特許 7599567 熱交換素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-05

(45)【発行日】2024-12-13

(54)【発明の名称】熱交換素子

(51)【国際特許分類】

   F28F 3/08 20060101AFI20241206BHJP

   F28D 9/02 20060101ALI20241206BHJP

【ＦＩ】

F28F3/08 301Z

F28D9/02

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023534435

(86)(22)【出願日】2021-07-12

(86)【国際出願番号】 JP2021026095

(87)【国際公開番号】W WO2023286110

(87)【国際公開日】2023-01-19

【審査請求日】2023-06-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】脇田 覚司

(72)【発明者】

【氏名】池内 佑一郎

(72)【発明者】

【氏名】三宅 史恭

【審査官】古川 峻弘

(56)【参考文献】

【文献】特表２０２０－５１４６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２９３８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－００３８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１０７０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２８５６９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｆ ３／００－３／１４

Ｆ２８Ｄ ９／００－９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の伝熱板が積層されて形成された熱交換素子であって、
前記伝熱板は、複数の前記伝熱板の積層方向の一方側を通過する空気と前記積層方向の他方側を通る空気とを互いに対向する方向で通過させて熱交換させる熱交換部と、前記積層方向に沿って見て前記熱交換部を挟んで一方側と他方側とに設けられたヘッダ部と、前記熱交換部のうち前記ヘッダ部と接しない辺に沿って設けられた接合縁部と、を有し、
積層された複数の前記伝熱板が有する前記接合縁部同士は、互いに接触して超音波溶着によって接合されており、
前記接合縁部には、前記積層方向に沿って凸となる第１の凸部と、隣接する前記伝熱板の前記第１の凸部が嵌まる凹部とが形成されており、
前記ヘッダ部には、前記積層方向に沿って凸となり、その頂部に凹みが形成された台座と、隣接する前記伝熱板の前記凹みに嵌まる第２の凸部とが形成されていることを特徴とする熱交換素子。

【請求項2】

前記台座の頂部には平面領域が設けられており、隣接する前記伝熱板に前記平面領域が当接することを特徴とする請求項１に記載の熱交換素子。

【請求項3】

前記伝熱板は前記積層方向に沿って見て六角形形状であり、
前記第１の凸部および前記台座は前記六角形形状のいずれかの辺に沿って設けられており、
前記第１の凸部および前記台座は、前記第１の凸部および前記台座が沿う辺に対して複数形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換素子。

【請求項4】

複数の前記第１の凸部および前記台座は、前記第１の凸部および前記台座が沿う辺の長さを等間隔に分ける位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の熱交換素子。

【請求項5】

前記台座は、前記積層方向に沿って見てひし形の形状であり、２本の対角線のうち長いほうの対角線を、前記ヘッダ部を通過する空気の流れ方向に沿わせて形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の熱交換素子。

【請求項6】

前記第２の凸部の根元は、円形状とされており、
前記第２の凸部の高さは、前記第２の凸部の根元での直径に対する比率が１以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の熱交換素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、伝熱板を積層させて形成された対向流型の熱交換素子に関する。

【0002】

対向流型の熱交換素子では、樹脂シートで形成された伝熱板を積層させたものがある。例えば、特許文献１には、六角形形状の伝熱板を積層させて六角柱に形成された熱交換素子が開示されている。六角柱の熱交換素子では、側面の一部が熱交換する空気の出入り口となる。また、伝熱板の縁部のうち空気の出入口となる側面に面する縁部以外の縁部は、積層される伝熱板同士で接合され、熱交換素子からの空気の漏れが防がれる。縁部同士の接合は、熱溶着またはエポキシを使用した接着によって行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－２９３８６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年では、伝熱板同士の接合方法に超音波溶着が用いられる場合がある。超音波溶着を用いることで、伝熱板同士の接合時間の短縮を図ることができる。超音波溶着では、縁部を挟んだ工具を通して縁部に超音波振動が伝えられる。超音波溶着を用いた伝熱板同士の接合では、超音波振動によって伝熱板の位置がずれてしまうという問題があった。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、熱交換素子を構成する伝熱板同士の固定を超音波溶着で行っても位置がずれることがなく、伝熱板同士の位置決めを正確かつ容易に行なえる熱交換素子を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる熱交換素子は、複数の伝熱板が積層されて形成された熱交換素子であって、伝熱板は、複数の伝熱板の積層方向の一方側を通過する空気と積層方向の他方側を通る空気とを互いに対向する方向で通過させて熱交換させる熱交換部と、積層方向に沿って見て熱交換部を挟んで一方側と他方側とに設けられたヘッダ部と、熱交換部のうちヘッダ部と接しない辺に沿って設けられた接合縁部と、を有する。積層された複数の伝熱板が有する接合縁部同士は、互いに接触して超音波溶着によって接合されており、接合縁部には、積層方向に沿って凸となる第１の凸部と、隣接する伝熱板の第１の凸部が嵌まる凹部とが形成されている。ヘッダ部には、積層方向に沿って凸となり、その頂部に凹みが形成された台座と、隣接する伝熱板の凹みに嵌まる第２の凸部とが形成されている。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、熱交換素子を構成する伝熱板同士の固定を超音波溶着で行っても位置がずれることがなく、伝熱板同士の位置決めを正確かつ容易に行なえる熱交換素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１にかかる熱交換素子の斜視図

【図2】実施の形態１にかかる熱交換素子の分解斜視図

【図3】実施の形態１にかかる熱交換素子の一部を抜き出した斜視図

【図4】実施の形態１における第１の伝熱板の平面図

【図5】実施の形態１における第２の伝熱板の平面図

【図6】実施の形態１にかかる熱交換素子における突起と台座部分を拡大した部分拡大断面図

【図7】実施の形態１にかかる熱交換素子における突起と台座部分を拡大した部分拡大斜視断面図

【図8】実施の形態１における台座の平面図

【図9】実施の形態１にかかる熱交換素子におけるコーンカバーとコーン部分を拡大した部分拡大断面図

【図10】実施の形態１にかかる熱交換素子におけるコーンカバーとコーン部分を拡大した部分拡大斜視断面図

【図11】実施の形態１にかかる熱交換素子の製造装置の概略構成を示す図

【図12】図１１に示したガイドピンが突起に嵌まった状態を示す斜視断面図

【図13】実施の形態１にかかる熱交換素子の製造工程を示す図

【図14】実施の形態１にかかる熱交換素子の製造工程を示す図

【図15】実施の形態１にかかる熱交換素子の製造工程を示す図

【図16】実施の形態１にかかる熱交換素子の製造工程を示す図

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、実施の形態にかかる熱交換素子を図面に基づいて詳細に説明する。

【0010】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる熱交換素子の斜視図である。図２は、実施の形態１にかかる熱交換素子の分解斜視図である。図３は、実施の形態１にかかる熱交換素子の一部を抜き出した斜視図である。熱交換素子５０は、六角形形状の第１の伝熱板１と第２の伝熱板２とが交互に積層されて、全体が六角柱に形成されている。なお、以下の説明では、第１の伝熱板１と第２の伝熱板２との積層方向を単に積層方向と称する。また、図１の紙面上での上下方向を熱交換素子５０における上下方向として説明する。

【0011】

熱交換素子５０は、方形形状となる６つの側面のうちの１つの側面が、熱交換素子５０の内部への空気の流入口となる第１の流入面６１となる。第１の流入面６１と反対方向を向く側面が、第１の流入面６１から流入した空気が流出する第１の流出面７１となる。熱交換素子５０の内部には、第１の流入面６１と第１の流出面７１とを結ぶ風路３が形成される。

【0012】

第１の流出面７１と隣接する２つの側面のうちの一方の側面が、熱交換素子５０の内部への空気の流入口となる第２の流入面６２となる。第２の流入面６２と反対方向を向く側面が、第２の流入面６２から流入した空気が流出する第２の流出面７２となる。第１の流入面６１と第２の流出面７２は互いに隣接する。熱交換素子５０の内部には、第２の流入面６２と第２の流出面７２とを結ぶ風路４が形成される。熱交換素子５０の内部で風路３と風路４とは交わらない。

【0013】

熱交換素子５０は、例えば換気装置の内部に設けられて、室内から室外に向かう排気流を風路３に通過させ、室外から室内に向かい給気流を風路４に通過させることで、給気流と排気流との間で熱交換させることができる。

【0014】

図４は、実施の形態１における第１の伝熱板の平面図である。第１の伝熱板１は、平面視において六角形形状となっている。第１の伝熱板１と第２の伝熱板２との積層によって、風路３は第１の伝熱板１の一方面側に形成され、風路４は第１の伝熱板１の他方面側に形成される。第１の伝熱板１には、風路３を通過する空気と風路４を通過する空気との間で熱交換をさせる熱交換部５が設けられている。熱交換部５は、熱交換素子５０の側面のうち、第１の流入面６１、第１の流出面７１、第２の流入面６２、第２の流出面７２が形成されていない側面に面する辺１ａ，１ｂを短辺とする長方形の領域で形成されている。詳細な構造の説明は省略するが、熱交換部５には複数の凹凸を有する波形形状が形成されている。熱交換部５では、風路３を通過する空気と風路４を通過する空気とが互いに平行かつ反対向きに通過する。

【0015】

第１の伝熱板１には、平面視において三角形形状である第１のヘッダ部６ａが設けられている。第１のヘッダ部６ａは、熱交換素子５０における第１の流入面６１に面する辺１ｃと、第２の流出面７２に面する辺１ｄとを有する。

【0016】

第１の伝熱板１には、平面視において三角形形状である第２のヘッダ部６ｂが形成されている。第２のヘッダ部６ｂには、熱交換素子５０における第１の流出面７１に面する辺１ｅと、第２の流入面６２に面する辺１ｆとを有する。第１のヘッダ部６ａと第２のヘッダ部６ｂとは、熱交換部５を挟んだ一方側と他方側に設けられている。第１の伝熱板１の辺１ａ，１ｂは第１のヘッダ部６ａと第２のヘッダ部６ｂと接しない辺である。

【0017】

第１のヘッダ部６ａおよび第２のヘッダ部６ｂにはリブ８が形成されている。第１のヘッダ部６ａに形成されたリブ８は、辺１ｃから熱交換部５に向かって延びている。第１のヘッダ部６ａに形成されたリブ８は、辺１ｄとほぼ平行に延びており、第１の流入面６１すなわち辺１ｃ側から流入した空気を熱交換部５に向けて円滑に通過させる。

【0018】

第２のヘッダ部６ｂに形成されたリブ８は、辺１ｅから熱交換部５に向かって延びている。第２のヘッダ部６ｂに形成されたリブ８は、辺１ｆとほぼ平行に延びており、熱交換部５からの空気を辺１ｅに向けて円滑に通過させる。

【0019】

第１のヘッダ部６ａの外縁には、辺１ｃに沿って延びる帯状の平面領域である帯状平面部２１が設けられている。第１のヘッダ部６ａの外縁には、辺１ｄに沿って延びる帯状の平面領域である帯状平面部２２が設けられている。第１の伝熱板１では、辺１ｃからの空気の流入は可能とし、辺１ｄからの空気の流入は防ぐため、帯状平面部２１と帯状平面部２２との間には積層方向に沿った段差４１が設けられている。より具体的には、帯状平面部２１はリブ８が形成された領域よりも下方となる位置に形成され、帯状平面部２２は帯状平面部２１よりも上方となる位置に形成されている。なお、帯状平面部２１と、リブ８が形成された領域とが同一面で形成されていてもよい。

【0020】

第２のヘッダ部６ｂの外縁には、辺１ｅに沿って延びる帯状の平面領域である帯状平面部２３が設けられている。第２のヘッダ部６ｂの外縁には、辺１ｆに沿って延びる帯状の平面領域である帯状平面部２４が設けられている。第１の伝熱板１では、辺１ｅからの空気の流出は可能とし、辺１ｆからの空気の流出を防ぐために、帯状平面部２３と帯状平面部２４との間には積層方向に沿った段差４２が設けられている。より具体的には、帯状平面部２３はリブ８が形成された領域よりも下方となる位置に形成され、帯状平面部２４は帯状平面部２３よりも上方となる位置に形成されている。なお、帯状平面部２３と、リブ８が形成された領域とが同一平面で形成されていてもよい。

【0021】

熱交換部５の外縁には、辺１ａに沿って延びる帯状の平面領域である帯状平面部２５，２６が設けられている。帯状平面部２５と帯状平面部２６とは、辺１ａに沿った方向の中間部分で互いに段差４３を設けて形成されている。帯状平面部２６のほうが帯状平面部２５よりも上方に形成されている。

【0022】

熱交換部５の外縁には、辺１ｂに沿って延びる帯状の平面領域である帯状平面部２７，２８が設けられている。帯状平面部２７と帯状平面部２８とは、辺１ｂに沿った方向の中間部分で互いに段差４４を設けて形成されている。帯状平面部２８のほうが帯状平面部２７よりも上方に形成されている。第１の伝熱板１は、平面視において六角形形状の中心位置を中心とする点対称な形状となっている。

【0023】

図５は、実施の形態１における第２の伝熱板の平面図である。第２の伝熱板２は、平面視において六角形形状となっている。第１の伝熱板１と同様の構成については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。第２の伝熱板２は、第１の伝熱板１と鏡像関係となっている。

【0024】

第１の伝熱板１と第２の伝熱板２との積層によって、風路４は第２の伝熱板２の一方面側に形成され、風路３は第２の伝熱板２の他方面側に形成される。第２の伝熱板２には、風路３を通過する空気と風路４を通過する空気との間で熱交換をさせる熱交換部５が設けられている。第２の伝熱板２では、熱交換部５は、熱交換素子５０の側面のうち、第１の流入面６１、第１の流出面７１、第２の流入面６２、第２の流出面７２が形成されていない側面に面する辺２ａ，２ｂを短辺とする長方形の領域で形成されている。

【0025】

第２の伝熱板２には、平面視において三角形形状である第３のヘッダ部６ｃが設けられている。第３のヘッダ部６ｃは、熱交換素子５０における第１の流入面６１に面する辺２ｃと、第２の流出面７２に面する辺２ｄとを有する。

【0026】

第２の伝熱板２には、平面視において三角形形状である第４のヘッダ部６ｄが形成されている。第４のヘッダ部６ｄには、熱交換素子５０における第１の流出面７１に面する辺２ｅと、第２の流入面６２に面する辺２ｆとを有する。第３のヘッダ部６ｃと第４のヘッダ部６ｄとは、熱交換部５を挟んだ一方側と他方側に設けられている。第２の伝熱板２の辺２ａ，２ｂは第３のヘッダ部６ｃと第４のヘッダ部６ｄと接しない辺である。

【0027】

第３のヘッダ部６ｃおよび第４のヘッダ部６ｄにはリブ８が形成されている。第３のヘッダ部６ｃに形成されたリブ８は、辺２ｄから熱交換部５に向かって延びている。第３のヘッダ部６ｃに形成されたリブ８は、辺２ｃとほぼ平行に延びており、熱交換部５からの空気を辺２ｄ側に向けて円滑に通過させる。

【0028】

第４のヘッダ部６ｄに形成されたリブ８は、辺２ｆから熱交換部５に向かって延びている。第４のヘッダ部６ｄに形成されたリブ８は、辺２ｅとほぼ平行に延びており、第２の流入面６２すなわち辺２ｆ側から流入した空気を熱交換部５に向けて円滑に通過させる。

【0029】

第３のヘッダ部６ｃの外縁には、辺２ｃに沿って延びる帯状の平面領域である帯状平面部３１が設けられている。第３のヘッダ部６ｃの外縁には、辺２ｄに沿って延びる帯状の平面領域である帯状平面部３２が設けられている。第２の伝熱板２では、辺２ｄからの空気の流出は可能とし、辺２ｃからの空気の流出は防ぐため、帯状平面部３１と帯状平面部３２との間には積層方向に沿った段差５１が設けられている。より具体的には、帯状平面部３２はリブ８が形成された領域よりも下方となる位置に形成され、帯状平面部３１は帯状平面部３２よりも上方となる位置に形成されている。なお、帯状平面部３２と、リブ８が形成された領域とが同一平面で形成されていてもよい。

【0030】

第４のヘッダ部６ｄの外縁には、辺２ｅに沿って延びる帯状の平面領域である帯状平面部３３が設けられている。第４のヘッダ部６ｄの外縁には、辺２ｆに沿って延びる帯状の平面領域である帯状平面部３４が設けられている。第２の伝熱板２では、辺２ｆからの空気の流入は可能とし、辺２ｅからの空気の流入を防ぐために、帯状平面部３３と帯状平面部３４との間には積層方向に沿った段差５２が設けられている。より具体的には、帯状平面部３４はリブ８が形成された領域よりも下方となる位置に形成され、帯状平面部３３は帯状平面部３４よりも上方となる位置に形成されている。なお、帯状平面部３４と、リブ８が形成された領域とが同一平面で形成されていてもよい。

【0031】

熱交換部５の外縁には、辺２ａに沿って延びる帯状の平面領域である帯状平面部３５，３６が設けられている。帯状平面部３５と帯状平面部３６とは、辺２ａに沿った方向の中間部分で互いに段差５３を設けて形成されている。帯状平面部３５のほうが帯状平面部３６よりも上方に形成されている。

【0032】

熱交換部５の外縁には、辺２ｂに沿って延びる帯状の平面領域である帯状平面部３７，３８が設けられている。帯状平面部３７と帯状平面部３８とは、辺２ｂに沿った方向の中間部分で互いに段差５４を設けて形成されている。帯状平面部３７のほうが帯状平面部３８よりも上方に形成されている。第２の伝熱板２は、平面視において六角形形状の中心位置を中心とする点対称な形状となっている。

【0033】

次に、第１の伝熱板１および第２の伝熱板２に形成されている突起１３、台座１４、コーンカバー１５、コーン１６について説明する。

【0034】

突起１３および台座１４は、ヘッダ部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに形成されている。図６は、実施の形態１にかかる熱交換素子における突起と台座部分を拡大した部分拡大断面図である。図７は、実施の形態１にかかる熱交換素子における突起と台座部分を拡大した部分拡大斜視断面図である。図８は、実施の形態１における台座の平面図である。

【0035】

突起１３は、下方に向けて凸となるように形成されている。突起１３は、第２の凸部である。突起１３の裏面は凹みとなっている。図４および図５に戻って、突起１３は、空気の出入口となる辺１ｃ，１ｅ，２ｄ，２ｆに沿って複数形成されている。各辺１ｃ，１ｅ，２ｄ，２ｆに対して複数の突起１３が形成されている。突起１３は、各辺１ｃ，１ｅ，２ｄ，２ｆの長さを等間隔に分ける位置に形成されている。突起１３の高さは、突起１３の根元での直径に対して比率が１以下となっている。この比率によって、伝熱板１，２を真空成形で成形した場合に、素材が薄くなりすぎて孔があくことを防ぐことができる。

【0036】

図６および図７に示すように、台座１４は、上方に向けて凸となるように形成されている。台座１４は、断面形状が台形形状となっている。台座１４の頂部には平面である領域が設けられており、その平面である領域には下方に凹む凹み１４ａが形成されている。図８に示すように、台座１４の平面形状はひし形形状となっている。凹み１４ａは、平面視において伝熱板１，２の中心に向かう方向を長手方向とする長穴形状となっている。凹み１４ａの短手方向に沿った幅は、突起１３が嵌まる幅となっている。

【0037】

台座１４は、ひし形の２本の対角線のうち長いほうの対角線が、その台座１４が沿う辺１ｄ，１ｆ，２ｃ，２ｅと平行となるように設けられる。すなわち、ひし形の２本の対角線のうち長いほうの対角線を空気の流れ方向に沿わせて台座１４が設けられていればよい。台座１４は、帯状平面部２２，２４，３１，３３に可能な限り近傍であるが間に空隙を設け、台座１４と帯状平面部２２，２４，３１，３３とが重ならない程度に離れた位置に空気の流れ方向と概ね平行となる一直線上に設けられている。なお、本実施の形態では、台座１４は、帯状平面部２２，２４，３１，３３と概ね平行となる一直線上に配置されているとも言い換えできる。

【0038】

突起１３と台座１４とは、第１の伝熱板１と第２の伝熱板２とを積層したときに、平面視において互いに重なる位置に形成されている。図６および図７に示すように、伝熱板１，２を積層させたとき、台座１４の頂部の平面となる領域は上方に積層された伝熱板１，２に当接する。また、突起１３は台座１４の凹み１４ａに嵌まる。突起１３は凹み１４ａに嵌まるので風路３，４には露出しない。なお、突起１３が上方に凸となり、台座１４が下方に凸となっていてもよい。

【0039】

図４および図５に示すように、コーンカバー１５は、伝熱板１，２の帯状平面部２５，２７，３６，３８に形成されている。コーンカバー１５は、各帯状平面部２５，２７，３６，３８に対して複数形成されている。コーンカバー１５は、各帯状平面部２５，２７，３６，３８の長さを等間隔に分ける位置に形成されている。コーンカバー１５は、各帯状平面部２５，２７，３６，３８の幅方向中心よりも熱交換部５に近い位置に形成されている。

【0040】

図９は、実施の形態１にかかる熱交換素子におけるコーンカバーとコーン部分を拡大した部分拡大断面図である。図１０は、実施の形態１にかかる熱交換素子におけるコーンカバーとコーン部分を拡大した部分拡大斜視断面図である。コーンカバー１５は、下方から上方に向けて凹んだ凹部である。コーンカバー１５は、凹部の裏面側では凸となっている。コーンカバー１５は、先端が平面となる円錐状で形成されている。コーンカバー１５の高さは、熱交換部５とコーンカバー１５との隙間距離に対して比率１以下となっている。この比率によって、伝熱板１，２を真空成形で成形した場合に、素材が薄くなりすぎて孔があくことを防ぐことができる。コーンカバー１５の凹部は、各帯状平面部２５，２７，３６，３８の長さ方向に延びた長穴形状となっている。

【0041】

図４および図５に示すように、コーン１６は、伝熱板１，２の帯状平面部２６，２８，３５，３７に形成されている。コーン１６は、各帯状平面部２６，２８，３５，３７に対して複数形成されている。コーン１６は、各帯状平面部２６，２８，３５，３７の長さを等間隔に分ける位置に形成されている。コーン１６は、各帯状平面部２６，２８，３５，３７の幅方向中心よりも熱交換部５に近い位置に形成されている。コーン１６の高さは、熱交換部５とコーン１６との隙間距離に対して比率１以下となっている。この比率によって、伝熱板１，２を真空成形で成形した場合に、素材が薄くなりすぎて孔があくことを防ぐことができる。

【0042】

図９および図１０に示すようにコーン１６は、上方に向けて凸となる第１の凸部である。コーン１６は、先端が曲面となる円錐状で形成されている。

【0043】

伝熱板１，２を積層したときに、帯状平面部２１は下方の帯状平面部３１と当接する。帯状平面部２２は上方の帯状平面部３２と当接する。帯状平面部２３は下方の帯状平面部３３と当接する。帯状平面部２４は上方の帯状平面部３４と当接する。帯状平面部２５は下方の帯状平面部３５と当接する。帯状平面部２６は上方の帯状平面部３６と当接する。帯状平面部２７は下方の帯状平面部３７と当接する。帯状平面部２８は上方の帯状平面部３８と当接する。後に詳説するが、当接した帯状平面部２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８同士は、超音波溶着によって接合される接合縁部となる。

【0044】

コーンカバー１５とコーン１６とは、伝熱板１，２を積層したときに平面視において互いに重なる位置に形成されている。図９および図１０に示すように伝熱板１，２を積層したときに、コーン１６がコーンカバー１５の凹部に嵌まる。なお、コーンカバー１５の凹部が下方に凹んでおり、コーン１６が下方に凸となっていてもよい。

【0045】

次に、熱交換素子の製造工程について説明する。図１１は、実施の形態１にかかる熱交換素子の製造装置の概略構成を示す図である。製造装置は、伝熱板１，２を置くための受け台１７を備えている。受け台１７には伝熱板１，２を吸着などの方法で保持する機能の他、突起１３と同じ位置となる箇所に位置決めのための穴（図示を省略）が設けられている。さらに製造装置の上方には突起１３と同じ位置となる箇所にガイドピン１８とガイドピン１９を備えている。図１２は、図１１に示したガイドピンが突起に嵌まった状態を示す斜視断面図である。ガイドピン１８は上下に移動可能となっており、下方に移動することで図１２に示すようにその先端が突起１３の裏面の凹みに差し込まれる。これは、ガイドピン１９も同様である。

【0046】

熱交換素子５０の製造工程では、第１の伝熱板１と第２の伝熱板２の積層と固定が繰り返される。図１３から図１６は、実施の形態１にかかる熱交換素子の製造工程を示す図である。

【0047】

熱交換素子５０の製造工程では、図１３に示すように、まず、積層の１枚目となる第１の伝熱板１を受け台１７に置く、このとき、突起１３を受け台１７の穴に合せることで、突起１３が受け台１７の穴に嵌って位置決めがなされる。

【0048】

次に、図１４に示すように、ガイドピン１８の先端を、次に積層する第２の伝熱板２の突起１３の裏面の凹部に嵌めてから、図１５に示すように、第２の伝熱板２を積層する。こうすることで、上層、下層のどちらの伝熱板１，２も製造装置によって位置決めされた状態で、当接している帯状平面部２２，２４，２６，２８，３２，３４，３６，３８同士を超音波溶着で固定する。次に、図１６に示すように、次に積層する第１の伝熱板１に対してガイドピン１９を用いて位置決めしながら積層する。このように、第１の伝熱板１と第２の伝熱板２との積層と固定を交互に繰り返して任意の高さまで積層する。製造工程の説明で分かるように、ガイドピン１８は第２の伝熱板２の位置決めに用いられ、ガイドピン１９は第１の伝熱板１の位置決めに用いられる。

【0049】

また、ガイドピン１８，１９の先端が突起１３の裏面の凹部に嵌まって、上層の伝熱板１，２を下方の伝熱板１，２に押し当てていることで、突起１３が嵌まった台座１４の平面部と、ヘッダ部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄのうち台座１４の平面部に当接する領域との間に摩擦抵抗が発生する。これにより、超音波溶着の確実性が向上し、歩留まりが向上する。

【0050】

以上に示した熱交換素子５０によれば、伝熱板１，２に形成された突起１３、台座１４、コーンカバー１５、コーン１６によって、積層された状態での位置ずれが発生しにくくなる。したがって、伝熱板１，２に振動を与える超音波溶着によっても伝熱板１，２に位置ずれが発生しにくくなる。また、伝熱板１，２を重ねるだけで、突起１３が台座１４の凹み１４ａに嵌まり、コーン１６がコーンカバー１５に嵌まるので、位置決めを正確かつ容易に行うことができる。また、突起１３が台座１４の凹み１４ａにきつく嵌まり、コーン１６がコーンカバー１５にきつく嵌まるようにすれば、より一層位置ずれを生じにくくすることができる。また、伝熱板１，２は、成型後にその中心に向かって収縮する。凹み１４ａが平面視において伝熱板１，２の中心に向かう方向を長手方向とする長穴形状となっていることで、伝熱板１，２の中心に向かった収縮によって台座１４の位置が変位した場合であっても、突起１３が凹み１４ａに嵌まりやすくなっている。また、突起１３が凹み１４ａとの当接により、伝熱板１，２の中心に向かう方向と異なる方向への伝熱板１，２同士のずれが防がれるので、位置決め精度の向上も図られる。

【0051】

また、突起１３と台座１４は、ヘッダ部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの領域内にあっても帯状平面部２２，２４，３１，３３に近い位置にあり、コーンカバー１５とコーン１６も帯状平面部２５，２６，２７，２８，３５，３６，３７，３８にあるので、超音波溶着によって伝熱板１，２をずらそうとする力が働いても伝熱板１，２に生じる曲げ応力は短い距離の範囲に留まるので伝熱板がたわむ状態になり難くすることができる。

【0052】

また、突起１３、台座１４、コーンカバー１５、およびコーン１６は各帯状平面部２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８に対して複数形成されていることによって、より一層位置ずれが生じにくくなる。

【0053】

また、突起１３が先細り形状であること、コーンカバー１５が円錐状であること、コーン１６が円錐状であることから、伝熱板１，２同士または伝熱板と製造装置との位置決めの際に芯出しがしやすくなり、伝熱板１，２同士の位置決めを容易に行なうことができる。

【0054】

また、正確に位置決めされた状態で超音波溶着を行うことで、溶着される範囲が他の範囲に及んでしまったり、溶着不良となる箇所が発生したりしにくくなる。これにより、余分な溶着による目詰まり、および熱交換素子５０からの空気の漏れを防ぐことができる。

【0055】

また、台座１４がひし形の２本の対角線のうち長いほうの対角線を空気の流れ方向に沿わせて設けられていること、台座１４の頂部が隣接する伝熱板１，２に当接していることから、台座１４が空気の流れの妨げになりにくい。また、台座１４と帯状平面部２２，２４，３１，３３との間に空隙を設けることで、空隙を設けない場合に比べて台座１４および辺１ｄ，１ｆ，２ｃ，２ｅの周辺の風の流れの乱れを少なくでき圧力損失の発生を抑制できる。また、台座１４を空気の流れ方向に直線状に配置することで同様に流れの乱れを少なくでき、圧力損失の発生を抑制できる。また、台座１４と辺１ｄ，１ｆ，２ｃ，２ｅとを空隙を挟んで極力近傍に配置することで、溶着点と台座１４との距離が極力短くなり、溶着時に位置決めをより効果的にできる。

【0056】

また、台座１４をヘッダ部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに設けているので、帯状平面部２１，２２，２３，２４，３１，３２，３３，３４に台座１４を設ける場合に比べて帯状平面部２１，２２，２３，２４，３１，３２，３３，３４の幅を狭くすることができる。同じサイズの伝熱板１，２であれば帯状平面部２１，２２，２３，２４，３１，３２，３３，３４の幅が狭いほうがヘッダ部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを広くすることができる。台座１４が流路に設けられることになるものの、ヘッダ部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが広くなることで、帯状平面部２１，２２，２３，２４，３１，３２，３３，３４に台座１４を設けた場合よりも熱交換素子５０の圧力損失を低くすることができる。

【0057】

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものである。実施の形態の構成は、別の公知の技術と組み合わせることが可能である。本開示の要旨を逸脱しない範囲で、実施の形態の構成の一部を省略または変更することが可能である。

【符号の説明】

【0058】

１ 第１の伝熱板、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ 辺、２ 第２の伝熱板、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ 辺、３，４ 風路、５ 熱交換部、６ａ 第１のヘッダ部、６ｂ 第２のヘッダ部、６ｃ 第３のヘッダ部、６ｄ 第４のヘッダ部、８ リブ、１３ 突起、１４ 台座、１４ａ 凹み、１５ コーンカバー、１６ コーン、１７ 受け台、１８，１９ ガイドピン、２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８ 帯状平面部、４１，４２，４３，４４，５１，５２，５３，５４ 段差、５０ 熱交換素子、６１ 第１の流入面、６２ 第２の流入面、７１ 第１の流出面、７２ 第２の流出面。

【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】