JP6190349B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器及び熱交換器の製造方法に関する。

従来、複数の貫通穴がそれぞれ形成された複数のプレートを積層することにより各プレートの貫通穴を連通させて流路を形成した積層型の熱交換器が知られている。下記特許文献１には、そのような積層型の熱交換器の一例が示されている。

下記特許文献１に開示された熱交換器では、その熱交換器を構成する積層された各プレートに多数の貫通穴がそれぞれ形成されている。各プレートに形成された多数の貫通穴には、直線的に延びる長穴や、直角に屈曲した長穴、また、くの字状に屈曲した長穴などが含まれている。各プレートに形成された多数の貫通穴は、それぞれ所定の方向に沿って並ぶように配列されており、互いに積層された２枚のプレートにおける貫通穴の配列方向は、互いに対応する方向となっている。そして、積層された２枚のプレートに形成された貫通穴がそれらの配列方向において交互に連通することにより熱交換の対象となる流体を流す流路が形成されている。

国際公開第９８／５５８１２号

上記従来の熱交換器では、各プレートに複数の異なる形状の貫通穴が形成されているとともに、それらの貫通穴が異なる配置パターンが入り交ざった状態で形成されているため、熱交換器の内部構造が複雑になっているとともに、その熱交換器の製造コストが増大するという問題がある。

この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、積層型の熱交換器の内部構造を簡素化するとともにその熱交換器の製造コストを削減することである。

上記目的を達成するために、本発明による熱交換器は、少なくとも第１流体と第２流体を流通させながらそれらの流体間で熱交換させる熱交換器であって、第１流体を流通させる第１流路と第２流体を流通させる第２流路とを内部に有する積層体を備え、前記積層体は、一方側の板面である第１板面とその第１板面と反対側の板面である第２板面とを有していて、一定の形状を有する複数の第１貫通穴が形成された第１流路プレートと、前記第１板面に積層され、前記第１貫通穴と同じ一定の形状を有する複数の第２貫通穴が形成された第２流路プレートと、前記第２板面に積層された第１封止プレートと、前記第２流路プレートの前記第１流路プレートと反対側の板面に積層された第２封止プレートとを有し、前記第１流路プレートにおいて、前記第１貫通穴は、前記第１流路が第１流体を流す第１方向に一定の配列パターンで並ぶように配置され、前記第２流路プレートにおいて、前記第２貫通穴は、前記第１方向に前記第１貫通穴と同じ一定の配列パターンで並ぶように配置され、前記各第１貫通穴は、その第１貫通穴の前記第１方向における両側に位置する前記第２貫通穴と重なる領域を有し、前記第１方向において前記第１貫通穴と前記第２貫通穴がそれらの重なった領域で交互に繋がることによって前記第１流路が形成され、前記各第１貫通穴は、前記第１板面に形成された第１貫通穴一端部と、前記第２板面に形成された第１貫通穴他端部と、当該第１貫通穴のうち前記第１貫通穴一端部と前記第１貫通穴他端部との間の部分である第１貫通穴中間部とからなり、前記第１貫通穴他端部は、前記第１貫通穴一端部の径よりも小さい径を有し、前記第１貫通穴中間部は、その径が前記第１貫通穴他端部の径以上で且つ前記第１貫通穴一端部の径以下となるように形成され、前記各第２貫通穴は、前記第２流路プレートの前記第１流路プレート側の板面に形成された第２貫通穴一端部と、前記第２流路プレートの前記第２封止プレート側の板面に形成された第２貫通穴他端部と、当該第２貫通穴のうち前記第２貫通穴一端部と前記第２貫通穴他端部との間の部分である第２貫通穴中間部とからなり、前記第２貫通穴他端部は、前記第２貫通穴一端部の径よりも小さい径を有し、前記第２貫通穴中間部は、その径が前記第２貫通穴他端部の径以上で且つ前記第２貫通穴一端部の径以下となるように形成されている。

この熱交換器では、第１流路を形成する第１貫通穴と第２貫通穴が第１流路プレートと第２流路プレートに同じ一定の形状で形成されているとともに同じ一定の配列パターンで並ぶように配置されている。このため、異なった形状の貫通穴が各流路プレートに形成されたり、各貫通穴が並ぶ配列パターンが不規則であったり、第１流路プレートにおける第１貫通穴の配列パターンと第２流路プレートにおける第２貫通穴の配列パターンとが異なっていたりする場合に比べて、積層体の内部構造が簡素になる。その結果、熱交換器の製造コストを削減することができる。また、この熱交換器では、第１貫通穴他端部が第１貫通穴一端部の径よりも小さい径を有するとともに、第１貫通穴中間部はその径が第１貫通穴他端部の径以上で且つ第１貫通穴一端部の径以下となるように形成され、さらに、第２貫通穴他端部が第２貫通穴一端部の径よりも小さい径を有するとともに、第２貫通穴中間部はその径が第２貫通穴他端部の径以上で且つ第２貫通穴一端部の径以下となるように形成されていることにより、第１貫通穴の下流側の端部からそれに繋がる第２貫通穴の上流側の端部にかけての部分と第２貫通穴の下流側の端部からそれに繋がる第１貫通穴の上流側の端部にかけての部分とにおける第１流路の断面積の変化を緩やかにすることができる。その結果、第１貫通穴の下流側の端部及び上流側の端部と第２貫通穴の下流側の端部及び上流側の端部とにおいて、流路断面積の急激な変化に起因する第１流体の渦の発生を抑制できる。その結果、第１流体の渦による抵抗の増大を抑制して第１流路の圧力損失を低減できる。

上記熱交換器において、前記各第１貫通穴と前記各第２貫通穴は、円形の貫通穴であることが好ましい。

この構成によれば、各第１貫通穴及び各第２貫通穴が例えば多角形状等の複雑な形状の貫通穴である場合に比べて、各第１貫通穴及び各第２貫通穴の形状を簡素化することができる。

上記熱交換器において、前記各第１貫通穴とその第１貫通穴に繋がる前記第２貫通穴とは、前記第１流路プレートと前記第２流路プレートとの積層方向から見て、前記第１方向と直交する方向に互いにずれを持った状態で重なっていることが好ましい。

この構成によれば、第１貫通穴と第２貫通穴とによって、第１流体が第１流路プレートと第２流路プレートとの積層方向だけではなく前記第１方向と直交する方向においても移動しつつ第１方向に流れるような第１流路を形成することができる。このため、第１流路における第１流体の滞留時間を拡大することができる。その結果、第１流体と第２流体との間での熱交換を促進することができる。

この場合において、前記第１流路プレートに形成された複数の前記第１貫通穴は、前記第１方向に延びる複数の第１列に沿って並び、前記第２流路プレートに形成された複数の前記第２貫通穴は、前記第１方向に延びるとともに前記複数の第１列と対応する複数の第２列に沿って並び、前記各第１列の前記第１貫通穴と対応する前記第２列の前記第２貫通穴は、前記第１方向とその第１方向に対して直交する方向の両方において互いにずれを持った状態で重なり、前記各第１列の前記第１貫通穴は、前記第１方向と直交する方向において隣り合う前記第２列の前記第２貫通穴と互いにずれを持った状態で重なっていることが好ましい。

この構成によれば、第１方向と直交する方向において隣り合う第１列の第１貫通穴と第２列の第２貫通穴とが重なり合う領域で隣り合う第１流路同士が連通する。このため、各第１流路を流れる第１流体が隣りの第１流路にも移動しつつ下流側へ流れる。このため、熱交換器内での第１流体の滞留時間をより拡大することができる。その結果、第１流体と第２流体との間での熱交換をより促進することができる。

また、上記熱交換器において、前記各第１貫通穴を囲む前記第１流路プレートの内周面は、前記第１流路プレートの前記第１板面から前記第１封止プレート側へ向かうにつれて当該第１貫通穴の内側へ向かうテーパ状をなす第１テーパ面部を有し、前記各第２貫通穴を囲む前記第２流路プレートの内周面は、前記第２流路プレートの前記第１流路プレート側の板面から前記第２封止プレート側へ向かうにつれて当該第２貫通穴の内側へ向かうテーパ状をなす第２テーパ面部を有することが好ましい。

この構成では、各第１貫通穴を囲む内周面が上記のようなテーパ状をなす第１テーパ面部を有するとともに、各第２貫通穴を囲む内周面が上記のようなテーパ状をなす第２テーパ面部を有することにより、第１貫通穴の下流側の端部からそれに繋がる第２貫通穴の上流側の端部にかけての部分と第２貫通穴の下流側の端部からそれに繋がる第１貫通穴の上流側の端部にかけての部分とにおける第１流路の断面積の変化を緩やかにすることができる。その結果、第１貫通穴の下流側の端部及び上流側の端部と第２貫通穴の下流側の端部及び上流側の端部とにおいて、流路断面積の急激な変化に起因する第１流体の渦の発生を抑制できる。その結果、第１流体の渦による抵抗の増大を抑制して第１流路の圧力損失を低減できる。

上記熱交換器において、前記積層体は、前記第２封止プレートの前記第２流路プレートと反対側の板面に積層され、一定の形状を有する複数の第３貫通穴が形成された第３流路プレートと、前記第３流路プレートの前記第２封止プレートと反対側の板面に積層され、前記第３貫通穴と同じ一定の形状を有する複数の第４貫通穴が形成された第４流路プレートと、前記第４流路プレートの前記第３流路プレートと反対側の板面に積層された第３封止プレートとを有し、前記第３流路プレートにおいて、前記第３貫通穴は、前記第２流路が第２流体を流す第２方向に一定の配列パターンで並ぶように配置され、前記第４流路プレートにおいて、前記第４貫通穴は、前記第２方向に前記第３貫通穴と同じ一定の配列パターンで並ぶように配置され、前記各第３貫通穴は、その第３貫通穴の前記第２方向における両側に位置する前記第４貫通穴と重なる領域を有し、前記第２方向において前記第３貫通穴と前記第４貫通穴がそれらの重なった領域で交互に繋がることによって前記第２流路が形成されていることが好ましい。

この構成では、第２流路を形成する第３貫通穴と第４貫通穴が第３流路プレートと第４流路プレートに同じ一定の形状で形成されているとともに同じ一定の配列パターンで並ぶように配置されている。このため、積層体の内部構造が簡素になる。その結果、積層型の熱交換器の内部構造を簡素化することができるとともに熱交換器の製造コストを削減することができる。

この場合において、前記各第３貫通穴と前記各第４貫通穴は、円形の貫通穴であることが好ましい。

この構成によれば、各第３貫通穴及び各第４貫通穴が例えば多角形状等の複雑な形状の貫通穴である場合に比べて、各第３貫通穴及び各第４貫通穴の形状を簡素化することができる。その結果、熱交換器の内部構造をより簡素化することができる。

上記第３貫通穴と第４貫通穴が交互に繋がることによって第２流路が形成されている構成において、前記各第３貫通穴とその第３貫通穴に繋がる前記第４貫通穴とは、前記第３流路プレートと前記第４流路プレートとの積層方向から見て、前記第２方向と直交する方向に互いにずれを持った状態で重なっていることが好ましい。

この構成によれば、第３貫通穴と第４貫通穴とによって、第２流体が第３流路プレートと第４流路プレートとの積層方向だけではなく前記第２方向と直交する方向においても移動しつつ第２方向に流れるような第２流路を形成することができる。このため、第２流路における第２流体の滞留時間を拡大することができる。その結果、第１流体と第２流体との間での熱交換を促進することができる。

この場合において、前記第３流路プレートに形成された複数の前記第３貫通穴は、前記第２方向に延びる複数の第３列に沿って並び、前記第４流路プレートに形成された複数の前記第４貫通穴は、前記第２方向に延びるとともに前記複数の第３列と対応する複数の第４列に沿って並び、前記各第３列の前記第３貫通穴と対応する前記第４列の前記第４貫通穴は、前記第２方向とその第２方向に対して直交する方向の両方において互いにずれを持った状態で重なり、前記各第３列の前記第３貫通穴は、前記第２方向と直交する方向において隣り合う前記第４列の前記第４貫通穴と互いにずれを持った状態で重なっていることが好ましい。

この構成によれば、第２方向と直交する方向において隣り合う第３列の第３貫通穴と第４列の第４貫通穴とが重なり合う領域で隣り合う第２流路同士が連通する。このため、各第２流路を流れる第２流体が隣りの第２流路にも移動しつつ下流側へ流れる。このため、熱交換器内での第２流体の滞留時間をより拡大することができる。その結果、第１流体と第２流体との間での熱交換をより促進することができる。

上記積層体が第３流路プレート、第４流路プレート及び第３封止プレートを有する構成において、前記各第３貫通穴は、前記第３流路プレートの前記第２封止プレートと反対側の板面に形成された第３貫通穴一端部と、前記第３流路プレートの前記第２封止プレート側の板面に形成された第３貫通穴他端部と、当該第３貫通穴のうち前記第３貫通穴一端部と前記第３貫通穴他端部との間の部分である第３貫通穴中間部とからなり、前記第３貫通穴他端部は、前記第３貫通穴一端部の径よりも小さい径を有し、前記第３貫通穴中間部は、その径が前記第３貫通穴他端部の径以上で且つ前記第３貫通穴一端部の径以下となるように形成され、前記各第４貫通穴は、前記第４流路プレートの前記第３流路プレート側の板面に形成された第４貫通穴一端部と、前記第４流路プレートの前記第３封止プレート側の板面に形成された第４貫通穴他端部と、当該第４貫通穴のうち前記第４貫通穴一端部と前記第４貫通穴他端部との間の部分である第４貫通穴中間部とからなり、前記第４貫通穴他端部は、前記第４貫通穴一端部の径よりも小さい径を有し、前記第４貫通穴中間部は、その径が前記第４貫通穴他端部の径以上で且つ前記第４貫通穴一端部の径以下となるように形成されていることが好ましい。

この構成では、第３貫通穴他端部が第３貫通穴一端部の径よりも小さい径を有するとともに、第３貫通穴中間部はその径が第３貫通穴他端部の径以上で且つ第３貫通穴一端部の径以下となるように形成され、さらに、第４貫通穴他端部が第４貫通穴一端部の径よりも小さい径を有するとともに、第４貫通穴中間部はその径が第４貫通穴他端部の径以上で且つ第４貫通穴一端部の径以下となるように形成されていることにより、第３貫通穴の下流側の端部からそれに繋がる第４貫通穴の上流側の端部にかけての部分及び第４貫通穴の下流側の端部からそれに繋がる第３貫通穴の上流側の端部にかけての部分における第２流路の断面積の変化を緩やかにすることができる。その結果、第３貫通穴の下流側の端部及び上流側の端部と第４貫通穴の下流側の端部及び上流側の端部とにおいて、流路断面積の急激な変化に起因する第２流体の渦の発生を抑制できる。その結果、第２流体の渦による抵抗の増大を抑制して第２流路の圧力損失を低減できる。

また、上記積層体が第３流路プレート、第４流路プレート及び第３封止プレートを有する構成において、前記各第３貫通穴を囲む前記第３流路プレートの内周面は、前記第３流路プレートの前記第２封止プレートと反対側の板面から前記第２封止プレート側へ向かうにつれて当該第３貫通穴の内側へ向かうテーパ状をなす第３テーパ面部を有し、前記各第４貫通穴を囲む前記第４流路プレートの内周面は、前記第４流路プレートの前記第３流路プレート側の板面から前記第３封止プレート側へ向かうにつれて当該第４貫通穴の内側へ向かうテーパ状をなす第４テーパ面部を有することが好ましい。

この構成では、各第３貫通穴を囲む内周面が上記のようなテーパ状をなす第３テーパ面部を有するとともに、各第４貫通穴を囲む内周面が上記のようなテーパ状をなす第４テーパ面部を有することにより、第３貫通穴の下流側の端部からそれに繋がる第４貫通穴の上流側の端部にかけての部分及び第４貫通穴の下流側の端部からそれに繋がる第３貫通穴の上流側の端部にかけての部分における第２流路の断面積の変化を緩やかにすることができる。その結果、第３貫通穴の下流側の端部及び上流側の端部と第４貫通穴の下流側の端部及び上流側の端部とにおいて、流路断面積の急激な変化に起因する第２流体の渦の発生を抑制できる。その結果、第２流体の渦による抵抗の増大を抑制して第２流路の圧力損失を低減できる。

上記第２方向において第３貫通穴と第４貫通穴が交互に繋がることによって第２流路が形成されている構成において、前記積層体内には、第２流体が順番に流れる複数の前記第２流路が前記第２方向と直交する方向において並列に配置され、前記第２方向における前記積層体の両側面には、前記各第２流路の対応する各端部がそれぞれ開口するように形成されているとともに、上流側の前記第２流路の出口に相当する端部と下流側の前記第２流路の入口に相当する端部とを連通させて上流側の前記第２流路の出口から排出された第２流体を下流側の前記第２流路の入口へ導く流通ヘッダがそれぞれ取り付けられていることが好ましい。

この構成によれば、上流側の第２流路を流れた第２流体の流れの向きを積層体の外側の各流通ヘッダで反転させて下流側の第２流路に流すことができる。このため、第３流路プレート及び第４流路プレートにおいて第３貫通穴及び第４貫通穴を前記第２方向に直線的に並ぶように配列しつつ、熱交換器全体としては第２流体の流れの向きが第２方向において交互に反転するように第２流体を蛇行して流すことが可能な構造を構成することができる。従って、この構成では、第３貫通穴及び第４貫通穴の配列が煩雑になるのを防ぎつつ、第２流体を第３流路プレート及び第４流路プレートの面方向において大きく蛇行するように流通させて第２流体の滞留時間をさらに拡大し、第１流体と第２流体との間での熱交換をさらに促進することができる。

本発明による熱交換器の製造方法は、少なくとも第１流体と第２流体を流通させながらそれらの流体間で熱交換させる熱交換器を製造するための方法であって、第１流体を流通させる第１流路と第２流体を流通させる第２流路とを内部に有する積層体を形成する積層体形成工程を備え、前記積層体形成工程は、前記積層体に前記第１流路を形成する第１流路形成工程と、前記積層体に前記第２流路を形成する第２流路形成工程とを含み、前記第１流路形成工程は、第１流路プレートに一定の形状を有する複数の第１貫通穴を前記第１流路が第１流体を流す第１方向に一定の配列パターンで並ぶように形成する第１貫通穴形成工程と、第２流路プレートに前記第１貫通穴と同じ一定の形状を有する複数の第２貫通穴を前記第１貫通穴の配列パターンと同じ一定の配列パターンで並ぶように形成する第２貫通穴形成工程と、前記第１流路プレートに前記第２流路プレートを積層するとともに、前記第１流路プレートの前記第２流路プレートと反対側の板面に対してその板面に形成された前記複数の第１貫通穴の開口を封止するように第１封止プレートを積層し、前記第２流路プレートの前記第１流路プレートと反対側の板面に対してその板面に形成された前記複数の第２貫通穴の開口を封止するように第２封止プレートを積層する第１積層工程とを有し、前記第１積層工程では、前記各第１貫通穴がその第１貫通穴の前記第１方向における両側に位置する前記第２貫通穴と部分的に重なるように前記第１流路プレートに前記第２流路プレートを積層して、前記第１流路を、前記第１方向において互いに重なった領域で交互に繋がる前記第１貫通穴と前記第２貫通穴とによって形成する。

この熱交換器の製造方法では、第１貫通穴及び第２貫通穴に関する積層体の内部構造を簡素化できるので、積層型の熱交換器の内部構造を簡素化できるとともに熱交換器の製造コストを削減できるという上記熱交換と同様の効果を得ることができる。また、この熱交換器の製造方法では、第１貫通穴形成工程及び第２貫通穴形成工程を簡略化でき、その結果、熱交換器の製造工程を簡略化できる。

上記熱交換器の製造方法において、前記第１貫通穴形成工程では、打抜ピンでパンチ加工することによって前記第１流路プレートに前記各第１貫通穴を形成し、前記第２貫通穴形成工程では、打抜ピンでパンチ加工することによって前記第２流路プレートに前記各第２貫通穴を形成することが好ましい。

この構成によれば、エッチング加工やレーザー加工により貫通穴を形成する従来の熱交換器の製造方法に比べて、第１貫通穴及び第２貫通穴を簡単に形成することができるとともにそれらの貫通穴の加工コストを削減できる。

上記熱交換器の製造方法において、前記第２流路形成工程は、第３流路プレートに一定の形状を有する複数の第３貫通穴を前記第２流路が第２流体を流す第２方向に一定の配列パターンで並ぶように形成する第３貫通穴形成工程と、第４流路プレートに前記第３貫通穴と同じ一定の形状を有する複数の第４貫通穴を前記第３貫通穴の配列パターンと同じ一定の配列パターンで並ぶように形成する第４貫通穴形成工程と、前記第３流路プレートに前記第４流路プレートを積層するとともに、前記第３流路プレートの前記第４流路プレートと反対側の板面に形成された前記複数の第３貫通穴の開口が前記第２封止プレートの前記第２流路プレートと反対側の板面で封止されるように前記第３流路プレートを前記第２封止プレートに積層し、前記第４流路プレートの前記第３流路プレートと反対側の板面に対してその板面に形成された前記複数の第４貫通穴の開口を封止するように第３封止プレートを積層する第２積層工程とを有し、前記第２積層工程では、前記各第３貫通穴がその第３貫通穴の前記第２方向における両側に位置する前記第４貫通穴と部分的に重なるように前記第３流路プレートに前記第４流路プレートを積層して、前記第２流路を、前記第２方向において互いに重なった領域で交互に繋がる前記第３貫通穴と前記第４貫通穴とによって形成することが好ましい。

この構成によれば、第３貫通穴及び第４貫通穴に関する積層体の内部構造を簡素化できるので、積層型の熱交換器の内部構造を簡素化できるとともに熱交換器の製造コストを削減できる。また、この熱交換器の製造方法では、第３貫通穴形成工程及び第４貫通穴形成工程を簡略化でき、その結果、熱交換器の製造工程を簡略化できる。

この場合において、前記第３貫通穴形成工程では、打抜ピンでパンチ加工することによって前記第３流路プレートに前記各第３貫通穴を形成し、前記第４貫通穴形成工程では、打抜ピンでパンチ加工することによって前記第４流路プレートに前記各第４貫通穴を形成することが好ましい。

この構成によれば、エッチング加工やレーザー加工により貫通穴を形成する従来の熱交換器の製造方法に比べて、第３貫通穴及び第４貫通穴を簡単に形成することができるとともにそれらの貫通穴の加工コストを削減できる。

以上説明したように、本発明によれば、積層型の熱交換器の内部構造を簡略化できるとともに製造コストを削減できる。

本発明の一実施形態による熱交換器の全体構成を示す斜視図である。 図１に示した熱交換器の内部構造を示す図であって、第１流路プレートと第１封止プレートとの間の境界部での断面を示す図である。 図１に示した熱交換器の内部構造を示す図であって、第２封止プレートと第３流路プレートとの間の境界部での断面を示す図である。 熱交換器を構成する積層体の図２中のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を部分的に示す図である。 熱交換器を構成する積層体の図３中のＶ−Ｖ線に沿った断面を部分的に示す図である。 積層体において積層された第１流路プレートと第２流路プレートにおける第１貫通穴と第２貫通穴との重なり状態を部分的に拡大して示す平面図である。 本発明の第１変形例における第１貫通穴と第２貫通穴との重なり状態を示す図６相当図である。 本発明の第２変形例における第１貫通穴と第２貫通穴との重なり状態を示す図６相当図である。 本発明の第３変形例における第１流路の構造を説明するためのその第１流路に沿った積層体の積層方向における部分的な断面図である。 本発明の第４変形例における第１貫通穴と第２貫通穴との重なり状態を示す図６相当図である。 図１０に示した第４変形例による積層体の第１流路に沿った断面を示す図４相当図である。 図１０に示した第４変形例による積層体の第２流路に沿った断面を示す図５相当図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

本発明の一実施形態による熱交換器は、第１流体と第２流体とを流通させながらそれらの流体同士の間で熱交換させるものである。本実施形態の熱交換器は、例えば、冷却水による高温の油の冷却や、圧縮機によって圧縮されたガスの冷却水による冷却等に用いられる。本実施形態の熱交換器は、図１に示すように、積層体２と、第１供給ヘッダ４と、第１排出ヘッダ６と、第２供給ヘッダ８と、第２排出ヘッダ１０と、一側流通ヘッダ１２と、他側流通ヘッダ１４とを備える。

積層体２は、複数の第１流路プレート１６（図４参照）と、複数の第２流路プレート１８と、複数の第３流路プレート２０と、複数の第４流路プレート２２と、複数の第１封止プレート２４と、複数の第２封止プレート２６と、複数の第３封止プレート２８とが積層されて互いに拡散接合されることによって形成されている。これら各プレート１６，１８，２０，２２，２４，２６，２８は、ステンレス等の金属によって形成された長方形状の平板である。なお、積層体２は、図４及び図５に示された各プレート１８，２０，２２，２４，２６，２８からなる複数の単位積層構造を有する多層構造体である。すなわち、第１封止プレート２４、第１流路プレート１６、第２流路プレート１８、第２封止プレート２６、第３流路プレート２０、第４流路プレート２２及び第３封止プレート２８がこの順番で積層されることによって単位積層構造が形成される。そして、熱交換器で取り扱う流体の処理量に応じた数の単位積層構造が積層されることによって積層体２の多層構造体が形成されている。積層体２は、第１流体を流通させる第１流路３３と第２流体を流通させる第２流路とを内部に有する。

各第１流路プレート１６は、長方形状の板体である。各第１流路プレート１６は、その厚み方向における一方の板面である第１板面１６ａと、その第１板面１６ａと反対側の板面である第２板面１６ｂとを有する。各第１流路プレート１６には、複数の第１貫通穴３０が当該第１流路プレート１６を厚み方向に貫通するように形成されている。各第１貫通穴３０は、同じ一定の形状に形成されている。具体的には、各第１貫通穴３０は、同径の正円の貫通穴に形成されている。また、各第１流路プレート１６に形成された複数の第１貫通穴３０は、図２に示すように、第１流路プレート１６の長辺に沿う方向に延びる複数の第１列に沿って並んでいる。ここで、各第１列の第１貫通穴３０が並ぶ方向をＸ方向とし、そのＸ方向及び各プレートの積層方向の両方に直交する方向をＹ方向とする。なお、Ｘ方向は、本発明の「第１方向」の一例であり、第１流路３３が第１流体を流通させる方向である。複数の第１列は、Ｙ方向において並列に配置されるとともに互いに平行に配置されている。各第１流路プレート１６において、第１貫通穴３０は、Ｘ方向に一定の配列パターンで並んでいる。各第１列において、第１貫通穴３０は、Ｘ方向に等間隔で並んでいる。Ｙ方向において隣り合う第１列の第１貫通穴３０は、Ｘ方向において互いにずれを持って配置されている。具体的には、Ｙ方向において隣り合う第１列の第１貫通穴３０は、Ｘ方向に並ぶ第１貫通穴３０の中心間の間隔の半分に相当するずれをＸ方向において互いに持つように配置されている。

各第２流路プレート１８（図４参照）は、第１流路プレート１６の外形と同じ外形を有する板体からなる。各第２流路プレート１８は、対応する第１流路プレート１６の第１板面１６ａに積層されている。各第２流路プレート１８には、複数の第２貫通穴３２が当該第２流路プレート１８を厚み方向に貫通するように形成されている。各第２貫通穴３２は、前記第１貫通穴３０と同じ一定の形状に形成されている。各第２流路プレート１８に形成された全ての第２貫通穴３２は、Ｘ方向において第１貫通穴３０の配列パターンと同じ一定の配列パターンで並んでいる。具体的に、各第２流路プレート１８において複数の第２貫通穴３２は、図２に示すように、Ｘ方向に延びるとともに第１流路プレート１６に形成された第１貫通穴３０の複数の第１列と対応する複数の第２列に沿って並んでいる。複数の第２列は、Ｙ方向において並列に配置されるとともに互いに平行に配置されている。各第２列において、第２貫通穴３２は、Ｘ方向に等間隔で並んでいる。この各第２列における第２貫通穴３２の配置間隔は、第１貫通穴３０の配置間隔と同じである。また、Ｙ方向において隣り合う第２列の第２貫通穴３２は、Ｘ方向において互いにずれを持って配置されている。具体的には、Ｙ方向において隣り合う第２列の第２貫通穴３２は、Ｘ方向に並ぶ第２貫通穴３２の中心間の間隔の半分に相当するずれをＸ方向において互いに持つように配置されている。

そして、各第１列の第１貫通穴３０と対応する第２列の第２貫通穴３２は、Ｘ方向において互いにずれを持って重なるように配置されている。換言すれば、各第１貫通穴３０は、その第１貫通穴３０のＸ方向における両側に位置する各第２貫通穴３２とそれぞれ重なる領域を有する。

互いに重なる第１貫通穴３０と第２貫通穴３２とのＸ方向におけるずれは、Ｘ方向に並ぶ第１貫通穴３０の中心間の間隔の半分に相当する。このように第１列の第１貫通穴３０と対応する第２列の第２貫通穴３２がＸ方向において互いにずれを持って重なることにより、その第１列の第１貫通穴３０と対応する第２列の第２貫通穴３２がＸ方向においてそれらの重なった領域で交互に繋がる。

第１封止プレート２４は、第１流路プレート１６の第２流路プレート１８と反対側の第２板面１６ｂに積層されている。また、第２封止プレート２６は、第２流路プレート１８の第１流路プレート１６と反対側の板面１８ｂに積層されている。第１流路プレート１６の第２板面１６ｂに形成された各第１貫通穴３０の開口が第１封止プレート２４により封止されるとともに、第２流路プレート１８の第１流路プレート１６と反対側の板面１８ｂに形成された各第２貫通穴３２の開口が第２封止プレート２６により封止されることによって、図４に示すようにプレートの積層方向において蛇行する第１流路３３が形成されている。積層体２内では、複数の第１流路３３がＹ方向において並ぶように配列されている。そして、そのＹ方向に配列された複数の第１流路３３からなる複数の層が各プレートの積層方向に配列されている。

なお、Ｘ方向における第１流路プレート１６及び第２流路プレート１８の一端に配置された第１貫通穴３０及び第２貫通穴３２は、半円状に形成されていてその両流路プレート１６，１８の一端に対応する積層体２の側面において開口している。この積層体２の側面において開口した第１貫通穴３０及び第２貫通穴３２により、各第１流路３３の入口３３ａが形成されている。また、Ｘ方向における第１流路プレート１６及び第２流路プレート１８の他端に配置された第１貫通穴３０及び第２貫通穴３２も半円状に形成されていてその両流路プレート１６，１８の他端に対応する積層体２の側面、すなわち前記入口３３ａが形成された側面の反対側面において開口している。この反対側面において開口した第１貫通穴３０及び第２貫通穴３２により、各第１流路３３の出口３３ｂが形成されている。

各第３流路プレート２０は、第１流路プレート１６及び第２流路プレート１８の外形と同じ外形を有する板体からなる。第３流路プレート２０は、対応する第２封止プレート２６の第２流路プレート１８と反対側の板面に積層されている。各第３流路プレート２０には、複数の第３貫通穴３４が当該第３流路プレート２０を厚み方向に貫通するように形成されている。各第３貫通穴３４は、同じ一定の形状に形成されており、具体的には第１貫通穴３０及び第２貫通穴３２と同じ正円の貫通穴に形成されている。また、各第３流路プレート２０において複数の第３貫通穴３４は、図３に示すように、Ｙ方向に延びる複数の第３列に沿って並んでいる。なお、Ｙ方向は、本発明の「第２方向」の一例であり、第２流路３７が第２流体を流通させる方向である。複数の第３列は、Ｘ方向において並列に配置されるとともに互いに平行に配置されている。各第３流路プレート２０において、第３貫通穴３４は、Ｙ方向に一定の配列パターンで並んでいる。各第３列において、第３貫通穴３４は、Ｙ方向に等間隔で並んでいる。Ｙ方向における第３貫通穴３４の配置間隔は、Ｘ方向における第１貫通穴３０の配置間隔及びＸ方向における第２貫通穴３２の配置間隔と等しい。

また、各第３流路プレート２０において、第３貫通穴３４の第３列は所定数ずつ（図示例では４列ずつ）が一群となるようにまとまって配置されている。第３貫通穴３４の各群間には、各群内で隣り合う第３列間の間隔よりも大きな間隔が設けられている。そして、第３貫通穴３４の各群においてＸ方向に隣り合う第３列の第３貫通穴３４同士は、Ｙ方向において互いにずれを持って配置されている。具体的には、第３貫通穴３４の各群においてＸ方向に隣り合う第３列の第３貫通穴３４同士は、Ｙ方向に並ぶ第３貫通穴３４の中心間の間隔の半分に相当するずれをＹ方向において互いに持つように配置されている。また、各群においてＸ方向に隣り合う第３貫通穴３４の第３列間の間隔は、Ｙ方向において隣り合う第１貫通穴３０の第１列間の間隔及びＹ方向において隣り合う第２貫通穴３２の第２列間の間隔に等しい。

各第４流路プレート２２（図５参照）は、第３流路プレート２０の外形と同じ外形を有する板体からなる。各第４流路プレート２２は、対応する第３流路プレート２０の第２封止プレート２６と反対側の板面２０ａに積層されている。各第４流路プレート２２には、複数の第４貫通穴３６が当該第４流路プレート２２を厚み方向に貫通するように形成されている。各第４貫通穴３６は、第３貫通穴３４と同じ一定の形状に形成されている。各第４流路プレート２２に形成された全ての第４貫通穴３６は、Ｙ方向において第３貫通穴３４の配列パターンと同じ一定の配列パターンで並ぶように配置されている。具体的に、各第４流路プレート２２において複数の第４貫通穴３６は、図３に示すように、Ｙ方向に延びるとともに第３流路プレート２０に形成された第３貫通穴３４の複数の第３列と対応する複数の第４列に沿って並んでいる。複数の第４列は、Ｘ方向において並列に配置されるとともに互いに平行に配置されている。各第４列において、第４貫通穴３６は、Ｙ方向に等間隔に並んでいる。この各第４列における第４貫通穴３６の配置間隔は、Ｙ方向における第３貫通穴３４の配置間隔と等しい。

また、各第４流路プレート２２において、第４貫通穴３６の第４列は第３貫通穴３４の場合と同様に所定数ずつが一群となるようにまとまって配置されている。第４貫通穴３６の各群間には、第３貫通穴３４の各群間の間隔と等しい間隔が設けられている。そして、第４貫通穴３６の各群においてＸ方向に隣り合う第４列の第４貫通穴３６同士は、Ｙ方向において互いにずれを持って配置されている。具体的には、第４貫通穴３６の各群においてＸ方向に隣り合う第４列の第４貫通穴３６同士は、Ｙ方向に並ぶ第４貫通穴３６の中心間の間隔の半分に相当するずれをＹ方向において互いに持つように配置されている。また、第４貫通穴３６の各郡においてＸ方向に隣り合う第４貫通穴３６の第４列間の間隔は、第３貫通穴３４の各群においてＸ方向に隣り合う第３貫通穴３４の第３列間の間隔に等しい。

そして、各第３列の第３貫通穴３４と対応する第４列の第４貫通穴３６は、Ｙ方向において互いにずれを持って重なるように配置されている。換言すれば、各第３貫通穴３４は、その第３貫通穴３４のＹ方向における両側に位置する各第４貫通穴３６とそれぞれ重なる領域を有する。

互いに重なる第３貫通穴３４と第４貫通穴３６とのＹ方向におけるずれは、Ｙ方向に並ぶ第３貫通穴３４の中心間の間隔の半分に相当する。この互いに重なる第３貫通穴３４と第４貫通穴３６とのＹ方向におけるずれの大きさは、互いに重なる第１貫通穴３０と第２貫通穴３２とのＸ方向におけるずれの大きさに等しい。このように第３列の第３貫通穴３４と対応する第４列の第４貫通穴３６がＹ方向において互いにずれを持って重なることにより、その第３列の第３貫通穴３４と対応する第４列の第４貫通穴３６がＹ方向においてそれらの重なった領域で交互に繋がる。

第３封止プレート２８は、対応する第４流路プレート２２の第３流路プレート２０と反対側の板面２２ｂに積層されている。第３流路プレート２０の第４流路プレート２２と反対側の板面２０ｂに形成された各第３貫通穴３４の開口が第２封止プレート２６により封止されるとともに、第４流路プレート２２の第３流路プレート２０と反対側の板面２２ｂに形成された各第４貫通穴３６の開口が第３封止プレート２８により封止されることによって、図５に示すようにプレートの積層方向において蛇行する第２流路３７が形成されている。積層体２内では、複数の第２流路３７がＸ方向に並ぶように配列されている。そして、そのＸ方向に配列された複数の第２流路３７からなる複数の層が各プレートの積層方向に配列されている。

なお、Ｙ方向における第３流路プレート２０の一端に配置された第３貫通穴３４及びＹ方向における第４流路プレート２２の一端に配置された第４貫通穴３６は、半円状に形成されている。この半円状に形成された第３貫通穴３４及び第４貫通穴３６は、両流路プレート２０，２２の一端に対応する積層体２の側面、すなわちＹ方向における積層体２の一側面において開口している。また、Ｙ方向における第３流路プレート２０の他端に配置された第３貫通穴３４及びＹ方向における第４流路プレート２２の他端に配置された第４貫通穴３６も、半円状に形成されている。この半円状に形成された第３貫通穴３４及び第４貫通穴３６は、両流路プレート２０，２２の他端に対応する積層体２の側面、すなわちＹ方向における積層体２の前記一側面の反対側面において開口している。

積層体２において第１流路３３の出口３３ｂに最も近い一群の第２流路３７では、Ｙ方向における積層体２の前記一側面に開口した当該一群の第２流路３７に対応する第３貫通穴３４及び第４貫通穴３６により当該一群の第２流路３７の入口３７ａが形成されている。また、この一群の第２流路３７では、Ｙ方向における積層体２の前記反対側面に開口した当該一群の第２流路３７に対応する第３貫通穴３４及び第４貫通穴３６により当該一群の第２流路３７の出口３７ｂが形成されている。そして、第１流路３３の出口３３ｂに最も近い一群の第２流路３７の隣りの一群の第２流路３７では、Ｙ方向における積層体２の前記反対側面に開口した当該一群の第２流路３７に対応する第３貫通穴３４及び第４貫通穴３６により当該一群の第２流路３７の入口３７ａが形成されている。また、この一群の第２流路３７では、Ｙ方向における積層体２の前記一側面に開口した当該一群の第２流路３７に対応する第３貫通穴３４及び第４貫通穴３６により当該一群の第２流路３７の出口３７ｂが形成されている。このように、第１流路３３の出口３３ｂ側から入口３３ａ側へ向って並ぶ各群の第２流路３７の入口３７ａと出口３７ｂは、Ｙ方向における積層体２の前記一側面と前記反対側面とに交互に形成されている。

第１供給ヘッダ４（図２参照）は、熱交換の対象の流体である第１流体を各第１流路３３に分配して供給するためのものである。第１供給ヘッダ４は、第１流路３３の入口３３ａが形成された積層体２の側面にその側面に形成された全ての第１流路３３の入口３３ａを覆うように取り付けられている。第１供給ヘッダ４の内部空間は、全ての第１流路３３の入口３３ａと連通している。この第１供給ヘッダ４の内部空間に導入された第１流体が、各第１流路３３の入口３３ａに分配されて供給されるようになっている。

第１排出ヘッダ６（図２参照）は、各第１流路３３から排出される第１流体をまとめて熱交換器の外部へ排出するためのものである。第１排出ヘッダ６は、第１流路３３の出口３３ｂが形成された積層体２の側面にその側面に形成された全ての第１流路３３の出口３３ｂを覆うように取り付けられている。第１排出ヘッダ６の内部空間は、全ての第１流路３３の出口３３ｂと連通している。この第１排出ヘッダ６の内部空間には、各第１流路３３の出口３３ｂから第１流体がそれぞれ排出されて合流し、その合流した流体が第１排出ヘッダ６の内部空間から熱交換器の外部に排出されるようになっている。

第２供給ヘッダ８（図３参照）は、第１流体との間で熱交換する第２流体を各第２流路３７に分配して供給するためのものである。第２供給ヘッダ８は、Ｙ方向における積層体２の前記一側面のうち第１流路３３の出口３３ｂに最も近い一群の第２流路３７の入口３７ａが形成された領域に取り付けられている。第２供給ヘッダ８は、第１流路３３の出口３３ｂに最も近い一群の第２流路３７の全ての入口３７ａ全体を覆っている。第２供給ヘッダ８の内部空間は、第１流路３３の出口３３ｂに最も近い一群の第２流路３７の全ての入口３７ａと連通している。第２供給ヘッダ８の内部空間に導入された第２流体が、その内部空間と連通する一群の第２流路３７の各入口３７ａに分配されて供給されるようになっている。

第２排出ヘッダ１０（図３参照）は、各第２流路３７から排出される第２流体をまとめて熱交換器の外部へ排出するためのものである。第２排出ヘッダ１０は、Ｙ方向における積層体２の前記反対側面のうち第１流路３３の入口３３ａに最も近い一群の第２流路３７の出口３７ｂが形成された領域に取り付けられている。第２排出ヘッダ１０は、第１流路３３の入口３３ａに最も近い一群の第２流路３７の全ての出口３７ｂ全体を覆っている。第２排出ヘッダ１０の内部空間は、第１流路３３の入口３３ａに最も近い一群の第２流路３７の全ての出口３７ｂと連通している。第２排出ヘッダ１０の内部空間には、その内部空間と連通する一群の第２流路３７の出口３７ｂから流体がそれぞれ排出されて合流し、その合流した流体が第２排出ヘッダ１０の内部空間から熱交換器の外部へ排出されるようになっている。

一側流通ヘッダ１２（図３参照）は、Ｙ方向における積層体２の前記一側面に取り付けられている。この一側流通ヘッダ１２は、Ｙ方向における積層体２の前記一側面に形成された各群の第２流路３７の出口３７ｂとその群の第２流路３７に対して第１流路３３の入口３３ａ（図２参照）側に隣り合う一群の第２流路３７の入口３７ａとに連通する内部空間を有する。一側流通ヘッダ１２の内部空間には、その内部空間に連通する各第２流路３７の出口３７ｂから第２流体がそれぞれ排出される。一側流通ヘッダ１２は、その内部空間に排出された第２流体を当該内部空間に連通する各第２流路３７の入口３７ａへ分配して供給する。一側流通ヘッダ１２は、第２供給ヘッダ８と一体的に形成されている。

他側流通ヘッダ１４（図３参照）は、Ｙ方向における積層体２の前記反対側面に取り付けられている。この他側流通ヘッダ１４は、Ｙ方向における積層体２の前記反対側面に形成された各群の第２流路３７の出口３７ｂとその群の第２流路３７に対して第１流路３３の入口３３ａ（図２参照）側に隣り合う一群の第２流路３７の入口３７ａとに連通する内部空間を有する。他側流通ヘッダ１４の内部空間には、その内部空間に連通する各第２流路３７の出口３７ｂから第２流体がそれぞれ排出される。他側流通ヘッダ１４は、その内部空間に排出された第２流体を当該内部空間に連通する各第２流路３７の入口３７ａへ分配して供給する。他側流通ヘッダ１４は、第２排出ヘッダ１０と一体的に形成されている。

以上のように構成された本実施形態の熱交換器では、第１供給ヘッダ４に供給された第１流体が第１供給ヘッダ４の内部空間から各第１流路３３にそれらの入口３３ａを通じて導入されるとともに、第２供給ヘッダ８に供給された第２流体が第２供給ヘッダ８の内部空間から第１流路３３の出口３３ｂに最も近い一群の第２流路３７にそれらの入口３７ａを通じて導入される。

第１流路３３に導入された第１流体は、Ｘ方向において下流側へ移動しつつ第１流路３３を構成する第１貫通穴３０と第２貫通穴３２に交互に移動する。それにより、第１流体は、第１流路プレート１６と第２流路プレート１８の積層方向において蛇行しつつ下流側へ流れる。各第１流路３３の出口３３ｂに達した第１流体は、第１排出ヘッダ６の内部空間に排出される。

一方、第１流路３３の出口３３ｂに最も近い一群の第２流路３７に導入された第２流体は、Ｙ方向において下流側へ移動しつつその第２流路３７を構成する第３貫通穴３４と第４貫通穴３６に交互に移動する。それにより、第２流体は、第３流路プレート２０と第４流路プレート２２の積層方向において蛇行しつつ下流側へ流れる。そして、当該一群の第２流路３７の出口３７ｂに達した第２流体は、他側流通ヘッダ１４の内部空間に排出され、その内部空間を通じて隣りの一群の第２流路３７の各入口３７ａに分配されて導入される。その後、第２流体は、この隣りの一群の第２流路３７を上流側の一群の第２流路３７と反対向きに流れる。そして、その第２流体は、前記隣の一群の第２流路３７の出口３７ｂから一側流通ヘッダ１２の内部空間に排出され、その内部空間を通じてさらに隣りの一群の第２流路３７の各入口３７ａに分配されて導入される。このような第２流体のＹ方向における流通が繰り返されるそして、第１流路３３の入口３３ａに最も近い一群の第２流路３７の出口３７ｂに達した第２流体は、第２排出ヘッダ１０の内部空間に排出される。

以上のように第１流体が各第１流路３３を流れるとともに第２流体が各第２流路３７を流れる過程において第１流体と第２流体との間で熱交換が行われる。

次に、本実施形態による熱交換器の製造方法について説明する。

まず、例えば１ｍｍの厚みを有するとともにＸ方向において第１流路プレート１６の寸法よりも少し大きい寸法を有する金属板に、複数の正円の第１貫通穴３０を形成する。この際、打抜ピンにより金属板を厚み方向に打ち抜くパンチング加工により、複数の第１貫通穴３０を形成する。例えば、３ｍｍの直径を有する複数の第１貫通穴３０を金属板に形成する。この際、Ｘ方向に隣り合う第１貫通穴３０の中心間の間隔が４ｍｍになるように複数の第１貫通穴３０を形成する。そして、その第１貫通穴３０が形成された金属板のＸ方向の両端近傍の部分を切除することにより、第１流路プレート１６を形成する。このとき、切除後の第１流路プレート１６のＸ方向の両端に位置する第１貫通穴３０が半円状となるような位置で、金属板のＸ方向の両端近傍の部分を切除する。そして、以上の工程と同様の工程により、同様の複数枚の第１流路プレート１６を形成する。

また、第１流路プレート１６を形成するための金属板と同様の金属板に、複数の正円の第２貫通穴３２を形成する。このとき、第１貫通穴３０の形成工程で用いた打抜ピンと同様の打抜ピンを用いた同様のパンチング加工により、第１貫通穴３０と同じ形状の複数の第２貫通穴３２を、それらの第２貫通穴３２が第１貫通穴３０と同じ配列パターンで並ぶように形成する。そして、その第２貫通穴３２が形成された金属板のＸ方向の両端近傍の部分を切除することにより、第２流路プレート１８を形成する。このとき、形成した第２流路プレート１８を第１流路プレート１６に対してそれらのプレート１８，１６の外縁が揃うように積層した場合にＸ方向において第１貫通穴３０と第２貫通穴３２がずれを持って重なるとともに、そのずれがＸ方向に並ぶ第２貫通穴３２の中心間の間隔の半分に相当するように各第２貫通穴３２が配置される位置で、金属板の両端近傍の部分を切除する。また、このとき、第２流路プレート１８のＸ方向の両端に位置する第２貫通穴３２が半円状となるような位置で、金属板のＸ方向の両端近傍の部分を切除する。そして、以上の工程と同様の工程により、同様の複数枚の第２流路プレート１８を形成する。

また、第１流路プレート１６と同じ厚みを有するとともにＹ方向において第３流路プレート２０の寸法よりも少し大きい寸法を有する金属板に、複数の正円の第３貫通穴３４を形成する。このとき、第１貫通穴３０の形成工程で用いた打抜ピンと同様の打抜ピンを用いた同様のパンチング加工により、第１貫通穴３０と同じ形状の第３貫通穴３４を、それらの第３貫通穴３４がＹ方向に並ぶように形成する。このとき、Ｙ方向における第３貫通穴３４の配置間隔がＸ方向における第１貫通穴３０の配置間隔となるように各第３貫通穴３４を形成する。そして、第３貫通穴３４が形成された金属板のＹ方向の両端近傍の部分を切除することにより、第３流路プレート２０を形成する。このとき、形成した第３流路プレート２０のＹ方向の両端に位置する第３貫通穴３４が半円状となるような位置で、金属板のＹ方向の両端近傍の部分を切除する。そして、以上の工程と同様の工程により、同様の複数枚の第３流路プレート２０を形成する。

また、第３流路プレート２０を形成するための金属板と同様の金属板に、複数の正円の第４貫通穴３６を形成する。このとき、第３貫通穴３４の形成工程で用いた打抜ピンと同様の打抜ピンを用いた同様のパンチング加工により、第３貫通穴３４と同じ形状の複数の第４貫通穴３６を、それらの第４貫通穴３６が第３貫通穴３４と同じ配列パターンで並ぶように形成する。そして、その第４貫通穴３６が形成された金属板のＹ方向の両端近傍の部分を切除することにより、第４流路プレート２２を形成する。このとき、形成した第４流路プレート２２を第３流路プレート２０に対してそれらのプレート２２，２０の外縁が揃うように積層した場合にＹ方向において第３貫通穴３４と第４貫通穴３６がずれを持って重なるとともに、そのすれがＹ方向に並ぶ第３貫通穴３４の中心間の間隔の半分に相当するように各第４貫通穴３６が配置される位置で、金属板の両端近傍の部分を切除する。また、このとき、第４流路プレート２２のＹ方向の両端に位置する第４貫通穴３６が半円状となるような位置で、金属板のＹ方向の両端近傍の部分を切除する。そして、以上の工程と同様の工程により、同様の複数枚の第４流路プレート２２を形成する。

次に、第１流路プレート１６に第２流路プレート１８を積層する。この際、第１流路プレート１６の外縁に対して第２流路プレート１８の外縁が揃うように第２流路プレート１８を第１流路プレート１６に重ね合わせる。これにより、第１及び第２流路プレート１６，１８の積層方向から見て、Ｘ方向に並ぶ各第１列の各第１貫通穴３０に対して対応する第２列の各第２貫通穴３２が、Ｘ方向に並ぶ第１貫通穴３０の中心間の間隔の半分に相当するずれを持った状態で重なり、その重なった領域で第１貫通穴３０と第２貫通穴３２が連通する。これにより、Ｘ方向において第１貫通穴３０と第２貫通穴３２が交互に繋がる。

そして第１流路プレート１６及び第２流路プレート１８の外形と同様の外形を有する金属板からなる第１封止プレート２４及び第２封止プレート２６を用意する。この第１封止プレート２４と第２封止プレート２６を、互いに積層された状態の第１流路プレート１６及び第２流路プレート１８に対して積層する。この際、第１及び第２流路プレート１６，１８の積層方向の両側からそれらの流路プレート１６，１８を第１及び第２封止プレート２４，２６で挟み込む。具体的に、第１封止プレート２４を第１流路プレート１６の第２流路プレート１８と反対側の第２板面１６ｂに積層するとともに、第２封止プレート２６を第２流路プレート１８の第１流路プレート１６と反対側の板面１８ｂに積層する。これにより、第１流路プレート１６の第２板面１６ｂに形成された各第１貫通穴３０の開口が第１封止プレート２４によって封止されるとともに、第２流路プレート１８の第１流路プレート１６と反対側の板面１８ｂに形成された各第２貫通穴３２の開口が第２封止プレート２６によって封止される。これにより、Ｘ方向において交互に繋がる各第１列の第１貫通穴３０と対応する第２列の第２貫通穴３２からなる複数の第１流路３３が形成される。

次に、第３流路プレート２０に対して第４流路プレート２２を積層する。この際、第３流路プレート２０の外縁に対して第４流路プレート２２の外縁が揃うように第４流路プレート２２を第３流路プレート２０に重ね合わせる。これにより、第３及び第４流路プレート２０，２２の積層方向から見て、Ｙ方向に並ぶ各第３列の各第３貫通穴３４に対して対応する第４列の各第４貫通穴３６が、Ｙ方向に並ぶ第３貫通穴３４の中心間の間隔の半分に相当するずれを持った状態で重なり、その重なった領域で第３貫通穴３４と第４貫通穴３６が連通する。これにより、Ｙ方向において第３貫通穴３４と第４貫通穴３６が交互に繋がる。

そして、第３流路プレート２０に対して第２封止プレート２６を積層する。このとき、第３流路プレート２０の第４流路プレート２２と反対側の板面２０ｂを第２封止プレート２６の第２流路プレート１８と反対側の板面に対して接合する。それによって、第３流路プレート２０の第４流路プレート２２と反対側の板面２０ｂに形成されている各第３貫通穴３４の開口が第２封止プレート２６によって封止される。また、第１封止プレート２４及び第２封止プレート２６と同様の金属板である第３封止プレート２８を第４流路プレート２２の第３流路プレート２０と反対側の板面２２ｂに積層する。これにより、第４流路プレート２２の第３流路プレート２０と反対側の板面２２ｂに形成されている第４貫通穴３６の開口が第３封止プレート２８によって封止される。これにより、Ｙ方向において交互に繋がる各第３列の第３貫通穴３４と対応する第４列の第４貫通穴３６からなる複数の第２流路３７が形成される。

以下、同様に各プレートを繰り返し積層して最終的に全ての隣り合うプレート同士を拡散接合し、積層体２を形成する。そして、この形成した積層体２のＸ方向における一方の側面に第１供給ヘッダ４を溶接等によって接合するとともに、積層体２のＸ方向における他方の側面に第１排出ヘッダ６を溶接等によって接合する。また、積層体２のＹ方向における一方の側面に第２供給ヘッダ８及び一側流通ヘッダ１２を接合するとともに、積層体２のＹ方向における他方の側面に第２排出ヘッダ１０及び他側流通ヘッダ１４を接合する。以上のようにして本実施形態の熱交換器が形成される。

本実施形態では、第１流路３３を形成する複数の第１貫通穴３０と複数の第２貫通穴３２が同じ一定の形状で形成されるとともに同じ一定の配列パターンで並び、第２流路３７を形成する複数の第３貫通穴３４と複数の第４貫通穴３６が同じ一定の形状で形成されるとともに同じ一定の配列パターンで並ぶ。さらに、第１貫通穴３０及び第２貫通穴３２の形状及び配列パターンと第３貫通穴３４及び第４貫通穴３６の形状及び配列パターンとが同じである。このため、異なった形状を有する複数の貫通穴を各流路プレートに形成したり、貫通穴の配列パターンが不規則であったり、各流路プレート毎で貫通穴の配列パターンがそれぞれ異なったりする場合に比べて、積層体２の内部構造を簡素化できるとともに、第１〜第４貫通穴３０，３２，３４，３６の形成工程を簡略化することができる。その結果、積層型の熱交換器の内部構造を簡素化できるとともに、熱交換器の製造工程を簡略化でき、また、熱交換器の製造コストを削減できる。

また、本実施形態では、第１〜第４貫通穴３０，３２，３４，３６が円形の貫通穴であるので、例えば多角形状等の複雑な形状の貫通穴である場合に比べて、第１〜第４貫通穴３０，３２，３４，３６の形状を簡素化できる。その結果、熱交換器の内部構造をより簡素化できるとともに第１〜第４貫通穴３０，３２，３４，３６の形成工程をより簡略化できる。

また、本実施形態では、各流路プレート１６，１８，２０，２２に打抜ピンでパンチ加工することによって、対応する各貫通穴３０，３２，３４，３６を形成する。このため、エッチング加工やレーザー加工により貫通穴を形成する従来の熱交換器の製造方法に比べて、各貫通穴３０，３２，３４，３６を簡単に形成することができるとともにそれらの貫通穴３０，３２，３４，３６の加工コストを削減できる。

また、本実施形態では、積層体２のＹ方向における各側面に取り付けられた一側流通ヘッダ１２と他側流通ヘッダ１４により、上流側の一群の第２流路３７を流れた第２流体の流れの向きを反転させて下流側の一群の第２流路３７に流すことができる。このため、第３流路プレート２０及び第４流路プレート２２において第３貫通穴３４及び第４貫通穴３６をＹ方向に直線的に並ぶように配列しつつ、熱交換器全体としては第２流体の流れの向きがＹ方向において交互に反転するように第２流体を大きく蛇行させて流すことができる。ここで、積層体２のＸ方向に直線的に並ぶ第３貫通穴及び第４貫通穴によって第２流路が形成されて、その第２流路が積層体２のＹ方向の一端から他端まで本実施形態の各群の第２流路３７と同じ間隔で並列に配置された熱交換器があると仮定する。本実施形態の各群を構成する第２流路２のＸ方向の幅の合計は、上記の仮定した熱交換器においてＹ方向に並ぶ第２流路のＹ方向の幅の合計に比べて小さくなる。このため、本実施形態の熱交換器と上記の仮定した熱交換器とに同じ流量で第２流体を流す場合、本実施形態の熱交換器では、第２流路３７を流れる第２流体の流速が上記の仮定した熱交換器の第２流路を流れる第２流体の流速に比べて大きくなる。その結果、本実施形態では、第１流体と第２流体との間での熱交換を促進することができる。以上のことから、本実施形態では、第３貫通穴３４及び第４貫通穴３６の配列が複雑になるのを防ぎつつ、第１流体と第２流体との間での熱交換を促進することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含む。

各プレートの厚み、第１〜第４貫通穴の直径、Ｘ方向における第１貫通穴の配置間隔及びＸ方向における第２貫通穴の配置間隔、Ｙ方向における第３貫通穴の配置間隔及びＹ方向における第４貫通穴の配置間隔は、任意に設定することが可能である。

また、各貫通穴の形状は、必ずしも正円に限定されるものではない。例えば、各貫通穴を楕円や多角形状、その他の各種形状に形成してもよい。

また、本発明の熱交換器は、上記実施形態のように、Ｘ方向に隣り合う群の各第２流路において第２流体が互いに逆向きに流れるように第２流路、一側流通ヘッダ及び他側流通ヘッダを構成したものに必ずしも限定されない。例えば、全ての第２流路においてＹ方向の一方側から他方側へ第２流体が流れるようにしてもよい。

また、第１貫通穴及び第２貫通穴が並ぶ方向と同じ方向（Ｘ方向）に第３貫通穴及び第４貫通穴が並ぶように第３貫通穴及び第４貫通穴を配置して、第１流体が第１流路を流れる方向に沿って第２流体が流れるように第２流路を形成してもよい。

また、第１貫通穴の列が第１流路プレートの板面内において大きく蛇行するような配列パターンで第１貫通穴を第１流路プレートに形成するとともに、第２貫通穴の列が第２流路プレートの板面内において大きく蛇行するような配列パターンで第２貫通穴を第２流路プレートに形成してもよい。それによって、第１流路プレートと第２流路プレートの積層方向から見て第１流路が蛇行形状をなすように各第１流路を形成してもよい。

また、第３貫通穴の列が第３流路プレートの板面内において大きく蛇行するような配列パターンで第３貫通穴を第３流路プレートに形成するとともに、第４貫通穴の列が第４流路プレートの板面内において大きく蛇行するような配列パターンで第４貫通穴を第４流路プレートに形成してもよい。それによって、各第２流路を第１流路と同様の蛇行形状に形成してもよい。

また、第２流路は、必ずしも、貫通穴が交互に繋がることによって形成された流路でなくてもよい。例えば、第２流路は、流路プレートに形成された溝からなる流路であってもよい。

また、図７に示す第１変形例のように、各第１列の第１貫通穴３０と対応する第２列の第２貫通穴３２は、Ｘ方向及びそのＸ方向と直交するＹ方向の両方において互いにずれを持った状態で重なっていてもよい。また、同様に、各第３列の第３貫通穴３４と対応する第４列の第４貫通穴３６は、Ｙ方向及びそのＹ方向と直交するＸ方向の両方において互いにずれを持った状態で重なっていてもよい。

この第１変形例では、第１貫通穴３０と第２貫通穴３２とによって、第１流体を第１及び第２流路プレート１６，１８の積層方向だけではなくＹ方向においても移動させつつ下流側へ流すような第１流路３３が形成される。また、第３貫通穴３４と第４貫通穴３６とによって、第２流体を第３及び第４流路プレート２０，２２の積層方向だけではなくＸ方向においても移動させつつ下流側へ流すような第２流路３７が形成される。従って、第１及び第２流体の流れの乱れを促進することができ、その結果、第１流体と第２流体との間での熱交換を促進することができる。

また、図８に示す第２変形例のように、各第１列の第１貫通穴３０と対応する第２列の第２貫通穴３２とがＸ方向及びそのＸ方向と直交するＹ方向の両方において互いにずれを持った状態で重なるのに加えて、各第１列の第１貫通穴３０がＹ方向において隣り合う第２列の第２貫通穴３２と互いにずれを持った状態で重なっていてもよい。また、同様に、各第３列の第３貫通穴３４と対応する第４列の第４貫通穴３６とがＹ方向及びそのＹ方向と直交するＸ方向の両方において互いにずれを持った状態で重なるのに加えて、各第３列の第３貫通穴３４がＸ方向において隣り合う第４列の第４貫通穴３６と互いにずれを持った状態で重なっていてもよい。

この第２変形例では、Ｙ方向において隣り合う第１列の第１貫通穴３０と第２列の第２貫通穴３２とが重なり合う領域において、隣り合う第１流路３３同士が連通し、Ｘ方向において隣り合う第３列の第３貫通穴３４と第４列の第４貫通穴３６とが重なり合う領域において、隣り合う第２流路３７同士が連通する。このため、各第１流路３３を流れる第１流体が、その第１流路３３に沿って蛇行して流れるだけでなく隣りの第１流路３３にも移動しつつ下流側へ流れるとともに、各第２流路３７を流れる第２流体が、その第２流路３７に沿って蛇行して流れるだけでなく隣りの第２流路３７にも移動しつつ下流側へ流れる。このため、第１及び第２流体の流れの乱れをさらに促進することができる。その結果、第１流体と第２流体との間での熱交換をより促進することができる。

また、図９に示す第３変形例のように、第１流路３３を形成する流路プレートとして、第１流路プレート１６及び第２流路プレート１８に加えて、第１流路プレート１６と同様の構成を有する流路プレート４２を第２流路プレート１８の第１流路プレート１６と反対側に積層してもよい。それによって、第１流体が第１流路プレート１６と第２流路プレート１８との積層方向において分岐と合流を交互に繰り返しながら下流側へ流れるような第１流路３３を形成してもよい。同様に、第２流路３７を形成する流路プレートとして、第３流路プレート２０及び第４流路プレート２２に加えて、第３流路プレート２０と同様の構成を有する流路プレートを第４流路プレート２２の第２流路プレート２０と反対側に積層してもよい。それによって、第２流体が第３流路プレート２０と第４流路プレート２２との積層方向において分岐と合流を交互に繰り返しながら下流側へ流れるような第２流路３７を形成してもよい。

また、図１０〜図１２に示す第４変形例のように、各貫通穴３０，３２，３４，３６の径がその貫通穴の軸方向（各流路プレート１６，１８，２０，２２の厚み方向）における各位置で異なるように各貫通穴３０，３２，３４，３６が形成されていてもよい。

具体的に、各第１貫通穴３０は、図１１に示すように、第１流路プレート１６の第１板面１６ａに形成された第１貫通穴一端部３０ｂと、第１流路プレート１６の第２板面１６ｂに形成された第１貫通穴他端部３０ｃと、第１貫通穴３０のうちの第１貫通穴一端部３０ｂと第１貫通穴他端部３０ｃとの間の全ての部分である第１貫通穴中間部３０ｄとからなる。第１貫通穴他端部３０ｃは、第１貫通穴一端部３０ｂの径よりも小さい径を有する。また、第１貫通穴中間部３０ｄは、その軸方向の全ての位置における当該第１貫通穴中間部３０ｄの径が第１貫通穴他端部３０ｃの径以上で且つ第１貫通穴一端部３０ｂの径以下となるように形成されている。

また、各第２貫通穴３２は、図１１に示すように、第２流路プレート１８の第１流路プレート１６側の板面１８ａに形成された第２貫通穴一端部３２ｂと、第２流路プレート１８の第２封止プレート２６側の板面１８ｂに形成された第２貫通穴他端部３２ｃと、第２貫通穴３２のうちの第２貫通穴一端部３２ｂと第２貫通穴他端部３２ｃとの間の全ての部分である第２貫通穴中間部３２ｄとからなる。第２貫通穴他端部３２ｃは、第２貫通穴一端部３２ｂの径よりも小さい径を有する。また、第２貫通穴中間部３２ｄは、その軸方向の全ての位置における当該第２貫通穴中間部３２ｄの径が第２貫通穴他端部３２ｃの径以上で且つ第２貫通穴一端部３２ｂの径以下となるように形成されている。

また、各第３貫通穴３４は、図１２に示すように、第３流路プレート２０の第２封止プレート２６と反対側の板面２０ａに形成された第３貫通穴一端部３４ｂと、第３流路プレート２０の第２封止プレート２６側の板面２０ｂに形成された第３貫通穴他端部３４ｃと、第３貫通穴３４のうちの第３貫通穴一端部３４ｂと第３貫通穴他端部３４ｃとの間の全ての部分である第３貫通穴中間部３４ｄとからなる。第３貫通穴他端部３４ｃは、第３貫通穴一端部３４ｂの径よりも小さい径を有する。第３貫通穴中間部３４ｄは、その軸方向の全ての位置における当該第３貫通穴中間部３４ｄの径が第３貫通穴他端部３４ｃの径以上で且つ第３貫通穴一端部３４ｂの径以下となるように形成されている。

また、各第４貫通穴３６は、図１２に示すように、第４流路プレート２２の第３流路プレート２０側の板面２２ａに形成された第４貫通穴一端部３６ｂと、第４流路プレート２２の第３封止プレート２８側の板面２２ｂに形成された第４貫通穴他端部３６ｃと、第４貫通穴３６のうちの第４貫通穴一端部３６ｂと第４貫通穴他端部３６ｃとの間の全ての部分である第４貫通穴中間部３６ｄとからなる。第４貫通穴他端部３６ｃは、第４貫通穴一端部３６ｂの径よりも小さい径を有する。第４貫通穴中間部３６ｄは、その軸方向の全ての位置における当該第４貫通穴中間部３６ｄの径が第４貫通穴他端部３６ｃの径以上で且つ第４貫通穴一端部３６ｂの径以下となるように形成されている。

より具体的には、第４変形例では、各第１貫通穴３０を囲む第１流路プレート１６の内周面がテーパ状の第１テーパ面部３０ａを有するとともに、各第２貫通穴３２を囲む第２流路プレート１８の内周面がテーパ状の第２テーパ面部３２ａを有する。また、各第３貫通穴３４を囲む第３流路プレート２０の内周面がテーパ状の第３テーパ面部３４ａを有するとともに、各第４貫通穴３６を囲む第４流路プレート２２の内周面がテーパ状の第４テーパ面部３６ａを有する。

詳しくは、各第１貫通穴３０を囲む内周面は、第２流路プレート１８が積層される第１流路プレート１６の第１板面１６ａからその第１流路プレート１６の厚み方向の所定の中間位置までの範囲に亘る第１テーパ面部３０ａを有する。第１テーパ面部３０ａは、第１流路プレート１６の第１板面１６ａから第１封止プレート２４側へ向かうにつれて第１貫通穴３０の径方向内側へ向かうテーパ状をなす。すなわち、第１テーパ面部３０ａは、第１板面１６ａから第１封止プレート２４側へ向かうにつれて縮径する。

各第２貫通穴３２を囲む内周面は、第２流路プレート１８の厚み方向の一方の板面１８ａからその第２流路プレート１８の厚み方向の所定の中間位置までの範囲に亘る第２テーパ面部３２ａを有する。第２流路プレート１８の一方の板面１８ａは、それに積層される第１流路プレート１６側の板面である。第２テーパ面部３２ａは、第２流路プレート１８の第１流路プレート１６側の板面１８ａから第２封止プレート２６側へ向かうにつれて第２貫通穴３２の径方向内側へ向かうテーパ状をなす。すなわち、第２テーパ面部３２ａは、第２流路プレート１８の第１流路プレート１６側の板面１８ａから第２封止プレート２６側へ向かうにつれて縮径する。

各第３貫通穴３４を囲む内周面は、第３流路プレート２０の厚み方向の一方の板面２０ａからその第３流路プレート２０の厚み方向の所定の中間位置までの範囲に亘る第３テーパ面部３４ａを有する。第３流路プレート２０の一方の板面２０ａは、第２封止プレート２６と反対側の板面である。第３テーパ面部３４ａは、第３流路プレート２０の第２封止プレート２６と反対側の板面２０ａから第２封止プレート２６側へ向かうにつれて第３貫通穴３４の径方向内側へ向かうテーパ状をなす。すなわち、第３テーパ面部３４ａは、第３流路プレート２０の第２封止プレート２６と反対側の板面２０ａから第２封止プレート２６側へ向かうにつれて縮径する。

各第４貫通穴３６を囲む内周面は、第４流路プレート２２の厚み方向の一方の板面２２ａからその第４流路プレート２２の厚み方向の所定の中間位置までの範囲に亘る第４テーパ面部３６ａを有する。第４流路プレート２２の一方の板面２２ａは、第３流路プレート２０側の板面である。第４テーパ面部３６ａは、第４流路プレート２２の第３流路プレート２０側の板面２２ａから第３封止プレート２８側へ向かうにつれて第４貫通穴３６の径方向内側へ向かうテーパ状をなす。すなわち、第４テーパ面部３６ａは、第４流路プレート２２の第３流路プレート２０側の板面２２ａから第３封止プレート２８側へ向かうにつれて縮径する。

第１流路３３は、図１１に示すように、各第１貫通穴３０の下流側の端部とそれに繋がる第２貫通穴３２の上流側の端部とによって形成される複数の第１接続部３３ｃと、各第２貫通穴３２の下流側の端部とそれに繋がる第１貫通穴３０の上流側の端部とによって形成される複数の第２接続部３３ｄとを有する。第１接続部３３ｃは、第１貫通穴３０の第１テーパ面部３０ａのうち第１流体の流れ方向の下流側に位置する部分とそれに対応する第２貫通穴３２の第２テーパ面部３２ａのうち第１流体の流れ方向の上流側に位置する部分とによって規定される。第２接続部３３ｄは、第２貫通穴３２の第２テーパ面部３２ａのうち第１流体の流れ方向の下流側に位置する部分とそれに対応する第１貫通穴３０の第１テーパ面部３０ａのうち第１流体の流れ方向の上流側に位置する部分とによって規定される。各第１接続部３３ｃ及び各第２接続部３３ｄは、第１テーパ面部３０ａ及び第２テーパ面部３２ａが上記のようなテーパ状をなすことにより、第１及び第２流路プレート１６，１８の積層方向に対して第１流路３３の下流側へ傾いた形状となっている。

そして、この第４変形例では、第１貫通穴３０から第１接続部３３ｃを経て第２貫通穴３２に至る部分における第１流路３３の断面積の変化及び第２貫通穴３２から第２接続部３３ｄを経て第１貫通穴３０に至る部分における第１流路３３の断面積の変化が、第１貫通穴一端部３０ｂ、第１貫通穴他端部３０ｃ、第１貫通穴中間部３０ｄ、第２貫通穴一端部３２ｂ、第２貫通穴他端部３２ｃ及び第２貫通穴中間部３２ｄの各径が上記のように構成されているとともに、第１貫通穴３０を囲む内周面が第１テーパ面部３０ａを有し、且つ、第２貫通穴３２を囲む内周面が第２テーパ面部３２ａを有することにより、上記第１実施形態の場合に比べて緩やかになっている。なお、第１流路３３の断面積は、第１流路３３を構成する第１貫通穴３０の配列方向（Ｘ方向）に直交するとともに第１及び第２流路プレート１６，１８の板面１６ａ，１８ａに対して直交する方向における第１流路３３の断面の面積である。このように第１流路３３の断面積の変化が緩やかになることから、第１貫通穴３０の下流側の端部及び上流側の端部と第２貫通穴３２の下流側の端部及び上流側の端部とにおいて、流路断面積の急激な変化に起因する第１流体の渦の発生を抑制できる。その結果、第１流体の渦による抵抗の増大を抑制して第１流路３３の圧力損失を低減できる。

また、第２流路３７は、図１２に示すように、各第３貫通穴３４の下流側の端部とそれに繋がる第４貫通穴３６の上流側の端部とによって形成される複数の第３接続部３７ｃと、各第４貫通穴３６の下流側の端部とそれに繋がる第３貫通穴３４の上流側の端部とによって形成される複数の第４接続部３７ｄとを有する。第３接続部３７ｃは、第３貫通穴３４の第３テーパ面部３４ａのうち第２流体の流れ方向の下流側に位置する部分とそれに対応する第４貫通穴３６の第４テーパ面部３６ａのうち第２流体の流れ方向の上流側に位置する部分とによって規定される。第４接続部３７ｄは、第４貫通穴３６の第４テーパ面部３６ａのうち第２流体の流れ方向の下流側に位置する部分とそれに対応する第３貫通穴３４の第３テーパ面部３４ａのうち第２流体の流れ方向の上流側に位置する部分とによって規定される。各第３接続部３７ｃ及び各第４接続部３７ｄは、第３テーパ面部３４ａ及び第４テーパ面部３６ａが上記のようなテーパ状をなすことにより、第３及び第４流路プレート２０，２２の積層方向に対して第２流路３７の下流側へ傾いた形状となっている。

そして、この第４変形例では、第３貫通穴３４から第３接続部３７ｃを経て第４貫通穴３６に至る部分における第２流路３７の断面積の変化及び第４貫通穴３６から第４接続部３７ｄを経て第３貫通穴３４に至る部分における第２流路３７の断面積の変化が、第３貫通穴一端部３４ｂ、第３貫通穴他端部３４ｃ、第３貫通穴中間部３４ｄ、第４貫通穴一端部３６ｂ、第４貫通穴他端部３６ｃ及び第４貫通穴中間部３６ｄの各径が上記のように構成されているとともに、第３貫通穴３４を囲む内周面が第３テーパ面部３４ａを有し、且つ、第４貫通穴３６を囲む内周面が第４テーパ面部３６ａを有することにより、上記第１実施形態の場合に比べて緩やかになっている。なお、第２流路３７の断面積は、第２流路３７を構成する第３貫通穴３４の配列方向（Ｙ方向）に直交するとともに第３及び第４流路プレート２０，２２の板面２０ａ，２２ａに対して直交する方向における第２流路３７の断面の面積である。このように第２流路３７の断面積の変化が緩やかになることから、第３貫通穴３４の下流側の端部及び上流側の端部と第４貫通穴３６の下流側の端部及び上流側の端部とにおいて、流路断面積の急激な変化に起因する第２流体の渦の発生を抑制できる。その結果、第２流体の渦による抵抗の増大を抑制して第２流路３７の圧力損失を低減できる。

なお、図１０〜図１２による第４変形例では、上記実施形態と同様の配列で第１〜第１４貫通穴３０，３２，３４，３６が配列された構成において、各貫通穴３０，３２，３４，３６を囲む各内周面が対応するテーパ面部をそれぞれ有するものを示したが、図７や図８に示した各変形例においても同様に各貫通穴を囲む各内周面がテーパ面部を有していてもよい。

また、各テーパ面部３０ａ，３２ａ，３４ａ，３６ａは、対応する各貫通穴３０，３２，３４，３６の軸方向に沿った断面において丸みを持ったテーパ状に形成されていてもよい。

また、各貫通穴３０，３２，３４，３６を囲む各内周面全体がテーパ面部になっていてもよい。

また、各流路を構成する各貫通穴の他端部の径がその貫通穴の一端部の径よりも小さく、且つ、各貫通穴の中間部の径がその貫通穴の一端部の径以上で且つその貫通穴の他端部の径以下であれば、各貫通穴を囲む内周面は、必ずしもテーパ面部を有していなくてもよい。例えば、各貫通穴を囲む内周面が、その貫通穴の一端部から他端部へ向かうにつれてその貫通穴の内側へ向かうような階段状に形成されていてもよい。

各流路プレートに貫通穴の形成は、必ずしもパンチング加工に限定されるものではない。例えば、ウォータージェット加工により貫通穴を形成してもよい。

また、上記熱交換器の第１流路が配列された複数の層又は第２流路が配列された複数の層のうち所定数の層の流路に第１及び第２流体とは異なる第３流体を流して、第１、第２及び第３流体の３流体間での熱交換を行ってもよい。同様に、３流体よりも多くの異なる種類の流体を流してそれらの流体間での熱交換を行ってもよい。

２ 積層体
１２ 一側流通ヘッダ
１４ 他側流通ヘッダ
１６ 第１流路プレート
１８ 第２流路プレート
２０ 第３流路プレート
２２ 第４流路プレート
２４ 第１封止プレート
２６ 第２封止プレート
２８ 第３封止プレート
３０ 第１貫通穴
３０ａ 第１テーパ面部
３２ 第２貫通穴
３２ａ 第２テーパ面部
３３ 第１流路
３４ 第３貫通穴
３４ａ 第３テーパ面部
３６ 第４貫通穴
３６ａ 第４テーパ面部
３７ 第２流路

Claims (12)

1. 少なくとも第１流体と第２流体を流通させながらそれらの流体間で熱交換させる熱交換器であって、
   第１流体を流通させる第１流路と第２流体を流通させる第２流路とを内部に有する積層体を備え、
   前記積層体は、一方側の板面である第１板面とその第１板面と反対側の板面である第２板面とを有していて、一定の形状を有する複数の第１貫通穴が形成された第１流路プレートと、前記第１板面に積層され、前記第１貫通穴と同じ一定の形状を有する複数の第２貫通穴が形成された第２流路プレートと、前記第２板面に積層された第１封止プレートと、前記第２流路プレートの前記第１流路プレートと反対側の板面に積層された第２封止プレートとを有し、
   前記第１流路プレートにおいて、前記第１貫通穴は、前記第１流路が第１流体を流す第１方向に一定の配列パターンで並ぶように配置され、
   前記第２流路プレートにおいて、前記第２貫通穴は、前記第１方向に前記第１貫通穴と同じ一定の配列パターンで並ぶように配置され、
   前記各第１貫通穴は、その第１貫通穴の前記第１方向における両側に位置する前記第２貫通穴と重なる領域を有し、前記第１方向において前記第１貫通穴と前記第２貫通穴がそれらの重なった領域で交互に繋がることによって前記第１流路が形成され、
   前記各第１貫通穴は、前記第１板面に形成された第１貫通穴一端部と、前記第２板面に形成された第１貫通穴他端部と、当該第１貫通穴のうち前記第１貫通穴一端部と前記第１貫通穴他端部との間の部分である第１貫通穴中間部とからなり、
   前記第１貫通穴他端部は、前記第１貫通穴一端部の径よりも小さい径を有し、
   前記第１貫通穴中間部は、その径が前記第１貫通穴他端部の径以上で且つ前記第１貫通穴一端部の径以下となるように形成され、
   前記各第２貫通穴は、前記第２流路プレートの前記第１流路プレート側の板面に形成された第２貫通穴一端部と、前記第２流路プレートの前記第２封止プレート側の板面に形成された第２貫通穴他端部と、当該第２貫通穴のうち前記第２貫通穴一端部と前記第２貫通穴他端部との間の部分である第２貫通穴中間部とからなり、
   前記第２貫通穴他端部は、前記第２貫通穴一端部の径よりも小さい径を有し、
   前記第２貫通穴中間部は、その径が前記第２貫通穴他端部の径以上で且つ前記第２貫通穴一端部の径以下となるように形成されている、熱交換器。
2. 前記各第１貫通穴と前記各第２貫通穴は、円形の貫通穴である、請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記各第１貫通穴とその第１貫通穴に繋がる前記第２貫通穴とは、前記第１流路プレートと前記第２流路プレートとの積層方向から見て、前記第１方向と直交する方向に互いにずれを持った状態で重なっている、請求項１又は２に記載の熱交換器。
4. 前記第１流路プレートに形成された複数の前記第１貫通穴は、前記第１方向に延びる複数の第１列に沿って並び、
   前記第２流路プレートに形成された複数の前記第２貫通穴は、前記第１方向に延びるとともに前記複数の第１列と対応する複数の第２列に沿って並び、
   前記各第１列の前記第１貫通穴と対応する前記第２列の前記第２貫通穴は、前記第１方向とその第１方向に対して直交する方向の両方において互いにずれを持った状態で重なり、
   前記各第１列の前記第１貫通穴は、前記第１方向と直交する方向において隣り合う前記第２列の前記第２貫通穴と互いにずれを持った状態で重なっている、請求項３に記載の熱交換器。
5. 前記各第１貫通穴を囲む前記第１流路プレートの内周面は、前記第１流路プレートの前記第１板面から前記第１封止プレート側へ向かうにつれて当該第１貫通穴の内側へ向かうテーパ状をなす第１テーパ面部を有し、
   前記各第２貫通穴を囲む前記第２流路プレートの内周面は、前記第２流路プレートの前記第１流路プレート側の板面から前記第２封止プレート側へ向かうにつれて当該第２貫通穴の内側へ向かうテーパ状をなす第２テーパ面部を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換器。
6. 前記積層体は、前記第２封止プレートの前記第２流路プレートと反対側の板面に積層され、一定の形状を有する複数の第３貫通穴が形成された第３流路プレートと、前記第３流路プレートの前記第２封止プレートと反対側の板面に積層され、前記第３貫通穴と同じ一定の形状を有する複数の第４貫通穴が形成された第４流路プレートと、前記第４流路プレートの前記第３流路プレートと反対側の板面に積層された第３封止プレートとを有し、
   前記第３流路プレートにおいて、前記第３貫通穴は、前記第２流路が第２流体を流す第２方向に一定の配列パターンで並ぶように配置され、
   前記第４流路プレートにおいて、前記第４貫通穴は、前記第２方向に前記第３貫通穴と同じ一定の配列パターンで並ぶように配置され、
   前記各第３貫通穴は、その第３貫通穴の前記第２方向における両側に位置する前記第４貫通穴と重なる領域を有し、前記第２方向において前記第３貫通穴と前記第４貫通穴がそれらの重なった領域で交互に繋がることによって前記第２流路が形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱交換器。
7. 前記各第３貫通穴と前記各第４貫通穴は、円形の貫通穴である、請求項６に記載の熱交換器。
8. 前記各第３貫通穴とその第３貫通穴に繋がる前記第４貫通穴とは、前記第３流路プレートと前記第４流路プレートとの積層方向から見て、前記第２方向と直交する方向に互いにずれを持った状態で重なっている、請求項６又は７に記載の熱交換器。
9. 前記第３流路プレートに形成された複数の前記第３貫通穴は、前記第２方向に延びる複数の第３列に沿って並び、
   前記第４流路プレートに形成された複数の前記第４貫通穴は、前記第２方向に延びるとともに前記複数の第３列と対応する複数の第４列に沿って並び、
   前記各第３列の前記第３貫通穴と対応する前記第４列の前記第４貫通穴は、前記第２方向とその第２方向に対して直交する方向の両方において互いにずれを持った状態で重なり、
   前記各第３列の前記第３貫通穴は、前記第２方向と直交する方向において隣り合う前記第４列の前記第４貫通穴と互いにずれを持った状態で重なっている、請求項８に記載の熱交換器。
10. 前記各第３貫通穴は、前記第３流路プレートの前記第２封止プレートと反対側の板面に形成された第３貫通穴一端部と、前記第３流路プレートの前記第２封止プレート側の板面に形成された第３貫通穴他端部と、当該第３貫通穴のうち前記第３貫通穴一端部と前記第３貫通穴他端部との間の部分である第３貫通穴中間部とからなり、
    前記第３貫通穴他端部は、前記第３貫通穴一端部の径よりも小さい径を有し、
    前記第３貫通穴中間部は、その径が前記第３貫通穴他端部の径以上で且つ前記第３貫通穴一端部の径以下となるように形成され、
    前記各第４貫通穴は、前記第４流路プレートの前記第３流路プレート側の板面に形成された第４貫通穴一端部と、前記第４流路プレートの前記第３封止プレート側の板面に形成された第４貫通穴他端部と、当該第４貫通穴のうち前記第４貫通穴一端部と前記第４貫通穴他端部との間の部分である第４貫通穴中間部とからなり、
    前記第４貫通穴他端部は、前記第４貫通穴一端部の径よりも小さい径を有し、
    前記第４貫通穴中間部は、その径が前記第４貫通穴他端部の径以上で且つ前記第４貫通穴一端部の径以下となるように形成されている、請求項６〜９のいずれか１項に記載の熱交換器。
11. 前記各第３貫通穴を囲む前記第３流路プレートの内周面は、前記第３流路プレートの前記第２封止プレートと反対側の板面から前記第２封止プレート側へ向かうにつれて当該第３貫通穴の内側へ向かうテーパ状をなす第３テーパ面部を有し、
    前記各第４貫通穴を囲む前記第４流路プレートの内周面は、前記第４流路プレートの前記第３流路プレート側の板面から前記第３封止プレート側へ向かうにつれて当該第４貫通穴の内側へ向かうテーパ状をなす第４テーパ面部を有する、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の熱交換器。
12. 前記積層体内には、第２流体が順番に流れる複数の前記第２流路が前記第２方向と直交する方向において並列に配置され、
    前記第２方向における前記積層体の両側面には、前記各第２流路の対応する各端部がそれぞれ開口するように形成されているとともに、上流側の前記第２流路の出口に相当する端部と下流側の前記第２流路の入口に相当する端部とを連通させて上流側の前記第２流路の出口から排出された第２流体を下流側の前記第２流路の入口へ導く流通ヘッダがそれぞれ取り付けられている、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の熱交換器。

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