JP6102612B2

JP6102612B2 - 熱交換器

Info

Publication number: JP6102612B2
Application number: JP2013158936A
Authority: JP
Inventors: 加藤　吉毅; 吉毅加藤; 川久保　昌章; 昌章川久保
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2033-07-31
Also published as: JP2015031412A; WO2015015683A1

Description

本発明は、冷媒と、冷媒よりも低圧の熱媒体とを熱交換する熱交換器に関する。

従来、特許文献１には、冷媒と水とを熱交換させる水・冷媒熱交換器が記載されている。この従来技術では、複数の略平板状の伝熱プレートを間隔をおいて重ね合わせることにより伝熱プレート間に冷媒流路と水流路とを交互に形成している。一般的に、この種の水・冷媒熱交換器においては、冷媒は水よりも高圧になっている。

特開２０００−２５８０８２号公報

上記従来技術の水・冷媒熱交換器と、水と空気とを熱交換させる水・空気熱交換器とを用いて、冷媒と空気と熱交換させる熱交換システムを構成する場合、水・冷媒熱交換器における冷媒と水との温度差は、冷媒と空気との温度差と比較して小さくなる。

そのため、この熱交換システムにおける水・冷媒熱交換器では、冷媒と空気とを熱交換させる空気・冷媒熱交換器を用いる場合と比較して、冷媒を確実に熱交換させるのが困難になる。その結果、水・冷媒熱交換器の出口冷媒の状態が、空気・冷媒熱交換器の出口冷媒の状態と比較して不安定になりやすい。すなわち、水・冷媒熱交換器の出口冷媒は、空気・冷媒熱交換器の出口冷媒と比較して、気液２相状態と単相状態とが入り混じった状態になりやすい。

また、上記従来技術の水・冷媒熱交換器においては、冷媒の圧力に対する耐圧性を確保できる構造にする必要がある。

本発明は上記点に鑑みて、冷媒と、冷媒よりも低圧の熱媒体とを熱交換する熱交換器において、冷媒と熱媒体との熱交換性能を向上させるとともに、冷媒の圧力に対する耐圧性を確保することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
冷媒と、冷媒よりも低圧の熱媒体とを熱交換させる熱交換部（１２）を備え、
熱交換部（１２）は、多数枚の板状部材（１１）が互いに積層されて接合されることによって形成されており、
多数枚の板状部材（１１）同士の間には、冷媒が流れる複数の冷媒流路（１２１）、および熱媒体が流れる複数の熱媒体流路（１２２）が形成され、
複数の冷媒流路（１２１）および複数の熱媒体流路（１２２）は、多数枚の板状部材（１１）の積層方向に並んで配置されており、
複数の熱媒体流路（１２２）には、隣り合う板状部材（１１）同士を接合し、かつ熱媒体流路（１２２）を積層方向に横断する内部壁（３０、１１２）が設けられており、
複数の熱媒体流路（１２２）のうち板状部材（１１）の積層方向において最も一端側に位置する第１最端熱媒体流路（１２２Ａ）は、多数枚の板状部材（１１）のうち板状部材（１１）の積層方向において最も一端側に位置する第１最端板状部材（１１Ａ）と、多数
枚の板状部材（１１）のうち第１最端板状部材（１１Ａ）に隣接する一端側板状部材（１１Ｂ）との間に形成されており、
第１最端熱媒体流路（１２２Ａ）に設けられた内部壁（３０、１１２）は、複数の熱媒体流路（１２２）のうち板状部材（１１）の積層方向において最も他端側に位置する第２最端熱媒体流路（１２２Ｂ）を除く他の熱媒体流路（１２２）に設けられた内部壁（３０、１１２）よりも板厚の大きい部位を有しており、
第２最端熱媒体流路（１２２Ｂ）は、熱交換部（１２）を構成する多数枚の板状部材（１１）のうち最も他端側に位置する第２最端板状部材（１１Ｃ）と、第２最端板状部材（１１Ｃ）に隣接する他端側板状部材（１１Ｄ）との間に形成されており、
第２最端熱媒体流路（１２２Ｂ）に設けられた内部壁（３０、１１２）は、複数の熱媒体流路（１２２）のうち第１最端熱媒体流路（１２２Ａ）を除く他の熱媒体流路（１２２）に設けられた内部壁（３０、１１２）よりも板厚の大きい部位を有していることを特徴とする。

これによると、第１最端熱媒体流路（１２２Ａ）は第１最端板状部材（１１Ａ）と一端側板状部材（１１Ｂ）との間に形成されているので、第１最端熱媒体流路（１２２Ａ）は、熱交換部（１２）のうち板状部材（１１）の積層方向において最も一端側の部位に形成されることとなる。

したがって、冷媒流路（１２１）よりも板状部材（１１）の積層方向における一端側に熱媒体流路（１２２Ａ）が配置されることとなるので、冷媒流路（１２１）よりも板状部材（１１）の積層方向における一端側に熱媒体流路（１２２Ａ）が配置されない場合と比較して、冷媒と熱媒体との熱交換性能を向上できる。

さらに、第１最端熱媒体流路（１２２Ａ）に設けられた内部壁（３０、１１２）は、他の熱媒体流路（１２２）に設けられた内部壁（３０、１１２）よりも板厚の大きい部位を有しているので、熱交換部（１２）のうち第１最端熱媒体流路（１２２Ａ）を形成する部位の強度を、他の熱媒体流路（１２２）を形成する部位よりも強くできる。このため、冷媒圧力に対する耐圧性を確保できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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。

第１実施形態における熱交換器の正面図である。図１のＩＩ矢視図である。第１実施形態の熱交換器におけるオフセットフィンの斜視図である。第２実施形態の熱交換器における板状部材の斜視図である。第２実施形態における熱交換器の断面図である。第３実施形態の熱交換器における板状部材の斜視図である。第３実施形態の熱交換器におけるオフセットフィンの斜視図である。第３実施形態における熱交換器の断面図である。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１、図２に示す熱交換器１０は、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成している。熱交換器１０は、冷凍サイクルの高圧側冷媒と冷却水（高圧側冷媒よりも低圧の熱媒体）とを熱交換して高圧側冷媒を凝縮させる凝縮器、または冷凍サイクルの低圧側冷媒と冷却水（低圧側冷媒よりも低圧の熱媒体）とを熱交換して低圧側冷媒を蒸発させる蒸発器である。

冷却水としては、例えば、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンもしくはナノ流体を含む液体、または不凍液体等を用いることができる。本実施形態では、冷却水として、エチレングリコール系の不凍液（ＬＬＣ）が用いられている。

熱交換器１０は、多数の板状部材１１が積層されて接合されることによって一体的に形成されている。以下では、板状部材１１の積層方向（図１の例では上下方向）を板積層方向と言い、板積層方向の一端側（図１の例では上端側）を板積層方向一端側と言い、板積層方向の他端側（図１の例では下端側）を板積層方向他端側と言う。

板状部材１１は細長の略矩形状の板材であり、具体的材質としては、例えば、アルミニウム心材の両面にろう材をクラッドした両面クラッド材が用いられる。

略矩形状の板状部材１１の外周縁部には、略板積層方向（換言すれば、板状部材１１の板面と略直交する方向）に突出する張出部１１１が形成されている。多数の板状部材１１は、互いに積層された状態で張出部１１１同士がろう付けにより接合されている。

多数の板状部材１１は、張出部１１１の突出先端が互いに同じ側（図１の例では略下方側）を向くように配置されている。

多数の板状部材１１は、熱交換部１２、冷媒用第１タンク空間１３、冷媒用第２タンク空間１４、冷却水用第１タンク空間１５および冷却水用第２タンク空間１６を形成している。熱交換部１２は、複数の冷媒流路１２１および複数の冷却水流路１２２で構成されている。

複数の冷媒流路１２１および複数の熱媒体流路は、多数枚の板状部材１１同士の間に形成されている。冷媒流路１２１および冷却水流路１２２の長手方向は、板状部材１１の長手方向と一致している。

冷媒流路１２１および冷却水流路１２２は板積層方向に１本ずつ交互に積層配置（並列配置）されている。板状部材１１は、冷媒流路１２１と冷却水流路１２２とを仕切る隔壁の役割を果たしている。冷媒流路１２１を流れる冷媒と、冷却水流路１２２を流れる冷却水との熱交換は、板状部材１１を介して行われる。

熱交換部１２に形成される冷媒流路１２１および冷却水流路１２２のうち最も板積層方向一端側に位置する流路１２２Ａには、冷却水が流れるようになっている。

換言すれば、複数の冷却水流路１２２のうち最も板積層方向一端側に位置する第１最端冷却水流路１２２Ａ（第１最端熱媒体流路）は、熱交換部１２を構成する多数枚の板状部材１１のうち最も板積層方向一端側に位置する第１最端板状部材１１Ａと、第１最端板状部材１１に隣接する一端側板状部材１１Ｂとの間に形成されている。

したがって、複数の冷媒流路１２１のうち最も板積層方向一端側に位置する第１最端冷媒流路１２１Ａよりも板積層方向一端側に、第１最端冷却水流路１２２Ａが配置されることとなる。

そのため、第１最端冷媒流路１２１よりも板積層方向一端側に第１最端冷却水流路１２２Ａが配置されない場合と比較して、冷媒と冷却水との熱交換性能を向上できる。

熱交換部１２に形成される冷媒流路１２１および冷却水流路１２２のうち最も板積層方向他端側に位置する流路１２２Ｂには、冷却水が流れるようになっている。

換言すれば、複数の冷却水流路１２２のうち最も板積層方向他端側に位置する第２最端冷却水流路１２２Ｂ（第２最端熱媒体流路）は、熱交換部１２を構成する多数枚の板状部材１１のうち最も板積層方向他端側に位置する第２最端板状部材１１Ｃと、第２最端板状部材１１Ｃに隣接する他端側板状部材１１Ｄとの間に形成されている。

したがって、複数の冷媒流路１２１のうち最も板積層方向他端側に位置する第２最端冷媒流路１２１Ｂよりも板積層方向他端側に、第２最端冷却水流路１２２Ｂが配置されることとなる。

そのため、第２最端冷媒流路１２１Ｂよりも板積層方向他端側に第２最端冷却水流路１２２Ｂが配置されない場合と比較して、冷媒と冷却水との熱交換性能を向上できる。

冷媒用第１タンク空間１３および冷却水用第１タンク空間１５は、熱交換部１２に対して、冷媒流路１２１および冷却水流路１２２の一方側（図１の例では左方側）に配置されている。冷媒用第２タンク空間１４および冷却水用第２タンク空間１６は、熱交換部１２に対して、冷媒流路１２１および冷却水流路１２２の他方側（図１の例では右方側）に配置されている。

冷媒用第１タンク空間１３および冷媒用第２タンク空間１４は、複数の冷媒流路１２１に対して冷媒の分配および集合を行う。冷却水用第１タンク空間１５および冷却水用第２タンク空間１６は、複数の冷却水流路１２２に対して冷却水の分配および集合を行う。

冷媒用第１タンク空間１３、冷媒用第２タンク空間１４、冷却水用第１タンク空間１５および冷却水用第２タンク空間１６は、板状部材１１の四隅（図２の例では上下左右の四隅）に形成された連通孔によって構成されている。

第１最端板状部材１１Ａには、第１ジョイント２１および第１冷却水パイプ２２が取り付けられている。第１ジョイント２１は、冷媒配管を接合するための部材であり、熱交換器１０の冷媒入口１０１を形成している。第１冷却水パイプ２２は、熱交換器１０の冷却水出口１０２を形成している。

第２最端板状部材１１Ｂには、第２ジョイント２３および第２冷却水パイプ２４が取り付けられている。第２ジョイント２３は、冷媒配管を接合するための部材であり、熱交換器１０の冷媒出口１０３を形成している。第２冷却水パイプ２４は、熱交換器１０の冷却水入口１０４を形成している。

冷媒入口１０１および冷媒出口１０３は冷媒用第１タンク空間１３に連通している。冷却水出口１０２および冷却水入口１０４は冷却水用第１タンク空間１５に連通している。

冷媒用第１タンク空間１３は板積層方向に２つの空間に仕切られている。したがって、図１の実線矢印に示すように、冷媒入口１０１から流入した冷媒は、板積層方向一端側の冷媒流路１２１、１２１Ａを冷媒用第１タンク空間１３側から冷媒用第２タンク空間１４側へ向かって流れた後、板積層方向他端側の冷媒流路１２１、１２１Ｂを冷媒用第２タンク空間１４側から冷媒用第１タンク空間１３側へ向かって流れて冷媒出口１０３から流出する。すなわち、熱交換器１０は、冷媒の流れが１回Ｕターンするように構成されている。

同様に、冷却水用第１タンク空間１５は板積層方向に２つの空間に仕切られている。したがって、図１の一点鎖線矢印に示すように、冷却水入口１０４から流入した冷却水は、板積層方向他端側の冷却水流路１２２、１２２Ｂを冷却水用第１タンク空間１５側から冷却水用第２タンク空間１６側へ向かって流れた後、板積層方向一端側の冷却水流路１２２、１２２Ａを冷却水用第２タンク空間１６側から冷却水用第１タンク空間１５側へ向かって流れて冷却水出口１０２から流出する。すなわち、熱交換器１０は、冷却水の流れが１回Ｕターンするように構成されている。

熱交換器１０は、冷媒の流れと冷却水の流れとが互いに反対方向（対向流）になるように構成されている。

板状部材１１同士の間には、図３に示すオフセットフィン３０が配置されている。オフセットフィン３０は、板状部材１１同士の間に介在し、冷媒と熱媒体との間での熱交換を促進させるインナーフィンである。

オフセットフィン３０は、部分的に切り起こされた切り起こし部３０１が形成された板状の部材である。切り起こし部３０１は、冷媒および冷却水の流れ方向と平行な方向Ｆ１（すなわち、板状部材１１の長手方向）に多数個形成されている。

冷媒および冷却水の流れ方向と平行な方向Ｆ１に隣り合う切り起こし部３０１同士は、互いにオフセットされている。図３の例では、多数個の切り起こし部３０１は、冷媒および冷却水の流れ方向と平行な方向Ｆ１に千鳥配置されている。

オフセットフィン３０の具体的材質としては、例えば、アルミニウム心材の両面にろう材をクラッドした両面クラッド材が用いられる。オフセットフィン３０は、隣り合う両方の板状部材１１にろう付けにより接合されている。

したがって、オフセットフィン３０は、隣り合う板状部材１１同士を接合し、かつ冷媒流路１２１および冷却水流路１２２を板積層方向に横断する内部壁を構成している。

第１最端冷却水流路１２２Ａに設けられたオフセットフィン３０は、複数の冷却水流路１２２のうち第２最端冷却水流路１２２Ｂを除く他の冷却水流路１２２に設けられたオフセットフィン３０よりも板厚の大きい部位を有している。

例えば、第１最端冷却水流路１２２Ａに設けられたオフセットフィン３０は、複数の冷却水流路１２２のうち第２最端冷却水流路１２２Ｂを除く他の冷却水流路１２２に設けられたオフセットフィン３０と比較して板厚の大きい板材で形成されている。

これにより、熱交換部１２のうち第１最端冷却水流路１２２Ａを形成する部位の強度を、他の冷却水流路１２２を形成する部位よりも強くできる。このため、冷媒圧力に対する耐圧性を確保できる。

第２最端冷却水流路１２２Ｂに設けられたオフセットフィン３０は、複数の冷却水流路１２２のうち第１最端冷却水流路１２２Ａを除く他の冷却水流路１２２に設けられたオフセットフィン３０よりも板厚の大きい部位を有している。

第２最端冷却水流路１２２Ｂに設けられたオフセットフィン３０は、複数の冷却水流路１２２のうち第１最端冷却水流路１２２Ａを除く他の冷却水流路１２２に設けられたオフセットフィン３０と比較して板厚の大きい板材で形成されている。

これにより、熱交換部１２のうち第２最端冷却水流路１２２Ｂを形成する部位の強度を、他の冷却水流路１２２を形成する部位よりも強くできる。このため、冷媒圧力に対する耐圧性を確保できる。

本実施形態によると、第１最端冷却水流路１２２Ａは第１最端板状部材１１Ａと一端側板状部材１１Ｂとの間に形成されているので、第１最端冷却水流路１２２Ａは、熱交換部１２のうち最も板積層方向一端側の部位に形成されることとなる。

したがって、冷媒流路１２１よりも板積層方向一端側に冷却水流路１２２Ａが配置されることとなるので、冷媒流路１２１よりも板積層方向一端側に冷却水流路１２２Ａが配置されない場合と比較して、冷媒と冷却水との熱交換性能を向上できる。

さらに、第１最端冷却水流路１２２Ａに設けられたオフセットフィン３０は、他の冷却水流路１２２に設けられたオフセットフィン３０よりも板厚の大きい部位を有しているので、熱交換部１２のうち第１最端冷却水流路１２２Ａを形成する部位の強度を、他の冷却水流路１２２を形成する部位よりも強くできる。このため、冷媒圧力に対する耐圧性を確保できる。

本実施形態によると、第１最端冷却水流路１２２Ａにオフセットフィン３０が設けられているので、冷却水の分配性を向上できる。

本実施形態によると、第２最端冷却水流路１２２Ｂは第２最端板状部材１１Ｃと他端側板状部材１１Ｄとの間に形成されているので、第２最端冷却水流路１２２Ｂは、熱交換部１２のうち最も板積層方向他端側の部位に形成されることとなる。

したがって、冷媒流路１２１よりも板積層方向他端側に冷却水流路１２２Ｂが配置されることとなるので、冷媒流路１２１よりも板積層方向他端側に冷却水流路１２２Ｂが配置されない場合と比較して、冷媒と冷却水との熱交換性能を向上できる。

さらに、第２最端冷却水流路１２２Ｂに設けられたオフセットフィン３０は、他の冷却水流路１２２に設けられたオフセットフィン３０よりも板厚の大きい部位を有しているので、熱交換部１２のうち第２最端冷却水流路１２２Ｂを形成する部位の強度を、他の冷却水流路１２２を形成する部位よりも強くできる。このため、冷媒圧力に対する耐圧性を一層確保できる。

本実施形態によると、第２最端冷却水流路１２２Ｂにオフセットフィン３０が設けられているので、冷却水の分配性を向上できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、隣り合う板状部材１１同士を接合し、かつ冷媒流路１２１および冷却水流路１２２を板積層方向に横断する内部壁をオフセットフィン３０によって構成しているが、本実施形態では、図４、図５に示すように、板状部材１１に打ち出し成形されたリブ１１２によって内部壁を構成している。

図４の例では、リブ１１２は、板状部材１１の長手方向に対して傾いた方向に延びる溝状に形成されている。

リブ１１２は、板積層方向両端側から中央側に向かって打ち出されている。すなわち、熱交換部１２のうち板積層方向一端側の部位では、リブ１１２は板積層方向一端側から他端側に向かって打ち出されている。熱交換部１２のうち板積層方向他端の部位では、リブ１１２は板積層方向他端側から一端側に向かって打ち出されている。

第１最端冷却水流路１２２Ａに設けられたリブ１１２は、複数の冷却水流路１２２のうち第２最端冷却水流路１２２Ｂを除く他の冷却水流路１２２に設けられたリブ１１２よりも板厚の大きい部位を有している。

例えば、第１最端冷却水流路１２２Ａを形成する第１最端板状部材１１Ａを、複数の冷却水流路１２２のうち第２最端冷却水流路１２２Ｂを除く他の冷却水流路１２２を形成する板状部材１１と比較して板厚の大きい板材で形成することによって、第１最端冷却水流路１２２Ａに設けられたリブ１１２の板厚を、複数の冷却水流路１２２のうち第２最端冷却水流路１２２Ｂを除く他の冷却水流路１２２に設けられたリブ１１２の板厚よりも大きくしている。

第２最端冷却水流路１２２Ｂに設けられたリブ１１２は、複数の冷却水流路１２２のうち第１最端冷却水流路１２２Ａを除く他の冷却水流路１２２に設けられたリブ１１２よりも板厚の大きい部位を有している。

例えば、第２最端冷却水流路１２２Ｂを形成する第２最端板状部材１１Ｂを、複数の冷却水流路１２２のうち最一端冷却水流路１２２Ａを除く他の冷却水流路１２２を形成する板状部材１１と比較して板厚の大きい板材で形成することによって、第２最端冷却水流路１２２Ｂに設けられたリブ１１２の板厚を、複数の冷却水流路１２２のうち最一端冷却水流路１２２Ａを除く他の冷却水流路１２２に設けられたリブ１１２の板厚よりも大きくしている。

本実施形態では、板状部材１１に打ち出し成形されたリブ１１２によって内部壁を構成している。そのため、板状部材１１とは別個の部材を用いることなく内部壁を形成することができるので、構成を簡素化できる。

（第３実施形態）
本実施形態では、図６〜図８に示すように、上記第１実施形態のオフセットフィン３０と、上記第２実施形態のリブ１１２とを組み合わせている。

本実施形態では、図６に示すように、リブ１１２は平面形状が円形状に形成されている。オフセットフィン３０のうちリブ１１２に対応する部位は、くり抜かれて貫通孔が形成されている。図７では、図示の都合上、オフセットフィン３０の全体に切り起こし部３０１が形成されているが、実際には、図７中、２点鎖線で囲まれた領域（リブ１１２に対応する部位）がくり抜かれて貫通孔が形成されている。

これにより、図８に示すように、オフセットフィン３０のうち貫通孔が形成されている部位（くり抜かれた部位）に板状部材１１のリブ１１２が配置されることとなり、リブ１１２とオフセットフィン３０との干渉が回避される。

本実施形態によると、オフセットフィン３０およびリブ１１２の両方が設けられているので、冷媒圧力に対する耐圧性を一層確保できる。

本実施形態では、オフセットフィン３０およびリブ１１２によって内部壁を構成している。これによると、オフセットフィン３０およびリブ１１２のいずれか一方のみが設けられている場合と比較して、冷媒圧力に対する耐圧性を一層確保できる。さらに、オフセットフィン３０によって冷却水の分配性を向上できる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。

（１）上記実施形態では、冷媒流路１２１および冷却水流路１２２は板積層方向に１本ずつ交互に積層配置されているが、例えば、冷媒流路１２１および冷却水流路１２２は板積層方向に複数本ずつ交互に積層配置されていてもよい。

（２）上記実施形態において、熱交換部１２の外部に、冷媒が流れる冷媒流路が形成されていてもよい。例えば、熱交換部１２よりも板積方向一端側に、熱交換部１２に流入する冷媒が流れる冷媒流路が形成されていてもよい。同様に、熱交換部１２よりも板積方向他端側に、熱交換部１２から流出した冷媒が流れる冷媒流路が形成されていてもよい。

（３）上記実施形態では、熱交換器１０は、冷媒の流れおよび冷却水の流れが１回Ｕターンするように構成されているが、冷媒の流れおよび冷却水の流れがＵターンしないように構成されていてもよいし、冷媒の流れおよび冷却水の流れが複数回Ｕターンするように構成されてもよい。

（４）上記実施形態では、熱交換器１０は、冷媒の流れと冷却水の流れとが互いに反対方向（対向流）になるように構成されているが、冷媒の流れと冷却水の流れとが互いに同じ方向（平行流）になるように構成されていてもよい。

（５）上記実施形態では、熱媒体として冷却水を用いているが、油などの各種媒体を熱媒体として用いてもよい。

熱媒体として、ナノ流体を用いてもよい。ナノ流体とは、粒子径がナノメートルオーダーのナノ粒子が混入された流体のことである。ナノ粒子を熱媒体に混入させることで、エチレングリコールを用いた冷却水（いわゆる不凍液）のように凝固点を低下させる作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、特定の温度帯での熱伝導率を向上させる作用効果、熱媒体の熱容量を増加させる作用効果、金属配管の防食効果やゴム配管の劣化を防止する作用効果、および極低温での熱媒体の流動性を高める作用効果を得ることができる。

このような作用効果は、ナノ粒子の粒子構成、粒子形状、配合比率、付加物質によって様々に変化する。

これによると、熱伝導率を向上させることができるので、エチレングリコールを用いた冷却水と比較して少ない量の熱媒体であっても同等の冷却効率を得ることが可能になる。

また、熱媒体の熱容量を増加させることができるので、熱媒体自体の蓄冷熱量（顕熱による蓄冷熱）を増加させることができる。

蓄冷熱量を増加させることにより、冷凍サイクルの圧縮機を作動させない状態であっても、ある程度の時間は蓄冷熱を利用した機器の冷却、加熱の温調が実施できるため、車両用空調装置の省動力化が可能になる。

ナノ粒子のアスペクト比は５０以上であるのが好ましい。十分な熱伝導率を得ることができるからである。なお、アスペクト比は、ナノ粒子の縦×横の比率を表す形状指標である。

ナノ粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、ＣｕおよびＣのいずれかを含むものを用いることができる。具体的には、ナノ粒子の構成原子として、Ａｕナノ粒子、Ａｇナノワイヤー、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）、グラフェン、グラファイトコアシェル型ナノ粒子（上記原子を囲むようにカーボンナノチューブ等の構造体があるような粒子体）、およびＡｕナノ粒子含有ＣＮＴなどを用いることができる。

１１板状部材
１１Ａ第１最端板状部材
１１Ｂ一端側板状部材
１１Ｃ第２最端板状部材
１１Ｄ他端側板状部材
１２熱交換部
１２１冷媒流路
１２２冷却水流路（熱媒体流路）
１２２Ａ第１最端冷却水流路（第１最端熱媒体流路）
１２２Ｂ第２最端冷却水流路（第２最端熱媒体流路）
３０オフセットフィン（インナーフィン、内部壁）
３０１切り起こし部

Claims

冷媒と、前記冷媒よりも低圧の熱媒体とを熱交換させる熱交換部（１２）を備え、
前記熱交換部（１２）は、多数枚の板状部材（１１）が互いに積層されて接合されることによって形成されており、
前記多数枚の板状部材（１１）同士の間には、前記冷媒が流れる複数の冷媒流路（１２１）、および前記熱媒体が流れる複数の熱媒体流路（１２２）が形成され、
前記複数の冷媒流路（１２１）および前記複数の熱媒体流路（１２２）は、前記多数枚の板状部材（１１）の積層方向に並んで配置されており、
前記複数の熱媒体流路（１２２）には、隣り合う前記板状部材（１１）同士を接合し、かつ前記熱媒体流路（１２２）を前記積層方向に横断する内部壁（３０、１１２）が設けられており、
前記複数の熱媒体流路（１２２）のうち前記積層方向において最も一端側に位置する第１最端熱媒体流路（１２２Ａ）は、前記多数枚の板状部材（１１）のうち最も前記一端側に位置する第１最端板状部材（１１Ａ）と、前記多数枚の板状部材（１１）のうち前記第１最端板状部材（１１Ａ）に隣接する一端側板状部材（１１Ｂ）との間に形成されており、
前記第１最端熱媒体流路（１２２Ａ）に設けられた前記内部壁（３０、１１２）は、前記複数の熱媒体流路（１２２）のうち前記積層方向において最も他端側に位置する第２最端熱媒体流路（１２２Ｂ）を除く他の前記熱媒体流路（１２２）に設けられた前記内部壁（３０、１１２）よりも板厚の大きい部位を有しており、
前記第２最端熱媒体流路（１２２Ｂ）は、前記熱交換部（１２）を構成する前記多数枚の板状部材（１１）のうち最も前記他端側に位置する第２最端板状部材（１１Ｃ）と、前記第２最端板状部材（１１Ｃ）に隣接する他端側板状部材（１１Ｄ）との間に形成されており、
前記第２最端熱媒体流路（１２２Ｂ）に設けられた前記内部壁（３０、１１２）は、前記複数の熱媒体流路（１２２）のうち前記第１最端熱媒体流路（１２２Ａ）を除く他の前記熱媒体流路（１２２）に設けられた前記内部壁（３０、１１２）よりも板厚の大きい部位を有していることを特徴とする熱交換器。
前記内部壁は、前記板状部材（１１）同士の間に介在し、前記冷媒と前記熱媒体との間での熱交換を促進させるインナーフィン（３０）であり、
前記インナーフィン（３０）は、部分的に切り起こされた切り起こし部（３０１）が前記熱媒体の流れ方向に多数形成され、前記熱媒体の流れ方向に隣り合う前記切り起こし部（３０１）同士が互いにオフセットされているオフセットフィンであることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
前記内部壁（３０、１１２）は、前記板状部材（１１）に打ち出し成形されたリブ（１１２）であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
前記内部壁は、前記板状部材（１１）同士の間に介在し、前記冷媒と前記熱媒体との間での熱交換を促進させるインナーフィン（３０）、および隣り合う前記板状部材（１１）のうち前記一端側の板状部材（１１）に打ち出し成形されたリブ（１１２）であり、
前記インナーフィン（３０）は、部分的に切り起こされた切り起こし部（３０１）が前記熱媒体の流れ方向に多数形成され、前記熱媒体の流れ方向に隣り合う前記切り起こし部（３０１）同士が互いにオフセットされているオフセットフィンであることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
前記インナーフィン（３０）のうち前記リブ（１１２）に対応する部位には、前記リブ（１１２）との干渉を回避するための貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。
前記熱媒体は、エチレングリコール系の不凍液であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器。