JP6094261B2 - 積層型熱交換器 - Google Patents

Description

ここに開示される発明は、冷凍サイクルの冷媒と水などの熱媒体とを熱交換させる積層型の熱交換器に関する。

特許文献１−６は、積層型熱交換器を開示する。特に、特許文献１は、凝縮器として用いることができる水冷式の積層型熱交換器を開示する。

米国特許出願公開第２０１２／０２３４５２３号明細書 特開２００５−１４７５７２号公報 特開２０１０−２１６７９５号公報 特開平５−１８９０号公報 特開平１０−１８５４６２号公報 特開２００９−３６４６８号公報

特許文献１に開示される積層型熱交換器では、積層された板の間に冷媒の通路が形成され、板に凹凸が形成されている。しかし、このような形状では冷媒との熱交換を十分に行うことができない。このような観点および他の観点から、積層型熱交換器にはさらなる改良が求められている。

発明の目的のひとつは、高い熱交換性能を発揮する積層型熱交換器を提供することである。

発明の目的の他のひとつは、高い耐圧性を実現できる積層型熱交換器を提供することである。

発明の目的の他のひとつは、内部の流路を多様に変更可能な積層型熱交換器を提供することである。

発明の目的の他のひとつは、高度に小型化された冷凍サイクル用の積層型熱交換器を提供することである。

発明の目的の他のひとつは、水冷式の熱交換器と水冷式の蒸発器とを提供でき、しかも内部熱交換機能を有する冷凍サイクル用の積層型熱交換器を提供することである。

本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として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って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

開示された発明のひとつは、冷凍サイクルに流される冷媒のための扁平な複数の冷媒通路（４１ｒｆ）、およびこの冷媒と熱交換する熱媒体のための扁平な複数の熱媒体通路（４１ｗｔ）を形成するように積層して配置された複数のプレート（４１ａ、４１ｂ、６４１ｂ、４１ｃ、２４１ｃ、７４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、６１ｅ）を含むコア部（４１、６１）を有する積層型熱交換器において、冷媒通路（４１ｒｆ）に冷媒を流すための入口および出口を提供する接続部材（４３、５４３、４４、３４４、６３、６４）と、熱媒体通路（４１ｗｔ）に熱媒体を流すための入口および出口を提供する接続部材であって、冷媒通路（４１ｒｆ）に流される冷媒に対して熱媒体通路（４１ｗｔ）に流される熱媒体が対向流となるように入口および出口が設定された接続部材（４５、４６、２４５、２４６、７４５、７４６、４７、４８、６５、６６、６７、６８、９６７、９６８）とを備え、コア部は、少なくとも冷媒通路（４１ｒｆ）に設けられたオフセット型のフィン（４１ｆ）を備え、コア部は、積層方向に延び、複数の冷媒通路の一端に連通し入口を提供する冷媒入口貫通通路（４１ｒｉ）と、積層方向に延び、複数の冷媒通路の他端に連通し出口を提供する冷媒出口貫通通路（４１ｒｏ）と、積層方向に延び、複数の熱媒体通路の一端に連通し入口を提供する熱媒体入口貫通通路（４１ｗｉ）と、積層方向に延び、複数の熱媒体通路の他端に連通し出口を提供する熱媒体出口貫通通路（４１ｗｏ）とを有し、冷媒入口貫通通路（４１ｒｉ）と冷媒出口貫通通路（４１ｒｏ）とはコア部の対角上に配置されており、熱媒体入口貫通通路（４１ｗｉ）と熱媒体出口貫通通路（４１ｗｏ）とはコア部の対角上に配置されており、冷媒入口貫通通路（４１ｒｉ）および冷媒出口貫通通路（４１ｒｏ）と、熱媒体入口貫通通路（４１ｗｉ）および熱媒体出口貫通通路（４１ｗｏ）とはコア部の異なる対角上に配置されており、プレートは、コア部における冷媒通路および／または熱媒体通路を複数の群に分割するとともに、それらの群を直列に連通する区画プレート（４１ｃ、２４１ｃ、７４１ｃ）を含んでおり、コア部は、プレートの積層方向に対して横方向に沿ってＵターン状の流路を形成しており、コア部は、熱媒体を第１熱媒体として利用することにより冷媒と第１熱媒体との間の熱交換を提供する前段（４０ａ、６０ａ）と、前段において熱交換した冷媒と第１熱媒体とは異なる温度をもつ第２熱媒体との間の熱交換を提供する後段（４０ｂ、６０ｂ）とを備え、前段および後段に供給される冷媒は、冷凍サイクルの高圧側の冷媒であり、第２熱媒体は冷凍サイクルの低圧側の冷媒と熱交換された熱媒体（ＷＴ（Ｃ））であることを特徴とする。
開示された発明のひとつは、冷凍サイクルに流される冷媒のための扁平な複数の冷媒通路（４１ｒｆ）、およびこの冷媒と熱交換する熱媒体のための扁平な複数の熱媒体通路（４１ｗｔ）を形成するように積層して配置された複数のプレート（４１ａ、４１ｂ、６４１ｂ、４１ｃ、２４１ｃ、７４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、６１ｅ）を含むコア部（４１、６１）を有する積層型熱交換器において、冷媒通路（４１ｒｆ）に冷媒を流すための入口および出口を提供する接続部材（４３、５４３、４４、３４４、６３、６４）と、熱媒体通路（４１ｗｔ）に熱媒体を流すための入口および出口を提供する接続部材であって、冷媒通路（４１ｒｆ）に流される冷媒に対して熱媒体通路（４１ｗｔ）に流される熱媒体が対向流となるように入口および出口が設定された接続部材（４５、４６、２４５、２４６、７４５、７４６、４７、４８、６５、６６、６７、６８、９６７、９６８）とを備え、コア部は、少なくとも冷媒通路（４１ｒｆ）に設けられたオフセット型のフィン（４１ｆ）を備え、コア部は、積層方向に延び、複数の冷媒通路の一端に連通し入口を提供する冷媒入口貫通通路（４１ｒｉ）と、積層方向に延び、複数の冷媒通路の他端に連通し出口を提供する冷媒出口貫通通路（４１ｒｏ）と、積層方向に延び、複数の熱媒体通路の一端に連通し入口を提供する熱媒体入口貫通通路（４１ｗｉ）と、積層方向に延び、複数の熱媒体通路の他端に連通し出口を提供する熱媒体出口貫通通路（４１ｗｏ）とを有し、冷媒入口貫通通路（４１ｒｉ）と冷媒出口貫通通路（４１ｒｏ）とはコア部の対角上に配置されており、熱媒体入口貫通通路（４１ｗｉ）と熱媒体出口貫通通路（４１ｗｏ）とはコア部の対角上に配置されており、冷媒入口貫通通路（４１ｒｉ）および冷媒出口貫通通路（４１ｒｏ）と、熱媒体入口貫通通路（４１ｗｉ）および熱媒体出口貫通通路（４１ｗｏ）とはコア部の異なる対角上に配置されており、プレートは、コア部における冷媒通路および／または熱媒体通路を複数の群に分割するとともに、それらの群を直列に連通する区画プレート（４１ｃ、２４１ｃ、７４１ｃ）を含んでおり、コア部は、プレートの積層方向に対して横方向に沿ってＵターン状の流路を形成しており、コア部は、熱媒体を第１熱媒体として利用することにより冷媒と第１熱媒体との間の熱交換を提供する前段（４０ａ、６０ａ）と、前段において熱交換した冷媒と第１熱媒体とは異なる温度をもつ第２熱媒体との間の熱交換を提供する後段（４０ｂ、６０ｂ）とを備え、前段および後段に供給される冷媒は、冷凍サイクルの低圧側の冷媒であり、第２熱媒体は冷凍サイクルの高圧側の冷媒と熱交換された熱媒体（ＷＴ（Ｈ））であることを特徴とする。

この構成によると、冷媒と熱媒体とは対向流となって流れるから、良好な熱交換が実現される。さらに、オフセット型のフィンは、気体から液体、または液体から気体への相変化を伴う冷媒に対して優れた熱交換性能を提供する。よって、高い熱交換性能を発揮する積層型熱交換器が提供される。

発明の第１実施形態に係る熱システムのブロック図である。 第１実施形態の積層型熱交換器の正面図である。 第１実施形態の積層型熱交換器の平面図である。 第１実施形態の積層型熱交換器の断面図である。 第１実施形態の積層型熱交換器の部分拡大断面図である。 第１実施形態の区画プレートの平面図である。 第１実施形態のフィンの斜視図である。 第１実施形態の積層型熱交換器の流路を示す正面図である。 発明の第２実施形態に係る積層型熱交換器の正面図である。 第２実施形態の区画プレートの平面図である。 発明の第３実施形態に係る積層型熱交換器の正面図である。 発明の第４実施形態に係る積層型熱交換器の正面図である。 発明の第５実施形態に係る積層型熱交換器の正面図である。 発明の第６実施形態に係る積層型熱交換器の部分拡大断面図である。 発明の第７実施形態に係る熱システムのブロック図である。 第７実施形態の積層型熱交換器の流路を示す正面図である。 第７実施形態の区画プレートの平面図である。 発明の第８実施形態に係る熱システムのブロック図である。 第８実施形態の積層型熱交換器の流路を示す正面図である。 発明の第９実施形態に係る熱システムのブロック図である。 第９実施形態の積層型熱交換器の流路を示す正面図である。 発明の第１０実施形態に係る熱システムのブロック図である。 発明の第１１実施形態に係る熱システムのブロック図である。 第１１実施形態の積層型熱交換器の流路を示す正面図である。 発明の第１２実施形態に係る熱システムのブロック図である。 発明の第１３実施形態に係る熱システムのブロック図である。 発明の第１４実施形態に係る熱システムのブロック図である。 発明の第１５実施形態に係る熱システムのブロック図である。 発明の第１６実施形態に係る熱システムのブロック図である。

以下に、図面を参照しながら発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
図１に図示されるように、第１実施形態は、熱システム１０を開示する。熱システム１０は、車両に搭載されている。熱システム１０は、車両用の空調装置、または車両に搭載された機器の温度調節装置を提供する。空調装置として利用される場合、熱システム１０は、暖房、および／または冷房を提供する。温度調節装置として利用される場合、熱システム１０は、加熱用の熱源、および／または冷却用の低温源を提供する。熱システム１０は、冷凍サイクル２０を有する。冷凍サイクル２０は、冷媒の蒸気を圧縮することにより低温と高温とを提供する蒸気圧縮式の冷凍サイクル２０である。冷媒は、第１の熱媒体とも呼ばれる。さらに、熱システム１０は、冷凍サイクル２０の冷媒と熱交換する熱媒体が流れる補助系統３０を有する。補助系統３０は、熱媒体として水を主成分とする冷却水を循環させる。冷却水は、第２の熱媒体とも呼ばれる。補助系統３０は、冷凍サイクル２０の放熱器と熱的に結合された高温系統、または第１補助系統とも呼ぶことができる。

冷凍サイクル２０は、循環型の冷媒経路に配置された圧縮機２１、熱交換器４０、減圧器２２、および熱交換器２３を備える。圧縮機２１は、冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を吐出する。

熱交換器４０は、水−冷媒間の熱交換を提供するための積層型熱交換器である。熱交換器４０は、放熱器として機能する。熱交換器４０は、圧縮機２１から供給される高温高圧の冷媒からの放熱を実行する。熱交換器４０は、補助系統３０の水と熱交換する。熱交換器４０は、冷凍サイクル用の積層型の水−冷媒熱交換器とも呼ぶことができる。また、熱交換器４０は、積層型の水−冷媒放熱器とも呼ぶことができる。暖房用途または加熱用途においては、熱交換器４０は、空調用空気などの利用側媒体を加熱する利用側熱交換器を提供する。

減圧器２２は、熱交換器４０において放熱した高圧冷媒を減圧することにより低温低圧の冷媒を提供する。熱交換器２３は、減圧器２２から供給される低温低圧の冷媒と熱源媒体とを熱交換させる。熱交換器２３は、蒸発器として機能する。熱交換器２３は、吸熱器とも呼ばれる。冷房用途または冷却用途においては、熱交換器２３は、空調用空気などの利用側媒体を冷却する利用側熱交換器を提供する。

補助系統３０は、循環型の水経路に配置されたポンプ３１と、熱交換器３２とを備える。ポンプ３１は、補助系統３０内に水を循環させる。熱交換器３２は、補助系統３０を流れる水からの放熱を実行する。熱交換器３２は、例えば、空気と熱交換する。補助系統３０の水経路には、熱交換器４０も配置されている。補助系統３０は、熱交換器４０に冷却水を供給する。よって、補助系統３０は、冷凍サイクル２０の高温サイドに設けられた熱運搬手段を提供する。冷凍サイクル２０の熱は、熱交換器４０を経由して冷却水に放熱され、さらに熱交換器３２から放熱される。加熱用途においては、熱交換器３２によって空調用空気または対象物が加熱される。

図２において、熱交換器４０は、複数の金属板、すなわちプレートを積層して構成された熱交換のためのコア部４１を備える。隣接するプレートの間には、冷媒のための冷媒通路および水のための水通路が区画される。コア部４１は、内部に複数の通路を区画する。それぞれの通路は、扁平な通路である。コア部４１は、冷媒のための複数の冷媒通路と、冷却水のための複数の水通路とを有する。コア部４１において、冷媒通路と水通路とは、積層方向に交互に配置されている。水通路は、熱媒体のための熱媒体通路とも呼ばれる。

コア部４１は、ほぼ直方体である。図中の上下方向は、プレートの積層方向に対応する。この方向は、積層方向と呼ばれる。図中の左右方向は、コア部４１の積層方向と直交し、コア部４１内に形成される通路の長手方向に対応する。この方向は、横方向と呼ばれる。図中の奥行方向は、コア部４１の積層方向と直交し、コア部４１内に形成される通路の短手方向に対応する。この方向は、幅方向と呼ばれる。熱交換器４０は、図示されるように積層方向を重力方向と平行に位置付けて車両に搭載することができる。ただし、熱交換器４０は、積層方向を水平方向と平行に位置付けて車両に搭載されてもよい。

熱交換器４０は、コア部４１の端部に接合された補強プレート４２を備える。補強プレート４２は、コア部４１を構成する他のプレートより明らかに厚い。補強プレート４２は、コア部４１の端部において面状に広く広がる領域を覆うように設けられている。さらに、補強プレート４２は、その平面から垂直に折り曲げられた折り曲げ縁を有する。折り曲げ縁は、補強プレート４２の剛性を高める。

熱交換器４０は、冷媒の入口のための接続部材４３を備える。熱交換器４０は、冷媒の出口ための接続部材４４を備える。接続部材４３、４４は、ブロックジョイントと呼ばれる接続器である。接続部材４３、４４は、冷媒のための通路穴４３ｃ、４４ｃと、ボルトをねじ込むためのボルト穴４３ｄ、４４ｄを有する。熱交換器４０は、冷却水の入口のための接続部材４５を備える。熱交換器４０は、冷却水の出口のための接続部材４６を備える。接続部材４５、４６は、ホース接続用の管状の接続器である。

図３に図示されるように、コア部４１は、四辺形の端面をもつ。コア部４１は、積層方向に延びる複数の貫通通路４１ｒｉ、４１ｒｏ、４１ｗｉ、４１ｗｏを有する。これら貫通通路４１ｒｉ、４１ｒｏ、４１ｗｉ、４１ｗｏは、コア部４１の隅部に配置されている。貫通通路４１ｒｉ、４１ｒｏ、４１ｗｉ、４１ｗｏは、コア部４１の四隅に分散して配置されている。冷媒のための貫通通路４１ｒｉ、４１ｒｏは、コア部４１の対角上に位置する２つの隅部に配置されている。冷却水のための貫通通路４１ｗｉ、４１ｗｏは、コア部４１の対角上に位置する２つの隅部に配置されている。貫通通路４１ｒｉ、４１ｒｏと貫通通路４１ｗｉ、４１ｗｏとは、異なる対角線上に配置されている。

図中の貫通通路４１ｒｉは、扁平な冷媒通路の一端における隅部に連通し、入口または出口を提供する。貫通通路４１ｒｏは、扁平な冷媒通路の他端における対角位置の隅部に連通し、出口または入口を提供する。貫通通路４１ｗｉは、扁平な水通路の一端における隅部に連通し、入口または出口を提供する。貫通通路４１ｗｏは、扁平な水通路の他端における対角位置の隅部に連通し、出口または入口を提供する。このような通路の配置は、扁平な通路における死流域を抑制するために効果的である。この通路の配置により、扁平な通路の全体に冷媒または水を流すことが可能となる。

図４は、図３に図示されたＩＶ−ＩＶ線における断面を図示する。この図では、明瞭さのためにハッチングが省略されている。図示されるように、コア部４１は、複数のプレート４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅを積層して構成されている。コア部４１は、冷媒通路および水通路を形成するためのコアプレート４１ａ、４１ｂ、４１ｃを含む。コア部４１は、コアプレート４１ａ、４１ｂ、４１ｃの積層体の両端に配置されたエンドプレート４１ｄ、４１ｅを含む。エンドプレート４１ｄ、４１ｅは、コアプレート４１ａ、４１ｂ、４１ｃより明らかに厚く、剛性が高い。この構成によると、エンドプレート４１ｄ、４１ｅによってコア部４１の耐圧性が改善される。コアプレート４１ａ、４１ｂ、４１ｃの間には、オフセット型のフィン４１ｆが配置されている。これらプレート４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅおよびフィン４１ｆは、アルミニウム合金製である。これらプレート４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅおよびフィン４１ｆは、ろう付けによって接合されている。

図５は、接続部材４３近傍の部分拡大断面図である。図中にはハッチングが付されている。隣接するコアプレート４１ａ、４１ｂ、４１ｃの間には、扁平な冷媒通路４１ｒｆまたは扁平な水通路４１ｗｔが形成されている。複数のコアプレート４１ａ、４１ｂが交互に積層されることにより、複数の冷媒通路４１ｒｆと複数の水通路４１ｗｔとが形成されている。複数の冷媒通路４１ｒｆと複数の水通路４１ｗｔとは交互に積層的に配置されている。積層方向における冷媒通路４１ｒｆの厚さは、水通路４１ｗｔの厚さより薄い。フィン４１ｅは、冷媒通路４１ｒｆと水通路４１ｗｔとの両方に配置されている。

コアプレート４１ａは、クーリングプレートとも呼ばれる。コアプレート４１ａは、貫通通路４１ｒｉ、４１ｒｏ、４１ｗｉ、４１ｗｏを提供するための４つの通路筒状部分４１ａ１をもつ。図中には、貫通通路４１ｒｉを提供するための通路筒状部分４１ａ１が図示されている。コアプレート４１ａは、コア部４１の外周面に延び出し露出する外縁筒状部分４１ａ２をもつ。さらに、コアプレート４１ａは、それら筒状部分の間に拡がる板部分４１ａ３をもつ。

外縁筒状部分４１ａ２は、開口端へ向けて拡がるようにやや外側へ傾斜している。また、外縁筒状部分４１ａ２は、積層方向に高く延び出している。外縁筒状部分４１ａ２は、２層の冷媒通路４１ｒｆまたは２層の水通路４１ｗｔに相当する高さより高く延び出している。図示の例では、外縁筒状部分４１ａ２は、２層の冷媒通路４１ｒｆおよび２層の水通路４１ｗｔに相当する高さにわたって延び出している。この結果、コア部４１の外周面においては、少なくとも２枚の外縁筒状部分４１ａ２が重なって位置付けられる。この構成は、外周面における強度を高めるために貢献する。

コアプレート４１ｂは、中間プレートとも呼ばれる。コアプレート４１ｂは、貫通通路４１ｒｉ、４１ｒｏ、４１ｗｉ、４１ｗｏを提供するための４つの通路筒状部分４１ｂ１をもつ。図中には、貫通通路４１ｒｉを提供するための通路筒状部分４１ｂ１が図示されている。コアプレート４１ｂは、コアプレート４１ａの外縁筒状部分４１ａ２に沿って延びる外縁筒状部分４１ｂ２をもつ。さらに、コアプレート４１ｂは、それら筒状部分の間に拡がる板部分４１ｂ３をもつ。

通路筒状部分４１ａ１と通路筒状部分４１ｂ１とは、積層方向に関して互いに反対方向へ延び出している。これら通路筒状部分４１ａ１と通路筒状部分４１ｂ１とは、内外に嵌め合わせられて配置される。コアプレート４１ａ、４１ｂは、貫通通路４１ｒｉ、４１ｒｏ、４１ｗｉ、４１ｗｏを提供するための４つの開口部を通路筒状部分４１ａ１、４１ｂ１に有する。

コアプレート４１ｂは、コア部４１の外周面には露出しない。外縁筒状部分４１ｂ２の高さは、水通路４１ｗｔの厚さに相当する。この結果、コア部４１の外周部においては、外縁筒状部分４１ｂ２は、２枚の外縁筒状部分４１ａ２の間に入り込むことなく積層されている。

コアプレート４１ａ、４１ｂは、コア部４１の外周に位置付けられて互いに重ねられる外縁筒状部分４１ａ２、４１ｂ２を有する。コアプレート４１ａの外縁筒状部分４１ａ２と、コアプレート４１ｂの外縁筒状部分４１ｂ２とが重なることにより、扁平な水通路４１ｗｔの外側には、ひとつのコアプレート４１ｂと２つのコアプレート４１ａとが位置付けられる。言い換えると、扁平な水通路４１ｗｔの外側には、３重のコアプレート４１ａ、４１ｂが配置される。外縁筒状部分４１ａ２、４１ｂ２はコア部の外周において少なくとも２重に重ねられている。外縁筒状部分４１ａ２、４１ｂ２はコア部４１の外周において部分的に３重に重ねられている。この構成によると、コア部の外周においてコアプレートが積層されるからコア部の外周が補強される。この構成は、水通路４１ｗｔの外側における高い強度を実現するために貢献する。

図６に図示されるように、コアプレート４１ｃは貫通通路４１ｒｏ、４１ｗｏを提供する開口を有するが、貫通通路４１ｒｉ、４１ｗｉを提供する開口を備えず、それらの位置を閉塞している。コアプレート４１ｃは、区画プレート４１ｃとも呼ばれる。区画プレート４１ｃは、熱交換器４０内における複数の通路４１ｒｆ、４１ｗｔを複数の群に分割している。区画プレート４１ｃは、これらの群を直列に流れる流路を提供する。区画プレート４１ｃは、コア部４１内における冷媒および／または水の流れ経路を設定するための仕切り板を提供する。区画プレート４１ｃは、コア部４１の中に、１枚または数枚だけ設けられる。この実施形態では、区画プレート４１ｃは、コアプレート４１ｂの形状を変形することによって提供される。コアプレート４１ｂは、４つの通路筒状部分４１ｂ１を有する。区画プレート４１ｃも４つの通路筒状部分４１ｂ１を有する。しかし、区画プレート４１ｃは、それらのうちの少なくともひとつが開口することなく閉塞している。

区画プレート４１ｃに少なくともひとつの閉塞部を形成することにより、コア部４１内においてＵターン状の流路が形成される。Ｕターン状流路は、プレートの積層方向に対して横方向に沿うように横倒しに位置付けられている。この構成によると、積層方向に多段の流路が形成される。また、区画プレート４１ｃにより、コア部４１上における接続部材４３、４４の位置と、接続部材４５、４６の位置とを望ましい位置に設定することが可能となる。

図４および図５に戻り、接続部材４３、４４は、金属製のブロック状の部材である。接続部材４３、４４は、貫通通路４１ｒｉの周囲における主要な第１接合部４３ａ、４４ａにおいてコア部４１に接合されている。接続部材４３、４４は、主としてエンドプレート４１ｄ、４１ｅと接合されている。接続部材４３、４４とコア部４１とはろう付けによって接合されている。

さらに、接続部材４３、４４は、貫通通路４１ｒｉから離れ、貫通通路４１ｒｉよりもコア部４１の中央寄りに位置する追加的な第２接合部４３ｂ、４４ｂを有する。第２接合部４３ｂ、４４ｂは、接続部材４３、４４からコア部４１に向けて足状に突出して形成されている。コア部４１の外縁と第２接合部４３ｂ、４４ｂとの間の距離は、コア部４１の外縁と貫通通路４１ｒｉとの間の距離よりも大きい。

第２接合部４３ｂ、４４ｂは、コア部４１が積層方向へ膨張変形および／または収縮変形した場合に、それらの変形を抑制する。また、第２接合部４３ｂ、４ｂは、上記の変形が生じた場合に、第１接合部４３ａ、４４ａにおける破壊を抑制する。

以上に説明したように、接続部材４３、４４は、冷媒または熱媒体を流すための通路４１ｒｉの周囲に設けられコア部４１に接合された第１接合部４３ａ、４４ａを備える。さらに、接続部材４３、４４は、コア部４１の積層方向の端面において、第１接合部４３ａ、４４ａより中央寄りの位置に設けられコア部４１に接合された第２接合部４３ｂ、４４ｂを備える。この構成によると、接続部材４３、４４は第１接合部４３ａ、４４ａと第２接合部４３ｂ、４４ｂとにまたがって設けられる。接続部材４３、４４は、第１接合部４３ａ、４４ａと第２接合部４３ｂ、４４ｂとの間におけるコア部４１の変形を抑制する。よって、コア部４１の耐圧性が改善される。

図７に図示されるように、フィン４１ｆは、いわゆるオフセット型のフィンである。フィン４１ｆは、分断フィンとも呼ばれることがある。フィン４１ｆは、アルミニウム合金製である。フィン４１ｆｅは波状に成形された板である。フィン４１ｆは、その頂部において隣接するコアプレート４１ａ、４１ｂと熱伝達可能に接触している。フィン４１ｆは、両面の間を連通する多数のスリットを有する。スリットはフィン４１ｆの高さ方向の全体にわって広がっている。フィン４１ｆは、冷媒ＲＦが図示される矢印の方向へ流れるように配置されている。

フィン４１ｆは、複数の帯状部分４１ｇの集合体として見ることができる。ひとつの帯状部分４１ｇは、流れ方向に沿って幅ＷＤをもつ。ひとつの帯状部分４１ｇは、流れ方向と直交する方向に関して、ピッチＰＴをもつ台形波状に成形されている。流れ方向に隣接する２つの帯状部分４１ｇは、１／４ピッチ（１／４ＰＴ）だけ流れ方向と直交する方向へずらして配置されている。

フィン４１ｆは、冷媒通路４１ｒｆおよび水通路４１ｗｔの中において多数の先端部を提供する。これらの先端部は、熱交換性能を向上させる。

フィン４１ｆが備える多数の大きいスリットは、フィン４１ｆの板面からの冷媒液成分の流れ落ちを促進する。このため、液成分は、冷媒通路４１ｒｆの全体に広がりやすい。この結果、冷媒通路４１ｒｆ内における液冷媒の偏りが抑制される。

また、冷媒液成分の流れ落ちが促進されることによって、フィン４１ｆの板面上の液膜の厚さが薄く維持される。この結果、フィン４１ｆの板面上において効率的に冷媒の相変化が発生する。冷媒が凝縮する過程においては、冷媒の凝縮が促進される。一方、冷媒が蒸発する過程においては、液冷媒の蒸発が促進される。

図８に図示されるように、熱交換器４０内において冷媒ＲＦは実線の矢印で示されるように流れる。熱交換器４０内において水ＷＴは破線の矢印で示されるように流れる。冷媒と水とは、熱交換器４０内において対向流となって流れる。よって、冷媒と水との間において良好な熱交換が実現される。

区画プレート４１ｃは、熱交換器４０内における冷媒のための複数の通路４１ｒｆを２群に分割している。区画プレート４１ｃは、貫通通路４１ｒｉ、４１ｒｏのひとつにおいて開口することのない閉塞部を有する。この閉塞部により上記分割が提供される。さらに、区画プレート４１ｃは、これら２群の通路４１ｒｆを、冷媒の入口と出口との間、すなわち接続部材４３、４４間において直列に配置する。区画プレート４１ｃは、貫通通路４１ｒｉ、４１ｒｏの他のひとつにおいて開口部を有する。この開口部によって上記直列配置が提供される。この結果、２群の通路４１ｒｆは直列の流路を提供する。

区画プレート４１ｃは、熱交換器４０内における水のための複数の通路４１ｗｔを２群に分割している。区画プレート４１ｃは、貫通通路４１ｗｉ、４１ｗｏのひとつにおいて開口することのない閉塞部を有する。この閉塞部により上記分割が提供される。さらに、区画プレート４１ｃは、これら２群の通路４１ｗｔを、水の入口と出口との間、すなわち接続部材４５、４６間において直列に配置する。区画プレート４１ｃは、貫通通路４１ｗｉ、４１ｗｏの他のひとつにおいて開口部を有する。この開口部によって上記直列配置が提供される。この結果、２群の通路４１ｗｔは直列の流路を提供する。

図示の例では、２つの群は、熱交換器４０の上部と下部とに位置付けられる。接続部材４３、４４、および接続部材４５、４６は、コア部４１内において冷媒と水とが対向流となるように、それぞれ、入口および出口として利用される。言い換えると、冷媒通路４１ｒｆに流される冷媒に対して熱媒体通路４１ｗｔに流される熱媒体が対向流となるように、接続部材４３、４４、４５、４６には、入口および出口が割り当てられ、設定される。この結果、ひとつの群において対向流が得られる。さらに、他のひとつの群においても対向流が得られる。この構成によると、冷媒と水との対向流が、長い距離にわたって形成される。

この実施形態では、コアプレート４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、コア部４１における冷媒通路４１ｒｆおよび／または熱媒体通路４１ｗｔを複数の群に分割するとともに、それらの群を直列に連通する区画プレート４１ｃを含む。区画プレート４１ｃは、接続部材４３、４４から延びる貫通通路４１ｒｉ、４１ｒｏ、４１ｗｉ、４１ｗｏを閉塞する閉塞部を有する。区画プレート４１ｃ以外のコアプレート４１ａ、４１ｂは、接続部材４３、４４から延びる貫通通路４１ｒｉ、４１ｒｏ、４１ｗｉ、４１ｗｏのすべてを提供する開口部を有する。

この実施形態によると、コア部４１の両端面に接続部材４３、４４と接続部材４５、４６とを分散配置できる。また、コア部４１の横方向の片側、すなわち図中の左側に接続部材４３、４４と接続部材４５、４６とを集中配置できる。このような冷媒および水のための入口と出口との配置は、冷媒配接続部材と水配管とを直線状に配置することを可能とする。よって、コア部４１の車両における搭載性の改善に貢献する。また、上記配置は、配管の接続作業の改善に貢献する。

熱システム１０が作動するとき、冷凍サイクル２０は熱交換器４０に高温高圧の冷媒を供給する。補助系統３０は、熱交換器４０に水を供給する。冷媒と水とは、コア部４１内において熱交換する。冷媒は水によって冷却され、凝縮する。さらに、冷媒は水によって過冷却される。これにより、冷凍サイクル２０の効率を高めることができる。

（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。上記実施形態では、コア部４１内の全体において対向流を形成した。これに代えて、この実施形態では、コア部４１内の一部において対向流が形成される。

図９に図示されるように、熱交換器４０は、一方の端面に、水の入口である管２４５と、水の出口である接続部材２４６とを有する。接続部材２４５と接続部材２４６とは、図中の上端面の対角的に位置する隅部に配置されている。これらの接続部材２４５、２４６は平行に延びている。接続部材４３、４４は、コア部４１の両端面にそれぞれ分散的に配置されている。接続部材４３，４４は、横方向の一方に集中的に配置されている。さらに、この実施形態では、区画プレート２４１ｃが用いられる。

図１０に図示されるように、区画プレート２４１ｃは、貫通通路４１ｒｉにおいて閉塞部を有する。区画プレート２４１ｃは、貫通通路４１ｒｏ、４１ｗｉ、４１ｗｏにおいて開口部を有する。この結果、区画プレート２４１ｃは、冷媒のための複数の通路４１ｒｆだけを２群に分割する。区画プレート２４１ｃは、水のための複数の通路４１ｒｗｔを分割しない。

この実施形態では、コア部４１内には、冷媒のための横方向に沿ったＵターン状の流路が形成される。コア部４１内に形成された複数の通路４１ｗｔのすべては、接続部材２４５、２４６の間において並列に接続される。接続部材２４５、２４６が一方の端面に集中配置されるから、コア部４１内には、積層方向に沿うＵ字形の水のための流路が形成される。この構成によると、冷媒のための流路の長さを長く形成することができる。また、冷媒のための流路のおよそ半分において、冷媒と水とを対向流とすることができる。

（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。上記実施形態では、区画プレート４１ｃ、２４１ｃを用いた。この実施形態では、区画プレートを用いない。

図１１に図示されるように、熱交換器４０は、一方の端面に、接続部材４３と接続部材４６とを有する。さらに、熱交換器４０は、他方の端面に、接続部材２４５と、冷媒の出口としての接続部材３４４とを有する。この実施形態では、区画プレートが用いられない。このため、コア部４１内に形成された複数の通路４１ｒｆのすべては、接続部材４３、３４４の間において並列に接続される。接続部材４３、３４４が両面に分散配置されるから、コア部４１内には、Ｓ字形の冷媒のための流路が形成される。コア部４１内に形成された複数の通路４１ｗｔのすべては、接続部材２４５、４６の間において並列に接続される。接続部材２４５、４６が両面に分散配置されるから、コア部４１内には、Ｓ字形の水のための流路が形成される。この実施形態でも、コア部４１の全体において対向流が提供される。

（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。図１２に図示されるように、熱交換器４０は、一方の端面に、接続部材４３を有する。さらに、熱交換器４０は、他方の端面に、接続部材２４５、２４６と、接続部材３４４とを有する。この実施形態では、区画プレートが用いられない。このため、コア部４１内に形成された複数の通路４１ｒｆのすべては、接続部材４３、３４４の間において並列に接続される。接続部材４３、３４４が両面に分散配置されるから、コア部４１内には、Ｓ字形の冷媒のための流路が形成される。この実施形態でも、コア部４１の全体において対向流が提供される。

（第５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。図１３に図示されるように、熱交換器４０は、一方の端面に、接続部材２４５、２４６と、接続部材３４４とを有する。さらに、熱交換器４０は、同じ端面に、冷媒の入口のための接続部材５４３を有する。この実施形態では、区画プレートが用いられない。このため、コア部４１内に形成された複数の通路４１ｒｆのすべては、接続部材５４３、３４４の間において並列に接続される。接続部材５４３、３４４が一方の端面に集中配置されるから、コア部４１内には、積層方向に沿うＵ字形の冷媒のための流路が形成される。この実施形態でも、コア部４１の全体において対向流が提供される。

（第６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。上記実施形態では、コア部４１の外周部において、水通路に対応する位置においてコアプレート４１ａ、４１ｂが３重に重ねられた。この実施形態では、冷媒通路に対応する位置においてコアプレート４１ａ、４１ｂが３重に重ねられる。

図１４に図示されるように、コアプレート６４１ｂは、冷媒のための通路の外側において他のコアプレート４１ａと重ねられるように曲げられている。これにより、冷媒通路の外側におけるコア部４１の剛性を高めることができる。

（第７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。上記実施形態では、熱交換器４０は、補助系統３０だけによって冷却される。これに代えて、この実施形態では、複数の補助系統３０、５０によって冷却される熱交換器７４０が採用される。

図１５に図示されるように、熱システム１０は、冷凍サイクル２０の冷媒と熱交換する熱媒体が流れる補助系統５０を有する。補助系統５０は、熱媒体として水を主成分とする冷却水を循環させる。冷却水は、第３の熱媒体とも呼ばれる。補助系統５０は、冷凍サイクル２０の蒸発器と熱的に結合された低温系統、または第２の補助系統とも呼ぶことができる。

冷凍サイクル２０は、熱交換器７４０を備える。熱交換器７４０は、水−冷媒間の熱交換を提供するための積層型熱交換器である。熱交換器７４０は、放熱器として機能する。熱交換器７４０は、冷媒を段階的に放熱させる多段階の熱交換部４０ａ、４０ｂを有する。

前段４０ａは、冷媒流れにおいて、後段４０ｂより上流側に配置されている。前段４０ａは、圧縮機２１から供給される高温高圧の冷媒を冷却する。前段４０ａには、補助系統３０から水が供給される。前段４０ａは、冷媒と補助系統３０の水との間の熱交換を提供する。

後段４０ｂは、冷媒流れにおいて、前段４０ａより下流側に配置されている。後段４０ｂは、前段４０ａにおいて冷却された冷媒をさらに冷却する。後段４０ｂには、補助系統５０から水が供給される。後段４０ｂは、冷媒と補助系統５０の水との間の熱交換を提供する。

冷凍サイクル２０は、熱交換器６０を備える。熱交換器６０は、水−冷媒間の熱交換を提供するための積層型熱交換器である。熱交換器６０は、蒸発器として機能する。熱交換器６０は、上述の実施形態における熱交換器４０と同じ構造をもつ。ここに開示される積層型熱交換器は、放熱器としても、蒸発器としても用いることができる。熱交換器６０は、コアプレート４１ａ、４１ｂ、４１ｃに相当する複数のプレートを積層して構成されている。熱交換器６０は、冷媒通路４１ｒｆに相当する冷媒通路と、水通路４１ｗｔに相当する水通路と有する。

熱交換器６０は、減圧器２２から供給される低温低圧の冷媒への吸熱を実行する。熱交換器６０は、補助系統５０の水と熱交換する。熱交換器６０は、冷凍サイクル用の積層型の水−冷媒熱交換器とも呼ぶことができる。また、熱交換器６０は、積層型の水−冷媒蒸発器とも呼ぶことができる。冷房用途または冷却用途においては、熱交換器６０は、空調用空気などの利用側媒体を冷却する利用側熱交換器を提供する。

補助系統５０は、循環型の水経路に配置されたポンプ５１と、熱交換器５２とを備える。ポンプ５１は、補助系統５０内に水を循環させる。熱交換器５２は、補助系統５０を流れる水への吸熱を実行する。熱交換器５２は、例えば、空気と熱交換する。補助系統５０は、熱交換器７４０の後段４０ｂに水を供給するように構成された配管を有する。補助系統５０の水経路には、熱交換器６０も配置されている。補助系統５０は、熱交換器６０に冷却水を供給する。よって、補助系統５０は、冷凍サイクル２０の低温サイドに設けられた熱運搬手段を提供する。冷凍サイクル２０は、熱交換器６０を経由して冷却水から吸熱する。冷却用途においては、熱交換器５２によって空調用空気または対象物が冷却される。

この構成では、補助系統５０の水は冷凍サイクル２０によって冷却されている。この結果、補助系統５０の水の温度は、補助系統３０の水の温度より低い。よって、前段４０ａには比較的高温の水ＷＴ（Ｈ）が供給される。後段４０ｂには比較的低温の水ＷＴ（Ｃ）が供給される。前段４０ａは、冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。後段４０ｂは、凝縮した冷媒をさらに過冷却する過冷却器として機能する。これにより、熱交換器４０は過冷却冷媒を減圧器２２に供給する。

図１６に図示されるように、熱交換器７４０は、冷媒の入口および出口のための接続部材４３、４４を備える。さらに、熱交換器７４０は、補助系統３０に接続される水の入口および出口のための接続部材７４５、７４６を備える。接続部材７４５、７４６は、コア部４１の一方の端面に配置されている。熱交換器７４０は、補助系統５０に接続される水の入口および出口のための接続部材４７、４８を備える。接続部材４７、４８は、コア部４１の他方の端面に配置されている。

図１７に図示されるように、区画プレート７４１ｃは、貫通通路４１ｒｉ、４１ｗｉ、４１ｗｏにおいて閉塞部を有する。区画プレート７４１ｃは、貫通通路４１ｒｏにおいて開口部を有する。この結果、区画プレート７４１ｃは、冷媒のための複数の通路４１ｒｆを２群に分割する。さらに、区画プレート７４１ｃは、２群の通路４１ｒｆを直列に配置する。一方、区画プレート７４１ｃは、水のための複数の通路４１ｗｔを完全に２群に分割し、それらの群を連通しない。これにより、コア部４１の中に前段４０ａと後段４０ｂとが区画され、別々に形成される。

この実施形態では、コア部４１内には、冷媒のための横方向に沿ったＵターン状の流路が形成される。一方の群に属する複数の通路４１ｗｔは、接続部材７４５、７４６の間において並列に接続される。接続部材７４５、７４６が一方の端面に集中配置されるから、コア部４１内には、積層方向に沿うＵ字形の水ＷＴ（Ｈ）のための流路が形成される。他方の群に属する複数の通路４１ｗｔは、接続部材４７、４８の間において並列に接続される。接続部材４７、４８が一方の端面に集中配置されるから、コア部４１内には、積層方向に沿うＵ字形の水ＷＴ（Ｃ）のための流路が形成される。この構成によると、冷媒のための流路の長さを長く形成することができる。また、冷媒のための流路の全体において、冷媒と水とを対向流とすることができる。

（第８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。上記実施形態では、第２の補助系統５０の水ＷＴ（Ｃ）を後段４０ｂに供給した。これに代えて、この実施形態では、熱交換器６０にも前段６０ａと後段６０ｂとを設ける。さらに、この実施形態では、後段４０ｂと後段６０ｂとの間において熱交換を提供する第３の補助系統７０を採用する。

図１８に図示されるように、熱システム１０は、熱交換器７４０を備える。さらに、熱システム１０は、熱交換器８６０を備える。熱交換器８６０は、熱交換器７４０と同じ構造をもつ。熱交換器８６０は、冷媒に段階的に吸熱させる多段階の熱交換部６０ａ、６０ｂを有する。

前段６０ａは、冷媒流れにおいて、後段６０ｂより上流側に配置されている。前段６０ａは、減圧器２２から供給される低温低圧の冷媒を加熱することにより、冷媒に吸熱させる。前段６０ａには、補助系統５０から水が供給される。前段６０ａは、冷媒と補助系統５０の水との間の熱交換を提供する。

後段６０ｂは、冷媒流れにおいて、前段６０ａより下流側に配置されている。後段６０ｂは、前段６０ａにおいて吸熱した冷媒にさらに吸熱させる。後段６０ｂには、補助系統７０から水が供給される。後段６０ｂは、冷媒と補助系統７０の水との間の熱交換を提供する。

補助系統７０は、後段４０ｂと後段６０ｂとの間を熱的に結合する。補助系統７０は、水が循環する経路の中に、ボンプ７１を備える。補助系統７０には、後段４０ｂと後段６０ｂとが配置されている。よって、補助系統７０は、後段４０ｂと後段６０ｂとの間を循環するように水を流す。

図１９に図示されるように、熱交換器８６０は、熱交換器７４０と同じ構成要素を備える。熱交換器８６０は、コア部６１を有する。コア部６１は、上述のコア部４１と同じ構造を有する。コア部６１は、区画プレート６１ｃによって前段６０ａと後段６０ｂとに区画されている。区画プレート６１ｃは、区画プレート７４１ｃと同じ形状をもつ。熱交換器８６０は、冷媒の入口および出口のための接続部材６３、６４を備える。熱交換器８６０は、補助系統５０に接続される水の入口および出口のための接続部材６５、６６を備える。接続部材６５、６６は、コア部６１の一方の端面に配置されている。熱交換器８６０は、補助系統７０に接続される水の入口および出口のための接続部材６７、６８を備える。接続部材６７、６８は、コア部６１の他方の端面に配置されている。

この実施形態によると、後段６０ｂにおける低温低圧の冷媒により補助系統７０の水が冷却される。補助系統７０の水は、後段４０ｂに供給される。この結果、補助系統７０の水は、冷凍サイクル２０の高圧サイドにおける冷媒を冷却する。望ましい運転状態では、減圧器２２に供給される冷媒が過冷却される。補助系統７０の水は、後段４０ｂにおいて加熱される。補助系統７０の水は、後段６０ｂに供給される。この結果、補助系統７０の水は、冷凍サイクル２０の低圧サイドにおける冷媒を加熱する。望ましい運転状態では、圧縮機２１に吸入される冷媒が過熱される。このように、補助系統７０を介して冷凍サイクル２０の内部熱交換が提供される。

（第９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。上記実施形態では、補助系統７０の水、すなわち冷媒とは異なる熱媒体を介して冷凍サイクル２０の内部熱交換を提供した。これに代えて、この実施形態では、冷凍サイクル２０の冷媒を用いて直接的な内部熱交換が提供される。

図２０に図示されるように、熱交換器９６０は、前段６０ａと後段９６０ｂとを有する。後段９６０ｂは、前段６０ａを通過した低温低圧の冷媒と、熱交換器４０を通過した後の高温高圧の冷媒ＲＦ（Ｈ）との間の熱交換を提供する。

図２１に図示されるように、熱交換器９６０は、熱交換器８６０と同じ構成要素を備える。熱交換器９６０は、高温高圧の冷媒ＲＦ（Ｈ）の入口および出口のための接続部材９６７、９６８を備える。この実施形態では、水−冷媒熱交換器として構成された熱交換器９６０の一部に、高温高圧冷媒ＲＦ（Ｈ）と低温低圧冷媒ＲＦ（Ｃ）との間の内部熱交換を提供する後段９６０ｂを設けることができる。

（第１０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。上記実施形態では、熱交換器９６０に内部熱交換器を一体的に構成した。これに代えて、この実施形態では、熱交換器１０４０に内部熱交換器を一体的に構成する。

図２２に図示されるように、熱交換器１０４０は、前段４０ａと後段１０４０ｂとを有する。後段１０４０ｂは、前段４０ａを通過した冷媒と、熱交換器６０を通過した後の冷媒ＲＦ（Ｃ）との間の熱交換を提供する。この実施形態では、水−冷媒熱交換器として構成された熱交換器１０４０の一部に、高温高圧冷媒ＲＦ（Ｈ）と低温低圧冷媒ＲＦ（Ｃ）との間の内部熱交換を提供する後段１０４０ｂを設けることができる。

第７実施形態ないし第１０実施形態では、コア部４１、６１は、熱媒体を第１熱媒体として利用することにより冷媒と第１熱媒体との間の熱交換を提供する前段４０ａ、６０ａを備える。さらに、コア部４１、６１は、前段４０ａにおいて熱交換した冷媒と第１熱媒体とは異なる温度をもつ第２熱媒体との間の熱交換を提供する後段４０ｂ、６０ｂ、９６０ｂ、１０４０ｂを備える。この結果、二段階の熱交換が提供される。

前段および後段に供給される冷媒が冷凍サイクル２０の高圧側の冷媒である場合、第２熱媒体は冷凍サイクル２０の低圧側の冷媒と熱交換された熱媒体ＷＴ（Ｃ）とすることができる。前段および後段に供給される冷媒が冷凍サイクル２０の低圧側の冷媒である場合、第２熱媒体は冷凍サイクル２０の高圧側の冷媒と熱交換された熱媒体ＷＴ（Ｈ）とすることができる。前段および後段に供給される冷媒が冷凍サイクル２０の低圧側の冷媒である場合、第２熱媒体は冷凍サイクルの高圧側の冷媒ＲＦ（Ｈ）とすることができる。前段および後段に供給される冷媒が冷凍サイクル２０の高圧側の冷媒である場合、第２熱媒体は冷凍サイクルの低圧側の冷媒ＲＦ（Ｃ）とすることができる。

（第１１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。上記実施形態では、熱交換器４０と熱交換器６０とを互いに離れた位置に別々の部品として配置した。これに代えて、この実施形態では、単一の部品として設けられた熱交換器８０のコア部は、冷凍サイクル２０の高圧側の冷媒が供給される高圧側の熱交換部分１１４０と、冷凍サイクル２０の低圧側の冷媒が供給される低圧側の熱交換部分１１６０とを有する。

図２３に図示されるように、冷凍サイクル２０は、熱交換部分１１４０と熱交換部分１１６０とを含む複合型の熱交換器８０を備える。熱交換器８０は、積層型の熱交換器である。熱交換器８０の半部によって熱交換部分１１４０が提供されている。熱交換器８０の残る半部によって熱交換部分１１６０が提供されている。熱交換部分１１４０と熱交換部分１１６０との間は、積層型熱交換器を構成する境界プレートを介して区画されている。この境界プレートは、冷凍サイクル２０の高圧側と低圧側との間の内部熱交換を提供する熱伝達部分を提供する。

図２４に図示されるように、熱交換器８０は、熱交換部分１１４０を提供する積層型熱交換器と、熱交換部分１１６０を提供する積層型熱交換器とを直接的に接合することによって形成されている。熱交換部分１１４０の端部に配置されたエンドプレート４１ｅと熱交換部分１１６０の端部に配置されたエンドプレート６１ｅとが背中合わせに配置され、ろう付けされている。エンドプレート４１ｅ、６１ｅは境界プレートを提供する。この結果、熱交換部分１１４０と熱交換部分１１６０との間の直接的な熱伝導が可能となる。この熱伝導は、内部熱交換を提供する。

（第１２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、図２５に図示される冷凍サイクル２０が採用される。冷凍サイクル２０は、低圧側の熱交換器、すなわち熱交換器６０だけに水−冷媒熱交換器である積層型熱交換器を採用する。冷凍サイクル２０は、空冷式の熱交換器２４を備える。熱交換器２４は放熱器として機能する。このように、低圧側の熱交換器だけに、水−冷媒熱交換器を採用してもよい。

（第１３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、図２６に図示される冷凍サイクル２０が採用される。冷凍サイクル２０は、可逆式の冷凍サイクルである。冷凍サイクル２０は、冷媒の循環方向を切換える切換弁２５を備える。よって、冷凍サイクル２０は、冷却のための冷却運転と、加熱のための加熱運転（ヒートポンプ運転）とを選択的に実行可能である。

圧縮機２１によって圧縮された高温高圧冷媒が熱交換器２４に供給されるとき、熱交換器６０は蒸発器として機能する。一方、圧縮機２１によって圧縮された高温高圧冷媒が熱交換器６０に供給されるとき、熱交換器６０は放熱器として機能する。

この構成では、冷媒通路には、冷凍サイクル２０の高圧側の冷媒、および冷凍サイクル２０の低圧側の冷媒が選択的に供給される。よって、熱交換器６０を放熱器または蒸発器として選択的に機能させることができる。この結果、冷凍サイクル２０によって補助系統５０の水を冷却または加熱することができる。

（第１４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、図２７に図示される冷凍サイクル２０が採用される。冷凍サイクル２０は、熱交換器６０を冷凍サイクル２０における高圧側または低圧側に選択的に位置付けるバイパス式の冷凍サイクルである。冷凍サイクル２０は、冷却のための冷却運転と、加熱のための加熱運転（ヒートポンプ運転）とを選択的に実行可能である。

冷凍サイクル２０は、減圧器２２をバイパスすることができる開閉弁２６を備える。開閉弁２６が開かれると、減圧器２２は減圧機能を果たせない。この結果、熱交換器６０には高温高圧の冷媒が供給される。熱交換器６０と圧縮機２１との間には、切換弁２７、減圧器２８、および熱交換器２９を含むバイパス通路が設けられる。開閉弁２６が開かれるとき、切換弁２７は、バイパス通路に冷媒を流すように切換えられる。この結果、熱交換器２９は蒸発器として機能する。

この構成でも、冷媒通路には、冷凍サイクル２０の高圧側の冷媒、および冷凍サイクル２０の低圧側の冷媒が選択的に供給される。よって、熱交換器６０を放熱器または蒸発器として選択的に機能させることができる。この結果、冷凍サイクル２０によって補助系統５０の水を冷却または加熱することができる。この構成では、熱交換器６０における冷媒の流れ方向と水の流れ方向とが変化しない。このため、熱交換器６０の機能が放熱器と蒸発器とのいずれにあっても、対向流を得ることができる。

（第１５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。上記実施形態では、冷凍サイクル２０の高圧部分に熱交換器４０だけを配置した。これに加えて、高圧部分に他の熱交換器を追加的に設けてもよい。図２８は、追加的な熱交換器２４ａ、２４ｂ、２４ｃを例示する。これらの少なくともひとつを採用することができる。熱交換器２４ａは、冷媒の流れにおいて、熱交換器４０と並列に配置されている。熱交換器２４ｂは、冷媒の流れにおいて、熱交換器４０より上流側に直列に配置されている。熱交換器２４ｃは、冷媒の流れにおいて、熱交換器４０より下流側に直列に配置されている。

（第１６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。上記実施形態では、冷凍サイクル２０の低圧部分に熱交換器６０だけを配置した。これに加えて、冷圧部分に他の熱交換器を追加的に設けてもよい。図２９は、追加的な熱交換器２３ａ、２３ｂ、２３ｃを例示する。これらの少なくともひとつを採用することができる。熱交換器２３ａは、冷媒の流れにおいて、熱交換器６０と並列に配置されている。熱交換器２３ｂは、冷媒の流れにおいて、熱交換器６０より上流側に直列に配置されている。熱交換器２３ｃは、冷媒の流れにおいて、熱交換器６０より下流側に直列に配置されている。

（他の実施形態）
以上、発明の好ましい実施形態について説明したが、発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、発明の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、それぞれ独立して実施可能である。発明のいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

例えば、補助系統３０、５０、７０は、水を主成分とする冷却水に代えて、オイルなどの熱媒体を循環させてもよい。

また、フィン４１ｆは、冷媒のための通路４１ｒｆだけに設けてもよい。この場合、水のための通路４１ｗｔにはいかなるフィンも設けないか、またはスリットをもたないフィンを設けてもよい。

また、上記実施形態では、一部の接続部材を管状の接続器によって提供した。これに代えて、すべての接続部材をブロックジョイントによって提供してもよい。

１０ 熱システム、 ２０ 冷凍サイクル、 ３０、５０、７０ 補助系統、
４０、７４０、６０、８６０、９６０、１０４０、８０ 積層型熱交換器、
４０ａ、６０ａ 前段、 ４０ｂ、６０ｂ、９６０ｂ、１０４０ｂ 後段、
４１、６１ コア部、 ４１ｒｆ 冷媒通路、 ４１ｗｔ 水通路、
４１ａ、４１ｂ、６４１ｂ コアプレート、
４１ｃ、２４１ｃ、７４１ｃ 区画プレート、
４１ａ１、４１ｂ１ 通路筒状部分、 ４１ａ２、４１ｂ２ 外縁筒状部分、
４１ａ３、４１ｂ３ 板部分、
４１ｄ、４１ｅ、６１ｅ エンドプレート、 ４１ｆ フィン、
４１ｒｉ、４１ｒｏ、４１ｗｉ、４１ｗｏ 貫通通路、
４２ 補強プレート、 ４３、５４３、４４、３４４、６３、６４ 接続部材、
４３ａ、４４ａ 第１接合部、 ４３ｂ、４４ｂ 第２接合部、
４５、４６、２４５、２４６、７４５、７４６、４７、４８ 接続部材、
６５、６６、６７、６８、９６７、９６８ 接続部材。

Claims (12)

1. 冷凍サイクルに流される冷媒のための扁平な複数の冷媒通路（４１ｒｆ）、およびこの冷媒と熱交換する熱媒体のための扁平な複数の熱媒体通路（４１ｗｔ）を形成するように積層して配置された複数のプレート（４１ａ、４１ｂ、６４１ｂ、４１ｃ、２４１ｃ、７４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、６１ｅ）を含むコア部（４１、６１）を有する積層型熱交換器において、
   前記冷媒通路（４１ｒｆ）に冷媒を流すための入口および出口を提供する接続部材（４３、５４３、４４、３４４、６３、６４）と、
   前記熱媒体通路（４１ｗｔ）に熱媒体を流すための入口および出口を提供する接続部材であって、前記冷媒通路（４１ｒｆ）に流される冷媒に対して前記熱媒体通路（４１ｗｔ）に流される熱媒体が対向流となるように前記入口および前記出口が設定された接続部材（４５、４６、２４５、２４６、７４５、７４６、４７、４８、６５、６６、６７、６８、９６７、９６８）とを備え、
   前記コア部は、
   少なくとも前記冷媒通路（４１ｒｆ）に設けられたオフセット型のフィン（４１ｆ）を備え、
   前記コア部は、
   積層方向に延び、複数の前記冷媒通路の一端に連通し入口を提供する冷媒入口貫通通路（４１ｒｉ）と、
   積層方向に延び、複数の前記冷媒通路の他端に連通し出口を提供する冷媒出口貫通通路（４１ｒｏ）と、
   積層方向に延び、複数の前記熱媒体通路の一端に連通し入口を提供する熱媒体入口貫通通路（４１ｗｉ）と、
   積層方向に延び、複数の前記熱媒体通路の他端に連通し出口を提供する熱媒体出口貫通通路（４１ｗｏ）とを有し、
   前記冷媒入口貫通通路（４１ｒｉ）と前記冷媒出口貫通通路（４１ｒｏ）とは前記コア部の対角上に配置されており、
   前記熱媒体入口貫通通路（４１ｗｉ）と前記熱媒体出口貫通通路（４１ｗｏ）とは前記コア部の対角上に配置されており、
   前記冷媒入口貫通通路（４１ｒｉ）および前記冷媒出口貫通通路（４１ｒｏ）と、前記熱媒体入口貫通通路（４１ｗｉ）および前記熱媒体出口貫通通路（４１ｗｏ）とは前記コア部の異なる対角上に配置されており、
   前記プレートは、
   前記コア部における前記冷媒通路および／または前記熱媒体通路を複数の群に分割するとともに、それらの群を直列に連通する区画プレート（４１ｃ、２４１ｃ、７４１ｃ）を含んでおり、
   前記コア部は、前記プレートの積層方向に対して横方向に沿ってＵターン状の流路を形成しており、
   前記コア部は、前記熱媒体を第１熱媒体として利用することにより前記冷媒と前記第１熱媒体との間の熱交換を提供する前段（４０ａ、６０ａ）と、
   前記前段において熱交換した前記冷媒と前記第１熱媒体とは異なる温度をもつ第２熱媒体との間の熱交換を提供する後段（４０ｂ、６０ｂ）とを備え、
   前記前段および前記後段に供給される前記冷媒は、前記冷凍サイクルの高圧側の冷媒であり、
   前記第２熱媒体は前記冷凍サイクルの低圧側の冷媒と熱交換された熱媒体（ＷＴ（Ｃ））であることを特徴とする積層型熱交換器。
2. 冷凍サイクルに流される冷媒のための扁平な複数の冷媒通路（４１ｒｆ）、およびこの冷媒と熱交換する熱媒体のための扁平な複数の熱媒体通路（４１ｗｔ）を形成するように積層して配置された複数のプレート（４１ａ、４１ｂ、６４１ｂ、４１ｃ、２４１ｃ、７４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、６１ｅ）を含むコア部（４１、６１）を有する積層型熱交換器において、
   前記冷媒通路（４１ｒｆ）に冷媒を流すための入口および出口を提供する接続部材（４３、５４３、４４、３４４、６３、６４）と、
   前記熱媒体通路（４１ｗｔ）に熱媒体を流すための入口および出口を提供する接続部材であって、前記冷媒通路（４１ｒｆ）に流される冷媒に対して前記熱媒体通路（４１ｗｔ）に流される熱媒体が対向流となるように前記入口および前記出口が設定された接続部材（４５、４６、２４５、２４６、７４５、７４６、４７、４８、６５、６６、６７、６８、９６７、９６８）とを備え、
   前記コア部は、
   少なくとも前記冷媒通路（４１ｒｆ）に設けられたオフセット型のフィン（４１ｆ）を備え、
   前記コア部は、
   積層方向に延び、複数の前記冷媒通路の一端に連通し入口を提供する冷媒入口貫通通路（４１ｒｉ）と、
   積層方向に延び、複数の前記冷媒通路の他端に連通し出口を提供する冷媒出口貫通通路（４１ｒｏ）と、
   積層方向に延び、複数の前記熱媒体通路の一端に連通し入口を提供する熱媒体入口貫通通路（４１ｗｉ）と、
   積層方向に延び、複数の前記熱媒体通路の他端に連通し出口を提供する熱媒体出口貫通通路（４１ｗｏ）とを有し、
   前記冷媒入口貫通通路（４１ｒｉ）と前記冷媒出口貫通通路（４１ｒｏ）とは前記コア部の対角上に配置されており、
   前記熱媒体入口貫通通路（４１ｗｉ）と前記熱媒体出口貫通通路（４１ｗｏ）とは前記コア部の対角上に配置されており、
   前記冷媒入口貫通通路（４１ｒｉ）および前記冷媒出口貫通通路（４１ｒｏ）と、前記熱媒体入口貫通通路（４１ｗｉ）および前記熱媒体出口貫通通路（４１ｗｏ）とは前記コア部の異なる対角上に配置されており、
   前記プレートは、
   前記コア部における前記冷媒通路および／または前記熱媒体通路を複数の群に分割するとともに、それらの群を直列に連通する区画プレート（４１ｃ、２４１ｃ、７４１ｃ）を含んでおり、
   前記コア部は、前記プレートの積層方向に対して横方向に沿ってＵターン状の流路を形成しており、
   前記コア部は、前記熱媒体を第１熱媒体として利用することにより前記冷媒と前記第１熱媒体との間の熱交換を提供する前段（４０ａ、６０ａ）と、
   前記前段において熱交換した前記冷媒と前記第１熱媒体とは異なる温度をもつ第２熱媒体との間の熱交換を提供する後段（４０ｂ、６０ｂ）とを備え、
   前記前段および前記後段に供給される前記冷媒は、前記冷凍サイクルの低圧側の冷媒であり、
   前記第２熱媒体は前記冷凍サイクルの高圧側の冷媒と熱交換された熱媒体（ＷＴ（Ｈ））であることを特徴とする積層型熱交換器。
3. 前記コア部は、
   前記冷媒通路および前記熱媒体通路を形成する複数のコアプレート（４１ａ、４１ｂ、６４１ｂ、４１ｃ、２４１ｃ、７４１ｃ）と、
   前記コアプレートの積層体の両端に設けられ、前記コアプレートより厚いエンドプレート（４１ｄ、４１ｅ、６１ｅ）とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層型熱交換器。
4. 前記区画プレートは、前記接続部材から延びる貫通通路（４１ｒｉ、４１ｒｏ、４１ｗｉ、４１ｗｏ）を閉塞する閉塞部を有することを特徴とする請求項３に記載の積層型熱交換器。
5. 前記区画プレート以外の前記コアプレート（４１ａ、４１ｂ）は、前記接続部材から延びる貫通通路（４１ｒｉ、４１ｒｏ、４１ｗｉ、４１ｗｏ）を提供する開口部を有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の積層型熱交換器。
6. 前記コアプレートは、前記コア部の外周に位置付けられて互いに重ねられる外縁筒状部分（４１ａ２、４１ｂ２）を有することを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の積層型熱交換器。
7. 前記外縁筒状部分（４１ａ２、４１ｂ２）は前記コア部の外周において少なくとも２重に重ねられていることを特徴とする請求項６に記載の積層型熱交換器。
8. 前記外縁筒状部分（４１ａ２、４１ｂ２）は前記コア部の外周において部分的に３重に重ねられていることを特徴とする請求項７に記載の積層型熱交換器。
9. 前記接続部材は、
   前記冷媒または前記熱媒体を流すための通路（４１ｒｉ）の周囲に設けられ前記コア部に接合された第１接合部（４３ａ、４４ａ）と、
   前記コア部の積層方向の端面において、前記第１接合部より中央寄りの位置に設けられ前記コア部に接合された第２接合部（４３ｂ、４４ｂ）とを備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の積層型熱交換器。
10. 前記冷媒通路には、前記冷凍サイクルの高圧側の冷媒、および前記冷凍サイクルの低圧側の冷媒が選択的に供給されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の積層型熱交換器。
11. 前記コア部は、
    前記冷凍サイクルの高圧側の冷媒が供給される高圧側熱交換部分（１１４０）と、
    前記冷凍サイクルの低圧側の冷媒が供給される低圧側熱交換部分（１１６０）とを有することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の積層型熱交換器。
12. 前記高圧側熱交換部分（１１４０）の端部に配置されたプレート（４１ｅ）と、
    前記低圧側熱交換部分（１１６０）の端部に配置されたプレート（６１ｅ）とが背中合わせに配置され接合されていることを特徴とする請求項１１に記載の積層型熱交換器。

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