JP2002372385A

JP2002372385A - 熱交換装置

Info

Publication number: JP2002372385A
Application number: JP2001270818A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Sakagami; 祐一坂上; Kazumichi Ochi; 和通越智; Naoto Hotta; 直人堀田; Hirokuni Sasaki; 佐々木　　博邦; Masakatsu Ueno; 正勝上野; Yoshifumi Ito; 美文伊藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2002-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】熱交換器に水を散布し、水の蒸発潜熱を利用
して熱交換器の冷却能力を向上させる熱交換装置におい
て、散布された水を熱交換器表面で確実に蒸発させる。【解決手段】熱交換器にできるだけ広範囲に水を散布
する、あるいは熱交換器表面において水膜をできるだけ
広げる。このために、複数の散水ノズルを有する散水装
置４４０を設ける。あるいは散水装置４４１〜４４３を
筒状部材とし、筒状部材における熱交換器２２０に対向
する側に、水を熱交換器２２０に散布するための複数の
孔４４１ａ、４４２ａ、４４２ｂ、４４３ａを形成す
る。また、熱交換器２５の表面に親水処理を施す。ある
いは熱交換器２２２、２２３に、散水装置４４より散布
された水を熱交換器２２２、２２３表面に拡散させる水
膜形成部材２２２ａ、２２３ｂを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水を熱交換器表面
に散布（噴射）し、水の蒸発潜熱を利用して熱交換器の
冷却能力を向上させる熱交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱交換器（例えばラジエータ）本体に水
を散布して蒸発させ、水の蒸発潜熱により熱交換器温度
を低下させて熱交換器の放熱能力を向上させる熱交換装
置が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、熱交換器を
構成する金属表面は撥水性に近く、散布された水は液滴
状態で存在する。このため、散布された水は熱交換器の
表面で均一に広がりにくく、熱交換器表面で蒸発しにく
いという問題がある。散布された水が蒸発する前に液体
のまま熱交換器から落下した場合には、水が無駄となり
熱交換器の冷却能力向上につながらない。また、散布さ
れた水の一部は、液滴の状態でフィンの隙間等に蒸発し
ないまま長時間残留して、錆の原因となる場合がある。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑み、熱交換器に
水を散布し、水の蒸発潜熱を利用して熱交換器の冷却能
力を向上させる熱交換装置において、散布された水を熱
交換器表面で確実に蒸発させることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、熱交換器
に散布された水を効率的に蒸発させるためには、熱交換
器表面で均一に水膜を形成して蒸発面積を増加させれば
よく、このために１）熱交換器にできるだけ広範囲に水
を散布すること、２）熱交換器表面において水膜をでき
るだけ広げることが有効であることに着目して本発明を
完成した。

【０００６】上記目的を達成するため、請求項１に記載
の発明では、熱交換器（２２０）と、熱交換器（２２
０）に水を散布する散水装置（４４０）とを備え、散水
装置（４４０）より熱交換器（２２０）に水を散布し、
水の蒸発潜熱を利用して熱交換器（２２０）の冷却能力
を向上させる熱交換装置であって、散水装置（４４０）
は複数の散水ノズルを有するものであることを特徴とし
ている。

【０００７】これにより、水は熱交換器（２２０）に広
範囲に均一に噴射され水膜を形成することができる。従
って、水の蒸発面積を稼ぐことができ、熱交換器（２２
０）表面に散布された水分を確実に熱交換器（２２０）
表面で蒸発させることができる。

【０００８】また、請求項２に記載の発明では、散水装
置（４４１〜４４３）は内部が供給される筒状部材であ
り、筒状部材における熱交換器（２２０）に対向する側
には、筒状部材内部の水を熱交換器（２２０）に散布す
るための複数の孔（４４１ａ、４４２ａ、４４２ｂ、４
４３ａ）が形成されていることを特徴としている。この
ような構成によっても請求項１に記載の発明と同様の効
果を得ることができる。このとき、噴射した水は重力と
水の表面張力により下部に広がっていくため、噴射位置
としては熱交換器の上部が最も効果的である。

【０００９】また、複数の孔（４４２ａ、４４２ｂ、４
４３ａ）は、請求項３に記載の発明のように、熱交換器
（２２０）に散布される水が異なる飛距離を持つように
形成することができる。これにより、散布ノズル（４４
２）から散布される水を、熱交換器（２２０）の厚み方
向に広がりを持たせて散布することができ、熱交換器
（２２０）の厚み方向に広範囲に渡って均一に水を噴射
することができる。

【００１０】また、請求項４に記載の発明のように、熱
交換器（２２０）がフィンとチューブとから構成され、
かつダウンフロー型熱交換器である場合には、複数の孔
（４４２ａ、４４２ｂ、４４３ａ）の間隔はチューブの
間隔に対応して形成することが有効である。これによ
り、すべてのフィンに水を供給することができる。

【００１１】また、請求項５に記載の発明のように、熱
交換器（２２４）に温度分布が存在する場合に、複数の
孔（４４２ａ、４４２ｂ、４４３ａ）は、熱交換器（２
２４）において他の部位より高温となる部位に対応する
位置に形成することもできる。このように熱交換器（２
２４）の温度が均一でない場合には、より蒸発しやすい
高温部に多くの水を供給することで、蒸発量を多くでき
る。

【００１２】また、請求項６に記載の発明では、熱交換
器（２２１）の表面には親水処理が施されていることを
特徴としている。これにより、水の濡れ性を向上させる
ことができ、熱交換器（２２１）表面に水膜を形成しや
すくなる。従って、散水装置から散布された水は、熱交
換器（２２１）表面で均一に広がり、水の蒸発面積を稼
ぐことができるようになる。このため、熱交換器（２２
１）表面に散布された水分を確実に熱交換器（２２１）
表面で蒸発させることができる。

【００１３】具体的には、親水処理は請求項７に記載の
発明のように、熱交換器（２２１）がアルミニウムから
構成されている場合には、熱交換器（２２１）表面に施
された親水性樹脂のコーティングとすることができる。

【００１４】また、請求項８に記載の発明では、熱交換
器（２２２、２２３）には、散水装置（４４０）より散
布された水を熱交換器（２２２、２２３）表面に拡散さ
せる水膜形成部材（２２２ａ、２２３ｂ）が設けられて
いることを特徴としている。このような構成により、散
水装置によって熱交換器（２２２、２２３）に散布され
た水は、熱交換器（２２２、２２３）表面に広がり、水
膜面積を大きくすることができる。従って、熱交換器
（２２２、２２３）表面において、水の蒸発面積を大き
くすることができ、熱交換器（２２２、２２３）表面に
散布された水分を確実に熱交換器（２２２、２２３）表
面で蒸発させることができるようになる。

【００１５】また、請求項９に記載の発明では、水膜形
成部材（２２２ａ）は、格納可能に構成されていること
を特徴としている。これにより、水を散布する必要がな
いときには、水膜形成部材（２２２ａ）を格納してごみ
が付着することを防ぐことができ、ごみの付着に起因す
る熱交換器での錆びの発生を防止することができる。

【００１６】また、請求項１０に記載の発明では、熱交
換器（２２０、２２５、２２６）と、熱交換器に水を散
布する散水装置（４４４、４４５、４４６）とを備え、
散水装置より熱交換器に水を散布し、水の蒸発潜熱を利
用して熱交換器の冷却能力を向上させる熱交換装置であ
って、散水装置は、内部に水が供給され、内部の水を流
出させるための複数の孔（４４４ａ）が形成された筒状
部材（４４４）と、筒状部材から流出した水を拡散して
熱交換器に供給するための拡散部材（４４５、４４６）
とを備えることを特徴としている。

【００１７】これにより、一旦拡散部材にて水を拡散し
てから熱交換器に供給することができるので、熱交換器
により均一に水を供給することができ、熱交換器表面に
水膜をより均一に形成することができる。この結果、熱
交換器表面において蒸発面積をかせぐことができ、熱交
換器の冷却能力を向上させることができる。

【００１８】また、請求項１１に記載の発明のように、
拡散部材（４４５、４４６）は、筒状部材の下方におい
て熱交換器に接するように配置された板状部材であっ
て、熱交換器に接する側が反対側より下方になるように
配置されているものとすることができる。

【００１９】また、請求項１２に記載の発明では、拡散
部材における筒状部材から流出する水が衝突する面に
は、熱交換器に接する側に向けて水の拡散を促進する溝
（４４６ｂ）が形成されていることを特徴としている。

【００２０】このように、拡散部材表面に溝を設けるこ
とで、水が表面張力を利用して拡散部材上で広がりやす
くなる。これにより、筒状部材から噴射された水をより
均一に熱交換器に供給することができ、熱交換器表面に
おける蒸発面積をかせぐことができる。

【００２１】また、請求項１３に記載の発明では、拡散
部材における筒状部材から流出する水が衝突する面に
は、親水処理が施されていることを特徴としている。こ
のように表面に親水処理を施すことによっても、請求項
１４と同様の効果を得ることができる。

【００２２】また、親水処理は、請求項１４に記載の発
明のように、親水性樹脂のコーティングにより行うこと
ができ、あるいは、請求項１５に記載の発明のように、
梨地処理により行うことができる。

【００２３】また、請求項１６に記載の発明では、散水
装置は、複数配置されていることを特徴としている。

【００２４】このように、散水装置を複数設け、各散水
装置から散布される水量を小さくすることで、熱交換器
表面に形成される水膜を薄くすることができる。これに
より、熱交換器の通過風により熱交換器から剥離する水
量を減少させることができ、熱交換器の冷却に有効に利
用される水量を増加させることができる。

【００２５】また、請求項１７に記載の発明では、熱交
換器はフィンを有しており、フィンは熱交換器の通過風
の風下側が風上側より高くなるように配置されているこ
とを特徴としている。

【００２６】このように、フィンを風下側に向かって高
く配置することで、熱交換器の通過風によって水が吹き
飛ぶ量を減少させることができる。これにより、熱交換
器表面での蒸発面積を拡大させることができ、熱交換器
の冷却能力を向上させることができる。

【００２７】なお、熱交換器の通過風の風下側が風上側
より高くなるようにフィンを配置するために、熱交換器
自体の上部を風上側に傾斜して配置してもよく、あるい
は、フィン自体を傾斜して配置してもよい。

【００２８】また、請求項１８に記載の発明では、熱交
換器（２２０〜２２４）における散水装置（４４０〜４
４３）から水が散布される側の近傍に配置され、空気中
の塵埃を除去するフィルタ（５００）を備えることを特
徴としている。このような構成により熱交換器表面に接
触する空気中からごみを除去することができ、熱交換器
に水が散布された場合でも、熱交換器表面にごみが付着
するのを防ぐことができる。これにより、熱交換器に錆
びが発生することを防止することができる。

【００２９】また、請求項１９に記載の発明では、散水
装置（４４０〜４４３）は、熱交換器（２２０〜２２
４）に対して熱交換器（２２０〜２２４）の冷却に必要
な流量より大流量の水を定期的に散布することを特徴と
している。このような構成により、熱交換器表面にごみ
が付着したとしても、大流量の水で洗い流すことがで
き、熱交換器表面からごみを除去できる。これにより、
熱交換器に錆びが発生することを防止することができ
る。

【００３０】また、請求項２０に記載の発明では、熱交
換器（２２０、２２１〜２８）は、水素と酸素との化学
反応により電気エネルギを発生させる燃料電池（１０
０）を熱交換により冷却するものであることを特徴とし
ている。

【００３１】通常、燃料電池システムでは、内燃機関の
冷却温度（１００℃程度）に比較してより低い冷却水温
度（８０℃程度）が要求される。つまり、冷却水温度と
外気温との温度差が小さいため、熱交換器による冷却に
は不利である。さらには、内燃機関と比べ本体部分や排
気にて棄てられる熱量が少ないため、熱交換器で放熱し
なければならない熱量が増加する。以上の２点から、特
に高負荷時において熱交換器の冷却能力が不足する。こ
のため、本発明のような水の蒸発潜熱を利用して熱交換
器の冷却能力を向上させる熱交換装置は、燃料電池シス
テムに特に好適に用いることができる。

【００３２】また、請求項２１に記載の発明では、燃料
電池（１００）は電気自動車に搭載され、燃料電池（１
００）は電気自動車の走行用モータに電力を供給するも
のであることを特徴としている。特に、熱交換器表面に
近距離から広範囲に水を散布することができる散水装置
を有する熱交換装置の場合には、熱交換器と散水装置と
を近距離に配置することができ、熱交換装置をコンパク
トに構成することができるので、車両搭載に有利であ
る。

【００３３】また、請求項２２に記載の発明では、熱交
換器は、冷凍サイクルにおける圧縮機により圧縮され高
温高圧となった冷媒を冷却するものであることを特徴と
している。これにより冷凍サイクルの効率を上げ、冷凍
サイクルの圧縮機の動力を減少させることができる。

【００３４】なお、上記各手段の括弧内の符号は、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も
のである。

【００３５】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）次に、本発明の
第１実施形態について図１、図２に基づいて説明する。
本第１実施形態の熱交換装置は、燃料電池を電源として
走行する電気自動車（燃料電池車両）に搭載される車両
用燃料電池システムに適用している。

【００３６】図１は、本第１実施形態の車載燃料電池シ
ステムの全体構成を示している。図１に示すように、本
実施形態の燃料電池システムは、水素と酸素との電気化
学反応を利用して電力を発生する燃料電池（ＦＣスタッ
ク）１００を備えている。燃料電池１００は、図示しな
いインバータ等の電気機器に電力を供給するように構成
されている。インバータは、燃料電池１００から供給さ
れた直流電流を交流電流に変換して走行用モータ（負
荷）に供給してモータを駆動する。

【００３７】また、空気経路１１０および水素経路１２
０を介して、燃料電池１００に酸素および水素が供給さ
れ、上記化学反応に用いられなかった未反応の酸素およ
び水素は、排気ガスとして燃料電池１００から排出され
る。

【００３８】上記電気化学反応のためには、燃料電池１
００内の電解質膜は、水分を含んだ湿潤状態となってい
る必要がある。このため、後述のように燃料電池１００
に供給される空気および水素の両方、若しくはいずれか
一方に加湿を行い、これらの加湿されたガスを燃料電池
１００に供給することで、燃料電池１００内の電解質を
加湿するように構成されている。

【００３９】また、燃料電池１００内部では上記電気化
学反応により生成水が発生し、この水分は排気ガスに含
まれた状態で、燃料電池１００外部に排出される。

【００４０】燃料電池１００では発電の際、化学反応に
より熱が発生する。燃料電池１００は発電効率のために
運転中一定温度（例えば８０℃程度）に維持する必要が
ある。このため、燃料電池システムには燃料電池１００
で発生した熱を系外に放出するための冷却システム２０
０〜２４０が設けられている。

【００４１】冷却システムは、燃料電池１００に冷却水
（熱媒体）を循環させる冷却水循環路２００、冷却水循
環路２００に冷却水を循環させるウォータポンプ２１
０、外気（大気）と熱交換し冷却水を冷却するラジエー
タ（熱交換器）２２０を備えている。ラジエータ２２０
は送風冷却用ファン２３０を備えており、ファン２３０
の周囲はファンシュラウド２４０が設けられている。フ
ァン２３０により送風が行われ、ラジエータ２２０での
熱交換を補助する。

【００４２】本第１実施形態の燃料電池システムは、車
室内の空調装置（エアコンディショナ）に用いられる周
知の冷凍サイクル装置を備えている。図１では、高温高
圧の冷媒ガスの熱を大気中に放出して冷媒ガスを凝縮液
化させる高圧側熱交換器であるコンデンサ３００を除
き、冷凍サイクルの図示を省略している。

【００４３】また、本第１実施形態の燃料電池システム
には、空気通路１１０における燃料電池１００の下流側
に、発電の際に発生して空気に含まれた状態で排出され
る生成水を回収するための気液分離器４００が設けられ
ている。気液分離器４００で分離された水は気液分離器
４００内に貯えられる。気液分離器４００内に貯蔵され
た水は、燃料電池１００内への水分補給と、ラジエータ
２２０の冷却に用いられる。

【００４４】燃料電池システムには、気液分離器４００
内の貯蔵水を空気経路１１０および水素経路１２０に供
給するための加湿用経路４１０が設けられている。貯蔵
水は、加湿用経路４１０を介してガス通路１１０、１２
０に供給され、燃料電池１００に供給される空気および
水素の加湿に用いられる。

【００４５】また、燃料電池システムには、気液分離器
４００に貯蔵された生成水をラジエータ２２０に散布す
るための散布用経路４２０が設けられている。散布用経
路４２０の先端部には、ラジエータ２２０に水を散布
（噴射）するための散水ノズル（散水装置）４４０が設
けられている。ノズル４４０は、ラジエータ２２０等の
風上（車両前方側）に配置されている。また、散布用通
路４２０には、水をノズル４４０に供給するためのウォ
ータポンプ４３０が設けられている。

【００４６】ここで、ラジエータ２２０およびノズル４
４０について図２に基づいて説明する。図２（ａ）はラ
ジエータ２２０およびノズル４４０の拡大正面図であ
り、図２（ｂ）は側面図である。図２（ａ）（ｂ）に示
すように、ノズル４４０はラジエータ２２０と対向する
ように複数個設けられている。複数のノズル４４０は、
水平方向に並ぶように配置されている。各ノズル４４０
は、ラジエータ２２０上部に向けて水を噴射するように
構成されている。なお、ラジエータ２２０は、フィンと
チューブで構成されたダウンフロー型である。

【００４７】本実施形態の燃料電池システムには各種制
御を行う図示しない制御部（ＥＣＵ）が設けられてい
る。制御部には、負荷からの要求電力信号や図示しない
温度センサからの冷却水温度信号等が入力される。制御
部は、ラジエータファン２３０、ウォータポンプ２１
０、４３０等に制御信号を出力するように構成されてお
り、冷却水温度に基づいてラジエータ２２０に対する水
の噴射制御を行う。

【００４８】以下、本第１実施形態の燃料電池システム
の作動について説明する。

【００４９】まず、燃料電池１００に空気および水素が
供給されることにより、燃料電池１００では電気エネル
ギが発生する。燃料電池１００にて発生した電力は、走
行用モータ等に供給される。

【００５０】発電に伴い燃料電池１００では発熱を生じ
る。燃料電池１００にて発生した熱は、冷却水循環路２
００内を循環する冷却水に伝えられ、冷却水はラジエー
タ２２０にて外気と熱交換することで冷却される。ラジ
エータ２２０にて冷却された冷却水は、燃料電池１００
に再循環し、燃料電池１００が冷却される。これによ
り、燃料電池１００は発電に適した一定温度（例えば８
０℃程度）に維持される。

【００５１】燃料電池１００に供給された空気および水
素のうち、電気化学反応に用いられなかった未反応ガス
は、排気ガスとして燃料電池から排出される。燃料電池
１００内で電気化学反応で生じた生成水は、排気ガス中
に含まれた状態で燃料電池１００から排出される。燃料
電池１００の空気経路１１０より排出された排気ガス
は、気液分離器４００に導入される。排気ガス中に含ま
れる水分は、気液分離器４００にて分離貯蔵される。

【００５２】気液分離器４００に貯蔵された回収水の一
部は、加湿用経路４１０を介して空気経路１１０および
水素経路１２０に供給され、空気および水素の加湿に用
いられる。これにより、燃料電池１００に加湿された空
気および水素が供給され、燃料電池１００内部の電解質
膜を加湿することができる。

【００５３】また、気液分離器４００に貯蔵された回収
水の一部は、ウォータポンプ４３０により散布用経路４
２０を介してノズル４４０に送られ、ラジエータ２２０
に散布される。散布された水はラジエータ２２０の表面
で蒸発し、この蒸発潜熱によりラジエータ２２０が冷却
される。これにより、ラジエータ２２０の冷却能力を向
上させることができる。

【００５４】このとき、ノズル４４０はラジエータ２２
０に対向するように複数個設けられているので、水はラ
ジエータ２２０に対して広範囲に均一に噴射され水膜を
形成する。また、ノズル４４０はラジエータ２２０上部
に向けて水を噴射する。ラジエータ２２０上部に均一に
噴射された水は、ラジエータ表面を伝わって下方に垂れ
る。これにより、水の蒸発面積を稼ぐことができ、ラジ
エータ２２０表面に散布された水分を確実にラジエータ
２２０表面で蒸発させることができる。より蒸発面積を
稼ぐためには、ラジエータ２２０の最上部に水を噴射す
ることが望ましい。さらに、ラジエータ２２０表面に散
布された水分を速やかにラジエータ２２０表面で蒸発さ
せることができるため、ラジエータ２２０に錆の発生を
防止することができる。

【００５５】また、通常燃料電池システムでは、内燃機
関の冷却温度（１００℃程度）に比較してより低い冷却
水温度（８０℃程度）が要求される。つまり、冷却水温
度と外気温との温度差が小さいため、ラジエータ２２０
による冷却には不利である。さらに、内燃機関と比べ本
体部分や排気にて棄てられる熱量が少ないため、熱交換
器で放熱しなければならない熱量が増加する。以上の２
点から、特に高負荷時においてラジエータ２２０の冷却
能力が不足する。このため、本第１実施形態のような、
水の蒸発潜熱を利用してラジエータ２２０の冷却能力を
向上させる熱交換装置は、燃料電池システムに特に好適
に用いることができる。

【００５６】さらに、本第１実施形態のように、ノズル
４４０を複数個設ける構成によれば、ラジエータ２２０
の近距離から水を噴射しても、ラジエータ２２０表面に
広範囲に渡って均一に水を噴射することができる。従っ
て、ラジエータ２２０とノズル４４０とを近くに配置す
ることができ、熱交換装置をコンパクトに構成すること
ができるので、車両搭載に有利である。

【００５７】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態について図３に基づいて説明する。本第２実施形態
は、上記第１実施形態に比較して、ラジエータ（熱交換
器）に水を散布するノズル（散水装置）の構成が異なる
ものである。上記第１実施形態と同様の部分について
は、同一の符号を付して説明を省略する。

【００５８】図３（ａ）は本第２実施形態のラジエータ
（熱交換器）２２０および散水ノズル４４１の拡大正面
図であり、図３（ｂ）は側面図であり、図３（ｃ）はノ
ズル４４１の斜視図である。

【００５９】図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、本第２
実施形態の散水ノズル４４１は筒状部材であり、散布用
経路４２０を介して内部に水が供給されるように構成さ
れている。散水ノズル４４１は横置きに配置され、長手
方向が水平方向になるように配置されている。散水ノズ
ル４４１は、ラジエータ２２０上部に対向するように配
置されている。散水ノズル４４１のラジエータ２２０に
対向する部位には、複数の孔４４１ａが形成されてい
る。蒸発面積を稼ぐために、すべてのフィンに水を供給
するように、孔４４１ａのピッチはチューブピッチに対
応するように形成している。なお、本第２実施形態の散
水ノズル４４１の横断面は長方形状となっているが、こ
れに限らず、断面形状は任意に選択することができる。

【００６０】このような構成の散水ノズル４４１によっ
ても、上記第１実施形態と同様に、水をラジエータ２２
０上部に広範囲に均一に噴射することができるので、水
の蒸発面積を稼ぐことができ、ラジエータ２２０表面に
散布された水分を確実にラジエータ２２０表面で蒸発さ
せることができる。

【００６１】また、ラジエータ２２０の近距離から水を
噴射しても、ラジエータ２２０表面に広範囲に渡って均
一に水を噴射することができるので、ラジエータ２２０
とノズル４４１とを近くに配置することができ、熱交換
装置をコンパクトに構成することができ、車両搭載に有
利である。

【００６２】（第３実施形態）次に、本発明の第３実施
形態について図４に基づいて説明する。本第３実施形態
は、上記第２実施形態に比較して、熱交換器に水を散布
する散水装置の構成が異なるものである。上記各実施形
態と同様の部分については、同一の符号を付して説明を
省略する。

【００６３】図４（ａ）は本第３実施形態の散水ノズル
（散水装置）４４２の正面図であり、図４（ｂ）は散水
ノズル４４２と熱交換器２２０の断面図であり、図４
（ｃ）は散水ノズル４４２の変形例を示す図である。

【００６４】本第３実施形態の散水ノズル４４２は、上
記第２実施形態と同様に内部を水が供給されるように構
成されている筒状部材である。本第３実施形態では、筒
状部材のラジエータ２２０に対向する側に、上下方向に
位置をずらして複数の孔４４２ａ、４４２ｂを形成して
いる。散水ノズル４４２内部では、上方より下方の方が
液ヘッドの分だけ水圧が高いので、上方に形成された孔
４４２ａから噴射される水より下方に形成された孔４４
２ｂから噴射される水の方が遠方に飛ぶことになる。

【００６５】従って、図４（ｂ）に示すようにラジエー
タ２２０に対して、上方の孔４４２ａからは散水ノズル
４４２近傍に散水することができ、下方の孔４４２ｂか
らは散水ノズル４４２遠方に散水することができる。こ
のような構成により、散布ノズル４４２から散布される
水を、ラジエータ２２０の厚み方向（図４（ｂ）中左右
方向）に広がりを持たせて散布することができ、ラジエ
ータ２２０の厚み方向に広範囲に渡って均一に水を噴射
することができる。

【００６６】また、図４（ａ）のように上下方向に位置
をずらして孔４４２ａ、４４２ｂを形成することで水圧
の違いを利用する構成に限らず、例えば水が噴射する角
度が異なるように孔を形成しても同様の効果を得ること
ができる。

【００６７】また、水の流量が多いときには下方の孔４
４２ｂに加えて上方の孔４４２ａからも水が噴射し、水
の流量が少ないときには下方の孔４４２ｂのみから水が
噴射する。そこで、図４（ｃ）に示すように下方に形成
される孔４４２ｂの数を上方の孔４４２ａより少なくす
ることで、低噴射量の場合にも噴射速度の低下を防止す
ることができる。

【００６８】（第４実施形態）次に、本発明の第４実施
形態について図５に基づいて説明する。本第４実施形態
は、上記第１実施形態に比較して、熱交換器の構成が異
なるものである。上記第１実施形態と同様の部分につい
ては、同一の符号を付して説明を省略する。

【００６９】図５（ａ）は本第４実施形態のラジエータ
（熱交換器）２２１の正面図であり、図５（ｂ）は側面
図である。図５に示すように、本第４実施形態のラジエ
ータ２２１は表面に親水処理が施されている。本第４実
施形態では、アルミニウムから構成されるラジエータ２
２１を用いており、表面に親水処理として親水性樹脂を
コーティングしている。なお、熱交換器表面に施す親水
処理は、親水性樹脂のコーティングに限らず、例えばベ
ーマイト処理等、熱交換器の種類等に応じて適宜選択す
ることができる。

【００７０】本第４実施形態のように、熱交換器２２１
の表面に親水処理を施すことにより、水の濡れ性を向上
させることができ、熱交換器２２１表面に水膜を形成し
やすくなる。従って、散水装置から散布された水は、熱
交換器２２１表面で均一に広がり、水の蒸発面積を稼ぐ
ことができるようになる。これにより、ラジエータ２２
１表面に散布された水分を確実にラジエータ２２１表面
で蒸発させることができる。

【００７１】（第５実施形態）次に、本発明の第５実施
形態について図６に基づいて説明する。本第５実施形態
は、上記第１実施形態に比較して、熱交換器の構成が異
なるものである。上記第１実施形態と同様の部分につい
ては、同一の符号を付して説明を省略する。

【００７２】図６（ａ）は本第５実施形態のラジエータ
（熱交換器）２２２の正面図であり、図６（ｂ）は側面
図であり、図６（ｃ）は液膜形成部材を格納したときの
側面図である。図６（ａ）（ｂ）に示すようにラジエー
タ２２２の前面、すなわち車両搭載状態において車両進
行方向側であって、散水装置によって水を散布される側
には、網状の金属ウィック（金属メッシュ）２２２ａが
設けられている。金属ウィック２２２ａは、散水装置か
ら散布された水により、ラジエータ２２２表面に液膜を
形成する水膜形成部材を構成している。金属ウィック２
２２ａは、ラジエータ２２２表面に密着するように配置
されている。

【００７３】このような構成により、散水装置によって
ラジエータ２２２に散布された水は、毛細管現象により
金属ウィック２２２ａを伝わって広がり、水膜面積を大
きくすることができる。従って、散水装置から散布され
た水は、熱交換器２２２表面で均一に広がり、水の蒸発
面積を稼ぐことができるようになる。これにより、ラジ
エータ２２２表面に散布された水分を確実にラジエータ
２２２表面で蒸発させることができる。また、金属ウィ
ック２２２ａが水を保持するため、ラジエータ２２２表
面から垂れて落下するのを防ぐことができる。

【００７４】さらに、図６（ｃ）に示すように、金属ウ
ィック２２２ａは必要ないときには、上方に巻き上げて
格納することができるように構成されている。これによ
り、金属ウィック２２２ａにごみが付着することを防ぐ
ことができ、ごみの付着に起因する錆びの発生を防止す
ることができる。

【００７５】なお、本第５実施形態では、金属ウィック
２２２ａは、ラジエータ２２２前面のすべてを覆うよう
に構成されているが、一部だけを覆うように構成しても
よい。この場合には、上記第１、第２実施形態と同様に
ラジエータ２２２上部にて均一に水膜を形成すれば、水
は下方に垂れていくことで蒸発面積を確保できる。従っ
て、金属ウィック２２２ａを、少なくともラジエータ２
２２上部を覆うように構成することが望ましい。

【００７６】また、本第５実施形態では、水膜形成部材
として網状の金属ウィック２２２ａを用いたが、散布さ
れた水を熱交換器表面に広げることができれば、その他
の構成でもよい。さらに材質は金属である必要もない。

【００７７】また、本第５実施形態では、金属ウィック
２２２ａを上方に巻き上げて格納したが、これに限ら
ず、格納方法はどのような方法でもよい。

【００７８】（第６実施形態）次に、本発明の第６実施
形態について図７に基づいて説明する。本第６実施形態
は、上記第１実施形態に比較して、熱交換器の構成が異
なるものである。上記第１実施形態と同様の部分につい
ては、同一の符号を付して説明を省略する。

【００７９】図７（ａ）は本第６実施形態のラジエータ
（熱交換器）２２３の正面図であり、図７（ｂ）は側面
図であり、図７（ｃ）は部分拡大正面図である。

【００８０】本第６実施形態の熱交換器は、冷却水が流
れるチューブが横置きに配置されているクロスフロー型
のラジエータ２２３である。このような構成のラジエー
タでは、冷却水が通過するチューブ２２３ａが水平に配
置されているため、チューブが垂直に配置されたダウン
フロー型のラジエータに比較して、ラジエータに散布さ
れた水が下方に伝わりにくい。

【００８１】そこで、本第６実施形態では、クロスフロ
ー型のラジエータ２２３に水膜形成部材として、チュー
ブ２２３ａを上下方向に結ぶバー２２３ｂを設けてい
る。バー２２３ｂは、ラジエータ２２３の熱に耐えるこ
とができれば材質は特に問われず、例えば焼結金属を用
いることができる。このバー２２３ｂにより、ラジエー
タ２２３に散布された水はバー２２３ｂを伝って下方に
流れやすくなり、水膜面積を拡大させることができ、水
の蒸発面積を稼ぐことができるようになる。これによ
り、ラジエータ２２３表面に散布された水分を確実にラ
ジエータ２２３表面で蒸発させることができる。

【００８２】（第７実施形態）次に、本発明の第７実施
形態について図８に基づいて説明する。本第７実施形態
は、上記第１実施形態と比較して熱交換器の前方にフィ
ルタを設けた点が異なるものである。図８は、本第７実
施形態の車載燃料電池システムの全体構成を示してい
る。

【００８３】熱交換器の性能向上のため、散水ノズル等
を用いてラジエータ２２０に水を噴射した場合、ラジエ
ータ２２０表面に空気中のごみ（埃）が付着しやすくな
り、ラジエータ２２０が錆びやすくなることがある。そ
こで、本第７実施形態では、ラジエータ２２０の水が散
布される側（図８の例では車両前方側）に埃除去用のフ
ィルタ５００が設けられている。

【００８４】このような構成によりラジエータ２２０表
面に当たる空気中からごみを除去することができ、ラジ
エータ２２０に水が散布された場合でも、ラジエータ２
２０表面にごみが付着するのを防ぐことができる。これ
により、ラジエータ２２０に錆びが発生することを防止
することができる。

【００８５】（第８実施形態）次に、本発明の第８実施
形態について説明する。本第８実施形態は、上記第１実
施形態と比較してラジエータ２２０への散水制御方法が
異なるものである。

【００８６】上記第７実施形態で述べたように、散水ノ
ズル等を用いてラジエータ２２０に水を噴射した場合、
ラジエータ２２０表面に空気中のごみ（埃）が付着しや
すくなり、ラジエータ２２０が錆びやすくなることがあ
る。そこで、本第８実施形態では、散水ノズル４４０か
らラジエータ２２０に対して、定期的に大流量で水を噴
射するように構成している。これにより、ラジエータ２
２０表面にごみが付着したとしても、大流量の水で洗い
流すことができ、ラジエータ２２０表面からごみを除去
できる。これにより、ラジエータ２２０に錆びが発生す
ることを防止することができる。

【００８７】（第９実施形態）次に、本発明の第９実施
形態について図９に基づいて説明する。本第９実施形態
は、上記第１実施形態と比較して散水装置の配置が異な
るものである。

【００８８】図９（ａ）は本第９実施形態の熱交換器の
正面図であり、図９（ｂ）は側面図であり、図９（ｃ）
は散水ノズル（散水装置）４４３の正面図である。図９
（ａ）に示すラジエータ２２４では、冷却水が流入する
インレットパイプ２２４ａはラジエータ２２４上方に接
続され、冷却水が流出するアウトレットパイプ２２４ｂ
はラジエータ２２４下方に接続されている。このような
タイプのラジエータ２２４では、インレットパイプ２２
４ａから高温の冷却水が流入する接続部近傍と、ファン
２３０の送風が当たらないファンシュラウド２４０に対
応する部分（図９（ａ）（ｂ）中の斜線部分）が高温と
なっている。

【００８９】そこで、本第９実施形態では、散水ノズル
（散水装置）４４３をラジエータ２２４の高温部分に対
向するように配置し、高温部分により多くの水を噴射す
るように構成している。散水ノズル４４３は、上記第２
実施形態と同様に内部に水が供給されるように構成され
ている筒状部材である。ラジエータの温度分布に合わ
せ、高温部分に噴射する孔のピッチを密にしていること
を特徴としている。孔のピッチを変える以外の方法とし
ては、孔径を大きくして供給量を多くする等の方法もあ
る。このように熱交換器の温度分布に応じて、ラジエー
タ２２４の高温部分に水を散布するように構成によれ
ば、ラジエータ２２４に散布された水は蒸発しやすくな
り、ラジエータ２２４をより効果的に冷却することがで
きる。

【００９０】図９のラジエータは、ラジエータ２２４上
方にインレットパイプ２２４ａが配置されている例にお
いてラジエータ２２４上方に水を噴射するように構成し
たが、これに限らず、ラジエータ２２４において高温と
なる冷却水流入部近傍に水を噴射するようにすればよ
い。例えばインレットパイプ２２４ａがラジエータ２２
４左側に接続されている場合にはラジエータ２２４左側
の接続部近傍が高温になるので、ラジエータ２２４左側
を狙って水を噴射するように構成すればよい。

【００９１】（第１０実施形態）次に、本発明の第１０
実施形態について図１０に基づいて説明する。本第１０
実施形態は、上記各実施形態に比較して、散水装置が散
水ノズルと散水ノズルの下方に配置された拡散プレート
（拡散部材）からなる点が異なるものである。

【００９２】図１０（ａ）は本第１０実施形態のラジエ
ータ（熱交換器）２２０の部分側面図であり、図１０
（ｂ）は図１０（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図１０
（ｃ）は散水ノズル４４４の斜視図である。

【００９３】図１０（ａ）（ｂ）に示すように、本第１
０実施形態の散水ノズル４４４は、筒状部材であり、散
布用経路４２０を介して内部に水が供給されるように構
成されている。散水ノズル４４４はラジエータ２２０の
上部に対向するように配置されている。散水ノズル４４
４は、長手方向が水平になるように配置されている。散
水ノズル４４４は、ラジエータ２２０の風上側に位置し
ている。本第１０実施形態の散水ノズル４４４は、上記
第２実施形態の散水ノズル４４１と同様の構成である。
但し、複数の孔４４４ａがラジエータ２２０に対向する
位置ではなく、下方に向けて形成されている。

【００９４】散水ノズル４４４の下方には、板状部材で
ある拡散プレート４４５が散水ノズル４４４と平行に配
置されている。拡散プレート４４５は、散水ノズル４４
４に形成されている孔４４４ａに対向するように配置さ
れている。散水ノズル４４４から噴射された水は、図１
０（ｂ）中破線で示す拡散プレート４４５上の衝突点４
４５ａに衝突する。

【００９５】拡散プレート４４５の長手方向長さは、ラ
ジエータ２２０の水平方向長さに対応している。拡散プ
レート４４５は、散水ノズル４４４の下方において、長
手方向の一辺がラジエータ２２０に接している。また、
拡散プレート４４５は、ラジエータ２２０に接する側が
反対側より下方に位置しており、散水ノズル４４４から
ラジエータ２２０に向けて傾斜するように配置されてい
る。これにより、拡散プレート４４５上の水はラジエー
タ２２０に向かって落下する。

【００９６】以上の構成により、散水ノズル４４４から
噴射された水は、図１０（ｂ）に示すように一旦拡散プ
レート４４５上で広がってからラジエータ２２０上部に
均一に供給される。ラジエータ２２０に供給された水
は、ラジエータ通過風と重力の影響を受けて、ラジエー
タ２２０表面を伝わって下方に垂れ、水膜を形成しなが
ら蒸発する。

【００９７】このように散水ノズル４４４下方に拡散パ
ネル４４５を設けて、拡散パネル４４５上で水を拡散さ
せることで、ラジエータ２２０表面に水膜をより均一に
形成することができるので、ラジエータ表面において蒸
発面積をかせぐことができ、ラジエータ２２０の冷却能
力を向上させることができる。

【００９８】また、散水ノズル４４４から直接ラジエー
タ２２０に水を噴射する場合において、ラジエータ２２
０に均一に水を供給するためには、噴射孔の数を増やす
必要があるため、構成が複雑となりコストアップとな
る。これに対し、本第１０実施形態では、散水ノズル４
４４下方に拡散プレート４４５を設けることで、装置の
構成を複雑にすることなく、水をラジエータ２２０に均
一に供給することが可能となる。

【００９９】さらに、拡散プレート４４５を設けること
で、直接ラジエータ２２０に水を噴射する場合に比較し
て、より短い距離で水を拡散させることができるので、
散水ノズル４４４をラジエータ２２０により近接して配
置することができる。これにより、熱交換装置をよりコ
ンパクトに構成することができるので、車載搭載に有利
である。

【０１００】（第１１実施形態）次に、本発明の第１１
実施形態について図１１に基づいて説明する。本第１１
実施形態は、上記第１０実施形態に比較して、散水ノズ
ル（散水装置）を複数設けた点が異なるものである。

【０１０１】図１１は、本第１１実施形態のラジエータ
の側面図である。図１１に示すように、本第１１実施形
態では、散水ノズル４４４および拡散プレート４４５を
複数段（本第１１実施形態では２段）設けている。２つ
の散水ノズル４４４からは、それぞれ同量の水が噴射さ
れる。各散水ノズル４４４から供給される水量は、単一
の散水ノズルから噴射される場合に比較して、それぞれ
少なくなっている。

【０１０２】散水ノズル４４４から噴射する水量が多い
場合には、ラジエータ２２０表面において水膜が厚くな
り、あるいは水滴が大きくなる。この結果、ラジエータ
表面の水はラジエータ通過風の影響を受けやすくなり、
ラジエータ表面から剥離して飛び散る量が増え、有効に
冷却に使われないことがある。

【０１０３】そこで、本第１１実施形態のように、散水
ノズル４４４を複数段設け、各散水ノズル４４４から噴
射される水量を小さくすることで、ラジエータ２２０表
面の水膜を薄く、あるいは水滴を小さくすることができ
る。これにより、ラジエータ通過風によりラジエータ２
２０から剥離する水量を減少させることができ、ラジエ
ータの冷却に有効に利用される水量を増加させることが
できる。

【０１０４】なお、本第１１実施形態では、散水ノズル
４４４を２段設けたが、これに限らず、噴射する水量に
より多段構成としてもよい。また、本第１１実施形態の
散水ノズルを複数段設ける構成は、拡散プレート４４５
を設けない場合においても適用できる。

【０１０５】（第１２実施形態）次に、本発明の第１２
実施形態について図１２に基づいて説明する。本第１２
実施形態は、上記第１０実施形態に比較して、拡散プレ
ート表面に水を拡散しやすくする拡散処理を施している
点が異なるものである。

【０１０６】図１２（ａ）は本第１２実施形態の拡散プ
レート４４６の平面図を示し、図１２（ｂ）は拡散プレ
ート４４６の断面図を示している。図１２（ａ）（ｂ）
に示すように、本第１２実施形態の拡散プレート４４６
の表面には、溝４４６ｂが形成されている。溝４４６ｂ
は、散水ノズルから噴射された水が衝突する衝突点４４
６ａからラジエータ側に向けて放射状に形成されてい
る。

【０１０７】このように、拡散プレート４４６表面に溝
４４６ｂを設けることで、散水ノズルから噴射された水
が、表面張力を利用して拡散プレート４４６上で広がり
やすくなる。これにより、散水ノズルから噴射された水
をより均一にラジエータに供給することができ、ラジエ
ータ表面における蒸発面積をかせぐことができる。

【０１０８】また、拡散プレート４４６表面に、溝４４
６ｂに代えて親水処理を施すことによっても同様の効果
を得ることができる。すなわち、拡散プレート表面に親
水処理を施すことにより濡れ性が向上し、拡散プレート
表面で水が広がりやすくなる。親水処理として、例えば
拡散プレートの表面に親水性樹脂コートを行うことがで
きる。あるいはショットブラスト等を利用して拡散プレ
ート表面の梨地処理を行い、拡散プレート表面の表面粗
さを大きくすることで親水性を向上させることもでき
る。

【０１０９】（第１３実施形態）次に、本発明の第１３
実施形態について図１３に基づいて説明する。本第１３
実施形態は、上記第１０実施形態に比較して、ラジエー
タ（熱交換器）の搭載角度が異なるものである。

【０１１０】ラジエータにはファンと走行ラム圧によっ
て風が流れる。このため、車速が大きいときにはラジエ
ータ通過風の風速も大きくなる。このとき、ラジエータ
フィンが走行風に対して平行であると、散水ノズルより
供給された水が走行風により吹き飛びやすく、ラジエー
タ下部に垂れるまでに吹き飛んでラジエータから剥離し
てしまうことがある。この結果、散水ノズルから供給さ
れた水が、ラジエータの冷却に有効に活用されないこと
となる。そこで、本第１３実施形態では、ラジエータを
傾斜して配置している。

【０１１１】図１３は、本第１３実施形態のラジエータ
２２５の側面図である。図１３に示すように、本第１３
実施形態のラジエータ２２５は、上部が走行風（ラジエ
ータ通過風）の風上側に向かって傾斜するように配置さ
れている。具体的には、ラジエータ２２５は、走行風に
対して直交する方向（本実施形態では垂直方向）から角
度θ１だけ傾斜している。この結果、ラジエータ２２５
のフィン２２５ａは、走行風の風上側より風下側のほう
が高くなる。

【０１１２】このように、ラジエータ２２５の上部を風
上側に傾斜して配置して、フィン２２５ａを風下側に向
かって高くすることで、散水ノズル４４４よりラジエー
タ２２５に供給された水の吹き飛ぶ量を減少させること
ができる。これにより、ラジエータ表面での蒸発面積を
拡大させることができ、ラジエータの冷却能力を向上さ
せることができる。

【０１１３】また、本第１３実施形態の構成によれば、
従来のラジエータ構造で搭載角度を変更するだけでよ
い。なお、ラジエータ２２５の搭載角度θ１は任意に設
定することができ、ラジエータ２２５の冷却性能が最も
必要な車速において、走行風で水が吹き飛びにくい角度
に設定することが望ましい。

【０１１４】（第１４実施形態）次に、本発明の第１４
実施形態について図１４に基づいて説明する。本第１４
実施形態は、上記第１０実施形態に比較してラジエータ
の構成が異なるものである。

【０１１５】図１４は、本第１４実施形態のラジエータ
２２６の部分斜視図を示している。図１４に示すよう
に、本第１４実施形態のラジエータ２２６では、フィン
２２６ａが走行風の風上側より風下側が高くなるように
配置されている。具体的には、フィン２２６ａは、走行
風の流れ方向（本実施形態では水平方向）に対して角度
θ２だけ傾斜している。

【０１１６】このように、フィン２２６ａを風下側に向
かって高くすることで、散水ノズルよりラジエータ２２
６に供給された水の吹き飛ぶ量を減少させることができ
る。これにより、ラジエータ表面での蒸発面積を拡大さ
せることができ、ラジエータの冷却能力を向上させるこ
とができる。

【０１１７】また、本第１４実施形態のように、フィン
２２６ａを傾斜して配置することで、走行風に当たるフ
ィン２２６ａの面積が大きくなり、結果としてラジエー
タ２２６自体の冷却性能を向上させることができる。

【０１１８】また、本第１４実施形態の構成によれば、
ラジエータ２２６の内部構成を変更するだけで、ラジエ
ータ２２６の搭載状態を変更する必要はない。なお、フ
ィン２２６ａの傾斜角度θ２は任意に設定することがで
き、ラジエータ２２６の冷却性能が最も必要な車速にお
いて、走行風で水が吹き飛びにくい角度に設定すること
が望ましい。

【０１１９】（他の実施形態）なお、上記各実施形態で
は、水を散布して冷却する熱交換器としてラジエータを
用いたが、これに限らず、例えば冷凍サイクルの高圧側
熱交換器であるコンデンサに水を散布して、水の蒸発潜
熱によりコンデンサを冷却するように構成してもよい。
コンデンサを冷却することで冷凍サイクルの効率を上
げ、冷凍サイクルの圧縮機の動力を減少させることがで
きる。このような冷凍サイクルは車両用空調装置に用い
ることができるものである。

【０１２０】また、上記各実施形態では、散水装置によ
り水を熱交換器の一部（上部等）に水を散布するように
構成しているが、これに限らず、熱交換器の全面に水を
散布するように構成してもよい。

【０１２１】また、上記各実施形態では、本発明の熱交
換装置を燃料電池システムの熱交換器を冷却する場合に
適用したが、これに限らず、水の蒸発潜熱を利用して熱
交換器の冷却能力を向上させる構成のものであれば広く
適用可能である。例えば内燃機関の熱交換器を冷却する
場合にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の熱交換装置を適用した車載燃料
電池システムの概念図である。

【図２】（ａ）は図１の熱交換器および散水ノズルの正
面図であり、（ｂ）は側面図である。

【図３】（ａ）は第２実施形態の熱交換器および散水ノ
ズルの正面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は
散水ノズルの斜視図である。

【図４】（ａ）は第３実施形態の散水ノズルの正面図で
あり、（ｂ）は散水ノズルと熱交換器の断面図であり、
（ｃ）は散水ノズルの変形例を示す正面図である。

【図５】（ａ）は第４実施形態のラジエータの正面図で
あり、（ｂ）は側面図である。

【図６】（ａ）は第５実施形態のラジエータの正面図で
あり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は液膜形成部材を
格納したときの側面図である。

【図７】（ａ）は第６実施形態のラジエータの正面図で
あり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は部分拡大正面図
である。

【図８】第７実施形態の車載燃料電池システムの全体構
成を示す概念図である。

【図９】（ａ）は第９実施形態の熱交換器の正面図であ
り、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は散水ノズルの正面
図である。

【図１０】（ａ）は第１０実施形態の熱交換器の部分側
面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、
（ｃ）は散水装置の斜視図である。

【図１１】第１１実施形態の熱交換器の側面図である。

【図１２】（ａ）は第１２実施形態の拡散プレートの部
分平面図であり、（ｂ）は断面図である。

【図１３】第１３実施形態の熱交換器の側面図である。

【図１４】第１４実施形態の熱交換器の部分斜視図であ
る。

【符号の説明】

１００…燃料電池、２００…冷却水循環路、２２０〜２
２６…ラジエータ（熱交換器）、２２２ａ、２２３ｂ…
水膜形成部材、３００…コンデンサ（冷凍サイクルの高
圧側熱交換器）、４００…気液分離器、４４０〜４４４
…散水ノズル（散水装置）、４４５、４４６…拡散プレ
ート、５００…フィルタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２８Ｆ 13/18 Ｆ２８Ｆ 13/18 ＢＨ０１Ｍ 8/00 Ｈ０１Ｍ 8/00 Ｚ 8/04 8/04 Ｎ 8/10 8/10 (72)発明者堀田直人愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者佐々木博邦愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者上野正勝愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者伊藤美文愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 3D035 AA00 AA03 3D038 AA00 AB00 AC00 AC01 AC11 AC14 3L103 AA36 BB39 CC02 CC22 DD15 5H026 AA06 5H027 AA06 CC06 CC15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱交換器（２２０）と、前記熱交換器
（２２０）に水を散布する散水装置（４４０）とを備
え、前記散水装置（４４０）より前記熱交換器（２２
０）に水を散布し、前記水の蒸発潜熱を利用して前記熱
交換器（２２０）の冷却能力を向上させる熱交換装置で
あって、前記散水装置（４４０）は複数の散水ノズルを有するも
のであることを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】熱交換器（２２０）と、前記熱交換器
（２２０）に水を散布する散水装置（４４１、４４２、
４４３）とを備え、前記散水装置（４４１、４４２、４
４３）より前記熱交換器（２２０）に水を散布し、前記
水の蒸発潜熱を利用して前記熱交換器（２２０）の冷却
能力を向上させる熱交換装置であって、前記散水装置（４４１、４４２、４４３）は内部に水が
供給される筒状部材であり、前記筒状部材における前記
熱交換器（２２０）に対向する側には、前記筒状部材内
部の水を前記熱交換器（２２０）に散布するための複数
の孔（４４１ａ、４４２ａ、４４２ｂ、４４３ａ）が形
成されていることを特徴とする熱交換装置。
【請求項３】前記複数の孔（４４２ａ、４４２ｂ、４
４３ａ）は、前記熱交換器（２２０）に散布される水が
異なる飛距離を持つように形成されていることを特徴と
する請求項２に記載の熱交換装置。
【請求項４】前記熱交換器（２２０）がフィンとチュ
ーブとから構成され、かつダウンフロー型熱交換器であ
る場合に、前記複数の孔（４４２ａ、４４２ｂ、４４３
ａ）の間隔は前記チューブの間隔に対応して形成されて
いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つ
に記載の熱交換装置。
【請求項５】前記熱交換器（２２４）に温度分布が存
在する場合に、前記複数の孔（４４２ａ、４４２ｂ、４
４３ａ）は、前記熱交換器（２２４）において他の部位
より高温となる部位に対応する位置に形成されているこ
とを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載
の熱交換装置。
【請求項６】熱交換器（２２１）と、前記熱交換器
（２２１）に水を散布する散水装置（４４０）とを備
え、前記散水装置（４４０）より前記熱交換器（２２
１）に水を散布し、前記水の蒸発潜熱を利用して前記熱
交換器（２２１）の冷却能力を向上させる熱交換装置で
あって、前記熱交換器（２２１）の表面に親水処理が施されてい
ることを特徴とする熱交換装置。
【請求項７】前記熱交換器（２２１）はアルミニウム
から構成されており、前記親水処理は、前記熱交換器
（２２１）表面に施された親水性樹脂のコーティングで
あることを特徴とする請求項６に記載の熱交換装置。
【請求項８】熱交換器（２２２、２２３）と、前記熱
交換器に水を散布する散水装置（４４０）とを備え、前
記散水装置より前記熱交換器に水を散布し、前記水の蒸
発潜熱を利用して前記熱交換器の冷却能力を向上させる
熱交換装置であって、前記熱交換器には、前記散水装置より散布された水を前
記熱交換器表面に拡散させる水膜形成部材（２２２ａ、
２２３ｂ）が設けられていることを特徴とする熱交換装
置。
【請求項９】前記水膜形成部材（２２２ａ）は、格納
可能に構成されていることを特徴とする請求項８に記載
の熱交換装置。
【請求項１０】熱交換器（２２０、２２５、２２６）
と、前記熱交換器に水を散布する散水装置（４４４、４
４５、４４６）とを備え、前記散水装置より前記熱交換
器に水を散布し、前記水の蒸発潜熱を利用して前記熱交
換器の冷却能力を向上させる熱交換装置であって、前記散水装置は、内部に水が供給され、内部の水を流出
させるための複数の孔（４４４ａ）が形成された筒状部
材（４４４）と、前記筒状部材から流出した水を拡散し
て前記熱交換器に供給するための拡散部材（４４５、４
４６）とを備えることを特徴とする熱交換装置。
【請求項１１】前記拡散部材（４４５、４４６）は、
前記筒状部材の下方において前記熱交換器に接するよう
に配置された板状部材であって、前記熱交換器に接する
側が反対側より下方になるように配置されていることを
特徴とする請求項１０に記載の熱交換装置。
【請求項１２】前記拡散部材における前記筒状部材か
ら流出する水が衝突する面には、前記熱交換器に接する
側に向けて水の拡散を促進する溝（４４６ｂ）が形成さ
れていることを特徴とする請求項１０または請求項１１
に記載の熱交換装置。
【請求項１３】前記拡散部材における前記筒状部材か
ら流出する水が衝突する面には、親水処理が施されてい
ることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載
の熱交換装置。
【請求項１４】前記親水処理は、親水性樹脂のコーテ
ィングであることを特徴とする請求項１３に記載の熱交
換装置。
【請求項１５】前記親水処理は、梨地処理であること
を特徴とする請求項１３に記載の熱交換装置。
【請求項１６】前記散水装置は、複数配置されている
ことを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１つに
記載の熱交換装置。
【請求項１７】前記熱交換器はフィンを有しており、
前記フィンは前記熱交換器の通過風の風下側が風上側よ
り高くなるように配置されていることを特徴とする請求
項１ないし１６のいずれか１つに記載の熱交換装置。
【請求項１８】前記熱交換器（２２０〜２２４）にお
ける前記散水装置（４４０〜４４２）から水が散布され
る側の近傍に配置され、空気中の塵埃を除去するフィル
タ（５００）を備えることを特徴とする請求項１ないし
１７のいずれか１つに記載の熱交換装置。
【請求項１９】前記散水装置（４４０〜４４６）は、
前記熱交換器（２２０〜２２６）に対して前記熱交換器
の冷却に必要な流量より大流量の水を定期的に散布する
ように構成されていることを特徴とする請求項１ないし
１８のいずれか１つに記載の熱交換装置。
【請求項２０】前記熱交換器（２２０〜２２６）は、
水素と酸素との化学反応により電気エネルギを発生させ
る燃料電池（１００）を熱交換により冷却するものであ
ることを特徴とする請求項１ないし１９のいずれか１つ
に記載の熱交換装置。
【請求項２１】前記燃料電池（１００）は電気自動車
に搭載され、前記燃料電池（１００）は前記電気自動車
の走行用モータに電力を供給するものであることを特徴
とする請求項２０に記載の熱交換装置。
【請求項２２】前記熱交換器は、冷凍サイクルにおけ
る圧縮機により圧縮され高温高圧となった冷媒を冷却す
るものであることを特徴とする請求項１ないし２１のい
ずれか１つに記載の熱交換装置。