[发明专利]热交换器

说明书

本发明提供一种热交换器，其具有：板部件，其具有平坦的底部，并且在内部形成有制冷剂用流路；以及板盖，其覆盖所述板部件，所述板盖上设置有与所述板部件的所述制冷剂用流路的一侧区域连通的制冷剂入口、以及与所述板部件的所述制冷剂用流路的另一侧区域连通的制冷剂出口。所述制冷剂用流路形成为，相比与将所述制冷剂入口所连通的所述一侧区域和所述制冷剂出口所连通的所述另一侧区域连结的直线接近的区域而言，在远离将所述制冷剂入口所连通的所述一侧区域和所述制冷剂出口所连通的所述另一侧区域连结的直线的区域内配置密度更高。

技术领域

本发明涉及适于与吸热部具有平坦形状的制冷机组合的热交换器。

背景技术

日本双鸟工业株式会社开发并销售了具备极高性能的斯特林制冷机(商品名：斯特林冷却器、型号：SC-UE15R)。该斯特林制冷机采用日本特开2013-068362所公开的斯特林循环装置，并且如图8所示，吸热部具有平坦的圆板形状。

本申请发明人在日本特开2015-127564所公开的冷却氢供给站的制冷机单元中，对采用上述的斯特林制冷机的情况进行了研究。

发明内容

如上所述，如图8所示，上述的斯特林制冷机的吸热部具有平坦的圆板形状。

遗憾的是，以往不存在使这样的吸热部与制冷剂高效地进行热交换的热交换器。

如图9所示，本申请发明人曾经试制了形成有迷宫状的制冷剂流路的热交换器，并持续进行了研究。

本申请的发明人验证出经过这样的复杂路径的制冷剂流路发挥出较高的热交换性能。但是，由于路径复杂，因而制冷剂的压力损失较高，即发现了用于使制冷剂循环的驱动能量变高的问题。

实际上，在使用图9所示制冷剂流路的图案(槽的宽度：3.2mm、槽的深度：8.0mm)时，可发挥192W这样的较高的热交换性能，同时会产生394kPa的压力损失。

本发明就是基于以上见解而做出的。本发明的目的在于提供一种适于与吸热部具有平坦形状的制冷机组合的热交换器，该热交换器能够发挥较高的热交换性能，并且还能够抑制制冷剂的压力损失。

本发明的热交换器的特征在于，具有：板部件，其具有平坦的底部，并且在内部形成有制冷剂用流路；以及板盖，其覆盖所述板部件，所述板盖上设置有：制冷剂入口，其与所述板部件的所述制冷剂用流路的一侧区域连通；以及制冷剂出口，其与所述板部件的所述制冷剂用流路的另一侧区域连通，所述制冷剂用流路形成为，相比接近将所述制冷剂入口所连通的所述一侧区域和所述制冷剂出口所连通的所述另一侧区域连结的直线的区域而言，在远离将所述制冷剂入口所连通的所述一侧区域和所述制冷剂出口所连通的所述另一侧区域连结的直线的区域内配置密度更高。

根据本发明，相比接近将制冷剂入口所连通的一侧区域和制冷剂出口所连通的另一侧区域连结的直线的区域而言，在远离将制冷剂入口所连通的一侧区域和制冷剂出口所连通的另一侧区域连结的直线的区域中，制冷剂用流路的配置密度更高，从而能够使制冷剂平衡性良好地在从制冷剂入口所连通的一侧区域到制冷剂出口所连通的另一侧区域的各路径中流动，能够有效地抑制作为热交换器整体的压力损失。

具体而言，例如优选构成为，所述制冷剂用流路包含俯视时呈倾斜格子状的图案。

在该情况下，容易发挥较高的热交换性能，另外，关于制冷剂用流路的配置密度的高低的设计和制造也变得容易。

而且，在这种情况下，优选所述倾斜格子状的图案的槽要素的与各槽要素的延伸方向垂直的宽度一定。这种槽要素可使用相同的加工工具形成，因此制造容易，设计也容易。另外，在该情况下，制冷剂用流路的配置密度取决于倾斜格子状的图案的槽要素的配置密度(例如相邻的槽要素之间的间隔等)。