(57)【要約】【課題】高い伝熱性能を発揮する熱交換器を提供する。【解決手段】金属製の板部材１１０を複数積層して成るコア部１０２を有し、コア部１０２は、複数の板部材１１０によって、第１流体が流通する第１流路１８０と、第２流体が流通する第２流路１９０とを区画して、板部材１１０を介して第１流体１８０と第２流体１９０との間で熱交換させる。板部材１１０の第１流路１８０側の外表面１１４には、外表面１１４に対して垂直方向に加圧された状態で焼結された金属製の焼結体１２０が配設される。焼結体１２０は、第１流体を吸着或いは脱離する吸着材を保持する。そして、第２流路１９０は、板部材１１０によって、複数の流路に分割され、分割された第２流路１９０の各々は、板部材１１０によって、第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の板部材が複数積層されたコア部を有する熱交換器であって、
積層された前記各板部材どうしの間には、第１流体が流通する第１流路と、前記第１流体よりも高圧の第２流体が流通する複数の第２流路とが交互に形成され、
前記板部材のうち前記第１流路側となる第１の板面には、前記板部材の積層方向から加圧充填された金属粉と吸着剤との混合粉体が焼結され、前記第１流体を吸着あるいは脱離する焼結体が接合され、
前記各第２流路の外周縁部が全周に亘って封止されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記第２流路側となる前記板部材の第２の板面の外周縁部に形成された接合部同士が接合されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記接合部よりも内周側には凹部が形成されており、凹部のうち外側となる面を前記第１の板面とし、
２枚の前記板部材が前記接合部を接合されることで、内部に前記第２流路が形成される吸着モジュールを構成し、前記複数の吸着モジュールが積層されていることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
積層された前記吸着モジュールのうち、隣接する前記吸着モジュールの前記第１の板面に配された前記焼結体のどうしの間に前記第１流体が流通する流通通路が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記吸着モジュールは、前記第２流路内に、前記吸着モジュールの内部に配されるフィンを備えていることを特徴とする請求項３または４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記板部材は、前記第１面を底部の内面とする第１容器体と、前記第１面を底部の外面とする第２容器体とを有しており、
前記第１容器体は、前記第１容器体の前記底部における外周の全周から前記板部材の積層方向一端側に向かって延出する第１接合部を有し、
前記第２容器体は、前記第２容器体の前記底部における外周の全周から前記板部材の積層方向一端側に向かって延出する第２接合部を有し、
前記第１容器体及び前記第２容器体は、前記各接合部を当接させて接合されることで、前記第２流路を前記第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止していることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記第１容器体と前記第２容器体とを、前記各接合部を当接させることで、前記第２流路が形成される吸着モジュールが構成されおり、
前記第１面に配設された前記焼結体を挟んで前記吸着モジュールが複数積層されて前記コア部を構成していることを特徴とする請求項６に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記第１容器体及び前記第２容器体の前記各底部には、前記第１面を外側にして突出するリブが設けられており、
前記モジュールは、前記リブを当接させて複数積層されていることを特徴とする請求項６または７に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記焼結体には、前記第１流体が流通する溝形状の流通通路が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記流通通路は、前記リブを全周に亘って囲む形状で形成されていることを特徴とする請求項９に記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記板部材は、前記板部材の積層方向に凹む凹部と突出する凸部とが連続して交互に形成されており、
前記複数の板部材は、前記凸部の先端面と、前記凸部の先端側に位置する前記板部材の前記凹部の底面とを当接させて接合するとともに、前記凹部の底面と、前記凹部の底面側に位置する前記板部材の前記凸部の先端面とを当接させて接合することによって、前記第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止していることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１流体と第２流体とを熱交換させる熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸着材を有する熱交換器として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の熱交換器は、熱交換媒体が流れる複数の熱媒体管を、円筒状の筐体における上端側開口部から挿入して筐体の内部に固定し、銅粉および吸着材を、筐体の上端側開口部から筐体内部における熱媒体管の周辺部に充填し、筐体の上側開口部から加圧治具にて銅粉および吸着材を加圧して硬化させている。その後、銅粉を焼結し、銅粉の焼結体と熱媒体管の外周面とを金属的に結合させ、吸着材を焼結体の内部に定着させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０７０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の銅粉および吸着材は、筐体の上端側開口部から加圧治具にて熱媒体管の長手方向に沿って加圧される為に、銅粉を熱媒体管の外周面に十分押し付けた状態で硬化させ難い。銅粉を熱媒体管の外周面に十分に押し付けた状態で硬化させないと、銅粉の焼結体と熱媒体管の外周面とを金属的に強く結合させることができず、銅粉の焼結体と熱媒体管の外周面との間における伝熱性能の低下を招いてしまうといった問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、高い伝熱性能を発揮する熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に係る発明は、金属製の板部材が複数積層されたコア部を有する熱交換器であって、積層された各板部材どうしの間には、第１流体が流通する第１流路と、第１流体よりも高圧の第２流体が流通する複数の第２流路とが交互に形成され、板部材のうち第１流路側となる第１の板面には、板部材の積層方向から加圧充填された金属粉と吸着剤との混合粉体が焼結され、第１流体を吸着あるいは脱離する焼結体が接合され、各第２流路の外周縁部が全周に亘って封止されていることを特徴としている。
【０００８】
これによれば、焼結体を第１面に対して垂直方向に加圧した状態で焼結することができるので、金属粉どうしの接触点数および金属粉と第１面との接触点数とを増加させることができ、金属粉と第１面との接合面積を増加させることができる。従って、第１面と焼結体との伝熱性能を向上させることができる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明では、第２流路側となる板部材の第２の板面の外周縁部に形成された接合部同士が接合されていることを特徴としている。
【００１０】
これによれば、第２流路を、接合部によって第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止することができる。
【００１１】
また、請求項３に係る発明では、接合部よりも内周側には凹部が形成されており、凹部のうち外側となる面を第１の板面とし、２枚の板部材が接合部を接合されることで、内部に第２流路が形成される吸着モジュールを構成し、複数の吸着モジュールが積層されていることを特徴としている。
【００１２】
これによれば、吸着モジュールの内部に第２流路を形成することができるので、第２流路を、第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止することが容易に実現することができる。
【００１３】
また、請求項４に係る発明では、積層された吸着モジュールのうち、隣接する吸着モジュールの第１の板面に配された焼結体のどうしの間に第１流体が流通する流通通路が形成されていることを特徴としている。
【００１４】
これによれば、各吸着モジュールの間に配設される焼結体の全域に亘って第１流体が流通し易くなる。
【００１５】
また、請求項５に係る発明では、吸着モジュールは、第２流路内に、吸着モジュールの内部に配されるフィンを備えていることを特徴としている。
【００１６】
これによれば、第２流路内に、第２流路を形成する吸着モジュールの内面に接合されるフィンを配設しているので、第１流路と第２流路との差圧による第２流路の膨張変形を抑制することができる。
【００１７】
また、請求項６に係る発明では、板部材は、第１面を底部の内面とする第１容器体と、第１面を底部の外面とする第２容器体とを有しており、第１容器体は、第１容器体の底部における外周の全周から板部材の積層方向一端側に向かって延出する第１接合部を有し、第２容器体は、第２容器体の底部における外周の全周から板部材の積層方向一端側に向かって延出する第２接合部を有し、第１容器体及び第２容器体は、各接合部を当接させて接合されることで、第２流路を第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止していることを特徴としている。
【００１８】
これによれば、第２流路を、接合部によって第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止することができる。
【００１９】
また、請求項７に係る発明では、第１容器体と第２容器体とを、各接合部を当接させることで、第２流路が形成される吸着モジュールが構成されおり、第１面に配設された焼結体を挟んで吸着モジュールが複数積層されてコア部を構成していることを特徴としている。
【００２０】
これによれば、吸着モジュールの内部に第２流路を形成することができるので、第２流路を、第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止することが容易に実現することができる。
【００２１】
また、請求項８に係る発明では、第１容器体及び第２容器体の各底部には、第１面を外側にして突出するリブが設けられており、モジュールは、リブを当接させて複数積層されていることを特徴としている。
【００２２】
これによれば、第１流路と第２流路との差圧による第２流路の膨張変形を、リブ同士を当接させることで抑制することができる。
【００２３】
また、請求項９に係る発明では、焼結体には、第１流体が流通する溝形状の流通通路が形成されていることを特徴としている。
【００２４】
これによれば、各吸着モジュールの間に配設される焼結体の全域に亘って第１流体が流通し易くなる。
【００２５】
また、請求項１０に係る発明では、流通通路は、リブを全周に亘って囲む形状で形成されていることを特徴としている。
【００２６】
これによれば、リブが突出する第１流路内であっても、確実に焼結体の全域に亘って第１流体を流通させることができる。
【００２７】
また、請求項１１に係る発明では、板部材は、板部材の積層方向に凹む凹部と突出する凸部とが連続して交互に形成されており、複数の板部材は、凸部の先端面と、凸部の先端側に位置する板部材の凹部の底面とを当接させて接合するとともに、凹部の底面と、凹部の底面側に位置する板部材の凸部の先端面とを当接させて接合することによって、第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止していることを特徴としている。
【００２８】
これによれば、第２流路を、凹部及び凸部によって第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態における熱交換器を示す断面図である。
【図２】第１実施形態における板部材を示す底面図である。
【図３】第２実施形態における熱交換器を示す断面図である。
【図４】第２実施形態における第１容器体を示す上面図である。
【図５】第２実施形態におけるリブの断面を示す断面図である。
【図６】第３実施形態における熱交換器を示す分解斜視図である。
【図７】図６中に示すＡ−Ａ断面の一部拡大断面図である。
【図８】図６中に示すＢ−Ｂ断面の一部拡大断面図である。
【図９】第３実施形態における第１板部材を示す斜視図である。
【図１０】第３実施形態における第２板部材を示す斜視図である。
【図１１】他の実施形態における板部材を示す上面図である。
【図１２】他の実施形態における板部材を示す上面図である。
【図１３】他の実施形態における吸着モジュールを示す断面図である。
【図１４】他の実施形態における吸着モジュールを示す上面図である。
【図１５】他の実施形態における熱交換器を示す断面図である。
【図１６】他の実施形態におけるコア部の断面を示す一部拡大断面図である。
【図１７】他の実施形態におけるコア部の断面を示す一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（第一実施形態）
以下、本発明の第１実施形態における熱交換器１００の構造について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態における熱交換器１００を示す断面図である。図２は、本実施形態における板部材１１０を示す底面図である。
【００３１】
熱交換器１００は、後述する焼結体１２０に含まれる吸着剤と、後述する第２流路１９０を通過する熱交換媒体とを熱交換させるものであり、吸着剤が気相の被吸着媒体である水蒸気（第１流体）を吸着する際に、液層の被吸着媒体である水を蒸発させ、その蒸発潜熱によって熱交換媒体（第２流体）は冷却される。また、高温の熱交換媒体によって吸着剤が加熱されると、吸着剤に吸着した水蒸気は吸着剤から脱離される。熱交換器１００は、第１流体と第２流体とを熱交換させる熱交換部１０１、熱交換部１０１を収容する筐体１３０、筐体１３０の開口部を閉塞する蓋部材１３１、筐体１３０に接続された流通管１５０、熱交換部１０１に接続された流入管１６０および流出管１７０を備えている。
【００３２】
熱交換部１０１は、複数の板部材１１０が積層されて構成されている。板部材１１０は、円形の金属製の板部材であり、本実施形態では、銅が使用されている。板部材１１０には、外周の全周に亘って接合部１１１が形成されている。接合部１１１は、環状の平面である。板部材１１０の接合部１１１の内側には、接合部１１１に全周に亘って囲まれ、板部材１１０の積層方向に凹む凹部１１２が形成されている。凹部１１２の底部１１３は、円形の平面になっている。つまり、底部１１３主面のうち、凹部１１２の凹む方向側の面である外表面１１４は、円形の平面である。図２に示す凹部１１２は、紙面に対して垂直方向手前側に凹んでいる。
【００３３】
底部１１３には、円形の孔を有する連通部１１５、１１６が形成されている。連通部１１５、１１６は、底部１１３において最も距離の長い間隔を空けて形成されている。連通部１１５、１１６は、底部１１３から凹部１１２が凹む方向に窪んだ状態で開口している。換言すると、連通部１１５、１１６は、底側から見て、底部１１３から外側へ突出する形状で開口している。
【００３４】
底部１１３の外表面１１４には、金属粉を焼結して形成された焼結体１２０が外表面１１４の全面に亘って接合されている。焼結体１２０は金属粉と吸着剤とを混合させた混合粉体を焼結したものであり、焼結体１２０は外表面１１４と金属的に結合し、外表面１１４から受熱し、或いは、外表面に放熱する伝熱体である。本実施形態では、焼結体１２０を形成する金属粉として銅粉が使用されている。焼結体１２０は、均一な厚さであって、連通部１１５、１１６の突出高さよりも小さい厚さで外表面１１４に接合されている。
【００３５】
焼結体１２０に含まれる吸着剤（図示しない）は微細な隙間を内部に有する多孔質体であり、例えばシリカゲルなどが用いられる。る。吸着材は、気体状態の第１流体を吸着、或いは、脱離するものであり、本実施形態では、気体状態の水、つまり水蒸気を吸着、或いは、脱離する。吸着材は、保持される焼結体１２０から受熱して温度が上昇すると気体状態の第１流体を吸着し、焼結体１２０に放熱して温度が下降すると気体状態の第１流体を脱離するものである。
【００３６】
一対の板部材１１０は、互いに底部１１３を対面させ、外表面１１４を外側にして積層されて吸着モジュール１０３を構成している。具体的には、一対の板部材１１０は、互いに接合部１１１を当接させて接合して、第１流体が流れる第１流路１８０と第２流体が流れる第２流路１９０とを区画している。つまり、吸着モジュール１０３の内部には、第２流路１９０が形成されている。連通部１１５、１１６の間の第２流路１９０は、接合部１１１によって、第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止されている。焼結体１２０は、吸着モジュール１０３の外側に配置されている。
【００３７】
本実施形態では、互いの接合部１１１をろう付けにて接合している。吸着モジュール１０３の内側には、金属性のフィン１４０が配設され、吸着モジュール１０３の内表面と金属的に結合している。
【００３８】
吸着モジュール１０３は、互いに外表面１１４を対面させて複数積層されて熱交換部１０１を構成している。各吸着モジュール１０３は、互いの連通部１１５、１１６同士をろう付けにて接合されて一体化されている。
複数の吸着モジュール１０３は、互いに連通部１１５、１１６を当接させて接合して、第１流路１８０と第２流路１９０とを区画している。つまり、各吸着モジュール１０３の間には、第１流路１８０が形成されている。
【００３９】
各板部材１１０の外表面１１４に接合された焼結体１２０どうしの間には、第１流体を焼結体１２０の全域に亘って流通させる為の流通通路１８１が形成されている。
【００４０】
複数の吸着モジュール１０３を積層することで構成される熱交換部１０１は、コア部１０２、分配タンク１０４及び集合タンク１０５を有している。コア部１０２は、第２流体の熱を底部１１３の外表面１１４及び焼結体１２０を介して吸着材に伝熱させて吸着剤の温度を上昇させる、或いは、吸着材の熱を焼結体１２０及び底部１１３の外表面１１４を介して第２流体に伝熱させて吸着材の温度を下げる部位である。
【００４１】
分配タンク１０４は、複数の板部材１１０が積層されて連通部１１５が連通することによって形成されたヘッダタンクである。分配タンク１０４には、第２流体を熱交換部１０１に供給する管部材である流入管１６０が板部材１１０の積層方向に延出して接続されている。分配タンク１０４は、流入管１６０から流入する第２流体をコア部１０２に形成された第２流路１９０に分配している。
【００４２】
集合タンク１０５は、複数の板部材１１０が積層されて連通部１１６が連通することによって形成されたヘッダタンクである。集合タンク１０５には、第２流体を熱交換部１０１から吐出する管部材である流出管１７０が板部材１１０の積層方向であって流入管１６０が延出する方向と同一方向に延出して接続されている。集合タンク１０５は、コア部１０２に形成された第２流路１９０から第２流体を集合させて流出管１７０から流出させている。
【００４３】
流入管１６０から流入した第２流体は、分配タンク１０４で複数の第２流路１９０に分配される。複数の第２流路１９０を通過した第２流体は集合タンク１０５において集合し、流出管１７０から流出する。第２流体が通過する第２流路１９０は、接合部１１１によって封止された板部材１１０同士の間に形成される。熱交換部１０１は、コア部１０２における複数の流路に分割された第２流路１９０を流通する第２流体とコア部１０２における第１流路１８０を流通する第１流体との間で熱交換させる。  筐体１３０は、熱交換部１０１を内部に収容する有底の箱部材である。筐体１３０の底面は円形である。筐体１３０の内面は、熱交換部１０１に接触しておらず、筐体１３０の内面と熱交換部１０１の間には、第１流体が流通する流通空間１８２が形成されている。流通空間１８２は、流通通路１８１とともに第１流路１８０を構成している。また、筐体１３０は、板部材１１０の積層方向であって流入管１６０及び流出管１７０の延出方向側に開口しており、開口縁部は、フランジ状に形成されている。
【００４４】
蓋部材１３１は、平面形状の板部材であり、筐体１３０のフランジ状に形成された開口部に接合されて筐体１３０の開口部を閉塞している。蓋部材１３１は、蓋部材１３１を貫通する流通管１５０、流入管１６０及び流出管１７０を固定している。また、蓋部材１３１は、流入管１６０及び流出管１７０を介して熱交換部１０１を保持している。
【００４５】
流通管１５０は、筐体１３０内の流通空間１８２と、第１流体が液体状態で貯留された図示しない貯留タンクとを連通する管部材である。気体状態の第１流体は、筐体１３０内と貯留タンクとの間を流通管１５０を介して流通している。本実施形態では、蓋部材１３１によって筐体１３０の開口部を閉塞して、筐体１３０内における第１流路１８０を略真空状態としている。
【００４６】
ここで、本実施形態における焼結体１２０は、金属粉を、板部材１１０に対して加圧して成形する成形工程と、融点以下の温度で熱処理して結合させる熱処理工程とによって焼結されている。成形工程において、焼結体１２０は、板部材１１０の外表面１１４に対して垂直方向に加圧成形される。換言すると、焼結体１２０は、板部材１１０の外表面１１４に対して、板部材１１０の積層方向に加圧成形される。
【００４７】
次に、本実施形態における熱交換器１００の作動について説明する。本実施形態における熱交換器１００の熱源となる第２流体は、流入管１６０を介して熱交換部１０１の分配タンク１０４に流入する。そして、分配タンク１０４にて、各吸着モジュール１０３に分配される。換言すると、第２流体は、分配タンク１０４にて、板部材１１０によって分割され、第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止された第２流路１９０に分配される。そして、コア部１０２における第２流路１９０を流通する第２流体は、底部１１３及びフィン１４０に放熱した後、集合タンク１０５にて集合する。従って、集合タンク１０５にて集合した第２流体の温度は、分配タンク１０４に流入した第２流体の温度よりも低い。その後、集合タンク１０５にて集合した第２流体は、流出管１７０を介して熱交換器１００の外部へ流出する。
【００４８】
一方、第２流体から受熱した底部１１３及びフィン１４０は、外表面１１４を介して焼結体１２０に伝熱する。更に、焼結体１２０は、焼結体１２０が内部に保持する吸着材に熱を伝え、吸着材の温度を上昇させる。温度が上昇した吸着材は、第１流路１８０内における気体状態の第１流体を吸着する。具体的には、各吸着モジュール１０３の間に配置される焼結体１２０に保持された吸着材は、第１流路１８０における流通通路１８１内の第１流体を吸着する。板部材１１０の積層方向最両端側の板部材１１０に配設された焼結体１２０が保持する吸着材は、第１流路１８０における流通空間１８２内の第１流体を吸着する。その結果、吸着材によって、筐体１３０内の気体状態の第１流体が吸着される為、貯留タンクに貯留される液体状態の第１流体が蒸発し、流通管１５０を介して筐体１３０内に流入する。
【００４９】
従って、例えば、貯留タンクにおいて、第１流体が蒸発する際の冷熱を回収する冷熱回収手段等を設けておけば、内燃機関を冷却する冷却水の熱を利用して、冷熱を回収することができる。その後、例えば、第２流路１９０における第２流体の流通が停止して吸着材の温度が低下した場合には、吸着材は、気体状態の第１流体を脱離する。そして、脱離された気体状態の第１流体は、貯留タンクにて凝縮して液体状態で再び貯留タンクに貯留される。
【００５０】
本実施形態における焼結体に含まれる吸着剤は金属粉および板部材１１０とは焼結接合しないため、金属粉と板部材１１０の外表面１４０との接合を阻害する。しかしながら、熱交換器１００は、焼結体１２０を外表面１１４に対して垂直に加圧成形して熱処理されることにより金属粉同士の接合点、および外表面１４０との接合点を増加させ、外表面１１４と焼結体１２０との伝熱性能の向上を図ることができる。
【００５１】
また、本実施形態における熱交換器１００は、コア部１０２における第２流路１９０は、板部材１１０によって分割され、第２流体は、コア部１０２において分流して流れている。従って、コア部１０２は、大流量の第２流体が流通する第２流路が形成されたコア部と比べて、薄い肉厚の板部材１１０で、第２流路１９０を形成することができる。従って、熱交換器１００の重量を低減することができる。
【００５２】
また、本実施形態における熱交換器１００は、第２流路１９０内に、板部材１１０に接合されるフィン１４０を備えている。従って、第１流路１８０と第２流路１９０との差圧によって生じる第２流路１９０の膨張変形を、フィン１４０によって抑制することができる。
【００５３】
なお、本実施形態における外表面１１４は、本発明の第１の板面に相当し、板部材１１０の外表面１１４の裏側の面は、本発明の第２の板面に相当する。
【００５４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態における熱交換器２００について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、第２実施形態における熱交換器２００を示す断面図である。図４は、第２実施形態における第１容器体２１０を示す上面図である。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。
【００５５】
熱交換器２００は、第１流体と第２流体とを熱交換させるものである。熱交換器２００は、第１流体と第２流体とを熱交換させる熱交換部２０１、熱交換部２０１に接続された流通管２５０、流入管２６０及び流出管２７０を備えている。本実施形態における第１流体は、水であり、第２流体は、図示しない内燃機関を冷却する冷却水である。
【００５６】
熱交換部２０１は、第１容器体２１０ａと第２容器体２１０ｂとを有する吸着モジュール２０３が複数積層されて構成されている。第１容器体２１０ａは、矩形の金属製の容器体であり、本実施形態では、銅が使用されている。第１容器体２１０ａは、外周の全周に亘って形成された第１接合部２１１ａを有している。第１接合部２１１ａは、一端側に延出する矩形環状の筒形状の部位である。そして、一端側に延出するに従って第１容器体２１０ａが拡がる方向に拡径している。
【００５７】
第１容器体２１０ａの第１接合部２１１ａの内側には、第１接合部２１１ａに全周に亘って囲まれた第１底部２１３ａが形成されている。第１底部２１３ａには、第１連通部２１５ａ、２１６ａ、２１７ａが形成されている。第１連通部２１５ａ、２１６ａは、第１底部２１３ａにおいて最も距離の長い間隔を空けて形成されている。第１連通部２１５ａ、２１６ａは、第２流体が流通する第２流路２９０の一部を構成しており、第１底部２１３ａから一端側に突出する形状で開口している。一方、第１連通部２１７ａは、第１流体が流通する第１流路２８０の一部を構成しており、第１底部２１３ａから他端側に突出する形状で開口している。
【００５８】
また、第１底部２１３ａには、複数の第１リブ２４０ａが形成されている。第１リブ２４０ａは、第１底部２１３ａから一端側に円形に突出しており、第１底部２１３ａに、行および列を成して形成されている。
【００５９】
第１底部２１３ａの一端面２１４ａには、金属粉を焼結して形成された焼結体２２０が一端面２１４ａの全面に亘って配設されている。焼結体２２０は、一端面２１４ａと金属的に結合しており、一端面２１４ａから受熱し、或いは、一端面２１４ａに放熱する伝熱体である。本実施形態では、焼結体２２０を形成する金属粉として銅粉が使用されている。焼結体２２０は、第１接合部２１１ａの延出高さよりも低い。
【００６０】
焼結体２２０には、気体状態の第１流体を焼結体２２０の全域に亘って流通させる為の流通通路２８１が形成されている。流通通路２８１は、網目状に形成されている。また、焼結体２２０の流通通路２８１によって囲まれた部位のそれぞれ中心には、円形に窪むリブ用窪部２２１が形成されている。
【００６１】
焼結体２２０は、図示しない微細な隙間を内部に有する多孔質体であり、その隙間に図示しない吸着材を保持して焼結されている。吸着材は、気体状態の第１流体を吸着、或いは、脱離するものであり、本実施形態では、気体状態の水、つまり水蒸気を吸着、或いは、脱離するシリカゲルが使用されている。吸着材は、保持される焼結体２２０から受熱して温度が上昇すると気体状態の第１流体を吸着し、焼結体２２０に放熱して温度が下降すると気体状態の第１流体を脱離するものである。
【００６２】
第２容器体２１０ｂは、外周の全周に亘って形成された第２接合部２１１ｂを有している。第２接合部２１１ｂは、矩形環状の筒形状に延出する部位であり、一端側に延出している。そして、一端側に延出するに従って第２容器体２１０ｂが拡がる方向に拡径している。
【００６３】
第２容器体２１０ｂの第２接合部２１１ｂの内側には、第２接合部２１１ｂに全周に亘って囲まれた第２底部２１３ｂが形成されている。第２底部２１３ｂには、第２連通部２１５ｂ、２１６ｂ、２１７ｂが形成されている。第２連通部２１５ｂ、２１６ｂは、第２底部２１３ｂにおいて最も距離が長い間隔を空けて形成されている。第２連通部２１５ｂ、２１６ｂは、第２流体が流通する第２流路２９０の一部を構成しており、第２底部２１３ｂから他端側に突出する形状で開口している。一方、第２連通部２１７ｂは、第１流体が流通する第１流路２９０の一部を構成しており、第２底部２１３ｂから一端側に突出する形状で開口している。
また、第２底部２１３ｂには、複数の第２リブ２４０ｂが形成されている。第２リブ２４０ｂは、第２底部２１３ｂから他端側に円形に突出しており、第２底部２１３ｂに、行及び列を成して形成されている。
【００６４】
第１容器体２１０ａと第２容器体２１０ｂとは、互いに底部２１３ａ、２１３ｂを対面させ、第１容器体２１０ａの一端面２１４ａ及び第２容器体２１０ｂの他端面２１４ｂを外側にして積層されて。吸着モジュール２０３を構成している。
【００６５】
具体的には、第１容器体２１０ａと第２容器体２１０ｂとは、互いに接合部２１１ａ、２１１ｂを当接させてろう付け接合して、第１流体が流れる第１流路２８０と第２流体が流れる第２流路２９０とを区画している。また、第１容器体２１０ａの第１連通部２１７ａと第２容器体２１０ｂの第２連通部２１７ｂとは、ろう付けにて接合されている。吸着モジュール２０３の内部には、第２流路２９０が形成されている。連通部２１５ａ、２１５ｂと連通部２１６ａ、２１６ｂとの間の第２流路２９０は、接合部２１１ａ、２１１ｂによって、第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止されている。焼結体２２０は、吸着モジュール２０３の外側に配置されている。
【００６６】
吸着モジュール２０３は、第１容器体２１０ａの一端面２１４ａを、隣接して積層される吸着モジュール２０３の第２容器体２１０ｂの他端面２１４ｂに対面させて複数積層されて、熱交換部２０１を構成している。
【００６７】
具体的には、各吸着モジュール２０３は、接合部２１１ａ、２１１ｂを当接させてろう付け接合されている。更に、第１容器体２１０ａの第１連通部２１５ａと第２容器体２１０ｂの第２連通部２１５ｂとを連通させてろう付け接合され、第１容器体２１０ａの第１連通部２１６ａと第２容器体２１０ｂの第２連通部２１６ｂとを連通させてろう付け接合されている。
【００６８】
また、複数の吸着モジュール２０３は、第１容器体２１０ａの一端面２１４ａに形成された第１リブ２４０ａと、隣接する吸着モジュール２０３を構成する第２容器体２１０ｂの他端面２１４ｂに形成された第２リブ２４０ｂとを当接させて積層されている。換言すると、複数の吸着モジュール２０３は、第１容器体２１０ａの一端面２１４ａに配設された焼結体２２０のリブ用窪部２２１内に、隣接する吸着モジュール２０３を構成する第２容器体２１０ｂの他端面２１４ｂに形成された第２リブ２４０ｂを挿入させて、リブ用窪部２２１に挿入した第２リブ２４０ｂと第１リブ２４０ａとを当接させて積層されている。第２容器体２１０ｂの他端面２１４ｂには、隣接する吸着モジュール２０３を構成する第１容器体２１０ａの一端面２１４ａに金属結合する焼結体が、一端面２１４ａと同様に金属結合している。
【００６９】
複数の吸着モジュール２０３を積層することによって、各吸着モジュール２０３の間には、第１流体が流通する第１流路２８０が形成されている。具体的には、第１容器体２１０ａの一端面２１４ａと第２容器体２１０ｂの他端面２１４ｂとによって第１流路２８０が形成されている。
【００７０】
複数の吸着モジュール２０３を積層することで構成される熱交換部２０１は、コア部２０２、分配タンク２０４、集合タンク２０５及び流通タンク２０６を有している。
【００７１】
コア部２０２は、第２流体の熱を底部２１３ａ、２１３ｂ及び焼結体２２０を介して吸着材に伝熱させて吸着材の温度を上昇させる、或いは、吸着材の熱を焼結体２２０及び底部２１３ａ、２１３ｂを介して第２流体に伝熱させて吸着材の温度を下げる部位である。
【００７２】
また、コア部２０２における第２流路２９０は、第１容器体２１０ａ及び第２容器体２１０ｂによって、複数の流路に分割されている。換言すると、コア部２０２における第２流路２９０は、第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止された第２流路２９０である。従って、熱交換部２０１は、コア部２０２における複数の流路に分割された第２流路２９０を流通する第２流体とコア部２０２における第１流路２８０を流通する第１流体との間で熱交換させている。
【００７３】
分配タンク２０４は、複数の吸着モジュール２０３が積層されて連通部２１５ａ、２１５ｂが連通することによって形成されたヘッダタンクである。分配タンク２０４には、第２流体を熱交換部２０１に供給する管部材である流入管２６０が吸着モジュール２０３の積層方向に延出して接続されている。分配タンク２０４は、流入管２６０から流入する第２流体をコア部２０２に形成された第２流路２９０に分配している。
【００７４】
集合タンク２０５は、複数の吸着モジュール２０３が積層されて連通部２１６ａ、２１６ｂが連通することによって形成されたヘッダタンクである。集合タンク２０５には、第２流体を熱交換部２０１から吐出する管部材である流出管２７０が吸着モジュール２０３の積層方向であって流入管２６０が延出する方向と同一方向に延出して接続されている。集合タンク２０５は、コア部２０２に形成された第２流路２９０から第２流路を集合させて流出管２７０から流出させている。
【００７５】
流通タンク２０６は、複数の吸着モジュール２０３が積層されて連通部２１７ａ、２１７ｂが連通することによって形成されたヘッダタンクである。流通タンク２０６には、流通管２５０が吸着モジュール２０３の積層方向であｔって流入管２６０が延出する方向と同一方向に延出して接続されている。流通タンク２０６は、第１流体を熱交換器２００に供給する、或いは、熱交換器２００から吐出する管部材である。
【００７６】
流通管２５０は、流通タンク２０６と、第１流体が液体状態で貯留された図示しない貯留タンクとを連通する管部材である。気体状態の第１流体は、流通タンク２０６と貯留タンクとの間を流通管２５０を介して流通している。本実施形態では、第１流路２８０を略真空状態としている。
【００７７】
ここで、本実施形態における焼結体２２０は、金属粉を、第１容器体２１０ａ及び第２容器体２１０ｂに対して加圧して成形する成形工程と、融点以下の温度で熱処理して結合させる熱処理工程とによって焼結されている。成形工程において、焼結体２２０は、第１容器体２１０ａの一端面２１４ａ及び第２容器体２１０ｂの他端面２１４ｂに対して垂直方向に加圧成形されている。換言すると、焼結体１２０は、第１容器体２１０ａの一端面２１４ａ及び第２容器体２１０ｂの他端面２１４ｂに対して、容器体２１０ａ、２１０ｂの積層方向に加圧成形されている。
【００７８】
次に、本実施形態における熱交換器２００の作動について説明する。本実施形態における熱交換器２００の熱源となる第２流体は、流入管２６０を介して熱交換部２０１の分配タンク２０４に流入する。そして、分配タンク２０４にて、各吸着モジュール２０３に分配される。換言すると、第２流体は、分配タンク２０４にて、第１容器体２１０ａ及び第２容器体２１０ｂによって分割され、第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止された第２流路２９０に分配される。そして、コア部２０２における第２流路２９０を流通する第２流体は、底部２１３ａ、２１３ｂに放熱した後、集合タンク２０５にて集合する。従って、集合タンク２０５にて集合した第２流体の温度は、分配タンク２０４に流入した第２流体の温度よりも低い。その後、集合タンク２０５にて集合した第２流体は、流出管２７０を介して熱交換器２００の外部へ流出する。
【００７９】
一方、第２流体から受熱した底部２１３ａ、２１３ｂは、それぞれ一端面２１４ａ、他端面２１４ｂを介して焼結体２２０に伝熱する。更に、焼結体２２０は、焼結体２２０の内部に保持された吸着材に熱を伝え、吸着材の温度を上昇させる。温度が上昇した吸着材は、第１流路２９０内における気体状態の第１流体を吸着する。具体的には、各吸着モジュール２０３の間に配置される焼結体１２０に保持された吸着材は、第１流路１８０における流通通路２８１内の第１流体を吸着する。その結果、吸着材によって、第１流路２８０内の気体状態の第１流体が吸着される為、貯留タンクに貯留される液体状態の第１流体が蒸発し、流通管２５０を介して流通タンク２０６内に流入する。
【００８０】
従って、例えば、貯留タンクにおいて、第１流体が蒸発する際の冷熱を回収する冷熱回収手段等を設けておけば、内燃機関を冷却する冷却水の熱を利用して、冷熱を回収することができる。その後、例えば、第２流路２９０における第２流体の流通が停止して吸着材の温度が低下した場合には、吸着材は、気体状態の第１流体を脱離する。そして、脱離された気体状態の第１流体は、貯留タンクにて凝縮して、液体状態で再び貯留タンクに貯留される。
【００８１】
本実施形態における熱交換器２００は、焼結体２２０を底部２１３ａ、２１３ｂの一端面２１４ａ、他端面２１４ｂに対して垂直方向に加圧成形した後に熱処理している。焼結体２２０を各端面２１４ａ、２１４ｂに対して垂直に加圧成形して熱処理すると、吸着剤に含まれる金属粉同士の接合点、および金属粉と各端面２１４ａ、２１４ｂとの接合点が増加し各端面２１４ａ、２１４ｂと焼結体１２０との伝熱性能の向上を図ることができる。
【００８２】
なお、本実施形態の熱交換器２００は、第１実施形態における熱交換器１００のような筐体を有さずに、第１流体と第２流体との間で熱交換させることができ、材料費の低減および熱交換器２００の重量の低減を図ることができる。
【００８３】
また、本実施形態における熱交換器２００は、コア部２０２における第２流路２９０は、各容器体２１０ａ、２１０ｂによって分割され、第２流体は、コア部２０２において分流して流れている。従って、コア部２０２は、大流量の第２流体が流通する第２流路が形成されたコア部と比べて、薄い肉厚の容器体２１０ａ、２１０ｂで、第２流路２９０を形成することができる。従って、熱交換器２００の重量を低減することができる。
【００８４】
また、本実施形態における熱交換器２００は、互いに当接するリブ２４０ａ、２４０ｂを備えている。従って、第１流路２８０と第２流路２９０との差圧によって生じる第２流路２９０の膨張変形を、リブ２４０ａ、２４０ｂによって抑制することができる。
【００８５】
また、リブ２４０ａ、２４０ｂの効果について、図５を用いて説明する。図５は、本実施形態におけるリブ２４０ａ、２４０ｂの断面を示す断面図である。焼結体２２０は、焼結される前において、図５中の破線に示す体積を有しているが、焼結されると、図５の実線で示す体積にまでリブ２４０ａ、２４０ｂを中心に収縮する。焼結体２２０は、リブ２４０ａ、２４０ｂを中心に収縮する為、より多くの金属粉がリブ２４０ａ、２４０ｂに近寄って、金属粉と各端面２１４ａ、２１４ｂとの結合点数を増加させるので、伝熱性能の向上を更に向上させることができる。
【００８６】
なお、本実施形態における第１容器体２１０ａ及び第２容器体２１０ｂは、本発明における板部材に相当する。また、本実施形態における一端面２１４ａ及び他端面２１４ｂは、本発明の第１の板面に相当する。
【００８７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態における熱交換器３００の構造について、図６から図１０を用いて説明する。図６は、本実施形態における熱交換器３００を示す分解斜視図である。図７は、図６中に示すＡ−Ａ断面の一部拡大断面図である。図８は、図６中に示すＢ−Ｂ断面の一部拡大断面図である。図９は、本実施形態における第１板部材３１０ａを示す斜視図である。図１０は、本実施形態における第２板部材３１０ｂを示す斜視図である。ここで、図７及び図８に示す断面図は、図６に示す分解された熱交換器３００を組み立てた際の断面図である。
【００８８】
熱交換器３００は、第１流体と第２流体とを熱交換させるものである。熱交換器３００は、第１流体と第２流体とを熱交換させる熱交換部３０１を備えている。本実施形態における第１流体は、水であり、第２流体は、図示しない内燃機関を冷却する冷却水である。
【００８９】
熱交換部３０１は、複数の板部材３１０ａ、３１０ｂが積層されて構成されている。板部材３１０ａ、３１０ｂは、矩形の金属製の板部材であり、本実施形態では、銅が使用されている。板部材３１０ａ、３１０ｂには、外周の全周に亘って形成された接合部３１１ａ、３１１ｂが形成されている。接合部３１１ａ、３１１ｂは、一端側に延出する矩形環状の筒形状の部位である。板部材３１０ａ、３１０ｂの接合部３１１ａ、３１１ｂの内側には、接合部３１１ａ、３１１ｂに全周に亘って囲まれ、板部材３１０ａ、３１０ｂの積層方向に凹む凹部３１２ａ、３１２ｂと、板部材３１０ａ、３１０ｂの積層方向に突出する凸部３１３ａ、３１３ｂとが交互に左右方向に連続して形成されている。凹部３１２ａ、３１２ｂ、凸部３１３ａ、３１３ｂは、板部材３１０ａ、３１０ｂの積層方向及び左右方向に対して垂直な流通方向に延びて形成されている。第１板部材３１０ａの凹部３１２ａの底部における左右方向の幅は、凸部３１３ａの先端部における左右方向の幅よりも大きい。また、第２板部材３１０ｂの凹部３１２ｂの底部における左右方向の幅は、凸部３１３ｂの先端部における左右方向の幅よりも小さい。
【００９０】
第１板部材３１０ａの第１凹部３１２ａの内側及び第２板部材３１０ｂの第２凸部３１３ｂの内側には、金属粉を焼結して形成された焼結体３２０が配設されている。焼結体３２０は、第１板部材３１０ａの第１凹部３１２ａの第１内面３１４ａ及び第２板部材３１０ｂの第２凸部３１３ｂの第２内面３１４ｂと金属的に結合しており、これらの内面から受熱し、或いは、内面に放熱する伝熱体である。本実施形態では、焼結体３２０を形成する金属粉として銅粉が使用されている。焼結体３２０は、均一な厚さであって、第１板部材３１０ａの第１凹部３１２ａの高さ及び第２板部材３１０ｂの第２凸部３１３ｂの高さより小さい厚さで内部に配設されている。
【００９１】
焼結体３２０は、図示しない微細な隙間を内部に有する多孔質体であり、その隙間に図示しない吸着材を保持して焼結されている。吸着材は、気体状態の第１流体を吸着、或いは、脱離するものであり、本実施形態では、気体状態の水、つまり水蒸気を吸着、或いは、脱離するシリカゲルが使用されている。吸着材は、保持される焼結体３２０から受熱して温度が上昇すると気体状態の第１流体を吸着し、焼結体３２０に放熱して温度が下降すると気体状態の第１流体を脱離するものである。
【００９２】
板部材３１０ａ、３１０ｂにおいて、接合部３１１ａ、３１１ｂの内側であって、凹部３１２ａ、３１２ｂ及び凸部３１３ａ、３１３ｂが形成されていない流通方向両端側には、長円形の孔を有する連通部３１５、３１６、３１７、３１８が形成されている。連通部３１５は、板部材３１０ａ、３１０ｂの流通方向一端側であって左右方向右側に位置し、連通部３１６は、流通方向他端側であって左右方向左側に位置している。連通部３１７は、板部材３１０ａ、３１０ｂの流通方向他端側であって左右方向の右側に位置し、連通部３１８は、流通方向一端側であって左右方向左側に位置している。連通部３１５ａ、３１６ａ、３１７ｂ、３１８ｂは、一端側に突出する形状で開口している。連通部３１５ｂ、３１６ｂ、３１７ａ、３１８ａは、他端側に突出する形状で開口している。
【００９３】
一対の板部材３１０ａ、３１０ｂは、凹部３１２ａの底部と凸部３１３ｂの先端部とを対面させるとともに当接させて積層されて、吸着モジュール３０３を構成している。
【００９４】
具体的には、一対の板部材３１０ａ、３１０ｂは、互いに接合部３１１ａ、３１１ｂ、連通部３１７ａ、３１７ｂ、連通部３１８ａ、３１８ｂを当接させてろう付け接合するとともに、凹部３１２ａの底部と凸部３１３ｂの先端部とをろう付け接合して、第１流体が流れる第１流路３８０と第２流体が流れる第２流路３９０とを区画している。吸着モジュール３０３の内部には、第２流路３９０が形成されている。具体的には、凹部３１２ｂと凸部３１３ａとによって区画された第２流路１９０は、凹部３１２ａと凸部３１３ｂが接合されることによって、第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止されている。焼結体３２０は、吸着モジュール３０３の外側に配置されている。
【００９５】
吸着モジュール３０３は、複数積層されて熱交換部１０１を構成している。各吸着モジュール３０３は、凸部３１３ａの先端部と凹部３１２ｂの底部とを、それぞれ隣接する吸着モジュール３０３をの凹部３１２ｂの底部と凸部３１３ａの先端部とに対面させ当接させてろう付け接合されている。また、連通部３１５ａ、３１５ｂ、連通部３１６ａ、３１６ｂ同士をろう付けにて接合して一体化されている。複数の吸着モジュール３０３は、第１流路３８０と第２流路３９０とを区画している。各吸着モジュール１０３の間には、第１流路３８０が形成されている。焼結体３２０は、各吸着モジュール１０３間に形成された第１流路３８０に２層ずつ配設され、熱交換部１０１の積層方向両端側には配設されていない。
【００９６】
第１流路３８０に配設された２層の焼結体３２０は、互いに接触すること無く配置されている。換言すると、２層の焼結体３２０の間には、第１流体を焼結体３２０の全域に亘って流通させる為の流通通路３８１が形成されている。
【００９７】
複数の吸着モジュール３０３が積層されることで構成された熱交換部３０１は、コア部３０２、分配タンク３０４及び集合タンク３０５、流通タンク３０６、３０７を有している。
【００９８】
凹部３１２及び凸部３１３で構成されたコア部３０２は、第２流体の熱を焼結体３２０を介して吸着材に伝熱させて吸着剤の温度を上昇させる、或いは、吸着材の熱を焼結体３２０を介して第２流体に伝熱させて吸着材の温度を下げる部位である。
【００９９】
また、コア部３０２における第２流路３９０は、板部材３１０ａ、３１０ｂによって、複数の流路に分割されている。換言すると、コア部３０２における第２流路３９０は、凸部３１３ａ及び凹部３１２ｂによって、第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止された第２流路３９０である。従って、熱交換部３０１は、コア部３０２における複数の流路に分割された第２流路３９０を流通する第２流体とコア部３０２における第１流路３８０を流通する第１流体との間で熱交換させている。
【０１００】
分配タンク３０４は、複数の板部材３１０ａ、３１０ｂが積層されて連通部３１５ａ、３１５ｂが連通することによって形成されたヘッダタンクである。分配タンク３０４は、分配タンク３０４に流入した第２流体をコア部３０２に形成された第２流路３９０に分配している。
【０１０１】
集合タンク３０５は、複数の板部材３１０ａ、３１０ｂが積層されて連通部３１６ａ、３１６ｂが連通することによって形成されたヘッダタンクである。集合タンク３０５は、コア部３０２に形成された第２流路３９０から第２流体を集合させて熱交換部３０１から吐出している。
【０１０２】
流通タンク３０６は、複数の板部材３１０ａ、３１０ｂが積層されて連通部３１７ａ、３１７ｂが連通することによって形成されたヘッダタンクである。流通タンク３０７は、複数の板部材３１０ａ、３１０ｂが積層されて連通部３１８ａ、３１８ｂが連通することによって形成されたヘッダタンクである。流通タンク３０６、３０７は、第１流体が液体状態で貯留された図示しない貯留タンクとを連通している。本実施形態における第１流路３８０は、略真空状態とされている。
【０１０３】
ここで、本実施形態における焼結体３２０は、金属粉を、板部材３１０ａ、３１０ｂに対して加圧して成形する成形工程と、融点以下の温度で熱処理して結合させる熱処理工程とによって焼結されている。成形工程において、焼結体３２０は、第１板部材３１０ａの凹部３１２ａの底部における第１内面３１４ａに対して垂直方向に加圧成形されている。また、成形工程において、焼結体３２０は、第２板部材３１０ｂの凸部３１３ｂの先端部における第２内面３１４ｂに対して垂直方向に加圧成形されている。換言すると、焼結体３２０は、各板部材３１０ａ、３１０ｂに対して、各板部材３１０ａ、３１０ｂの積層方向に加圧成形されている。
【０１０４】
次に、本実施形態における熱交換器３００の作動について説明する。本実施形態における熱交換器３００の熱源となる第２流体は、まず、熱交換部３０１の分配タンク３０４に流入する。そして、分配タンク３０４にて、各吸着モジュール３０３の内部に形成された第２流路３９０に分配される。換言すると、第２流体は、分配タンク３０４にて、凸部３１３ａ及び凹部３１２ｂによって、第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止された第２流路３９０に分配される。そして、コア部３０２における第２流路３９０を流通する第２流体は、凹部３１２及び凸部３１３に放熱した後、集合タンク３０５にて集合して熱交換部３０１の外部に吐出される。従って、集合タンク３０５にて集合した第２流体の温度は、分配タンク３０４に流入した第２流体の温度よりも低い。
【０１０５】
一方、第２流体から受熱した凹部３１２及び凸部３１３は、焼結体３２０に伝熱する。更に、焼結体３２０は、焼結体３２０の内部に保持された吸着材に熱を伝え、吸着材の温度を上昇させる。温度が上昇した吸着材は、第１流路３８０内における気体状態の第１流体を吸着する。具体的には、各吸着モジュール３０３の間に配置される焼結体３２０に保持された吸着材は、第１流路３８０における流通通路３８１内の第１流体を吸着する。その結果、吸着材によって、流通通路３８１内の気体状態の第１流体が吸着される為、貯留タンクに貯留される液体状態の第１流体が蒸発し、流通タンク３０６、３０７を介して流通通路３８１内に流入する。
【０１０６】
従って、例えば、貯留タンクにおいて、第１流体が蒸発する際の冷熱を回収する冷熱回収手段等を設けておけば、内燃機関を冷却する冷却水の熱を利用して、冷熱を回収することができる。その後、例えば、第２流路３９０における第２流体の流通が停止して吸着材の温度が低下した場合には、吸着材は、気体状態の第１流体を脱離する。そして、脱離された気体状態の第１流体は、貯留タンクにて凝縮して、液体状態で再び貯留タンクに貯留される。
【０１０７】
本実施形態における熱交換器３００は、焼結体３２０を第１板部材３１０ａの凹部３１２ａの底部及び第２板部材３１０ｂの凸部３１３ｂの先端部に対して垂直方向に加圧成形した後に熱処理している。焼結体３２０を垂直に加圧成形して熱処理すると、より多くの金属粉が第１板部材３１０ａの凹部３１２ａの底部や第２板部材３１０ｂの凸部３１３ｂの先端部に近い位置に配置される為、金属粉と第１板部材３１０ａの凹部３１２ａとが結合する結合点の点数及び第２板部材３１０ｂの凸部３１３ｂとが結合する結合点の点数が増加する。また、金属粉第１板部材３１０ａの凹部３１２ａとが結合する結合点の結合面積及び第２板部材３１０ｂの凸部３１３ｂとが結合する結合点の結合面積が増加する。従って、凹部３１２及び凸部３１３と焼結体１２０との伝熱性能を向上させることができる。ここで、第１板部材３１０ａの第１凹部３１２ａの底部における第１内面３１４ａ及び第２板部材３１０ｂの第２凸部３１３ｂの先端部における第２内面３１４ｂは、他の部位の内面３１４よりも焼結体３２０との結合点数が多く、結合面積も広い。
【０１０８】
また、本実施形態における熱交換器３００は、コア部３０２における第２流路３９０は、各凹部３１２ａ、３１２ｂ及び凸部３１３ａ、３１３ｂによって分割され、第２流体は、コア部３０２において分流して流れている。従って、コア部３０２は、大流量の第２流体が流通する第２流路が形成されたコア分と比べて、薄い肉厚の板部材３１０ａ、３１０ｂで、第２流路３９０を形成することができる。従って、熱交換器３００の重量を低減することができる。
【０１０９】
なお、本実施形態のおける第１板部材３１０ａ及び第２板部材３１０ｂは、本発明の板部材に、本実施形態における第１内面３１４ａ及び第２内面３１４ｂは、本発明の第１の板面に相当する。
【０１１０】
（他の実施形態）
上記第１実施形態では、板部材１１０の底部１１３における外表面１１４側でない面には、フィン１４０が接合されている。しかし、本発明は、これに限定されることは無く、フィン１４０を廃止して、図１１に示すように、底部１１３から凹部１１２が凹む側に対して反対側に突出するリブ４４０が形成された板部材４１０であってもよい。図１１は、他の実施形態における板部材４１０を示す上面図である。ここで、図１１に示す凹部１１２は、紙面に対して垂直方向奥側に凹んでいる。板部材４１０の中央には、連通部４１７が形成されている。連通部４１７は、底部１１３から凹部１１２が凹む側に対して反対側に突出して開口する部位である。リブ４４０は、連通部１１５、１１６から連通部４１７まで直線的に延びて形成されている。連通部４１７及びリブ４４０は、底部１１３から接合部１１１が位置する高さまで突出している。一対の板部材４１０が接合部１１１を当接させて積層されると、連通部４１７及びリブ４４０同士は、当接し、接合部１１１がろう付け接合されるとともにろう付け接合される。従って、連通部４１７の内側に、第１流体を流通させることができるとともに、リブ４４０が形成されることによって、第２流体を分流させることができる。また、連通部４１７同士及びリブ４４０同士が互いに接合されることで、第１流体の流路と第２流体の流路との差圧による第２流体の流路の膨張変形を抑制することができる。
【０１１１】
また、上記第１実施形態では、板部材１１０の底部１１３における外表面１１４側でない主面には、フィン１４０が接合されている。しかし、本発明は、これに限定されることは無く、フィン１４０を廃止して、図１２及び図１３に示すように、底部１１３から凹部１１２が凹む側に対して反対側に突出するリブ５４０が形成された板部材５１０であってもよい。図１２は、他の実施形態における板部材５１０を示す上面図である。図１３は、他の実施形態における吸着モジュール５０３を示す断面図である。ここで、図１１に示す凹部１１２は、紙面に対して垂直方向奥側に凹んでいる。リブ５４０は、連通部１１５、１１６の間に複数設けられており、接合部１１１が位置する高さまで突出している。一対の板部材５１０が接合部１１１を当接させて積層されて吸着モジュール５０３を構成する。その際、リブ５４０同士は、当接し、接合部１１１がろう付け接合させるとともにろう付け接合される。従って、リブ５４０が形成されることによって、第２流体を蛇行流とすることができる。また、リブ５４０同士が互いに接合されることで、第１流体の流路と第２流体の流路との差圧による第２流体の流路の膨張変形を抑制することができる。また、板部材５１０の外表面５１４には、図１３に示す吸着モジュール５０３のように、凹凸を繰り返す外表面５１４に沿って凹凸を繰り返す形状に焼結された焼結体５２０を配設していてもよいし、図１４に示す吸着モジュール６０３のように、凹凸を繰り返す外表面５１４に対して肉厚を変化させて平面を形成するように焼結された焼結体６２０を配設していてもよい。図１４は、他の実施形態における吸着モジュール６０３を示す上面図である。
【０１１２】
また、上記第２実施形態では、容器体２１０ａ、２１０ｂには、リブ２４０ａ、２４０ｂが形成されている。しかし、本発明は、これに限定されることは無く、図１５に示すような熱交換器７００であってもよい。図１５は、他の実施形態における熱交換器７００を示す断面図である。熱交換器７００は、リブ２４０ａ、２４０ｂが形成されていない容器体７１０ａ、７１０ｂを複数積層されて構成されている。従って、第１容器体７１０ａの第１底部７１３ａは、平面の一端面７１４ａを有しており、第２容器体７１０ｂの第２底部７１３ｂは、平面の他端面７１４ｂを有している。従って、第１容器体７１０ａの一端面７１４ａと第２容器体７１０ｂの他端面７１４ｂとの間に配設される焼結体７２０は、第２実施形態におけるリブ用窪部２２１のスペースも焼結体７２０を詰めることができる。また、熱交換器７００は、第１容器体７１０ａと第２容器体７１０ｂとを第１容器体７１０ａの一端面７１４ａ及び第２容器体７１０ｂの他端面７１４ｂを外側にして積層されて吸着モジュール７０３を構成しているが、各吸着モジュール７０３の間には、フィン７４０が配設されている。フィン７４０は、各容器体７１０ａ、７１０ｂの底部７１３ａ、７１３ｂにそれぞれろう付け接合されており、第１流体の流路と第２流体の流路との差圧による第２流体の流路の膨張変形を抑制することができる。
【０１１３】
また、上記第３実施形態では、第１板部材３１０ａの凹部３１２ａの底部が凸部３１３ａの先端部よりも左右方向に大きく形成され、第２板部材３１０ｂの凹部３１２ｂの底部が凸部３１３ｂの先端部よりも左右方向に小さく形成されたコア部３０２を有している。しかし、本発明は、これに限定されることは無く、図１６に示すように、板部材８１０ａ、８１０ｂをろう付け接合して成る吸着モジュール８０３を複数積層して構成されるコア部８０２であってもよい。図１６は、他の実施形態におけるコア部８０２の断面を示す一部拡大断面図である。板部材３１０ａ、３１０ｂは、凹部３１２ａ、３１２ｂの底部と凸部３１３ａ、３１３ｂの先端部とが左右方向に同一の長さで形成されている。また、各凹部３１２ａ、３１２ｂ及び各凸部３１３、３１３ｂは、凹み方向及び突出方向に向かうに従って左右方向に広がる形状で形成されている。第１板部材８１０ａの凹部３１２ａの内部における底側及び第２板部材８１０ｂの凸部３１３ｂの内部における先端側には、焼結体８２０が配設されている。第１板部材８１０ａの凹部３１２ａ及び第２板部材８１０ｂの凸部３１３ｂの内部における開口側には、流通通路８８１である第１流路８８０が配設されている。また、第１板部材８１０ａの凸部８１３ａの内面と第２板部材８１０ｂの凸部８１３ｂの先端面とによって第２流路８９０が、第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止されて形成されている。一方、第２板部材８１０ｂの凹部８１２ｂの内面と第１板部材８１０ａの凹部８１２ａの底面とによって第２流路８９０が、第２流体の流通方向断面において全周に亘って封止されて形成されている。また、図１７に示すように、第１板部材８１０ａのみを複数積層してろう付け接合して成るコア部９０２であってもよい。図１７は、他の実施形態におけるコア部９０２の断面を示す一部拡大断面図である。コア部９０２を有する熱交換器は、１枚の板部材８１０ａのみで構成することができる。
【０１１４】
また、上記第３実施形態では、熱交換器３００は、第１板部材３１０ａと第２板部材３１０ｂとを備えて構成されている。しかし、本発明は、これに限定されることは無く、例えば、熱交換器は、接合部を積層方向両側に延出する形状とした第１板部材と、裏返された第１板部材とを互いに交互に積層して構成されていてもよい。この場合、第３実施形態のような第２板部材３１０ｂを有することなく、熱交換器を構成することができる。
【０１１５】
また、上記各実施形態では、第２流体として、図示しない内燃機関を冷却する冷却水が使用されているが、本発明は、これに限定されることは無く、熱源と成り得る流体であればよい。
【０１１６】
また、上記第１実施形態では、板部材１１０は、円形であるが、例えば矩形に形成されていてもよい。
【０１１７】
また、上記各実施形態では、板部材１１０、３１０、容器体２１０は、銅が使用されているが、伝熱性のある部材であればよい。
【０１１８】
また、上記各実施形態では、吸着剤は、シリカゲルが使用されているが、例えば、ゼオライトでもよい。
【０１１９】
また、上記各実施形態では、第１流路１８０、２８０、３８０は、流通通路１８１、２８１、３８１を有しているが、流通通路には、焼結体が充填されていてもよい。この場合、第１流体は、焼結体の隙間を流通する。
【０１２０】
また、上記第１及び第２実施形態では、流通管１５０、２５０、流入管１６０、２６０、流出管１７０、２７０がそれぞれ熱交換部１０１、２０１に対して同一方向に延出して配設されているが、同一方向でなく、それぞれ他方向に延出して配設されていてもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１０１、２０１、３０１…熱交換部、１０２、２０２、３０２、８０２、９０２…コア部、１０２、２０３、３０３、５０３、６０３、７０３、８０３…吸着モジュール、１１０、４１０、５１０…板部材、１１１、２１１ａ、２１１ｂ、３１１ａ、３１１ｂ…接合部、１１２、３１２ａ、３１２ｂ、８１２ａ、８１２ｂ…凹部、１１３、２１３ａ、２１３ｂ、７１３ａ、７１３ｂ…底部、１１４、２１４ａ、２１４ｂ、３１４ａ、３１４ｂ、７１４ａ、７１４ｂ…第１面、１２０、２２０、３２０、５２０、６２０、７２０、８２０…焼結体、１４０、７４０…フィン、１８０、２８０、３８０、８８０…第１流路、１８１、２８１、３８１、８８１…流通通路、１９０、２９０、３９０、８９０…第２流路、２４０ａ、２４０ｂ…リブ、３１３ａ、３１３ｂ、８１３ａ、８１３ｂ…凸部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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