WO2014097977A1

WO2014097977A1 - 複合熱交換器

Info

Publication number: WO2014097977A1
Application number: PCT/JP2013/083434
Authority: WO
Inventors: 栄一森; 松平　範光; 直也辻本
Original assignee: カルソニックカンセイ株式会社
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2014-06-26
Also published as: CN104870927A; DE112013006036T5; US20150345877A1

Abstract

　複合熱交換器は、第１熱交換器と、第１熱交換器の第１タンク内に収容される第２熱交換器と、第１熱交換器の上方又は下方に設けられる第３熱交換器とを備えている。第１タンク内を流れる第１冷媒と前記第２熱交換器内を流れる第２冷媒とが熱交換して熱交換後の第２冷媒が第３熱交換器の第３タンクに流入する。第２熱交換器は、前記第２冷媒が流入する冷媒流入口と、前記第２冷媒が流出する冷媒流出口とを有する。冷媒流入口及び冷媒流出口は、第１タンクの互いに対向する位置に設けられる。冷媒流出口は、第３タンクと接続される。上記複合熱交換器によれば、冷媒流入口及び冷媒流出口は第２熱交換器の側外方に突出されることはなく、冷媒流入口及び冷媒流出口の配置自由度が向上し得る。

Description

複合熱交換器

　本発明は、車両に搭載される[(to be) installed on a vehicle]複合熱交換器[a combined heat exchanger]に関する。

　車両に搭載された複合熱交換器に関して様々な提案がなされている（例えば、下記特許文献１及び２）。特許文献１が開示している複合熱交換器は、電装機器用の冷却水を冷却する第１熱交換器と、空調用の冷媒を凝縮する第２熱交換器（コンデンサ）とを備えている。第１交換器では、冷却水は外気によって冷却される。第２熱交換器は第１熱交換器のサイドタンク内に設けられており、冷媒は第１熱交換器内を流れる冷却水によって冷却（凝縮）される。

　特許文献２が開示している複合熱交換器は、内燃機関用の冷却水を冷却する第１熱交換器（ラジエータ）と、オイルを冷却する第２熱交換器（オイルクーラ）とを備えている。第１交換器では、冷却水は外気によって冷却される。第２熱交換器は第１熱交換器のサイドタンク内に設けられており、オイルは第１熱交換器内を流れる冷却水によって冷却される。

　このような複合熱交換器を、図１４～図１６を参照しつつ説明する。図１４～図１６に示される複合熱交換器は、上述した特許文献１に開示された複合熱交換器の基本構成と等しい基本構成を有している。複合熱交換器１００は、メインラジエータ（図示せず）と、サブラジエータ（第１熱交換器）１１０と、水冷コンデンサ（第２熱交換器）１２０と、空冷コンデンサ１３０とを備えている。メインラジエータは、内燃機関用の冷却水（機関冷却水[engine coolant]）を外気で冷却する。サブラジエータ（第１熱交換器）１１０は、水冷チャージエアクーラ[water-cooled Charge Air Cooler]用の冷却水（ＣＡＣ冷却水）を外気で冷却する。水冷コンデンサ（第２熱交換器）１２０は、サブラジエータ１１０から流出するＣＡＣ冷却水と空調用の冷媒との間で熱交換を行う。空冷コンデンサ１３０は、水冷コンデンサ１２０から流出する空調用の冷媒を外気で冷却する。

　サブラジエータ１１０は、空冷コンデンサ１３０の上方に位置している。サブラジエータ１１０及び空冷コンデンサ１３０は、外気流と直交する面に沿って配置されている。図１６に示されるように、水冷コンデンサ１２０は、サブラジエータ１１０の流出側タンク[flow-out tank]１１１内に設けられている。水冷コンデンサ１２０は、冷媒が流入する冷媒流入口[refrigerant flow-in port]１２１と、冷媒が流出する冷媒流出口１２２とを有している。

　冷媒流入口１２１及び冷媒流出口１２２は、サブラジエータ１１０の流出側タンク１１１に形成された孔１１１Ａ及び１１１Ｂからそれぞれ突出され、締結具[fasteners]（ナットＮ、ワッシャＷ、パッキン[packing]Ｐ等）によって流入管１２１Ａ及び中継管[intermediate pipe]１２２Ａとそれぞれ接続される。流入管１２１Ａ及び中継管１２２Ａは、サブラジエータ１１０の流出側タンク１１１から側外方に[laterally outward]突出される。

日本国特開２００５－３４３２２１号公報（図３，４及び６）日本国特開２０００－１８００８９号公報

　上述したように、冷媒流入口１２１及び冷媒流出口１２２は、サブラジエータ１１０の流出側タンク１１１から側外方に突出される。このため、サブラジエータ１１０の側外方での冷媒流入口１２１及び冷媒流出口１２２や流入配管１２１Ａ及び中継管１２２Ａの配置自由度[layout flexibility]が悪化する。

　本発明の目的は、冷媒流入口及び冷媒流出口がサブラジエータの側外方に突出されることなく、冷媒流入口及び冷媒流出口の配置自由度を向上させることのできる複合熱交換器の提供することである。

　本発明の特徴は、複合熱交換器であって、第１熱交換器と、前記第１熱交換器の第１タンク内に収容される第２熱交換器と、前記第１熱交換器の上方又は下方に設けられる第３熱交換器とを備え、前記第１タンク内を流れる第１冷媒と前記第２熱交換器内を流れる第２冷媒とが熱交換して熱交換後の前記第２冷媒が前記第３熱交換器の第３タンクに流入し、前記第２熱交換器は、前記第２冷媒が流入する冷媒流入口と、前記第２冷媒が流出する冷媒流出口とを有し、前記冷媒流入口及び前記冷媒流出口が、前記第１タンクの互いに対向する位置に設けられ、前記冷媒流出口が、前記第３タンクと接続される、複合熱交換器を提供する。

　上記特徴によれば、冷媒流入口及び冷媒流出口が、第１タンクの互いに対向する位置に設けられ、冷媒流出口が、第３タンクと接続される。従って、冷媒流入口及び冷媒流出口が第２熱交換器の側外方に突出することはなく、冷媒流入口及び冷媒流出口の配置自由度が向上し得る。

　また、前記第１タンクが、前記第３タンクよりも外方に突出されており、前記冷媒流出口が、前記第３タンクの外方に形成されたスペース内に配置され、前記第３タンクと連通する中継管を介して、前記第３タンクと接続される、ことが好ましい。

　また、前記第３熱交換器を流れている前記第２冷媒が貯留される冷媒貯留タンクをさらに備えており、前記冷媒貯留タンクが、前記第３熱交換器における前記第３タンクとは反対側に設けられている、ことが好ましい。

　また、前記第３タンクは、前記第２冷媒が流入する流入位置と、前記第２冷媒が流出する流出位置とを有しており、前記流入位置及び前記流出位置が、互いに離間されている、ことが好ましい。

　また、前記第３タンクが、前記冷媒流出口と接続されるコネクタを有している、ことが好ましい。

　あるいは、前記冷媒流出口が、前記第３タンクに直接接続されている、ことが好ましい。

　また、前記第１熱交換器が、サブラジエータであり、前記第２熱交換器が、水冷コンデンサであり、前記第３熱交換器が、空冷コンデンサである、ことが好ましい。

　また、前記第１タンクには、前記第２熱交換器を前記第１タンク内に挿入する挿入口と、前記挿入口と対向する開口とが形成されており、前記第２熱交換器は、複数のチューブと、前記チューブの両端にそれぞれ連結された一対のタンクとを有しており、前記冷媒流入口が、前記タンクの一方に取り付けられ、前記冷媒流出口が、前記タンクの他方に取り付けられ、前記タンクの前記一方及び前記冷媒流入口が設けられた、前記第２熱交換器の一側が前記挿入口に固定されて、前記冷媒流入口が外部に露出されており、前記タンクの前記他方及び前記冷媒流出口が設けられた、前記第２熱交換器の他側が前記開口部に固定されている、ことが好ましい。

　さらに、前記冷媒流出口及び前記開口が、それぞれ中空円筒状に形成され、前記冷媒流出口が前記開口内を貫通した状態で、前記第２熱交換器の他側が前記開口部に固定される、ことが好ましい。

　またさらに、前記冷媒流出口と前記開口内との間にシール部材が介在される、ことが好ましい。

図１は、第１実施形態に係る複合熱交換器の斜視図である。図２は、上記複合熱交換器の正面図である。図３は、上記複合熱交換器を備えた熱交換システムの構成図である。図４は、上記複合熱交換器におけるサブラジエータの流出側タンクの正面図である。図５は、上記複合熱交換器における上記流出側タンク及び水冷コンデンサの分解斜視図である。図６は、上記流出側タンク及び上記水冷コンデンサの拡大斜視図である。図７は、上記流出側タンク及び上記水冷コンデンサの拡大断面図である。図８は、上記流出側タンク及び空冷コンデンサの第１サイドタンクの斜視図である。図９は、上記水冷コンデンサの分解斜視図である。図１０は、第１変更例に係るサブラジエータの流出側タンク及び空冷コンデンサの第１サイドタンクの正面図である。図１１は、第２変更例に係るサブラジエータの流出側タンク及び空冷コンデンサの第１サイドタンクの正面図である。図１２は、第２実施形態に係る複合熱交換器におけるサブラジエータの流出側タンク及び水冷コンデンサの分解斜視図である。図１３（ａ）は上記流出側タンク及び上記水冷コンデンサの拡大断面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のさらなる拡大断面図である。図１４は、特許文献１に開示された複合熱交換器の基本構成と等しい基本構成を有する複合熱交換器の一例の正面図である。図１５は、上記複合熱交換器におけるサブラジエータの流出側タンク及び空冷コンデンサの第１サイドタンクの斜視図である。図１６は、上記複合熱交換器における上記流出側タンク及び水冷コンデンサの分解斜視図である。図１７は、特許文献２に開示された複合熱交換器の分解斜視図である。

　複合熱交換器の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、同一又は同等の構成には、同一の符号が付されている。なお、図面において、寸法比率などは現実のものとは異なる場合がある。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断されるべきである。また、図面間においても寸法比率などが異なる場合がある。

　［第１実施形態］
　第１実施形態に係る複合熱交換器１について図１～図９を参照しつつ説明する。

　（複合熱交換器の構成）
　複合熱交換器１は、図１～図３に示されるように、メインラジエータ１０と、サブラジエータ（第１熱交換器）２０と、サブラジエータ２０の流出側タンク（第１タンク）２３内に収容された水冷コンデンサ（第２熱交換器）３０と、サブラジエータ２０の下方に設けられた空冷コンデンサ（第３熱交換器）４０とを備えている。複合熱交換器１では、流出側タンク２３内を流れる水冷チャージエアクーラ３用の冷却水（ＣＡＣ冷却水：第１冷媒）と水冷コンデンサ３０内を流れる空調用の冷媒（Ａ／Ｃ冷媒：第２冷媒）との間で熱交換される。Ａ／Ｃ冷媒は、空冷コンデンサ４０の第１サイドタンク（第３タンク）４２に流入する。

　メインラジエータ１０は、内燃機関（以下、単にエンジンという）２用の冷却水（エンジン冷却水）を冷却する。メインラジエータ１０は、モータファン４の前側（冷却風流[cooling-air flow]の上流側）に設けられている。メインラジエータ１０は複数のチューブと、チューブの間に配されたフィンとを有している。エンジン冷却水は、チューブの内部を流れ、メインラジエータ１０を通過する冷却風と熱交換する。エンジン冷却水は、ポンプ５によって循環される。

　サブラジエータ２０は、ＣＡＣ冷却水を冷却する。サブラジエータ２０は、メインラジエータ１０の前側の上方に配置されている。サブラジエータ２０は、複数のチューブ２１（一つずつは図示せず）と、チューブ２１の間に配されたフィンと、一対のタンク（流入側タンク[flow-in tank]２２及び流出側タンク[flow-out tank]２３）とを備えている。流入側タンク２２及び流出側タンク２３は、複数のチューブ２１の両端にそれぞれ連結されている。ＣＡＣ冷却水は、チューブ２１の内部を流れ、サブラジエータ２０を通過する冷却風と熱交換する。ＣＡＣ冷却水は、ポンプ６によって循環される。

　流入側タンク２２には、ＣＡＣ冷却水が流入する流入口[flow-in port]２２ｉｎが形成されており、流出側タンク２３には、ＣＡＣ冷却水が流出する流出口[flow-out port]２３ｏｕｔが形成されている。流出側タンク２３は、空冷コンデンサ４０の第１サイドタンク４２よりも外方に突出されている（図１及び図２参照）。流出側タンク２３には、水冷コンデンサ３０を収容する断面矩形状の収容室２３Ａが設けられている（図４～図７参照）。

　収容室２３Ａの上部には、水冷コンデンサ３０が挿入される上部挿入口[upper insertion hole]（挿入口）２３Ａ１が形成されている。上部挿入口２３Ａ１には、水冷コンデンサ３０のＯリング３４が配置される封止座部[sealing seat]２３Ｂが形成されている（図５～図７参照）。また、上部挿入口２３Ａ１の外周には、水冷コンデンサ３０のキャップ３６が取り付けられる取付フランジ２３Ｔが形成されている。取付フランジ２３Ｔ上には、キャップ３６の回転をガイドする一対のガイドレール２３Ｃが延設されている。

　収容室２３Ａの下部には、上部挿入口２３Ａ１と対向して、中空円筒状の下部開口[lower opening]（開口）２３Ａ２が形成されている。下部開口２３Ａ２には、水冷コンデンサ３０の冷媒流出口[refrigerant flow-out port]３８が挿入される。

　水冷コンデンサ３０では、Ａ／Ｃ冷媒とサブラジエータ２０から流出するＣＡＣ冷却水とが熱交換を行うものである。水冷コンデンサ３０は、サブラジエータ２０の流出側タンク２３内に収納されている（図４～図７参照）。水冷コンデンサ３０及び空冷コンデンサ４０は、空調冷凍サイクル上で直列に接続されている。水冷コンデンサ３０については、追って詳しく説明する。

　空冷コンデンサ４０は、水冷コンデンサ３０から流出されたＡ／Ｃ冷媒を冷却する。図３に示されるように、空冷コンデンサ４０は、メインラジエータ１０の前側（冷却風流の上流側）に設けられており、上述したようにサブラジエータ２０の下方に配置されている。サブラジエータ２０及び空冷コンデンサ４０は、外気流と直交する面に沿って配置されている。空冷コンデンサ４０は、複数のチューブ４１（一つずつは図示せず）と、チューブ４１の間に配されたフィンと、一対のサイドタンク（第１サイドタンク４２及び第２サイドタンク４３）とを備えている。第１サイドタンク４２及び第２サイドタンク４３は、複数のチューブ４１の両端にそれぞれ連結されている。Ａ／Ｃ冷媒は、チューブ４１の内部を流れ、空冷コンデンサ４０を通過する冷却風と熱交換する。

　上述したように、サブラジエータ２０の流出側タンク２３が第１サイドタンク４２よりも外方に突出されている（図１及び図２参照）。即ち、第１サイドタンク４２の外方、かつ、サブラジエータ２０の下方には、上述した下部開口２３Ａ２を配置可能なスペースＳ（図２参照）が形成される。（即ち、サブラジエータ２０の流出側タンク２３は、第１サイドタンク４２よりも側外方に突出され、第１サイドタンク４２の側外方、かつ、サブラジエータ２０の下方には、スペースＳが形成される。）

　第１サイドタンク４２の内部は、熱交換前のＡ／Ｃ冷媒が水冷コンデンサ３０から流入する流入部[flow-in section]４２Ａと、熱交換後のＡ／Ｃ冷媒が流出する流出部[flow-out section]４２Ｂとに分割されている。流入部４２Ａは第１サイドタンク４２の上部に設けられ、流出部４２Ｂが第１サイドタンク４２の下部に設けられている。中継管５０の一端は、水冷コンデンサ３０の冷媒流出口３８に接続され、他端は、流入部４２Ａに接続されている。中継管５０の他端は、第１サイドタンク４２（流入位置４２Ａ１）にロウ付けされている。熱交換前のＡ／Ｃ冷媒は、流入部４２Ａと中継管５０との接続部、即ち、流入位置４２Ａ１で第１サイドタンク４２に流入する。また、熱交換後のＡ／Ｃ冷媒は、流出部４２Ｂの流出位置４２Ｂ１で第１サイドタンク４２から流出する。流入位置４２Ａ１と流出位置４２Ｂ１とは互いに離間されている。

　第２サイドタンク４３の内部も、流入部４３Ａと流出部４３Ｂとに分割されている。第２サイドタンク４３の側方には、リキッドタンク（冷媒貯留タンク[refrigerant accumulation tank]）６０が設けられており（図１及び図２参照）、流入部４３Ａと流出部４３Ｂとはリキッドタンク６０を介して連通されている。即ち、Ａ／Ｃ冷媒は、流入部４２Ａ、流入部４２Ａ及び４３Ａの間のチューブ４１（凝縮部[condensing section]）、流入部４３Ａ、リキッドタンク６０、流出部４３Ｂ、流出部４３Ｂ及び４２Ｂの間のチューブ４１（過冷却部[sub-cooling section]）、及び、流出部４２Ｂの順に流れる。リキッドタンク（冷媒貯留タンク）６０は、気液分離器[gas-liquid separator]やモジュレータ[modulator]とも呼ばれる。

　（水冷コンデンサの構成）
　水冷コンデンサ３０について詳しく説明する。図５及び図９に示されるように、水冷コンデンサ３０は、複数のチューブ３１と、一対のタンク３２及び３３と、大きなＯリング[O-ring]３４と、円盤状のシーリングプレート[sealing plate]３５と、環状のキャップ３６と、冷媒流入口[refrigerant flow-in port]３７と、冷媒流出口３８と、２つの小さなＯリング（シール部材[sealing member]）３９とを備えている。

　Ａ／Ｃ冷媒は、チューブ３１の内部を流れ、流出側タンク２３内を流れるＣＡＣ冷却水と熱交換する。各チューブ３１は、一対のタンク３２及び３３の間に設けられている。各チューブ３１は、例えば、押し出し成形によって形成されている。タンク３２及び３３は、複数のチューブ３１の両端にそれぞれ連結されている。タンク３２（３３）は、チューブ３１の端部が結合される孔３２Ａ１（３３Ａ１）が形成された内側プレート[inner plate]３２Ａ（３３Ａ）と、内側プレート３２Ａ（３３Ａ）に取り付けられる外側プレート[outer plate]３２Ｂ（３３Ｂ）とで構成されている。外側プレート３２Ｂ（３３Ｂ）には、Ａ／Ｃ冷媒が通過する冷媒流通口[refrigerant flow port]３２Ｂ１（３３Ｂ１）が形成されている。

　Ｏリング３４は、流出側タンク２３の上面に形成された封止座部２３Ｂ上に配置される。シーリングプレート３５は、Ｏリング３４上に配置される。シーリングプレート３５は、Ｏリング３４及び上部挿入口２３Ａ１の上縁に当接し、流出側タンク２３内のＣＡＣ冷却水の流出を防止する。シーリングプレート３５の中心には冷媒通過孔[refrigerant flow hole]３５Ａが形成されている。冷媒通過孔３５Ａの外側には、キャップ３６に向けて膨出された環状のビード３５Ｂが形成されている。シーリングプレート３５をＯリング３４に押し付けるように、キャップ３６が流出側タンク２３の上部に取り付けられる。

　キャップ３６は、流出側タンク２３のガイドレール２３Ｃに沿って回転される一対の爪部[tab]３６Ａを有している。キャップ３６が流出側タンク２３に取り付けられると、水冷コンデンサ３０が流出側タンク２３の内部に固定される。図７に示されるように、冷媒流入口３７は、シーリングプレート３５を介在させて、上側のタンク３２の冷媒流通口３２Ｂ１に固定されている。冷媒流出口３８は、下側のタンク３３の冷媒流通口３３Ｂ１に固定されている。

　冷媒流入口３７は、水冷コンデンサ３０へのＡ／Ｃ冷媒の流入口として機能する。水冷コンデンサ３０の一側（上側）は、上部挿入口２３Ａ１の位置で固定され、冷媒流入口３７がキャップ３６から上方に突出されている。一方、冷媒流出口３８は、水冷コンデンサ３０へのＡ／Ｃ冷媒の流出口として機能する。冷媒流出口３８は、中空円筒状に形成されており、流出側タンク２３の下部開口２３Ａ２に挿入される。そして、水冷コンデンサ３０の他側（下側）は、異なる下部開口２３Ａ２の位置で固定され、冷媒流出口３８が下部開口２３Ａ２から下方に突出されている。上述したように、冷媒流出口３８は、中継管５０を介して第１サイドタンク４２に接続されている。

　冷媒流出口３８の外周には、Ｏリング３９がそれぞれ取り付けられる溝３８Ａが形成されている。冷媒流出口３８と下部開口２３Ａ２との間の微小隙間はＯリング３９によって封止される。冷媒流出口３８は、下部開口２３Ａ２によって支持され、スペースＳ（図２参照）に配置される。

　上部挿入口２３Ａ１から流出側タンク２３内に挿入された水冷コンデンサ３０は、上部挿入口２３Ａ１と、下部開口２３Ａ２との２カ所で流出側タンク２３に固定される。

　（冷媒の流れ）
　複合熱交換器１における、ＣＡＣ冷却水（第１冷媒）、Ａ／Ｃ冷媒（第２冷媒）及びエンジン冷却水の流れについて図３を参照しつつ説明する。

　エンジン２に供給される吸気[intake air]は、ターボチャージャ７で圧縮されて高温になる。このため、高温の圧縮吸気は、水冷チャージエアクーラ３によって冷却される。これにより、吸気密度が向上し、エンジン２の燃焼効率が向上する。水冷チャージエアクーラ３では、吸気とＣＡＣ冷却水との間で熱交換が行われて、吸気が冷却される。水冷チャージエアクーラ３を流れるＣＡＣ冷却水は、サブラジエータ２０の流出側タンク２３内を流れる間に水冷コンデンサ３０を流れるＡ／Ｃ冷媒により冷却されると共に、その後、水冷コンデンサ３０でさらに冷却される。水冷コンデンサ３０から流出されたＣＡＣ冷却水が、ポンプ５によって水冷チャージエアクーラ３に送られる。

　一方、空調冷凍サイクルの圧縮機８によって圧縮された高温高圧のＡ／Ｃ冷媒は、水冷コンデンサ３０に流入し、その後、空冷コンデンサ４０に流入する。空冷コンデンサ４０に流入したＡ／Ｃ冷媒は、空冷コンデンサ４０の上側の凝縮部、リキッドタンク６０及び、、下側の過冷却部を流れて、流出部４２Ｂから流出する。

　（効果）
　本実施形態の複合熱交換器１では、水冷コンデンサ３０の冷媒流入口３７及び冷媒流出口３８が、サブラジエータ２０の流出側タンク２３の互いに対向する位置に設けられ、冷媒流出口３８が第１サイドタンク４２に接続される。従って、冷媒流入口３７及び冷媒流出口３８がサブラジエータ２０の側外方に突出されることはなく、冷媒流入口３７及び冷媒流出口３８（特に、冷媒流入口３７に接続される流入配管及び冷媒流出口３８に接続される中継管５０）の配置自由度が向上する。さらに、図１４～図１６を参照しつつ上述した複合熱交換器に比べて、冷媒流出口３８に接続される中継管５０の長さを短くでき、中継管５０を簡素化できる。

　なお、複合熱交換器１は、エンジンコンパートメント内の限られた設置領域Ｙ（図２参照）内に配置する必要がある。上述したように冷媒流入口３７及び冷媒流出口３８がサブラジエータ２０の側外方に突出されないので、流出側タンク２３から突出した流出口２３ｏｕｔを設置領域Ｙの外側に配置すれば、サブラジエータ２０の熱交換領域Ｘ（図２参照：チューブ２１の範囲）を広げることができる。なお、流出口２３ｏｕｔは、必ずしも流出側タンク２３の側壁に設けられなくてもよく、流出側タンク２３の上面や底面に設けられてもよい。この場合、熱交換領域Ｘを確実に広げることができる。

　流出側タンク２３の内部には水冷コンデンサ３０が設けられるので、流出側タンク２３は、空冷コンデンサ４０の第１サイドタンク４２よりも大きい。このため、流出側タンク２３は、第１サイドタンク４２よりも外方に突出される。この結果、流出側タンク２３の下方のスペースＳに冷媒流出口３８や中継管５０を配置でき、スペースＳを有効に利用できる。

　リキッドタンク６０は、Ａ／Ｃ冷媒が流入する第１サイドタンク４２とは反対側の第２サイドタンク４３に取り付けられている。このため、水冷コンデンサ３０が設けられた流入側タンク２３の反対側のスペースを有効に利用でき、エンジンルーム内のスペースを有効に活用でき、様々なコンポーネントの配置自由度が向上する。

　第１サイドタンク４２に設けられた流入位置４２Ａ１及び流出位置４２Ｂ１は、互いに離間されている。このため、空冷コンデンサ４０の過冷却部を流れて流出位置４２Ｂ１から流出するＡ／Ｃ冷媒（冷却後冷媒）が、流入位置４２Ａ１から流入して空冷コンデンサ４０の凝縮部を通過するＡ／Ｃ冷媒（冷却前冷媒）から熱を受けにくく、空冷コンデンサ４０でのＡ／Ｃ冷媒の熱交換の効率が向上する。

　水冷コンデンサ３０（第２熱交換器）によって、空冷コンデンサ４０に流入するＡ／Ｃ冷媒を予備冷却でき、空冷コンデンサ４０を小型化できる。

　中継管５０は、第１サイドタンク４２にロウ付けされる。このため、中継管５０の第１サイドタンク４２への取り付け作業は必要なく、複合熱交換器１の組立作業性が向上する。

　上側のタンク３２及び冷媒流入口３７が設けられた水冷コンデンサ３０の一側（上側）が上部挿入口２３Ａ１に固定され、下側のタンク３３及び冷媒流出口３８が設けられた水冷コンデンサ３０の他側（下側）が下部開口２３Ａ２に固定される。即ち、水冷コンデンサ３０は、互いに対向する上部挿入口２３Ａ１及び下部開口２３Ａ２の２カ所で固定される。従って、流出側タンク２３内での水冷コンデンサ３０の振動が確実に防止できる。

　冷媒流出口３８が下部開口２３Ａ２内を貫通した状態で下部開口２３Ａ２の外周と下部開口２３Ａ２の内周との間にＯリング３９が介在される。これにより、流出側タンク２３内を通過するＣＡＣ冷却水の流出を防止できる。その上、水冷コンデンサ３０が熱膨張によって伸縮しても、冷媒流出口３８の圧縮力に抗して移動可能であるため、水冷コンデンサ３０の伸縮に対応できる。

　チューブ３１が押し出し成形によって形成されているので、チューブ３１内を通過するＡ／Ｃ冷媒の流出を確実に防止でき、かつ、チューブ３１を容易に製造できる。

　キャップ３６をガイドレール２３Ｃにガイドさせつつ回転させるだけで、水冷コンデンサ３０を流出側タンク２３に固定できる。また、キャップ３６を取り外すだけで、流出側タンク２３から水冷コンデンサ３０を取り外すことができる。従って、水冷コンデンサ３０のメンテナンスが容易である。

　さらに、本実施形態の複合熱交換器１によれば、流出側タンク２３内での水冷コンデンサ３０の振動に起因する不具合を防止できるという効果も実現される。この効果について、図１７を参照しつつ詳しく説明する。

　図１７は、上述した特許文献２に開示された複合熱交換器（サブラジエータ２０１の流出側タンク２０３内に収納された水冷コンデンサ２００）である。水冷コンデンサ２００を流れるＡ／Ｃ冷媒は、サブラジエータ２０１を流れるＣＡＣ冷却水と熱交換する。流出側タンク２０３の上面には、水冷コンデンサ２００が挿入される挿入口２０５が形成されている。

　水冷コンデンサ２００は、挿入口２０５に取り付けられるスクリューキャップ（上部タンク）２１０と、Ａ／Ｃ冷媒が流入又は流出する一対の流入パイプ２２０Ａ及び流出パイプ２２０Ｂと、Ａ／Ｃ冷媒が流れるチューブ２３０と、チューブ２３０を支持するバッフルプレート２４０と、Ａ／Ｃ冷媒の流れ方向を変える下部タンク２５０とを備えている。水冷コンデンサ２００は、スクリューキャップ２１０によって流出側タンク２０３に固定される。

　水冷コンデンサ２００は、スクリューキャップ２１０によってのみ、流出側タンク２０３に固定されるので、振動（例えば、車両の加減速による振動）によって、先端部分（下部タンク２５０側の部分）が振動してしまう。この結果、挿入口２０５やスクリューキャップ２１０が振動負荷によって破損するおそれがあった。

　これに対して、本実施形態の複合熱交換器１によれば、水冷コンデンサ３０は、流出側タンク２３の上部挿入口２３Ａ１及び下部開口２３Ａ２で流出側タンク２３に固定される。従って、上述したように、流出側タンク２３内での水冷コンデンサ３０の振動を防止でき、振動に起因する不具合を防止できる。

　［第１実施形態の変形例］
　次に、第１サイドタンク４２の変更例について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態における構成と同一又は同等の構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下には、異なる構成を説明する。

　（変更例１）
　図１０に示されるように、第１サイドタンク４２には、中継管５０と接続されるコネクタ７０が設けられている。コネクタ７０の内部には、内部流路７１が形成されている。内部流路７１の一端は上方に開口され、他端は第１サイドタンク４２の流入部４２Ａに開口されている。コネクタ７０は、第１サイドタンク４２にロウ付けされてもよく、加締め等の他の方法で第１サイドタンク４２に固定されてもよい。

　変更例１によれば、上記実施形態による上述した効果に加えて、第１サイドタンク４２にコネクタ７０を設けることで、中継管５０を直線状に形成することができ、中継管５０を簡素化できる。ここでは、中継管５０がコネクタ７０に連結されたが、水冷コンデンサ３０の冷媒流出口３８がコネクタ７０に直接連結されてもよい。

　（変更例２）
　図１１に示されるように、冷媒流出口３８が、上記実施形態の中継管５０や上記変更例１のコネクタ７０を介さずに、第１サイドタンク４２に直接接続されている。冷媒流出口３８が挿入される孔の周囲に、Ａ／Ｃ冷媒の流出を防止するシール部材が設けられてもよい。

　変更例２によれば、上記実施形態による上述した効果に加えて、冷媒流出口３８を第１サイドタンク４２に直接連結することで、中継管５０やコネクタ７０が不要となる。

　［第２実施形態］
　次に、第２実施形態に係る複合熱交換器について、図１２、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）を参照しつつ説明する。本実施形態の複合熱交換器では水冷コンデンサ３０のみが上述した第１実施形態の水冷コンデンサ３０と異なる。従って、以下には、水冷コンデンサ３０についてのみ説明する。なお、上記第１実施形態における構成と同一又は同等の構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。

　（水冷コンデンサの構成）
　本実施形態では、図１２、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示されるように、水冷コンデンサ３０の上側のタンク３２の一部が、流出側タンク２３の上部で露出されている。水冷コンデンサ３０は、第１実施形態と同様に、複数のチューブ３１（一つずつは図示せず）と、一対のタンク３２及び３３と、Ｏリング３４と、冷媒流入口３７と、冷媒流出口３８とを備えている。

　上側のタンク３２は、チューブ３１の端部が結合される孔が形成された内側プレート３２Ａと、内側プレート３２Ａに取り付けられる外側プレート３２Ｂとで構成されている。図１３（ａ）に示されるように、内側プレート３２Ａには、流出側タンク２３の収容室２３Ａから外方に拡張されたフランジ７２が形成されている。フランジ７２は、第１実施形態におけるシーリングプレート３５と同様に機能する。

　フランジ７２と流出側タンク２３の封止座部２３Ｂとの間にＯリング３４が配置される。フランジ７２は、一対の挟持分割体[divided pinching adapters]８０によって、流出側タンク２３の取付フランジ２３Ｔと固定される。各挟持分割体８０は、Ｃ字状断面を有している。一対の挟持分割体８０は、取付フランジ２３Ｔとフランジ７２と挟み込んで、水冷コンデンサ３０を流出側タンク２３に固定する。二つの挟持分割体８０は、固定片８１及び８２によって互いに固定される。

　下側のタンク３３にはフランジ７２は形成されておらず、タンク３３は、上記第１実施形態とほぼ同様の構成を有している。従って、タンク３３についての説明は省略する。

　（効果）
　本実施形態によれば、上記第１実施形態で説明した全ての効果が実現される。それら効果に加えて、本実施形態では、水冷コンデンサ３０のタンク３２の一部が露出されている。従って、流出側タンク２３内の水冷コンデンサ３０の占める容積を小さくでき、流出側タンク２３を小型化できる。

　また、フランジ７２が内側プレート３２Ａに形成されるので、フランジ７２を別部材として設ける必要がなく、水冷コンデンサ３０を軽量化でき、水冷コンデンサ３０の製造コストを安くできる。

　なお、フランジ７２は、内側プレート３２Ａに設けられたが、チューブ３１と一体に形成されてもよく、外側プレート３２Ｂや冷媒流入口３７と一体に形成されてもよい。

　本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、請求の範囲に照らして決定される。例えば、上記実施形態では、サブラジエータ２０及び空冷コンデンサ４０は、外気流と直交する面に沿って配置されている。しかし、サブラジエータ２０及び空冷コンデンサ４０は、前後に僅かにずれて配置されてもよい。

　また、上記実施形態では、サブラジエータ２０が、空冷コンデンサ４０の上方に配置された。しかし、空冷コンデンサ４０が、サブラジエータ２０の上方に配置されてもよい。

　また、上記実施形態では、サブラジエータ２０は、水冷チャージエアクーラ３のＣＡＣ冷却水を冷却する。しかし、サブラジエータ２０は、車両に搭載された各種電子機器に用いられる冷媒（例えば、インバーターを冷却するための冷却水）を冷却するものであってもよい。

　また、上記実施形態では、第２熱交換器として水冷コンデンサ３０が設けられた。しかし、第２熱交換器はオイルクーラなどであってもよい。

　また、上記実施形態では、水冷コンデンサ３０は、サブラジエータ２０の流出側タンク２３内に収容された。しかし、水冷コンデンサ３０は、サブラジエータ２０の流入側タンク２２内に収容されてもよい。この場合も、水冷コンデンサ３０を流れるＡ／Ｃ冷媒は、サブラジエータ２０を流れるＣＡＣ冷却水と熱交換する。

　また、上記実施形態では、水冷コンデンサ３０は、上部挿入口２３Ａ１から流出側タンク２３に挿入された。しかし、水冷コンデンサ３０は、設計変更によって流出側タンク２３の下側から挿入されてもよい。

　また、上記実施形態では、チューブ３１は、押し出し成形によって形成された。しかし、チューブ３１は、押し出し成形以外の方法によって形成されてもよい。例えば、チューブ３１、インナーフィンチューブ、冷媒通路を有するチューブ、管体などでもよい。

　また、上記実施形態では、水冷コンデンサ３０は、上部挿入口２３Ａ１と下部開口２３Ａ２とで流出側タンク２３に固定された。しかし、水冷コンデンサ３０は、（上部挿入口２３Ａ１や下部開口２３Ａ２でない）長さ方向の少なくとも２カ所以上で流出側タンク２３に固定されていてもよい。

Claims

　複合熱交換器であって、
　第１熱交換器と、
　前記第１熱交換器の第１タンク内に収容される第２熱交換器と、
　前記第１熱交換器の上方又は下方に設けられる第３熱交換器とを備え、
　前記第１タンク内を流れる第１冷媒と前記第２熱交換器内を流れる第２冷媒とが熱交換して熱交換後の前記第２冷媒が前記第３熱交換器の第３タンクに流入し、
　前記第２熱交換器は、前記第２冷媒が流入する冷媒流入口と、前記第２冷媒が流出する冷媒流出口とを有し、
　前記冷媒流入口及び前記冷媒流出口が、前記第１タンクの互いに対向する位置に設けられ、
　前記冷媒流出口が、前記第３タンクと接続される、複合熱交換器。
　請求項１に記載の複合熱交換器であって、
　前記第１タンクが、前記第３タンクよりも外方に突出されており、
　前記冷媒流出口が、前記第３タンクの外方に形成されたスペース内に配置され、前記第３タンクと連通する中継管を介して、前記第３タンクと接続される、複合熱交換器。
　請求項１又は２に記載の複合熱交換器であって、
　前記第３熱交換器を流れている前記第２冷媒が貯留される冷媒貯留タンクをさらに備えており、
　前記冷媒貯留タンクが、前記第３熱交換器における前記第３タンクとは反対側に設けられている、複合熱交換器。
　請求項１～３の何れか一項に記載の複合熱交換器であって、
　前記第３タンクは、前記第２冷媒が流入する流入位置と、前記第２冷媒が流出する流出位置とを有しており、
　前記流入位置及び前記流出位置が、互いに離間されている、複合熱交換器。
　請求項１に記載の複合熱交換器であって、
　前記第３タンクが、前記冷媒流出口と接続されるコネクタを有している、複合熱交換器。
　請求項１に記載の複合熱交換器であって、
　前記冷媒流出口が、前記第３タンクに直接接続されている、複合熱交換器。
　請求項１～６の何れか一項に記載の複合熱交換器であって、
　前記第１熱交換器が、サブラジエータであり、
　前記第２熱交換器が、水冷コンデンサであり、
　前記第３熱交換器が、空冷コンデンサである、複合熱交換器。
　請求項１に記載の複合熱交換器であって、
　前記第１タンクには、前記第２熱交換器を前記第１タンク内に挿入する挿入口と、前記挿入口と対向する開口とが形成されており、
　前記第２熱交換器は、複数のチューブと、前記チューブの両端にそれぞれ連結された一対のタンクとを有しており、
　前記冷媒流入口が、前記タンクの一方に取り付けられ、
　前記冷媒流出口が、前記タンクの他方に取り付けられ、
　前記タンクの前記一方及び前記冷媒流入口が設けられた、前記第２熱交換器の一側が前記挿入口に固定されて、前記冷媒流入口が外部に露出されており、
　前記タンクの前記他方及び前記冷媒流出口が設けられた、前記第２熱交換器の他側が前記開口部に固定されている、複合熱交換器。
　請求項８に記載の複合熱交換器であって、
　前記冷媒流出口及び前記開口が、それぞれ中空円筒状に形成され、
　前記冷媒流出口が前記開口内を貫通した状態で、前記第２熱交換器の他側が前記開口部に固定される、複合熱交換器。
　請求項９に記載の複合熱交換器であって、
　前記冷媒流出口と前記開口内との間にシール部材が介在される、複合熱交換器。