WO2014132602A1 - 積層型熱交換器 - Google Patents

Abstract

　積層型熱交換器は、冷媒通路（４１ｒｆ）および熱媒体通路（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。第一接続部材（４３、５４３、４４、３４４、６３、６４）は、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。第二接続部材（４５、４６、２４５、２４６、７４５、７４６、４７、４８、６５、６６、６７、６８、９６７、９６８）は、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。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）を備える。

Description

積層型熱交換器 関連出願の相互参照

　本開示は、２０１３年２月２７日に出願された日本出願番号２０１３－３７４６６号と２０１３年９月１７日に出願された日本出願番号２０１３－１９１６９５号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、冷凍サイクルの冷媒と熱媒体とを熱交換させる積層型熱交換器に関する。

　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。

　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。

　特許文献７には、高温流体と低温流体とを熱交換させる積層型熱交換器が記載されており、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、伝熱プレート間に高温流体流路と低温流体流路とを交互に形成している。

　特許文献７では、伝熱プレートに凹凸形状を設定するとともに、隣り合う伝熱プレートの凹凸同士をろう付け接合している。これにより、凹凸形状部分によって伝熱面積を増大させて、高温流体と低温流体との間の熱交換を促進することができる。

　しかしながら、特許文献７に記載の積層型熱交換器では、高温流体流路および低温流体流路の流路形状は凹凸形状部分によって規定されるため、高温流体流路および低温流体流路の流路形状が同一になる。このため、高温流体および低温流体の物性に応じて、任意に伝熱面積や流路断面積等を設定し、伝熱特性および圧力損失特性を最適化することが困難となる。

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５１９４０１１号公報

　本開示の目的のひとつは、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。

　本開示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。

　本開示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。

　本開示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。

　本開示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。

　本開示の一例において、積層型熱交換器は、冷凍サイクルに流される冷媒のための扁平な冷媒通路、およびこの冷媒と熱交換する熱媒体のための扁平な熱媒体通路を形成するように積層して配置された複数のプレートを含むコア部を有する。積層型熱交換器は、冷媒通路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と、熱媒体通路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、冷媒通路に流される冷媒に対して熱媒体通路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とをさらに備える。コア部は、少なくとも冷媒通路に設けられたオフセット型のフィンを備える。

　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。

　本開示の一例において、積層型熱交換器は、冷凍サイクルの冷媒と熱媒体とを熱交換させる熱交換部を備える。熱交換部は、複数の板状部材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、複数の板状部材同士の間には、冷媒が流れる複数の冷媒流路、および熱媒体が流れる複数の熱媒体流路が形成される。複数の冷媒流路および複数の熱媒体流路は、複数の板状部材の積層方向に並んで配置されている。複数の冷媒流路および複数の熱媒体流路には、それぞれ、隣り合う板状部材同士を接合し、かつ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が設けられている。冷媒流路に設けられたインナーフィンは冷媒側オフセットフィンであり、部分的に切り起こされた切り起こし部が冷媒の流れ方向に多数形成されるとともに、冷媒の流れ方向に隣り合う切り起こし部同士が互いにオフセットされている。熱媒体流路に設けられたインナーフィンは熱媒体側オフセットフィンであり、部分的に切り起こされた切り起こし部が熱媒体の流れ方向に多数形成されるとともに、熱媒体の流れ方向に隣り合う切り起こし部同士が互いにオフセットされている。冷媒流路における板状部材の積層方向の長さである冷媒流路高さは、冷媒側オフセットフィンにおける板状部材の積層方向の長さである冷媒側フィン高さＦｒｈと等しい。熱媒体流路における板状部材の積層方向の長さである熱媒体流路高さは、熱媒体側オフセットフィンにおける板状部材の積層方向の長さである熱媒体側フィン高さＦｗｈと等しい。冷媒側フィン高さＦｒｗおよび熱媒体側フィン高さＦｗｈが、０．１４＜Ｆｒｈ／（Ｆｒｈ＋Ｆｗｈ）＜０．４９の関係を満たすように設定されている。

　これによれば、冷媒側フィン高さＦｒｗおよび熱媒体側フィン高さＦｗｈが、０．１４＜Ｆｒｈ／（Ｆｒｈ＋Ｆｗｈ）＜０．４９の関係を満たすように設定することで、冷媒および熱媒体の圧力損失を低減しつつ、冷媒と熱媒体との間の伝熱性能を向上させることができる。このため、熱交換性能を向上させることが可能となる。

　本開示の一例において、積層型熱交換器は、冷凍サイクルの冷媒と熱媒体とを熱交換させる熱交換部を備える。熱交換部は、複数の板状部材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、複数の板状部材同士の間には、冷媒が流れる複数の冷媒流路、および熱媒体が流れる複数の熱媒体流路が形成される。複数の冷媒流路および複数の熱媒体流路は、複数の板状部材の積層方向に並んで配置されている。複数の冷媒流路および複数の熱媒体流路には、それぞれ、隣り合う板状部材同士を接合し、かつ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が設けられている。冷媒流路に設けられたインナーフィンは冷媒側オフセットフィンであり、部分的に切り起こされた切り起こし部が冷媒の流れ方向に多数形成されるとともに、冷媒の流れ方向に隣り合う切り起こし部同士が互いにオフセットされている。熱媒体流路に設けられたインナーフィンは熱媒体側オフセットフィンであり、部分的に切り起こされた切り起こし部が熱媒体の流れ方向に多数形成されるとともに、熱媒体の流れ方向に隣り合う切り起こし部同士が互いにオフセットされている。熱交換部は、板状部材の積層方向が重力方向と交差するように配置されており、熱交換部は、冷媒流路を流通する冷媒の流れをＵターンさせるＵターン部を有している。

　これによれば、熱交換部に、冷媒流路を流通する冷媒の流れをＵターンさせるＵターン部を設けることで、Ｕターン前の冷媒流路において一旦拡散させた冷媒を集合させた後、Ｕターン後の冷媒流路に冷媒をさらに拡散させることができる。さらに、熱交換部を積層方向が重力方向と交差するように配置することで、気液密度差によって液相冷媒を分離することができる。以上により、冷媒流路において気相冷媒が流通する流路面積（有効伝熱面）を確保して、伝熱性能を向上させることができる。このため、熱交換性能を向上させることが可能となる。

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。 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。 第３実施形態に係る積層型熱交換器の正面図である。 第４実施形態に係る積層型熱交換器の正面図である。 第５実施形態に係る積層型熱交換器の正面図である。 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。 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。 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。 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。 第１０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。 第１２実施形態に係る熱システムのブロック図である。 第１３実施形態に係る熱システムのブロック図である。 第１４実施形態に係る熱システムのブロック図である。 第１５実施形態に係る熱システムのブロック図である。 第１６実施形態に係る熱システムのブロック図である。 第１７実施形態に係る熱交換器を示す平面図である。 図３０のＸＸＸＩ矢視図である。 第１７実施形態に係る熱交換器を示す部分断面図である。 第１７実施形態におけるオフセットフィンを示す斜視図である。 オフセットフィンのフィン高さと伝熱性能または圧力損失との関係を示す特性図である。 第１７実施形態における板状部材を示す正面図である。 冷媒流路または冷却水流路のアスペクト比と圧力損失との関係を示す特性図である。

　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、冷媒の出口のための接続部材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。接続部材４３、４４は冷媒用接続部材であり、第一接続部材に相当する。接続部材４５、４６は熱媒体用接続部材であり、第二接続部材に相当する。

　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４１ｆ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直交する横方向にも沿う流路であり、Ｕ字が横倒しになるように位置付けられている。言い換えれば、コア部４１は、コアプレートの積層方向に対して直交する横方向の一方に向かって延びた後、コアプレートの積層方向に対して延び、さらにコアプレートの積層方向に対して直交する横方向の他方に向かって延びるＵ字状の流路を形成する。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、４４ｂ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４１ｆ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、４５、４６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、４５、４６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、水の入口である接続部材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。

　（第１７実施形態）
　第１７実施形態について図３０～３６に基づいて説明する。図３０、図３１に示す熱交換器２０１０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２０１０は、冷凍サイクルの高圧側冷媒と冷却水（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（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２０１０は、多数の板状部材２０１１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２０１１の積層方向（図３０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３０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３０の例では下端側）を板積層方向他端側と言う。

　板状部材２０１１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２０１１の外周縁部には、略板積層方向（換言すれば、板状部材２０１１の板面と略直交する方向）に突出する張出部２１１１が形成されている。多数の板状部材２０１１は、互いに積層された状態で張出部２１１１同士がろう付けにより接合されている。

　多数の板状部材２０１１は、張出部２１１１の突出先端が互いに同じ側（図３０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２０１１は、熱交換部２０１２、冷媒用第１タンク空間２０１３、冷媒用第２タンク空間２０１４、冷却水用第１タンク空間２０１５および冷却水用第２タンク空間２０１６を形成している。熱交換部２０１２は、複数の冷媒流路２１２１および複数の冷却水流路２１２２で構成されている。

　複数の冷媒流路２１２１および複数の冷却水流路２１２２は、多数枚の板状部材２０１１同士の間に形成されている。冷媒流路２１２１および冷却水流路２１２２の長手方向は、板状部材２０１１の長手方向と一致している。

　冷媒流路２１２１および冷却水流路２１２２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２０１１は、冷媒流路２１２１と冷却水流路２１２２とを仕切る隔壁の役割を果たしている。冷媒流路２１２１を流れる冷媒と、冷却水流路２１２２を流れる冷却水との熱交換は、板状部材２０１１を介して行われる。

　冷媒用第１タンク空間２０１３および冷却水用第１タンク空間２０１５は、熱交換部２０１２に対して、冷媒流路２１２１および冷却水流路２１２２の一方側（図３０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２０１４および冷却水用第２タンク空間２０１６は、熱交換部２０１２に対して、冷媒流路２１２１および冷却水流路２１２２の他方側（図３０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２０１３および冷媒用第２タンク空間２０１４は、複数の冷媒流路２１２１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２０１５および冷却水用第２タンク空間２０１６は、複数の冷却水流路２１２２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２０１３、冷媒用第２タンク空間２０１４、冷却水用第１タンク空間２０１５および冷却水用第２タンク空間２０１６は、板状部材２０１１の四隅（図３１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。本実施形態では、略矩形状の板状部材２０１１の四隅のうち対角線上にある２つの隅部に、冷媒用第１タンク空間２０１３および冷媒用第２タンク空間２０１４が設けられており、残りの２つの隅部に冷却水用第１タンク空間２０１５および冷却水用第２タンク空間２０１６が設けられている。

　熱交換部２０１２を構成する多数枚の板状部材２０１１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２０１１Ａには、第１ジョイント２０２１および第１冷却水パイプ２０２２が取り付けられている。第１ジョイント２０２１は、冷媒配管を接合するための部材であり、熱交換器２０１０の冷媒入口２１０１を形成している。第１冷却水パイプ２０２２は、熱交換器２０１０の冷却水出口２１０２を形成している。

　熱交換部２０１２を構成する多数枚の板状部材２０１１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２０１１Ｂには、第２ジョイント２０２３および第２冷却水パイプ２０２４が取り付けられている。第２ジョイント２０２３は、冷媒配管を接合するための部材であり、熱交換器２０１０の冷媒出口２１０３を形成している。第２冷却水パイプ２０２４は、熱交換器２０１０の冷却水入口２１０４を形成している。

　冷媒入口２１０１および冷媒出口２１０３は冷媒用第１タンク空間２０１３に連通している。冷却水出口２１０２および冷却水入口２１０４は冷却水用第１タンク空間２０１５に連通している。

　図３２に示すように、本実施形態では、熱交換部２０１２を構成する多数枚の板状部材２０１１は、当該板状部材２０１１の四隅に板積層方向の一端側または他端側に向かって突出する略円筒状の突出部２０１１ｆを有している。この突出部２０１１ｆにより、冷媒用第１タンク空間２０１３、冷媒用第２タンク空間２０１４、冷却水用第１タンク空間２０１５および冷却水用第２タンク空間２０１６が、それぞれ形成されている。

　熱交換部２０１２を構成する多数枚の板状部材２０１１のうち、板積層方向の略中央部に位置する中央板状部材２０１１Ｃは、冷媒用第１タンク空間２０１３を構成する突出部２０１１ｆを閉塞する閉塞部２０１１ｇを有している。これにより、冷媒用第１タンク空間２０１３は板積層方向に２つの空間に仕切られている。なお、閉塞部２０１１ｇは、突出部２０１１ｆ、すなわち中央板状部材２０１１Ｃと一体に形成されている。

　したがって、図３０の実線矢印に示すように、冷媒入口２１０１から流入した冷媒は、板積層方向一端側の冷媒流路２１２１を冷媒用第１タンク空間２０１３側から冷媒用第２タンク空間２０１４側へ向かって流れた後、板積層方向他端側の冷媒流路２１２１を冷媒用第２タンク空間２０１４側から冷媒用第１タンク空間２０１３側へ向かって流れて冷媒出口２１０３から流出する。すなわち、熱交換器２０１０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。このとき、本実施形態の中央板状部材２０１１Ｃの閉塞部２０１１ｇが、Ｕターン部に相当している。

　図示は省略しているが、同様に、中央板状部材２０１１Ｃでは、冷却水用第１タンク空間２０１５を構成する突出部２０１１ｆが閉塞されている。これにより、冷却水用第１タンク空間２０１５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３０の一点鎖線矢印に示すように、冷却水入口２１０４から流入した冷却水は、板積層方向他端側の冷却水流路２１２２を冷却水用第１タンク空間２０１５側から冷却水用第２タンク空間２０１６側へ向かって流れた後、板積層方向一端側の冷却水流路２１２２を冷却水用第２タンク空間２０１６側から冷却水用第１タンク空間２０１５側へ向かって流れて冷却水出口２１０２から流出する。すなわち、熱交換器２０１０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２０１０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２０１１同士の間には、図３３に示すオフセットフィン２０３０が配置されている。オフセットフィン２０３０は、板状部材２０１１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２０３０は、部分的に切り起こされた切り起こし部２０３０ａが形成された板状の部材である。切り起こし部２０３０ａ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２０１１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２０３０ａ同士は、互いにオフセットされている。図３３の例では、多数個の切り起こし部２０３０ａ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２０３０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２０３０は、隣り合う両方の板状部材２０１１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２０３０は、隣り合う板状部材２０１１同士を接合し、かつ冷媒流路２１２１および冷却水流路２１２２を板積層方向に横断する内部壁を構成している。また、冷媒流路２１２１および冷却水流路２１２２を板積層方向の長さ（以下、流路高さという）は、冷媒流路２１２１および冷却水流路２１２２それぞれに配置されるオフセットフィン２０３０の板積層方向の長さと等しくなっている。

　冷媒流路２１２１および冷却水流路２１２２には、異なる種類のオフセットフィン２０３０がそれぞれ配置されている。以下、熱交換部２０１２に配置されたオフセットフィン２０３０のうち、冷媒流路２１２１に配置されるオフセットフィン２０３０を冷媒側オフセットフィン２３０１といい、冷却水流路２１２２に配置されるオフセットフィン２０３０を冷却水側オフセットフィン２３０２という。

　ここで、冷媒側オフセットフィン２３０１における板積層方向の長さを、冷媒側オフセットフィン２３０１のフィン高さＦｒｈという。また、冷却水側オフセットフィン２３０２における板積層方向の長さを、冷却水側オフセットフィン２３０２のフィン高さＦｗｈという。

　冷媒側オフセットフィン２３０１の高さＦｒｈは、冷却水側オフセットフィン２３０２の高さＦｗｈより低くなっている。このため、冷媒流路２１２１の流路高さは、冷却水流路２１２２の流路高さよりも低くなっている。

　続いて、本発明者は、冷媒側オフセットフィン２３０１の高さＦｒｈを変更した際の伝熱性能および圧力損失の変化について検討を行った。

　１つの冷媒側オフセットフィン２３０１および１つの冷却水側オフセットフィン２３０２を１セットとした場合において、１セットの合計フィン高さ（Ｆｒｈ＋Ｆｗｈ）うちの冷媒側オフセットフィン２３０１が占めるフィン高さの割合（Ｆｒｈ／（Ｆｒｈ＋Ｆｗｈ））に対する、伝熱性能、又は、冷媒若しくは冷却水の圧力損失を図３４に示す。

　図３４において、一点鎖線は冷媒の圧力損失を示し、二点鎖線は冷却水の圧力損失を示し、実線は冷却水と冷媒との間の伝熱性能を示している。また、図３４中の破線は、比較例として、本実施形態の冷媒に代えてオイルを用いた場合、すなわちオイルと冷却水とを熱交換してオイルを冷却するオイルクーラにおける、オイルと冷却水との間の伝熱性能を示している。

　図３４の実線に示すように、冷媒側オフセットフィン２３０１が占めるフィン高さの割合を０．１以上、０．５以下の範囲とすることで、冷媒と冷却水との間の伝熱性能を最高値の約８割以上とすることができる。

　図３４の一点鎖線に示すように、冷媒側オフセットフィン２３０１が占めるフィン高さの割合が０．１４以下になると、冷媒の圧力損失が急激に大きくなる。また、図３４の二点鎖線に示すように、冷媒側オフセットフィン２３０１が占めるフィン高さの割合が０．４９以上になると、冷却水の圧力損失が急激に大きくなる。

　したがって、冷媒側オフセットフィン２３０１が占めるフィン高さの割合を０．１４より大きく、０．４９より小さくする、すなわち０．１４＜Ｆｒｈ／（Ｆｒｈ＋Ｆｗｈ）＜０．４９の関係を満たすようにすることで、冷媒および冷却水の圧力損失を低減しつつ、冷媒と冷却水との間の伝熱性能を向上させることができる。

　なお、図３４の破線に示すように、比較例のオイルクーラでは、冷媒側オフセットフィン２３０１が占めるフィン高さの割合が、上述した最適範囲外である０．５以上の領域において、オイルと冷却水との間の伝熱性能の最高値が存在する。このため、冷媒と冷却水との熱交換を行う熱交換器において、冷媒側オフセットフィン２３０１および冷却水側オフセットフィン２３０２のフィン高さを、０．１４＜Ｆｒｈ／（Ｆｒｈ＋Ｆｗｈ）＜０．４９の関係を満たすようにすることが効果的である。

　ここで、図３３に示すように、冷媒側オフセットフィン２３０１の切り起こし部２０３０ａにおける冷媒の流れ方向の長さを、セグメント長さＳという。セグメント長さＳが長い程、冷媒流路２１２１における冷媒の拡散性が悪化する。このため、本実施形態では、冷媒側オフセットフィン２３０１のセグメント長さＳが、冷媒流路長さＬの１／８０以下、すなわちＬ／８０以下に設定されている。これにより、冷媒流路２１２１に冷媒が良好に拡散するので、偏流の発生を抑制することができる。なお、セグメント長さＳが短いほど、冷媒流路２１２１における冷媒の拡散性が向上するので、セグメント長さＳを製造限界まで出来る限り短くすることが好ましい。

　続いて、本発明者は、冷媒流路２１２１の形状を変更した際の、冷媒の圧力損失の変化について検討を行った。

　図３５に示すように、冷媒流路２１２１の冷媒の流れ方向の長さ（以下、冷媒流路長さという）Ｌと、冷媒流路２１２１における冷媒の流れ方向および板積層方向の双方に直交する方向（以下、冷媒流路２１２１の幅方向という）の長さＷとの比（Ｌ／Ｗ）をアスペクト比とする。

　ここで、冷媒側オフセットフィン２３０１のセグメント長さＳをＬ／８０以下とした場合の、冷媒流路２１２１または冷却水流路２１２２のアスペクト比と圧力損失との関係を図３６に示す。このとき、冷媒側オフセットフィン２３０１のフィン高さは１．５ｍｍに設定されている。図３６において、実線は冷媒流路２１２１のアスペクト比と圧力損失との関係を示しており、破線は冷却水流路２１２２のアスペクト比と圧力損失との関係を示している。

　冷却水は粘性が高いため、冷却水自体の粘性で冷却水流路２１２２内を拡散する。このため、冷却水流路２１２２における冷却水の圧力損失は流路長さに依存する。よって、図３６の破線に示すように、冷却水流路２１２２のアスペクト比が大きい程、冷却水の圧力損失が上昇する。

　一方、ガス状の冷媒は粘性が低いので、冷媒流路２１２１内に拡散しにくく、偏流が発生しやすい。これに対し、図３６の実線に示すように、冷媒側オフセットフィン２３０１のセグメント長さＳをＬ／８０以下とし、かつ、冷媒流路２１２１のアスペクト比を１．３以上とすることで、偏流の発生を抑制し、冷媒の圧力損失を低減することができる。

　ところで、冷凍サイクルにおいては、冷媒の圧力損失が大きい程、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）が悪化するため、圧力損失を小さくすることが望ましい。冷却水流路２１２２と同様に、冷媒流路２１２１においても、冷媒流路２１２１のアスペクト比を１．３以上の領域では、流路長さが長くなる程、圧力損失が増加する。

　実用上、冷媒の圧力損失は、最小圧力損失の１．５倍以内とすることが望ましい。なお、冷媒の圧力損失が最小圧力損失の１．５倍のとき、ＣＯＰは最大ＣＯＰに対して５％悪化する。また、冷媒流路２１２１のアスペクト比が大きくなると、熱交換器２０１０の体格が大型化する。したがって、ＣＯＰの低下抑制および熱交換器２０１０の体格のコンパクト化を図るため、冷媒流路２１２１のアスペクト比を４以下とすることが望ましい。

　ところで、本実施形態の熱交換部２０１２は、板積層方向が重力方向と交差するように配置されている。具体的には、冷媒流路２１２１の幅方向が重力方向と平行になるように、熱交換部２０１２が配置されている。

　熱交換部２０１２において、冷媒は冷却水と熱交換することにより凝縮・蒸発する。冷媒が凝縮・蒸発を行う場合、伝熱面の液膜が薄い程、熱伝達率が向上する。

　図３５の破線矢印に示すように、冷媒流路２１２１では、冷媒流路２１２１に冷媒を流入させる冷媒流入部２１２１ａから、冷媒流路２１２１から冷媒を流出させる冷媒流出部２１２１ｂに向かって冷媒が流れる。

　ここで、冷媒流路２１２１を流通する冷媒の流れがＵターンするように構成されていない比較例に係る熱交換器２０１０では、冷媒流入部２１２１ａから冷媒流路２１２１へ拡散された気液二相冷媒のうち、液相冷媒が冷媒側オフセットフィン２３０１に付着して滞留する。気相冷媒は、液相冷媒が滞留していない部分を流れやすくなるため、偏流が発生する。そして、一旦偏流が発生すると、改善することは困難であるので、全ての冷媒流路２１２１において偏流が発生したままになり、熱伝達率が低下する。

　これに対し、本実施形態の熱交換器２０１０では、Ｕターン前の冷媒流路２１２１において、液相冷媒が冷媒側オフセットフィン２３０１に付着して滞留するが、気液密度差により重力方向下側へ移動し、冷媒流出部２１２１ｂにおいて集合する。そして、Ｕターン後の冷媒流路２１２１において、冷媒流入部２１２１ａから気液二相状態の冷媒が再び拡散される。Ｕターン前と同様、Ｕターン後の冷媒流路２１２１では、液相冷媒が冷媒側オフセットフィン２３０１に付着して滞留するが、気液密度差により重力方向下側へ移動し、冷媒流出部２１２１ｂにおいて集合する。

　このように、冷媒流路２１２１を流通する冷媒の流れがＵターンさせることで、Ｕターン前の冷媒流路２１２１において一旦拡散させた冷媒を集合させた後、Ｕターン後の冷媒流路２１２１に冷媒をさらに拡散させることができる。さらに、熱交換部２０１２を板積層方向が重力方向と交差するように配置することで、気液密度差によって液相冷媒を分離することができる。以上により、冷媒流路２１２１において気相冷媒が流通する流路面積（有効伝熱面）を確保して、伝熱性能を向上させることができる。このため、熱交換性能を向上させることが可能となる。

　（他の実施形態）
　本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

　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。

　上記第１７実施形態では、熱媒体として冷却水を採用した例について説明したが、熱媒体はこれに限定されない。例えば、熱媒体として冷媒を採用し、熱交換部２０１２において冷媒同士を熱交換させてもよい。

　上記第１７実施形態では、熱交換部２０１２を、冷媒流路２１２１の幅方向が重力方向と平行になるように配置した例について説明したが、熱交換部２０１２の配置向きはこれに限定されない。例えば、熱交換部２０１２を、板積層方向が重力方向と交差するように配置することで、冷媒流路２１２１において、気液密度差により液相冷媒を重力方向下方側に集め、有効伝熱面を確保することができる。

　上記第１７実施形態では、冷媒流路２１２１および冷却水流路２１２２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２１２１および冷却水流路２１２２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。

　上記第１７実施形態では、熱交換器２０１０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複数回Ｕターンするように構成されてもよい。

　また、熱交換器２０１０を、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してもよい。この場合、熱交換部２０１２を任意の向きに配置してもよい。

　上記第１７実施形態では、熱交換器２０１０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。

Claims (22)

1. 　冷凍サイクルに流される冷媒のための扁平な冷媒通路（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第一接続部材（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第二接続部材であって、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第二接続部材（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）を備える積層型熱交換器。
2. 　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）とを備える請求項１に記載の積層型熱交換器。
3. 　前記コアプレートは、
   　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）を含む請求項２に記載の積層型熱交換器。
4. 　前記区画プレートは、前記第一接続部材と前記第二接続部材の少なくともひとつ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、前記第一接続部材と前記第二接続部材の少なくともひとつ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請求項４に記載の積層型熱交換器。
6. 　前記コア部は、前記コアプレートの積層方向に対して直交する横方向に沿ってＵターン状の流路を形成する請求項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）を有する請求項２から請求項６のいずれか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少なくとも２重に重ねられている請求項７に記載の積層型熱交換器。
9. 　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請求項８に記載の積層型熱交換器。
10. 　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））である請求項１０に記載の積層型熱交換器。
12. 　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））である請求項１０に記載の積層型熱交換器。
13. 　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（ＲＦ（Ｈ））である請求項１０に記載の積層型熱交換器。
14. 　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（ＲＦ（Ｃ））である請求項１０に記載の積層型熱交換器。
15. 　前記第一接続部材と前記第二接続部材の少なくともひとつは、
    　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）とを備える請求項１から請求項１４のいずれかに記載の積層型熱交換器。
16. 　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請求項１から請求項１５のいずれかに記載の積層型熱交換器。
17. 　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）とを有する請求項１から請求項１６のいずれかに記載の積層型熱交換器。
18. 　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請求項１７に記載の積層型熱交換器。
19. 　冷凍サイクルの冷媒と熱媒体とを熱交換させる熱交換部（２０１２）を備え、
    　前記熱交換部（２０１２）は、複数の板状部材（２０１１）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、
    　前記複数の板状部材（２０１１）同士の間には、前記冷媒が流れる複数の冷媒流路（２１２１）、および前記熱媒体が流れる複数の熱媒体流路（２１２２）が形成され、
    　前記複数の冷媒流路（２１２１）および前記複数の熱媒体流路（２１２２）は、前記複数の板状部材（２０１１）の積層方向に並んで配置されており、
    　前記複数の冷媒流路（２１２１）および前記複数の熱媒体流路（２１２２）には、それぞれ、隣り合う前記板状部材（２０１１）同士を接合し、かつ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（２３０１、２３０２）が設けられており、
    　前記冷媒流路（２１２１）に設けられた前記インナーフィンは、部分的に切り起こされた切り起こし部（２０３０ａ）が前記冷媒の流れ方向に多数形成されるとともに、前記冷媒の流れ方向に隣り合う前記切り起こし部（２０３０ａ）同士が互いにオフセットされている冷媒側オフセットフィン（２３０１）であり、
    　前記熱媒体流路（２１２２）に設けられた前記インナーフィンは、部分的に切り起こされた切り起こし部（２０３０ａ）が前記熱媒体の流れ方向に多数形成されるとともに、前記熱媒体の流れ方向に隣り合う前記切り起こし部（２０３０ａ）同士が互いにオフセットされている熱媒体側オフセットフィン（２３０２）であり、
    　前記冷媒流路（２１２１）における前記板状部材（２０１１）の積層方向の長さである冷媒流路高さは、前記冷媒側オフセットフィン（２３０１）における前記板状部材（２０１１）の積層方向の長さである冷媒側フィン高さＦｒｈと等しくなっており、
    　前記熱媒体流路（２１２２）における前記板状部材（２０１１）の積層方向の長さである熱媒体流路高さは、前記熱媒体側オフセットフィン（２３０２）における前記板状部材（２０１１）の積層方向の長さである熱媒体側フィン高さＦｗｈと等しくなっており、
    　前記冷媒側フィン高さＦｒｗおよび前記熱媒体側フィン高さＦｗｈが、０．１４＜Ｆｒｈ／（Ｆｒｈ＋Ｆｗｈ）＜０．４９の関係を満たすように設定されている積層型熱交換器。
20. 　前記冷媒流路（２１２１）における前記冷媒の流れ方向の長さＬと、前記冷媒流路（２１２１）における前記冷媒の流れ方向および前記板状部材（２０１１）の積層方向の双方に直交する方向の長さＷとの比であるアスペクト比（Ｌ／Ｗ）が、１．３以上に設定されており、
    　前記冷媒側オフセットフィン（２３０１）の前記切り起こし部（２０３０ａ）における前記冷媒の流れ方向の長さＳが、Ｌ／８０以下に設定されている請求項１９に記載の積層型熱交換器。
21. 　前記熱交換部（２０１２）は、前記板状部材（２０１１）の積層方向が重力方向と交差するように配置されており、
    　前記熱交換部（２０１２）は、前記冷媒流路（２１２１）を流通する前記冷媒の流れをＵターンさせるＵターン部（２０１１ｇ）を有している請求項１９または２０に記載の積層型熱交換器。
22. 　冷凍サイクルの冷媒と熱媒体とを熱交換させる熱交換部（２０１２）を備え、
    　前記熱交換部（２０１２）は、複数の板状部材（２０１１）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、
    　前記複数の板状部材（２０１１）同士の間には、前記冷媒が流れる複数の冷媒流路（２１２１）、および前記熱媒体が流れる複数の熱媒体流路（２１２２）が形成され、
    　前記複数の冷媒流路（２１２１）および前記複数の熱媒体流路（２１２２）は、前記複数の板状部材（２０１１）の積層方向に並んで配置されており、
    　前記複数の冷媒流路（２１２１）および前記複数の熱媒体流路（２１２２）には、それぞれ、隣り合う前記板状部材（２０１１）同士を接合し、かつ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（２３０１、２３０２）が設けられており、
    　前記冷媒流路（２１２１）に設けられた前記インナーフィンは、部分的に切り起こされた切り起こし部（２０３０ａ）が前記冷媒の流れ方向に多数形成されるとともに、前記冷媒の流れ方向に隣り合う前記切り起こし部（２０３０ａ）同士が互いにオフセットされている冷媒側オフセットフィン（２３０１）であり、
    　前記熱媒体流路（２１２２）に設けられた前記インナーフィンは、部分的に切り起こされた切り起こし部（２０３０ａ）が前記熱媒体の流れ方向に多数形成されるとともに、前記熱媒体の流れ方向に隣り合う前記切り起こし部（２０３０ａ）同士が互いにオフセットされている熱媒体側オフセットフィン（２３０２）であり、
    　前記熱交換部（２０１２）は、前記板状部材（２０１１）の積層方向が重力方向と交差するように配置されており、
    　前記熱交換部（２０１２）は、前記冷媒流路（２１２１）を流通する前記冷媒の流れをＵターンさせるＵターン部（２０１１ｇ）を有している積層型熱交換器。

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