特開 2024-134663 熱交換器および冷凍サイクル装置

(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】P2024134663

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】熱交換器および冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   F28F 3/00 20060101AFI20240927BHJP

   F28D 9/00 20060101ALI20240927BHJP

   F24F 1/0067 20190101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

F28F3/00 311

F28D9/00

F24F1/0067

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023044973

(22)【出願日】2023-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】505461072

【氏名又は名称】日本キヤリア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】市川 卓弥

【テーマコード（参考）】

3L051

3L103

【Ｆターム（参考）】

3L051BE06

3L103BB38

3L103BB42

3L103CC18

3L103CC22

(57)【要約】

【課題】伝熱性能を高めることができる熱交換器および冷凍サイクル装置を提供することである。
【解決手段】実施形態の熱交換器は、第一流路構造体と、第二流路構造体とを持つ。第一流路構造体は、第一伝熱プレートおよび第二伝熱プレートを持つ。第一伝熱プレートおよび第二伝熱プレートは、第一熱媒体が流通する第一流通空間を隔てて向かい合う。第二流路構造体は、第三伝熱プレートおよび第四伝熱プレートを持つ。第三伝熱プレートおよび第四伝熱プレートは、第二熱媒体が流通する第二流通空間を隔てて向かい合う。第二伝熱プレートと第三伝熱プレートとは、空間層を隔てて対向配置される。第二伝熱プレートは、第三伝熱プレートに対向する第一対向面を有する。第三伝熱プレートは、第二伝熱プレートに対向する第二対向面を有する。第一対向面および第二対向面の少なくとも一方に、他方に近づく方向に突出する一または複数の凸部が形成されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一熱媒体が流通する第一流通空間を隔てて向かい合う第一伝熱プレートおよび第二伝熱プレートを備えた第一流路構造体と、
第二熱媒体が流通する第二流通空間を隔てて向かい合う第三伝熱プレートおよび第四伝熱プレートを備えた第二流路構造体と、
を備え、
前記第二伝熱プレートと前記第三伝熱プレートとは、空間層を隔てて対向配置され、
前記第二伝熱プレートは、前記第三伝熱プレートに対向する第一対向面を有し、
前記第三伝熱プレートは、前記第二伝熱プレートに対向する第二対向面を有し、
前記第一対向面および前記第二対向面の少なくとも一方に、他方に近づく方向に突出する一または複数の凸部が形成されている、
熱交換器。

【請求項2】

前記凸部は、前記第一対向面に形成された一または複数の第一凸部と、前記第二対向面に形成された一または複数の第二凸部と、を含み、
少なくとも一つの前記第一凸部と、少なくとも一つの前記第二凸部とは、互いに平行に延在し、少なくとも一部の側面どうしを向かい合わせて隣り合って形成されている、
請求項１記載の熱交換器。

【請求項3】

前記第一凸部は、前記第一熱媒体の流れ方向に延び、内部に前記第一熱媒体が流通可能であり、
前記第二凸部は、前記第二熱媒体の流れ方向に延び、内部に前記第二熱媒体が流通可能である、
請求項２記載の熱交換器。

【請求項4】

前記第一伝熱プレートと前記第二伝熱プレートとの間に、前記第一熱媒体の流れ方向に延びる凹凸を有するコルゲート形状とされた第一内部伝熱体が設けられ、
前記第三伝熱プレートと前記第四伝熱プレートとの間に、前記第二熱媒体の流れ方向に延びる凹凸を有するコルゲート形状とされた第二内部伝熱体が設けられている、
請求項１記載の熱交換器。

【請求項5】

前記凹凸は、所定の長さ範囲ごとに幅方向の位置がずらされている、
請求項４記載の熱交換器。

【請求項6】

請求項１～５のうちいずれか１項に記載の熱交換器を備える、冷凍サイクル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、熱交換器および冷凍サイクル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

熱交換器は、冷凍サイクル装置などに用いられる。例えば、熱交換器は、複数の伝熱プレートを備える。向かい合う伝熱プレートの間には、空間部が形成される場合がある。熱交換器では、空間部を有するため、伝熱プレート間の伝熱性能が低くなることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０２１／２３４８２４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、伝熱性能を高めることができる熱交換器および冷凍サイクル装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態の熱交換器は、第一流路構造体と、第二流路構造体と、を持つ。前記第一流路構造体は、第一伝熱プレートおよび第二伝熱プレートを持つ。前記第一伝熱プレートおよび前記第二伝熱プレートは、第一熱媒体が流通する第一流通空間を隔てて向かい合う。前記第二流路構造体は、第三伝熱プレートおよび第四伝熱プレートを持つ。前記第三伝熱プレートおよび前記第四伝熱プレートは、第二熱媒体が流通する第二流通空間を隔てて向かい合う。前記第二伝熱プレートと前記第三伝熱プレートとは、空間層を隔てて対向配置されている。前記第二伝熱プレートは、前記第三伝熱プレートに対向する第一対向面を有する。前記第三伝熱プレートは、前記第二伝熱プレートに対向する第二対向面を有する。前記第一対向面および前記第二対向面の少なくとも一方に、他方に近づく方向に突出する一または複数の凸部が形成されている。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施形態の冷凍サイクル装置の概略構成図。

【図2】実施形態の熱交換器の斜視図。

【図3】第１の実施形態の熱交換器の断面図。

【図4】第１の実施形態の熱交換器の一部の分解斜視図。

【図5】第１の実施形態の熱交換器の一部の断面図。

【図6】第１の実施形態の熱交換器の一部の断面図。

【図7】第２の実施形態の熱交換器の一部の断面図。

【図8】第２の実施形態の熱交換器の一部の分解斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施形態の熱交換器および冷凍サイクル装置を、図面を参照して説明する。

【0008】

図１は、実施形態の冷凍サイクル装置の概略構成図である。
図１に示すように、冷凍サイクル装置１は、圧縮機２と、四方弁３と、室外熱交換器（熱交換器）４と、膨張装置５と、室内熱交換器（熱交換器）６と、を備える。冷凍サイクル装置１の構成要素は、冷媒配管７によって接続されている。図１では、冷房運転時の冷媒（熱媒体）の流通方向は実線矢印で示す。暖房運転時の冷媒の流通方向は破線矢印で示す。

【0009】

圧縮機２は、圧縮機本体２Ａと、アキュムレータ２Ｂと、を備える。圧縮機本体２Ａは、内部に取り込まれる低圧の気体冷媒を圧縮して高温・高圧の気体冷媒にする。アキュムレータ２Ｂは、気液二相冷媒を分離して、気体冷媒を圧縮機本体２Ａに供給する。

【0010】

四方弁３は、冷媒の流通方向を逆転させ、冷房運転と暖房運転とを切り替える。冷房運転時に、冷媒は、圧縮機２、四方弁３、室外熱交換器４、膨張装置５、室内熱交換器６の順に流れる。このとき、室外熱交換器４は凝縮器として機能する。室内熱交換器６は蒸発器として機能する。

【0011】

暖房運転時に、冷媒は、圧縮機２、四方弁３、室内熱交換器６、膨張装置５、室外熱交換器４の順に流れる。このとき、室内熱交換器６は凝縮器として機能する。室外熱交換器４は蒸発器として機能する。

【0012】

凝縮器は、圧縮機２から吐出される高温・高圧の気体冷媒を、外気へ放熱させて凝縮させることにより、高圧の液体冷媒にする。膨張装置５は、凝縮器から送り込まれる高圧の液体冷媒の圧力を下げ、低温・低圧の気液二相冷媒にする。蒸発器は、膨張装置５から送り込まれる低温・低圧の気液二相冷媒を、外気から吸熱させて気化させることにより、低圧の気体冷媒にする。

【0013】

冷凍サイクル装置１では、作動流体である冷媒は気体冷媒と液体冷媒との間で相変化しながら循環する。冷媒は、気体冷媒から液体冷媒に相変化する過程で放熱する。冷媒は、液体冷媒から気体冷媒に相変化する過程で吸熱する。冷凍サイクル装置１は、冷媒の放熱または吸熱を利用して、暖房、冷房、除霜などを行う。

【0014】

（第１の実施形態）
図２は、第１の実施形態の熱交換器の斜視図である。
図２に示すように、第１の実施形態の熱交換器は、冷凍サイクル装置１の室外熱交換器４および室内熱交換器６（図１参照）のうち一方または両方として使用される。以下、実施形態の熱交換器が、冷凍サイクル装置１の室外熱交換器４（図１参照）として使用される場合を例にして説明する。室外熱交換器４は、単に「熱交換器４」という。

【0015】

図３は、第１の実施形態の熱交換器４の断面図である。図３は、図２のＩ－Ｉ断面図である。
図３に示すように、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、以下のように規定する。Ｘ方向は、第一伝熱プレート１１の短手方向である。Ｘ方向は、「幅方向」または「第二方向」の例である。Ｙ方向は、第一伝熱プレート１１の長手方向である。Ｙ方向はＸ方向と垂直な方向である。Ｙ方向は「第一方向」の例である。Ｚ方向は、第一伝熱プレート１１の厚さ方向である。Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向である。ＸＹ平面は、Ｘ方向とＹ方向とによって形成される平面である。ＸＺ平面は、Ｘ方向とＺ方向とによって形成される平面である。ＹＺ平面は、Ｙ方向とＺ方向とによって形成される平面である。Ｚ方向からＸＹ平面を見ることを平面視という。

【0016】

図３に即して上下方向を仮に規定する。例えば、第一伝熱プレート１１は、第二伝熱プレート１２の上方に位置する。ここに示す位置関係は、熱交換器の使用時の姿勢を限定しない。

【0017】

熱交換器４は、第一流路構造体１０と、第二流路構造体２０と、１または複数の接合層３０と、を備えている。
第一流路構造体１０は、上部伝熱プレート１３と、第一伝熱プレート１１と、第二伝熱プレート１２と、第一内部伝熱体１４と、を備える。

【0018】

第一伝熱プレート１１は、平板状に形成されている。第一伝熱プレート１１は、平面視において矩形状（詳しくは長方形状）に形成されている。

【0019】

第二伝熱プレート１２は、平板状に形成されている。第二伝熱プレート１２は、平面視において矩形状（詳しくは長方形状）に形成されている。第二伝熱プレート１２は、第一伝熱プレート１１と同形状とされている。第二伝熱プレート１２は、平面視において第一伝熱プレート１１と重なる位置にある。第二伝熱プレート１２は、第一伝熱プレート１１と平行とされている。

【0020】

第二伝熱プレート１２は、第一伝熱プレート１１に対して下方に離れた位置にある。第一伝熱プレート１１と第二伝熱プレート１２とは上下に離れている。第一伝熱プレート１１と第二伝熱プレート１２との間の空間は、第一流通空間１６である。第一伝熱プレート１１と第二伝熱プレート１２とは、第一流通空間１６を隔てて向かい合っている。第一流通空間１６は、第一熱媒体Ｍ１が流通する空間である。

【0021】

第二伝熱プレート１２の下面は第一対向面１２ａである。第一対向面１２ａは、第三伝熱プレート２１の第二対向面２１ａに対向する。

【0022】

上部伝熱プレート１３は、平板状に形成されている。上部伝熱プレート１３は、平面視において矩形状（詳しくは長方形状）に形成されている。上部伝熱プレート１３は、第一伝熱プレート１１と同形状とされている。上部伝熱プレート１３は、平面視において第一伝熱プレート１１と重なる位置にある。上部伝熱プレート１３は、第一伝熱プレート１１と平行とされている。

【0023】

上部伝熱プレート１３は、第一伝熱プレート１１に対して上方に離れた位置にある。第一伝熱プレート１１と上部伝熱プレート１３とは上下に離れている。第一伝熱プレート１１と上部伝熱プレート１３との間の空間は、第三流通空間１７である。第一伝熱プレート１１と上部伝熱プレート１３とは、第三流通空間１７を隔てて向かい合っている。第三流通空間１７は、第三熱媒体Ｍ３が流通する空間である。

【0024】

第一伝熱プレート１１は、第二伝熱プレート１２より厚く形成されている。これにより、第一伝熱プレート１１が破損しにくくなるため、第一熱媒体Ｍ１と第三熱媒体Ｍ３との混合は起こりにくくなる。
上部伝熱プレート１３の厚さは、第一伝熱プレート１１の厚さ以上であってもよいし、第一伝熱プレート１１の厚さ未満であってもよい。第一伝熱プレート１１が、上部伝熱プレート１３より厚く形成されている場合、第一伝熱プレート１１が破損しにくくなるため、第一熱媒体Ｍ１と第三熱媒体Ｍ３との混合は起こりにくくなる。

【0025】

第一内部伝熱体１４は、第一流通空間１６および第三流通空間１７にそれぞれ設けられている。
第一内部伝熱体１４は、Ｙ方向に延びるコルゲート形状とされている。コルゲート形状は、山部（凸部）と谷部（凹部）とが交互に並んで形成された凹凸形状である。第一内部伝熱体１４は、第一凹凸５１を有する。第一凹凸５１は、複数の凸部５２と、複数の凹部５３とを有する。凸部５２と凹部５３とは、Ｘ方向に交互に並ぶ。第一凹凸５１は「凹凸」の例である。

【0026】

図４は、熱交換器４の一部の分解斜視図である。図４に示すように、凸部５２は、Ｙ方向に延びる。例えば、凸部５２は、板材の曲げを伴う加工（例えば、プレス加工など）により上方に突出する形状となっている。

【0027】

図５は、熱交換器４の一部の断面図である。図５に示すように、例えば、凸部５２は、Ｙ方向（長さ方向）に直交する断面、すなわちＸＺ平面に沿う断面が矩形状とされている。凸部５２は、天板５２ａと、一対の側板５２ｂとによって形成されている。天板５２ａはＸＹ平面に沿う。側板５２ｂはＹＺ平面に沿う。一対の側板５２ｂは、それぞれ天板５２ａのＸ方向の両端から垂下する。凸部５２の内部には、空間５２ｃが形成されている。空間５２ｃは、天板５２ａと、一対の側板５２ｂとに囲まれた空間である。空間５２ｃには、第一流通空間１６および第三流通空間１７ごとに熱媒体（第一熱媒体Ｍ１または第三熱媒体Ｍ３）が流通可能である。

【0028】

凹部５３は、Ｙ方向に延びる。例えば、凹部５３は、板材の曲げを伴う加工（例えば、プレス加工など）により下方に向かって凹となる形状とされている。

【0029】

例えば、凹部５３は、Ｙ方向（長さ方向）に直交する断面、すなわちＸＺ平面に沿う断面が矩形状とされている。凹部５３は、底板５３ａと、一対の側板５２ｂとによって形成されている。底板５３ａはＸＹ平面に沿う。底板５３ａは、隣り合う側板５２ｂの下端どうしを連結する。凹部５３の内部には、空間５３ｃが形成されている。空間５３ｃは、底板５３ａと、一対の側板５２ｂとに囲まれた空間である。空間５３ｃには、第一流通空間１６および第三流通空間１７ごとに熱媒体（第一熱媒体Ｍ１または第三熱媒体Ｍ３）が流通可能である。

【0030】

凸部５２および凹部５３の延在方向は、熱媒体（第一熱媒体Ｍ１または第三熱媒体Ｍ３）の流れ方向、すなわちＹ方向である。

【0031】

第一流通空間１６に設けられた第一内部伝熱体１４の天板５２ａの上面は、第一伝熱プレート１１の下面に伝熱可能に接する。天板５２ａの上面は、第一伝熱プレート１１の下面にロウ付け等により接合されてもよい。第一流通空間１６に設けられた第一内部伝熱体１４の底板５３ａの下面は、第二伝熱プレート１２の上面に伝熱可能に接する（図３参照）。底板５３ａの下面は、第二伝熱プレート１２の上面にロウ付け等により接合されてもよい。

【0032】

第三流通空間１７に設けられた第一内部伝熱体１４の天板５２ａの上面は、上部伝熱プレート１３の下面に伝熱可能に接する。天板５２ａの上面は、上部伝熱プレート１３の下面にロウ付け等により接合されてもよい。第三流通空間１７に設けられた第一内部伝熱体１４の底板５３ａの下面は、第一伝熱プレート１１の上面に伝熱可能に接する。底板５３ａの下面は、第一伝熱プレート１１の上面にロウ付け等により接合されてもよい。

【0033】

例えば、第一伝熱プレート１１、第二伝熱プレート１２、上部伝熱プレート１３および第一内部伝熱体１４は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属等で形成される。
例えば、第一熱媒体Ｍ１は冷媒である。例えば、第三熱媒体Ｍ３は、非冷却流体である。非冷却流体は、例えば水である。すなわち、図１に示す冷凍サイクル図において、熱交換器４には、冷媒配管７を通じて第一流通空間１６に冷媒が流入する。また、熱交換器４には、水を循環させるポンプ（図示しない）から水配管を通じて、第三流通空間１７に水が流入する。非冷却流体は、水とは異なる熱媒体であってよい。

【0034】

図３に示すように、第二流路構造体２０は、第三伝熱プレート２１と、第四伝熱プレート２２と、下部伝熱プレート２３と、第二内部伝熱体２４と、を備える。

【0035】

第三伝熱プレート２１は、平板状に形成されている。第三伝熱プレート２１は、平面視において矩形状（詳しくは長方形状）に形成されている。第三伝熱プレート２１は、第二伝熱プレート１２と同形状とされている。第三伝熱プレート２１は、平面視において第二伝熱プレート１２と重なる位置にある。第三伝熱プレート２１は、第二伝熱プレート１２と平行とされている。

【0036】

第三伝熱プレート２１の上面は第二対向面２１ａである。第二対向面２１ａは、第二伝熱プレート１２の第一対向面１２ａに対向する。

【0037】

第四伝熱プレート２２は、平板状に形成されている。第四伝熱プレート２２は、平面視において矩形状（詳しくは長方形状）に形成されている。第四伝熱プレート２２は、第三伝熱プレート２１と同形状とされている。第四伝熱プレート２２は、平面視において第三伝熱プレート２１と重なる位置にある。第四伝熱プレート２２は、第三伝熱プレート２１と平行とされている。

【0038】

第四伝熱プレート２２は、第三伝熱プレート２１に対して下方に離れた位置にある。第三伝熱プレート２１と第四伝熱プレート２２とは上下に離れている。第三伝熱プレート２１と第四伝熱プレート２２との間の空間は、第二流通空間２６である。第三伝熱プレート２１と第四伝熱プレート２２とは、第二流通空間２６を隔てて向かい合っている。第二流通空間２６は、第二熱媒体Ｍ２が流通する空間である。

【0039】

下部伝熱プレート２３は、平板状に形成されている。下部伝熱プレート２３は、平面視において矩形状（詳しくは長方形状）に形成されている。下部伝熱プレート２３は、第四伝熱プレート２２と同形状とされている。下部伝熱プレート２３は、平面視において第四伝熱プレート２２と重なる位置にある。下部伝熱プレート２３は、第四伝熱プレート２２と平行とされている。

【0040】

下部伝熱プレート２３は、第四伝熱プレート２２に対して下方に離れた位置にある。第四伝熱プレート２２と下部伝熱プレート２３とは上下に離れている。第四伝熱プレート２２と下部伝熱プレート２３との間の空間は、第四流通空間２７である。第四伝熱プレート２２と下部伝熱プレート２３とは、第四流通空間２７を隔てて向かい合っている。第四流通空間２７は、第四熱媒体Ｍ４が流通する空間である。

【0041】

第四伝熱プレート２２は、第三伝熱プレート２１より厚く形成されている。これにより、第四伝熱プレート２２が破損しにくくなるため、第二熱媒体Ｍ２と第四熱媒体Ｍ４との混合は起こりにくくなる。
下部伝熱プレート２３の厚さは、第四伝熱プレート２２の厚さ以上であってもよいし、第四伝熱プレート２２の厚さ未満であってもよい。第四伝熱プレート２２が、下部伝熱プレート２３より厚く形成されている場合、第四伝熱プレート２２が破損しにくくなるため、第二熱媒体Ｍ２と第四熱媒体Ｍ４との混合は起こりにくくなる。

【0042】

第二内部伝熱体２４は、第二流通空間２６および第四流通空間２７にそれぞれ設けられている。
第二内部伝熱体２４は、Ｙ方向に延びるコルゲート形状とされている。第二内部伝熱体２４は、第一内部伝熱体１４と同様の構造であるため、説明を省略する。第二内部伝熱体２４の空間５２ｃ，５３ｃには、第二流通空間２６および第四流通空間２７ごとに熱媒体（第二熱媒体Ｍ２または第四熱媒体Ｍ４）が流通可能である。

【0043】

第二内部伝熱体２４の凸部５２および凹部５３の延在方向は、第二流通空間２６および第四流通空間２７ごとに熱媒体（第二熱媒体Ｍ２または第四熱媒体Ｍ４）の流れ方向、すなわちＹ方向である。

【0044】

第二流通空間２６に設けられた第二内部伝熱体２４の天板５２ａの上面は、第三伝熱プレート２１の下面に伝熱可能に接する。天板５２ａの上面は、第三伝熱プレート２１の下面にロウ付け等により接合されてもよい。第二流通空間２６に設けられた第二内部伝熱体２４の底板５３ａの下面は、第四伝熱プレート２２の上面に伝熱可能に接する。底板５３ａの下面は、第四伝熱プレート２２の上面にロウ付け等により接合されてもよい。

【0045】

第四流通空間２７に設けられた第二内部伝熱体２４の天板５２ａの上面は、第四伝熱プレート２２の下面に伝熱可能に接する。天板５２ａの上面は、第四伝熱プレート２２の下面にロウ付け等により接合されてもよい。第四流通空間２７に設けられた第二内部伝熱体２４の底板５３ａの下面は、下部伝熱プレート２３の上面に伝熱可能に接する。天板５２ａの上面は、第四伝熱プレート２２の下面にロウ付け等により接合されてもよい。

【0046】

例えば、第三伝熱プレート２１、第四伝熱プレート２２、下部伝熱プレート２３および第二内部伝熱体２４は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属等で形成される。
例えば、第二熱媒体Ｍ２は非冷却流体である。例えば、第四熱媒体Ｍ４は冷媒である。非冷却流体は、例えば水である。すなわち、図１に示す冷凍サイクル図において、熱交換器４には、冷媒配管７を通じて第四流通空間２７に冷媒が流入する。また、熱交換器４には、水を循環させるポンプ（図示しない）から水配管を通じて、第二流通空間２６に水が流入する。非冷却流体は、水とは異なる熱媒体であってよい。

【0047】

第二流路構造体２０は、第一流路構造体１０に対して下方に離れた位置にある。第一流路構造体１０と第二流路構造体２０とは上下に離れている。第一流路構造体１０と第二流路構造体２０との間の空間は、空間層３１である。

【0048】

第二伝熱プレート１２と第三伝熱プレート２１とは、空間層３１を隔てて対向配置されている。すなわち、第二伝熱プレート１２と第三伝熱プレート２１とは、空間層３１を介して向かい合っている。そのため、第一流路構造体１０と第二流路構造体２０とは、空間層３１を隔てて対向配置されている。

【0049】

接合層３０は、第一流路構造体１０と第二流路構造体２０とを接合する。接合層３０の上面は第二伝熱プレート１２の第一対向面１２ａの一部に伝熱可能に接合されている。接合層３０の下面は第三伝熱プレート２１の第二対向面２１ａの一部に伝熱可能に接合されている。例えば、接合層３０は、ロウ材などの金属含有材料によって形成される。例えば、金属含有材料は、銅、銀、ニッケル、亜鉛などの金属を含む。接合層３０は、熱伝導率が高いことが望ましい。

【0050】

本実施形態では、複数の接合層３０が設けられている。接合層３０は、Ｙ方向に延びる（図４参照）。複数の接合層３０は、Ｘ方向に間隔をおいて形成されている。複数の接合層３０は、Ｘ方向に等間隔に形成することができる。接合層３０は、第一対向面１２ａの一部と、第二対向面２１ａの一部とに接するため、第二伝熱プレート１２と第三伝熱プレート２１とを部分的に接合している。

【0051】

第二伝熱プレート１２の第一対向面１２ａには、一または複数の第一凸部４１が形成されている。第一凸部４１は、第一対向面１２ａから下方（第二対向面２１ａに近づく方向）に突出している。第一凸部４１の突出高さは、第二対向面２１ａに達しない程度とされる。第一凸部４１は、Ｙ方向に延びる（図４参照）。第一凸部４１は「凸部」の例である。

【0052】

例えば、第一凸部４１は、板材（第二伝熱プレート１２）の曲げを伴う加工により下方に突出する形状となっている。そのため、第一凸部４１は中空構造となっている。第一凸部４１は、接合層３０からＸ方向に離れた位置にある。図３では、第一対向面１２ａに３つの第一凸部４１が形成されている。３つの第一凸部４１は、それぞれ、Ｘ方向に隣り合う接合層３０の間の位置に形成されている。

【0053】

図５に示すように、例えば、第一凸部４１は、Ｙ方向（長さ方向）に直交する断面、すなわちＸＺ平面に沿う断面が矩形状とされている。第一凸部４１は、ＸＹ平面に沿う底板４１ａと、ＹＺ平面に沿う一対の側板４１ｂとによって形成されている。一対の側板４１ｂは、それぞれ底板４１ａのＸ方向の一端および他端から立ち上がる。第一凸部４１の内部には、空間４１ｃが形成されている。空間４１ｃは、底板４１ａと、一対の側板４１ｂとに囲まれた空間である。

【0054】

第一凸部４１は、空間４１ｃが凸部５２内の空間５２ｃに臨む位置に形成されている。空間４１ｃには、第一熱媒体Ｍ１が流通可能である。第一凸部４１の延在方向は、第一熱媒体Ｍ１の流れ方向、すなわちＹ方向である。第一凸部４１は、板材の曲げを伴う加工（例えば、プレス加工など）によって形成することができる。

【0055】

第一凸部４１が形成された部分の第二伝熱プレート１２は、他の部分（第一凸部４１が形成されていない平板状の部分）より薄くてもよい。第一凸部４１が形成された部分（例えば、側板４１ｂ）は、プレス加工等により第一凸部４１を形成する際に引き伸ばされることによって、他の部分より薄くなる場合がある。

【0056】

図３に示すように、第三伝熱プレート２１の第二対向面２１ａには、一または複数の第二凸部４２が形成されている。第二凸部４２は、第二対向面２１ａから上方（第一対向面１２ａに近づく方向）に突出している。第二凸部４２の突出高さは、第一対向面１２ａに達しない程度とされる。第二凸部４２は、Ｙ方向に延びる（図４参照）。第一凸部４１と第二凸部４２とは、互いに平行に延在する。第二凸部４２は「凸部」の例である。

【0057】

例えば、第二凸部４２は、板材（第三伝熱プレート２１）の曲げを伴う加工により上方に突出する形状となっている。そのため、第二凸部４２は中空構造となっている。第二凸部４２は、接合層３０からＸ方向に離れた位置にある。図３では、第二対向面２１ａに３つの第二凸部４２が形成されている。３つの第二凸部４２は、それぞれ、Ｘ方向に隣り合う接合層３０の間の位置に形成されている。

【0058】

図５に示すように、例えば、第二凸部４２は、Ｙ方向（長さ方向）に直交する断面、すなわちＸＺ平面に沿う断面が矩形状とされている。第二凸部４２は、ＸＹ平面に沿う天板４２ａと、ＹＺ平面に沿う一対の側板４２ｂとによって形成されている。一対の側板４２ｂは、それぞれ天板４２ａのＸ方向の一端および他端から垂下する。第二凸部４２の内部には、空間４２ｃが形成されている。空間４２ｃは、天板４２ａと、一対の側板４２ｂとに囲まれた空間である。

【0059】

第二凸部４２は、空間４２ｃが凹部５３内の空間５３ｃに臨む位置に形成されている。空間４２ｃには、第二熱媒体Ｍ２が流通可能である。第二凸部４２の延在方向は、第二熱媒体Ｍ２の流れ方向、すなわちＹ方向である。第二凸部４２は、板材の曲げを伴う加工（例えば、プレス加工など）によって形成することができる。

【0060】

第二凸部４２が形成された部分の第三伝熱プレート２１は、他の部分（第二凸部４２が形成されていない平板状の部分）より薄くてもよい。第二凸部４２が形成された部分（例えば、側板４２ｂ）は、プレス加工等により第二凸部４２を形成する際に引き伸ばされることによって、他の部分より薄くなる場合がある。

【0061】

図６は、第二凸部４２が形成された部分の第三伝熱プレート２１の断面図である。
図６に示すように、第二凸部４２が形成された部分の第三伝熱プレート２１（例えば、側板４２ｂ）が他の部分より薄い場合、次に示す効果を奏する。
熱媒体の圧力上昇などによってプレートに大きな力が加えられた場合、第二凸部４２は、他の部分に比べて破損が起こりやすい。しかし、第二凸部４２は、２つの流通空間を隔てる構造がないため、破損が起きて熱媒体が空間層３１に漏出した場合でも２つの熱媒体の混合は起こらない。そのため、熱媒体の混合による損害を抑制できる。

【0062】

図５に示すように、第一凸部４１が形成された部分の第二伝熱プレート１２（例えば、側板４１ｂ）が他の部分より薄い場合も、同様の効果を奏する。

【0063】

第一凸部４１と第二凸部４２とは、Ｘ方向に隣り合って形成されている。第一凸部４１の側面の少なくとも一部と、第二凸部４２の側面の少なくとも一部とは向かい合っている。第一凸部４１の側面は、側板４１ｂの外面である。第二凸部４２の側面は、側板４２ｂの外面である。言い換えれば、第一凸部４１と第二凸部４２とは、少なくとも一部の側面どうしが向かい合うように形成されている。図５では、第一凸部４１の側面のうち下端を含む部分と、第二凸部４２の側面のうち上端を含む部分とは向かい合っている。第一凸部４１と第二凸部４２とは、側面の全領域が向かい合っていてもよい。

【0064】

本実施形態の熱交換器４では、第二伝熱プレート１２の第一対向面１２ａに第一凸部４１が形成されている。第三伝熱プレート２１の第二対向面２１ａに第二凸部４２が形成されている。第一凸部４１および第二凸部４２によって空間層３１の容積は小さくなる。したがって、第一流路構造体１０と第二流路構造体２０との間の熱抵抗は小さくなる。よって、伝熱性能を高めることができる。

【0065】

第一凸部４１と第二凸部４２とは、少なくとも一部の側面どうしが向かい合うため、第一流路構造体１０と第二流路構造体２０との間の熱抵抗は小さくなる。

【0066】

第一凸部４１の延在方向は、第一熱媒体Ｍ１の流れ方向であるため、第一熱媒体Ｍ１の流れを整えることができる。第二凸部４２の延在方向は、第二熱媒体Ｍ２の流れ方向であるため、第二熱媒体Ｍ２の流れを整えることができる。

【0067】

熱交換器４では、第一伝熱プレート１１と第二伝熱プレート１２との間に、Ｙ方向に延びるコルゲート形状の第一内部伝熱体１４が設けられている。そのため、第一熱媒体Ｍ１の流れを整えることができる。熱交換器４では、第三伝熱プレート２１と第四伝熱プレート２２との間に、Ｙ方向に延びるコルゲート形状の第二内部伝熱体２４が設けられている。そのため、第二熱媒体Ｍ２の流れを整えることができる。第一熱媒体Ｍ１および第二熱媒体Ｍ２の流れを整えることができるため、第一流路構造体１０および第二流路構造体２０の熱特性を高めることができる。

【0068】

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態の熱交換器１０４の一部の断面図である。図８は、熱交換器１０４の一部の分解斜視図である。
図７および図８に示すように、熱交換器１０４は、第一内部伝熱体１４に代えて第一内部伝熱体１１４が用いられている。第二内部伝熱体２４に代えて第二内部伝熱体１２４が用いられている。それ以外の構成は、図３および図４に示す熱交換器４と同様である。

【0069】

第一内部伝熱体１１４は、Ｙ方向に延びるコルゲート形状とされている。第一内部伝熱体１１４は、所定の長さ範囲ごとに、第一凹凸５１のＸ方向の位置がずらされている。

【0070】

図８に示すように、例えば、第一内部伝熱体１１４は、第１長さ範囲Ｌ１と、第２長さ範囲Ｌ２と、第３長さ範囲Ｌ３とを有する。第１～第３長さ範囲Ｌ１～Ｌ３は、この順にＹ方向に並ぶ。隣り合う長さ範囲は、第一凹凸５１のＸ方向の位置が互いに異なる。例えば、第１長さ範囲Ｌ１と第２長さ範囲Ｌ２とは、第一凹凸５１のＸ方向の位置が互いに異なる。第２長さ範囲Ｌ２と第３長さ範囲Ｌ３とは、第一凹凸５１のＸ方向の位置が互いに異なる。隣り合う長さ範囲の第一凹凸５１のＸ方向の位置の差は、第一凹凸５１のピッチの半分以下が好ましい。例えば、第一凹凸５１のピッチは、Ｘ方向に隣り合う凸部５２の、Ｘ方向におけるそれぞれの凸部５２の中点どうしを結ぶ距離である。

【0071】

第一内部伝熱体１１４は、所定の長さ範囲ごとに、第一凹凸５１のＸ方向の位置がずらされているため、凸部５２内の空間５２ｃを流れる熱媒体の一部は、隣の長さ範囲の凹部５３内の空間５３ｃに流れる。凹部５３内の空間５３ｃを流れる熱媒体の一部は、隣の長さ範囲の凸部５２内の空間５２ｃに流れる。

【0072】

第二内部伝熱体１２４は、第一内部伝熱体１１４と同様の構造であるため、説明を省略する。

【0073】

本実施形態の熱交換器１０４は、第１の実施形態の熱交換器４（図３および図４参照）と同様に、第二伝熱プレート１２に第一凸部４１が形成されている。第三伝熱プレート２１に第二凸部４２が形成されている。そのため、熱抵抗は小さくなる。よって、伝熱性能を高めることができる。

【0074】

熱交換器１０４では、第一内部伝熱体１１４および第二内部伝熱体１２４は、所定の長さ範囲ごとに第一凹凸５１のＸ方向の位置がずらされているため、熱媒体の一部は流路を変えつつ流れる。そのため、熱媒体の流れを乱し、伝熱性能を高めることができる。

【0075】

第一内部伝熱体１１４および第二内部伝熱体１２４は、所定の長さ範囲ごとに第一凹凸５１のＸ方向の位置がずらされているため、伝熱面積を大きくして伝熱性能を向上させることができる。

【0076】

以上、実施形態の熱交換器および冷凍サイクル装置について説明したが、実施形態の構成は前述の例に限定されない。
図５に示すように、熱交換器４では、第二伝熱プレート１２（第一対向面１２ａ）と第三伝熱プレート２１（第二対向面２１ａ）の両方に凸部４１，４２が形成されているが、凸部は、第一対向面と第二対向面のうち一方のみに形成されていてもよい。凸部は、第一対向面と第二対向面のうち少なくとも一方に、他方に近づく方向に突出して形成されていればよい。

【0077】

図５に示す第一凸部４１および第二凸部４２は、Ｙ方向（長さ方向）に直交する断面が矩形状とされているが、凸部の形状は特に限定されない。凸部の断面形状は、湾曲形状、逆Ｖ字形状、多角形状などであってよい。湾曲形状としては、例えば、円弧形状（半円形状など）、楕円弧形状などが挙げられる。多角形状としては、例えば、突出方向に幅が狭くなる台形状が挙げられる。

【0078】

第二伝熱プレートに形成される凸部の数は、１でもよいし、複数（２以上の任意の数）でもよい。第三伝熱プレートに形成される凸部の数は、１でもよいし、複数（２以上の任意の数）でもよい。

【0079】

図５に示す第一凸部４１および第二凸部４２は、中空構造であって内部に熱媒体が流通できるが、第二伝熱プレートおよび第三伝熱プレートに形成される凸部は、中実構造であってもよい。

【0080】

第一内部伝熱体１４および第二内部伝熱体２４の凸部５２および凹部５３は、Ｙ方向（長さ方向）に直交する断面、すなわちＸＺ平面に沿う断面が矩形状とされているが、凸部および凹部の形状は特に限定されない。凸部および凹部の断面形状は、湾曲形状、Ｖ字形状、多角形状などであってよい。第一内部伝熱体および第二内部伝熱体は、波形状であってもよい。

【0081】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、第一対向面および第二対向面の少なくとも一方に凸部が形成されている。凸部によって空間層の容積は小さくなる。したがって、第一流路構造体と第二流路構造体との間の熱抵抗は小さくなる。よって、伝熱性能を高めることができる。

【0082】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0083】

１…冷凍サイクル装置、４，１０４…室外熱交換器（熱交換器）、１０…第一流路構造体、１１…第一伝熱プレート、１２…第二伝熱プレート、１２ａ…第一対向面、１４…第一内部伝熱体、１６…第一流通空間、２０…第二流路構造体、２１…第三伝熱プレート、２１ａ…第二対向面、２２…第四伝熱プレート、２４…第二内部伝熱体、２６…第二流通空間、３１…空間層、４１…第一凸部（凸部）、４２…第二凸部（凸部）、５１…第一凹凸（凹凸）、Ｍ１…第一熱媒体、Ｍ２…第二熱媒体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】