JP2014055758A - 複合型熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンルームの限られた容積の中でのレイアウトの自由度を向上させることができ、第２熱交換器と第３熱交換器とを少ない結合手段によって結合することのできる複合型熱交換器を提供する。
【解決手段】第１熱交換器８が、第１流路８ａと、この第１流路８ａに第１冷媒を流入させる第１冷媒入口部８ｄと、第１流路８ａから第１冷媒を流出させる第１冷媒出口部８ｅと、第１流路８ａとの間で熱交換する第２流路８ｂと、この第２流路８ｂに第２冷媒を流入させる第２冷媒入口部８ｆと、第２流路８ｂから第２冷媒を流出させる第２冷媒出口部８ｇとを備え、第１冷媒出口部８ｅを、第２熱交換器１１に設けられた第１冷媒入口部１１ｅに嵌合接続し、第２冷媒入口部８ｆを、第３熱交換器７に設けられた第２冷媒出口部７ｅに嵌合接続し、第１熱交換器８を第２熱交換器１１に結合手段３７によって結合した。
【選択図】図５

Description

この発明は、例えば、車両搭載用の複合型熱交換器に関し、詳しくは、配管を少なくした複合型熱交換器に関するものである。

自動車には、第１冷媒と第２冷媒との間で熱交換する第１熱交換器と、この第１熱交換器から流出する第１冷媒と冷却風との間で熱交換する第２熱交換器と、第２冷媒と冷却風との間で熱交換する第３熱交換器とを備えた複合型熱交換器が搭載されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３４３２２１号公報

上記した従来の複合型熱交換器は、熱交換器同士を配管で接続しているので、配管の取り回し、配管の接続部によって専有面積が大きくなることにより、エンジンルームの限られた容積の中でのレイアウトが難しくなる。

この発明は、上記した不都合を解消するためになされたもので、配管を少なくすることにより、エンジンルームの限られた容積の中でのレイアウトの自由度を向上させることができ、第２熱交換器と第３熱交換器とを少ない結合手段によって結合することのできる複合型熱交換器を提供するものである。

第１発明の複合型熱交換器は、第１冷媒と第２冷媒との間で熱交換する第１熱交換器と、前記第１熱交換器から流出する前記第１冷媒と冷却風との間で熱交換する第２熱交換器と、前記第２冷媒と冷却風との間で熱交換する第３熱交換器とを備えた複合型熱交換器であって、前記第１熱交換器が、第１流路と、前記第１流路に前記第１冷媒を流入させる第１冷媒入口部と、前記第１流路から前記第１冷媒を流出させる第１冷媒出口部と、前記第１流路との間で熱交換する第２流路と、前記第２流路に前記第２冷媒を流入させる第２冷媒入口部と、前記第２流路から前記第２冷媒を流出させる第２冷媒出口部とを備え、上下方向の下側に前記第２熱交換器を、長手方向を左右方向にして配置するとともに、上下方向の上側に前記第３熱交換器を、長手方向を左右方向にして配置して前記第２熱交換器と前記第３熱交換器とを上下方向で隣接させ、前記第１冷媒出口部を、前記第２熱交換器に設けられた第１冷媒入口部に嵌合接続し、前記第２冷媒入口部を、前記第３熱交換器に設けられた第２冷媒出口部に嵌合接続し、前記第１熱交換器を、前記第２熱交換器と前記第３熱交換器とのどちらか一方に結合手段によって結合したことを特徴とする。

第２発明の複合型熱交換器は、第１発明の複合型熱交換器において、前記結合手段が、前記第１熱交換器に固定されたスタッドボルトと、このスタッドボルトに螺合するナットとの組み合わせであり、前記スタッドボルトと前記ナットとよって前記第１熱交換器を、前記第２熱交換器と前記第３熱交換器とのどちらか一方に結合したことを特徴とする。

第３発明の複合型熱交換器は、第２発明の複合型熱交換器において、前記第１熱交換器が、複数のプレートを積層した構成とされ、前記スタットボルトが、最外側の前記プレートに固定されていることを特徴とする。

第４発明の複合型熱交換器は、第１発明の複合型熱交換器において、前記第２熱交換器と前記第３熱交換器とのどちらか他方に、位置決め部を設け、前記位置決め部に対応する前記第１熱交換器の部分に、前記位置決め部に係合する被位置決め部を設けたことを特徴とする。

第５発明の複合型熱交換器は、第１発明の複合型熱交換器において、前記結合手段がボルトであり、前記ボルトが、前記第１熱交換器に配管を接続する配管接続部を前記第１熱交換器に固定することを特徴とする。

第６発明の複合型熱交換器は、第１発明の複合型熱交換器において、前記第２熱交換器と前記第３熱交換器との長手方向の一方が連結ブラケットを介してボルトによって固定され、前記第２熱交換器と前記第３熱交換器との長手方向の他方が前記第１熱交換器によって接続され、前記第１熱交換器が、前記第２熱交換器および前記第３熱交換器の端部を長手方向で挟む位置に固定されていることを特徴とする。

第１発明の複合型熱交換器によれば、第１熱交換器と、第２熱交換器および第３熱交換器とを嵌合接続したので、配管を少なくすることができることにより、エンジンルームの限られた容積の中でのレイアウトの自由度を向上させることができる。

また、第１熱交換器と、第２熱交換器または第３熱交換器との嵌合接続を締結（結合）手段とすることができることにより、第１熱交換器を第２熱交換器および第３熱交換器に締結する締結手段の数を２つにすることなく、１つにすることができる。

第２発明の複合型熱交換器によれば、結合手段を、第１熱交換器に固定されたスタッドボルトと、このスタッドボルトに螺合するナットとの組み合わせとし、スタッドボルトとナットとよって第１熱交換器を、第２熱交換器と第３熱交換器とのどちらか一方に結合したので、スタッドボルトを第１熱交換器の第１流路および第２流路を減少させない部分に取り付けることにより、第１流路および第２流路の熱交換に寄与する有効面積が広くすることができ、第１熱交換器の熱交換効率を向上させることができる。

第３発明の複合型熱交換器によれば、スタットボルトが、最外側のプレートに固定されているので、第１流路および第２流路の熱交換に寄与する有効面積が広くなることにより、第１熱交換器の熱交換効率を向上させることができる。

第４発明の複合型熱交換器によれば、第２熱交換器と第３熱交換器との他方に位置決め部を設け、第１熱交換器に被位置決め部を設けたので、位置決め部と被位置決め部とによって第２熱交換器および第３熱交換器に対して第１熱交換器を位置決めすることができることにより、第２熱交換器および第３熱交換器に対して第１熱交換器を容易に取り付けることができる。

第５発明の複合型熱交換器によれば、ボルトで、第１熱交換器に配管を接続する配管接続部を第１熱交換器に固定したので、すなわち、第１熱交換器を第２熱交換器および第３熱交換器に締結（結合）するボルトで配管接続部を第１熱交換器に接続することができるので、少ない部品で第１熱交換器を第２熱交換器および第３熱交換器に締結することができるとともに、配管接続部を第１熱交換器に締結することができる。

第６発明の複合型熱交換器によれば、第２熱交換器と第３熱交換器との長手方向の一方が連結ブラケットを介してボルトによって固定され、第２熱交換器と第３熱交換器との長手方向の他方が第１熱交換器によって接続され、第１熱交換器が、第２熱交換器および第３熱交換器の端部を長手方向で挟む位置に固定されているので、第２熱交換器を長手方向、例えば、車両の幅方向で挟む形で強固に固定することができるとともに、第１熱交換器を第２熱交換器および第３熱交換器に締結する締結（結合）手段の数を２つにすることなく、１つにすることができる。

この発明の一実施例である複合型熱交換器を示す斜視図である。 図１の左上部分の拡大図である。 図２をＩＩＩ方向から見た平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線による断面斜視図である。 図３のＶ−Ｖ線による断面斜視図である。 この発明の他の実施例である複合型熱交換器を示す、図４に相当する断面斜視図である。 この発明の複合型熱交換器が適用される車両用熱交換システムの構成図である。 図１に示した第１熱交換器の部分分解斜視図である。 図５に示した第１熱交換器の貫通孔部分を示す説明図である。 この発明のさらに他の実施例である複合型熱交換器を構成する第１熱交換器の部分分解斜視図である。 図１０に示したエンドプレートの側面図である。 この発明のさらに他の実施例である複合型熱交換器を構成する第１熱交換器の部分分解斜視図である。 図１２に示した第１プレートの側面図である。 図１０または図１２に示した第１熱交換器を用いた複合型熱交換器の部分断面斜視図である。 この発明のさらに他の実施例である複合型熱交換器を構成する第１熱交換器の部分分解斜視図である。 図１５に示したエンドプレートの側面図である。 この発明のさらに他の実施例である複合型熱交換器を構成する第１熱交換器の部分分解斜視図である。 図１７に示した第１プレートの側面図である。 図１５または図１７に示した第１熱交換器を用いた複合型熱交換器の部分断面斜視図である。

以下、この発明の実施例を、図面を参照して説明する。

図１はこの発明の一実施例である複合型熱交換器を示す斜視図、図２は図１の左上部分の拡大図、図３は図２をＩＩＩ方向から見た平面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線による断面斜視図、図５は図３のＶ−Ｖ線による断面斜視図、図６はこの発明の他の実施例である複合型熱交換器を示す、図４に相当する断面斜視図、図７はこの発明の複合型熱交換器が適用される車両用熱交換システムの構成図、図８は図１に示した第１熱交換器の部分分解斜視図、図９は図５に示した第１熱交換器の貫通孔部分を示す説明図である。

なお、図４〜図６において、第１熱交換器の第１流路、第２流路などの図示は、省略されている。

この発明の複合型熱交換器が適用される車両用熱交換システム１は、図７に示すように、エンジン２の冷却水を冷却するメインラジエータ（熱交換器）３と、水冷チャージエアクーラ（水冷ＣＡＣ）６用の冷媒を冷却するサブラジエータ（第３熱交換器）７と、水冷コンデンサ（第１熱交換器）８と、車室内空調用の冷媒を冷却する空冷コンデンサ（第２熱交換器）１１とを備えている。

メインラジエータ３は、モータファン５の冷却風の上流側に設けられている。

メインラジエータ３は、内部をエンジン２用の冷却水が流れる複数のチューブ（図示せず）を有し、チューブの外側を流れる冷却風との間で熱交換を行う。

エンジン２用の冷却水は、ポンプ４によって循環される。

サブラジエータ７は、メインラジエータ３の冷却風の上流面側で、かつ、メインラジエータ３の上半分領域に配置されている。

サブラジエータ７は、内部を水冷チャージエアクーラ６用の第２冷媒である冷却水が流れる複数のチューブ（図示せず）を有し、チューブの外側を流れる冷却風との間で熱交換を行う。

水冷チャージエアクーラ６用の冷却水は、ポンプ９によって循環される。

エンジン２に供給する空気（吸気）は排気を利用してターボ部１２で圧縮されるために高温になるので、この高温の圧縮空気を水冷チャージエアクーラ６で冷却する。

このように、吸気を冷却することでエンジン２に供給する空気密度を向上できるので、エンジン２の燃焼効率が向上する。

つまり、水冷チャージエアクーラ６は、エンジン２に供給する圧縮吸気と冷却水との間で熱交換し、エンジン２の吸気を冷却する。

空冷コンデンサ１１は、メインラジエータ３の冷却風の上流面側で、かつ、メインラジエータ３の下半分領域に配置されている。

空冷コンデンサ１１は、内部を第１冷媒である空調用冷媒が流れる複数のチューブ（図示せず）を有し、チューブの外側を流れる冷却風との間で熱交換を行う。

次に、水冷コンデンサ８について説明する。

水冷コンデンサ８と空冷コンデンサ１１とは、水冷コンデンサ８を上流として冷凍サイクル内に直列に接続されている。

冷凍サイクルの圧縮機（コンプレッサ）１０によって高温高圧とされた第１冷媒である空調用冷媒は、まず、水冷コンデンサ８に流入し、その後、空冷コンデンサ１１へ流出する。

サブラジエータ７で冷却された第２冷媒である冷却水は、水冷コンデンサ８に流入し、空調用冷媒との間で熱交換を行った後、水冷チャージエアクーラ６に流入する。

水冷コンデンサ８は、図８または図９に示すように、交互に積層される第１プレート８１、第２プレート８２と、第１プレート８１と第２プレート８２との間に交互に介在する第１スペーサ８３、第２スペーサ８４と、第２スペーサ８４が介在する第１プレート８１と第２プレート８２との間に介在する第３スペーサ８５と、第１スペーサ８３によって外周が囲まれるインナーフィン８６と、インナーフィン８６の貫通孔８６ａに嵌合する第４スペーサ８７とを備えている。

そして、これらの各部品間は、全ての当接面でロウ付けによって固定されている。

第１プレート８１および第２プレート８２は、積層方向の同一方向に向かって突出する外周壁８１１，８２１をそれぞれ有し、各外周壁８１１，８２１には隣り合うもの同士が互いに当接する段差部８１２，８２２が設けられている。

各プレート８１，８２は、後述する第２流路８ｂ側に突出し、先端が互いに当接する複数のビート（突起）８１３，８２３を備え、これらのビート８１３，８２３同士の当接面もロウ付けされる。

第１プレート８１と第２プレート８２とは、空調用冷媒が流れる一対の第１連通孔８１４，８２４と、冷却水が流れる一対の第２連通孔８１５，８２５とをそれぞれ有する。

そして、第１プレート８１および第２プレート８２は、後述するボルト３７，４１Ａを挿通するための貫通孔８１６，８２６を有する。

また、インナーフィン８６は、各プレート８１，８２の貫通孔８１６，８２６に対応する位置に、貫通孔８６ａを有する。

交互に積層される状態で隣り合う第１プレート８１と第２プレート８２との間には、図８に実線の矢印で示すように、空調用冷媒が流れる第１流路８ａと、図８に破線の矢印で示すように、冷却水が流れる第２流路８ｂとが交互に設けられている。

第１プレート８１と第２プレート８２との内、第１連通孔８１４，８２４周囲の円環状の各突出縁部８１４ａ，８２４ａは、第２流路８ｂ内に突出し、この第２流路８ｂ内で互いに重なり合う状態でロウ付け結合される。

同様に、第２連通孔８１５，８２５周囲の円環状の各突出縁部８１５ａ，８２５ａは、第１流路８ａ内に突出し、この第１流路８ａ内で互いに重なり合う状態でロウ付け結合される。

また、第１プレート８１と、インナーフィン８６の貫通孔８６ａに嵌合する第４スペーサ８７と、第２プレート８２と、第３スペーサ８５とは、図９に示すように、互いに重なり合う状態でロウ付け結合され、ボルト挿通用の貫通孔８ｃを形成する。

これによって、第１流路８ａには、各第１連通孔８１４，８２４が開口し、かつ、各第２連通孔８１５，８２５が閉口し、冷却水に較べて高圧の空調用冷媒が一方の第１連通孔８１４，８２４から各第１流路８ａにそれぞれ流入し、各第１流路８ａを流れた空調用冷媒が他方の第１連通孔８１４，８２４から流出する。

一方、第２流路８ｂには、各第２連通孔８１５，８２５が開口し、かつ、各第１連通孔８１４，８２４が閉口し、空調用冷媒に較べて低圧の冷却水が一方の第２連通孔８１５，８２５から各第２流路８ｂにそれぞれ流入し、各第２流路８ｂを流れた冷却水が他方の第２連通孔８１５，８２５から流出する。

インナーフィン８６は、第１流路８ａ内に配置され、図９に示すように、貫通孔８６ａの周囲に、貫通孔８６ａに開放する環状の溝８６ｂが設けられている。

インナーフィン８６と各プレート８１，８２との当接面もロウ付けされる。

第１スペーサ８３は、第１流路８ａ内に配置されている。

第１スペーサ８３は、インナーフィン８６を収容するフィン収容開口部８３１と、各プレート８１，８２の一対の第１連通孔８１４，８２４に対応する位置に設けられた一対の第１連通孔８３２と、各プレート８１，８２の一対の第２連通孔８１５，８２５に対応する位置に設けられた一対の第２連通孔８３３とを有している。

第１スペーサ８３は、インナーフィン８６の全周を囲むように配置されている。

各第１連通孔８３２は、フィン収容開口部８３１に開放している。

これにより、空調用冷媒は、第１流路８ａに流出入できるようになっているが、各第１連通孔８１４，８２４の位置から両端方向に流れないようになっている。

各第２連通孔８３３は、各プレート８１，８２の第２連通孔８１５，８２５周囲の各突出縁部８１５ａ，８２５ａより大径に設けられている。

これにより、第１スペーサ８３は、第２連通孔８１５，８２５の突出縁部８１５ａ，８２５ａを囲むように配置される。

第２スペーサ８４は、第２流路８ｂ内に配置されている。

第２スペーサ８４は、円環状である。

第２スペーサ８４は、各プレート８１，８２の一対の第１連通孔８１４，８２４の周囲に対応する位置に配置されている。

第２スペーサ８４の内周径は、各プレート８１，８２の第１連通孔８１４，８２４周囲の各突出縁部８１４ａ，８２４ａより大径に設けられている。

これにより、第２スペーサ８４は、第１連通孔８１４，８２４の突出縁部８１４ａ，８２４ａを囲むように配置される。

上記したように、水冷コンデンサ８は、ねじ止め方向に第１プレート８１、第２プレート８２などが積層されているので、剛性の高い締結が可能になる。

上記構成において、冷凍サイクルの圧縮機１０によって高温高圧のガス状態にされた空調用冷媒は、まず、水冷コンデンサ８の第１冷媒入口部を介して水冷コンデンサ８の一方の第１連通孔８１４，８２４，８３２に流入する。

その後、空調用冷媒は、第１プレート８１と第２プレート８２との間の第１流路８ａを流れ、他方の第１連通孔８１４，８２４，８３２から第１冷媒出口部を介して空冷コンデンサ１１へ流出する。

一方、サブラジエータ７で冷却された冷却水は、水冷コンデンサ８の第２冷媒入口部を介して水冷コンデンサ８の一方の第２連通孔８１５，８２５，８３３に流入する。

その後、第１プレート８１と第２プレート８２との間の第２流路８ｂを流れ、他方の第２連通孔８１５，８２５，８３３から第２冷媒出口部を介して流出し、ポンプ９を介して水冷チャージエアクーラ６に流入する。

次に、この発明の一実施例である複合型熱交換器について、図１〜図５を参照して説明する。

図１において、複合型熱交換器２１は、第１冷媒と第２冷媒との間で熱交換する第１熱交換器（水冷コンデンサ）８と、この第１熱交換器８から流出する第１冷媒と冷却風との間で熱交換する第２熱交換器（空冷コンデンサ）１１と、第２冷媒と冷却風との間で熱交換する第３熱交換器（サブラジエータ）７とを備えた構成とされている。

上記した第１熱交換器８は、第１流路８ａ（図８参照）と、この第１流路８ａの左上側に第１冷媒を流入させる第１冷媒入口部としての第１筒部８ｄ（図４参照）と、第１流路８ａの右下側から第１冷媒を流出させる第１冷媒出口部としての第２筒部８ｅ（図５参照）と、第１流路８ａとの間で熱交換する第２流路８ｂ（図８参照）と、この第２流路８ｂの右上側に第２冷媒を流入させる第２冷媒入口部としての第３筒部８ｆ（図５参照）と、第２流路８ｂの左下側から第２冷媒を流出させる第２冷媒出口部としての第４筒部８ｇとを備えた構成とされている。

そして、第１熱交換器８には、図４に示すように、第３熱交換器７の凹部７ｆに係合（嵌合）して位置決めされる被位置決め部としての突起８ｈが設けられ、図５に示すように、第２熱交換器１１へ取り付けるためのボルト３７を挿通する貫通孔８ｃが設けられるとともに、図４に示すように、第１筒部８ｄの左側に、ねじ穴８ｉが設けられている。

上記した第２熱交換器１１は、図１に示すように、長手方向を左右方向（車両の幅方向）にするとともに、短手方向を上下方向（車両の高さ方向）にして配置され、第２熱交換器ラジエータ部１１ａと、この第２熱交換器ラジエータ部１１ａの左右両側に配置された第２熱交換器第１タンク部１１ｂおよび第２熱交換器第２タンク部１１ｃとを備えた構成とされている。

そして、第２熱交換器第１タンク部１１ｂと第２熱交換器第２タンク部１１ｃとは、それぞれ内部の下側から同じ高さ位置にセパレータ１１ｄが設けられている。

したがって、第２熱交換器１１は、セパレータ１１ｄによって上下に２つの熱交換器部に分けられている。

そして、第２熱交換器第１タンク部１１ｂには、図５に示すように、左上側に、第１熱交換器８の第２筒部８ｅが嵌合接続される、第１冷媒入口部としての第１筒部１１ｅが設けられるとともに、第１熱交換器８を取り付けるためのねじ穴１１ｆが設けられている。

また、第２熱交換器第１タンク部１１ｂには、図１に示すように、左下側に、第１冷媒を流出させる第１冷媒出口部としての第２筒部１１ｇが設けられている。

そして、第２熱交換器第２タンク部１１ｃには、図１に示すように、第２熱交換器１１の上下の熱交換器部に接続されたリキッドタンク１１ｘが設けられている。

このリキッドタンク１１ｘは、ホースバンド３１とボルト３２とによって第２熱交換器第２タンク部１１ｃに取付、固定されている。

したがって、セパレータ１１ｄよりも上側の第２熱交換器１１の熱交換器部は、第１筒部１１ｅから流入する第１冷媒を凝縮する凝縮器として作用する。

そして、上側の熱交換器部で凝縮された第１冷媒は、リキッドタンク１１ｘに流入する。

そして、リキッドタンク１１ｘから第２熱交換器１１の下側の熱交換器部に流入した第１冷媒は、過冷却部として作用する下側の熱交換器部で冷却されて第２筒部１１ｇから流出する。

上記した第３熱交換器７は、図１に示すように、長手方向を左右方向（車両の幅方向）にするとともに、短手方向を上下方向（車両の高さ方向）にして第２熱交換器１１に隣接して配置され、第２熱交換器ラジエータ部１１ａの上側に位置する第３熱交換器ラジエータ部７ａと、この第３熱交換器ラジエータ部７ａの左右両側に配置された、第２熱交換器第２タンク部１１ｃの上側に位置する第３熱交換器第１タンク部７ｂ、第２熱交換器第１タンク部１１ｂの上側に位置する第３熱交換器第２タンク部７ｃとを備えた構成とされている。

そして、第３熱交換器第１タンク部７ｂの右上側には、第２冷媒入口部としての第１筒部７ｄが設けられている。

そして、第３熱交換器第２タンク部７ｃの左下側には、図５に示すように、第１熱交換器８の第３筒部８ｆが嵌合接続される、第２冷媒出口部としての第２筒部７ｅが設けられ、図４に示すように、第１熱交換器８の突起８ｈが係合する、位置決め部としての凹部７ｆが設けられている。

次に、各熱交換器８，１１，７の接続、組立について説明する。

まず、第２熱交換器１１と第３熱交換器７との長手方向面の一方（一端側）（第２熱交換器第２タンク部１１ｃと第３熱交換器第１タンク部７ｂと）を、第２熱交換器第２タンク部１１ｃに一端が固定された連結ブラケット３３と、ボルト３４とによって連結、固定する。

次に、第１熱交換器８の第２筒部８ｅおよび第３筒部８ｆに、図５に示すように、シール部材としてのＯリング３５，３６を装着する。

そして、突起８ｈを凹部７ｆにガイドとして係合させながら、第２筒部８ｅを第１筒部１１ｅ内へ嵌合させるとともに、第３筒部８ｆを第２筒部７ｅ内へ嵌合させる。

次に、貫通孔８ｃに、締結（結合）手段としてのボルト３７の軸部を挿通してねじ部をねじ穴１１ｆに螺合させることにより、第２熱交換器１１と第３熱交換器７とに第１熱交換器８を跨ぐように取り付け、第２熱交換器１１と第３熱交換器７との長手方向面の他方（他端側）が第１熱交換器８によって接続され、第１熱交換器８が、第２熱交換器１１および第３熱交換器７の端部を長手方向で（、連結ブラケット３３、ボルト３４とで）挟む位置に固定される。

そして、図４に示すように、配管３８が接続された配管接続部３９の先端筒部に、シール部材としてのＯリング４０を装着し、この先端筒部を第１筒部８ｄ内に嵌入（嵌合）させるとともに、配管接続部３９を、ボルト４１を配管接続部３９に貫通させてねじ穴８ｉに螺合させることにより、図１に示すように、接続、組み立てることができる。

複合型熱交換器２１の動作は、先に説明したので、省略する。

上述したように、この発明の一実施例の複合型熱交換器２１によれば、第１熱交換器８と、第２熱交換器１１および第３熱交換器７とを嵌合接続したので、配管を少なくすることができることにより、エンジンルームの限られた容積の中でのレイアウトの自由度を向上させることができる。

また、第１熱交換器８と、第２熱交換器１１または第３熱交換器７との嵌合接続を締結（結合）手段とすることができることにより、第１熱交換器８を第２熱交換器１１および第３熱交換器７に結合する結合手段（ボルト３７）の数を２つにすることなく、１つにすることができる。

また、第３熱交換器７に凹部（位置決め部）７ｆを設け、第１熱交換器８に突起（被位置決め部）８ｈを設けたので、凹部７ｆと突起８ｈとによって第２熱交換器１１および第３熱交換器７に対して第１熱交換器８を位置決めすることができることにより、第２熱交換器１１および第３熱交換器７に対して第１熱交換器８を容易に取り付けることができる。

また、第２熱交換器１１と第３熱交換器７との長手方向の一方が連結ブラケット３３を介してボルト３４によって固定され、第２熱交換器１１と第３熱交換器７との長手方向の他方が第１熱交換器８によって接続され、第１熱交換器８が、第２熱交換器１１および第３熱交換器７の端部を長手方向で挟む位置に固定されているので、第２熱交換器１１を長手方向、例えば、車両の幅方向で挟む形で強固に固定することができるとともに、第１熱交換器８を第２熱交換器１１および第３熱交換器７に締結する締結手段の数を２つにすることなく、１つにすることができる。

また、第１熱交換器８は、ねじ止め方向に第１プレート８１、第２プレート８２などが積層されているので、剛性の高い締結が可能になる。

次に、この発明の他の実施例である複合型熱交換器について、図６を参照して説明する。

図６に示す実施例の複合型熱交換器２１が図１〜図５に示した実施例の複合型熱交換器２１と異なるところは、第２熱交換器１１の第１筒部１１ｅに位置決め部としての凹部１１ｈを設け、この凹部１１ｈに嵌合する被位置決め部としての突起８ｊを第１熱交換器８に設けた点と、第３熱交換器７の第３熱交換器第２タンク部７ｃにねじ穴７ｇを設け、配管接続部３９、第１筒部８ｄに設けた貫通孔８ｋおよび第１熱交換器８の貫通孔８ｃを貫通させた、結合手段としてのボルト４１Ａをねじ穴７ｇに螺合させることにより、第１熱交換器８を第３熱交換器７に結合するとともに、配管接続部３９を第１筒部８ｄに固定（締結）した点である。

図６に示した実施例の複合型熱交換器２１によれば、図１〜図５に示した複合型熱交換器２１と同様な効果を得ることができる。

さらに、ボルト４１Ａで、第１熱交換器８（第１筒部８ｄ）に配管３８を接続する配管接続部３９を第１熱交換器８に固定したので、すなわち、第１熱交換器８を第２熱交換器１１および第３熱交換器７に締結するボルト４１Ａで配管接続部３９を第１熱交換器８に接続することができるので、少ない部品で第１熱交換器８を第２熱交換器１１および第３熱交換器７に締結することができるとともに、配管接続部３９を第１熱交換器８に締結することができる。

図１０はこの発明のさらに他の実施例である複合型熱交換器を構成する第１熱交換器の部分分解斜視図、図１１は図１０に示したエンドプレートの側面図、図１２はこの発明のさらに他の実施例である複合型熱交換器を構成する第１熱交換器の部分分解斜視図、図１３は図１２に示した第１プレートの側面図、図１４は図１０または図１２に示した第１熱交換器を用いた複合型熱交換器の部分断面斜視図である。

なお、図１１および図１３において、第１熱交換器の突起（被位置決め部）（８ｊ）の図示は省略され、図１４において、第１熱交換器の第１流路、第２流路などの図示は、省略されている。

図１０に示す第１熱交換器８が図８に示した第１熱交換器８と異なるところは、第１プレート８１に貫通孔８１６が設けられていない点と、第２プレート８２に貫通孔８２６が設けられていない点と、第３スペーサ８５が設けられていない点と、インナーフィン８６に貫通孔８６ａが設けられていない点と、第４スペーサ８７が設けられていない点と、最外側のプレートであるエンドプレート８８が設けられ、このエンドプレート８８にスタッドボルト（結合手段）４２がロウ付けされている点である。

エンドプレート８８は、第１プレート８１と第２プレート８２とをロウ付けするように、第１プレート８１にロウ付けによって固定される。

そして、エンドプレート８８には、他方の第１連通孔８１４，８２４に対応する位置に第２筒部（第１冷媒出口部）８ｅが設けられ、他方の第２連通孔８１５，８２５に対応する位置に第３筒部（第２冷媒入口部）８ｆが設けられるとともに、一方の第１連通孔８１４に対応する位置に設けた貫通孔の周縁にスタットボルト４２の頭部がロウ付け固定されている。

図１２に示す第１熱交換器８が図１０に示した第１熱交換器８と異なるところは、最外側となる第１プレート８１に一方の第２連通孔８１５が設けられていない点と、エンドプレート８８が設けられていない点と、最外側となる第１プレート８１の、一方の第１連通孔８１４の周縁にスタットボルト４２の頭部がロウ付け固定され、他方の第１連通孔８１４の位置に第２筒部（第１冷媒出口部）８ｅが設けられ、他方の第２連通孔８１５の位置に第３筒部（第２冷媒入口部）８ｆが設けられている点である。

図１０〜図１３に示すように第１熱交換器８を構成すると、図８および図９に示した第１熱交換器８のように、ボルトを挿通する貫通孔８ｃを設ける必要がなくなるので、第１流路８ａおよび第２流路８ｂの熱交換に寄与する有効面積が広くなることにより、第１熱交換器８の熱交換効率を向上させることができる。

また、第１、第２連通孔８１４，８１５，８２４，８２５（および第２筒部８ｅ、第３筒部８ｆ）を位置決め孔として用いることにより、積層する各プレート８１、８２、各スペーサ８３、８４を正確に位置決めしてロウ付け固定することができる。

なお、第１プレート８１と第２プレート８２とを積層してロー付けする場合、第１プレート８１と第２プレート８２との間に、各スペーサ８３，８４および突起８１３，８２３が介在することにより、第１プレート８１と第２プレート８２との積層方向の剛性を確保することができる。

図１０〜図１３に示す第１熱交換器８と、第２熱交換器１１と、第３熱交換器７とを接続、組み立てる場合は、先に説明したようにして組み立てるが、異なるところは、図１４に示すように、突起８ｊを凹部１１ｈにガイドとして係合させながら、図５に示すように、第２筒部８ｅを第１筒部１１ｅ内へ嵌合させ、第３筒部８ｆを第２筒部７ｅ内へ嵌合させるとともに、図１４に示すように、スタットボルト４２のねじ部を第３熱交換器７の被取付部７ｈ（第３熱交換器タンク部７ｃに設けられた被取付部７ｈ）に挿通する。

そして、被取付部７ｈを貫通したスタットボルト４２にナット（結合手段）４３を螺合させることにより、図１４に示すように、組み立てることができる。

この実施例によれば、先の実施例と同様な効果を得ることができる。

そして、スタットボルト４２が、最外側のエンドプレート８８または第１プレート８１に固定されているので、第１流路８ａおよび第２流路８ｂの熱交換に寄与する有効面積が広くなることにより、第１熱交換器８の熱交換効率を向上させることができる。

図１５はこの発明のさらに他の実施例である複合型熱交換器を構成する第１熱交換器の部分分解斜視図、図１６は図１５に示したエンドプレートの側面図、図１７はこの発明のさらに他の実施例である複合型熱交換器を構成する第１熱交換器の部分分解斜視図、図１８は図１７に示した第１プレートの側面図、図１９は図１５または図１７に示した第１熱交換器を用いた複合型熱交換器の部分断面斜視図である。

なお、図１６および図１８において、第１熱交換器の突起（被位置決め部）（８ｈ）の図示は省略され、図１９において、第１熱交換器の第１流路、第２流路などの図示は、省略されている。

図１５に示す第１熱交換器８が図１０に示した第１熱交換器８と異なるところは、一方の第２連通孔８１５に対応する位置に設けた貫通孔の周縁にスタットボルト４２の頭部がロウ付け固定されている点である。

図１７に示す第１熱交換器８が図１２に示した第１熱交換器８と異なるところは、最外側となる第１プレート８１に一方の第１連通孔８１４が設けられていない点と、最外側となる第１プレート８１の、一方の第２連通孔８１５の周縁にスタットボルト４２の頭部がロウ付け固定されている点である。

図１５〜図１８に示すように第１熱交換器８を構成すると、図８および図９に示した第１熱交換器８のように、ボルトを挿通する貫通孔８ｃを設ける必要がなくなるので、第１流路８ａおよび第２流路８ｂの熱交換に寄与する有効面積が広くなることにより、第１熱交換器８の熱交換効率を向上させることができる。

また、第１、第２連通孔８１４，８１５，８２４，８２５（および第２筒部８ｅ、第３筒部８ｆ）を位置決め孔として用いることにより、積層する各プレート８１，８２、各スペーサ８３，８４を正確に位置決めしてロウ付け固定することができる。

なお、第１プレート８１と第２プレート８２とを積層してロー付けする場合、第１プレート８１と第２プレート８２との間に、各スペーサ８３，８４および突起８１３，８２３が介在することにより、第１プレート８１と第２プレート８２との積層方向の剛性を確保することができる。

図１５〜図１８に示す第１熱交換器８と、第２熱交換器１１と、第３熱交換器７とを接続、組み立てる場合は、先に説明したようにして組み立てるが、異なるところは、図４に示すように、突起８ｈを凹部１１ｆにガイドとして係合させながら、図１９に示すように、第２筒部８ｅを第１筒部１１ｅ内へ嵌合させ、第３筒部８ｆを第２筒部７ｅ内へ嵌合させるとともに、スタットボルト４２のねじ部を第２熱交換器１１の被取付部１１ｉ（第２熱交換器第１タンク部１１ｂに設けられた被取付部１１ｉ）に挿通する。

そして、被取付部１１ｉを貫通したスタットボルト４２にナット（結合手段）４３を螺合させることにより、図１９に示すように、組み立てることができる。

この実施例によれば、図１０〜図１４に示した実施例と同様な効果を得ることができる。

上記した実施例において、各熱交換器８，１１，７の嵌合接続部分を、一方を筒部とし、他方を開口部（筒部）とした例を示したが、筒部と開口部との関係を入れ換えてもよい。

また、位置決め部を凹部７ｆ，１１ｈとし、被位置決め部を突起８ｈ，８ｊとした例を示したが、位置決め部を突起とし、被位置決め部を凹部としてもよい。

７ 第３熱交換器（サブラジエータ）
７ａ 第３熱交換器ラジエータ部
７ｂ 第３熱交換器第１タンク部
７ｃ 第３熱交換器第２タンク部
７ｄ 第１筒部（第２冷媒入口部）
７ｅ 第２筒部（第２冷媒出口部）
７ｆ 凹部（位置決め部）
７ｇ ねじ穴
７ｈ 被取付部
８ 第１熱交換器（水冷コンデンサ）
８ａ 第１流路
８ｂ 第２流路
８ｃ 貫通孔
８ｄ 第１筒部（第１冷媒入口部）
８ｅ 第２筒部（第１冷媒出口部）
８ｆ 第３筒部（第２冷媒入口部）
８ｇ 第４筒部（第２冷媒出口部）
８ｈ 突起（被位置決め部）
８ｉ ねじ穴
８ｊ 突起（被位置決め部）
８ｋ 貫通孔
８１ 第１プレート
８２ 第２プレート
８８ エンドプレート
１１ 第２熱交換器（空冷コンデンサ）
１１ａ 第２熱交換器ラジエータ部
１１ｂ 第２熱交換器第１タンク部
１１ｃ 第２熱交換器第２タンク部
１１ｄ セパレータ
１１ｅ 第１筒部（第１冷媒入口部）
１１ｆ ねじ穴
１１ｇ 第２筒部（第１冷媒出口部）
１１ｈ 凹部（位置決め部）
１１ｉ 被取付部
１１ｘ リキッドタンク１１
２１ 複合型熱交換器
３１ ホースバンド
３２ ボルト
３３ 連結ブラケット
３４ ボルト
３５ Ｏリング（シール部材）
３６ Ｏリング（シール部材）
３７ ボルト（結合手段）
３８ 配管
３９ 配管接続部
４０ Ｏリング（シール部材）
４１ ボルト
４１Ａ ボルト（結合手段）
４２ スタットボルト（結合手段）
４３ ナット（結合手段）

Claims (6)

1. 第１冷媒と第２冷媒との間で熱交換する第１熱交換器（８）と、前記第１熱交換器（８）から流出する前記第１冷媒と冷却風との間で熱交換する第２熱交換器（１１）と、前記第２冷媒と冷却風との間で熱交換する第３熱交換器（７）とを備えた複合型熱交換器（２１）であって、
   前記第１熱交換器（８）が、第１流路（８ａ）と、前記第１流路（８ａ）に前記第１冷媒を流入させる第１冷媒入口部（８ｄ）と、前記第１流路（８ａ）から前記第１冷媒を流出させる第１冷媒出口部（８ｅ）と、前記第１流路（８ａ）との間で熱交換する第２流路（８ｂ）と、前記第２流路（８ｂ）に前記第２冷媒を流入させる第２冷媒入口部（８ｆ）と、前記第２流路（８ｂ）から前記第２冷媒を流出させる第２冷媒出口部（８ｇ）とを備え、
   上下方向の下側に前記第２熱交換器（１１）を、長手方向を左右方向にして配置するとともに、上下方向の上側に前記第３熱交換器（７）を、長手方向を左右方向にして配置して前記第２熱交換器（１１）と前記第３熱交換器（７）とを上下方向で隣接させ、
   前記第１冷媒出口部（８ｅ）を、前記第２熱交換器（１１）に設けられた第１冷媒入口部（１１ｅ）に嵌合接続し、
   前記第２冷媒入口部（８ｆ）を、前記第３熱交換器（７）に設けられた第２冷媒出口部（７ｅ）に嵌合接続し、
   前記第１熱交換器（８）を、前記第２熱交換器（１１）と前記第３熱交換器（７）とのどちらか一方に結合手段（３７，４１Ａ，４２，４３）によって結合した、
   ことを特徴とする複合型熱交換器（２１）。
2. 請求項１に記載の複合型熱交換器（２１）において、
   前記結合手段が、前記第１熱交換器（８）に固定されたスタッドボルト（４２）と、このスタッドボルト（４２）に螺合するナット（４３）との組み合わせであり、
   前記スタッドボルト（４２）と前記ナット（４３）とよって前記第１熱交換器（８）を、前記第２熱交換器（１１）と前記第３熱交換器（７）とのどちらか一方に結合した、
   ことを特徴とする複合型熱交換器（２１）。
3. 請求項２に記載の複合型熱交換器（２１）において、
   前記第１熱交換器（８）が、複数のプレート（８１，８２，８８）を積層した構成とされ、
   前記スタットボルト（４２）が、最外側の前記プレート（８８）に固定されている、
   ことを特徴とする複合型熱交換器（２１）。
4. 請求項１に記載の複合型熱交換器（２１）において、
   前記第２熱交換器（１１）と前記第３熱交換器（７）とのどちらか他方に、位置決め部（７ｆ，１１ｈ）を設け、
   前記位置決め部（７ｆ，１１ｈ）に対応する前記第１熱交換器（８）の部分に、前記位置決め部（７ｆ，１１ｈ）に係合する被位置決め部（８ｈ，８ｊ）を設けた、
   ことを特徴とする複合型熱交換器（２１）。
5. 請求項１に記載の複合型熱交換器（２１）において、
   前記結合手段がボルト（４１Ａ）であり、
   前記ボルト（４１Ａ）が、前記第１熱交換器（８）に配管（３８）を接続する配管接続部（３９）を前記第１熱交換器（８）に固定する、
   ことを特徴とする複合型熱交換器（２１）。
6. 請求項１に記載の複合型熱交換器（２１）において、
   前記第２熱交換器（１１）と前記第３熱交換器（７）との長手方向の一方が連結ブラケット（３３）を介してボルト（３４）によって固定され、
   前記第２熱交換器（１１）と前記第３熱交換器（７）との長手方向の他方が前記第１熱交換器（８）によって接続され、
   前記第１熱交換器（８）が、前記第２熱交換器（１１）および前記第３熱交換器（７）の端部を長手方向で挟む位置に固定されている、
   ことを特徴とする複合型熱交換器（２１）。

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