JPH11304394A - 並設一体型熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換器同士の熱影響を極力低減させる構造
を有する並設一体型熱交換器を提供する。 【解決手段】 ２つの熱交換器の積層方向が略垂直であ
る並設一体型熱交換器を構成する第１及び第２の熱交換
器に、等温度分布構造、例えば第１及び第２の熱交換器
において、流入口及び流出口の温度の高いもの同士及び
温度の低いもの同士が近接した位置に設けられる構造と
することによって、第１の熱交換器及び第２の熱交換器
の温度分布を等しくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、複数の熱交換器
を通風方向で相前後して配し、隣合う熱交換器でそれぞ
れの熱交換部（チューブ及びフィンからなる部分）が対
峙するように一体に結合させている並設一体型熱交換器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車載スペースの制約から、用途の
異なる複数の熱交換器 (例えば、コンデンサ、ラジエー
タ等）を一体化する要請がある。複数の熱交換器を一体
化する構成としては、特開平１−２４７９９０号公報に
開示されるものがある。この引例に開示される一体型熱
交換器は、同方向に積層される２つのチューブと、この
各々のチューブ間に渡って介在されるフィンとによって
それぞれ対峙する第１及び第１の熱交換器のコア部を形
成するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た一体型熱交換器においては、フィンが第１及び第２の
熱交換器のコア部に共通であることから、フィンを介し
て第１及び第２の熱交換器の間で熱の移動があり、一方
の熱交換器が他方の熱交換器の熱影響によって熱交換能
力が低下するという不具合があった。

【０００４】このため、この発明は、熱交換器間の熱影
響を最小限にした並設一体型熱交換器を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】したがって、この発明に
係る並設一体型熱交換器は、用途の異なる第１及び第２
の熱交換器を、通風方向に相前後して配すると共に、第
１の熱交換器を構成するフィン及びチューブの積層方向
と第２の熱交換器を構成するフィン及びチューブの積層
方向が略垂直である並設一体型熱交換器において、前記
第１及び第２の熱交換器のそれぞれの温度分布を略等し
くする等温度分布構造を設けたことにある。これによっ
て、２つの熱交換器の温度分布が略等しくなることか
ら、熱交換器相互の熱影響を低減させることができるた
め、上記課題を達成できるものである。

【０００６】また、前記等温度分布構造は、前記第１及
び第２の熱交換器のそれぞれの流入口若しくは流出口の
温度の高いもの同士を近接して設けるものであり、また
前記第１及び第２の熱交換器のそれぞれの流入口若しく
は流出口の温度の低いもの同士を近接して設けるもので
ある。これによって、お互いの熱交換器の温度の高い部
分を一致させたり、温度の低い部分を一致させることが
できると共に、熱交換器全体としての温度分布を略等し
くすることができ、両熱交換器間の輻射熱による熱影響
を最小限にとどめることができるものである。

【０００７】さらに、前記第１及び第２の熱交換器は共
に熱交換媒体の熱を放熱する熱交換器であり、前記等温
度分布構造は前記第１及び第２の熱交換器における全体
的な熱交換媒体の流れ方向を共通とするものである。つ
まり、全体的な熱交媒体の流れ方向とは、熱交換器全体
として見た場合の熱交換媒体の移動方向を指すものであ
る。具体的には、一方の熱交換器では、チューブの長手
方向の沿って流れる熱交換媒体の流れ方向であり、他方
の熱交換器では、熱交換媒体が複数のチューブからなる
チューブ群を流れる積層方向における流れ順となるもの
で、熱交換器全体からみた場合に、一方の熱交換器、チ
ューブを流れる熱交換媒体の流れ方向の場合には、チュ
ーブの上流側の温度が高くチューブの下流側の温度がと
いう温度分布となり、他方の熱交換器、チューブを流れ
順による場合には、積層方向の上流側に位置するチュー
ブの温度が高く積層方向下流側に位置するチューブの温
度が低くなるという温度分布を有するもので、それぞれ
の熱交換器の積層方向が略９０度となることから、熱交
換器全体としての温度分布を略等しくすることができ、
輻射熱による熱交換器影響を最小限にとどめることがで
きるものである。

【０００８】さらにまた、前記第１の熱交換器のフィン
と前記第２の熱交換器のフィンとが点接触しているもの
であったり、前記第１の熱交換器のフィンと前記第２の
熱交換器のフィンとは点接合しているものであったり、
また第１の熱交換器のフィンと前記第２の熱交換器のフ
ィンとは接触していない物であっても良いものである。
これによって、両熱交換器のフィンが点接触若しくは点
接合することから、両熱交換器間の熱伝導を最小限にと
どめることができ、さらに前述の構成から輻射熱による
熱影響も最小限にとどめることができるようになってい
るものである。尚、フィンの両方若しくは一方がろう材
が被覆されたクラッド材で形成されている場合には、炉
中ろう付け時にろう材によって両は点接合され、両フィ
ンが共にろう材がクラッドされないベア材で形成されて
いる場合に、ろう材によって接合されないので、点接触
することとなる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面により説明する。

【００１０】図１及び図２に示される並設一体型熱交換
器１は、第１の熱交換器としてのコンデンサ５と、第２
の熱交換器としてのラジエータ９とを一体化したもの
で、全体がアルミニウム合金で形成されたものである。

【００１１】コンデンサ５は、一対のタンク２ａ，２ｂ
と、この一対のタンク２ａ，２ｂの間を連通する複数の
偏平状のチューブ３と、各チューブ３間に挿入されたコ
ルゲート状のフィン４とによって構成されている。ま
た、ラジエータ９は、前記コンデンサ５のタンク２ａ，
２ｂに対して略垂直方向に配された一対のタンク６ａ，
６ｂと、この一対のタンク６ａ，６ｂと連通し、前記コ
ンデンサ５のチューブ３と略垂直方向の延設される複数
のチューブ７と、該チューブ７間に挿入されたコルゲー
ト状のフィン８とによって構成されている。

【００１２】前記コンデンサ５は、複数のチューブ３と
フィン４とによって、前記チューブ３内を流通する熱交
換媒体（冷媒）とフィン４間を通過する空気との間で熱
交換を行う熱交換部５０を構成し、さらに前記ラジエー
タ９は、複数のチューブ７とフィン８とによって、前記
チューブ７内を流通する熱交換媒体（エンジン冷却水）
とフィン８間を通過する空気との間で熱交換を行う熱交
換部９０を構成し、それぞれの熱交換器５Ａの積層方向
両端部はサイドプレート２０によって保持され、また熱
交換部９０の積層方向両端部はサイドプレート２１によ
って保持されるものである。

【００１３】前記コンデンサ５のチューブ３は、内部が
多数のリブにより仕切られて強度が高められた公知の形
状の偏平チューブが用いられている。また、コンデンサ
５のタンク２ａ，２ｂは、円筒状の筒状部材１０の両端
開口部を蓋体１１で閉塞して構成され、筒状部材１０の
周壁にはチューブ３の端部が挿入される複数のチューブ
挿入孔１２が形成され、内部が仕切壁１５ａ，１５ｂに
よって仕切られて、複数の流路室１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１０ｄに画成される。最上流側の流路室１０ａを構
成するタンク２ｂの部位には、冷媒が流入する入口部１
３が設けられ、最下流側の流路室１０ｄを構成するタン
ク２ａの部位には冷媒が流出する出口部１４が設けられ
る。

【００１４】図１に示される構成例においては、一方の
タンク２ｂが仕切壁１５ａによって第１及び第３の流路
室１０ａ，１０ｃに画成され、他方のタンク２ａが仕切
壁１５ｂによって第２及び第４の流路室１０ｂ，１０ｄ
に画成されており、入口部１３から入った冷媒をタンク
間で１往復半させて出口部１４から流出させる構成とな
っている。尚、コンデンサ５において冷媒の流路方向が
横方向に設定されるのは、冷媒に含まれるオイルの流れ
を良好にするためである。

【００１５】コンデンサ５のサイドプレート２０は、熱
交換部５０の最も外側にあるフィン（クラッド材で形成
される）４とろう付けされると共に、前記タンク（クラ
ッド材で形成される）２ａ，２ｂともろう付けされ、さ
らに下記するラジエータ９のタンク６ａ，６ｂとも折り
曲げ部２９を介して接合される。この折り曲げ部２９
は、図２に示すように、タンク６ａ，６ｂとの当接部分
を広くとることができることから、熱交換器５，９の一
体ろう付け時において、熱交換部５０，９０の構造等の
差による収縮を吸収できると共に、サイドプレート２０
とタンク６ａ，６ｂとのろう付けの確実性を向上させる
ことができるものである。

【００１６】これに対して、ラジエータ９のチューブ７
は、内部にリブが形成されない公知形状の偏平チューブ
が用いられている。また、ラジエータ９のタンク６ａ，
６ｂは、チューブ７の端部が挿入されるチューブ挿入孔
が形成された断面コ字状の第１のタンク部材１６と、こ
の第１のタンク部材１６の側壁部に架設され、第１のタ
ンク部材１６と共にタンク６の周壁を構成する第２のタ
ンク部材１７とによって断面矩形状の筒状体を構成し、
この筒状体の両端開口部を閉塞板１８で閉塞して構成さ
れるものである。尚、閉塞板１８は、タンクの断面形状
に合わせて矩形状に形成された平板からなり、対向する
２辺に突起 (図示せず）が形成され、この突起を第１の
タンク部材１６と第２のタンク部材１７とに形成された
嵌合孔 (図示せず）に嵌合して筒状体の開口部に組付け
られるものである。

【００１７】第２のタンク部材１７には、両側縁を膨出
するようにＵ字状に曲げて係止溝１７ａが形成されてお
り、この係止溝１７ａに第１のタンク部材１６の側壁端
部を嵌入することで互いの第１のタンク部材１６が接合
されている。この第１のタンク部材１６と第２のタンク
部材１７との接合部分は、チューブ７と接合する部位か
ら遠い位置にあり、コンデンサ５のタンク２端部と対峙
する位置よりも外側に位置している。

【００１８】ラジエータ９の一方のタンク６ｂには、エ
ンジン冷却水が流入する入口部２６が設けられ、他方の
タンク６ａには、エンジン冷却水が流出する出口部２７
が設けられている。この実施例では、両タンク６ａ，６
ｂは内部が仕切られておらず、入口部２６からエンジン
冷却水を一方のタンク６ｂから他方のタンク６ａへ全チ
ューブ７を介して移動させ、前記出口部２７から流出す
る構成となっている。

【００１９】また、この実施の形態において、コンデン
サ５を構成するフィン４と、ラジエータ９を構成するフ
ィン８は、図２及び図３に示すように、お互いに略垂直
方向の延出すると共に、お互いに点で接触若しくは接合
している。このため、両フィン４，８が接触若しくは接
合している場合でも、両フィン４，８間の熱伝導は最小
限に抑制されているものである。尚、フィン４，８の両
方若しくは一方がろう材が被覆されたクラッド材で形成
されている場合には、炉中ろう付け時にろう材によって
両フィン４，８は点接合され、フィン４，８が共にろう
材がクラッドされないベア材で形成されている場合に、
ろう材によって接合されないので、点接触することとな
る。

【００２０】以上の構成の並設一体型熱交換器１におい
て、第１の実施の形態に係るコンデンサ５は、図４
（ａ）で示すように、第１の流路室１０ａと第２の流路
室１０ｂの間を連通する複数のチューブ３からなる第１
のパス３Ａと、第２の流路室１０ｂと第３の流路室１０
ｃとの間を連通する複数のチューブ３からなる第２のパ
ス３Ｂと、第３の流路室１０ｃと第４の流路室１０ｄと
の間を連通する複数のチューブ３からなる第３のパス３
Ｃとを有し、熱交換器上部の温度が高く、熱交換器下部
の温度が低いという温度分布を有する。

【００２１】また、ラジエータ９は、図４（ｂ）に示す
ように、入口部２６を有するタンク６ｂと出口部２７を
有するタンク６ａとを連通する複数のチューブ７によっ
て構成される１パス７Ａのみを有するので、エンジン冷
却水は上部に位置するタンク６ｂから下部に位置するタ
ンク６ａに向けて冷却されながら流れることから、熱交
換器上部の温度が高く、熱交換器下部の温度が低いとい
う温度分布を有する。

【００２２】これによって、コンデンサ５とラジエータ
９との温度分布が略等しくなるので、お互いの熱交換器
間の熱影響を最小限にとどめることができるものであ
る。さらに、この実施の形態においては、最も温度の高
いコンデンサ５の入口部１３とラジエータ９の入口部２
６を近接して配するようにし、さらに最も温度の低いコ
ンデンサ５の出口部１４とラジエータの出口部２７を近
接して配するようにしたので、両熱交換器におけるさら
に細かい温度分布を一致させることができるので、お互
いの熱影響を最小限に抑制できるものである。

【００２３】以下、この発明の他の実施の形態に付いて
説明するが、上記実施の形態と同一の個所若しくは同様
の効果を奏する個所には同一の符号を付してその説明を
省略する。

【００２４】図５（ａ）に示す第２の実施の形態に係る
コンデンサ５Ａは、入口部１３Ａをタンク２ａ側に設け
ると共に、出口部１４Ａをタンク２ｂ側に設けたもの
で、これに伴って仕切壁１５ａをタンク２ａ側に、仕切
壁１５ｂをタンク２ｂ側に設けたものである。これによ
って、前述した第１の実施の形態に比して冷媒の流れ
が、左右対称となるものであり、前記コンデンサ５Ａ及
びラジエータ９Ａの入口部１３Ａ，２６及び出口部１４
Ａ，２７の位置は左右逆方向となるが、両熱交換器５
Ａ，９Ａにおいて、熱交換器自体の温度分布は熱交換器
上部の温度が高く、熱交換器下部の温度が低いという点
で一致する。これによって、上述した効果を得ることが
できるものである。尚、ラジエータ９Ａは、第１の実施
の形態のラジエータ９と同様の構成である。

【００２５】図６（ａ）で示す第３の実施の形態に係る
コンデンサ５Ｂは、入口部１３Ｂ及び出口部１４Ｂがタ
ンク２ａに設けられると共に、仕切壁１５ａ，１５ｃに
よって該タンク２ａ内部が第１、第３及び第５の流路室
１５ａ，１５ｃ，１５ｅに分割され、またタンク２ｂ内
部が仕切壁１５ｂによって第２及び第４の流路室１０
ｂ，１０ｄに分割され、第１のパス３Ａ，第２のパス３
Ｂ、第３のパス３Ｃ及び第４のパス３Ｄからなる４パス
が構成されるものである。

【００２６】この実施の形態においては、コンデンサ５
Ｂとラジエータ９Ｂとは、入口部１３Ｂ，２６の位置が
異なっているものの、出口部１４Ｂ，２７の位置を近接
して設けたので、熱交換器上部の温度が高く熱交換器下
部の温度が低いという熱交換器の全体としての温度分布
を略等しくすることができると共に、出口部１４Ｂ，２
７近傍の温度を共に低く設定することができるので、吐
出される熱交換媒体の温度影響を最小限にとどめること
ができるものである。尚、この実施の形態において、ラ
ジエータ９Ｂは第１の実施の形態のラジエータ９と同様
の構成となっている。

【００２７】図７（ａ）で示す第４の実施の形態に係る
コンデンサ５Ｃは、入口部１３Ｂ及び出口部１４Ｂがタ
ンク２ｂに設けられると共に、仕切壁１５ａ，１５ｃに
よって該タンク２ｂ内部が第１、第３及び第５の流路室
１５ａ，１５ｃ，１５ｅに分割され、またタンク２ａの
内部が仕切壁１５ｂによって第２及び第４の流路室１０
ｂ，１０ｄに分割され、第１のパス３Ａ，第２のパス３
Ｂ、第３のパス３Ｃ及び第４のパス３Ｄからなる４パス
が構成されるものである。

【００２８】この実施の形態においては、コンデンサ５
Ｃとラジエータ９Ｃとは、出口部１４Ｃ，２７の位置が
異なっているものの、入口部１３Ｃ，２６の位置を近接
して設けたので、熱交換器上部の温度が高く熱交換器下
部の温度が低いという熱交換器の全体としての温度分布
を略等しくすることができると共に、入口部１３Ｃ，２
６近傍の温度を共に高く設定することができるので、流
入する熱交換媒体の温度影響を最小限にとどめることが
できるものである。尚、この実施の形態において、ラジ
エータ９Ｃは第１の実施の形態のラジエータ９と同様の
構成となっている。

【００２９】図８及び図９は、上述した発明の実施の形
態を設けることができる並設一体型熱交換器のバリエー
ションを示したものである。図８に示される並設一体型
熱交換器１Ｂは、第１の熱交換器５のフィンと第２の熱
交換器９とのフィンとが当接しないように、両熱交換器
５，９の間にスペース３０を形成し、両熱交換器５，９
間のフィンを介しての熱伝導を防止するようにしたもの
である。また、図９に示される並設一体型熱交換器１Ｃ
は、第１の熱交換器５の積層方向の長さＢを第２の熱交
換器９のチューブ長手方向の長さＡよりも小さく形成
し、第１の熱交換器５の通風面積を第２の熱交換器９の
通風面積よりも小さく形成して、両熱交換器５，９の熱
交換能力を最適に調整するようにしたものである。尚、
この実施の形態においては、２つの熱交換器の積層方向
の寸法を変化させて調整するようにしたが、それぞれの
熱交換器の横幅方向の長さも適宜変化させてもよいもの
である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、２つの熱交換器を一体化し、省スペース及び軽量化
を図った並設一体型熱交換器において、各々の熱交換器
の温度分布を略等しくしたことによって、２つの熱交換
器間の熱影響を低減させることができるので、各々の熱
交換器の熱交換能力の低下を防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態に係る並設一体型熱交換
器の構成を示した正面図である。

【図２】並設一体型熱交換器の各々の熱交換器の第１及
び第２の熱交換器のチューブ及びフィン、第１の熱交換
器のエンドプレート及び第２の熱交換器のタンクの構成
を示した一部拡大斜視図である。

【図３】第１及び第２のフィンの点接触及び点接合を説
明するための図である。

【図４】（ａ）は第１の実施の実施の形態の係る第１の
熱交換器（コンデンサ）の構成を示した構成図であり、
（ｂ）は第２の熱交換器 (ラジエータ）の構成を示した
構成図である。

【図５】（ａ）は第２の実施の実施の形態の係る第１の
熱交換器（コンデンサ）の構成を示した構成図であり、
（ｂ）は第２の熱交換器 (ラジエータ）の構成を示した
構成図である。

【図６】（ａ）は第３の実施の実施の形態の係る第１の
熱交換器（コンデンサ）の構成を示した構成図であり、
（ｂ）は第２の熱交換器 (ラジエータ）の構成を示した
構成図である。

【図７】（ａ）は第４の実施の実施の形態の係る第１の
熱交換器（コンデンサ）の構成を示した構成図であり、
（ｂ）は第２の熱交換器 (ラジエータ）の構成を示した
構成図である。

【図８】第１の熱交換器のフィンと第２の熱交換器フィ
ンとが当接しないようにした並設一体型熱交換器の側面
図である。

【図９】第１及び第２の熱交換器それぞれの正面面積が
異なる並設一体型熱交換器の側面図である。

【符号の説明】

１，１Ｂ，１Ｃ 並設一体型熱交換器 ２ａ，２ｂ （第１の熱交換器の）タンク ３，７ チューブ ４，８ フィン ５，５Ａ，５Ｂ、５Ｃ 第１の熱交換器 (コンデンサ） ６ａ，６ｂ （第２の熱交換器の）タンク ９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ 第２の熱交換器（ラジエータ） １３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ （第１の熱交換器の）
入口部 １４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ （第１の熱交換器の）
出口部 ２０，２１ サイドプレート ２９ 折り曲げ部 ２６ （第２の熱交換器の）入口部 ２７ （第２の熱交換器の）出口部 ５０，９０ 熱交換部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 用途の異なる第１及び第２の熱交換器
   を、通風方向に相前後して配すると共に、一方の熱交換
   器と他方の熱交換器のチューブ内部の熱交換媒体流れ方
   向を略９０度異ならせ、一体にろう付けして接合した並
   設一体型熱交換器において、 前記第１及び第２の熱交換器のそれぞれの温度分布を略
   等しくする等温度分布構造を設けたことを特徴とする並
   設一体型熱交換器。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２の熱交換器は、共に熱
   交換媒体の熱を放熱する熱交換器であり、前記等温度分
   布構造は前記第１及び第２の熱交換器における全体的な
   熱交換媒体の流れ方向を共通とすることを特徴とする請
   求項１記載の並設一体型熱交換器。
3. 【請求項３】 前記等温度分布構造は、前記第１及び第
   ２の熱交換器のそれぞれの流入口若しくは流出口の温度
   の高いもの同士を近接して設けることを特徴とする請求
   項１又は２記載の並設一体型熱交換器。
4. 【請求項４】 前記等温度分布構造は、前記第１及び第
   ２の熱交換器のそれぞれの流入口若しくは流出口の温度
   の低いもの同士を近接して設けることを特徴とする請求
   １，２又は３記載の並設一体型熱交換器。
5. 【請求項５】 前記第１の熱交換器のフィンと前記第２
   の熱交換器のフィンとは、点接触していることを特徴と
   する請求項１〜４のいずれか一つに記載の並設一体型熱
   交換器。
6. 【請求項６】 前記第１の熱交換器のフィンと前記第２
   の熱交換器のフィンとは、点接合していることを特徴と
   する請求項１〜４のいずれか一つに記載の並設一体型熱
   交換器。
7. 【請求項７】 前記第１の熱交換器のフィンと前記第２
   の熱交換器のフィンとは接触していないことを特徴とす
   る請求項１〜４のいずれか一つに記載の並設一体型熱交
   換器。