JP4221244B2 - 複合型熱交換器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばコンデンサ部及びオイルクーラ部等の互いに独立した複数の熱交換器部を一体に設けた複合型熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、自動車には、エンジン冷却用のラジエータや空調用のコンデンサ、オートマチック車用トランスミッションオイル冷却用のオイルクーラ（ＡＴＦクーラ）やエンジンオイル冷却用のオイルクーラ等、数々の熱交換器が配設されている。前記ラジエータとコンデンサはエンジンルーム内部の前方に個別に配置されているが、近年は、コンパクト化による設置スペースの低減及び組付工数の削減を目的として、コンデンサとオイルクーラを一体に備えた複合型熱交換器が開発されている。
【０００３】
この複合型熱交換器においては、コンデンサを流通する熱交換媒体とオイルクーラを流通するオイルとの温度差が大きいため、コンデンサとオイルクーラとの間に、熱交換媒体が流通しない疑似熱交換路用部材を配置している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１８８８０公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記複合型熱交換器にあっては、疑似熱交換路用部材の左右両側にロー付けによってフィンが接合されているため、オイルクーラを流通するオイルの熱がコンデンサを流通する熱交換媒体へ伝達され、熱交換器における熱交換効率が低下するおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、複数の熱交換器部が一体に設けられた複合型熱交換器において、高温側の熱交換器部から低温側の熱交換器部に熱伝導を抑制する複合型熱交換器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記請求項１に記載された複合型熱交換器は、熱交換路用部材とフィンとを交互に積層しつつ接合し、この熱交換路用部材の両端に一対のヘッダーパイプを接続する一方、前記ヘッダーパイプの各々に、ヘッダーパイプの内部空間を長軸方向に分割する仕切壁を形成すると共に、これらの仕切壁に対応する位置に配設された熱交換路用部材を、熱交換媒体が流通しない疑似熱交換路用部材とし、該疑似熱交換路用部材以外の熱交換路用部材を、内部に熱交換媒体が流通する熱交換用チューブに構成することにより、前記仕切壁及び疑似熱交換路用部材を境に前記ヘッダーパイプと熱交換路用部材を積層方向に分割し、この分割した一方側を第１の熱交換器部とし、他方側を第２の熱交換器部とした複合型熱交換器であって、前記疑似熱交換路用部材に隣接する、第１の熱交換器部側のフィン及び第２の熱交換器部側のフィンの少なくともいずれかを、疑似熱交換路用部材に接合しないように構成したことを特徴とする。
【０００８】
前記請求項２に記載された複合型熱交換器は、請求項１に記載の複合型熱交換器であって、前記疑似熱交換路用部材に隣接する、第１の熱交換器部側のフィン及び第２の熱交換器部側のフィンのいずれも熱交換路用部材に接合しないように構成したことを特徴とする。
【０００９】
前記請求項３に記載された複合型熱交換器は、請求項１又は２に記載の複合型熱交換器であって、前記熱交換用チューブの外表面に設けたろう材のクラッド層を介して前記フィンを熱交換用チューブに接合する一方、前記疑似熱交換路用部材の外表面にクラッド層を形成しないことによって、疑似熱交換路用部材に隣接するフィンを疑似熱交換路用部材に接合しないように構成したことを特徴とする。
【００１０】
前記請求項４に記載された複合型熱交換器は、請求項１又は２に記載の複合型熱交換器であって、前記フィンの外表面にろう材からなるクラッド層を設け、このクラッド層を介して前記フィンを熱交換用チューブに接合する一方、前記フィンにクラッド層を形成しないことによって、疑似熱交換路用部材にフィンを接合しないように構成したことを特徴とする。
【００１１】
前記請求項５に記載された複合型熱交換器は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合型熱交換器であって、前記疑似熱交換路用部材に隣接するフィンを、疑似熱交換路用部材から間隙を隔てて配設することによって、前記フィンを疑似熱交換路用部材に接合しないように構成したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
前記請求項１に記載された複合型熱交換器によれば、疑似熱交換路用部材に隣接するフィンの少なくともいずれか一方が疑似熱交換路用部材に接合されていないため、第１の熱交換器部と第２の熱交換器部との間で熱の流通が生じることなく、熱交換器全体の熱交換性能を高く維持することができる。
【００１３】
前記請求項２に記載された複合型熱交換器によれば、第１の熱交換器部側のフィンと第２の熱交換器部側のフィンのいずれも疑似熱交換路用部材に接合しないように構成したため、前記請求項１の熱交換器による効果を更に高めることができる。
【００１４】
前記請求項３に記載された複合型熱交換器によれば、熱交換路用部材の外表面に設けたろう材のクラッド層を介して前記フィンを接合しているため、フィンを接合しない場合は、その疑似熱交換路用部材の側面にクラッド層を形成しなければすむので、熱交換器の作製における作業工程を変えることなく容易に作製することができる。
【００１５】
前記請求項４に記載された複合型熱交換器によれば、前記フィンの外表面に設けたろう材からなるクラッド層を介して前記フィンを熱交換路用部材に接合しているので、フィンを接合しない場合は、そのフィンの側面にクラッド層を形成しなければすむので、熱交換器の作製が容易となる。
【００１６】
前記請求項５に記載された複合型熱交換器によれば、前記疑似熱交換路用部材に隣接するフィンを、疑似熱交換路用部材から間隔を隔てて配設しているため、第１の熱交換器部と第２の熱交換器部との間における熱の流通の遮断を極めて効果的に行うことができ、熱交換器全体の熱交換性能を非常に高く維持することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態による複合型の熱交換器１０を示す斜視図である。この図１に示すように、本実施形態による熱交換器１０は、上方に配設された上部ヘッダーパイプ１１と、下方に配設された下部ヘッダーパイプ１２と、これらの上部ヘッダーパイプ１１及び下部ヘッダーパイプ１２を上下に連結するコア部１３と、前記下部ヘッダーパイプ１２の側部に連結されたリキッドタンク１４とを備えている。なお、構成を明瞭にするため、図１ではフィンを省略している。また、後述するように、疑似熱交換路用部材１５よりも左側（同図のＬ側）は第１の熱交換器部であるオイルクーラ部１６に構成され、疑似熱交換路用部材１５よりも右側（同図のＲ側）は第２の熱交換器部であるコンデンサ部１７に構成されている。このコンデンサ部１７では、空調サイクル用の冷媒を冷却し、オイルクーラ部１６ではオートマチック車のトランスミッション用のオイルを冷却する。
【００１９】
前記上部ヘッダーパイプ１１は上下に近接して配置された上側パイプ１８と下側パイプ１９とから構成されており、これらの上側パイプ１８及び下側パイプ１９は複数の貫通孔２０ａ，２１ａを有するジョイント部材２０，２１を介して相互に連通されている。また、上側パイプ１８は、長手方向の途中に設けられた２枚の円盤状の仕切壁２２，２３によって塞がれている。下側パイプ１９にも、上側パイプ１８の仕切壁２２，２３に対応する位置とリキッドタンク１４側とに仕切壁２４〜２６が設けられており、これらの仕切壁２４，２６の間に前記ジョイント部材２０，２１が配設されている。そして、下部ヘッダーパイプ１２も、前記上部ヘッダーパイプ１１と同様に近接した上側パイプ２７及び下側パイプ２８から構成されており、これらの上側パイプ２７及び下側パイプ２８同士を連通するジョイント部材２９〜３１や仕切壁３２〜３７が設けられている。また、前記コア部１３には、内部に熱交換用の媒体が流通する複数の熱交換用チューブ３８が上下方向に沿って並設されており、波状に形成されたフィン（図２参照）が、互いに隣接する熱交換用チューブ３８の間に配設されている。
【００２０】
図２は、図１のＡ部を拡大した断面図である。上部ヘッダーパイプ１１を構成する上側パイプ１８と下側パイプ１９とには、前述したように、それぞれ仕切壁２２〜２５が設けられており、これら左右の仕切壁同士の略中央部に対応する下方には、疑似熱交換路用部材１５が配設されている。この疑似熱交換路用部材１５は、中実状に形成されており、コンデンサ部１７とオイルクーラ部１６とを分割する境界部分に配置されている。
【００２１】
さらに、図３に示すように、内部が中空に形成された熱交換用チューブ３８の外表面には、ろう材からなるクラッド層３９が形成されており、該クラッド層３９を介して熱交換用チューブ３８にフィン４０が接合されている。即ち、熱交換用チューブ３８の外表面にはろう材（例えばアルミニウム合金材）のクラッド層３９が形成され、このクラッド層３９にフィン４０の頂部４１が当接し、この状態で、熱交換器全体を加熱することにより、クラッド層３９のみを溶融してフィン４０を熱交換用チューブ３８にろう付け接合されている。
【００２２】
一方、図２のＣ部を拡大した図４に示すように、疑似熱交換路用部材１５に隣接する左右両側のフィン４０，４０はいずれも、疑似熱交換路用部材１５に接合されていない。即ち、疑似熱交換路用部材１５の外表面には、ろう材からなるクラッド層３９が全く設けられておらず、フィン４０の頂部４１は疑似熱交換路用部材１５に当接して線接触又は点接触しているのみである。
【００２３】
次いで、第１の実施形態による熱交換器１０を作製する手順を簡単に説明する。
【００２４】
まず、図３に示すように、外表面の全体にクラッド層３９を設けた熱交換用チューブ３８と波状に形成されたフィン４０とを、図２に示すように、上部ヘッダーパイプ１１と下部ヘッダーパイプ１２に組み付けながら交互に積層させる。そして、中間部分において、外表面には全くクラッド層を設けていない疑似熱交換路用部材１５を介在させ、更にフィン４０と熱交換用チューブ３８とを交互に積層させる。この手順によれば、疑似熱交換路用部材１５の左右両側にフィン４０が全く接合されていない熱交換器１０を得ることができる。
【００２５】
前記第１の実施形態による熱交換器１０による媒体４２とオイル４３の流れを図５を用いて説明する。なお、図５においては、媒体４２等の流れを明瞭にするためにフィン４０を省略している。
【００２６】
同図に示すように、右側に配置されたコンデンサ部１７においては、上部ヘッダーパイプ１１の上側パイプ１８に流入した媒体４２は、ジョイント部材２０，２１から下側パイプ１９を介して熱交換用チューブ３８の内部を下方に流れる。こののち、下部ヘッダーパイプ１２からリキッドタンク１４を介して熱交換用チューブ３８を上方に流れたのち、上部ヘッダーパイプ１１の下側パイプ１９から空調サイクルに戻される。
【００２７】
一方、左側に配置されたオイルクーラ部１６においては、下部ヘッダーパイプ１２の上側パイプ２７から流入したオイル４３は熱交換用チューブ３８を上方に流れて上部ヘッダーパイプ１１の下側パイプ１９で折り返され、熱交換用チューブ３８を下方に流れたのち、下部ヘッダーパイプ１２の下側パイプ２８からトランスミッションに戻される。なお、前記コンデンサ部１７を流れる媒体４２の温度は約６０℃であるのに対して、オイルクーラ部１６を流れるオイル４３の温度は約１１０℃と非常に高温になっている。
【００２８】
前記第１の実施形態による熱交換器１０によれば、疑似熱交換路用部材１５の左右両側にフィン４０が全く接合されていないため、高温のオイルクーラ部１６から比較的低温のコンデンサ部１７にほとんど熱が伝達されず、熱交換器１０全体の熱交換性能を維持することができる。従来は、疑似熱交換路用部材の左右に隣接するフィンが疑似熱交換路用部材にそう材のクラッド層を介して接合されているため、高温のオイルクーラ部から疑似熱交換路用部材を介してコンデンサ部に熱が伝達されるおそれがあったが、本実施形態によれば、フィン４０は疑似熱交換路用部材１５に線接触又は点接触しているのみであるため、オイルクーラ部１６からコンデンサ部１７への熱伝導量が大幅に低下する。
【００２９】
[第２の実施形態]
次に、第２の実施形態による熱交換器４５について説明するが、第１の実施形態による熱交換器１０と同一の部位については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
本実施形態においては、図６，７に示すように、熱交換用チューブ３８の外表面に形成したクラッド層を介してフィン４０を熱交換用チューブ３８に接合しており、疑似熱交換路用部材４４に隣接するフィン４０のうち、オイルクーラ部１６側のフィン４０は疑似熱交換路用部材４４に接合されているが、コンデンサ部１７側のフィン４０は接合されていない形態を示している。
【００３１】
図６に示すように、本実施形態においては、第１の実施形態と同様に、疑似熱交換路用部材４４を境界にしてコンデンサ部１７及びオイルクーラ部１６が形成されており、疑似熱交換路用部材４４以外の熱交換用チューブ３８には、隣接するフィン４０が接合されている。
【００３２】
しかし、図７に示すように、疑似熱交換路用部材４４の外表面のうち、オイルクーラ部１６側の面のみクラッド層３９が形成されており、コンデンサ部１７側の面にはクラッド層３９が形成されていない。従って、疑似熱交換路用部材４４に隣接するフィン４０のうち、オイルクーラ部１６側のフィン４０は疑似熱交換路用部材４４に接合されているが、コンデンサ部１７側のフィン４０は疑似熱交換路用部材４４に接合されておらず、線接触又は点接触しているのみである。
【００３３】
本実施形態による熱交換器４５によれば、疑似熱交換路用部材４４のコンデンサ部１７側の面にはフィン４０が接合されていないため、第１の実施形態と同様に、高温のオイルクーラ部１６から比較的低温のコンデンサ部１７にほとんど熱が伝達されず、熱交換器４５全体の熱交換性能を維持することができる。また、疑似熱交換路用部材４４のオイルクーラ部１６側の面にはフィン４０が接合されているため、フィン４０の接合強度を高く保持しつつ、高温のオイルクーラ部１６から比較的低温のコンデンサ部１７への熱伝導を抑制することができる。
【００３４】
[第３の実施形態]
また、図８，９を用いて第３の実施形態を説明するが、前記第１及び第２の実施形態による熱交換器１０，４５と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
本実施形態による熱交換器４６においては、図８，９に示すように、熱交換用チューブ３８の外表面に形成したクラッド層３９を介してフィン４０を熱交換用チューブ３８に接合しており、疑似熱交換路用部材４７に隣接するフィン４０のうち、コンデンサ部１７側のフィン４０は疑似熱交換路用部材４７に接合されているが、オイルクーラ部１６側のフィン４０は接合されていない形態を示している。
【００３６】
図８に示すように、本実施形態においては、第１及び第２の実施形態と同様に、疑似熱交換路用部材４７を境界にしてコンデンサ部１７及びオイルクーラ部１６が分かれて構成されており、疑似熱交換路用部材４７以外の熱交換用チューブ３８には、隣接するフィン４０が接合されている。
【００３７】
しかし、図９に示すように、疑似熱交換路用部材４７の外表面のうち、コンデンサ部１７側の面のみクラッド層３９が形成されており、オイルクーラ部１６側の面にはクラッド層３９が形成されていない。従って、疑似熱交換路用部材４７に隣接するフィン４０のうち、コンデンサ部１７側のフィン４０は疑似熱交換路用部材４７に接合されているが、オイルクーラ部１６側のフィン４０は疑似熱交換路用部材４７に接合されておらず、線接触又は点接触しているのみである。
【００３８】
本実施形態による熱交換器４６によれば、疑似熱交換路用部材４７のオイルクーラ部１６側の面にはフィン４０が接合されていないため、第１及び第２の実施形態と同様に、高温のオイルクーラ部１６から比較的低温のコンデンサ部１７にほとんど熱が伝達されず、熱交換器４６全体の熱交換性能を維持することができる。また、疑似熱交換路用部材４７のコンデンサ部１７側の面にはフィン４０が接合されているため、フィン４０の接合強度を高く保持しつつ、高温のオイルクーラ部１６から比較的低温のコンデンサ部１７への熱伝導を抑制することができる。
【００３９】
[第４の実施形態]
次いで、図１０〜図１２を用いて第４の実施形態を説明するが、前記第１〜第３の実施形態による熱交換器と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
これまでの実施形態においては、熱交換用チューブの外表面に形成したクラッド層を介してフィンを熱交換用チューブに接合したが、本実施形態では、フィン４８の外表面に形成したクラッド層４９を介して熱交換用チューブ５０にフィン４８を接合している。そして、疑似熱交換路用部材５１に隣接する左右のフィン４８は双方とも疑似熱交換路用部材５１に接合されていない形態を示している。
【００４１】
図１０に示すように、本実施形態においては、第１〜第３の実施形態と同様に、疑似熱交換路用部材５１を境界にしてコンデンサ部１７及びオイルクーラ部１６が分かれて構成されており、疑似熱交換路用部材５１以外の熱交換用チューブ５０には、隣接するフィン４８が接合されている。
【００４２】
図１１に示すように、フィン４８の外表面にはろう材からなるクラッド層４９が形成されており、該クラッド層４９を介してフィン４８が熱交換用チューブ５０に接合されている。このフィン４８は、板材の表面側と裏面側との両面にクラッド層４９を設け、この板材を湾曲させて波状に形成することによって得られる。また、図１２に示すように、疑似熱交換路用部材５１の左右両側に隣接するフィン５２，５２は、片面のみにしかクラッド層５３が形成されておらず、疑似熱交換路用部材５１側の面にはクラッド層５３が設けられていないため、線接触又は点接触しているのみである。
【００４３】
本実施形態による熱交換器５４によれば、疑似熱交換路用部材５１の左右両側の面にはフィン５２が接合されていないため、第１〜第３の実施形態と同様に、高温のオイルクーラ部１６から比較的低温のコンデンサ部１７にほとんど熱が伝達されず、熱交換器５４全体の熱交換性能を維持することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、疑似熱交換路用部材５１の左右両側のいずれにもフィン５２が接合されていない場合について説明したが、疑似熱交換路用部材５１のオイルクーラ部１６側のみ接合しない形態や疑似熱交換路用部材５１のコンデンサ部１７側のみ接合しない形態を適宜必要に応じて採用することができる。
【００４５】
[第５の実施形態]
次いで、図１３〜図１５を用いて第５の実施形態を説明するが、前記第１〜第４の実施形態による熱交換器と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
これまでの実施形態においては、疑似熱交換路用部材に隣接する左右のフィンは疑似熱交換路用部材に当接するか又は接合されているが、本実施形態では、図１３に示すように、疑似熱交換路用部材５５に隣接する左右のフィン５６，５６は疑似熱交換路用部材５５から間隙Ｗを隔てて配設されている。
【００４７】
同図に示すように、疑似熱交換路用部材５５に隣接する左右のフィン５６，５６のうち、オイルクーラ部１６側のフィン５６は、オイルクーラ部１６を構成する熱交換用チューブ３８のみに接合されており、疑似熱交換路用部材５５とは所定の間隙Ｗをもって配置されている。また、コンデンサ部１７側のフィン５６はコンデンサ部１７を構成する熱交換用チューブ３８のみに接合されており、疑似熱交換路用部材５５とは所定の間隙Ｗをもって配置されている。
【００４８】
本実施形態による熱交換器５７を作製する手順を簡単に説明する。図１４に示すように、熱交換用チューブ３８とフィン５６とを交互に積層させていき、中間部分において、断面略コ字状に形成されたろう付け治具５８（図１５参照）を組み付けた疑似熱交換路用部材５５を配置し、この疑似熱交換路用部材５５に更にフィン５６と熱交換用チューブ３８とを積層させる。すると、図１４に示すように、ろう付け治具５８の厚さＷだけ、疑似熱交換路用部材５５とフィン５６との間に間隙が生じる。この状態で熱交換器５７全体を加熱したのち、ろう付け治具５８を除去すれば、疑似熱交換路用部材５５の左右両側にそれぞれ間隙Ｗを有する熱交換器５７が得られる。なお、前記ろう付け治具５８は、ろう材のクラッド層によって接合されない治具、例えば、アルミニウム合金等から構成されていないものを用いる。
【００４９】
本実施形態による熱交換器５７によれば、疑似熱交換路用部材５５の左右両側のフィン５６とは互いに所定の間隙を隔てて配置されているため、高温のオイルクーラ部１６から比較的低温のコンデンサ部１７にほとんど熱が伝達されず、熱交換器５７全体の熱交換性能を維持することができる。なお、本実施形態では、疑似熱交換路用部材５５の左右両側のフィン５６，５６とも疑似熱交換路用部材５５から間隙を隔てて配設する場合について説明したが、オイルクーラ部１６側のフィン５６のみを疑似熱交換路用部材５５から間隙を隔てる形態やコンデンサ部１７側のフィン５６のみを疑似熱交換路用部材５５から間隙を隔てる形態も適宜採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態による熱交換器を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ部を拡大した断面図である。
【図３】図２のＢ部を拡大した断面図である。
【図４】図２のＣ部を拡大した断面図である。
【図５】第１実施形態による熱交換器内の媒体及びオイルの流れを示す概略図である。
【図６】第２実施形態による熱交換器の要部を示す断面図である。
【図７】図６のＤ部を拡大した断面図である。
【図８】第３実施形態による熱交換器の要部を示す断面図である。
【図９】図８のＥ部を拡大した断面図である。
【図１０】第４実施形態による熱交換器の要部を示す断面図である。
【図１１】図１０のＦ部を拡大した断面図である。
【図１２】図１０のＧ部を拡大した断面図である。
【図１３】第５実施形態による熱交換器の要部を示す断面図である。
【図１４】第４実施形態による熱交換器を作製する途中段階を示す断面図である。
【図１５】図１４のＨ−Ｈ線による断面図である。
【符号の説明】
１０，４５，４６，５４…熱交換器
１１…上部ヘッダーパイプ
１２…下部ヘッダーパイプ
１５，４４，４７，５１，５５…疑似熱交換路用部材（熱交換路用部材）
１６…オイルクーラ部（第１の熱交換器部）
１７…コンデンサ部（第２の熱交換器部）
２２〜２６…仕切壁
３８，５０…熱交換用チューブ（熱交換路用部材）
３９，４９，５３…クラッド層
４０，４８，５２，５６…フィン
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばコンデンサ部及びオイルクーラ部等の互いに独立した複数の熱交換器部を一体に設けた複合型熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、自動車には、エンジン冷却用のラジエータや空調用のコンデンサ、オートマチック車用トランスミッションオイル冷却用のオイルクーラ（ＡＴＦクーラ）やエンジンオイル冷却用のオイルクーラ等、数々の熱交換器が配設されている。前記ラジエータとコンデンサはエンジンルーム内部の前方に個別に配置されているが、近年は、コンパクト化による設置スペースの低減及び組付工数の削減を目的として、コンデンサとオイルクーラを一体に備えた複合型熱交換器が開発されている。
【０００３】
この複合型熱交換器においては、コンデンサを流通する熱交換媒体とオイルクーラを流通するオイルとの温度差が大きいため、コンデンサとオイルクーラとの間に、熱交換媒体が流通しない疑似熱交換路用部材を配置している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１８８８０公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記複合型熱交換器にあっては、疑似熱交換路用部材の左右両側にロー付けによってフィンが接合されているため、オイルクーラを流通するオイルの熱がコンデンサを流通する熱交換媒体へ伝達され、熱交換器における熱交換効率が低下するおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、複数の熱交換器部が一体に設けられた複合型熱交換器において、高温側の熱交換器部から低温側の熱交換器部に熱伝導を抑制する複合型熱交換器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記請求項１に記載された複合型熱交換器は、熱交換路用部材とフィンとを交互に積層しつつ接合し、この熱交換路用部材の両端に一対のヘッダーパイプを接続する一方、前記ヘッダーパイプの各々に、ヘッダーパイプの内部空間を長軸方向に分割する仕切壁を形成すると共に、これらの仕切壁に対応する位置に配設された熱交換路用部材を、熱交換媒体が流通しない疑似熱交換路用部材とし、該疑似熱交換路用部材以外の熱交換路用部材を、内部に熱交換媒体が流通する熱交換用チューブに構成することにより、前記仕切壁及び疑似熱交換路用部材を境に前記ヘッダーパイプと熱交換路用部材を積層方向に分割し、この分割した一方側を第１の熱交換器部とし、他方側を第２の熱交換器部とした複合型熱交換器であって、前記疑似熱交換路用部材に隣接する、第１の熱交換器部側のフィン及び第２の熱交換器部側のフィンの少なくともいずれかを、疑似熱交換路用部材に接合しないように構成したことを特徴とする。
【０００８】
前記請求項２に記載された複合型熱交換器は、請求項１に記載の複合型熱交換器であって、前記疑似熱交換路用部材に隣接する、第１の熱交換器部側のフィン及び第２の熱交換器部側のフィンのいずれも熱交換路用部材に接合しないように構成したことを特徴とする。
【０００９】
前記請求項３に記載された複合型熱交換器は、請求項１又は２に記載の複合型熱交換器であって、前記熱交換用チューブの外表面に設けたろう材のクラッド層を介して前記フィンを熱交換用チューブに接合する一方、前記疑似熱交換路用部材の外表面にクラッド層を形成しないことによって、疑似熱交換路用部材に隣接するフィンを疑似熱交換路用部材に接合しないように構成したことを特徴とする。
【００１０】
前記請求項４に記載された複合型熱交換器は、請求項１又は２に記載の複合型熱交換器であって、前記フィンの外表面にろう材からなるクラッド層を設け、このクラッド層を介して前記フィンを熱交換用チューブに接合する一方、前記フィンにクラッド層を形成しないことによって、疑似熱交換路用部材にフィンを接合しないように構成したことを特徴とする。
【００１１】
前記請求項５に記載された複合型熱交換器は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合型熱交換器であって、前記疑似熱交換路用部材に隣接するフィンを、疑似熱交換路用部材から間隙を隔てて配設することによって、前記フィンを疑似熱交換路用部材に接合しないように構成したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
前記請求項１に記載された複合型熱交換器によれば、疑似熱交換路用部材に隣接するフィンの少なくともいずれか一方が疑似熱交換路用部材に接合されていないため、第１の熱交換器部と第２の熱交換器部との間で熱の流通が生じることなく、熱交換器全体の熱交換性能を高く維持することができる。
【００１３】
前記請求項２に記載された複合型熱交換器によれば、第１の熱交換器部側のフィンと第２の熱交換器部側のフィンのいずれも疑似熱交換路用部材に接合しないように構成したため、前記請求項１の熱交換器による効果を更に高めることができる。
【００１４】
前記請求項３に記載された複合型熱交換器によれば、熱交換路用部材の外表面に設けたろう材のクラッド層を介して前記フィンを接合しているため、フィンを接合しない場合は、その疑似熱交換路用部材の側面にクラッド層を形成しなければすむので、熱交換器の作製における作業工程を変えることなく容易に作製することができる。
【００１５】
前記請求項４に記載された複合型熱交換器によれば、前記フィンの外表面に設けたろう材からなるクラッド層を介して前記フィンを熱交換路用部材に接合しているので、フィンを接合しない場合は、そのフィンの側面にクラッド層を形成しなければすむので、熱交換器の作製が容易となる。
【００１６】
前記請求項５に記載された複合型熱交換器によれば、前記疑似熱交換路用部材に隣接するフィンを、疑似熱交換路用部材から間隔を隔てて配設しているため、第１の熱交換器部と第２の熱交換器部との間における熱の流通の遮断を極めて効果的に行うことができ、熱交換器全体の熱交換性能を非常に高く維持することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態による複合型の熱交換器１０を示す斜視図である。この図１に示すように、本実施形態による熱交換器１０は、上方に配設された上部ヘッダーパイプ１１と、下方に配設された下部ヘッダーパイプ１２と、これらの上部ヘッダーパイプ１１及び下部ヘッダーパイプ１２を上下に連結するコア部１３と、前記下部ヘッダーパイプ１２の側部に連結されたリキッドタンク１４とを備えている。なお、構成を明瞭にするため、図１ではフィンを省略している。また、後述するように、疑似熱交換路用部材１５よりも左側（同図のＬ側）は第１の熱交換器部であるオイルクーラ部１６に構成され、疑似熱交換路用部材１５よりも右側（同図のＲ側）は第２の熱交換器部であるコンデンサ部１７に構成されている。このコンデンサ部１７では、空調サイクル用の冷媒を冷却し、オイルクーラ部１６ではオートマチック車のトランスミッション用のオイルを冷却する。
【００１９】
前記上部ヘッダーパイプ１１は上下に近接して配置された上側パイプ１８と下側パイプ１９とから構成されており、これらの上側パイプ１８及び下側パイプ１９は複数の貫通孔２０ａ，２１ａを有するジョイント部材２０，２１を介して相互に連通されている。また、上側パイプ１８は、長手方向の途中に設けられた２枚の円盤状の仕切壁２２，２３によって塞がれている。下側パイプ１９にも、上側パイプ１８の仕切壁２２，２３に対応する位置とリキッドタンク１４側とに仕切壁２４〜２６が設けられており、これらの仕切壁２４，２６の間に前記ジョイント部材２０，２１が配設されている。そして、下部ヘッダーパイプ１２も、前記上部ヘッダーパイプ１１と同様に近接した上側パイプ２７及び下側パイプ２８から構成されており、これらの上側パイプ２７及び下側パイプ２８同士を連通するジョイント部材２９〜３１や仕切壁３２〜３７が設けられている。また、前記コア部１３には、内部に熱交換用の媒体が流通する複数の熱交換用チューブ３８が上下方向に沿って並設されており、波状に形成されたフィン（図２参照）が、互いに隣接する熱交換用チューブ３８の間に配設されている。
【００２０】
図２は、図１のＡ部を拡大した断面図である。上部ヘッダーパイプ１１を構成する上側パイプ１８と下側パイプ１９とには、前述したように、それぞれ仕切壁２２〜２５が設けられており、これら左右の仕切壁同士の略中央部に対応する下方には、疑似熱交換路用部材１５が配設されている。この疑似熱交換路用部材１５は、中実状に形成されており、コンデンサ部１７とオイルクーラ部１６とを分割する境界部分に配置されている。
【００２１】
さらに、図３に示すように、内部が中空に形成された熱交換用チューブ３８の外表面には、ろう材からなるクラッド層３９が形成されており、該クラッド層３９を介して熱交換用チューブ３８にフィン４０が接合されている。即ち、熱交換用チューブ３８の外表面にはろう材（例えばアルミニウム合金材）のクラッド層３９が形成され、このクラッド層３９にフィン４０の頂部４１が当接し、この状態で、熱交換器全体を加熱することにより、クラッド層３９のみを溶融してフィン４０を熱交換用チューブ３８にろう付け接合されている。
【００２２】
一方、図２のＣ部を拡大した図４に示すように、疑似熱交換路用部材１５に隣接する左右両側のフィン４０，４０はいずれも、疑似熱交換路用部材１５に接合されていない。即ち、疑似熱交換路用部材１５の外表面には、ろう材からなるクラッド層３９が全く設けられておらず、フィン４０の頂部４１は疑似熱交換路用部材１５に当接して線接触又は点接触しているのみである。
【００２３】
次いで、第１の実施形態による熱交換器１０を作製する手順を簡単に説明する。
【００２４】
まず、図３に示すように、外表面の全体にクラッド層３９を設けた熱交換用チューブ３８と波状に形成されたフィン４０とを、図２に示すように、上部ヘッダーパイプ１１と下部ヘッダーパイプ１２に組み付けながら交互に積層させる。そして、中間部分において、外表面には全くクラッド層を設けていない疑似熱交換路用部材１５を介在させ、更にフィン４０と熱交換用チューブ３８とを交互に積層させる。この手順によれば、疑似熱交換路用部材１５の左右両側にフィン４０が全く接合されていない熱交換器１０を得ることができる。
【００２５】
前記第１の実施形態による熱交換器１０による媒体４２とオイル４３の流れを図５を用いて説明する。なお、図５においては、媒体４２等の流れを明瞭にするためにフィン４０を省略している。
【００２６】
同図に示すように、右側に配置されたコンデンサ部１７においては、上部ヘッダーパイプ１１の上側パイプ１８に流入した媒体４２は、ジョイント部材２０，２１から下側パイプ１９を介して熱交換用チューブ３８の内部を下方に流れる。こののち、下部ヘッダーパイプ１２からリキッドタンク１４を介して熱交換用チューブ３８を上方に流れたのち、上部ヘッダーパイプ１１の下側パイプ１９から空調サイクルに戻される。
【００２７】
一方、左側に配置されたオイルクーラ部１６においては、下部ヘッダーパイプ１２の上側パイプ２７から流入したオイル４３は熱交換用チューブ３８を上方に流れて上部ヘッダーパイプ１１の下側パイプ１９で折り返され、熱交換用チューブ３８を下方に流れたのち、下部ヘッダーパイプ１２の下側パイプ２８からトランスミッションに戻される。なお、前記コンデンサ部１７を流れる媒体４２の温度は約６０℃であるのに対して、オイルクーラ部１６を流れるオイル４３の温度は約１１０℃と非常に高温になっている。
【００２８】
前記第１の実施形態による熱交換器１０によれば、疑似熱交換路用部材１５の左右両側にフィン４０が全く接合されていないため、高温のオイルクーラ部１６から比較的低温のコンデンサ部１７にほとんど熱が伝達されず、熱交換器１０全体の熱交換性能を維持することができる。従来は、疑似熱交換路用部材の左右に隣接するフィンが疑似熱交換路用部材にそう材のクラッド層を介して接合されているため、高温のオイルクーラ部から疑似熱交換路用部材を介してコンデンサ部に熱が伝達されるおそれがあったが、本実施形態によれば、フィン４０は疑似熱交換路用部材１５に線接触又は点接触しているのみであるため、オイルクーラ部１６からコンデンサ部１７への熱伝導量が大幅に低下する。
【００２９】
[第２の実施形態]
次に、第２の実施形態による熱交換器４５について説明するが、第１の実施形態による熱交換器１０と同一の部位については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
本実施形態においては、図６，７に示すように、熱交換用チューブ３８の外表面に形成したクラッド層を介してフィン４０を熱交換用チューブ３８に接合しており、疑似熱交換路用部材４４に隣接するフィン４０のうち、オイルクーラ部１６側のフィン４０は疑似熱交換路用部材４４に接合されているが、コンデンサ部１７側のフィン４０は接合されていない形態を示している。
【００３１】
図６に示すように、本実施形態においては、第１の実施形態と同様に、疑似熱交換路用部材４４を境界にしてコンデンサ部１７及びオイルクーラ部１６が形成されており、疑似熱交換路用部材４４以外の熱交換用チューブ３８には、隣接するフィン４０が接合されている。
【００３２】
しかし、図７に示すように、疑似熱交換路用部材４４の外表面のうち、オイルクーラ部１６側の面のみクラッド層３９が形成されており、コンデンサ部１７側の面にはクラッド層３９が形成されていない。従って、疑似熱交換路用部材４４に隣接するフィン４０のうち、オイルクーラ部１６側のフィン４０は疑似熱交換路用部材４４に接合されているが、コンデンサ部１７側のフィン４０は疑似熱交換路用部材４４に接合されておらず、線接触又は点接触しているのみである。
【００３３】
本実施形態による熱交換器４５によれば、疑似熱交換路用部材４４のコンデンサ部１７側の面にはフィン４０が接合されていないため、第１の実施形態と同様に、高温のオイルクーラ部１６から比較的低温のコンデンサ部１７にほとんど熱が伝達されず、熱交換器４５全体の熱交換性能を維持することができる。また、疑似熱交換路用部材４４のオイルクーラ部１６側の面にはフィン４０が接合されているため、フィン４０の接合強度を高く保持しつつ、高温のオイルクーラ部１６から比較的低温のコンデンサ部１７への熱伝導を抑制することができる。
【００３４】
[第３の実施形態]
また、図８，９を用いて第３の実施形態を説明するが、前記第１及び第２の実施形態による熱交換器１０，４５と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
本実施形態による熱交換器４６においては、図８，９に示すように、熱交換用チューブ３８の外表面に形成したクラッド層３９を介してフィン４０を熱交換用チューブ３８に接合しており、疑似熱交換路用部材４７に隣接するフィン４０のうち、コンデンサ部１７側のフィン４０は疑似熱交換路用部材４７に接合されているが、オイルクーラ部１６側のフィン４０は接合されていない形態を示している。
【００３６】
図８に示すように、本実施形態においては、第１及び第２の実施形態と同様に、疑似熱交換路用部材４７を境界にしてコンデンサ部１７及びオイルクーラ部１６が分かれて構成されており、疑似熱交換路用部材４７以外の熱交換用チューブ３８には、隣接するフィン４０が接合されている。
【００３７】
しかし、図９に示すように、疑似熱交換路用部材４７の外表面のうち、コンデンサ部１７側の面のみクラッド層３９が形成されており、オイルクーラ部１６側の面にはクラッド層３９が形成されていない。従って、疑似熱交換路用部材４７に隣接するフィン４０のうち、コンデンサ部１７側のフィン４０は疑似熱交換路用部材４７に接合されているが、オイルクーラ部１６側のフィン４０は疑似熱交換路用部材４７に接合されておらず、線接触又は点接触しているのみである。
【００３８】
本実施形態による熱交換器４６によれば、疑似熱交換路用部材４７のオイルクーラ部１６側の面にはフィン４０が接合されていないため、第１及び第２の実施形態と同様に、高温のオイルクーラ部１６から比較的低温のコンデンサ部１７にほとんど熱が伝達されず、熱交換器４６全体の熱交換性能を維持することができる。また、疑似熱交換路用部材４７のコンデンサ部１７側の面にはフィン４０が接合されているため、フィン４０の接合強度を高く保持しつつ、高温のオイルクーラ部１６から比較的低温のコンデンサ部１７への熱伝導を抑制することができる。
【００３９】
[第４の実施形態]
次いで、図１０〜図１２を用いて第４の実施形態を説明するが、前記第１〜第３の実施形態による熱交換器と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
これまでの実施形態においては、熱交換用チューブの外表面に形成したクラッド層を介してフィンを熱交換用チューブに接合したが、本実施形態では、フィン４８の外表面に形成したクラッド層４９を介して熱交換用チューブ５０にフィン４８を接合している。そして、疑似熱交換路用部材５１に隣接する左右のフィン４８は双方とも疑似熱交換路用部材５１に接合されていない形態を示している。
【００４１】
図１０に示すように、本実施形態においては、第１〜第３の実施形態と同様に、疑似熱交換路用部材５１を境界にしてコンデンサ部１７及びオイルクーラ部１６が分かれて構成されており、疑似熱交換路用部材５１以外の熱交換用チューブ５０には、隣接するフィン４８が接合されている。
【００４２】
図１１に示すように、フィン４８の外表面にはろう材からなるクラッド層４９が形成されており、該クラッド層４９を介してフィン４８が熱交換用チューブ５０に接合されている。このフィン４８は、板材の表面側と裏面側との両面にクラッド層４９を設け、この板材を湾曲させて波状に形成することによって得られる。また、図１２に示すように、疑似熱交換路用部材５１の左右両側に隣接するフィン５２，５２は、片面のみにしかクラッド層５３が形成されておらず、疑似熱交換路用部材５１側の面にはクラッド層５３が設けられていないため、線接触又は点接触しているのみである。
【００４３】
本実施形態による熱交換器５４によれば、疑似熱交換路用部材５１の左右両側の面にはフィン５２が接合されていないため、第１〜第３の実施形態と同様に、高温のオイルクーラ部１６から比較的低温のコンデンサ部１７にほとんど熱が伝達されず、熱交換器５４全体の熱交換性能を維持することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、疑似熱交換路用部材５１の左右両側のいずれにもフィン５２が接合されていない場合について説明したが、疑似熱交換路用部材５１のオイルクーラ部１６側のみ接合しない形態や疑似熱交換路用部材５１のコンデンサ部１７側のみ接合しない形態を適宜必要に応じて採用することができる。
【００４５】
[第５の実施形態]
次いで、図１３〜図１５を用いて第５の実施形態を説明するが、前記第１〜第４の実施形態による熱交換器と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
これまでの実施形態においては、疑似熱交換路用部材に隣接する左右のフィンは疑似熱交換路用部材に当接するか又は接合されているが、本実施形態では、図１３に示すように、疑似熱交換路用部材５５に隣接する左右のフィン５６，５６は疑似熱交換路用部材５５から間隙Ｗを隔てて配設されている。
【００４７】
同図に示すように、疑似熱交換路用部材５５に隣接する左右のフィン５６，５６のうち、オイルクーラ部１６側のフィン５６は、オイルクーラ部１６を構成する熱交換用チューブ３８のみに接合されており、疑似熱交換路用部材５５とは所定の間隙Ｗをもって配置されている。また、コンデンサ部１７側のフィン５６はコンデンサ部１７を構成する熱交換用チューブ３８のみに接合されており、疑似熱交換路用部材５５とは所定の間隙Ｗをもって配置されている。
【００４８】
本実施形態による熱交換器５７を作製する手順を簡単に説明する。図１４に示すように、熱交換用チューブ３８とフィン５６とを交互に積層させていき、中間部分において、断面略コ字状に形成されたろう付け治具５８（図１５参照）を組み付けた疑似熱交換路用部材５５を配置し、この疑似熱交換路用部材５５に更にフィン５６と熱交換用チューブ３８とを積層させる。すると、図１４に示すように、ろう付け治具５８の厚さＷだけ、疑似熱交換路用部材５５とフィン５６との間に間隙が生じる。この状態で熱交換器５７全体を加熱したのち、ろう付け治具５８を除去すれば、疑似熱交換路用部材５５の左右両側にそれぞれ間隙Ｗを有する熱交換器５７が得られる。なお、前記ろう付け治具５８は、ろう材のクラッド層によって接合されない治具、例えば、アルミニウム合金等から構成されていないものを用いる。
【００４９】
本実施形態による熱交換器５７によれば、疑似熱交換路用部材５５の左右両側のフィン５６とは互いに所定の間隙を隔てて配置されているため、高温のオイルクーラ部１６から比較的低温のコンデンサ部１７にほとんど熱が伝達されず、熱交換器５７全体の熱交換性能を維持することができる。なお、本実施形態では、疑似熱交換路用部材５５の左右両側のフィン５６，５６とも疑似熱交換路用部材５５から間隙を隔てて配設する場合について説明したが、オイルクーラ部１６側のフィン５６のみを疑似熱交換路用部材５５から間隙を隔てる形態やコンデンサ部１７側のフィン５６のみを疑似熱交換路用部材５５から間隙を隔てる形態も適宜採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態による熱交換器を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ部を拡大した断面図である。
【図３】図２のＢ部を拡大した断面図である。
【図４】図２のＣ部を拡大した断面図である。
【図５】第１実施形態による熱交換器内の媒体及びオイルの流れを示す概略図である。
【図６】第２実施形態による熱交換器の要部を示す断面図である。
【図７】図６のＤ部を拡大した断面図である。
【図８】第３実施形態による熱交換器の要部を示す断面図である。
【図９】図８のＥ部を拡大した断面図である。
【図１０】第４実施形態による熱交換器の要部を示す断面図である。
【図１１】図１０のＦ部を拡大した断面図である。
【図１２】図１０のＧ部を拡大した断面図である。
【図１３】第５実施形態による熱交換器の要部を示す断面図である。
【図１４】第４実施形態による熱交換器を作製する途中段階を示す断面図である。
【図１５】図１４のＨ−Ｈ線による断面図である。
【符号の説明】
１０，４５，４６，５４…熱交換器
１１…上部ヘッダーパイプ
１２…下部ヘッダーパイプ
１５，４４，４７，５１，５５…疑似熱交換路用部材（熱交換路用部材）
１６…オイルクーラ部（第１の熱交換器部）
１７…コンデンサ部（第２の熱交換器部）
２２〜２６…仕切壁
３８，５０…熱交換用チューブ（熱交換路用部材）
３９，４９，５３…クラッド層
４０，４８，５２，５６…フィン
Claims (5)
- 熱交換路用部材（１５，３８，４４，４７，５０，５１，５５）とフィン（４０，４８，５２，５６）とを交互に積層しつつ接合し、この熱交換路用部材（１５，３８，４４，４７，５０，５１，５５）の両端に一対のヘッダーパイプ（１１，１２）を接続する一方、
前記ヘッダーパイプ（１１，１２）の各々に、ヘッダーパイプ（１１，１２）の内部空間を長軸方向に分割する仕切壁（２２〜２５，３２，３３，３６，３７）を形成すると共に、これらの仕切壁（２２〜２５，３２，３３，３６，３７）に対応する位置に配設された熱交換路用部材（１５，４４，４７，５１，５５）を、熱交換媒体が流通しない疑似熱交換路用部材（１５，４４，４７，５１，５５）とし、該疑似熱交換路用部材以外の熱交換路用部材（３８，５０）を、内部に熱交換媒体が流通する熱交換用チューブ（３８，５０）に構成することにより、
前記仕切壁（２２〜２５，３２，３３，３６，３７）及び疑似熱交換路用部材（１５，４４，４７，５１，５５）を境に前記ヘッダーパイプ（１１，１２）と熱交換路用部材（１５，４４，４７，５１，５５）を積層方向に分割し、この分割した一方側を第１の熱交換器部（１６）とし、他方側を第２の熱交換器部（１７）とした複合型熱交換器であって、
前記疑似熱交換路用部材（１５，４４，４７，５１，５５）に隣接する、第１の熱交換器部（１６）側のフィン（４０，５２，５６）及び第２の熱交換器部（１７）側のフィン（４０，５２，５６）の少なくともいずれかを、疑似熱交換路用部材（１５，４４，４７，５１，５５）に接合しないように構成したことを特徴とする複合型熱交換器。 - 前記疑似熱交換路用部材（１５，４４，４７，５１，５５）に隣接する、第１の熱交換器部（１６）側のフィン（４０，５２，５６）及び第２の熱交換器部（１７）側のフィン（４０，５２，５６）のいずれも疑似熱交換路用部材（１５，４４，４７，５１，５５）に接合しないように構成したことを特徴とする請求項１に記載の複合型熱交換器。
- 前記熱交換用チューブ（３８，５０）の外表面に設けたろう材のクラッド層（３９）を介して前記フィン（４０，４８，５２，５６）を熱交換用チューブ（３８，５０）に接合する一方、前記疑似熱交換路用部材（１５，４４，４７，５１，５５）の外表面にクラッド層を形成しないことによって、疑似熱交換路用部材（１５，４４，４７，５１，５５）に隣接するフィン（４０，４８，５２，５６）を疑似熱交換路用部材（１５，４４，４７，５１，５５）に接合しないように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の複合型熱交換器。
- 前記フィン（４０，４８，５２，５６）の外表面にろう材からなるクラッド層（４９，５３）を設け、このクラッド層（４９，５３）を介して前記フィン（４０，４８，５２，５６）を熱交換用チューブ（３８，５０）に接合する一方、前記フィン（４０，４８，５２，５６）にクラッド層を形成しないことによって、疑似熱交換路用部材（１５，４４，４７，５１，５５）にフィン（４０，４８，５２，５６）を接合しないように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の複合型熱交換器。
- 前記疑似熱交換路用部材（１５，４４，４７，５１，５５）に隣接するフィン（４０，４８，５２，５６）を、疑似熱交換路用部材（１５，４４，４７，５１，５５）から間隙（Ｗ）を隔てて配設することによって、前記フィン（４０，４８，５２，５６）を疑似熱交換路用部材（１５，４４，４７，５１，５５）に接合しないように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合型熱交換器。
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