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JP6599121B2 - Heat exchanger and waste heat recovery device - Google Patents
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

本発明は、熱交換器及び廃熱回収装置に関する。   The present invention relates to a heat exchanger and a waste heat recovery apparatus.

従来、熱交換器に関する技術として、例えば特許文献1に記載された凝縮器が知られている。特許文献1に記載された凝縮器は、冷媒を流通させる複数のチューブと、隣り合うチューブ間に設けられたコルゲートフィンと、チューブの両端に連結された一対のヘッダーと、を備え、ヘッダー内部には、仕切り板が設けられている。特許文献1に記載された凝縮器では、冷媒入口管から流入した冷媒は、冷媒入口管から冷媒出口管への冷媒流路において蛇行するように流通する。   Conventionally, as a technique related to a heat exchanger, for example, a condenser described in Patent Document 1 is known. The condenser described in Patent Document 1 includes a plurality of tubes for circulating a refrigerant, corrugated fins provided between adjacent tubes, and a pair of headers connected to both ends of the tubes, and the inside of the headers. Is provided with a partition plate. In the condenser described in Patent Document 1, the refrigerant flowing from the refrigerant inlet pipe flows so as to meander in the refrigerant flow path from the refrigerant inlet pipe to the refrigerant outlet pipe.

特開昭63−161393号公報JP-A-63-161393

上記従来技術では、上述のように冷媒を蛇行するように流通させることから、冷媒流路の流路長が増加し、圧力損失が増加してしまう場合がある。また上記従来技術では、熱交換器内で偏った温度分布(温度ムラ)が生じ、熱交換性能が不十分となってしまう可能性がある。   In the prior art, since the refrigerant is circulated in a meandering manner as described above, the flow path length of the refrigerant flow path may increase and the pressure loss may increase. Moreover, in the said prior art, the uneven temperature distribution (temperature nonuniformity) arises in a heat exchanger, and heat exchange performance may become inadequate.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、高い熱交換性能と圧力損失の低減とを両立できる熱交換器及び廃熱回収装置を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the heat exchanger and waste heat recovery apparatus which can make high heat exchange performance and reduction of pressure loss compatible.

本発明に係る熱交換器は、互いに隣接する第1流路層及び第2流路層を具備し、第1流路層を流通する第1流体と第2流路層を流通する第2流体との間で熱を伝達させる熱交換器であって、第1流路層は、第1流体を流入させる流入口が設けられた流入タンク部と、第1流体を流出させる流出口が設けられた流出タンク部と、流入タンク部及び流出タンク部の間に設けられ、流入タンク部から流出タンク部に第1流体を流通させる中間部と、を含み、流入タンク部において第1流体の流入方向に沿って延びる複数の第1熱交換フィン、及び、流出タンク部において第1流体の流出方向に沿って延びる複数の第2熱交換フィンの少なくとも一方と、中間部において第1及び第2熱交換フィンの少なくとも一方と交差する方向に沿って延びる第3熱交換フィンと、備え、第1及び第2熱交換フィンの少なくとも一方は、形成する複数のチャンネルのうち隣接する一対のチャンネル間で第1流体が流通可能な形状を有する。   The heat exchanger according to the present invention includes a first flow path layer and a second flow path layer that are adjacent to each other, and a first fluid that flows through the first flow path layer and a second fluid that flows through the second flow path layer. The first flow path layer is provided with an inflow tank portion provided with an inflow port through which the first fluid flows in and an outflow port through which the first fluid flows out. An inflow tank portion, and an intermediate portion that is provided between the inflow tank portion and the outflow tank portion and distributes the first fluid from the inflow tank portion to the outflow tank portion, and the inflow direction of the first fluid in the inflow tank portion A plurality of first heat exchange fins extending along the at least one of the plurality of second heat exchange fins extending along the outflow direction of the first fluid in the outflow tank portion, and first and second heat exchanges in the intermediate portion. A third extending along a direction intersecting at least one of the fins; And exchange fins, wherein at least one of the first and second heat exchanger fins, the first fluid between adjacent pair of channels among a plurality of channels formed with a possible flow geometry.

この熱交換器では、第1流路層において、第3熱交換フィンだけでなく、第1及び第2熱交換フィンの少なくとも一方が設けられている。そのため、中間部だけでなく、流入タンク部及び流出タンク部の少なくとも何れかにおいても、第2流路層を流れる第2流体との間で第1流体が熱交換可能となる。加えて、流入タンク部及び流出タンク部の少なくとも何れかでは、隣接する一対のチャンネル間で第1流体が流通可能となっている。よって、例えば流入タンク部(流出タンク部)では、流入方向(流出方向)に第1流体を流通させながら、その流れの方向に対して交差する方向に当該第1流体を流すことが可能となる。従って、第1流体の流路長の増加を抑制し、圧力損失を低減しながら、第1流体を第2流体と効果的に熱交換させて、第1流路層内の温度ムラを抑制することができる。すなわち、高い熱交換性能と圧力損失の低減とを両立することが可能となる。   In this heat exchanger, not only the third heat exchange fin but also at least one of the first and second heat exchange fins is provided in the first flow path layer. Therefore, not only the intermediate part but also at least one of the inflow tank part and the outflow tank part, the first fluid can exchange heat with the second fluid flowing through the second flow path layer. In addition, in at least one of the inflow tank portion and the outflow tank portion, the first fluid can flow between a pair of adjacent channels. Therefore, for example, in the inflow tank portion (outflow tank portion), the first fluid can flow in the direction intersecting the flow direction while flowing the first fluid in the inflow direction (outflow direction). . Accordingly, the first fluid is effectively heat exchanged with the second fluid while suppressing an increase in the channel length of the first fluid and reducing the pressure loss, thereby suppressing temperature unevenness in the first channel layer. be able to. That is, it is possible to achieve both high heat exchange performance and reduced pressure loss.

本発明に係る熱交換器において、第2流路層は、第1流路層の中間部に隣接する対向部を含み、対向部は、第1流路層の中間部における第1流体の流通方向に対向する方向に、第2流体を流通させてもよい。このような構成によれば、第1流体と第2流体とを対向して流通させること(いわゆるカウンターフロー)を実現することが可能となる。よって、高い熱交換性能を有しながら、圧力損失を一層低減することが可能になる。   In the heat exchanger according to the present invention, the second flow path layer includes a facing portion adjacent to an intermediate portion of the first flow path layer, and the facing portion is a flow of the first fluid in the intermediate portion of the first flow path layer. The second fluid may be circulated in a direction opposite to the direction. According to such a configuration, it is possible to realize the flow of the first fluid and the second fluid facing each other (so-called counter flow). Therefore, it is possible to further reduce pressure loss while having high heat exchange performance.

本発明に係る熱交換器において、第1及び第2熱交換フィンの少なくとも一方は、ルーバーフィン又はオフセットフィンである場合がある。   In the heat exchanger according to the present invention, at least one of the first and second heat exchange fins may be a louver fin or an offset fin.

本発明に係る廃熱回収装置は、作動流体が循環されるランキンサイクル装置を備え、高温熱源の廃熱を回収する廃熱回収装置であって、ランキンサイクル装置は、作動流体を蒸発させる蒸発器として、上記の熱交換器を有し、熱交換器は、第1流体としての作動流体へ第2流体としての高温熱源から熱を伝達させて、作動流体を蒸発させる。   A waste heat recovery apparatus according to the present invention includes a Rankine cycle device in which a working fluid is circulated, and is a waste heat recovery device that recovers waste heat from a high-temperature heat source. The Rankine cycle device is an evaporator that evaporates the working fluid. As described above, the heat exchanger includes the heat exchanger, and the heat exchanger evaporates the working fluid by transferring heat from the high-temperature heat source as the second fluid to the working fluid as the first fluid.

この廃熱回収装置においては、上述した熱交換器を蒸発器に適用することにより、高温熱源から作動流体への熱伝達における高い熱交換性能と圧力損失の低減とを両立できる。その結果、ランキンサイクル装置の熱効率を向上でき、廃熱回収装置の排熱回収効率が向上できる。   In this waste heat recovery apparatus, by applying the above-described heat exchanger to the evaporator, it is possible to achieve both high heat exchange performance and reduced pressure loss in heat transfer from the high-temperature heat source to the working fluid. As a result, the thermal efficiency of the Rankine cycle device can be improved, and the exhaust heat recovery efficiency of the waste heat recovery device can be improved.

本発明によれば、高い熱交換性能と圧力損失の低減とを両立できる熱交換器及び廃熱回収装置を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the heat exchanger and waste heat recovery apparatus which can make high heat exchange performance and reduction of pressure loss compatible.

実施形態に係る熱交換器を有する廃熱回収装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the waste heat recovery apparatus which has the heat exchanger which concerns on embodiment. (a)は、本発明の一実施形態の熱交換器の正面図である。(b)は、図2(a)におけるIIb-IIb線に沿った断面図である。(A) is a front view of the heat exchanger of one Embodiment of this invention. FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line IIb-IIb in FIG. (a)は、図2(b)におけるIIIa-IIIa線に沿った断面図である。(b)は、図2(b)におけるIIIb-IIIb線に沿った一部断面図である。(A) is sectional drawing along the IIIa-IIIa line | wire in FIG.2 (b). FIG. 2B is a partial cross-sectional view taken along line IIIb-IIIb in FIG. (a)は、ルーバーフィンの一例を示す図である。(b)は、オフセットフィンの一例を示す図である。(c)は、角型フィンの一例を示す図である。(d)は、波型フィンの一例を示す図である。(A) is a figure showing an example of a louver fin. (B) is a figure which shows an example of an offset fin. (C) is a figure which shows an example of a square fin. (D) is a figure showing an example of a wave type fin. 比較例に係る熱交換器の一部断面図である。It is a partial cross section figure of the heat exchanger which concerns on a comparative example.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1は、実施形態に係る熱交換器を有する廃熱回収装置を示すブロック図である。図1に示されるように、実施形態に係る熱交換器1は、ランキンサイクル装置10を備える廃熱回収装置100に適用され、例えば車両に搭載される。適用される車両としては、例えばトラックやバス等の商用車が挙げられる。車両としては、特に限定されるものではなく、例えば大型車両や中型車両、普通乗用車、小型車両又は軽車両等の何れであってもよい。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a waste heat recovery apparatus having a heat exchanger according to an embodiment. As FIG. 1 shows, the heat exchanger 1 which concerns on embodiment is applied to the waste heat recovery apparatus 100 provided with the Rankine cycle apparatus 10, for example, is mounted in a vehicle. Examples of the vehicle to be applied include commercial vehicles such as trucks and buses. The vehicle is not particularly limited, and may be, for example, a large vehicle, a medium vehicle, a normal passenger vehicle, a small vehicle, a light vehicle, or the like.

ランキンサイクル装置10は、例えばエンジンEの廃熱を入熱として、当該廃熱に係る熱エネルギを動力に変換して出力する。ランキンサイクル装置10は、その流路15において、作動流体ポンプ11と、蒸発器12と、膨張機13と、凝縮器14と、を有している。ランキンサイクル装置10における流路15には、作動流体Mが循環される。作動流体Mとしては、種々のものを用いることができ、ここでは、低沸点媒体であるR134aが用いられる。   The Rankine cycle apparatus 10 uses, for example, the waste heat of the engine E as heat input, converts the heat energy related to the waste heat into power, and outputs the power. The Rankine cycle device 10 includes a working fluid pump 11, an evaporator 12, an expander 13, and a condenser 14 in the flow path 15. The working fluid M is circulated through the flow path 15 in the Rankine cycle device 10. Various fluids can be used as the working fluid M. Here, R134a which is a low boiling point medium is used.

作動流体ポンプ11は、作動流体Mを圧送して循環させるポンプである。蒸発器12は、作動流体ポンプ11の下流側に設けられ、作動流体ポンプ11で圧縮された作動流体Mを加熱して蒸発させる。蒸発器12では、エンジンEの冷却水(高温熱源)Wを介して入熱されたエンジンEの廃熱により、作動流体Mが加熱されて蒸発される。蒸発器12としては、後述の熱交換器1が適用される。すなわち、熱交換器1は、第1流体としての作動流体Mへ第2流体としての冷却水Wから熱を伝達させて、作動流体Mを蒸発させる。   The working fluid pump 11 is a pump that pumps and circulates the working fluid M. The evaporator 12 is provided on the downstream side of the working fluid pump 11 and heats and evaporates the working fluid M compressed by the working fluid pump 11. In the evaporator 12, the working fluid M is heated and evaporated by the waste heat of the engine E input through the cooling water (high temperature heat source) W of the engine E. As the evaporator 12, a heat exchanger 1 described later is applied. That is, the heat exchanger 1 evaporates the working fluid M by transferring heat from the cooling water W as the second fluid to the working fluid M as the first fluid.

膨張機13は、蒸発器12の下流側に設けられている。膨張機13は、作動流体Mの膨張により回転し、動力を出力する。膨張機13としては、例えばタービン等が用いられる。膨張機13は、例えば機械出力を出力してもよいし、例えば発電機が接続されて電気出力を出力してもよい。凝縮器14は、膨張機13の下流側に設けられている。凝縮器14は、作動流体Mを冷却して凝縮(液化)させる熱交換器である。凝縮器14は、低温熱源(図示せず)により冷却される。低温熱源は、例えばサブラジエータが含まれ、例えば車両が走行する際の走行風により凝縮器14を冷却する。   The expander 13 is provided on the downstream side of the evaporator 12. The expander 13 rotates by the expansion of the working fluid M and outputs power. For example, a turbine or the like is used as the expander 13. The expander 13 may output a mechanical output, for example, or may be connected to a generator and output an electrical output, for example. The condenser 14 is provided on the downstream side of the expander 13. The condenser 14 is a heat exchanger that cools and condenses (liquefies) the working fluid M. The condenser 14 is cooled by a low-temperature heat source (not shown). The low-temperature heat source includes, for example, a sub-radiator, and cools the condenser 14 with, for example, traveling wind when the vehicle travels.

エンジンEは、例えば水冷式ディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジンEは、シリンダヘッド及びシリンダブロック等を含むエンジン本体20と、EGR[Exhaust Gas Recirculation]ガスを冷却するEGRクーラ21と、冷却水Wを流通させる冷却水流路22と、例えば走行風との熱交換により冷却水Wを冷却するラジエータ23と、を有している。冷却水流路22によりエンジン本体20に冷却水Wが流通され、エンジン本体20が冷却される。冷却水流路22によりEGRクーラ21に冷却水Wを流通され、EGRガスが冷却される。   The engine E is an internal combustion engine such as a water-cooled diesel engine. The engine E includes an engine main body 20 including a cylinder head, a cylinder block, and the like, an EGR cooler 21 that cools an EGR (Exhaust Gas Recirculation) gas, a cooling water passage 22 that circulates the cooling water W, and heat of, for example, traveling wind And a radiator 23 that cools the cooling water W by replacement. The cooling water W is circulated through the engine main body 20 through the cooling water flow path 22 to cool the engine main body 20. The cooling water W is circulated through the EGR cooler 21 through the cooling water flow path 22 to cool the EGR gas.

次に、図2〜図4を参照して、熱交換器1の構成について説明する。図2(a)は、本発明の一実施形態の熱交換器の正面図である。図2(b)は、図2(a)におけるIIb-IIb線に沿った断面図である。図3(a)は、図2(b)におけるIIIa-IIIa線に沿った断面図である。図3(b)は、図2(b)におけるIIIb-IIIb線に沿った断面図である。なお、以下の説明において、X方向は、第1流体の流入方向及び流出方向に沿う方向であり、Y方向は、第1流体の流入方向及び流出方向に直交する方向である。   Next, the configuration of the heat exchanger 1 will be described with reference to FIGS. Fig.2 (a) is a front view of the heat exchanger of one Embodiment of this invention. FIG. 2B is a sectional view taken along line IIb-IIb in FIG. FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line IIIa-IIIa in FIG. FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line IIIb-IIIb in FIG. In the following description, the X direction is a direction along the inflow direction and the outflow direction of the first fluid, and the Y direction is a direction orthogonal to the inflow direction and the outflow direction of the first fluid.

図2(a)及び図2(b)に示されるように、熱交換器1は、四角柱形状を有する筐体2を備える。図示する筐体2は、そのY方向の端部が四角錐台状となるように傾斜している。熱交換器1は、作動流体Mが流通する複数の第1流路層4と、高温熱源である冷却水Wが流通する複数の第2流路層5と、を含む。第1流路層4及び第2流路層5は、交互に積層されている。つまり、第1流路層4及び第2流路層5は、互いに隣接している。第1流路層4及び第2流路層5は、筐体2の外壁6に格納されている。このような熱交換器1は、第1流路層4を流通する作動流体Mと第2流路層5を流通する冷却水Wとの間で熱を伝達させる。熱交換器1において、作動流体Mが第1流体を構成し、冷却水Wが第2流体を構成する。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the heat exchanger 1 includes a housing 2 having a quadrangular prism shape. The illustrated housing 2 is inclined such that the end in the Y direction has a quadrangular frustum shape. The heat exchanger 1 includes a plurality of first flow path layers 4 through which the working fluid M flows and a plurality of second flow path layers 5 through which the cooling water W that is a high-temperature heat source flows. The first flow path layers 4 and the second flow path layers 5 are alternately stacked. That is, the first flow path layer 4 and the second flow path layer 5 are adjacent to each other. The first flow path layer 4 and the second flow path layer 5 are stored in the outer wall 6 of the housing 2. Such a heat exchanger 1 transfers heat between the working fluid M flowing through the first flow path layer 4 and the cooling water W flowing through the second flow path layer 5. In the heat exchanger 1, the working fluid M constitutes the first fluid, and the cooling water W constitutes the second fluid.

図3(a)に示されるように、第1流路層4は、流入タンク部30と、流出タンク部31と、中間部32と、を備える。流入タンク部30には、作動流体Mを流入させる流入口33が設けられている。流入口33は、流入タンク部30の内部と連通するように、筐体2のY方向の一端側に接続されている。流入口33は、X方向に沿って延在しており、例えばパイプ部材で構成されている。   As shown in FIG. 3A, the first flow path layer 4 includes an inflow tank portion 30, an outflow tank portion 31, and an intermediate portion 32. The inflow tank portion 30 is provided with an inflow port 33 through which the working fluid M flows. The inflow port 33 is connected to one end side of the housing 2 in the Y direction so as to communicate with the inside of the inflow tank portion 30. The inflow port 33 extends along the X direction, and is formed of, for example, a pipe member.

流入タンク部30は、複数の熱交換フィン(第1熱交換フィン)40を備えている。複数の熱交換フィン40は、流入タンク部30内において作動流体Mの流入方向(X方向)に沿って延びている。複数の熱交換フィン40は、複数のチャンネル41を形成する。従って、複数のチャンネル41は、X方向に沿って延びている。チャンネル41は、隣接する熱交換フィン40によって流入タンク部30内が区画されてなり、作動流体Mを流通させる空間である。熱交換フィン40は、形成する複数のチャンネル41のうち隣接する一対のチャンネル41間で作動流体Mが流通可能な形状を有する(詳しくは後述)。流入タンク部30は、中間部32と連通している。流入タンク部30は、流入口33を介して第1流路層4に流入した作動流体Mを、中間部32に送出する。   The inflow tank unit 30 includes a plurality of heat exchange fins (first heat exchange fins) 40. The plurality of heat exchange fins 40 extend along the inflow direction (X direction) of the working fluid M in the inflow tank portion 30. The plurality of heat exchange fins 40 form a plurality of channels 41. Accordingly, the plurality of channels 41 extend along the X direction. The channel 41 is a space in which the inside of the inflow tank portion 30 is partitioned by the adjacent heat exchange fins 40 and the working fluid M is circulated. The heat exchange fin 40 has a shape in which the working fluid M can flow between a pair of adjacent channels 41 among a plurality of channels 41 to be formed (details will be described later). The inflow tank portion 30 communicates with the intermediate portion 32. The inflow tank unit 30 sends the working fluid M that has flowed into the first flow path layer 4 through the inflow port 33 to the intermediate unit 32.

中間部32は、流入タンク部30及び流出タンク部31の間に設けられている。中間部32は、流入タンク部30から流出タンク部31に作動流体Mを流通させる。中間部32は、複数の熱交換フィン(第3熱交換フィン)42を備えている。複数の熱交換フィン42は、中間部32内において、熱交換フィン40及び後述の熱交換フィン44と直交(交差)する方向(Y方向)に沿って延びている。複数の熱交換フィン42は、並列的に配置されている。複数の熱交換フィン42は、複数のチャンネル43を形成する。複数のチャンネル43は、Y方向に沿って延びている。チャンネル43は、隣接する熱交換フィン42によって中間部32内が区画されてなり、作動流体Mを流通させる空間である。熱交換フィン42は、形成する複数のチャンネル43に沿って作動流体Mが流通可能な形状を有する(詳しくは後述)。中間部32は、流出タンク部31と連通している。中間部32は、流入タンク部30から流入した作動流体Mを、流出タンク部31に送出する。   The intermediate part 32 is provided between the inflow tank part 30 and the outflow tank part 31. The intermediate part 32 circulates the working fluid M from the inflow tank part 30 to the outflow tank part 31. The intermediate part 32 includes a plurality of heat exchange fins (third heat exchange fins) 42. The plurality of heat exchange fins 42 extend along a direction (Y direction) orthogonal to (intersect) the heat exchange fins 40 and a heat exchange fin 44 described later in the intermediate portion 32. The plurality of heat exchange fins 42 are arranged in parallel. The plurality of heat exchange fins 42 form a plurality of channels 43. The plurality of channels 43 extend along the Y direction. The channel 43 is a space in which the inside 32 is partitioned by the adjacent heat exchange fins 42 and the working fluid M flows therethrough. The heat exchange fins 42 have a shape that allows the working fluid M to flow along a plurality of channels 43 to be formed (details will be described later). The intermediate part 32 communicates with the outflow tank part 31. The intermediate part 32 sends the working fluid M flowing in from the inflow tank part 30 to the outflow tank part 31.

流出タンク部31には、作動流体Mを流出させる流出口34が設けられている。流出口34は、流出タンク部31の内部と連通するように、筐体2のY方向の他端側に接続されている。流出口34は、X方向に沿って延在しており、例えばパイプ部材で構成されている。流出タンク部31は、複数の熱交換フィン(第2熱交換フィン)44を有している。複数の熱交換フィン44は、流出タンク部31内において作動流体Mの流出方向(X方向)に沿って延びている。複数の熱交換フィン44は、複数のチャンネル45を形成する。従って、複数のチャンネル45は、X方向に沿って延びている。チャンネル45は、隣接する熱交換フィン44によって流出タンク部31内が区画されてなり、作動流体Mを流通させる空間である。熱交換フィン44は、形成する複数のチャンネル45のうち隣接する一対のチャンネル45間で作動流体Mが流通可能な形状を有する(詳しくは後述)。流出タンク部31は、中間部32から流入した作動流体Mを、第1流路層4から流出口34を介して流出させる。   The outflow tank unit 31 is provided with an outflow port 34 through which the working fluid M flows out. The outflow port 34 is connected to the other end side in the Y direction of the housing 2 so as to communicate with the inside of the outflow tank portion 31. The outflow port 34 extends along the X direction, and is formed of, for example, a pipe member. The outflow tank unit 31 has a plurality of heat exchange fins (second heat exchange fins) 44. The plurality of heat exchange fins 44 extend in the outflow tank portion 31 along the outflow direction (X direction) of the working fluid M. The plurality of heat exchange fins 44 form a plurality of channels 45. Therefore, the plurality of channels 45 extend along the X direction. The channel 45 is a space in which the inside of the outflow tank portion 31 is partitioned by the adjacent heat exchange fins 44 and the working fluid M is circulated. The heat exchange fin 44 has a shape in which the working fluid M can flow between a pair of adjacent channels 45 among a plurality of channels 45 to be formed (details will be described later). The outflow tank unit 31 causes the working fluid M flowing in from the intermediate unit 32 to flow out from the first flow path layer 4 through the outflow port 34.

図3(b)に示されるように、第2流路層5は、流入タンク部35と、流出タンク部36と、対向部37と、を備える。流入タンク部35には、冷却水Wを流入させる流入口38が設けられている。流入口38は、流入タンク部35の内部と連通するように、筐体2のY方向の他端側に接続されている。流入口38は、X方向に沿って延在しており、例えばパイプ部材で構成されている。流入タンク部35は、対向部37と連通している。流入タンク部35は、その内部に熱伝導フィンが設けられていない空(がらんどう)の空間とされている。流入タンク部35は、流入口38を介して第2流路層5に流入した冷却水Wを、対向部37に送出する。   As shown in FIG. 3B, the second flow path layer 5 includes an inflow tank portion 35, an outflow tank portion 36, and a facing portion 37. The inflow tank portion 35 is provided with an inflow port 38 through which the cooling water W flows. The inflow port 38 is connected to the other end side of the housing 2 in the Y direction so as to communicate with the inside of the inflow tank portion 35. The inflow port 38 extends along the X direction, and is formed of, for example, a pipe member. The inflow tank portion 35 communicates with the facing portion 37. The inflow tank portion 35 is an empty space in which no heat conducting fin is provided. The inflow tank portion 35 sends the cooling water W that has flowed into the second flow path layer 5 through the inflow port 38 to the facing portion 37.

対向部37は、流入タンク部35及び流出タンク部36の間に設けられている。対向部37は、第1流路層4の中間部32に隣接する。対向部37は、第1流路層4の中間部32における作動流体Mの流通方向に対向する方向に、冷却水Wを流通させる。対向部37は、複数の熱交換フィン46を備えている。複数の熱交換フィン46は、対向部37において中間部32の熱交換フィン42が延びる方向(Y方向)に沿って延びている。複数の熱交換フィン46は、複数のチャンネル47を形成する。複数のチャンネル47は、Y方向に沿って延びている。チャンネル47は、隣接する熱交換フィン46によって対向部37内が区画されてなり、作動流体Mを流通させる空間である。対向部37は、流出タンク部36と連通している。対向部37は、流入タンク部35から流入した冷却水Wを、流出タンク部36に送出する。   The facing portion 37 is provided between the inflow tank portion 35 and the outflow tank portion 36. The facing portion 37 is adjacent to the intermediate portion 32 of the first flow path layer 4. The facing portion 37 circulates the cooling water W in a direction facing the flow direction of the working fluid M in the intermediate portion 32 of the first flow path layer 4. The facing portion 37 includes a plurality of heat exchange fins 46. The plurality of heat exchange fins 46 extend along the direction (Y direction) in which the heat exchange fins 42 of the intermediate portion 32 extend in the facing portion 37. The plurality of heat exchange fins 46 form a plurality of channels 47. The plurality of channels 47 extend along the Y direction. The channel 47 is a space in which the facing portion 37 is partitioned by the adjacent heat exchange fins 46 and allows the working fluid M to flow therethrough. The facing portion 37 communicates with the outflow tank portion 36. The facing portion 37 sends the cooling water W flowing in from the inflow tank portion 35 to the outflow tank portion 36.

流出タンク部36には、冷却水Wを流出させる流出口39が設けられている。流出口39は、流出タンク部36の内部と連通するように、筐体2のY方向の一端側に接続されている。流出口39は、Y方向に沿って延在しており、例えばパイプ部材で構成されている。流出タンク部36は、その内部に熱伝導フィンが設けられていない空の空間とされている。流出タンク部36は、対向部37から流入した冷却水Wを、第2流路層5から流出口39を介して流出させる。   The outflow tank portion 36 is provided with an outflow port 39 through which the cooling water W flows out. The outflow port 39 is connected to one end side of the housing 2 in the Y direction so as to communicate with the inside of the outflow tank portion 36. The outflow port 39 extends along the Y direction, and is formed of, for example, a pipe member. The outflow tank portion 36 is an empty space in which no heat conducting fin is provided. The outflow tank portion 36 causes the cooling water W flowing in from the facing portion 37 to flow out from the second flow path layer 5 via the outflow port 39.

ここで、図4(a)〜図4(d)を参照して、熱交換フィン40,42,44及び46の形状について具体的に説明する。図4(a)は、ルーバーフィンの一例を示す図である。図4(b)は、オフセットフィンの一例を示す図である。図4(c)は、角型フィンの一例を示す図である。図4(d)は、波型フィンの一例を示す図である。   Here, the shape of the heat exchange fins 40, 42, 44, and 46 will be specifically described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (d). FIG. 4A is a diagram illustrating an example of a louver fin. FIG. 4B is a diagram illustrating an example of the offset fin. FIG.4 (c) is a figure which shows an example of a square fin. FIG. 4D is a diagram illustrating an example of a corrugated fin.

流入タンク部30における熱交換フィン40は、形成する複数のチャンネル41のうち隣接する一対のチャンネル41間で作動流体Mが流通可能な形状を有する。熱交換フィン40としては、ルーバーフィン50又はオフセットフィン60が採用される。ここでの熱交換フィン40は、ルーバーフィン50である。また、流出タンク部31における熱交換フィン44は、形成する複数のチャンネル45のうち隣接する一対のチャンネル45間で作動流体Mが流通可能な形状を有する。熱交換フィン44としては、ルーバーフィン50又はオフセットフィン60が採用される。ここでの熱交換フィン44は、ルーバーフィン50である。   The heat exchange fin 40 in the inflow tank portion 30 has a shape that allows the working fluid M to flow between a pair of adjacent channels 41 among the plurality of channels 41 to be formed. As the heat exchange fin 40, a louver fin 50 or an offset fin 60 is employed. The heat exchange fin 40 here is a louver fin 50. Further, the heat exchange fins 44 in the outflow tank portion 31 have a shape that allows the working fluid M to flow between a pair of adjacent channels 45 among the plurality of channels 45 to be formed. As the heat exchange fins 44, louver fins 50 or offset fins 60 are employed. The heat exchange fins 44 here are louver fins 50.

図4(a)に示されるように、ルーバーフィン50は、X方向から見て断面V字形状を有し、X方向に沿って延在する。ルーバーフィン50は、Y方向に並ぶように配置されている。隣接するルーバーフィン50は、互いに連結されて一体とされている。複数のルーバーフィン50は、Y方向に沿って波型となるように構成されている。   As shown in FIG. 4A, the louver fin 50 has a V-shaped cross section when viewed from the X direction and extends along the X direction. Louver fins 50 are arranged in the Y direction. Adjacent louver fins 50 are connected together and integrated. The plurality of louver fins 50 are configured to be corrugated along the Y direction.

ルーバーフィン50は、所定角度で交差する平面部51及び平面部52を含む。平面部51及び平面部52のそれぞれには、断面矩形状の複数の貫通口53が設けられている。貫通口53は、平面部51及び平面部52それぞれにおいて、X方向に互いに離間して配置されている。貫通口53には、ルーバ54が設けられている。ルーバ54は、貫通口53の一つの辺縁に連結され、当該貫通口53を所定の隙間を有して遮るように延在する。ルーバ54は、その基端側から先端側に行くに連れ、平面部51又は平面部52から離れるように傾斜する。このようなルーバ54付きの貫通口53は、例えば、平面部51及び平面部52においてU字状の切込みを設け、この切込みに囲まれる部分を所定量折り曲げることによって形成される。   Louver fin 50 includes a plane portion 51 and a plane portion 52 that intersect at a predetermined angle. Each of the flat part 51 and the flat part 52 is provided with a plurality of through holes 53 having a rectangular cross section. The through-holes 53 are spaced apart from each other in the X direction in each of the planar portion 51 and the planar portion 52. A louver 54 is provided in the through-hole 53. The louver 54 is connected to one edge of the through hole 53 and extends so as to block the through hole 53 with a predetermined gap. The louver 54 inclines away from the flat surface portion 51 or the flat surface portion 52 as it goes from the proximal end side to the distal end side. Such a through-hole 53 with a louver 54 is formed, for example, by providing a U-shaped cut in the flat portion 51 and the flat portion 52 and bending a portion surrounded by the cut by a predetermined amount.

複数のルーバーフィン50は、複数のチャンネル41を形成する。複数のチャンネル41は、複数のルーバーフィン50の平面部51及び平面部52によって画成される。隣接する一対のチャンネル41のうち一方のチャンネル41aは、他方のチャンネル41bに対して、貫通口53によって連通されている。つまり、複数のルーバーフィン50で形成された複数のチャンネル41は、ルーバ54を有する貫通口53を介して、隣接するチャンネル41a,41b間で作動流体Mを流通させながら、当該作動流体Mをチャンネル41に沿って(X方向に沿って)流通させる。   The plurality of louver fins 50 form a plurality of channels 41. The plurality of channels 41 are defined by the plane portions 51 and the plane portions 52 of the plurality of louver fins 50. One channel 41 a of the pair of adjacent channels 41 is connected to the other channel 41 b by a through-hole 53. In other words, the plurality of channels 41 formed by the plurality of louver fins 50 are used to distribute the working fluid M between the adjacent channels 41a and 41b through the through-hole 53 having the louver 54, while the working fluid M is channeled. It distribute | circulates along 41 (along X direction).

図4(b)に示されるように、オフセットフィン60は、X方向から見て断面ハット形状を有する。オフセットフィン60は、Y方向に並ぶように配置されている。またオフセットフィン60は、Y方向にずれながら(オフセットしながら)X方向に並ぶように配置されている。オフセットフィン60は、互いに直交する平面部61と平面部62と平面部63とを含む。   As shown in FIG. 4B, the offset fin 60 has a cross-sectional hat shape when viewed from the X direction. The offset fins 60 are arranged in the Y direction. The offset fins 60 are arranged so as to be aligned in the X direction while being shifted (offset) in the Y direction. The offset fin 60 includes a plane portion 61, a plane portion 62, and a plane portion 63 that are orthogonal to each other.

複数のオフセットフィン60は、複数のチャンネル41を形成する。複数のチャンネル41は、複数のオフセットフィン60の平面部61と平面部62と平面部63とによって画成される。オフセットフィン60がY方向にずれながらX方向に並ぶため、隣接する一対のチャンネル41のうち一方のチャンネル41aは、他方のチャンネル41bに対して連通されている。例えば図示する一方のチャンネル41aは、X方向に対して傾きながら流れる流路(平面部61〜63で囲まれた流路)と、オフセットフィン60のX方向端部から他方のチャンネル41bに流れ込む流路と、を含む。つまり、複数のオフセットフィン60で形成された複数のチャンネル41は、隣接するチャンネル41a,41b間で作動流体Mを流通させながら、当該作動流体Mをチャンネル41に沿って(X方向に沿って)流通させる。   The plurality of offset fins 60 form a plurality of channels 41. The plurality of channels 41 are defined by the planar portion 61, the planar portion 62, and the planar portion 63 of the plurality of offset fins 60. Since the offset fins 60 are arranged in the X direction while being displaced in the Y direction, one channel 41a of the pair of adjacent channels 41 communicates with the other channel 41b. For example, one channel 41a shown in the figure is a flow channel that flows while being inclined with respect to the X direction (a flow channel surrounded by the flat portions 61 to 63), and a flow that flows from the X direction end of the offset fin 60 into the other channel 41b. Road. That is, the plurality of channels 41 formed by the plurality of offset fins 60 allows the working fluid M to flow along the channels 41 (along the X direction) while flowing the working fluid M between the adjacent channels 41a and 41b. Circulate.

対向部37における熱交換フィン46は、形成する複数のチャンネル47に沿って冷却水Wが流通可能な形状を有する。ここでの熱交換フィン46は、角型フィン70である。   The heat exchange fins 46 in the facing portion 37 have a shape that allows the cooling water W to flow along the plurality of channels 47 to be formed. The heat exchange fins 46 here are square fins 70.

図4(c)に示されるように、角型フィン70は、Y方向から見て断面ハット形状を有し、Y方向に沿って延在する。角型フィン70は、X方向に並ぶように配置されている。隣接する角型フィン70は、互いに連結されて一体とされている。複数の角型フィン70は、X方向に沿って矩形波状となるように構成されている。角型フィン70は、互い直交する平面部71と平面部72と平面部73とを含む。   As shown in FIG. 4C, the square fin 70 has a cross-sectional hat shape when viewed from the Y direction, and extends along the Y direction. The square fins 70 are arranged in the X direction. Adjacent square fins 70 are connected together and integrated. The plurality of square fins 70 are configured to have a rectangular wave shape along the X direction. The square fin 70 includes a plane portion 71, a plane portion 72, and a plane portion 73 that are orthogonal to each other.

複数の角型フィン70は、複数のチャンネル47を形成する。ここでの複数のチャンネル47は、複数の角型フィン70の平面部71と平面部72と平面部73とによって画成される。複数の角型フィン70で形成された複数のチャンネル47は、隣接するチャンネル47間で冷却水Wを流通させずに、冷却水Wをチャンネル47に沿って(Y方向に沿って)流通させる。   The plurality of square fins 70 form a plurality of channels 47. Here, the plurality of channels 47 are defined by the planar portion 71, the planar portion 72, and the planar portion 73 of the plurality of square fins 70. The plurality of channels 47 formed by the plurality of square fins 70 circulate the cooling water W along the channels 47 (along the Y direction) without flowing the cooling water W between the adjacent channels 47.

中間部32における熱交換フィン42は、形成する複数のチャンネル43に沿って作動流体Mが流通可能な形状を有する。ここでの熱交換フィン42は、波型フィン80である。   The heat exchange fins 42 in the intermediate portion 32 have a shape that allows the working fluid M to flow along the plurality of channels 43 to be formed. The heat exchange fins 42 here are corrugated fins 80.

図4(d)に示されるように、波型フィン80は、Y方向から見て断面V字形状を有し、Y方向に沿って延在する。波型フィン80は、X方向に並ぶように配置されている。隣接する波型フィン80は、互いに連結されて一体とされている。複数の波型フィン80は、X方向に沿って波型となるように構成されている。波型フィン80は、所定角度で交差する平面部81及び平面部82を含む。   As shown in FIG. 4D, the corrugated fin 80 has a V-shaped cross section when viewed from the Y direction, and extends along the Y direction. The corrugated fins 80 are arranged in the X direction. Adjacent corrugated fins 80 are connected together and integrated. The plurality of corrugated fins 80 are configured to be corrugated along the X direction. The corrugated fin 80 includes a plane portion 81 and a plane portion 82 that intersect at a predetermined angle.

複数の波型フィン80は、複数のチャンネル43を形成する。ここでの複数のチャンネル43は、複数の波型フィン80の平面部81及び平面部82によって画成される。複数の波型フィン80で形成された複数のチャンネル43は、隣接するチャンネル43間で作動流体Mを流通させずに、作動流体Mをチャンネル43に沿って(Y方向に沿って)流通させる。   The plurality of corrugated fins 80 form a plurality of channels 43. The plurality of channels 43 here are defined by the plane portions 81 and the plane portions 82 of the plurality of corrugated fins 80. The plurality of channels 43 formed by the plurality of corrugated fins 80 distribute the working fluid M along the channels 43 (along the Y direction) without flowing the working fluid M between the adjacent channels 43.

以上のように構成された熱交換器1の第1流路層4において、流入口33から流入タンク部30に流入した作動流体Mは、熱交換フィン40によってX方向に沿って流れながら貫通口53を介してY方向に流れ、中間部32に流入する。中間部32に流入した作動流体Mは、熱交換フィン42によってY方向に沿って流れ、流出タンク部31に流入する。流出タンク部31に流入した作動流体Mは、熱交換フィン44によってX方向に沿って流れながら貫通口53を介してY方向に流れた後、X方向に沿って流出口39から流入する。一方、第2流路層5では、流入口38から流入タンク部35に流入した冷却水Wは、対向部37に流入し、対向部37内で熱交換フィン46によりY方向に沿って流れた後、流出タンク部36に流入する。そして、X方向に沿って流出口39から流出する。   In the first flow path layer 4 of the heat exchanger 1 configured as described above, the working fluid M that has flowed into the inflow tank portion 30 from the inflow port 33 flows through the heat exchange fins 40 along the X direction while passing through the through-hole. It flows in the Y direction via 53 and flows into the intermediate part 32. The working fluid M flowing into the intermediate portion 32 flows along the Y direction by the heat exchange fins 42 and flows into the outflow tank portion 31. The working fluid M that has flowed into the outflow tank portion 31 flows in the Y direction through the through-hole 53 while flowing along the X direction by the heat exchange fins 44, and then flows in from the outflow port 39 along the X direction. On the other hand, in the second flow path layer 5, the cooling water W flowing into the inflow tank portion 35 from the inlet 38 flows into the facing portion 37 and flows along the Y direction by the heat exchange fins 46 in the facing portion 37. After that, it flows into the outflow tank section 36. And it flows out from the outflow port 39 along a X direction.

以上、本実施形態に係る熱交換器1の第1流路層4には、熱交換フィン42だけでなく、熱交換フィン40及び熱交換フィン44が設けられている。そのため、中間部32だけでなく、流入タンク部30及び流出タンク部31においても、第2流路層5を流れる冷却水Wとの間で作動流体Mが熱交換可能となる。   As described above, not only the heat exchange fins 42 but also the heat exchange fins 40 and the heat exchange fins 44 are provided in the first flow path layer 4 of the heat exchanger 1 according to the present embodiment. Therefore, the working fluid M can exchange heat with the cooling water W flowing through the second flow path layer 5 not only in the intermediate portion 32 but also in the inflow tank portion 30 and the outflow tank portion 31.

加えて、流入タンク部30では、隣接する一対のチャンネル41間で作動流体Mが流通可能となっている。流出タンク部31では、隣接する一対のチャンネル45間で作動流体Mが流通可能となっている。これにより、流入タンク部30(流出タンク部31)では、流入方向(流出方向)に作動流体Mを流通させながら、その流れの方向に対して垂直な方向に当該作動流体Mを流すことが可能となる。例えば熱交換器1全体として見たときに、流入タンク部30側から流出タンク部31側へ向かう一方向へ作動流体Mが流通する(作動流体Mが一方通行で流れる)こととなり、作動流体Mは、蛇行して流通したり熱交換器1の内部を何往復も流通したりすることがない。   In addition, in the inflow tank portion 30, the working fluid M can flow between a pair of adjacent channels 41. In the outflow tank portion 31, the working fluid M can flow between a pair of adjacent channels 45. Thereby, in the inflow tank part 30 (outflow tank part 31), it is possible to flow the working fluid M in a direction perpendicular to the flow direction while flowing the working fluid M in the inflow direction (outflow direction). It becomes. For example, when the heat exchanger 1 is viewed as a whole, the working fluid M flows in one direction from the inflow tank portion 30 side to the outflow tank portion 31 side (the working fluid M flows in one way). Does not meander and circulate, and does not circulate in the heat exchanger 1 many times.

従って、作動流体Mの流路長の増加を抑制し、圧力損失を低減しながら、作動流体Mを冷却水Wと効果的に熱交換させて、第1流路層4内の温度ムラを抑制することができる。換言すると、熱交換器1において作動流体Mと冷却水Wとの間で伝達可能な熱量を低減させることなく、流路長を短くして圧力損失を低減可能となる。すなわち、熱交換器1によれば、高い熱交換性能と圧力損失の低減とを両立することが可能となる。   Therefore, while suppressing the increase in the flow path length of the working fluid M and reducing the pressure loss, the working fluid M is effectively exchanged with the cooling water W, thereby suppressing the temperature unevenness in the first flow path layer 4. can do. In other words, the pressure loss can be reduced by shortening the channel length without reducing the amount of heat that can be transferred between the working fluid M and the cooling water W in the heat exchanger 1. That is, according to the heat exchanger 1, it is possible to achieve both high heat exchange performance and reduced pressure loss.

例えば図5に示されるように、流入タンク部30及び流出タンク部31が空の空間とされている場合には、流入タンク部30及び流出タンク部31において、作動流体Mと冷却水Wとの間の熱交換が十分に行われない。この点、本実施形態に係る熱交換器1では、中間部32の熱交換フィン42だけでなく、熱交換フィン40及び熱交換フィン44が設けられている。そのため、第1流路層4においては、中間部32だけでなく、流入タンク部30及び流出タンク部31においても、熱交換が可能となる。このようにして、高い熱交換性能と圧力損失の低減とを両立することが可能となる。なお、ここでの熱交換性能とは、例えば同じサイズの熱交換器1同士を比較する場合において作動流体Mと冷却水Wとの間で伝達可能な熱量の大きさのことをいう。   For example, as shown in FIG. 5, when the inflow tank unit 30 and the outflow tank unit 31 are empty spaces, the working fluid M and the cooling water W are mixed in the inflow tank unit 30 and the outflow tank unit 31. There is not enough heat exchange between them. In this respect, in the heat exchanger 1 according to the present embodiment, not only the heat exchange fins 42 of the intermediate portion 32 but also the heat exchange fins 40 and the heat exchange fins 44 are provided. Therefore, in the first flow path layer 4, heat exchange is possible not only in the intermediate portion 32 but also in the inflow tank portion 30 and the outflow tank portion 31. In this way, it is possible to achieve both high heat exchange performance and reduced pressure loss. The heat exchange performance here refers to the amount of heat that can be transferred between the working fluid M and the cooling water W when the heat exchangers 1 having the same size are compared, for example.

熱交換器1では、第2流路層5は、第1流路層4の中間部32に隣接する対向部37を含んでいる。対向部37においては、第1流路層4の中間部32における作動流体Mの流通方向に対向する方向に、冷却水Wが流通される。このような構成によれば、作動流体Mと冷却水Wとを対向して流通させること(いわゆるカウンターフロー)が実現可能となる。よって、高い熱交換性能を有しながら、圧力損失を一層低減することが可能になる。   In the heat exchanger 1, the second flow path layer 5 includes a facing portion 37 adjacent to the intermediate portion 32 of the first flow path layer 4. In the facing portion 37, the cooling water W is circulated in a direction facing the flow direction of the working fluid M in the intermediate portion 32 of the first flow path layer 4. According to such a configuration, it becomes possible to cause the working fluid M and the cooling water W to circulate facing each other (so-called counter flow). Therefore, it is possible to further reduce pressure loss while having high heat exchange performance.

熱交換器1では、熱交換フィン40及び熱交換フィン44は、ルーバーフィン50又はオフセットフィン60とされている。これにより、隣接する一対のチャンネル41間で作動流体Mを流通させる上記作用、及び、隣接する一対のチャンネル45間で作動流体Mを流通させる上記作用を、具体的且つ好適に実現可能となる。   In the heat exchanger 1, the heat exchange fins 40 and the heat exchange fins 44 are louver fins 50 or offset fins 60. Thus, the above-described action of circulating the working fluid M between the pair of adjacent channels 41 and the above-described action of flowing the working fluid M between the pair of adjacent channels 45 can be realized specifically and preferably.

本実施形態に係る廃熱回収装置100は、作動流体Mが循環されるランキンサイクル装置10を備え、エンジンEの冷却水Wの廃熱を回収する。ランキンサイクル装置10では、作動流体Mを蒸発させる蒸発器12として、上記の熱交換器1が適用されている。熱交換器1では、作動流体Mへ冷却水Wから熱が伝達されて、作動流体Mが蒸発される。   The waste heat recovery apparatus 100 according to this embodiment includes a Rankine cycle apparatus 10 in which the working fluid M is circulated, and recovers waste heat of the cooling water W of the engine E. In the Rankine cycle apparatus 10, the heat exchanger 1 is applied as the evaporator 12 that evaporates the working fluid M. In the heat exchanger 1, heat is transferred from the cooling water W to the working fluid M, and the working fluid M is evaporated.

このような廃熱回収装置100においては、上述した熱交換器1を蒸発器12に適用することにより、冷却水Wから作動流体Mへの熱伝達における高い熱交換性能と圧力損失の低減とを両立できる。その結果、ランキンサイクル装置10の熱効率が向上され、廃熱回収装置100の排熱回収効率の向上が可能となる。   In such a waste heat recovery apparatus 100, by applying the heat exchanger 1 described above to the evaporator 12, high heat exchange performance and reduction of pressure loss in heat transfer from the cooling water W to the working fluid M are achieved. Can be compatible. As a result, the thermal efficiency of the Rankine cycle apparatus 10 is improved, and the exhaust heat recovery efficiency of the waste heat recovery apparatus 100 can be improved.

なお、このように熱交換器1が蒸発器12への適用が想定される場合、熱交換器1では、第1流体としての作動流体Mへ第2流体としての冷却水Wから熱が伝達されて、作動流体Mが蒸発される。すなわち、流入口33から流入する作動流体Mと、流入口38から流入する冷却水Wとは、ともに液相となる。   When the heat exchanger 1 is assumed to be applied to the evaporator 12 in this way, in the heat exchanger 1, heat is transferred from the cooling water W as the second fluid to the working fluid M as the first fluid. Thus, the working fluid M is evaporated. That is, the working fluid M flowing in from the inlet 33 and the cooling water W flowing in from the inlet 38 are both in a liquid phase.

以上、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。   As mentioned above, although preferred embodiment which concerns on this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, It deform | transforms in the range which does not change the summary described in each claim, or is applied to another thing. May be.

上記実施形態では、流入タンク部30にチャンネル41を形成する熱交換フィン40を設け、流出タンク部31にチャンネル45を形成する熱交換フィン44を設けたが、熱交換フィン40,44の何れか一方のみ設けてもよい。   In the above embodiment, the heat exchange fin 40 for forming the channel 41 is provided in the inflow tank portion 30 and the heat exchange fin 44 for forming the channel 45 is provided in the outflow tank portion 31. Only one may be provided.

また、流入タンク部30における熱交換フィン40と、流出タンク部31における熱交換フィン44とは、同形状のルーバーフィン50として説明したが、双方ともオフセットフィン60を採用してもよいし、いずれか一方にオフセットフィン60を採用してもよい。熱交換フィン40,44の形状は、隣接する一対のチャンネル41,45間で作動流体Mが流通可能な形状を有していれば、様々な形状であってもよい。   Moreover, although the heat exchange fin 40 in the inflow tank part 30 and the heat exchange fin 44 in the outflow tank part 31 were demonstrated as the louver fin 50 of the same shape, both may employ | adopt the offset fin 60, Alternatively, an offset fin 60 may be employed. The heat exchange fins 40 and 44 may have various shapes as long as the working fluid M can flow between the pair of adjacent channels 41 and 45.

また、中間部32における熱交換フィン42は、波型フィン80として説明したが、角型フィン70を採用してもよいし、ルーバーフィン50又はオフセットフィン60を採用してもよい。熱交換フィン42の形状は、チャンネル43に沿って作動流体MをY方向に流通させる形状を有していれば、様々な形状であってもよい。   Moreover, although the heat exchange fin 42 in the intermediate part 32 was demonstrated as the wave type fin 80, the square fin 70 may be employ | adopted and the louver fin 50 or the offset fin 60 may be employ | adopted. The heat exchange fin 42 may have various shapes as long as it has a shape that allows the working fluid M to flow in the Y direction along the channel 43.

また、対向部37における熱交換フィン46は、角型フィン70として説明したが、波型フィン80を採用してもよいし、ルーバーフィン50又はオフセットフィン60を採用してもよい。熱交換フィン46の形状は、チャンネル47に沿って冷却水WをY方向に流通させる形状を有していれば、様々な形状であってもよい。   Moreover, although the heat exchange fin 46 in the opposing part 37 was demonstrated as the square fin 70, the wave fin 80 may be employ | adopted and the louver fin 50 or the offset fin 60 may be employ | adopted. The heat exchange fin 46 may have various shapes as long as it has a shape that allows the cooling water W to flow in the Y direction along the channel 47.

第2流路層5における対向部37では、第1流路層4の中間部32における作動流体Mの流通方向に対向する方向に冷却水Wを流通させたが、第2流路層5における冷却水Wの流通方向は、この例に限定されない。第2流路層5は、X方向に冷却水Wを流通させる流路を有していてもよいし、Y方向に冷却水Wを流通させる流路を有していてもよいし、これらを組み合わせた流路を有していてもよい。   In the facing portion 37 in the second flow path layer 5, the cooling water W is circulated in a direction opposite to the flow direction of the working fluid M in the intermediate portion 32 of the first flow path layer 4. The flow direction of the cooling water W is not limited to this example. The second flow path layer 5 may have a flow path for circulating the cooling water W in the X direction, or may have a flow path for circulating the cooling water W in the Y direction. You may have the combined flow path.

1…熱交換器、4…第1流路層、5…第2流路層、10…ランキンサイクル装置、12…蒸発器、30…流入タンク部、31…流出タンク部、32…中間部、33…流入口、34…流出口、37…対向部、40…熱交換フィン(第1熱交換フィン)、41…チャンネル、42…熱交換フィン(第3熱交換フィン)、44…熱交換フィン(第2熱交換フィン)、45…チャンネル、50…ルーバーフィン、60…オフセットフィン、100…廃熱回収装置、M…作動流体(第1流体)、W…冷却水(第2流体、高温熱源)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat exchanger, 4 ... 1st flow path layer, 5 ... 2nd flow path layer, 10 ... Rankine cycle apparatus, 12 ... Evaporator, 30 ... Inflow tank part, 31 ... Outflow tank part, 32 ... Middle part, 33 ... Inlet, 34 ... Outlet, 37 ... Opposite part, 40 ... Heat exchange fin (first heat exchange fin), 41 ... Channel, 42 ... Heat exchange fin (third heat exchange fin), 44 ... Heat exchange fin (Second heat exchange fin), 45 ... channel, 50 ... louver fin, 60 ... offset fin, 100 ... waste heat recovery device, M ... working fluid (first fluid), W ... cooling water (second fluid, high temperature heat source) ).

Claims (6)

互いに隣接する第1流路層及び第2流路層を具備し、前記第1流路層を流通する第1流体と前記第2流路層を流通する第2流体との間で熱を伝達させる熱交換器であって、
前記第1流路層は、
前記第1流体を流入させる流入口が設けられた流入タンク部と、
前記第1流体を流出させる流出口が設けられた流出タンク部と、
前記流入タンク部及び前記流出タンク部の間に設けられ、前記流入タンク部から前記流出タンク部に前記第1流体を流通させる中間部と、を含み、
前記流入タンク部において前記第1流体の流入方向に沿って延びる複数の第1熱交換フィン、及び、前記流出タンク部において前記第1流体の流出方向に沿って延びる複数の第2熱交換フィンの少なくとも一方である複数の熱交換フィンと、
前記中間部において前記複数の熱交換フィンと交差する方向に沿って延びる複数の第3熱交換フィンと、備え、
前記複数の熱交換フィンは、前記複数の第3熱交換フィンの延在方向に沿って並設されると共に、形成する複数のチャンネルのうち隣接する一対のチャンネル間で前記第1流体が流通可能な形状を有しており、
前記複数の第3熱交換フィンの前記延在方向における各端部は、前記複数の熱交換フィンのそれぞれには接合されておらず、前記熱交換フィンの側面である平面部に対向するように前記熱交換フィンから離間しており、
前記複数の熱交換フィンは、前記流入口に対向する前記流入タンク部の内壁と前記流入口とを結ぶように、又は、前記流出口に対向する前記流出タンク部の内壁と前記流出口とを結ぶように、前記複数の第3熱交換フィンの延在方向と直交する方向に延在している、熱交換器。
A first flow path layer and a second flow path layer that are adjacent to each other are provided, and heat is transferred between the first fluid that flows through the first flow path layer and the second fluid that flows through the second flow path layer. A heat exchanger,
The first flow path layer includes
An inflow tank portion provided with an inflow port through which the first fluid flows;
An outflow tank part provided with an outflow port through which the first fluid flows out;
An intermediate portion that is provided between the inflow tank portion and the outflow tank portion, and circulates the first fluid from the inflow tank portion to the outflow tank portion,
A plurality of first heat exchange fins extending along the inflow direction of the first fluid in the inflow tank portion, and a plurality of second heat exchange fins extending along the outflow direction of the first fluid in the outflow tank portion. A plurality of heat exchange fins that are at least one;
A plurality of third heat exchange fins extending along a direction intersecting the plurality of heat exchange fins in the intermediate portion;
The plurality of heat exchange fins are juxtaposed along the extending direction of the plurality of third heat exchange fins, and the first fluid can flow between a pair of adjacent channels among the plurality of channels to be formed. Have a shape,
Each end portion in the extending direction of the plurality of third heat exchange fins is not joined to each of the plurality of heat exchange fins, and is opposed to a flat portion which is a side surface of the heat exchange fin. Spaced apart from the heat exchange fins ;
The plurality of heat exchange fins connect the inner wall of the inflow tank portion facing the inflow port and the inflow port, or connect the inner wall of the outflow tank portion facing the outflow port and the outflow port. A heat exchanger extending in a direction orthogonal to the extending direction of the plurality of third heat exchange fins so as to tie .
前記複数の熱交換フィンは、前記流入タンク部の前記中間部側において前記流入方向の略全体に亘って延びる前記第1熱交換フィンを含み、当該第1熱交換フィンが形成する前記チャンネルと前記中間部との間で前記第1流体が流通可能な形状を有している、請求項1記載の熱交換器。   The plurality of heat exchange fins include the first heat exchange fins extending substantially over the entire inflow direction on the intermediate portion side of the inflow tank portion, and the channel formed by the first heat exchange fins and the The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchanger has a shape allowing the first fluid to flow between the intermediate portion. 前記複数の熱交換フィンは、前記流出タンク部の前記中間部側において前記流出方向の略全体に亘って延びる前記第2熱交換フィンを含み、当該第2熱交換フィンが形成する前記チャンネルと前記中間部との間で前記第1流体が流通可能な形状を有している、請求項1又は2記載の熱交換器。   The plurality of heat exchange fins include the second heat exchange fins extending substantially over the entire outflow direction on the intermediate side of the outflow tank portion, and the channel formed by the second heat exchange fins and the The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the first fluid has a shape that allows the first fluid to flow between the intermediate portion. 前記第2流路層は、前記第1流路層の前記中間部に隣接する対向部を含み、
前記対向部は、前記第1流路層の前記中間部における前記第1流体の流通方向に対向する方向に、前記第2流体を流通させる、請求項1〜3の何れか一項記載の熱交換器。
The second flow path layer includes a facing portion adjacent to the intermediate portion of the first flow path layer,
The heat according to any one of claims 1 to 3, wherein the facing portion causes the second fluid to flow in a direction opposite to a flow direction of the first fluid in the intermediate portion of the first flow path layer. Exchanger.
前記複数の熱交換フィンは、ルーバーフィン又はオフセットフィンである、請求項1〜4の何れか一項記載の熱交換器。   The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, wherein the plurality of heat exchange fins are louver fins or offset fins. 作動流体が循環されるランキンサイクル装置を備え、高温熱源の廃熱を回収する廃熱回収装置であって、
前記ランキンサイクル装置は、前記作動流体を蒸発させる蒸発器として、請求項1〜5の何れか一項に記載の熱交換器を有し、
前記熱交換器は、前記第1流体としての前記作動流体へ前記第2流体としての前記高温熱源から熱を伝達させて、前記作動流体を蒸発させる、廃熱回収装置。
A waste heat recovery device that includes a Rankine cycle device in which a working fluid is circulated and recovers waste heat from a high-temperature heat source,
The Rankine cycle device has the heat exchanger according to any one of claims 1 to 5 as an evaporator for evaporating the working fluid,
The waste heat recovery apparatus, wherein the heat exchanger causes the working fluid to evaporate by transferring heat from the high-temperature heat source as the second fluid to the working fluid as the first fluid.
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