特許 5772848 複合型熱交換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5772848

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月2日

(54)【発明の名称】複合型熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F28F 9/02 20060101AFI20150813BHJP

   F28F 9/26 20060101ALI20150813BHJP

【ＦＩ】

   F28F9/02 301G

   F28F9/26

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-43894(P2013-43894)

(22)【出願日】2013年3月6日

(65)【公開番号】特開2014-173747(P2014-173747A)

(43)【公開日】2014年9月22日

【審査請求日】2014年9月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004765

【氏名又は名称】カルソニックカンセイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100100712

【弁理士】

【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】河上 浩布

(72)【発明者】

【氏名】森 栄一

【審査官】 仲村 靖

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１２７５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０５７９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４７１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４５８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０５９６８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１２１６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０８８８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０３７１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６４４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０８７２２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１８５３６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 岩崎 充，原 潤一郎，回谷 雄一，熱交換器のシステム効率を向上する薄型統合冷却システムの開発，自動車技術会論文集，日本，公益社団法人自動車技術会，２０１２年 １月２５日，Vol.43，No.1，第９７−１０２頁

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２８Ｆ ９／０２

Ｆ２８Ｆ ９／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１冷媒を冷却する第１熱交換器(20)と、前記第１冷媒と異なる第２冷媒を冷却する第２熱交換器(40)と、前記第１冷媒と前記第２冷媒とを熱交換する第３熱交換器(30)とを備える複合型熱交換器(1)であって、
前記第１熱交換器(20)は、第１熱交換部(20A)及び第２熱交換部(20B)を備え、
前記第１熱交換部(20A)により冷却された前記第１冷媒は、前記第３熱交換器(30)内で前記第２冷媒と熱交換し、前記第３熱交換器(30)内で熱交換した前記第１冷媒は、前記第２熱交換部(20B)で熱交換し、前記第２熱交換部(20B)により熱交換された前記第１冷媒は、車載機器の冷却に用いられ、
前記第１熱交換部(20A)は、前記第２熱交換器(40)と近接した位置に配置され、前記第２熱交換部(20B)は、前記第２熱交換器(40)と離れた位置に配置されることを特徴とする複合型熱交換器 (1)。

【請求項2】

請求項１に記載の複合型熱交換器(1)であって、
前記第１熱交換部(20A)は、前記第２熱交換部(20B)の上側又は下側に設けられ、
前記第１熱交換部(20A)により冷却される前記第１冷媒は、前記第３熱交換器(30)を経由して前記第２熱交換部(20B)に流入することを特徴とする複合型熱交換器(1)。

【請求項3】

請求項２に記載の複合型熱交換器(1)であって、
前記第２熱交換器(40)は、前記第２熱交換部(20B)と隣接して配置され、
前記第２熱交換部(20B)を通過する前記第１冷媒は、前記第２熱交換器(40)を通過する前記第２冷媒と同一方向に流れることを特徴とする複合型熱交換器(1)。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車に搭載される複合型熱交換器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、自動車に搭載された複合型熱交換器としては、エンジン用冷却水を冷却するメインラジエータと、車両に搭載された強電系機器用（電動駆動源やインバータ等車載電気機器など）の水冷用冷却水を冷却するサブラジエータと、サブラジエータから流出される水冷用冷却水と空調用冷媒との間で熱交換を行う水冷コンデンサと、水冷コンデンサから流出される空調用冷媒を冷却する空冷コンデンサとを備えたものがある。

【0003】

この種の複合型熱交換器で使用される水冷コンデンサの一例について、図１４を参照しながら説明する（例えば、特許文献１参照）。図１４に示すように、水冷コンデンサ１１０は、サブラジエータ１２０で熱交換された水冷用冷却水を利用して、空冷コンデンサ１３０に流入する前に空調用冷媒を冷却すべく、サブラジエータ１２０の流出側タンク側に設けられている。

【0004】

具体的には、サブラジエータ１２０で冷却された水冷用冷却水は、空冷コンデンサ１３０に流入する前の空調用冷媒と熱交換し、その後、強電系機器１４０に流入するようになっている。一方で、冷凍サイクルを循環する空調用冷媒は、まず、コンプレッサから水冷コンデンサ１１０に流入し、その後、空冷コンデンサ１３０へ流出する。これにより、空冷コンデンサ１３０へ流入するまでの空調用冷媒を効率的に冷却できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】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】

【0006】

しかしながら、上述した従来の複合型熱交換器１００では、サブラジエータ１２０を通過して冷却された水冷用冷却水は、空冷コンデンサ１３０に流入する前の高温高圧の空調用冷媒を冷却できるものの、この空調用冷媒と熱交換されて温度上昇してしまう。このため、温度上昇した水冷用冷却水が強電系機器１４０に流入してしまい、強電系機器を効率的に冷却できないおそれがあった。

【0007】

そこで、本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、空冷コンデンサに流入する前の空調用冷媒を冷却しつつ、強電系機器を効率的に冷却できる複合型熱交換器の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、第１冷媒を冷却する第１熱交換器と、前記第１冷媒と異なる第２冷媒を冷却する第２熱交換器と、前記第１冷媒と前記第２冷媒とを熱交換する第３熱交換器とを備える複合型熱交換器であって、前記第１熱交換器は、第１熱交換部及び第２熱交換部を備え、前記第１熱交換部により冷却された前記第１冷媒は、前記第３熱交換器内で前記第２冷媒と熱交換し、前記第３熱交換器内で熱交換した前記第１冷媒は、前記第２熱交換部)で熱交換し、前記第２熱交換部により熱交換された前記第１冷媒は、車載機器の冷却に用いられ、前記第１熱交換部は、前記第２熱交換器と近接した位置に配置され、前記第２熱交換部は、前記第２熱交換器と離れた位置に配置されることを要旨とする。

【0009】

その他の特徴として、前記第１熱交換部は、前記第２熱交換部の上側又は下側に設けられ、前記第１熱交換部により冷却される前記第１冷媒は、前記第３熱交換器を経由して前記第２熱交換部に流入することが好ましい。

【0010】

その他の特徴として、前記第２熱交換器は、前記第２熱交換部と隣接して配置され、前記第２熱交換部を通過する前記第１冷媒は、前記第２熱交換器を通過する前記第２冷媒と同一方向に流れることが好ましい。

【発明の効果】

【0017】

本発明の特徴によれば、第１熱交換器の第２熱交換部で冷却された第１冷媒が強電系機器に直接流れるため、強電系機器を効率的に冷却できる。また、第１熱交換器の第１熱交換部で冷却された第１冷媒により第２冷媒をも冷却できる。以上により、空冷コンデンサに流入する前の空調用冷媒を冷却しつつ、強電系機器を効率的に冷却できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本実施形態に係る複合型熱交換器を示す全体斜視図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る複合型熱交換器を示す正面図である。

【図3】図３は、本実施形態に係る複合型熱交換器が適用される熱交換システムを示す構成図である。

【図4】図４は、本実施形態に係るサブラジエータの流入側タンク及び水冷コンデンサを示す分解斜視図である。

【図5】図５は、本実施形態に係る水冷コンデンサを示す拡大分解斜視図である。

【図6】図６は、本実施形態に係るサブラジエータのＵターンタンク及び空冷コンデンサの流入側タンクの近傍を示す断面図である。

【図7】図７は、本実施形態に係るサブラジエータのＵターンタンク及び空冷コンデンサの流入側タンクの近傍を示す斜視図である。

【図8】図８（ａ）は、本実施形態に係る複合型熱交換器の組み立て過程を示す斜視図であり、図８（ｂ）は、その側面図である。

【図9】図９（ａ）は、本実施形態に係る複合型熱交換器の組み立て後を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、その側面図である。

【図10】図１０（ａ）は、比較例に係る複合型熱交換器の水冷用冷却水及び空調用冷媒の流れを示す模式図であり、図１０（ｂ）は、本実施形態に係る複合型熱交換器の水冷用冷却水及び空調用冷媒の流れを示す模式図である。

【図11】図１１（ａ）は、比較例に係る複合型熱交換器の水冷用冷却水の温度状況を示すグラフであり、図１１（ｂ）は、本実施形態に係る複合型熱交換器の水冷用冷却水の温度状況を示すグラフである。

【図12】図１２は、本実施形態に係る複合型熱交換器の平面（上面）から見た模式図である。

【図13】図１３は、変更例に係る複合型熱交換器１の水冷用冷却水及び空調用冷媒の流れを示す模式図である。

【図14】図１４は、背景技術に係る複合型熱交換器が適用される熱交換システムの一部を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

次に、本発明に係る複合型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、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。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すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。

【0020】

（複合型熱交換器の構成）
まず、本実施形態に係る複合型熱交換器１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る複合型熱交換器１を示す全体斜視図である。図２は、本実施形態に係る複合型熱交換器１を示す正面図である。図３は、本実施形態に係る複合型熱交換器１が適用される熱交換システムを示す構成図である。図４〜図７は、本実施形態に係るサブラジエータ２０のＵターンタンク２３の近傍を示す図である。なお、複合型熱交換器１は、エンジンの他に電気駆動源又はその他の電気機器例えばインバータ等の車載機器としての強電系機器が搭載されたハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）に使用されるものとする。

【0021】

複合型熱交換器１は、第４熱交換器としてのメインラジエータ１０（図３及び図８，９参照）と、第１熱交換器としてのサブラジエータ２０と、第３熱交換器としての水冷コンデンサ３０と、第２熱交換器としての空冷コンデンサ４０とを備えている。そして、複合型熱交換器１では、電動駆動源やインバータ等車載電気機器などの強電系機器３を冷却する第１冷媒としての水冷用冷却水と、水冷用冷却水とは異なる第２冷媒としての空調用冷媒とを熱交換させ、熱交換された第１冷媒をサブラジエータ２０に流入させるとともに、熱交換した空調用冷媒を空冷コンデンサ４０に流入させている。

【0022】

具体的には、メインラジエータ１０は、図３に示すように、ポンプ５によって循環されるエンジン２のエンジン用冷却水を冷却するものである。メインラジエータ１０は、サブラジエータ２０及び空冷コンデンサ４０を通過する冷却風の下流側で、且つ、モータファン４の冷却風の上流側に設けられている。メインラジエータ１０は、エンジン用冷却水が通過してその外側を流れる冷却風との間で熱交換する複数のラジエータチューブ１１と、複数のラジエータチューブ１１の両側端がそれぞれ連結されるラジエータタンク（以下、流入側タンク１２及び流出側タンク１３）とを備えている（図８及び図９参照）。このようなメインラジエータ１０の幅は、サブラジエータ２０及び空冷コンデンサ４０の幅とほぼ同等である（図８及び図９参照）。

【0023】

サブラジエータ２０は、ポンプ６によって循環される強電系機器３用（電動駆動源やインバータ等車載電気機器など）の水冷用冷却水を冷却するものである。なお、サブラジエータ２０は、必ずしも電動駆動源やインバータ等車載電気機器などの強電系機器３である必要はなく、例えば、水冷チャージエアクーラ（水冷ＣＡＣ）に用いられる冷媒を冷却してもよい。

【0024】

サブラジエータ２０は、図１〜図３に示すように、メインラジエータ１０の冷却風の上流面側で、且つ、上側領域に配置されている。サブラジエータ２０は、第１熱交換部２０Ａ及び第２熱交換部２０Ｂを備えている。また、水冷用冷却水が通過してその外側を流れる冷却風との間で熱交換する複数のサブラジチューブ２１と、複数のサブラジチューブ２１の両側端がそれぞれ連結されるサブラジタンク（以下、流入流出用タンク２２及びＵターンタンク２３）とを備えている。

【0025】

第１熱交換部２０Ａは、複数のサブラジチューブ２１のうちの上側領域を構成している。図３に示すように、第１熱交換部２０Ａを通過する水冷用冷却水は、流入流出用タンク２２からＵターンタンク２３に向かって流れている。この第１熱交換部２０Ａにより冷却された水冷用冷却水は、Ｕターンタンク２３内で水冷コンデンサ３０と熱交換する。

【0026】

第２熱交換部２０Ｂは、第１熱交換部２０Ａの下側に設けられ、複数のサブラジチューブ２１のうちの下側領域を構成している。図３に示すように、第２熱交換部２０Ｂを通過する水冷用冷却水は、Ｕターンタンク２３から流入流出用タンク２２に向かって流れている。この第２熱交換部２０Ｂにより冷却された水冷用冷却水は、強電系機器３に用いられる。

【0027】

流入流出用タンク２２及びＵターンタンク２３には、固定部としての略Ｌ字状の固定用爪２２ｆ，２３ｆが設けられている。流入流出用タンク２２は、水冷用冷却水を流入及び流出する側に設けられており、水冷用冷却水が流入する流入部２２ｉｎと、水冷用冷却水が流出する流出部２２ｏｕｔとが形成されている。

【0028】

Ｕターンタンク２３は、第１熱交換部２０Ａを流出した水冷用冷却水を第２熱交換部２０Ｂに流入させる。このＵターンタンク２３には、図４に示すように、水冷コンデンサ３０が収容される断面矩形状の収容室２３Ａが設けられている。本実施形態では、収容室２３Ａの断面形状が矩形状であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば円形状でもよく、形状については任意に設定できる。

【0029】

収容室２３Ａの上側には、水冷コンデンサ３０を内部に挿入する上側挿入開口部２３Ａ１が設けられている。図４〜図６に示すように、上側挿入開口部２３Ａ１の周縁には、水冷コンデンサ３０の後述するＯリング３４が配置される段差部２３Ｂが形成されている。また、上側挿入開口部２３Ａ１の周囲には、水冷コンデンサ３０の後述するキャップ３６が取り付けられる取付部２３Ｔが設けられている。この取付部２３Ｔには、水冷コンデンサ３０の後述するキャップ３６の回転をロック位置までガイドするガイド部２３Ｃが設けられている。

【0030】

収容室２３Ａの下側には、上側挿入開口部２３Ａ１と対向する位置に形成された下側支持開口部２３Ａ２が設けられている。下側支持開口部２３Ａ２は、円筒状の筒部によって形成され、水冷コンデンサ３０の後述する冷媒流出部３８が挿入される。

【0031】

水冷コンデンサ３０は、第１熱交換部２０Ａで冷却された水冷用冷却水と、空冷コンデンサ４０へ流入される前の空調用冷媒との間で熱交換を行うものである。水冷コンデンサ３０は、図４に示すように、サブラジエータ２０のＵターンタンク２３内に収容され、この水冷コンデンサ３０及び空冷コンデンサ４０は、水冷コンデンサ３０を上流として冷凍サイクル内に直列に接続されている。水冷コンデンサ３０の詳細については、後述する。

【0032】

空冷コンデンサ４０は、水冷コンデンサ３０から流出される空調用冷媒を冷却するものである。空冷コンデンサ４０は、図１〜図３に示すように、メインラジエータ１０の冷却風の上流面側で、且つ、サブラジエータ２０（第２熱交換部２０Ｂ）の下側領域に配置されている。空冷コンデンサ４０は、冷却風の流れと直交する方向に沿ってサブラジエータ２０とほぼ同一面上で第２熱交換部２０Ｂの下側に隣接して配置されている。空冷コンデンサ４０は、空調用冷媒が通過してその外側を流れる冷却風との間で熱交換する空冷チューブ４１と、空冷チューブ４１の両側端がそれぞれ連結される空冷タンク（以下、流入流出用タンク４２及びリキッド側タンク４３）とを備えている。

【0033】

流入流出用タンク４２及びリキッド側タンク４３には、固定部としての略Ｌ字状の固定用爪４２ｆ，４３ｆが設けられている。

【0034】

流入流出用タンク４２には、空冷コンデンサ４０で熱交換される前の空調用冷媒が流入する流入部４２Ａと、空冷コンデンサ４０で熱交換された後の空調用冷媒が流出する流出部４２Ｂとが形成されている。流入部４２Ａ及び流出部４２Ｂは、流入流出用タンク４２の長手方向に対して離間した位置に設けられている。流入部４２Ａには、流入流出用タンク４２に連通する中継配管５０が接続されている（図１〜図２及び図７参照）。中継配管５０の一端は、水冷コンデンサ３０の後述する冷媒流出部３８と接続され、中継配管５０の他端は、流入流出用タンク４２に連通されている。

【0035】

リキッド側タンク４３の側部には、空調用冷媒を気液分離するリキッドタンク６０が設けられている（図１及び図２）。このリキッドタンク６０から流出される液体冷媒（空調用冷媒）は、空冷チューブ４１の下部領域を通過して流出部４２Ｂから流出する。

【0036】

（水冷コンデンサの構成）
次に、上述した水冷コンデンサ３０の構成について、図４及び図５を参照しながら説明する。

【0037】

図４及び図５に示すように、上側挿入開口部２３Ａ１より挿入された水冷コンデンサ３０は、上側挿入開口部２３Ａ１の位置と、上側挿入開口部２３Ａ１と異なる下側支持開口部２３Ａ２の位置との２カ所でＵターンタンク２３に固定されている。

【0038】

具体的には、水冷コンデンサ３０は、複数の水冷チューブ３１と、一対の水冷タンク３２，３３と、Ｏリング３４と、円盤状のシーリングプレート３５と、キャップ３６と、一対の冷媒流入部３７及び冷媒流出部３８と、２つの軸シール３９とを備えている。

【0039】

各水冷チューブ３１は、内部を通過する空調用冷媒と、その外側のＵターンタンク２３を通過する水冷用冷却水との間で熱交換する。各水冷チューブ３１は、一対の水冷タンク３２，３３の間に設けられている。各水冷チューブ３１は、押し出し成形によって形成されている。

【0040】

各水冷タンク３２，３３には、各水冷チューブ３１の両端がそれぞれ連結されている。各水冷タンク３２，３３は、各水冷チューブ３１の両端が嵌合する嵌合孔３２Ａ１，３３Ａ１が形成された内側プレート３２Ａ，３３Ａと、各内側プレート３２Ａ，３３Ａに装着されて空調用冷媒が通過可能な冷媒通過部３２Ｂ１，３３Ｂ１が形成された外側プレート３２Ｂ，３３Ｂとによって構成されている。

【0041】

Ｏリング３４は、Ｕターンタンク２３の上面に形成された段差部２３Ｂ（図５〜図７参照）に配置される。このＯリング３４の上側には、シーリングプレート３５が配置される。

【0042】

シーリングプレート３５は、Ｏリング３４の上側で且つＵターンタンク２３の上側挿入開口部２３Ａ１の周縁に当接して上側挿入開口部２３Ａ１を塞ぐことで、Ｕターンタンク２３内を通過する水冷用冷却水の流出を防止している。シーリングプレート３５には、冷媒流入部３７と固定されて空調用冷媒が通過する冷媒通過孔３５Ａと、キャップ３６側に向かって突出して円周方向に沿ったビード部３５Ｂとが設けられている。このようなシーリングプレート３５をＯリング３４に向かって押し付けるように、Ｕターンタンク２３の上面にキャップ３６が装着される。

【0043】

キャップ３６は、Ｕターンタンク２３の上部の外周面に形成されたガイド部２３Ｃ（図５及び図６参照）に沿って回転してロック位置でロックされる爪部３６Ａを有している。キャップ３６は、Ｕターンタンク２３に装着されることで、水冷コンデンサ３０をＵターンタンク２３に固定している。

【0044】

冷媒流入部３７及び冷媒流出部３８は、水冷タンク３２，３３にそれぞれ固定されており、Ｕターンタンク２３の互いに対向する位置（上面及び下面）に設けられている。

【0045】

具体的には、冷媒流入部３７は、水冷コンデンサ３０へ空調用冷媒が流入する入口となっており、シーリングプレート３５を挟んで上側の外側プレート３２Ｂ（冷媒通過部３２Ｂ１の周面）と固定される。そして、この冷媒流入部３７及び上述した水冷タンク３２が設けられた水冷コンデンサ３０の一側（上側）は、上側挿入開口部２３Ａ１の位置で固定され、冷媒流入部３７が上側挿入開口部２３Ａ１の外部に露出されている。

【0046】

一方、冷媒流出部３８は、水冷コンデンサ３０へ空調用冷媒が流出する出口となっており、下側の外側プレート３３Ｂ（冷媒通過部３３Ｂ１の周面）と固定される。冷媒流出部３８は、円筒状の筒部によって形成されており、サブラジエータ２０のＵターンタンク２３における円筒状の下側支持開口部２３Ａ２の内周に配置される。そして、この冷媒流出部３８及び上述した水冷タンク３３が設けられた水冷コンデンサ３０の他側（下側）は、上側挿入開口部２３Ａ１と異なる下側支持開口部２３Ａ２の位置で固定され、冷媒流出部３８が下側支持開口部２３Ａ２の外部に露出されている。この露出された冷媒流出部３８は、中継配管５０を介して流入流出用タンク４２に接続されている。

【0047】

このような冷媒流出部３８の外周には、軸シール３９が挿入される軸シール溝３８Ａが形成されている。冷媒流出部３８は、下側支持開口部２３Ａ２内に挿入されて支持される。

【0048】

軸シール３９は、冷媒流出部３８の軸シール溝３８Ａに挿入されることによって、冷媒流出部３８が下側支持開口部２３Ａ２内を貫通した状態で下側支持開口部２３Ａ２の外周と下側支持開口部２３Ａ２の内周との間に介在されている。

【0049】

（複合型熱交換器の組み立て）
次に、上述した複合型熱交換器１の組み立てについて、図８及び図９を参照しながら説明する。図８（ａ）は、本実施形態に係る複合型熱交換器１の組み立て過程を示す斜視図であり、図８（ｂ）は、その側面図である。図９（ａ）は、本実施形態に係る複合型熱交換器１の組み立て後を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、その側面図である。

【0050】

まず、サブラジエータ２０のＵターンタンク２３内に水冷コンデンサ３０を収容し、このサブラジエータ２０の下側に空冷コンデンサ４０を取り付けて組立体７０とする。そして、図８及び図９に示すように、組立体７０をメインラジエータ１０に装着する。

【0051】

メインラジエータ１０に組立体７０を組み付ける際、図８及び図９に示すように、メインラジエータ１０の流入部１２Ａが設けられた流入側タンク１２側に、サブラジエータ２０の流入流出用タンク２２及び空冷コンデンサ４０の流入流出用タンク４２を近接して固定し、メインラジエータ１０の流出側タンク１３側に、サブラジエータ２０のＵターンタンク２３及び空冷コンデンサ４０のリキッド側タンク４３を近接して固定する。すなわち、サブラジエータ２０の流入流出用タンク２２における流入部２２ｉｎ、空冷コンデンサ４０の流入流出用タンク４２における流入部４２Ａ及びメインラジエータ１０の流入側タンク１２における流入部１２Ａは、メインラジエータ１０のコア部（中心部）に対して同じ側に配置される。

【0052】

そして、メインラジエータ１０の流入側タンク１２及び流出側タンク１３のそれぞれに設けられた被固定部１２ａ，１３ａ（図８参照）に、流入流出用タンク２２及びＵターンタンク２３に形成された固定用爪２２ｆ，２３ｆと、流入流出用タンク４２及びリキッド側タンク４３に形成された固定用爪４２ｆ，４３ｆとを挿入する。これにより、組立体７０がメインラジエータ１０に装着され、複合型熱交換器１の組み立てが完了する。

【0053】

（冷媒の流れ）
次に、上述した複合型熱交換器１での各冷媒の流れについて、図３を参照しながら説明する。

【0054】

図３に示すように、強電系機器３を冷却するための水冷用冷却水は、サブラジエータ２０により冷却される。具体的には、強電系機器３を冷却するための水冷用冷却水は、第１熱交換部２０Ａ、水冷コンデンサ３０及び第２熱交換部２０Ｂの順に循環している。つまり、第１熱交換部２０Ａにより冷却される水冷用冷却水は、水冷コンデンサ３０内で空調用冷媒と熱交換し、水冷コンデンサ３０内で熱交換した水冷用冷却水は、第２熱交換部２０Ｂで熱交換し、第２熱交換部２０Ｂにより熱交換された水冷用冷却水は、車載機器としての強電系機器３の冷却に用いられる。

【0055】

一方、冷凍サイクルの圧縮機（コンプレッサ）８によって高温高圧とされた空調用冷媒は、まず、水冷コンデンサ３０に流入して水冷用冷却水と熱交換されて冷却される。その後、水冷コンデンサ３０により冷却された空調用冷媒は、空冷コンデンサ４０に流入し、空冷コンデンサ４０で熱交換された後、エバポレータに流出される。

【0056】

（比較評価）
次に、比較例としての複合型熱交換器１００と、上述した本実施形態の複合型熱交換器１との比較評価について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１０（ａ）は、比較例に係る複合型熱交換器１００の水冷用冷却水及び空調用冷媒の流れを示す模式図であり、図１０（ｂ）は、本実施形態に係る複合型熱交換器１の水冷用冷却水及び空調用冷媒の流れを示す模式図である。図１１（ａ）は、比較例に係る複合型熱交換器１００の水冷用冷却水の温度状況を示すグラフであり、図１１（ｂ）は、本実施形態に係る複合型熱交換器１の水冷用冷却水の温度状況を示すグラフである。なお、図１１のグラフの冷却水温については、目安としての単なる値を示しており、実際の温度とは異なることは勿論である。

【0057】

ここで、比較例に係る複合型熱交換器１００と本実施形態に係る複合型熱交換器１とを比較すると、水冷コンデンサを通過した水冷用冷却水の流れが異なっている。具体的には、比較例に係る複合型熱交換器１００では、水冷コンデンサ１１０がサブラジエータ１２０の単なる流出側タンクに設けられたもの（図１４参照）である。そして、サブラジエータ１２０により冷却された水冷用冷却水は、水冷コンデンサ１１０を通過した後、強電系機器１４０に流入している。一方、コンプレッサからの空調用冷媒は、水冷コンデンサ１１０に流入して水冷用冷却水と熱交換されて冷却された後、空冷コンデンサ１３０に流入している。

【0058】

図１０（ａ）に示すように、比較例に係る複合型熱交換器１００では、サブラジエータを通過する水冷用冷却水は、空冷コンデンサ４０を通過する空調用冷媒と異なる方向に流れている。この場合、サブラジエータ２０で冷却された水冷用冷却水は、空冷コンデンサで冷却される前の空調用冷媒と近接しているため、温度上昇しやすい。

【0059】

加えて、図１１（ａ）に示すように、サブラジエータ２０で冷却された水冷用冷却水（ａ点の水温「３」）は、圧縮機（コンプレッサ）８によって高温高圧とされた空調用冷媒によって水冷コンデンサ３０を通過すると温度上昇する。この温度上昇した水冷用冷却水（ｂ点の水温「４．２５」）が強電系機器３に流入している。

【0060】

これに対して、図１０（ｂ）に示すように、複合型熱交換器１では、空冷コンデンサ４０の上側に配置された第２熱交換部２０Ｂを通過する水冷用冷却水は、空冷コンデンサ４０を通過する空調用冷媒と同一方向に流れている。この場合、第２熱交換部２０Ｂで冷却された水冷用冷却水は、空冷コンデンサ４０で冷却される前の高温高圧の空調用冷媒と離れるため、上記比較例よりも温度上昇しにくい。

【0061】

加えて、図１１（ｂ）に示すように、第１熱交換部２０Ａで冷却された水冷用冷却水（ｃ点の水温「１．７５」）は、水冷コンデンサ３０を通過することで温度上昇する。この温度上昇した水冷用冷却水（ｄ点の水温「３．２５」）は、第２熱交換部２０Ｂで冷却される。この冷却された水冷用冷却水（ｅ点の水温「２．２５」）は、上記ｂ点の水温「４．２５」と比較して、水温が低い状態で強電系機器３に流入している。なお、この場合であっても、空冷コンデンサ４０で冷却される前の空調用冷媒は、水冷コンデンサ３０を通過することで冷却できる。

【0062】

（作用・効果）
以上説明した本実施形態では、サブラジエータ２０の第２熱交換部２０Ｂで冷却された水冷用冷却水が強電系機器３に直接流れるため、強電系機器３を効率的に冷却できる。また、サブラジエータ２０の第１熱交換部２０Ａで冷却された水冷用冷却水により空調用冷媒をも冷却できる。以上により、空冷コンデンサ４０に流入する前の空調用冷媒を冷却しつつ、強電系機器３を効率的に冷却できる。

【0063】

本実施形態では、第１熱交換部２０Ａが第２熱交換部２０Ｂの上側に設けられる（すなわち、１つのサブラジエータ２０に設けられる）ことによって、第１熱交換部２０Ａ及び第２熱交換部２０Ｂのそれぞれが独立した個別のサブラジエータである場合と比較して、レイアウト性に優れる。

【0064】

特に、流入流出用タンク２２に流入部２２ｉｎと流出部２２ｏｕｔとが形成されていることによって、図１２に示すように、流入流出用タンク２２側に強電系機器３（例えば、電気駆動源やその他の電気機器例えばインバータなど）やポンプ６を配設することが可能となる。このため、水冷コンデンサ３０が設けられた側のタンクに流出部２２ｏｕｔが設けられる場合と比較して、パイプ（図１２の点線部分）が不要となる。

【0065】

本実施形態では、空冷コンデンサ４０の上側に配置された第２熱交換部２０Ｂを通過する水冷用冷却水が空冷コンデンサ４０を通過する空調用冷媒と同一方向に流れていることによって、水冷用冷却水と空調用冷媒との互いの熱影響を極力小さくでき、強電系機器３をより効率的に冷却できる。

【0066】

本実施形態では、メインラジエータ１０の幅がサブラジエータ２０及び空冷コンデンサ４０の幅とほぼ同等であることや、水冷コンデンサ３０がサブラジエータ２０のＵターンタンク２３内に設けられることによって、レイアウト性に優れる。

【0067】

本実施形態では、メインラジエータ１０の流入側タンク１２がサブラジエータ２０のＵターンタンク２３及び空冷コンデンサ４０の流入流出用タンク４２に近接して配置され、メインラジエータ１０の流出側タンク１３がサブラジエータ２０の流入流出用タンク２２及び空冷コンデンサ４０のリキッド側タンク４３に近接して配置される。これにより、エンジン用冷却水と水冷用冷却水や空調用冷媒との互いの熱影響を極力小さくでき、サブラジエータ２０の熱交換効率をより増大できる。

【0068】

特に、サブラジエータ２０の流入流出用タンク２２における流入部２２ｉｎ、空冷コンデンサ４０の流入流出用タンク４２における流入部４２Ａ及びメインラジエータ１０の流入側タンク１２における流入部１２Ａは、メインラジエータ１０のコア部に対して同じ側に配置される。これにより、エンジン用冷却水と水冷用冷却水や空調用冷媒との互いの熱影響を極力小さくでき、メインラジエータ１０やサブラジエータ２０、空冷コンデンサ４０の熱交換効率をより増大できる。

【0069】

本実施形態では、流入流出用タンク２２及びＵターンタンク２３には固定用爪２２ｆ，２３ｆが形成され、流入流出用タンク４２及びリキッド側タンク４３には固定用爪４２ｆ，４３ｆが形成され、これらが固定される被固定部１２ａ，１３ａがメインラジエータ１０の流入側タンク１２及び流出側タンク１３のそれぞれに設けられる。これにより、被固定部１２ａ，１３ａに固定用爪２２ｆ，２３ｆ，４２ｆ，４３ｆを挿入するのみで、メインラジエータ１０に組立体７０（サブラジエータ２０、水冷コンデンサ３０及び空冷コンデンサ４０）を容易に組み付けることができ、レイアウト性をも向上する。

【0070】

（変更例）
次に、上述した実施形態に係る複合型熱交換器１の変更例について、図面を参照しながら説明する。図１３は、変更例に係る複合型熱交換器１の水冷用冷却水及び空調用冷媒の流れを示す模式図である。なお、上述した実施形態に係る複合型熱交換器１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

【0071】

上述した実施形態では、第２熱交換部２０Ｂの下側に空冷コンデンサ４０が隣接して配置され、第２熱交換部２０Ｂを通過する水冷用冷却水が空冷コンデンサ４０を通過する空調用冷媒と同一方向に流れている。

【0072】

これに対して、変更例では、図１３に示すように、第１熱交換部２０Ａの上側に第２熱交換部２０Ｂが隣接して配置され、第１熱交換部２０Ａの下側に空冷コンデンサ４０が隣接して配置されている。つまり、第２熱交換部２０Ｂは、第１熱交換部２０Ａを挟んで空冷コンデンサ４０と離れた位置に配置される。この場合であっても、第２熱交換部２０Ｂを通過する水冷用冷却水が空冷コンデンサ４０を通過する空調用冷媒と同一方向に流れている。

【0073】

このような変更例では、第２熱交換部２０Ｂにより冷却される水冷用冷却水が空冷コンデンサ４０（高温高圧の空調用冷媒）から離れた位置を流れることによって、水冷用冷却水や空調用冷媒との互いの熱影響を極力小さくでき、第２熱交換部２０Ｂの熱交換効率をより増大できる。

【0074】

（その他の実施形態）
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

【0075】

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、複合型熱交換器１は、エンジンの他に電気駆動源又はその他の電気機器例えばインバータ等の強電系機器が搭載されたハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）に使用されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、その他の自動車（例えば、電気自動車（ＥＶ））であってもよい。

【0076】

また、サブラジエータ２０及び空冷コンデンサ４０は、冷却風の流れと直交する方向に沿ってほぼ同一面上に配置されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、多少ずれた位置に配置されていてもよい。

【0077】

また、サブラジエータ２０が空冷コンデンサ４０の上側に配置されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、空冷コンデンサ４０がサブラジエータ２０の上側に配置されるものであってもよい。

【0078】

また、第１熱交換部２０Ａは、第２熱交換部２０Ｂの上側又は下側（実施形態では上側、変更例では下側）に設けられるものとして説明したが、これに限定されるものでははなく、それぞれが別体であってもよい。すなわち、第１熱交換部２０Ａ及び第２熱交換部２０Ｂは、チューブ及び一対のタンクを備えた個別のサブラジエータであってもよい。

【0079】

また、第２熱交換部２０Ｂを通過する水冷用冷却水は、空冷コンデンサ４０を通過する空調用冷媒と同一方向に流れるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、空冷コンデンサ４０を通過する空調用冷媒と異なる方向に流れるものであってもよい。

【0080】

また、第１熱交換部２０Ａ及び第２熱交換部２０Ｂは、それぞれ１つ設けられるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、それそれが交互に複数設けられていてもよい（すなわち、２パス以上（複数のターン））であってもよい。

【0081】

また、第３熱交換器としては、水冷コンデンサ３０であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、実施形態以外の水冷コンデンサやオイルクーラなどであってもよい。つまり、実施形態で説明した水冷コンデンサ３０は、一例に過ぎないことは勿論であり、例えば、水冷チューブ３１は、必ずしも押し出し成形によって形成される必要はなく、インナーフィンチューブや、冷媒通路を有するチューブ、管体などであってもよい。

【0082】

また、水冷コンデンサ３０は、サブラジエータ２０のＵターンタンク２３内に収容されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、Ｕターンタンク２３の周囲に取り付けられるものであってもよい。

【0083】

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

【符号の説明】

【0084】

１…複合型熱交換器
３…強電系機器（車載機器）
１０…メインラジエータ（第４熱交換器）
２０…サブラジエータ（第１熱交換器）
２０Ａ…第１熱交換部
２０Ｂ…第２熱交換部
２１…サブラジチューブ
２２…流入流出用タンク
２３…Ｕターンタンク
３０…水冷コンデンサ（第３熱交換器）
４０…空冷コンデンサ（第２熱交換器）
５０…中継配管
６０…リキッドタンク
７０…組立体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】