以下、添付図面を参照しながら、本発明の� ��施形態について説明する。 
 図1は、本発明の実施形態に係るプレート積 層型熱交換器100の分解斜視図、図2は、プレ� �ト積層型熱交換器100において、高温流体と� �温流体とがコアプレート53を介して熱交換を 行う様子を示す図である。但し、図1に示す� �レート積層型熱交換器100及びコアプレート53 と、図2に示すプレート積層型熱交換器100及� �コアプレート53とは、同一のものではないが 、図1,2において、同一若しくは類似の箇所に は、同一の符号を付している。また、各図に おいて、図7,8に示した箇所と同一若しくは類 似の箇所には、同一の符号を付している。

 図1,2に示すプレート積層型熱交換器100は� ��前後のエンドプレート51,52間に複数のコア� �レート53,54の組(コア55)を積層し、その外周� �ランジ部同士(例えば、外周フランジ部53aと� ��周フランジ部54a同士)をロウ付けすることで 、エンドプレート51,52及びコアプレート53,54� �囲われた内部を高温流体が流れる高温流体� �と低温流体が流れる低温流体室とに画成す� �とともに、各流体室をそれぞれ前部側エン� �プレート51に突設した一対の循環パイプ56a,56 b及び57a,57bに連通させてなるものである。な� ��、エンドプレート51,52には、コアプレート53 ,54の形状に応じて、凹凸が適宜設けられてい る。また、図2に示すコアプレート53には、エ ンボス11及び切り込み状の第2凸部50が形成さ� ��ている。但し、図1に示すコアプレート53に� ��、エンボス11及び第2凸部50を図示していな� �。

 コアプレート53,54は、平板状のプレート� �湾曲形成されたものであり、具体的には、� �板状のプレートの片面側に溝状の凸部10が複 数形成され、これらの凸部10a~10eが当該プレ� �トの長手方向一端側から当該プレートの長� �方向他端側に向けて略平行に伸びて当該プ� �ートの長手方向他端側の領域においてUター� ��を形成しつつ当該プレートの長手方向一端� ��に戻るように構成され、且つ当該プレート� ��うち凸部10a~10eが形成された領域からUター� �が形成された領域を除いた領域において、� �該プレートの積層方向に山部と谷部とが形� �され、これらの山部及び谷部が当該プレー� �の長手方向に沿って繰り返されるように当� �プレートが湾曲形成されたものであり、そ� �外形が適宜設計されている。なお、Uターン� ��形成された領域に、山部及び谷部を形成し� ��いこととしたのは、熱交換効率の低下を防� ��するためである。すなわち、Uターンが形成 された領域には、高温流体の流れに停滞が生 じやすいので、当該領域に前述した山部及び 谷部を形成した場合には、かえって熱交換効 率の低下を招いてしまうことが懸念される。 そこで、当該領域には、山部及び谷部を形成 しないこととしたのである。

 前述した凸部10a~10eには、コアプレート53� ��積層方向に山部と谷部とが形成されており� ��これらの山部及び谷部は、コアプレート53� �長手方向に沿って周期的に繰り返されるよ� �に構成されている。さらに、凸部10a~10eには� ��コアプレート53の幅方向にも山部と谷部と� �形成されており、これらの山部及び谷部は� �コアプレート53の長手方向に沿って周期的に 繰り返されるように構成されている。そして 、コアプレート53の積層方向に形成された山� ��及び谷部によって構成される波と、コアプ� ��ート53の幅方向に形成された山部及び谷部� �よって構成される波とは、それぞれの波の� �期が同一の関係にある。さらに、一対のコ� �プレート53,54に形成された凸部10,10同士は、� ��該コアプレート53,54の幅方向に形成された� �部と谷部によって構成される波の周期及び� �幅が同一であるとともに、コアプレート53,54 の長手方向に沿って同位相で蛇行するように 構成されている。

 コアプレート53,54の長手方向両端側には� �一対の低温流体用の入口ポート59a及び低温� �体用の出口ポート59bが設けられている。例� �ば、図3に示すコアプレート53の場合、当該� �アプレート53の下端側には、低温流体用の入 口ポート59aが設けられ、同コアプレート53の� ��端側には、低温流体用の出口ポート59bが設� ��られている。さらに、コアプレート53,54の� �手方向一端側(すなわち、前述したUターンが 形成されている領域と反対側の領域)には、� �温流体用の入口ポート59aが設けられた領域� �内側の領域において、一対の高温流体用の� �口ポート58a及び高温流体用の出口ポート58b� �設けられている。例えば、図3に示すコアプ� ��ート53の場合、当該コアプレート53の下端側 には、低温流体用の入口ポート59aが設けられ た領域の内側の領域(すなわち、低温流体用� �入口ポート59aの上部側の領域)において、一� ��の高温流体用の入口ポート58a及び高温流体� ��の出口ポート58bがコアプレート53の幅方向� �端側に設けられている。なお、高温流体用� �入口ポート58a及び高温流体用の出口ポート58 b、並びに低温流体用の入口ポート59a及び低� �流体用の出口ポート59bは、いずれもその断� �形状が適宜設計されている。

 また、凸部10の両端側は、それぞれ高温� �体用の入口ポート58a及び高温流体用の出口� �ート58bに収束するように構成されている。� �対のコアプレート53,54の組(コア55)は、二枚� �コアプレート53,54を前記片面側と反対側の他 面側同士が相互に向き合い、且つそれぞれに 形成された凸部10、10同士が逆向きに対をな� �ように組み付けて構成されたものである。� �して、当該一対のコアプレート53,54の組によ り、凸部10,10同士の壁面で囲繞されてなる蛇� ��管が複数形成され、これらの蛇行管により� ��高温流体室が構成されている。

 蛇行管は、コアプレート53,54の最内側に� �置されたものを除いて、管の長さが短いも� �ほど、すなわち、高温流体用の入口ポート58 aへの収束部と高温流体用の出口ポート58bへ� �収束部との間のU字の距離が短いものほど、� ��の断面積が小さくなるように構成されてお� ��、逆に、管の長さが長いものほど、当該管� ��断面積が大きくなるように構成されている� ��より具体的に説明すると、蛇行管は、コア� ��レート53,54において最内側に配置されたも� �(すなわち、凸部10e,10e同士によって構成され る蛇行管)を除いて、コアプレート53,54の幅方 向の外側から当該コアプレート53,54の内側に� ��置されたものほど、その断面積が小さくな� ��ように構成されている。なお、コアプレー� ��53,54の最内側に配置された蛇行管の断面積� �、これと隣接する外側の蛇行管(すなわち、� ��部10d,10d同士によって構成される蛇行管)の� �面積よりも大きくなるように構成されてい� �のは、当該蛇行管内を流れる高温流体の流� �を改善するためである。すなわち、コアプ� �ート53,54の最内側に配置された蛇行管は、前 述したUターンの屈曲率が他の蛇行管よりも� �きく構成されているので、その構造上、当� �蛇行管内には高温流体が停滞しやすい。そ� �ため、当該蛇行管の断面積を最小にした場� �には、高温流体の流れが著しく停滞してし� �うことが懸念される。そこで、コアプレー� �53,54の最内側に配置された蛇行管の断面積が 、これと隣接する外側の蛇行管の断面積より も大きくなるように構成されているのである 。そして、これらの蛇行管を構成する凸部10a ~10eは、凸部10aの断面積>凸部10bの断面積> 凸部10cの断面積>凸部10dの断面積、凸部10b� �断面積>凸部10eの断面積>凸部10cの断面積 、という関係にある。但し、本発明の構成は 、かかる実施形態の構成に限定されるもので はなく、蛇行管若しくは凸部10の断面積は、� ��宜設計し得るものとする。例えば、前述し� ��蛇行管が、コアプレート53,54の最内側に配� �されたものを含めて、コアプレート53,54の幅 方向の外側から当該コアプレート53,54の内側� ��配置されたものほど、順次、その断面積が� ��さくなるように設計してもよい。この場合� ��は、凸部10aの断面積>凸部10bの断面積>� �部10cの断面積>凸部10dの断面積>凸部10eの 断面積、という関係になる。

 前述した通り、プレート積層型熱交換器1 00では、一対のコアプレート53,54の組により� �凸部10,10同士の壁面で囲繞されてなる蛇行管 が複数形成され、これらの蛇行管により、高 温流体室が構成されている。これらの蛇行管 は、コアプレート53,54の長手方向他端側でUタ ーンするように構成されており、しかも、そ の両端側が、高温流体用の入口ポート58a及び 高温流体用の出口ポート58bに収束するように 構成されている。そのため、高温流体は、蛇 行管内の高温流体室をUターン状に流れると� �もに、高温流体用の入口ポート58a及び高温� �体用の出口ポート58bの付近においては円弧� �に旋回しながら流れることとなる。すなわ� �、高温流体は、コアプレート53,54の広範囲の 領域と接触しながら流れることとなる。これ により、コアプレート53,54においては、伝熱� ��寄与しない領域が狭くなり、当該コアプレ� ��ト53,54には、高温流体と低温流体との熱交� �に寄与する領域が広く形成されることとな� �。従って、プレート積層型熱交換器100にお� �ては、いずれも従来のプレート積層型熱交� �器500と比べて、高温流体と低温流体との熱� �換効率が高くなる。また、蛇行管は、コア� �レート53,54の中心側に配置されたものを除い て、コアプレート53,54の幅方向の外側から当� ��コアプレート53,54の内側に配置されたもの� �ど、その断面積が小さくなるように構成さ� �ている。そのため、プレート積層型熱交換� �100では、コアプレート53,54の幅方向の両端側 に配置された管内にも、当該コアプレート53, 54の中心側に配置された管内と同程度に、高� ��流体が分配されることとなる。その結果、� ��アプレート53,54の幅方向の両端側に配置さ� �た管内を流れる高温流体の流量と、当該コ� �プレート53,54の中心側に配置された管内を流 れる高温流体の流量とがほぼ同一となり、各 管内を流れる高温流体の流量が均一化される こととなる。従って、プレート積層型熱交換 器100においては、熱交換効率がより優れたも のとなる。さらに、プレート積層型熱交換器 100では、蛇行管を構成する凸部10に切り込み� ��の第2凸部50が複数形成されており、これら� ��第2凸部により、蛇行管内には、より複雑な 流路が形成されている。そのため、高温流体 は、凸部10に第2凸部50が形成されていない場� ��と比べると、コアプレート53,54の広範囲の� �域と接触しながら流れることとなり、その� �果、当該コアプレート53,54には、高温流体と 低温流体との熱交換に寄与する領域がよりい っそう広く形成されることとなる。従って、 プレート積層型熱交換器100では、熱交換効率 がよりいっそう優れたものとなる。

===その他の実施形態===
 次に、図3A,図3B及び図4A,図4Bを参照しながら 、本発明のその他の実施形態について説明す る。図3A,図3B及び図4A,図4Bは、本発明のその� �の実施形態に係るプレート積層型熱交換器20 0の改良部分を示す図である。図4A,図4Bは、図 3A,図3Bの凸部30,40に第2凸部50を形成したもの� �示す図である。各図において、同一若しく� �類似の箇所には、同一の符号を付している� �但し、前記Uターンが形成された領域の説明� ��省略する。

 図3A,図3B及び図4A,図4Bに示すプレート積層 型熱交換器200は、前後のエンドプレート51,52� ��に複数のコアプレート13,14の組(コア15)を積� ��し、その外周フランジ部同士をロウ付けす� ��ことで、エンドプレート51,52及びコアプレ� �ト13,14で囲われた内部を高温流体室と高温流 体室とが交互に積層されるように画成し、各 流体室をそれぞれ前部側エンドプレート51に� ��設した一対の循環パイプ56a,56b及び57a,57bに� �通させたものである。

 コアプレート13,14は、平板状のプレート� �改良したものである。具体的には、これら� �コアプレート13,14は、平板状のプレートの片 面側(但し、前記Uターンが形成された領域を� ��く。)に、当該プレートの長手方向に沿って 連続的に蛇行する波状の凸部30,40を複数形成� ��、さらにこのプレートを当該プレートの積� ��方向に山部と谷部とが配置され、これらの� ��部及び谷部が当該プレートの長手方向に沿� ��て繰り返されるように湾曲形成したもので� ��る。凸部30,40は、コアプレート13,14の長手方 向と平行に複数形成されており、隣接する凸 部30,40の間隔が等間隔となるように配列され� ��いる。凸部30,40には、コアプレート13,14の幅 方向に山部と谷部とが形成されており、これ らの山部と谷部とが交互にコアプレート13,14� ��長手方向に沿って周期的に繰り返されるよ� ��に蛇行する。さらに、凸部30,40には、コア� �レート13,14の積層方向にも山部と谷部とが形 成され、これらの山部と谷部とが交互にコア プレート13,14の長手方向に沿って周期的に繰� ��返されるように蛇行する。そして、コアプ� ��ート13,14の幅方向に形成された山部及び谷� �は、それぞれコアプレート13,14の積層方向に 形成された山部及び谷部に対応するように配 置されている。凸部30,40には、コアプレート1 3,14の積層方向及び幅方向に波が形成されて� �る。そして、凸部30,40同士は、当該コアプレ ート13,14の幅方向に形成された波の周期、位� ��及び振幅が同一の関係にある。

 一対のコアプレート13,14の組(コア15)は、� ��枚のコアプレート13,14を凸部30,40が形成され た片面側とは反対側の他面側同士が相互に向 き合い、それぞれに形成した凸部30,40同士が� ��下逆向きに対をなすように組み付けたもの� ��ある(図3A参照)。そして、コア15には、凸部3 0,40同士の壁面で囲繞されてなる蛇行管が複� �形成されており、これらの蛇行管により、� �温流体室が構成されている。また、各コア15 は、それぞれに形成された積層方向の山部同 士及び谷部同士が互いに重なり合うようにし て組み付けられている(図3B参照)。

 凸部30,40同士は、上下逆向きに対をなし� �蛇行管を構成し、コアプレート13,14の幅方向 に隣接する蛇行管同士は、互いに遮断された 状態にある。従って、高温流体は、同一の蛇 行管内を略長手方向に流れることとなり、隣 接する他の蛇行管内には流れ込まない。但し 、本発明の構成は、かかる構成に限定される ものではなく、例えば、凸部30,40同士をコア� ��レート13,14の長手方向若しくは幅方向に半� �相ずらして形成し、蛇行管を構成しないよ� �にしてもよい(但し図示せず)。このような構 成とした場合には、高温流体が隣接する凸部 間にも流れ込むようになり、より複雑な高温 流体室が形成されることとなる。なお、凸部 30,40には、コアプレート13,14の積層方向に形� �された山部及び谷部に相当する箇所に、エ� �ボス31,41を形成しておくことが好ましい。こ の場合に、コアプレート13,14の組を積層する� ��、上下一対のエンボス31,41が相互に当接し� �、低温流体室内に円柱状の柱体が形成され� �(図3B参照)。これらの柱体によりコアプレー� ��13,14が積層方向に支えられることとなり、� �の結果、プレート強度が向上する。

 また、図4A,図4Bに示すように、凸部30,40を 構成する各壁面には、第2凸部50を形成し、蛇 行管内を複雑な構造にしておくことが好まし い。すなわち、図4A,図4Bに示す凸部30,40を構� �する各壁面には、それぞれ高温流体の流れ� �向と略直交する方向に沿って連続する小さ� �第2凸部50が形成されており、これらの第2凸� ��50は、コアプレート13,14の幅方向と略平行と なるように配列されている。これにより、蛇 行管内には、より複雑な流路が形成されてい る。但し、本発明は、かかる構成に限定され るものではなく、第2凸部50を不連続的に形成 してもよい。また、第2凸部50の形状、方向及 び配列等は、適宜設計することとする。例え ば、第2凸部50を、凸部30,40が蛇行する方向と� ��交する方向に沿って連続的若しくは不連続� ��に形成し、或いは凸部30,40が蛇行する方向� �沿って連続的若しくは不連続的に形成して� �よい。

 以上の構成によれば、一対のコアプレー� ��13,14の組には、コアプレート13,14の積層方向 及び幅方向に蛇行する蛇行管が形成されてい る。これらの蛇行管内には、高温流体室が構 成され、蛇行管同士で挟まれた領域には、低 温流体室が構成されている。蛇行管は、フィ ンに代替する複雑な流路を形成するので、コ アプレート13,14の伝熱面積が増加する。また� ��各流体室における出入口間の長さ(パス長)� �増加して、熱交換効率が約10~20%向上する。� �って、フィンを削減したプレート積層型熱� �換器200においても、フィンを設けた場合と� �等の熱交換効率を維持することが可能とな� �。また、すべてのコア15において、フィンを 完全に廃止することも可能となる。さらに、 フィンの削減若しくは廃止により、部品点数 の低減、及びコスト削減も可能となる。

 ところで、プレート積層型熱交換器200は� ��高温流体が蛇行管内を長手方向一端側から� ��端側に向けて流れるように構成されており� ��チューブ式熱交換器と類似の構造を有する� ��しかし、プレート積層型熱交換器200は、複� ��な流路が形成されており、この点でチュー� ��式熱交換器の構造と相違する。つまり、チ� ��ーブ式熱交換器では、各流体室が直管状の� ��ューブ管で構成されており、その構造上、� ��ューブ管を積層方向及び幅方向に蛇行させ� ��蛇行管とすることが困難である。そのため� ��チューブ式熱交換器の場合には、チューブ� ��内及びチューブ管同士で挟まれた領域に、� ��雑な流路を形成することが著しく困難であ� ��。ところが、本発明のプレート積層型熱交� ��器200の場合には、コアプレート13,14を積層� �るだけで、複雑な流路を形成することが可� �となる。これにより、プレート積層型熱交� �器200においては、高温流体と低温流体との� �交換効率が著しく向上する。

 さらに、図5及び図6A,図6Bを参照しながら� ��本発明のその他の実施形態について説明す� ��。図5は、プレート積層型熱換器300の改良部 分を示す斜視図、図6A,図6Bは、プレート積層� ��熱換器400の改良部分を示す図である。各図� ��おいて、図3A,図3B及び図4A,図4Bと同一若しく は類似の箇所には同一の符号を付している。

 図5及び図6A,図6Bに示すように、プレート� ��層型熱換器300,400は、いずれも図4A,図4Bに示� ��たプレート積層型熱交換器200とほぼ同じ構� ��を有するが、凸部30,40の断面形状が断面略� �形ではなく断面略半円形である点で、プレ� �ト積層型熱交換器200と異なる構成を有する� �そして、図5に示すプレート積層型熱換器300� ��おいては、凸部30,40同士がいずれも長手方� �に沿って同位相で蛇行し、一対のコアプレ� �ト13,14の組には、同位相の凸部30,40同士の壁� ��で囲繞されてなる蛇行管が形成されている� ��この蛇行管は、断面略円形状であり、フィ� ��に代替する複雑な流路を構成する。従って� ��本実施形態においても、コアプレート13,14� �伝熱面積が増加する。また、各流体室にお� �る出入口間の長さ(パス長)も増加して、熱交 換効率が向上する。

 他方、図6A,図6Bに示すプレート積層型熱� �器400においては、凸部30,40同士がコアプレー ト13,14の長手方向に沿って逆位相で蛇行する� ��うに構成されている(図6A参照)。なお、図6B� ��、図6Aに示したプレート積層型熱換器400を� �方から視た概略図であり、図6BのA-A線矢視図 が図6Aにほぼ対応する。但し、図6Bには、図6A に示した第2凸部50を図示していない。

 以上の構成によれば、一対のコアプレー� ��13,14の組には、凸部30,40同士の壁面により、 高温流体が交差攪拌する複雑な流路が形成さ れることとなり、その結果、高温流体と低温 流体との熱交換効率が著しく向上する。従っ て、プレート積層型熱換器300,400においては� �フィンを設けた場合と同等の熱交換効率を� �持することが容易となり、また、すべての� �においてフィンを完全に廃止することも容� �となる。