特開 2023-170444 熱交換器、熱交換器の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023170444

(43)【公開日】2023-12-01

(54)【発明の名称】熱交換器、熱交換器の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F28F 3/08 20060101AFI20231124BHJP

   F28D 9/02 20060101ALI20231124BHJP

【ＦＩ】

F28F3/08 301Z

F28D9/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022082211

(22)【出願日】2022-05-19

(71)【出願人】

【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】本間 伸洋

【テーマコード（参考）】

3L103

【Ｆターム（参考）】

3L103AA32

3L103DD55

3L103DD92

(57)【要約】

【課題】二酸化炭素の排出量を削減しつつ、熱交換性能を確保することが可能な熱交換器を提供する。
【解決手段】熱交換器１０は、積層して接合される複数のコアプレート部材２１を含むコア部２０と、コア部２０の端部に接合される上端部接合部材３０とを、備える。コアプレート部材２１には、第１流路Ｗ１０と、第２流路Ｗ２０とが隔壁２１２により隔てられて形成されている。複数のコアプレート部材２１のそれぞれに形成される隔壁２１２は、連続的に積層されている。上端部接合部材３０には、複数のコアプレート部材２１のそれぞれに形成される第１流路Ｗ１０に連通されるタンク部と、複数のコアプレート部材２１のそれぞれに形成される第２流路Ｗ２０に連通されるタンク部とが設けられている。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定方向に積層して接合される複数のプレート部材（２１）を含むコア部（２０）と、
前記所定方向における前記コア部の端部に接合される端部接合部材（３０，９０）と、を備え、
前記プレート部材には、第１流体が流れる第１流路（Ｗ１０）と、第２流体が流れる第２流路（Ｗ２０）とが隔壁（２１２）により隔てられて形成されており、
複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記隔壁は、前記所定方向において連続的に積層されており、
前記端部接合部材には、複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記第１流路に連通される第１共通流路（Ｗ１３，Ｗ１４）と、複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記第２流路に連通される第２共通流路（Ｗ２３，Ｗ２４）とが設けられている
熱交換器。

【請求項2】

複数の前記プレート部材のそれぞれの前記隔壁は、前記所定方向において隙間なく連続的に積層されている
請求項１に記載の熱交換器。

【請求項3】

前記端部接合部材（３０）には、
前記第１共通流路として、複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記第１流路の一端部に連通される共通流路（Ｗ１３）と、複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記第１流路の他端部に連通される共通流路（Ｗ１４）とが形成されるとともに、
前記第２共通流路として、複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記第２流路の一端部に連通される共通流路（Ｗ２３）と、複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記第２流路の他端部に連通される共通流路（Ｗ２４）とが形成されている
請求項１又は２に記載の熱交換器。

【請求項4】

前記端部接合部材として、前記所定方向における前記コア部の一端部に接合される第１端部接合部材（３０）と、前記所定方向における前記コア部の他端部に接合される第２端部接合部材（９０）と、を備え、
前記第１端部接合部材には、
前記第１共通流路として、複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記第１流路の一端部に連通される共通流路（Ｗ１３）、及び複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記第１流路の他端部に連通される共通流路（Ｗ１４）のいずれか一方が形成されるとともに、
前記第２共通流路として、複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記第２流路の一端部に連通される共通流路（Ｗ２３）、及び複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記第２流路の他端部に連通される共通流路（Ｗ２４）のいずれか一方が形成され、
前記第２端部接合部材には、
前記第１共通流路として、複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記第１流路の一端部に連通される共通流路、及び複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記第１流路の他端部に連通される共通流路のいずれか他方が形成されるとともに、
前記第２共通流路として、複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記第２流路の一端部に連通される共通流路、及び複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記第２流路の他端部に連通される共通流路のいずれか他方が形成されている
請求項１又は２に記載の熱交換器。

【請求項5】

前記プレート部材には、前記第１流路及び前記第２流路が櫛歯状に形成されており、
前記第１流路において枝状に延びる複数の流路部を第１分岐流路部（Ｗ１０２）とし、前記第２流路において枝状に延びる複数の流路部を第２分岐流路部（Ｗ２０２）とするとき、
前記プレート部材には、前記第１分岐流路部及び前記第２分岐流路部が交互に配置されている
請求項１に記載の熱交換器。

【請求項6】

第１流体が流れる第１流路（Ｗ１０）と、第２流体が流れる第２流路（Ｗ２０）とが隔壁（２１２）により隔てられて形成される複数のプレート部材（２１）を、前記隔壁のそれぞれが連続するように積層して接合することによりコア部（２０）を成形する工程と、
複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記第１流路に連通される第１共通流路（Ｗ１３，Ｗ１４）、及び複数の前記プレート部材のそれぞれに形成される前記第２流路に連通される第２共通流路（Ｗ２３，Ｗ２４）が形成される端部接合部材（３０）を前記コア部の一端部に接合する工程と、を含む
熱交換器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、熱交換器、及び熱交換器の製造方法に関する。

【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。特許文献１に記載の熱交換器は、積層して配置される複数のプレート部材を備えている。複数のプレート部材の間には、冷媒のための扁平な冷媒通路、及び熱媒体のための扁平な熱媒体通路が形成されている。この熱交換器では、冷媒通路を流れる冷媒と、熱媒体流路を流れる熱媒体とで熱交換が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１６３６３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されるような熱交換器では、その製造工程において、ろう付けにより複数のプレート部材が接合される。ろう付けはエネルギの消費量が大きいため、二酸化炭素の排出量が多くなり易い。近年、地球温暖化を抑制するために、二酸化炭素（ＣＯ＿２）の排出量を削減する取り組みが様々な分野で進められている。したがって、熱交換器の製造の際にも、排出される二酸化炭素を可能な限り少なくすることが望ましい。エネルギの消費量を削減することが可能な方法の一つとして、プレート部材同士の接合を例えば樹脂接着剤を用いて行うという方法が考えられる。しかしながら、特許文献１に記載されるような熱交換器において複数のプレート部材を樹脂接着剤により接合すると、熱伝達率の低い樹脂が放熱経路に存在することになるため、熱交換性能が大幅に低下する懸念がある。

【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、二酸化炭素の排出量を削減しつつ、熱交換性能を確保することが可能な熱交換器、及びその製造方法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（１０）は、所定方向に積層して接合される複数のプレート部材（２１）を含むコア部（２０）と、所定方向におけるコア部の端部に接合される端部接合部材（３０）と、を備える。プレート部材には、第１流体が流れる第１流路（Ｗ１０）と、第２流体が流れる第２流路（Ｗ２０）とが隔壁（２１２）により隔てられて形成されている。複数のプレート部材のそれぞれに形成される隔壁は、所定方向において連続的に積層されている。端部接合部材には、複数のプレート部材のそれぞれに形成される第１流路に連通される第１共通流路（Ｗ１３，Ｗ１４）と、複数のプレート部材のそれぞれに形成される第２流路に連通される第２共通流路（Ｗ２３，Ｗ２４）とが設けられている。

【0007】

上記課題を解決する熱交換器の製造方法は、第１流体が流れる第１流路（Ｗ１０）と、第２流体が流れる第２流路（Ｗ２０）とが隔壁（２１２）により隔てられて形成される複数のプレート部材（２１）を、隔壁のそれぞれが連続するように積層して接合することによりコア部（２０）を成形する工程と、複数のプレート部材のそれぞれに形成される第１流路に連通される第１共通流路（Ｗ１３，Ｗ１４）、及び複数のプレート部材のそれぞれに形成される第２流路に連通される第２共通流路（Ｗ２３，Ｗ２４）が形成される端部接合部材（３０）をコア部の一端部に接合する工程と、を含む。

【0008】

この構成のように、複数のプレート部材のそれぞれに形成されている隔壁が所定方向において連続的に積層されていれば、それらの隔壁を超音波接合により接合させることが可能である。また、このようにして複数のプレート部材を接合させてコア部を成形した後、コア部に対して端部接合部材を超音波接合により更に接合させることができる。このように、上記構成によれば、複数のプレート部材及び端部接合部材を超音波接合により接合させることができるため、ろう付けにより接合させる場合と比較すると、二酸化炭素の排出量を削減することができる。また、複数のプレート部材の間には、樹脂接着剤等の熱伝達率が低い部材が設けられていないため、熱交換性能を確保することもできる。

【0009】

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】

【0010】

本開示の熱交換器、及びその製造方法によれば、二酸化炭素の排出量を削減しつつ、熱交換性能を確保することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、第１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、第１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、第１実施形態の第１コア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、図２のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面構造を示す断面図である。

【図5】図５は、図２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は、図２のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面構造を示す断面図である。

【図7】図７は、第１実施形態の第２コアプレート部材の平面構造を示す平面図である。

【図8】図８は、第１実施形態の第１上端部プレート部材の平面構造を示す平面図である。

【図9】図９は、第１実施形態の第２上端部プレート部材の平面構造を示す平面図である。

【図10】図１０は、図２のＸ－Ｘ線に沿った断面構造を示す断面図である。

【図11】図１１は、図２のＸＩ－ＸＩ線に沿った断面構造を示す断面図である。

【図12】図１２（Ａ）～（Ｃ）は、第１実施形態の熱交換器の製造工程を示す断面図である。

【図13】図１３は、第２実施形態の熱交換器の正面構造を示す正面図である。

【図14】図１４は、第２実施形態の熱交換器の平面構造を示す平面図である。

【図15】図１５は、第２実施形態の第２コアプレート部材の平面構造を示す平面図である。

【図16】図１６は、第２実施形態の第３コアプレート部材の平面構造を示す平面図である。

【図17】図１７は、第２実施形態の第１上端部プレート部材の平面構造を示す平面図である。

【図18】図１８は、第２実施形態の第２上端部プレート部材の平面構造を示す平面図である。

【図19】図１９は、第２実施形態の第１下端部プレート部材の平面構造を示す平面図である。

【図20】図２０は、第２実施形態の第２下端部プレート部材の平面構造を示す平面図である。

【図21】図２１は、図１４のＸＸＩ－ＸＸＩ線に沿った断面構造を示す断面図である。

【図22】図２２は、図１４のＸＸＩＩ－ＸＸＩＩ線に沿った断面構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、熱交換器及びその製造方法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。
＜第１実施形態＞
はじめに、第１実施形態の熱交換器について説明する。図１及び図２に示される本実施形態の熱交換器１０は、内部を流れる第１流体と第２流体との間で熱交換を行うことが可能な機器である。図１に示されるように、熱交換器１０は、コア部２０と、上端部接合部材３０とを備えている。コア部２０及び上端部接合部材３０はアルミニウム合金等の金属材料により形成されている。

【0013】

図２に示されるように、熱交換器１０の上面には、第１流入パイプ４０、第１流出パイプ４１、第２流入パイプ５０、及び第２流出パイプ５１が設けられている。第１流入パイプ４０は、第１流体が流入する部分である。第１流出パイプ４１は、熱交換器１０の内部を流れた第１流体が流出する部分である。第２流入パイプ５０は、第２流体が流入する部分である。第２流出パイプ５１は、熱交換器１０の内部を流れた第２流体が流出する部分である。

【0014】

図１に示されるように、コア部２０は、複数の第１コアプレート部材２１と、第２コアプレート部材２２と、第３コアプレート部材２３とを有している。これらのコアプレート部材２１～２３は、図中に矢印Ｚで示される方向に積層されて接合されている。
なお、以下では、矢印Ｚで示される方向をプレート積層方向Ｚとも称する。また、プレート積層方向Ｚのうち、図１及び図２に矢印Ｚ１で示される方向を上方とも称し、矢印Ｚ２で示される方向を下方とも称する。さらに、図２に示される熱交換器１０の短手方向Ｘを左右方向とも称する。本実施形態では、プレート積層方向Ｚが所定方向に相当する。

【0015】

図３は、第１コアプレート部材２１の平面構造を示したものである。図３に示されるように、第１コアプレート部材２１は矩形板状に形成されている。第１コアプレート部材２１には、櫛歯状の第１流路Ｗ１０と、同じく櫛歯状の第２流路Ｗ２０とが厚さ方向に貫通するように形成されている。第１流路Ｗ１０には第１流体が流れる。第２流路Ｗ２０には第２流体が流れる。

【0016】

第１流路Ｗ１０は、第１コアプレート部材２１の背面２１１に沿って左右方向に延びるように形成される流入流路部Ｗ１０１と、流入流路部Ｗ１１から分岐する複数の分岐流路部Ｗ１０２とを有している。複数の分岐流路部Ｗ１０２は、第１コアプレート部材２１の背面２１１から前面２１０に向かって延びるように形成されている。本実施形態では、分岐流路部Ｗ１０２が、第１流路Ｗ１０において枝状に延びる複数の流路部に相当する。

【0017】

第２流路Ｗ２０は、第１コアプレート部材２１の前面２１０に沿って左右方向に延びるように形成される流入流路部Ｗ２０１と、流入流路部Ｗ２０１から分岐する複数の分岐流路部Ｗ２０２とを有している。複数の分岐流路部Ｗ２０２は、第１コアプレート部材２１の前面２１０から背面２１１に向かって延びるように形成されている。本実施形態では、分岐流路部Ｗ２０２が、第２流路Ｗ２０において枝状に延びる複数の流路部に相当する。

【0018】

第１コアプレート部材２１では、左右方向において第１流路Ｗ１０の分岐流路部Ｗ１０２と第２流路Ｗ２０の分岐流路部Ｗ２０２とが交互に配置されている。第１コアプレート部材２１は、第１流路Ｗ１０の複数の分岐流路部Ｗ１０２と第２流路Ｗ２０の複数の分岐流路部Ｗ２０２とを隔てる隔壁２１２を有している。

【0019】

図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面構造を示したものである。図５は、図２のＶ－Ｖ線に沿った断面構造を示したものである。図６は、図２のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面構造を示したものである。図４～図６に示されるように、複数の第１コアプレート部材２１のそれぞれの第１流路Ｗ１０の流入流路部Ｗ１０１及び分岐流路部Ｗ１０２はプレート積層方向Ｚにおいて連通されており、また複数の第１コアプレート部材２１のそれぞれの第２流路Ｗ２０の流入流路部Ｗ２０１及び分岐流路部Ｗ２０２もプレート積層方向Ｚにおいて連通されている。また、複数の第１コアプレート部材２１のそれぞれの隔壁２１２はプレート積層方向Ｚにおいて連続的に積層されて接合されている。

【0020】

図１に示されるように、第２コアプレート部材２２は、複数の第１コアプレート部材２１のうち、最も上方に配置される第１コアプレート部材２１の上面に接合されている。図７は、第２コアプレート部材２２の平面構造を示したものである。図７に示されるように、第２コアプレート部材２２も第１コアプレート部材２１と同様に矩形板状に形成されている。第２コアプレート部材２２には、流入流路部Ｗ１１と、複数の流出孔部Ｗ２２と、複数の流出孔部Ｗ１２と、流入流路部Ｗ２１とが厚さ方向に貫通するように形成されている。

【0021】

流入流路部Ｗ１１は、第２コアプレート部材２２の背面２２１に沿って左右方向に延びるように形成されている。複数の流出孔部Ｗ２２は、流入流路部Ｗ１１の内側に設けられており、左右方向に所定の間隔で配置されている。流入流路部Ｗ１１は、図３に示される第１コアプレート部材２１の流入流路部Ｗ１０１に連通される。複数の流出孔部Ｗ１２は、図３に示される第１コアプレート部材２１の複数の分岐流路部Ｗ２０２のそれぞれの先端部に連通される。

【0022】

図７に示されるように、流入流路部Ｗ２１は、第２コアプレート部材２２の前面２２０に沿って左右方向に延びるように形成されている。複数の流出孔部Ｗ１２は、流入流路部Ｗ２１の内側に設けられており、左右方向に所定の間隔で配置されている。流入流路部Ｗ２１は、図３に示される第１コアプレート部材２１の流入流路部Ｗ２０１に連通される。複数の流出孔部Ｗ１２は、図３に示される第１コアプレート部材２１の第１流路Ｗ１０の複数の分岐流路部Ｗ１０２のそれぞれの先端部に連通される。

【0023】

図１に示されるように、第３コアプレート部材２３は、複数の第１コアプレート部材２１のうち、最も下方に配置される第１コアプレート部材２１の底面に接合されている。第３コアプレート部材２３も、第１コアプレート部材２１及び第２コアプレート部材２２と同様に矩形板状に形成されている。第３コアプレート部材２３は、第１コアプレート部材２１及び第２コアプレート部材２２と異なり、流路が形成されていない平板状の部材である。図４～図６に示されるように、複数の第１コアプレート部材２１に形成される第１流路Ｗ１０の流入流路部Ｗ１０１及び分岐流路部Ｗ１０２のそれぞれの下端部、並びに第２流路Ｗ２０の流入流路部Ｗ２０１及び分岐流路部Ｗ２０２のそれぞれの下端部は第３コアプレート部材２３により閉塞されている。

【0024】

図１に示されるように、上端部接合部材３０は、第１上端部プレート部材３１と、第２上端部プレート部材３２とを有している。これらの上端部プレート部材３１，３２はプレート積層方向Ｚに積層されて接合されている。
図８は、第１上端部プレート部材３１の平面構造を示したものである。図８に示されるように、第１上端部プレート部材３１はコアプレート部材２１～２３と同様に矩形板状に形成されている。第１上端部プレート部材３１には、分配タンク部Ｗ１３と、集合タンク部Ｗ２４と、集合タンク部Ｗ１４と、分配タンク部Ｗ２３とが厚さ方向に貫通するように形成されている。本実施形態では、分配タンク部Ｗ１３及び集合タンク部Ｗ１４が第１共通流路に相当し、分配タンク部Ｗ２３及び集合タンク部Ｗ２４が第２共通流路に相当する。

【0025】

分配タンク部Ｗ１３は、第１上端部プレート部材３１の背面３１１に沿って左右方向に延びるように形成されている。分配タンク部Ｗ１３は、図７に示される第２コアプレート部材２２の流入流路部Ｗ１１に連通される。
図８に示されるように、集合タンク部Ｗ２４は、分配タンク部Ｗ１３の内側に設けられており、左右方向に延びるように形成されている。集合タンク部Ｗ２４は、図７に示される第２コアプレート部材２２の複数の流出孔部Ｗ２２に連通される。

【0026】

図８に示されるように、分配タンク部Ｗ２３は、第１上端部プレート部材３１の前面３１０に沿って左右方向に延びるように形成されている。分配タンク部Ｗ２３は、図７に示される第２コアプレート部材２２の流入流路部Ｗ２１に連通される。
図８に示されるように、集合タンク部Ｗ１４は、分配タンク部Ｗ２３の内側に設けられており、左右方向に延びるように形成されている。集合タンク部Ｗ１４は、図７に示される第２コアプレート部材２２の複数の流出孔部Ｗ１２に連通される。

【0027】

図４～図６に示されるように、第１上端部プレート部材３１は第２コアプレート部材２２の上面に接合される。これにより、図５に示されるように、複数の第１コアプレート部材２１に形成される第１流路Ｗ１０の分岐流路部Ｗ１０２の途中部分の上端部、及び第２流路Ｗ２０の分岐流路部Ｗ２０２の途中部分の上端部は第１上端部プレート部材３１により閉塞されている。

【0028】

図９は、第２上端部プレート部材３２の平面構造を示したものである。図９に示されるように、第２上端部プレート部材３２はコアプレート部材２１～２３及び第１上端部プレート部材３１と同様に矩形板状に形成されている。第２上端部プレート部材３２には、流入孔部Ｗ１５と、流出孔部Ｗ２６と、流出孔部Ｗ１６と、流入孔部Ｗ２５とが厚さ方向に貫通するように形成されている。

【0029】

流入孔部Ｗ１５は、図８に示される分配タンク部Ｗ１３の右端部に連通可能な位置に設けられている。流出孔部Ｗ２６は、図８に示される集合タンク部Ｗ２４の左端部に連通可能な位置に設けられている。流出孔部Ｗ１６は、図８に示される集合タンク部Ｗ１４の左端部に連通可能な位置に設けられている。流入孔部Ｗ２５は、図８に示される分配タンク部Ｗ２３の右端部に連通可能な位置に設けられている。

【0030】

図９に二点鎖線で示されるように、第２上端部プレート部材３２の上面には、流入孔部Ｗ１５に連通するように第１流入パイプ４０が設けられるとともに、流出孔部Ｗ２６に連通するように第２流出パイプ５１が設けられる。また、第２上端部プレート部材３２の上面には、流出孔部Ｗ１６に連通するように第１流出パイプ４１が設けられるとともに、流入孔部Ｗ２５に連通するように第２流入パイプ５０が設けられる。

【0031】

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。
この熱交換器１０では、第１流入パイプ４０に接続される配管等を通じて第１流入パイプ４０に第１流体が流入する。第１流入パイプ４０に流入した第１流体は、図４に示されるように、第２上端部プレート部材３２の流入孔部Ｗ１５、第１上端部プレート部材３１の分配タンク部Ｗ１３、及び第２コアプレート部材２２の流入流路部Ｗ１１を通じて各第１コアプレート部材２１の第１流路Ｗ１０の流入流路部Ｗ１０１に流入する。各第１コアプレート部材２１の第１流路Ｗ１０の流入流路部Ｗ１０１に流入した第１流体は、図３に示されるように、第１流路Ｗ１０の複数の分岐流路部Ｗ１０２に分配された後、当該分岐流路部Ｗ１０２の一端部から他端部に向かって矢印Ｄ１で示される方向に流れる。

【0032】

図１０は、図２のＸ－Ｘ線に沿った断面構造を示したものである。図１０に示されるように、各第１コアプレート部材２１の第１流路Ｗ１０の分岐流路部Ｗ１０２の他端部まで流れた第１流体は第２コアプレート部材２２の複数の流出孔部Ｗ１２を通じて第１上端部プレート部材３１の集合タンク部Ｗ１４に集められる。第１上端部プレート部材３１の集合タンク部Ｗ１４に集められた第１流体は第２上端部プレート部材３２の流出孔部Ｗ１６及び第１流出パイプ４１を通じて、第１流出パイプ４１に接続される配管等に流出する。

【0033】

一方、熱交換器１０では、第２流入パイプ５０に接続される配管等を通じて第２流入パイプ５０に第２流体が流入する。第２流入パイプ５０に流入した第２流体は、図６に示されるように、第２上端部プレート部材３２の流入孔部Ｗ２５、第１上端部プレート部材３１の分配タンク部Ｗ２３、及び第２コアプレート部材２２の流入流路部Ｗ２１を通じて各第１コアプレート部材２１の第２流路Ｗ２０の流入流路部Ｗ２０１に流入する。各第１コアプレート部材２１の第２流路Ｗ２０の流入流路部Ｗ２０１に流入した第２流体は、図３に示されるように、第２流路Ｗ２０の複数の分岐流路部Ｗ２０２に分配された後、当該分岐流路部Ｗ２０２の一端部から他端部に向かって矢印Ｄ２で示される方向に流れる。

【0034】

図１１は、図２のＸＩ－ＸＩ線に沿った断面構造を示したものである。図１１に示されるように、各第１コアプレート部材２１の第２流路Ｗ２０の分岐流路部Ｗ２０２の他端部まで流れた第２流体は第２コアプレート部材２２の複数の流出孔部Ｗ２２を通じて第１上端部プレート部材３１の集合タンク部Ｗ２４に集められる。第１上端部プレート部材３１の集合タンク部Ｗ２４に集められた第２流体は第２上端部プレート部材３２の流出孔部Ｗ２６及び第２流出パイプ５１を通じて、第２流出パイプ５１に接続される配管等に流出する。

【0035】

この熱交換器１０では、図３に示されるように第１流路Ｗ１０の分岐流路部Ｗ１０２を流れる第１流体と、第２流路Ｗ２０の分岐流路部Ｗ２０２を流れる第２流体とが隔壁２１２を介して熱交換を行うことが可能である。
次に、本実施形態の熱交換器１０の製造方法について説明する。

【0036】

熱交換器１０を製造する際には、まず、複数の第１コアプレート部材２１と、第２コアプレート部材２２と、第３コアプレート部材２３とを図１２（Ａ）に示されるように積層して配置する。これにより、図１２（Ａ）に示されるように、複数の第１コアプレート部材２１のそれぞれの外周壁部２１３及び隔壁２１２がプレート積層方向Ｚに積層して配置される。また、複数の第１コアプレート部材２１のうち、最も下方に配置される第１コアプレート部材２１の外周壁部２１３及び隔壁２１２の底面に第２コアプレート部材２２の上面が接触して配置される。さらに、複数の第１コアプレート部材２１のうち、最も上方に配置される第１コアプレート部材２１の外周壁部２１３及び隔壁２１２の上面に第３コアプレート部材２３の底面が接触して配置される。

【0037】

次に、この図１２（Ａ）に示される積層体に対して超音波接合を行う。具体的には、まず、所定の治具を用いることにより積層体に対して矢印Ａ１１，Ａ１２で示されるようなプレート積層方向Ｚの圧縮力を加える。この際、第２コアプレート部材２２、複数の第１コアプレート部材２１のそれぞれの隔壁２１２及び外周壁部２１３、並びに第３コアプレート部材２３がプレート積層方向Ｚに積層して配置されているため、それらに荷重が加わる。この状態で積層体に対して超音波振動を印加することにより、第２コアプレート部材２２、複数の第１コアプレート部材２１のそれぞれの隔壁２１２及び外周壁部２１３、並びに第３コアプレート部材２３を接合させる。これにより、コア部２０の成形が完了する。

【0038】

また、第１上端部プレート部材３１と第２上端部プレート部材３２とを図１２（Ｂ）に示されるように積層して配置する。これにより、図１２（Ｂ）に示されるように、第１上端部プレート部材３１及び第２上端部プレート部材３２が、流路が形成されている部分を除き、プレート積層方向Ｚに積層して配置される。

【0039】

次に、図１２（Ｂ）に示される積層体に対して超音波接合を行う。具体的には、まず、所定の治具を用いることにより積層体に対して矢印Ａ１３，Ａ１４で示されるようなプレート積層方向Ｚの圧縮力を加える。この際、第１上端部プレート部材３１及び第２上端部プレート部材３２がプレート積層方向Ｚに積層して配置されているため、それらに荷重が加わる。この状態で積層体に対して超音波振動を印加することにより、第１上端部プレート部材３１及び第２上端部プレート部材３２を接合させる。これにより、図１２（Ｂ）に示される上端部接合部材３０の成形が完了する。

【0040】

続いて、図１２（Ａ）に示されるコア部２０の成形品と、図１２（Ｂ）に示される上端部接合部材３０の成形品とを超音波接合させる。具体的には、図１２（Ｃ）に示されるようにコア部２０の成形品と上端部接合部材３０の成形品とを積層した後、矢印Ａ１５，Ａ１６で示されるようなプレート積層方向Ｚの圧縮力を加える。この状態で、図１２（Ｃ）に示される積層体に対して超音波振動を印加することによりコア部２０の成形品と上端部接合部材３０の成形品とを接合させる。

【0041】

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）～（５）に示される作用及び効果を得ることができる。
（１）熱交換器１０は、プレート積層方向Ｚに積層して接合される複数の第１コアプレート部材２１を含むコア部２０と、プレート積層方向Ｚにおけるコア部２０の端部に接合される上端部接合部材３０とを備える。第１コアプレート部材２１には、第１流体が流れる第１流路Ｗ１０と、第２流体が流れる第２流路Ｗ２０とが隔壁２１２により隔てられて形成されている。複数の第１コアプレート部材２１のそれぞれに形成される隔壁２１２は、プレート積層方向Ｚにおいて連続的に積層されている。上端部接合部材３０には、複数の第１コアプレート部材２１のそれぞれに形成される第１流路Ｗ１０に連通される分配タンク部Ｗ１３及び集合タンク部Ｗ１４と、複数の第１コアプレート部材２１のそれぞれに形成される第２流路Ｗ２０に連通される分配タンク部Ｗ２３及び集合タンク部Ｗ２４とが設けられている。この構成によれば、コアプレート部材２１～２３及び上端部プレート部材３１，３２を超音波接合により接合することができる。超音波接合を用いれば、ろう付けによる接合と比較すると、二酸化炭素の排出量を削減することができる。また、コアプレート部材２１～２３及び上端部プレート部材３１，３２の間には、樹脂接着剤等の熱伝達率が低い部材が配置されていないため、熱交換性能を確保することもできる。さらに、コア部２０に対してタンク部Ｗ１３，Ｗ１４，Ｗ２３，Ｗ２４を一体的に成形することができるため、生産効率を高めることができる。

【0042】

（２）二酸化炭素の排出量を大幅に削減するためには、熱交換器においてもアルミニウム合金のリサイクル材を用いることが有効である。但し、ろう付けにリサイクル材を用いると、フラックスが機能しないおそれがある。すなわち、従来の熱交換器のように、ろう付けにより複数のプレート部材を接合する製造方法を用いる場合、アルミニウム合金のリサイクル材を用いることが難しいという事情がある。この点、本実施形態の熱交換器１０では、ろう付けを用いる必要がないため、アルミニウム合金のリサイクル材を用いることが可能である。また、本実施形態の熱交換器１０のように超音波接合を用いることができれば、その製造の際に３００℃以上の高温の環境に晒されることがないため、不純物を多く含む低融点のアルミニウム合金を用いることも可能である。なお、不純物を多く含む低融点のアルミニウム合金としては、例えば二酸化炭素の排出量が少ないアルミニウムの二次地金を用いることも可能である。このように、本実施形態の熱交換器１０では、二酸化炭素の排出量が少ない素材を用いることが可能であるため、二酸化炭素の排出量を削減することが可能である。

【0043】

（３）複数の第１コアプレート部材２１のそれぞれの隔壁２１２はプレート積層方向Ｚにおいて隙間無く連続的に積層されている。この構成によれば、超音波接合の際に複数の第１コアプレート部材２１のそれぞれの隔壁２１２に圧縮力を加え易くなるため、より確実に複数の第１コアプレート部材２１を接合させることが可能となる。

【0044】

（４）上端部接合部材３０には、分配タンク部Ｗ１３と、集合タンク部Ｗ１４と、分配タンク部Ｗ２３と、集合タンク部Ｗ２４とが形成されている。分配タンク部Ｗ１３は、複数の第１コアプレート部材２１のそれぞれに形成される第１流路Ｗ１０の一端部に連通される。集合タンク部Ｗ１４は、複数の第１コアプレート部材２１のそれぞれに形成される第１流路Ｗ１０の他端部に連通される。分配タンク部Ｗ２３は、複数の第１コアプレート部材２１のそれぞれに形成される第２流路Ｗ２０の一端部に連通される。集合タンク部Ｗ２４は、複数の第１コアプレート部材２１のそれぞれに形成される第２流路Ｗ２０の他端部に連通される。この構成によれば、図１に示されるように、各パイプ４０，４１，５０，５１の全てを熱交換器１０の一端部に配置することが可能となる。

【0045】

（５）第１コアプレート部材２１には、第１流路Ｗ１０の分岐流路部Ｗ１０２及び第２流路Ｗ２０の分岐流路部Ｗ２０２が交互に配置されている。この構成によれば、第１流路Ｗ１０を流れる第１流体と、第２流路Ｗ２０を流れる第２流体との間で熱交換を行い易くなるため、熱交換性能を向上させることができる。

【0046】

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の熱交換器１０について説明する。以下、第１実施形態の熱交換器１０との相違点を中心に説明する。
図１３及び図１４に示されるように、本実施形態の熱交換器１０は、第１流出パイプ４１及び第２流入パイプ５０が底面に設けられている点で第１実施形態の熱交換器１０と異なる。

【0047】

図１５に示されるように、本実施形態の第２コアプレート部材２２には、図７に示される第１実施形態の第２コアプレート部材２２と比較して明らかなように、複数の流出孔部Ｗ１２及び流入流路部Ｗ２１が設けられていない。
図１６に示されるように、本実施形態の第３コアプレート部材２３には複数の流出孔部Ｗ１２及び流入流路部Ｗ２１が設けられている。複数の流出孔部Ｗ１２及び流入流路部Ｗ２１は、図７に示される第１実施形態の第２コアプレート部材２２と同様の位置に配置されている。

【0048】

図１７に示されるように、本実施形態の第１上端部プレート部材３１には、図８に示される第１実施形態の第１上端部プレート部材３１と比較して明らかなように、集合タンク部Ｗ１４及び分配タンク部Ｗ２３が設けられていない。
図１８に示されるように、本実施形態の第２上端部プレート部材３２には、図９に示される第１実施形態の第２上端部プレート部材３２と比較して明らかなように、流出孔部Ｗ１６及び流入孔部Ｗ２５が設けられていない。

【0049】

図１３及び図１４に示されるように、本実施形態の熱交換器１０は、コア部２０の底面に接合される下端部接合部材９０を備えている。本実施形態では、上端部接合部材３０が第１端部接合部材に相当し、下端部接合部材９０が第２端部接合部材に相当する。
下端部接合部材９０は、第１下端部プレート部材９１と、第２下端部プレート部材９２とを有している。これらの下端部プレート部材９１，９２はプレート積層方向Ｚに積層して接合されている。

【0050】

図１９に示されるように、第１下端部プレート部材９１には集合タンク部Ｗ１４及び分配タンク部Ｗ２３が設けられている。集合タンク部Ｗ１４及び分配タンク部Ｗ２３は、図８に示される第１実施形態の第１上端部プレート部材３１と同様の位置に配置されている。
図２０に示されるように、第２下端部プレート部材９２には流出孔部Ｗ１６及び流入孔部Ｗ２５が設けられている。流出孔部Ｗ１６及び流入孔部Ｗ２５は、図９に示される第１実施形態の第２上端部プレート部材３２と同様の位置に配置されている。図２０に二点鎖線で示されるように、第２下端部プレート部材９２の底面には、流出孔部Ｗ１６に連通するように第１流出パイプ４１が設けられるとともに、流入孔部Ｗ２５に連通するように第２流入パイプ５０が設けられる。

【0051】

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。
図２１は、図１４のＸＸ－ＸＸ線に沿った断面構造を示したものである。図２１に示されるように、本実施形態の熱交換器１０では、各第１コアプレート部材２１の第１流路Ｗ１０の分岐流路部Ｗ１０２の他端部まで流れた第１流体は第３コアプレート部材２３の複数の流出孔部Ｗ１２を通じて第１下端部プレート部材９１の集合タンク部Ｗ１４に集められる。第１下端部プレート部材９１の集合タンク部Ｗ１４に集められた第１流体は第２下端部プレート部材９２の流出孔部Ｗ１６及び第１流出パイプ４１を通じて、第１流出パイプ４１に接続される配管等に流出する。

【0052】

また、図２２は、図１４のＸＸＩ－ＸＸＩ線に沿った断面構造を示したものである。図２２に示されるように、本実施形態の熱交換器１０では、第２流入パイプ５０に接続される配管等を通じて第２流入パイプ５０に第２流体が流入する。第２流入パイプ５０に流入した第２流体は、第２下端部プレート部材９２の流入孔部Ｗ２５、第１下端部プレート部材９１の分配タンク部Ｗ２３、及び第３コアプレート部材２３の流入流路部Ｗ２１を通じて各第１コアプレート部材２１の第２流路Ｗ２０の流入流路部Ｗ２０１に流入する。

【0053】

なお、本実施形態の熱交換器１０の製造工程では、まず、コア部２０、上端部接合部材３０、及び下端部接合部材９０をそれぞれ個別に超音波接合により成形する。その後、コア部２０の成形品、上端部接合部材３０の成形品、及び下端部接合部材９０の成形品を超音波接合により接合する。

【0054】

以上説明した本実施形態の熱交換器１０によれば、上記の（４）に示される作用及び効果に代えて、以下の（６）に示される作用及び効果を得ることができる。
（６）上端部接合部材３０には、分配タンク部Ｗ１３と、集合タンク部Ｗ２４とが形成されている。下端部接合部材９０には、集合タンク部Ｗ１４と、分配タンク部Ｗ２３とが形成されている。この構成によれば、図１３に示されるように、熱交換器１０の上端部に第１流入パイプ４０及び第２流出パイプ５１を配置し、熱交換器１０の下端部に第１流出パイプ４１及び第２流入パイプ５０を配置することが可能となる。

【0055】

＜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。
・各パイプ４０，４１，５０，５１の配置は、第１実施形態の配置及び第２実施形態の配置に限らず、適宜変更可能である。

【0056】

・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。

【0057】

＜付記＞
本発明の特徴を以下の通り示す。
前記プレート部材には、前記第１流路及び前記第２流路が櫛歯状に形成されており、前記第１流路において枝状に延びる複数の流路部を第１分岐流路部（Ｗ１０２）とし、前記第２流路において枝状に延びる複数の流路部を第２分岐流路部（Ｗ２０２）とするとき、前記プレート部材には、前記第１分岐流路部及び前記第２分岐流路部が交互に配置されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の熱交換器

【符号の説明】

【0058】

Ｗ１０：第１流路
Ｗ１３：分配タンク部（第１共通流路）
Ｗ１４：集合タンク部（第１共通流路）
Ｗ２０：第２流路
Ｗ２３：分配タンク部（第２共通流路）
Ｗ２４：集合タンク部（第２共通流路）
Ｗ１０２：分岐流路部（第１分岐流路部）
Ｗ２０２：分岐流路部（第２分岐流路部）
１０：熱交換器
２０：コア部
２１：第１コアプレート部材
３０：上端部接合部材（第１端部接合部材）
９０：下端部接合部材（第２端部接合部材）
２１２：隔壁

【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】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】