JP2020056557A - 車両用熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で熱交換性能の高い車両用熱交換器を提供する。【解決手段】車両用熱交換器は、熱媒体との熱伝達を行う熱伝達部の少なくとも一部に高熱伝導性のセラミック材料を用いている。このため、高熱伝導性のセラミック材料によって車両用熱交換器の熱伝達部における熱交換性能を高めることができる。したがって、小型で熱交換性能の高い車両用熱交換器を得ることができる。言い換えると、設置するスペースが限られるため小型であることが要求される車両用熱交換器において、セラミック材料を採用した熱交換器によって車両用熱交換器を提供できる。【選択図】図１

Description

この明細書における開示は、車両用熱交換器に関する。

特許文献１は、２つの流体間で熱交換を行うセラミック製の熱交換器を開示している。この熱交換器においては、第１の流体が流れる第１の方向層と、第２の流体が流れる第２の方向層とが層状構造を形成している。従来技術として挙げられた先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。

特開平７−１５１４７８号公報

従来技術の構成では、セラミック材料のハニカム状構造体を押し出すことで、押し出し方向に連続するフローチャネルやセルなどの流路が形成された構造体を用いて熱交換器を構成している。このような直線状の流路を有する熱交換器においては、流体が流路内を流れる際に流体の流れが乱れにくく、熱交換器における伝熱が促進されにくいことが課題である。したがって、従来技術の構成の熱交換器では、必要な熱交換能力を確保するために熱交換器が大型になりやすく、設置スペースが限られる車両に搭載する場合に熱交換器のサイズが大きすぎることが課題となることが予想される。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、熱交換器にはさらなる改良が求められている。

開示される１つの目的は、小型で熱交換性能の高い車両用熱交換器を提供することにある。

ここに開示された車両用熱交換器は、熱媒体との熱伝達を行う熱伝達部の少なくとも一部に高熱伝導性のセラミック材料を用いている。

開示された車両用熱交換器によると、熱伝達部の少なくとも一部に高熱伝導性のセラミック材料を用いている。このため、熱伝達部全体に熱伝導性の低いセラミック材料を用いた場合に比べて熱交換性能を高めやすく、熱交換器を小型化できる。したがって、小型で熱交換性能の高い車両用熱交換器を提供できる。

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

熱交換器のコア部を示す斜視図である。 第１コア部の斜視図である。 第２コア部の斜視図である。 コア部を示す分解斜視図である。 コア部を示す正面図である。 コア部を示す側面図である。 熱交換器の斜視図である。 熱交換器の分解斜視図である。 熱交換器の正面図である。 熱交換器の側面図である。 熱交換器の上面図である。 第２実施形態における第１コア部の斜視図である。 第２実施形態における第１コア部の分解斜視図である。 第２実施形態における第１コア部の拡大正面図である。 第３実施形態におけるコア部の部分断面図である。 第４実施形態におけるコア部の斜視図である。 第４実施形態におけるコア部の正面図である。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。

第１実施形態
熱交換器１は、複数の流体間での熱交換を行って加熱や冷却を行う熱交換装置である。熱交換器１は、例えばエンジンを搭載した自動車などの車両に搭載される車両用熱交換器である。熱交換器１は、例えば排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側に還流して再循環する排気還流システムを搭載した車両において、ＥＧＲガスを含むエンジン吸気を冷却水によって冷却するためのインタークーラとして利用可能である。熱交換器１をインタークーラとして用いた場合において、一例として吸気は、第１流体を提供し、冷却水は、第２流体を提供する。また、吸気と冷却水とは、どちらも冷熱や温熱を熱交換対象に伝える熱媒体としての機能を提供する。以下では、過給器によって圧縮され高温となった吸気を冷却するためのインタークーラとして熱交換器１を用いた場合を例に説明を行う。ただし、熱交換器１の用途は、インタークーラに限られず、熱交換を行う装置に広く適用可能である。また、熱交換器１を用いて熱交換を行う流体は、気体と液体との組み合わせに限られず、気体同士の熱交換や液体同士の熱交換に熱交換器１を用いてもよい。あるいは、複数の流体を用いるのではなく、熱媒体として冷却水のみを用いて発熱対象を直接冷却する冷却器などに熱交換器１を用いてもよい。

熱交換器１は、セラミック製である。熱交換器１はなるべく高い熱交換効率が求められる。このため、熱交換器１を構成するセラミック材料としては、なるべく熱伝導率の高い高熱伝導性のセラミック材料を用いることが好ましい。セラミック材料としては、例えば、炭化ケイ素や窒化アルミニウムなどを用いることができる。セラミック材料としては、セラミック材料の中でも熱伝導率が高いことで知られる炭化ケイ素を用いることが特に好ましい。炭化ケイ素などのセラミック材料は、一般的にアルミニウムなどの金属材料に比べて耐熱性、耐食性、耐摩耗性および絶縁性が高く、熱膨張が小さいなどの性質を有している。このため、高温環境にさらされやすく、排ガスや雨水などの影響によって腐食が問題となりやすい車両に搭載される熱交換器１をセラミック製とすることは非常に有用である。ただし、熱交換器１の全体がセラミック製でなくてもよい。すなわち、耐食性が求められる部分にはセラミック材料を用い、それ以外の部分には金属材料を用いるなどして、熱交換器１全体を異なる材料を組み合わせることで構成してもよい。あるいは、熱交換器１において熱媒体と直接触れて熱伝達を行う熱伝達部を部分的にセラミック材料としてもよい。

図１において、インタークーラとして利用される場合における熱交換器１は、ＥＧＲガスを含む吸気が通過する第１コア部１１と、冷却水が通過する第２コア部２１とを有するコア部１０を備えている。第１コア部１１には、気体である吸気が流れ、第２コア部２１には、液体である冷却水が流れる。すなわち、コア部１０においては、気体と液体とが熱交換を行う。より具体的には、過給器によって圧縮された温度の高い吸気と、ラジエータで放熱された温度の低い冷却水とが熱交換を行い、吸気の温度が低下するとともに冷却水の温度が上昇する。ただし、第１コア部１１に冷却水が流れ、第２コア部２１に吸気が流れるように熱交換器１を用いてもよい。

第１コア部１１を流れる吸気の流れ方向は矢印Ｆ１に示す方向である。第２コア部２１を流れる冷却水の流れ方向は矢印Ｆ２ａに示す方向である。ここで、冷却水の流れる方向は、上流側と下流側とで互いに反対の方向である。このため、矢印Ｆ２ａに示す方向には、互いに平行で向きの異なる２つの方向が含まれている。コア部１０で熱交換が行われる２つの流体は、互いに流れる方向が９０度ずれた直交流の状態で流れることとなる。

コア部１０は、複数の第１コア部１１と複数の第２コア部２１とが交互に隣接するように積層されて形成されている。第１コア部１１には、複数のフィン１５が形成されている。第１コア部１１には、気体である吸気が通過可能な空間を提供する第１流路１６が形成されている。第１流路１６は、隣り合うフィン１５同士の間に設けられた第１流路部１６ａが複数設けられて構成されている。第２コア部２１には、液体である冷却水が通過可能な空間を提供する第２流路２６が形成されている。第２流路２６は、上流から下流まで連続して直線状に延びる壁部２５によって形成された流路である第２流路部２６ａが、互いに平行に複数設けられて構成されている。

第１コア部１１と第２コア部２１とが積層されている積層方向は、Ｚ方向である。第１コア部１１において、吸気の流れる第１流路１６に平行な方向は、Ｘ方向である。第２コア部２１において、冷却水の流れる第２流路２６に平行な方向は、Ｙ方向である。

直方体のコア部１０の各辺の外側に対応して接続枠部９０が設けられている。接続枠部９０は、第１接続枠部９１と第２接続枠部９２と第３接続枠部９３とを備えている。第１接続枠部９１は、Ｙ方向を長手方向とする角柱部材である。第２接続枠部９２は、Ｘ方向を長手方向とする角柱部材である。第３接続枠部９３は、Ｚ方向を長手方向とする角柱部材である。第１接続枠部９１と第２接続枠部９２と第３接続枠部９３とは、直方体をなすコア部１０における１２本の各辺に対応してそれぞれ４本ずつ設けられている。コア部１０と接続枠部９０とは、互いに固着されて一体となった状態で熱交換器１の一部を構成している。

図２において、第１コア部１１は、矩形の板状部１２とフィン１５とを備えている。フィン１５は、板状部１２の上面から突出して設けられている。言い換えると、フィン１５は、板状部１２と連続して一体に形成されている。フィン１５は、Ｙ方向とＺ方向とに平行な面であるＹＺ平面と平行な面を有する平板状である。フィン１５は、板状部１２の上面において複数設けられている。複数のフィン１５は、Ｙ方向に等間隔に並んでフィン列１５ａを形成している。フィン列１５ａは、Ｘ方向に複数並んで設けられている。Ｘ方向に隣り合うフィン列１５ａ同士は、Ｙ方向にオフセット配置されている。すなわち、フィン１５は、板状部１２上に互い違いに千鳥状にオフセット配置されている。言い換えると、フィン１５は、Ｘ方向に沿って不連続な直線状に配置されている。奇数列のフィン列１５ａと偶数列のフィン列１５ａとはＹ方向にオフセットされているが、奇数列のフィン列１５ａ同士や偶数列のフィン列１５ａ同士は、Ｙ方向にオフセットされていない。

熱交換が行われる熱媒体として機能する流体は、伝熱面からの距離が近いほど積極的に熱交換が行われる。このため、流体と伝熱面との温度差が小さくなりやすい。一方、伝熱面からの距離が遠い流体は、伝熱面との熱交換が行われにくい。このため、流体と伝熱面との温度差が大きい状態が維持されやすい。また、熱交換において流体と伝熱面との温度差が大きいほど、伝熱量を大きくしやすく、熱交換効率を高めやすい。

流体が層流のような乱れの小さい状態で流れる場合には、流体と伝熱面との距離が変化しにくい。すなわち、伝熱面から近い位置を流れる流体は、伝熱面との熱交換によって伝熱面との温度差が小さくなった後も、伝熱面から近い位置を流れる状態が維持されやすい。一方、伝熱面から遠い位置を流れる流体は、伝熱面との熱交換が行われにくく伝熱面との温度差が大きいまま伝熱面から遠い位置を流れる状態が維持されやすい。したがって、伝熱面からの距離が離れるほど伝熱面との温度差がつきやすく、流体の温度分布が不均一になりやすい。よって、流体全体としての温度が伝熱面の温度に近づきにくく、高い熱交換効率を実現しにくい。

流体が乱流のような乱れの大きい状態で流れる場合には、流体と伝熱面との距離が変化しやすい。すなわち、伝熱面から近い位置を流れる流体は、伝熱面との熱交換によって伝熱面との温度差の小さくなった後に、伝熱面から離れて伝熱面から遠い位置を流れやすい。一方、伝熱面から遠い位置を流れる流体は、伝熱面から近い位置に移動しやすい。したがって、伝熱面から遠い位置を流れた流体が伝熱面に近づいて伝熱面と熱交換を行いやすく、伝熱面からの距離によらず流体の温度分布が均一になりやすい。よって、流体全体としての温度が伝熱面の温度に近づきやすく、高い熱交換効率を実現しやすい。

Ｘ方向に流れる吸気は、フィン１５におけるＸ方向の端部と衝突して流れに乱れが生じる。言い換えると、第１コア部１１と熱交換を完了した吸気が第１コア部１１の表面に沿って真っすぐに流れるのではなく、第１コア部１１の表面から離れるように移動しやすい。このため、上述のように吸気全体の温度を第１コア部１１の表面からの距離によらず一様にして、第１コア部１１と吸気との熱交換効率を高めることができる。フィン１５は、流体の流れに乱れを生じさせる乱流生成部として機能する。

第１コア部１１は、粘土状のセラミック材料を金型に充填して圧力を加えることで成形する加圧成形などによって成形可能である。加圧成形の場合には、押し出し成形の場合に比べて、フィン１５の形状や配置の自由度が高く、高強度と高熱交換効率を両立する形状など、熱交換器１の用途に合わせた最適な形状を採用しやすい。ただし、第１コア部１１の成形方法は加圧成形に限られない。

図３において、第２コア部２１は、第２コア部２１の上面と下面とをつなぐ壁部２５が複数設けられている。壁部２５は、一方の端面から他方の端面までＹ方向に沿って連続して直線状に延びている。Ｘ方向に沿って隣り合う壁部２５同士の間には流体が通過可能な第２流路部２６ａが形成されて全体として第２流路２６を構成している。言い換えると、第２コア部２１は、平板状の部材の内部にＹ方向に沿って直線状に延びる貫通孔が複数形成されており、この貫通孔が第２流路部２６ａをなしている。

第２コア部２１は、粘土状のセラミック材料に圧力を加えながら金型から押し出して成形する押し出し成形などによって成形可能である。押し出し成形の場合には、成形品である第２コア部２１の断面形状が同一形状となるため、加圧成形に比べて形状の自由度は低いが、成形品を連続して効率的に成形可能である。したがって、第２コア部２１の製造性を高めやすい。ただし、第２コア部２１の成形方法は押し出し成形に限られない。

図４において、コア部１０は、３つの第２コア部２１と、隣り合う第２コア部２１同士の間に配置された２つの第１コア部１１とを備える５層構造である。コア部１０において、積層方向であるＺ方向の最外側には、冷却水が流れる第２コア部２１が配置されている。このため、第１流路１６を通過する高温の吸気の熱が熱交換器１の外部に漏れにくい。したがって、熱交換器１の周囲の温度が高くなり過ぎることを防止しやすい。ただし、積層方向であるＺ方向の最外側に、吸気が流れる第１コア部１１を配置するように構成してもよい。あるいは、積層方向であるＺ方向の最外側に、流体が流れない補強板を配置するように構成してもよい。補強板を配置することでコア部１０に外部から衝撃が加えられた場合であっても、コア部１０の適切な形状を保ちやすい。

第１コア部１１においてＹ方向の両外側には、Ｚ方向に隣り合う第２コア部２１と第１コア部１１との間に壁板１９が設けられている。壁板１９は、Ｘ方向を長手方向とする平板状である。壁板１９は、第１コア部１１において第１流体である吸気が通過する内側空間と、吸気が通過しない外側空間とに空間を区画する区画部材である。壁板１９は板状部１２の上面と第２コア部２１の下面とに密着して流体が外部に漏れ出すことのないように構成されている。

図５において、フィン１５の高さであるＦｈ１は、フィン１５の厚さであるＦｔ１よりも大きい。フィン１５の高さであるＦｈ１は、隣り合うフィン１５同士の間隔であるＦｐ１よりも大きい。隣り合うフィン１５同士の間隔であるＦｐ１は、フィン１５の厚さであるＦｔ１よりも大きい。フィン１５の高さであるＦｈ１は、第１流路部１６ａのＺ方向の大きさに等しい。隣り合うフィン１５同士の間隔であるＦｐ１は、第１流路部１６ａのＹ方向の大きさに等しい。

Ｘ方向に隣り合うフィン列１５ａ同士は、フィン１５のＹ方向における位置がＦｐ１の半分の大きさ分オフセットされている。フィン１５の高さＦｈ１は、フィン１５の設けられている位置によらず一定である。このため、コア部１０に対してＺ方向に外力が加えられた場合であっても、複数のフィン１５で外力を分散して受けることができる。したがって、コア部１０の特定の箇所に力が集中してしまうことを抑制し、コア部１０が破損してしまうことを防ぎやすい。

フィン１５の厚さＦｔ１は、フィン１５の設けられている位置によらず一定である。ただし、フィン１５の設けられている場所によってフィン１５の厚さＦｔ１などを変えるようにしてもよい。これによると、高い強度が求められる場所に設けられているフィン１５の厚さを厚くするなどして、フィン１５の厚さを変えることで熱交換器１に必要な強度を満足するように設計しやすい。フィン１５の形状は、ＹＺ平面に平行な面を有する平板状に限られない。例えばＺ方向を長手方向とする円柱状や円錐状でもよい。あるいは、平板状の中央部分がＹ方向に膨らんだ湾曲形状でもよい。あるいは、板状部１２から離れるほどフィン１５の厚さを小さくするなどして、フィン１５の厚さをＺ方向に変化させてもよい。

図６において、壁部２５の高さであるＦｈ２は、壁部２５の厚さであるＦｔ２よりも大きい。壁部２５の高さであるＦｈ２は、隣り合う壁部２５同士の間隔であるＦｐ２と等しい大きさである。隣り合う壁部２５同士の間隔であるＦｐ２は、壁部２５の厚さであるＦｔ２よりも大きい。壁部２５の高さであるＦｈ２は、第２流路部２６ａのＺ方向の大きさに等しい。隣り合う壁部２５同士の間隔であるＦｐ２は、第２流路部２６ａのＸ方向の大きさに等しい。

図７および図８において、熱交換器１は、接続枠部９０の外側にタンク部１５０を備えている。接続枠部９０とタンク部１５０とは、コア部１０と外部配管とを接続するための流体インターフェース９９を提供している。タンク部１５０は、第１入口タンク部５１と第１出口タンク部６１と第２出入口タンク部７１と第２中間タンク部８１とを備えている。タンク部１５０は、コア部１０と対向する面に流体が流通可能な凹部を備えている。タンク部１５０は、フランジ部を備えており、このフランジ部が接続枠部９０との接触固定面を提供している。言い換えると、コア部１０とタンク部１５０とは、接続枠部９０を介して一体に固定されている。タンク部１５０の形状は、上述した形に限られない。熱交換器１の用途、性能、設置位置などによって適宜その形状や大きさを変更可能である。

第１入口タンク部５１と第１出口タンク部６１とは、第１コア部１１と連通するように接続されて、第１コア部１１に吸気を流通させる部材である。第１入口タンク部５１は、第１入口管５５を備えている。第１入口管５５は、円筒状の管部材である。第１入口管５５は、第１コア部１１に吸気を流入するための入口として機能する。第１出口タンク部６１は、第１出口管６６を備えている。第１出口管６６は、円筒状の管部材である。第１出口管６６は、第１コア部１１から吸気を流出するための出口として機能する。

第２出入口タンク部７１と第２中間タンク部８１とは、第２コア部２１に連通するように接続されて、第２コア部２１に冷却水を流通させる部材である。第２出入口タンク部７１は、第２入口管７５と第２出口管７６とを備えている。第２入口管７５と第２出口管７６とは、円筒状の管部材である。第２入口管７５は、第２コア部２１に冷却水を流入するための入口として機能する。第２出口管７６は、第２コア部２１から冷却水を流出するための出口として機能する。第２出入口タンク部７１は、コア部１０と対向して設けられている凹部を入口側凹部と出口側凹部との２つの領域に区画している区画板７４を備えている。入口側凹部は、第２入口管７５と連通している。出口側凹部は、第２出口管７６と連通している。

図９において、第１入口管５５の内径は、第１入口タンク部５１のＺ方向の大きさの半分以上の大きさである。第１入口管５５の内径は、フィン１５の高さＦｈ１の２倍以上の大きさである。第２入口管７５と第２出口管７６とは、Ｚ方向において互いに異なる位置に設けられている。

図１０において、第２入口管７５の内径は、第２出入口タンク部７１のＺ方向の大きさの半分以下の大きさである。第２出口管７６の内径は、第２入口管７５の内径と等しい大きさである。第１入口管６５と第１出口管６６とは、Ｚ方向において互いに等しい位置に設けられている。第１入口管６５と第１出口管６６とは、等しい大きさである。

図１１において、タンク部１５０は、直方体状のコア部１０の４つの側面に対応して設けられている。第１入口タンク部５１は、コア部１０を介して第１出口タンク部６１と正対する位置に設けられている。第１入口管５５は、第１出口管６６とＹ方向にオフセットされた位置に設けられている。言い換えると、第１入口管５５は、第１入口タンク部５１の中央の位置よりも第２中間タンク部８１に近い位置に設けられている。一方、第１出口管６６は、第１出口タンク部６１の中央の位置よりも第２出入口タンク部７１に近い位置に設けられている。すなわち、第１入口管５５の中心軸と第１出口管６６の中心軸とは、Ｙ方向にオフセットされた位置関係である。

第２出入口タンク部７１は、コア部１０を介して第２中間タンク部８１と正対する位置に設けられている。第２入口管７５は、入口側凹部の略中央のわずかに上方寄りの位置に設けられている。第２出口管７６は、出口側凹部の略中央のわずかに下方寄りの位置に設けられている。

熱交換器１の内部における流体の流れについて以下に説明する。吸気は、第１入口管５５から第１入口タンク部５１の内部に流入する。第１入口タンク部５１の内部に流入した吸気は、第１入口タンク部５１の凹部を広がって第１コア部１１に形成されている第１流路１６を流れる。吸気は、第１流路１６を流れる過程で第２流路２６を流れる冷却水と熱交換を行う。冷却水と熱交換を行った吸気は、第１コア部１１から第１出口タンク部６１に流出する。第１出口タンク部６１に流出した吸気は、第１出口管６６から熱交換器１の外部へと流出する。ここで、第１入口管５５と第１出口管６６とは、Ｙ方向にオフセットされた位置関係にある。このため、第１入口管５５から第１出口管６６までの吸気の流通経路の長さの違いを低減して、吸気を第１流路１６の全体に分散して流しやすい。

冷却水は、第２入口管７５から第２出入口タンク部７１の内部に流入する。第２出入口タンク部７１の内部に流入した冷却水は、第２出入口タンク部７１の凹部のうち、入口側凹部を広がって第２コア部２１に形成されている第２流路２６の一部を流れる。冷却水は、第２流路２６を流れる過程で第１流路１６を流れる吸気と熱交換を行う。吸気と熱交換を行った冷却水は、第２コア部２１から第２中間タンク部８１に流れ込む。第２中間タンク部８１に流れ込んだ冷却水は、第２流路２６のうち、冷却水が流れてきた部分とは異なる部分を流れる。これにより、冷却水と吸気とが再び熱交換されて、冷却水の温度と吸気の温度との温度差がより小さくなる。吸気との２回目の熱交換を行った冷却水は、第２出入口タンク部７１の出口側凹部に流れ込んで、第２出口管７６から熱交換器１の外部へと流出する。

冷却水は、熱交換器１の内部をＵターンするように流れる。このため、冷却水の流通経路を長く確保でき、冷却水と吸気とを長い経路にわたって熱交換させることができる。さらに、吸気は、熱交換器１の内部をＵターンすることなく流れる。言い換えると、熱交換器１で熱交換を行う第１流体と第２流体とは、熱交換を行う経路の長さが異なる。より詳細には、気体である吸気の熱交換を行う経路に比べて液体である冷却水の熱交換を行う経路の方が長い。

熱交換器１の製造方法の一例について以下に説明を行う。まず、加圧成形などによって成形された第１コア部１１と、押し出し成形などによって成形された第２コア部２１とを交互に重ねて配置することでコア部１０を構成する。次に、接続枠部９０をコア部１０の周囲の適切な位置に配置する。この時、コア部１０と接続枠部９０とが隙間なく接触するように各部品を配置する。ここで、第１コア部１１と第２コア部２１とのつなぎ目の部分において凹凸が大きい部分が存在する場合には、研磨などの方法によって表面を滑らかにしてからコア部１０と接続枠部９０とを接触させることが好ましい。その後、接続枠部９０にタンク部１５０を適切な位置に配置する。この時、タンク部１５０のフランジ部と接続枠部９０とが隙間なく接触するように各部品を配置する。

コア部１０に対して接続枠部９０とタンク部１５０とが配置された段階においては、コア部１０などの各部品は、粉末のセラミック材がバインダや水によって保持された粘土状の材料によって構成されている。このため、第１コア部１１と第２コア部２１との間やコア部１０と接続枠部９０との間などに意図しない隙間が生じている場合などには、その隙間を埋めるように粘土状のセラミック材料を配することが好ましい。

粘土状のセラミック材料で構成されている熱交換器１の形を整えた後、熱交換器１を焼成する。粘土状の熱交換器１は、焼成されることで水分などが除去される。これによりコア部１０と接続枠部９０とが一体に結合されるとともに、焼成前に比べて強度の高い状態となる。ただし、焼成によって熱交換器１を構成する各部品が収縮するため、焼成前に比べて熱交換器１の体積が小さくなる。

焼成後、熱交換器１に気孔が生じている場合には、気孔にシリコンを含浸させて気孔をシリコンで埋めるようにしてもよい。熱交換器１の気孔をシリコンで埋めることで、熱交換器１の内部を流れる流体が気孔を通じて熱交換器１の外部に漏れだすことを抑制できる。

コア部１０と接続枠部９０とタンク部１５０とを全て同時に一体化するように製造しなくてもよい。例えばコア部１０のみを焼成した後に、接続枠部９０とタンク部１５０を取り付けるように再度焼成して熱交換器１を製造するようにしてもよい。タンク部１５０を樹脂材料や金属材料などで構成する場合には、焼成したコア部１０に対して接続枠部９０を介さずにタンク部１５０を接着剤で接着固定するなどして熱交換器１を製造してもよい。

上述した実施形態によると、熱交換器１は、熱媒体との熱伝達を行う熱伝達部の少なくとも一部に高熱伝導性のセラミック材料が用いられている。このため、熱伝達部の全体が熱伝導性の低いセラミック材料で構成した場合に比べて、熱交換器１の熱交換性能を高めやすい。したがって、車両のような限られた搭載空間に搭載可能な小型で熱交換性能の高い熱交換器１を得ることができる。

セラミック製の熱交換器１を構成する部品であるコア部１０は、複数の第１コア部１１と複数の第２コア部２１とが交互に積層されている。このため、耐食性の高いセラミック材料を用いた熱交換器１において、第１コア部１１と第２コア部２１とを積層して構成したコア部１０の内部を、積層方向に互い違いに２つの流体が流れて積極的に熱交換される。したがって、第１の流体の周囲を第２の流体が流れる二重管構造などの熱交換装置などに比べて熱交換効率を高めやすい。よって、熱交換器１の熱交換効率を高め、熱交換器１の体格を小さくしやすい。熱交換器１を車両に搭載する場合には、車両内の限られたスペースに熱交換器１を配置する必要がある。このため、熱交換効率が高く小型化可能であることは、熱交換器１を車両に搭載する場合に非常に有用である。

さらに、第１コア部１１は、第１流路１６において吸気と第１コア部１１との間での伝熱を促進するための伝熱促進部として機能するフィン１５を備えている。このため、吸気と第１コア部１１との間での伝熱がフィン１５によって促進される。したがって、熱交換対象である吸気と冷却水との間に介在する第１コア部１１に熱を伝えやすく、吸気を素早く冷却あるいは加熱することができる。

複数のフィン１５は、第１流路１６における吸気の流れ方向について千鳥状にオフセット配置されている。このため、第１流路１６を流れる吸気をフィン１５の上流側端部と衝突させて吸気の流れに乱れを生じさせることができる。したがって、第１流路１６の内部において吸気を不規則な流れである乱流の状態で流すことができる。よって、規則的な流れである層流の状態で吸気を流す場合に比べて、熱交換効率を高めやすい。

フィン１５は、隣り合うフィン１５同士の間隔Ｆｐ１よりも、フィン１５の高さＦｈ１の方が大きい。このため、１つ１つのフィン１５における吸気との接触面積を大きく確保するとともに、複数のフィン１５を高密度に配置することができる。したがって、熱交換器１の熱交換効率を高めやすい。

伝熱促進部であるフィン１５は、高熱伝導性のセラミック材料を用いて形成されている。このため、フィン１５が乱流を生成してコア部１０の熱伝達部における熱伝達性能を高めるとともに、フィン１５自体において多くの熱が伝導されて、熱交換器１全体での熱交換性能を高めることができる。

第１流路１６における吸気の流れ方向Ｆ１と、第２流路２６における冷却水の流れ方向Ｆ２ａとは、コア部１０の少なくとも一部において、互いに直交する方向である。このため、立方体のコア部１０に対して、第１入口タンク部５１と第２出入口タンク部７１と第１出口タンク部６１と第２中間タンク部８１とをＺ方向を軸として周方向に９０度ずつ回転して等間隔に配置しやすい。すなわち、各タンク部１５０をＺ方向に重ねて配置する必要がない。あるいは、熱交換器１の内部で熱媒体の流れる向きを切り替える必要がない。このため、簡単な構成で多くの熱媒体を熱交換器１の内部に流通させやすい。

熱交換器１は、コア部１０と外部配管とを接続するための流体インターフェース９９を備えている。このため、コア部１０に対して外部配管を適切に接続左売ることができる。また、熱交換器１は、コア部１０とタンク部１５０とを接続するための接続枠部９０を備えている。このため、コア部１０とタンク部１５０との対向面の大きさや形状が異なる場合であっても、接続枠部９０の形状を変更することでコア部１０とタンク部１５０とを適切に接続することができる。したがって、様々な用途の熱交換器１に対して同一形状のコア部１０を適用できる。

コア部１０は、少なくとも炭化ケイ素を含むセラミック製である。このため、高い耐食性と高い熱伝導率を有する材料でコア部１０を構成することができる。したがって、アルミナのような炭化ケイ素よりも熱伝導率の低いセラミック材料を用いた場合に比べて熱交換効率を高めやすい。

第１流路部１６ａの流路面積は、第２流路部２６ａの流路面積よりも大きい。また、コア部１０全体において、第１流路部１６ａの数は、第２流路部２６ａの数よりも少ない。言い換えると、第１流路部１６ａと第２流路部２６ａとは、異なる形状である。このため、第１流路部１６ａを流れる第１流体と第２流路部２６ａを流れる第２流体とが異なる流体である場合に、それぞれの流体の特性に合わせた流路を提供できる。したがって、第１流路部１６ａと第２流路部２６ａとを同一の形状とする場合に比べて、各流体の流れ方を最適化して熱交換効率を高めやすい。ただし、第１流路部１６ａの形状と第２流路部２６ａの形状を含めて第１コア部１１と第２コア部２１とを同一形状の部品としてもよい。この場合には、同一の部品を積層してコア部１０を構成できる。このため、異なる部品を積層してコア部１０を構成する場合に比べて製造性を高めやすい。

伝熱促進部をなすフィン１５は、第１流路１６における伝熱を促進できる形状であればよく、千鳥状のオフセット配置に限られない。フィン１５をオフセット配置せずに格子状に配置して伝熱を促進してもよい。フィン１５を規則性のない配置として、ランダムなオフセット配置によって伝熱を促進してもよい。

第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、第１コア部２１１が流体の流通可能な複数の貫通孔を有する多孔部材によって構成されている。

図１２において、第１コア部２１１は、前段多孔部材２１１ａと後段多孔部材２１１ｂとがＸ方向に交互に隣接するように積層されて形成されている。前段多孔部材２１１ａと後段多孔部材２１１ｂとは、角柱状の部材の内部に一方の端面から他方の端面までＸ方向に沿って連続して直線状に延びる隔壁２１５が複数形成されている。この隣り合う隔壁２１５同士の間には流体が通過可能な第１流路部２１６ａが形成されて、複数の第１流路部２１６ａが全体として第１流路２１６を構成している。複数の隔壁２１５は、Ｙ方向及びＺ方向に多段に並んで格子状をなしている。

第１流路部２１６ａは、大流路部２１６ｂと小流路部２１６ｃとの流路面積の異なる２種類の流路を備えている。小流路部２１６ｃは、Ｙ方向に並ぶ第１流路部２１６ａにおいて、Ｙ方向の一方の最外側に位置する第１流路部２１６ａを構成している。大流路部２１６ｂは、Ｙ方向に並ぶ第１流路部２１６ａにおいて、Ｙ方向の一方の最外側以外の第１流路部２１６ａを構成している。言い換えると、第１流路２１６は、Ｙ方向に並んでいる複数の大流路部２１６ｂと、大流路部２１６ｂの並び方向における一方の端に位置している１つの小流路部２１６ｃによって構成されている。第１流路２１６において、いずれかの大流路部２１６ｂからＺ方向に隣り合う流路は、大流路部２１６ｂである。一方、いずれかの小流路部２１６ｃからＺ方向に隣り合う流路は、小流路部２１６ｃである。すなわち、Ｚ方向には同一形状の流路が並んで形成されている。

大流路部２１６ｂは、Ｙ方向の大きさとＺ方向の大きさとが等しい大きさである。小流路部２１６ｃにおけるＹ方向の大きさは、大流路部２１６ｂにおけるＹ方向の大きさの略半分の大きさである。したがって、小流路部２１６ｃは、Ｙ方向の大きさがＺ方向の大きさに比べて小さい。

図１３において、前段多孔部材２１１ａと後段多孔部材２１１ｂとは、小流路部２１６ｃの位置が異なる。後段多孔部材２１１ｂにおける小流路部２１６ｃは、前段多孔部材２１１ａにおける小流路部２１６ｃとはＹ方向の反対側に位置している。第１コア部２１１をなす多孔部材のうち、奇数列は前段多孔部材２１１ａであり、偶数列は後段多孔部材２１１ｂである。したがって、第１コア部２１１は、Ｘ方向において小流路部２１６ｃの位置が異なる。言い換えると、第１コア部２１１のうち、前段多孔部材２１１ａによって構成されている部分と後段多孔部材２１１ｂによって構成されている部分とで小流路部２１６ｃの位置が異なる。

前段多孔部材２１１ａと後段多孔部材２１１ｂとは、同一形状の部材であって、第１コア部２１１を構成する際に、小流路部２１６ｃの位置をＹ方向の反対側にするために回転させている。このため、前段多孔部材２１１ａと後段多孔部材２１１ｂとは、押し出し成形によって同一形状の部材として連続して製造可能である。

図１４において、前段多孔部材２１１ａの隔壁２１５と後段多孔部材２１１ｂの隔壁２１５とは、Ｙ方向にオフセットされている。このため、Ｘ方向に流れる吸気は、隔壁２１５におけるＸ方向の端部と衝突して吸気の流れに乱れが生じる。言い換えると、第１コア部２１１と熱交換を完了した吸気が第１コア部２１１の表面に沿って真っすぐに流れるのではなく、第１コア部２１１の表面から離れるように移動しやすい。このため、吸気全体の温度を第１コア部２１１表面からの距離によらず一様にして、第１コア部２１１と吸気との熱交換効率を高めることができる。

前段多孔部材２１１ａと後段多孔部材２１１ｂとは、Ｘ方向に複数交互に積層されている。このため、隔壁２１５のＸ方向の端部が吸気の流れ方向であるＸ方向において複数設けられることとなる。したがって、第１コア部２１１の上流端から下流端までの間において、隔壁２１５のＸ方向の端部による吸気の撹乱効果を複数回得ることができる。

上述した実施形態によると、伝熱促進部は、第１流路２１６を複数の第１流路部２１６ａに区画している複数の隔壁２１５である。このため、隔壁２１５が第１コア部２１１の強度を高めるとともに、吸気の流れを撹乱する。すなわち、隔壁２１５は、第１コア部２１１における強度確保と伝熱促進との２つの機能を兼ね備えている。したがって、強度確保と伝熱促進とのために異なる部分を形成する場合に比べて第１コア部２１１を小型化しやすい。

隔壁２１５は、吸気の流れ方向についてオフセット配置されている。このため、第１コア部２１１に対してＺ方向に加えられる外力を複数の隔壁２１５が分散して受けられる。したがって、第１コア部２１１におけるＺ方向への強度を高めやすい。言い換えると、隔壁２１５がオフセットされず直線状に配置されている場合に比べて、Ｚ方向に局所的に加えられる力を複数の隔壁２１５で均等に分散させやすい。

第１コア部２１１は、前段多孔部材２１１ａと後段多孔部材２１１ｂとが積層されて構成され、前段多孔部材２１１ａの隔壁２１５と、後段多孔部材２１１ｂの隔壁２１５とは、第１流路２１６における吸気の流れ方向について千鳥状にオフセット配置されている。このため、押し出し成形で成形可能な部材を組み合わせて第１コア部２１１を構成することができる。したがって、複雑な内部構造を有する第１コア部２１１の製造性を高めやすい。

前段多孔部材２１１ａと後段多孔部材２１１ｂとは、同一形状の部材に限られない。例えば、前段多孔部材２１１ａの第１流路部２１６ａを大流路部２１６ｂのみで構成し、後段多孔部材２１１ｂの第１流路部２１６ａを小流路部２１６ｃのみで構成するなどしてもよい。これによると、後段多孔部材２１１ｂの小流路部２１６ｃをなす隔壁２１５が伝熱促進部として機能することとなる。あるいは、後段多孔部材２１１ｂに隔壁２１５を設けず、角筒形状の部材としてもよい。これによると、前段多孔部材２１１ａの隔壁２１５が伝熱促進部として機能することとなる。

第３実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、第２コア部３２１における第２流路３２６を流れる冷却水などの第２流体の流れ方向Ｆ２ｂが、第１コア部１１における第１流路１６を流れる吸気などの第１流体の流れ方向Ｆ１と対向している。

図１５は、第２コア部３２１の内部構造を示すために第２コア部３２１の上面を部分的に切り取った部分断面図である。第２コア部３２１は、１つの入口孔と１つの出口孔とを備えている。第２コア部３２１は、液体である冷却水が通過可能な空間を提供する第２流路３２６が形成されている。第２流路３２６は、Ｘ方向に沿って上流から下流まで連続して直線状に延びる壁部３２５によって形成された流路である第２流路部３２６ａが、互いに平行に複数設けられて構成されている。また、第１流路部１６ａは、Ｘ方向に沿って延びる流路である。したがって、第２流路部３２６ａと第１流路部１６ａとは同じ方向に沿って延びる流路である。

第２コア部３２１において、入口孔から流入した冷却水は、第２コア部３２１の内部を広がって出口孔に近づく方向に流れる。ここで第２流路部３２６ａは、Ｘ方向に沿って延びているため、冷却水はＸ方向に沿って流れることとなる。第２コア部２１には、液体である冷却水が矢印Ｆ２ｂに示す方向に流れる。一方、第１コア部１１には、気体である吸気が矢印Ｆ１に示す方向に流れる。このため、第２流路３２６を流れる冷却水は、第１流路１６を流れる吸気とは平行かつ反対向きに流れることとなる。すなわち、吸気と冷却水とは対向流の状態でコア部１０の内部を流れることとなる。

２つの流体間で熱交換を行う場合には、２つの流体を並行流で流すよりも、２つの流体を対向流で流す方が熱交換効率を高めやすい。これは、２つの流体が流れる過程において高温流体と低温流体との間に温度差が生じている部分を長く確保できることによる。すなわち、並行流の場合には、高温流体と低温流体との２つの流体間の温度差が下流に向かうほど熱交換が進んで小さくなる。したがって、流れの下流側において２つの流体間の温度差がなくなり、それ以上熱交換を行えない可能性がある。一方、対向流の場合には、一方の流体の下流側において他方の流体の上流側と熱交換を行う。このため、熱交換を行うための流路全体にわたって２つの流体に温度差が生じることとなる。したがって、流路全体で２つの流体間での熱交換を続けることとなる。よって、２つの流体を対向流で流す方が、並行流で流す場合に比べて全体での熱交換効率を高めやすい。

上述した実施形態によると、第１流路１６における吸気の流れ方向Ｆ１と、第２流路３２６における冷却水の流れ方向Ｆ２ｂとは、コア部１０の少なくとも一部において、互いに対向する方向である。このため、上述の通り、コア部１０において吸気と冷却水とを並行流で流す場合に比べて熱交換効率を高めやすい。したがって、熱交換器１の熱交換効率を高めやすい。ここで、第２流路３２６を流れる冷却水は、上流側を吸気の流れに対して対向流で流れる部分とし、下流側を吸気の流れに対して並行流で流れる部分とするなどしてもよい。言い換えると、同一の流体の流れる方向が上流側と下流側とで異なる方向になるように構成してもよい。

吸気の流れと冷却水の流れとを対向流ではなく並行流としてもよい。これによると、熱交換器１内部において吸気と冷却水との間での温度差を小さくして温度分布を均一化しやすい。このため、２つの流体の温度差に基づく熱交換器１の熱歪を小さくしやすい。したがって、熱交換器１の熱交換性能を安定して発揮させやすい。

第４実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、複数の第１コア部４１１同士が直接接触した状態でＺ方向に重ねられている。

図１６および図１７において、同一形状の２つの第１コア部４１１は、Ｚ方向に重ねられた状態でＺ方向に隣り合う第２コア部２１同士の間に配置されている。コア部１０は、３つの第２コア部２１と、各第２コア部２１の間に２つセットで配置された第１コア部４１１の７層構造である。

Ｚ方向に重ねられている２つの第１コア部４１１は、それぞれ異なる第２コア部２１と直接接触している。一方の第１コア部４１１は、フィン４１５の上端面と第２コア部２１とが接触している。他方の第１コア部４１１は、板状部４１２をなす下端面と第２コア部２１とが接触している。また、隣り合う第１コア部４１１同士は、一方の第１コア部４１１の下端面と他方の第１コア部４１１のフィン４１５の上端面とが接触している。すなわち、第１コア部４１１は、隣り合う第１コア部４１１を介して第２コア部２１と間接的に接触している。また、フィン４１５と同様に壁板４１９でも第１コア部４１１同士や第１コア部４１１と第２コア部２１とが熱的に接触している。

第１流路４１６を構成している複数の第１流路部４１６ａのうち、Ｚ方向に隣り合う第１流路部４１６ａ同士は、第１コア部４１１の板状部４１２によってＺ方向に分断されている。ここで、第１コア部４１１において、第１流路部４１６ａ同士の間に位置している板状部４１２においてもフィン１５と同様に両面を吸気と積極的に接触して伝熱を促進している。すなわち、板状部４１２は、部分的に伝熱促進部として機能する。

上述した実施形態によると、隣り合う第２コア部２１同士の間に第１コア部４１１を複数備えている。このため、一方の第１コア部４１１における板状部４１２の両面に接触するように吸気を流すことができる。すなわち、板状部４１２を伝熱促進部として機能させることができる。したがって、隣り合う第２コア部２１同士の間に１つの第１コア部４１１を配置して熱交換を行う場合に比べて、伝熱促進部の面積を大きく確保しやすい。

Ｚ方向に重ねられている２つの第１コア部４１１のうち、一方の第１コア部４１１をＺ方向に反転させて、フィン４１５同士がＺ方向に接触するように構成してもよい。これによると、２つの第１コア部４１１の両方において、板状部４１２を第２コア部２１と接触させることができる。これによると、フィン１５を用いて第１コア部４１１と第２コア部２１とを接触させる場合に比べて第１コア部４１１と第２コア部２１との接触面積を大きく確保しやすい。

他の実施形態
熱交換器１は、エンジンの吸気を冷却するインタークーラとして用いることができる。ここで、エンジンの過給吸気を温度の異なる２種類の冷却水を用いて冷却する２温式水冷インタークーラにおいては、冷却水における防錆材の機能が損なわれやすい高温水を用いることとなる。このため、防錆材に頼ることなく高い防腐性能を発揮可能なセラミック製の熱交換器１を２温式水冷インタークーラに適用することは、非常に有用である。この場合、吸気と接触する熱伝達部だけでなく、高温水と接触する熱伝達部をセラミック材料とすることが好ましい。すなわち、熱交換器１全体をセラミック材料で構成することが特に好ましい。

また、ディーゼル車においては、排ガス浄化装置である尿素噴霧装置の搭載により、排ガス内にアンモニアが発生する。このため、排気還流システムを搭載したディーゼル車においては、ＥＧＲガスに含まれるアンモニアに対する耐食性を有するインタークーラが求められる。したがって、排ガス及びアンモニアに対する耐性が金属材料よりも高いセラミック材料を用いてインタークーラを構成することは、非常に有用である。

上述した熱交換器１の用途は、インタークーラに限られない。例えば、排気還流システムを搭載した車両において、ＥＧＲガスと冷却水との熱交換を行うＥＧＲクーラに利用可能である。この場合、セラミック材料は、ＥＧＲガスによる腐食への耐性がアルミなどの金属材料に比べて高いため、腐食による不具合の発生を防止しやすい。言い換えると、セラミックに比べて排ガスによって腐食しやすいアルミなどの材料を用いてＥＧＲクーラを構成する場合に必要であった防腐処理を行う必要がない。したがって、簡単な構成で腐食耐性の高いＥＧＲクーラを提供できる。この場合、ＥＧＲガスと接触する熱伝達部をセラミック材料で構成することが特に好ましい。

熱交換器１を車両用空調装置における蒸発器や凝縮器として用いてもよい。特に、熱交換器１を蒸発器として用いる場合には、蒸発器が低温になることで蒸発器の外表面に凝縮水が発生することがある。この凝縮水は、蒸発器の金属部分や樹脂部分を腐食する原因となりうるため、耐食性の高いセラミック材料を用いることにより簡単な構成で耐食性の高い蒸発器を提供できる。また、熱交換器１を凝縮器として用いる場合には、凝縮器が雨風にさらされることで凝縮器の外表面に雨水や塩水などが付着することがある。雨水などは、凝縮器の金属部分や樹脂部分を腐食する原因となりうる。このため、耐食性の高いセラミック材を用いることにより簡単な構成で腐食耐性の高い凝縮器を提供できる。また、熱交換器１を蒸発器や凝縮器として使用する場合において、熱媒体の流れる流路にはタンク部１５０を備え、空気の流れる流路にはタンク部１５０を備えない構成としてもよい。これは、熱媒体は熱交換器１の外部に漏れ出すことを抑制する必要性があるのに対し、空気は熱交換器１の外部に漏れ出すことを抑制する必要がないためである。

熱交換器１を発熱部品であるインバータを冷却するインバータ冷却器として用いてもよい。特に、セラミック製のパワーカードを用いたインバータにおいては、冷却対象であるパワーカードとセラミック製の熱交換器１とを直接結合させることにより、安価で高熱交換効率なインバータ冷却器を提供できる。この場合、発熱部品であるパワーカードと接触する熱伝達部をセラミック材料で構成することが特に好ましい。

熱交換器１を電気自動車やハイブリッド車などに搭載される高電圧の電池を冷却する電池冷却器として用いてもよい。電池冷却器を含む電池の周辺構成においては、感電防止の機能が要求されている。このため、絶縁性の高いセラミック製の熱交換器１は、絶縁性の低い金属製の熱交換装置に比べて感電などによる不具合の発生を簡単な構成で防止しやすい。

熱交換器１を燃料電池自動車に搭載される燃料電池を冷却する燃料電池冷却器として用いてもよい。金属製の燃料電池冷却器の場合には、燃料電池を冷却する冷却水にろう付け用のフラックスや腐食生成物によりイオンが溶け込んでしまうことがある。このため、冷却水の絶縁性を確保するためにイオン交換器などを用いて冷却水中のイオンを処理する必要があった。しかし、セラミック製の燃料電池冷却器の場合には、フラックスや腐食生成物によりイオンが冷却水に溶け込むことを防止できる。このため、イオン交換器を省略したり、イオン交換器のサイズを小さくしたりすることで燃料電池冷却器全体のサイズを小型化しやすい。この場合、冷却水と接触する熱伝達部をセラミック材料で構成することが好ましい。

熱交換器１全体をセラミック材料で構成しなくてもよい。すなわち、熱交換器１をセラミック材料とセラミック以外の材料である金属材料や樹脂材料などとを組み合わせて構成してもよい。例えば、排ガスが通過する第１コア部１１をセラミック製、冷却水が通過する第２コア部２１を金属製とするなどして、異なる材料でコア部１０を構成してもよい。これによると、高い耐食性が要求される部分にはセラミック材料を用い、それほど高い耐食性が要求されない部分にはセラミック材料よりも製造性がよく熱伝導率の高い材料を用いるなどして、材料の使い分けを行うことができる。したがって、熱交換器１の用途に応じて最適な材料で熱交換器１を構成することで、熱交換器１の熱交換効率が高い状態を安定して維持しやすい。また、コア部１０を構成している第１コア部１１をセラミック材料とセラミック以外の材料を組み合わせて作るなどしてもよい。例えば、第１コア部１１としてセラミック製の角筒部材に金属製のインナーフィンを挿入するなどして第１コア部１１を構成してもよい。

この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、１つの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

１ 熱交換器、 １０ コア部、 １１ 第１コア部、 １５ フィン（伝熱促進部）、 １６ 第１流路、 １６ａ 第１流路部、 ２１ 第２コア部、 ２５ 壁部、 ２６ 第２流路、 ２６ａ 第２流路部、 ９０ 接続枠部、 ９９ 流体インターフェース、 １５０ タンク部、 ２１１ 第１コア部、 ２１１ａ 前段多孔部材、 ２１１ｂ 後段多孔部材、 ２１５ 隔壁（伝熱促進部）、 ２１６ 第１流路、 ２１６ａ 第１流路部、 ３２１ 第２コア部、 ３２６ 第２流路、 ３２６ａ 第２流路部、 ４１１ 第１コア部、 ４１２ 板状部（伝熱促進部）、 ４１５ フィン（伝熱促進部）、 ４１６ 第１流路、 ４１６ａ 第１流路部

Claims (13)

1. 熱媒体との熱伝達を行う熱伝達部の少なくとも一部に高熱伝導性のセラミック材料を用いた車両用熱交換器。
2. 前記熱媒体は、第１流体と第２流体とを有し、
   前記第１流体と前記第２流体との間での熱交換を行うコア部（１０）は、
   前記第１流体が流通する第１流路（１６、２１６、４１６）を提供している第１コア部（１１、２１１、４１１）と、
   前記第１コア部に隣接して設けられ、前記第２流体が流通する第２流路（２６、３２６）を提供している第２コア部（２１、３２１）とを備え、
   前記コア部は、前記第１コア部と前記第２コア部とが積層されている請求項１に記載の車両用熱交換器。
3. 前記第１コア部は、前記第１流体と前記第１コア部との間での伝熱を促進するための伝熱促進部（１５、２１５、４１２、４１５）を前記第１流路内に備え、
   前記伝熱促進部は、前記第１流路における前記第１流体の流れ方向についてオフセット配置されている請求項２に記載の車両用熱交換器。
4. 前記伝熱促進部は、前記第１コア部から突出して設けられた複数のフィン（１５、４１５）である請求項３に記載の車両用熱交換器。
5. 前記フィン（１５）は、隣り合う前記フィン同士の間隔（Ｆｐ１）よりも、前記フィンの高さ（Ｆｈ１）の方が大きい請求項４に記載の車両用熱交換器。
6. 前記伝熱促進部は、前記第１流路（２１６）を複数の第１流路部（２１６ａ）に区画している複数の隔壁（２１５）である請求項３に記載の車両用熱交換器。
7. 前記第１コア部（２１１）は、
   複数の前記隔壁が前記第１流路における前記第１流体の流れ方向において連続して形成されている前段多孔部材（２１１ａ）と、
   前記前段多孔部材に隣接して設けられ、複数の前記隔壁が前記第１流路における前記第１流体の流れ方向において連続して形成されている後段多孔部材（２１１ｂ）と、を備え、
   前記第１コア部は、前記前段多孔部材と前記後段多孔部材とが積層されて構成され、前記前段多孔部材の前記隔壁と、前記後段多孔部材の前記隔壁とは、前記第１流路における前記第１流体の流れ方向についてオフセット配置されている請求項６に記載の車両用熱交換器。
8. 前記伝熱促進部は、高熱伝導性の前記セラミック材料を用いて形成されている請求項３から請求項７のいずれかに記載の車両用熱交換器。
9. 前記第１流路における前記第１流体の流れ方向（Ｆ１）と、前記第２流路における前記第２流体の流れ方向（Ｆ２ａ）とは、前記コア部の少なくとも一部において、互いに直交する方向である請求項２から請求項８のいずれかに記載の車両用熱交換器。
10. 前記第１流路における前記第１流体の流れ方向（Ｆ１）と、前記第２流路における前記第２流体の流れ方向（Ｆ２ｂ）とは、前記コア部の少なくとも一部において、互いに対向する方向である請求項２から請求項９のいずれかに記載の車両用熱交換器。
11. 隣り合う前記第２コア部同士の間に前記第１コア部（４１１）を複数備えている請求項２から請求項１０のいずれかに記載の車両用熱交換器。
12. 前記コア部と外部配管とを接続するための流体インターフェース（９９）を備えている請求項２から請求項１１のいずれかに記載の車両用熱交換器。
13. 前記セラミック材料は、少なくとも炭化ケイ素を含んでいる請求項１から請求項１２のいずれかに記載の車両用熱交換器。

Images