(57)【要約】【課題】放熱性能の向上を図ることができ、車両前方にバンパーレインフォース部材を配置する場合に対応できる水冷コンデンサを提供する。【解決手段】ケーシング１０内に、冷媒および冷却水の各流路部材１１、１２が交互に積層される熱交換部１３と、冷却水を収容するタンク部１４、１５とを設けるとともに、これらのタンク部１４、１５に、ケーシング１０より熱交換部１３に近づく方向に絞られた絞り部１７、１８を設けた。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内の空調用の冷媒を冷却水との間で熱交換させる水冷コンデンサ（４，４Ａ）であって、
前記冷媒および前記冷却水の各流路部材（１１、１２）が交互に積層される熱交換部（１３）と、この熱交換部（１３）の近傍に形成され、前記冷却水を収容するタンク部（１４、１５）とを有し、
前記タンク部（１４、１５）または熱交換部（１３）に、前記冷媒と前記冷却水との熱交換を促進させる熱交換促進手段（１６、３９）を設けたことを特徴とする水冷コンデンサ（４、４Ａ）。
【請求項２】
請求項１に記載された水冷コンデンサ（４，４Ａ）であって、
前記熱交換促進手段（１６、３９）は、前記熱交換部（１３）に流入するよう前記冷却水を案内する水流ガイド体を備えたことを特徴とする水冷コンデンサ（４，４Ａ）。
【請求項３】
請求項１に記載された水冷コンデンサ（４，４Ａ）であって、
前記冷却水の流路部材（４２）は、前記冷却水が流れる複数本の冷却水溝（３２）を有するシート部材（２３）を備えたことを特徴とする水冷コンデンサ（４，４Ａ）。
【請求項４】
請求項２に記載された水冷コンデンサ（４）であって、
前記水流ガイド体は、外殻を形成するケーシング（１０）より前記熱交換部（１３）に近づく方向に絞られた絞り部（１７、１８）からなることを特徴とする水冷コンデンサ（４）。
【請求項５】
請求項２に記載された水冷コンデンサ（４Ａ）であって、
前記水流ガイド体は、前記熱交換部（１３）に設けられ、前記タンク部（１４、１５）内へ突出する突出片（９）からなることを特徴とする水冷コンデンサ（４Ａ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内の空調用の冷媒を車両駆動用の動力を冷却する冷却水との間で熱交換させる水冷コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の水冷コンデンサとして、特開２０１０−１２１６０４号公報および特開２０１０−１２７５０８号公報で提案されているように、サブラジエータの側部タンクに内蔵されるものがある。（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２１６０４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２７５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来技術にあっては、車両安全のため車両前方にバンパーレインフォース部材が配置されて水冷コンデンサ、サブラジエータや水冷コンデンサの前方が覆われることにより、冷却風量が少なくなるので水冷コンデンサなどの放熱性能が低下するという問題があった。また、サブラジエータの側部タンクに水冷コンデンサが内蔵されサブラジエータの体積が大きくなるため、車両前方のスペースが比較的小さい車両などではレイアウト上、制約があり不利であった。また、水冷コンデンサから車両前方へ配管が突出するので、車両前方にバンパーレインフォース部材を配置することが困難であるとともに、車両前方が軽く衝突した場合であっても車両前方へ突出する冷媒用配管から冷媒が漏れるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記事情を考慮し、放熱性能の向上を図ることができ、車両前方にバンパーレインフォース部材を配置する場合に対応できる水冷コンデンサ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】
請求項１の発明は、車室内の空調用の冷媒を冷却水との間で熱交換させる水冷コンデンサであって、前記冷媒および前記冷却水の各流路部材が交互に積層される熱交換部と、この熱交換部の近傍に形成され、前記冷却水を収容するタンク部とを有し、前記タンク部または前記熱交換部に、前記冷媒と前記冷却水との熱交換を促進させる熱交換促進手段を設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載された水冷コンデンサであって、前記熱交換促進手段は、前記熱交換部に流入するよう前記冷却水を案内する水流ガイド体を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１に記載された水冷コンデンサであって、前記冷却水の流路部材は、前記冷却水が流れる複数本の冷却水溝を有するシート部材を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項２に記載された水冷コンデンサであって、前記水流ガイド体は、外殻を形成するケーシングより前記熱交換部に近づく方向に絞られた絞り部からなることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項２に記載された水冷コンデンサであって、前記水流ガイド体は、前記熱交換部に設けられ、前記タンク部内へ突出する突出片からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明において、車室内の空調用の冷媒および冷却水が各流路部材内で流れる際に、これらの流路部材が交互に積層される熱交換部により冷媒と冷却水との間で熱交換される。このとき、タンク部または熱交換部に設けた熱交換促進手段により、上記冷媒と冷却水との熱交換を促進させるので、放熱性能の向上を図ることができ、車両前方にバンパーレインフォース部材を配置して冷却風量が少なくなる場合に対応できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水冷コンデンサを備えた複合熱交換器の正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る水冷コンデンサの側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示し、（ａ）はケーシングの第１部材形状を説明する図、（ｂ）はケーシングの第２部材形状を説明する図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る水冷コンデンサの下部をその上方を取り除いた状態で示す斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態を示し、図１のIII‐III線に沿う断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態を示し、図１のIV‐IV線に沿う断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態を示し、シートを示す斜視図である。
【図８】本発明の第１実施形態を示し、冷媒および冷却水の流路部材の配管に対向する部分を示す断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態の変形例を示し、図１のＶ‐Ｖ線に沿う断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態を示し、熱交換部および突出片を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態を示し、（ａ）は４つの突出片を備えた熱交換部を説明する断面図、（ｂ）は６つの突出片を備えた熱交換部を説明する断面図、（ｃ）は４つの突出片を備えた熱交換部を説明する断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態を示し、（ａ）はケーシングの第１部材形状を説明する図、（ｂ）はケーシングの第２部材形状を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１に示す複合熱交換器１は、自動車のエンジン以外の発熱体を、例えばインバータ（図示せず）を冷却する冷却水を外気との間で熱交換させるサブラジエータ２と、このサブラジエータ２の車両上下方向の下方側に配置され車室内の空調用の冷媒を外気との間で熱交換させる空冷コンデンサ３と、サブラジエータ２および空冷コンデンサ３の車幅方向の一側（図１の左側）に配置される本実施形態の水冷コンデンサ４とから主として構成されている。
【００１５】
本実施形態の水冷コンデンサ４では、サブラジエータ２および空冷コンデンサ３とそれぞれ連結され、可撓性を有する冷却水流入管５を介して冷却水がサブラジエータ２から水冷コンデンサ４の上部に流入して流下した後、冷却水排出管６を介してインバータへ戻される。一方、冷媒は冷媒流入管７を介して水冷コンデンサ４の上部に流入して流下した後、中間連結部材８を介して水冷コンデンサ４から空冷コンデンサ３へ流入される。
【００１６】
また、本実施形態の水冷コンデンサ４は、外殻を形成するケーシング１０を有し、このケーシング１０内に、冷媒および冷却水の各流路部材１１、１２が車両幅方向へ沿って交互に積層される熱交換部１３と、この熱交換部１３とケーシング１０との間に形成され、冷却水を収容するタンク部１４、１５と、熱交換部１３による冷媒と冷却水との熱交換を促進させる熱交換促進手段１６とを有している。以下の水冷コンデンサ４について図面を用いて説明する。
【００１７】
ケーシング１０は、図２及び図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、中間部に内側へ凹む絞り部１７、１８がそれぞれ形成され、図４乃至図６に示すようにコ字型断面形状の第１部材１９と第２部材２０とを互いに組み合わせることにより略四角筒状に形成されている。これらの第１部材１９と第２部材２０内に上記熱交換部１３が配置されている。
【００１８】
熱交換部１３は、図４〜図６に示すように、内部にインナーフィン２１をそれぞれ配置した複数のシェル（流路部材１１）２２を有し、複数のシェル２２がシート部材（流路部材１２）２３を介在して積層されている。
【００１９】
各シェル２２は、第１プレート２４と第２プレート２５が互いに逆向きで組み付けされている。シェル２２の内部には、長手方向に沿って冷媒流通路２６が設けられている。冷媒流通路２６の長手方向の両端部には、連通孔２７、２８がそれぞれ設けられている。各連通孔２７、２８の周縁には、リング状突壁２９、３０が外側に設けられている。第１プレート２４のリング状突壁２９と第２プレート２５のリング状突壁３０の径寸法は異なり、第１プレート２４のリング状突壁２９が第２プレート２５のリング状突壁３０内に嵌り込むよう設定されている。これにより、積層されたシェル２２は、左右位置の連通孔２７、２８同士が互いに連通される。
【００２０】
積層されたシェル２２の一方端に配置された第１プレート２４で、且つ、その一方側の連通孔２７には、冷媒入口パイプ（図示せず）が接続されている。冷凍サイクルを循環する冷媒は、冷媒入口パイプ（図示せず）を介して一方側の連通孔２７に流入される。積層されたシェル２２の一方端に配置された第１プレート２４で、且つ、その他方側の連通孔２８には、冷媒出口パイプ（図示せず）が接続されている。水冷コンデンサ４内を通った冷媒は、他方側の連通孔２８より冷媒出口パイプ（図示せず）を介して流出される。
【００２１】
インナーフィン２１は、幅方向Ｗに波形状であり、シェル２２の冷媒流通路２６に配置されている。インナーフィン２１には、連通孔２７に対応する位置に円状の開口部が設けられている。
【００２２】
シート部材（流路部材１２）２３は、図７に詳しく示すように、第２プレート２５のリング状突壁３０より若干大径の突壁挿入孔３１を有する。シート部材２３は、突壁挿入孔３１に第１プレート２４及び第２プレート２５のリング状突壁２９、３０を挿入することによって各連通孔２７、２８の周囲の位置で隣り合うシェル２２間に介在されている。シート部材２３は、シェル２２の端部の形状とほぼ同様の半円形状のフラット部材であり、冷却水が流れる複数本の冷却水溝３２が設けられている。
【００２３】
第１プレート２４、第２プレート２５、インナーフィン２１及びシート部材２３は、共にアルミニューム製である。第１プレート２４と第２プレート２５は、アルミニューム製の芯材層と、冷媒が流れる内面側に設けられたロー材層と、冷却水（ＬＬＣ）が流れる外面側に設けられた犠材層とから成る三層構造である。外面側を犠材層とすることによって、冷却水による腐食を防止している。シート部材２３は、全ての外面側がロー材層とされている。
【００２４】
そして、第１プレート２４と第２プレート２５とインナーフィン２１とシート部材２３は、互いに当接する箇所同士がロー付けによって接合されている。詳細には、第１プレート２４と第２プレート２５の間は、双方の周縁部の重ね合わせ箇所がロー付けされる。第１プレート２４及び第２プレート２５とインナーフィン２１との間は、第１プレート２４及び第２プレート２５の内面とインナーフィン２１の波形状の稜線箇所がロー付けされる。第１プレート２４及び第２プレート２５とシート部材２３の間は、互いの外面の当接箇所がロー付けされる。
【００２５】
タンク部１４、１５は、熱交換部１３の車両前後方向（図５、図６の上下方向）の両側にそれぞれ配置されるとともに、熱交換部１３に沿って車両上下方向に延びている。タンク部１４、１５の車両上下方向の中間部には、上記したように、ケーシング１０より熱交換部１３に近づく方向に絞られ、熱交換部１３の流路部材１１、１２に流入するよう冷却水を案内する絞り部１７、１８（水流ガイド体）が設けられており、これらの絞り部１７、１８により、冷媒と冷却水との熱交換を促進させる熱交換促進手段１６が構成されている。
【００２６】
上記構成において、水冷コンデンサ４を空冷コンデンサ３の車両幅方向の一側に配置して、水冷コンデンサ４に連結した中間連結部材８の先端を空冷コンデンサ３の側壁３３に係合させるとともに、サブラジエータ２を空冷コンデンサ３の車両上下方向の上部で、かつ水冷コンデンサ４の車両幅方向の側部に配置して、水冷コンデンサ４のブラケット３４、３５をそれぞれサブラジエータ２と空冷コンデンサ３に固定する。また、冷却水流入管５をサブラジエータ２の側壁３６と水冷コンデンサ４の上部との間に介設する。
【００２７】
このようにして組付けた水冷コンデンサ４では、サブラジエータ２から冷却水が冷却水流入管５を介して水冷コンデンサ４の上部に流入し、熱交換部１３のシェル２２（流路部材１１）間を流下した後、水冷コンデンサ４の下部に設けられる冷却水排出管６を介して冷却水が排出される。一方、水冷コンデンサ４の上部に設けられる冷媒流入管７を介して冷媒が流入し、熱交換部１３のシェル２２（流路部材１１）内を流下しつつ冷却水との間で熱交換を行なった後、中間連結部材８を介して冷媒が排出されて空冷コンデンサ３に流入する。そして、ケーシング１０より熱交換部１３に近づく方向に絞られた絞り部１７、１８で、タンク部１４、１５内の冷却水の流れが規制されるので、流路部材１１間に流入するよう冷却水が案内される結果、熱交換部１３による冷媒と冷却水との熱交換が促進される。
【００２８】
以上のように、本実施形態の水冷コンデンサ４によれば、熱交換促進手段１６により冷媒と冷却水との熱交換を促進させるので、放熱性能の向上を図ることができ、車両前方にバンパーレインフォース部材（図示せず）を配置して冷却風量が少なくなる場合に対応できる。
【００２９】
また、本実施形態の水冷コンデンサ４によれば、当該水冷コンデンサ４をサブラジエータ２の側部タンクに内蔵せず外部に設けたので、サブラジエータ２のコンパクト化を図ることができ、車両前方のスペースが比較的小さい車両などにも複合熱交換器１を配置でき、レイアウト上、優れている。
【００３０】
また、本実施形態の水冷コンデンサ４によれば、上部から冷却水が流入して車両上下方向に延びる冷却水溝３２を流下しつつ熱交換を行なった後、車両幅方向へ突出する冷却水排出管６を介して冷却水が排出されるので、冷却水用の配管が車両前方へ突出することがない。これにより、車両前方にバンパーレインフォース部材を容易に配置できるので、レイアウト上、優れている。加えて、当該水冷コンデンサ４から車両前方へ冷媒用配管も突出していないので、この点でも車両前方にバンパーレインフォース部材を配置できるとともに、車両前方が軽く衝突した場合であっても冷媒用配管からの冷媒漏れを抑制することができる。
【００３１】
また、本実施形態の水冷コンデンサ４によれば、当該水冷コンデンサ４を介してサブラジエータ２および空冷コンデンサ３を連結し、水冷コンデンサ４を連結ブラケットのように用いることができるので、サブラジエータ２および空冷コンデンサ３を連結する専用ブラケットが不要であり、部品点数を少なくできる。
【００３２】
また、本実施形態の水冷コンデンサ４によれば、可撓性を有する冷却水流入管５を介してサブラジエータ２と水冷コンデンサ４とを連結したので、冷却水流入管５が撓むことによりサブラジエータ２および水冷コンデンサ４の組み付け位置のばらつきを吸収することができ、組み付け作業を円滑に行なうことができる。
【００３３】
（第１実施形態の変形例）
上記第１実施形態では、熱交換促進手段１６として、ケーシング１０に絞り部１７、１８を設けたが、本変形例における熱交換促進手段３９は、第１部材１９、２０を内側に凹ませて絞り部１７、１８を設けるのではなく、図９に示すように、別体のガイド板３７、３８をタンク部１４、１５内にそれぞれ設けている。
【００３４】
これにより、冷却水をシェル２２間に案内することができて、冷却水と冷媒との熱交換を促進することができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
図１０〜図１２に示すように、本実施形態の水冷コンデンサ４Ａでは、タンク部１４、１５内へ突出する複数の突出片９（水流ガイド体）が熱交換部１３に装着されるとともに、外殻を形成する略四角筒状のケーシング１０Ａがストレート状に形成されており、すなわち絞り部を有さず、その他の構成は図１〜図９に示す第１実施形態、変形例と同様である。なお、図１０〜図１２において前述した第１実施形態と同様のものには同一符号を付してある。
【００３６】
上記複数の突出片９は、例えば、図１１の（ａ）に示すように、車両後側のタンク部１４内へ斜め上方に傾斜する状態で２つが突出し、車両前側のタンク部１５内へ斜め上方に傾斜する状態で２つが突出しており、これらの計４つの突出片９はそれぞれ車両上下方向の異なる位置に設けられている。
【００３７】
ケーシング４０Ａは、図１２の（ａ）および（ｂ）に示す第１部材４０ｅと第２部材４０ｆとを互いに組み合わせることにより略四角筒状に形成される。
【００３８】
上記構成において、熱交換部１３よりタンク部１４、１５内へ突出する複数の突出片９により、タンク部１４、１５内の冷却水の流れが規制されるので、シェル（流路部材１１）２２間に流入するよう冷却水が案内される結果、熱交換部１３による冷媒と冷却水との熱交換が促進される。
【００３９】
以上のように、本実施形態の水冷コンデンサ４Ａでも、熱交換部１３における冷媒と冷却水との熱交換を促進させるので、放熱性能の向上を図ることができ、車両前方にバンパーレインフォース部材を配置して冷却風量が少なくなる場合に対応できる。
【００４０】
なお、上記第２の実施形態にあっては、計４つの突出片９をタンク部１４、１５内へ斜め上方に傾斜する状態で突出させ、それぞれ車両上下方向の異なる位置に設けた場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、図１１の（ｂ）に示すように、計６つの突出片９Ａのうち、２つずつ車両上下方向の同じ位置に設けるとともに、車両後側のタンク部１５内へ斜め上方に傾斜する状態で３つを突出させ、車両前側のタンク部１４内へ斜め上方に傾斜する状態で他の３つを突出させることもできる。また、図１１の（ｃ）に示すように、計４つの突出片９Ｂのうち、２つづつ車両上下方向の同じ位置に設けるとともに、車両後側のタンク部１５内へ斜め上方に傾斜する状態で２つを突出させ、車両前側のタンク部１４内へ斜め下方に傾斜する状態で２つを突出させることもできる。これにより、熱交換部１３の上下取付方向の間違いを防止できるとともに、通水抵抗を適宜調整することができる。
【符号の説明】
【００４１】
４  水冷コンデンサ
９  突出片（水流ガイド体）
１１、１２  流路部材
１３  熱交換部
１４、１５  タンク部
１６、１９  熱交換促進手段
１８、１９  絞り部（水流ガイド体）
２２  シェル
２３  シート部材
３２  冷却水溝
３７、３８  ガイド板（水流ガイド体）
【図１】
2012254752.tif 000003
【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】
2012254752.tif 000009
【図８】
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【図９】
2012254752.tif 000011
【図１０】
2012254752.tif 000012
【図１１】
2012254752.tif 000013
【図１２】
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