｗ３０における中央部６３から流出口６２までの区間では流路断面積が一定となっている。これにより、仕切壁５０の上面５００には、空気が高速で通過する高流速領域Ａ１１と、高流速領域Ａ１１よりも遅い流速で空気が通過する低流速領域Ａ１２とが存在する。高流速領域Ａ１１には複数のフィン８１が粗に配置されている。低流速領域Ａ１２には複数のフィン８１が密に配置されている。また、空気流路Ｗ３０における中央部６３から流出口６２までの区間は、空気の流速が一定であるため、その区間におけるフィン８１の粗密は変化していない。本変形例では、高流速領域Ａ１１に配置されるフィン８１が、第１領域に配置される第１伝熱部及び伝熱部材に相当する。また、低流速領域Ａ１２に配置されるフィン８１が、第２領域に配置される第１伝熱部及び伝熱部材に相当する。

【0046】

このような構造を有する熱交換器１０であっても、上記実施形態の熱交換器１０と同一又は類似の作用及び効果を得ることが可能である。
＜他の実施形態＞
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。

【0047】

・第１変形例及び第２変形例の熱交換器１０では、空気の流れ方向に直交する空気流路Ｗ２０の断面積を変化させるために、矢印Ｙで示される方向において流路断面積を変化させる構造を採用したが、これに代えて、矢印Ｚで示される方向において流路断面積を変化させる構造を採用してもよい。

【0048】

・上記実施形態、第１変形例、及び第２変形例の熱交換器１０では、高流速領域Ａ１１に配置されるフィンの熱交換量と、低流速領域Ａ１２に配置されるフィンの熱交換量とに差異を生じさせるために、各領域Ａ１１，Ａ１２のフィンの形状を変化させずに、フィンの粗密を変化させる構成、換言すればフィンの表面積を変化させる構成を採用した。これに代えて、例えば図１１に示されるように、高流速領域Ａ１１及び低流速領域Ａ１２にそれぞれ配置されるフィン９１，９２の形状を変化させてもよい。具体的には、高流速領域Ａ１１に配置される第１フィン９１は、低流速領域Ａ１２に配置される第２フィン９２よりも扁平状に形成されている。これにより、第１フィン９１では、その前縁部９１０において空気の衝突回数を減らすことができるため、空気の通風抵抗を低減することが可能である。また、第２フィン９２では、第１フィン９１と比較すると前縁効果が大きくなるため、熱伝達率が向上する。このように、第１フィン９１の熱伝達率と第２フィン９２の熱伝達率とに差異を生じさせる構造を用いれば、高流速領域Ａ１１に配置されるフィンの熱交換量と、低流速領域Ａ１２に配置されるフィンの熱交換量とに差異を生じさせることが可能である。

【0049】

・空気と熱交換を行う伝熱部材としては、ピン形状のフィンに限らず、任意の部材を用いることができる。例えば伝熱部材としては、図１２に示されるようなルーバ２０１、２０２を用いることが可能である。この場合、図１２に示されるように、高流速領域Ａ１１には、所定のピッチＰ１１で複数の第１ルーバ２０１を配置する。また、図１２に示されるように、低流速領域Ａ１２には、ピッチＰ１１よりも短いピッチＰ１２で複数の第２ルーバ２０２を配置する。

【0050】

・実施形態の熱交換器１０では、空気流路Ｗ２１，Ｗ２２との類似の構造を冷媒流路Ｗ１０に採用してもよい。具体的には、図４に示されるように、冷媒流路Ｗ１０では、集合タンク空間Ｔ１２の付近に、冷媒の流速が相対的に速くなる高流速領域Ａ２１が形成される。また、分配タンク空間Ｔ１１の付近に、冷媒の流速が相対的に遅くなる低流速領域Ａ２２が形成される。したがって、プレート部材２１の下壁部２１１の内面２１１ｂには高流速領域Ａ２１と低流速領域Ａ２２とが存在している。この場合、プレート部材２１の内面２１１ｂが第２壁面に相当し、高流速領域Ａ２１が第３領域に相当し、低流速領域Ａ２２が第４領域に相当する。このような構造では、インナーフィン４０の低流速領域Ａ２２における冷媒の熱交換量を、インナーフィン４０の高流速領域Ａ２１における冷媒の熱交換量よりも大きくすることが有効である。例えば、インナーフィン４０として、図１３に示されるようなオフセットフィンを用いた上で、低流速領域Ａ２２に、オフセットピッチＯＰが相対的に短いインナーフィン４０を配置するとともに、高流速領域Ａ２１に、オフセットピッチＯＰが相対的に長いインナーフィン４０を配置する。この場合、高流速領域Ａ２１に配置されるインナーフィン４０が第２伝熱部に相当する。

【0051】

・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

【0052】

＜付記＞
次に、上記実施形態及びその変形例から把握可能な本発明の特徴を以下の通り示す。
前記伝熱部は、前記壁面から突出するように形成される複数の伝熱部材（２４）により構成されており、前記第２領域に配置される前記伝熱部が前記第１流体と接触する面積は、前記第１領域に配置される前記伝熱部が前記第１流体と接触する面積よりも大きい、請求項１～３のいずれか一項に記載の熱交換器。

【0053】

前記伝熱部は、前記壁面から突出するように形成される複数の伝熱部材（２４）により構成されており、前記第２領域に配置される前記伝熱部の前記第１流体に対する熱伝達率は、前記第１領域に配置される前記伝熱部の前記第２流体に対する熱伝達率よりも大きい、請求項１～３のいずれか一項に記載の熱交換器。

【0054】

前記仕切壁において前記第１流路に面する壁面を第１壁面とし、前記仕切壁において前記第２流路に面する壁面を第２壁面とし、前記伝熱部を第１伝熱部とすると、前記仕切壁の前記第２壁面には、前記第２流体が通過する第３領域（Ａ２１）と、前記第２流体が前記第３領域よりも遅い流速で通過する第４領域（Ａ２２）とが存在し、前記仕切壁の前記第２壁面の前記第３領域及び前記第４領域には、前記第２流体の熱を前記仕切壁に伝達する第２伝熱部（４０）が形成され、前記第２伝熱部の前記第４領域における前記第２流体の熱交換量は、前記第２伝熱部の前記第３領域における前記第２流体の熱交換量よりも大きい、請求項１～５のいずれか一項に記載の熱交換器。

【符号の説明】

【0055】

Ａ１１：高流速領域（第１領域）
Ａ１２：低流速領域（第２領域）
Ａ２１：高流速領域（第３領域）
Ａ２２：低流速領域（第４領域）
Ｗ１０：冷媒流路（第２流路）
Ｗ２１，Ｗ２２：空気流路（第１流路）
１０：熱交換器
２４ａ：内側アウターフィン（第１伝熱部，伝熱部材）
２４ｂ：外側アウターフィン（第１伝熱部，伝熱部材）
３０：遠心ファン
４０：インナーフィン（第２伝熱部）
２１０：上壁部（仕切壁）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】