CN104919264A - 复合型热交换器 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的复合型热交换器(1)配备有：副散热器(20)，其用于冷却通过强电类设备(3)的水冷用冷却水；气冷冷凝器(40)，其用于冷却与水冷用冷却水不同的空调用制冷剂；以及水冷冷凝器(30)，其用于进行水冷用冷却水和空调用制冷剂之间的热交换。水冷用冷却水通过水冷冷凝器(30)、接着流入副散热器(20)并且被冷却，之后，水冷用冷却水用于冷却强电类设备(3)。通过水冷冷凝器(30)冷却了的空调用制冷剂流入气冷冷凝器(40)。

Description

复合型热交换器
技术领域
本发明涉及一种安装于机动车的复合型热交换器。
背景技术
传统地，安装于机动车的复合型热交换器包括设置有如下部分的复合型热交换器：主散热器，其用于冷却发动机用冷却水；副散热器，其用于冷却强电类设备(电力驱动源、诸如逆变器等的车载电气设备等)的水冷用冷却水；水冷冷凝器，其用于进行从副散热器流出的水冷用冷却水和空调用制冷剂之间的热交换；以及气冷冷凝器，其用于冷却从水冷冷凝器流出的空调用制冷剂(例如，参见专利文献1)。
将参考图17说明用于该类型的复合型热交换器中使用的水冷冷凝器的一示例。如图17所示，通过水冷冷凝器110冷却流入气冷冷凝器130之前的空调用制冷剂。为了通过使用在副散热器120中进行了热交换的水冷用冷却水来冷却空调用制冷剂，水冷冷凝器110设置于副散热器120的流出侧罐侧。
具体地，通过副散热器120冷却了的水冷用冷却水被构造为与流入气冷冷凝器130之前的空调用制冷剂进行热交换、接着流入强电类设备140。另一方面，在制冷循环中循环的空调用制冷剂首先从压缩机流入水冷冷凝器110、接着流出到气冷冷凝器130。结果，能够有效地冷却直到流入气冷冷凝器130为止的空调用制冷剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-127508号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述现有技术的复合型热交换器100中，通过副散热器120而已经被冷却了的水冷用冷却水能够冷却流入气冷冷凝器130之前的处于高温高压的空调用制冷剂，该水冷用冷却水与该空调用制冷剂进行热交换并且温度升高。因而，温度已升高的水冷用冷却水流入强电类设备140，担心强电类设备不能被有效地冷却。
因而，为了解决上述问题而实现本发明，本发明的目的在于提供一种能够在空调用制冷剂流入气冷冷凝器之前被冷却的同时有效地冷却强电类设备的复合型热交换器。
用于解决问题的方案
本发明的复合型热交换器是包括如下部分的复合型热交换器：该复合型热交换器包括：第一热交换器，所述第一热交换器用于冷却第一制冷剂；第二热交换器，所述第二热交换器用于冷却与所述第一制冷剂不同的第二制冷剂；以及第三热交换器，所述第三热交换器用于进行所述第一制冷剂和所述第二制冷剂之间的热交换，其中，所述第一制冷剂在通过所述第三热交换器内时与所述第二制冷剂进行热交换；在所述第三热交换器内进行了热交换的所述第一制冷剂在通过所述第一热交换器内时被冷却；被所述第一热交换器冷却了的所述第一制冷剂用于冷却强电类设备；并且在所述第三热交换器内进行了热交换的所述第二制冷剂通过所述第二热交换器内。
在本发明的复合型热交换器中，优选地，所述第二热交换器配置于所述第一热交换器的上侧或下侧；并且通过所述第一热交换器时的所述第一制冷剂与通过所述第二热交换器时的所述第二制冷剂在同一方向上流动。
在本发明的复合型热交换器中，优选地，所述第一热交换器具有：第一热交换部；以及第二热交换部，所述第二热交换部设置于所述第一热交换部的上侧或下侧，并且所述第一制冷剂在通过所述第一热交换部之后经由所述第三热交换器内而通过所述第二热交换部。
在本发明的复合型热交换器中，优选地，所述第二热交换器与所述第二热交换部邻接地配置；并且通过所述第二热交换部的所述第一制冷剂与通过所述第二热交换器的所述第二制冷剂在同一方向上流动。
在本发明的复合型热交换器中，优选地，所述第二热交换部与所述第一热交换部邻接地配置；并且所述第二热交换部隔着所述第一热交换部地配置在与所述第二热交换器分离的位置处。
在本发明的复合型热交换器中，优选地，所述第一热交换器设置有：第一右侧罐，所述第一右侧罐设置于所述第一热交换器的一侧且设置于所述第一制冷剂流出侧；以及第一左侧罐，所述第一左侧罐设置于所述第一热交换器的另一侧。
在本发明的复合型热交换器中，优选地，所述第三热交换器设置于所述第一左侧罐内。
在本发明的复合型热交换器中，优选地，进一步设置第四热交换器，所述第四热交换器设置于通过所述第一热交换器和所述第二热交换器时的冷却气体的下游侧，其中，所述第一左侧罐和所述第二热交换器的第二流入流出用罐互相靠近地固定到所述第四热交换器的第四流入侧罐；并且所述第一右侧罐和所述第二热交换器的第二回转用罐互相靠近地固定到所述第四热交换器的第四流出侧罐。
在本发明的复合型热交换器中，优选地，进一步设置第四热交换器，所述第四热交换器设置于通过所述第一热交换器和所述第二热交换器时的冷却气体的下游侧。
在本发明的复合型热交换器中，优选地，所述第一热交换器和所述第二热交换器分别具有固定部；并且所述第四热交换器具有被固定部，所述固定部分别固定到所述被固定部。
在本发明的复合型热交换器中，优选地，所述第一热交换器的制冷剂入口、所述第二热交换器的制冷剂入口、以及所述第四热交换器的制冷剂入口配置于相对于所述第四热交换器的芯部的同一侧。
附图说明
图1是示出根据第一实施方式的复合型热交换器的整体立体图。
图2是示出根据第一实施方式的复合型热交换器的主视图。
图3是示出适用了根据第一实施方式的复合型热交换器的热交换系统的构造图。
图4是示出根据第一实施方式的副散热器的流入侧罐(第一左侧罐)和水冷冷凝器的分解立体图。
图5是示出根据第一实施方式的水冷冷凝器的放大分解立体图。
图6是示出根据第一实施方式的副散热器的流入侧罐(第一左侧罐)和水冷冷凝器的制冷剂流入部的附近的截面图。
图7的(a)是示出根据比较例的复合型热交换器的水冷用冷却水和空调用制冷剂的流动的示意图，图7的(b)是示出根据比较例的复合型热交换器的水冷用冷却水和空调用制冷剂的温度的示意图。
图8的(a)是示出根据第一实施方式的复合型热交换器的水冷用冷却水和空调用制冷剂的流动的示意图，图8的(b)是示出根据第一实施方式的复合型热交换器的水冷用冷却水和空调用制冷剂的温度的示意图。
图9的(a)是示出根据比较例的复合型热交换器的水冷用冷却水的温度状况的图表，图9的(b)是根据第一实施方式的复合型热交换器的水冷用冷却水的温度状况的图表。
图10是示出根据第二实施方式的复合型热交换器的整体立体图。
图11是示出根据第二实施方式的复合型热交换器的主视图。
图12是示出适用了根据第二实施方式的复合型热交换器的热交换系统的构造图。
图13是示出根据第二实施方式的复合型热交换器的水冷用冷却水和空调用制冷剂的流动的示意图。
图14是示出根据第二实施方式的复合型热交换器的水冷用冷却水的温度状况的图表。
图15是根据第二实施方式的复合型热交换器的从平面(上表面)看的示意图。
图16是示出根据第二实施方式的变型例的复合型热交换器的水冷用冷却水和空调用制冷剂的流动的示意图。
图17是示出适用了根据背景技术的复合型热交换器的热交换系统的一部分的构造图。
具体实施方式
以下将基于附图来说明本发明的实施方式。在对以下附图的说明中，相同或相似的附图标记给予相同或相似的部分。然而，附图是示意性的，应当注意的是，各尺寸的比率与实际尺寸的比率不同。因此，应当考虑以下说明来确定具体尺寸。此外，在附图之间可能包含尺寸的关系或比率不同的部分。
(第一实施方式)
将使用图1至图9说明根据第一实施方式的复合型热交换器1。
(复合型热交换器的构造)
首先，将参考附图来说明根据本实施方式的复合型热交换器1的构造。图1是示出根据本实施方式的复合型热交换器1的整体立体图。图2是示出根据本实施方式的复合型热交换器1的主视图。图3是示出适用了根据本实施方式的复合型热交换器1的热交换系统的构造图。图4至图6是示出根据本实施方式的副散热器20的流入侧罐23(第一左侧罐)的附近的图。复合型热交换器1被设定为用于混合电动车(HEV)，除了发动机以外，电气驱动源或其它电气设备、即作为诸如逆变器等的车载设备的强电类设备安装于混合电动车。
复合型热交换器1包括作为第四热交换器的主散热器10、作为第一热交换器的副散热器20、作为第三热交换器的水冷冷凝器30和作为第二热交换器的气冷冷凝器40。在复合型热交换器1中，在作为第一制冷剂的水冷用冷却水和作为第二制冷剂的空调用制冷剂之间进行热交换，水冷用冷却水用于冷却诸如电力驱动源或诸如逆变器等的车载电气设备等的强电类设备3，与水冷用冷却水不同地，空调用制冷剂用于冷却蒸发器，使热交换后的水冷用冷却水流入副散热器20，使热交换后的空调用制冷剂流入气冷冷凝器40。
具体地，如图3所示，主散热器10将冷却发动机2的通过泵5循环的发动机用冷却水。主散热器10设置在通过副散热器20和气冷冷凝器40的冷却气体的下游侧并且设置在马达风扇4的冷却气体的上游侧。主散热器10包括未示出的多个散热器管11、散热器罐(以下称为未示出的流入侧罐12(第四流入侧罐)以及未示出的流出侧罐13(第四流出侧罐))，发动机用冷却水通过散热器管11并且与在散热器管11外侧流动的冷却气体进行热交换，多个散热器管11的两侧端分别连接到散热器罐。上述主散热器10的宽度与副散热器20和气冷冷凝器40的宽度大致相等。
副散热器20用于冷却通过泵6循环的强电类设备3(电力驱动源、诸如逆变器等的车载电气设备等)用的水冷用冷却水。副散热器20不必须冷却诸如电力驱动源、诸如逆变器等的车载电气设备等的强电类设备3，也可以冷却例如用于水冷增压空气冷却器(water-cooling charge air cooler)(水冷CAC)的制冷剂。
副散热器20如图1至图3所示配置在主散热器10的冷却气体的上游面侧，并且还配置在上侧区域。副散热器20包括多个副散热器管21、副散热器罐(以下称为流出侧罐22(第一右侧罐)以及流入侧罐23(第一左侧罐))，水冷用冷却水通过副散热器管21并且与在副散热器管21外侧流动的冷却气体进行热交换，多个副散热器管21的两侧端分别连接到副散热器罐。
流出侧罐22设置在副散热器20的一侧且在水冷用冷却水流出侧，流入侧罐23设置在副散热器20的另一侧。
在副散热器20相对于主散热器10配置的状态下，副散热器20的流入侧罐23和气冷冷凝器40的流入流出用罐42靠近主散热器10的流入侧罐12侧配置。此外，副散热器20的流出侧罐22和气冷冷凝器40的液体侧罐43靠近主散热器10的流出侧罐13侧配置。
在流入侧罐23和流出侧罐22中的每一方上，均具有大致L形的固定用爪23f和22f设置为固定部。在流入侧罐23中，形成了水冷用冷却水流入的流入部23in(制冷剂入口)。另一方面，流出侧罐22具有流出部22out，水冷用冷却水从流出部22out流出。
在流入侧罐23中，如图4所示，设置具有矩形截面的收纳室23A，水冷冷凝器30收纳在收纳室23A中。在本实施方式中，收纳室23A被描述为具有矩形截面，但不限于此，例如可以是圆形截面，能够任意设定形状。
在收纳室23A的上侧设置上侧插入开口部23A1，水冷冷凝器30插入上侧插入开口部23A1。如图4至图6所示，在上侧插入开口部23A1的周缘形成台阶部23B，水冷冷凝器30的将稍后说明的O型环34配置于台阶部23B。此外，在上侧插入开口部23A1的周围设置安装部23T，水冷冷凝器30的将稍后说明的盖36安装于安装部23T。在该安装部23T上设置引导部23C，引导部23C用于引导水冷冷凝器30的将在稍后说明的盖36转动到锁定位置。
在收纳室23A的下侧设置下侧支撑开口部23A2，下侧支撑开口部23A2形成于与上侧插入开口部23A1相反的位置处。下侧支撑开口部23A2形成为圆筒状的筒部，并且插入水冷冷凝器30的将稍后说明的制冷剂流出部38。
水冷冷凝器30用于在流入副散热器20之前的水冷用冷却水和流入气冷冷凝器40之前的空调用制冷剂之间进行热交换。如图4所示，水冷冷凝器30收纳在副散热器20的流出侧罐22内，该水冷冷凝器30和气冷冷凝器40以水冷冷凝器30在上游的方式串联在制冷循环中。稍后将详细说明水冷冷凝器30。
气冷冷凝器40用于冷却从水冷冷凝器30流出的空调用制冷剂。如图1至图3所示，气冷冷凝器40配置于主散热器10的冷却气体的上游面侧并且在副散热器20的下侧区域。气冷冷凝器40沿着与冷却气体的流动正交的方向配置在与副散热器20大致相同的平面上。气冷冷凝器40包括气冷管41、气冷罐(以下称为流入流出用罐42(第二流入流出用罐)以及液体侧罐43(第二回转用罐(tank for second turn)))，空调用制冷剂通过气冷管41并且与在气冷管41外侧流动的冷却气体进行热交换，气冷管41的两侧端分别连接到液体侧罐43。
在流入流出用罐42和液体侧罐43，分别设置具有大致L形的固定用爪42f和43f作为固定部。
在流入流出用罐42上形成流入部42A(制冷剂入口)和流出部42B，空调用制冷剂在气冷冷凝器40内热交换之前通过流入部42A流入，空调用制冷剂在气冷冷凝器40内热交换之后通过流出部42B流出。
流入部42A和流出部42B设置在相对于流入流出用罐42的纵向间隔开的位置处。与流入流出用罐42连通的中继配管50连接到流入部42A(参见图1至图2)。中继配管50的一端连接到水冷冷凝器30的将稍后说明的制冷剂流出部38，而中继配管50的另一端与流入流出用罐42连通。
用于空调用制冷剂的气液分离的液体罐60设置于液体侧罐43的侧部(参见图1和图2)。流出该液体罐60的液体制冷剂(空调用制冷剂)通过气冷管41的下部区域并且从流出部42B流出。
(水冷冷凝器的构造)
随后，将参考图4和图5说明上述水冷冷凝器30的构造。
如图4和图5所示，从上侧插入开口部23A1插入的水冷冷凝器30在两个位置处固定到流入侧罐23，该两个位置为上侧插入开口部23A1的位置和与上侧插入开口部23A1不同的下侧支撑开口部23A2的位置。
具体地，水冷冷凝器30包括多个水冷管31、一对水冷罐32和33、O型环34、圆盘状密封板35、盖36、一对制冷剂流入部37和制冷剂流出部38以及两个轴密封件39。
各水冷管31在通过水冷管31的空调用制冷剂和通过水冷管31外侧的流入侧罐23的水冷用冷却水进行热交换。各水冷管31设置在该对水冷罐32和33之间。通过挤出成型形成各水冷管31。
各水冷管31的两端分别连接到各水冷罐32和33。各水冷罐32和33包括内侧板32A和33A以及外侧板32B和33B，内侧板32A和33A形成有装配各水冷管31的两端用的装配孔32A1和33A1，外侧板32B和33B形成有制冷剂通过部32B1和33B1，制冷剂通过部32B1和33B1安装到各内侧板32A和33A并且空调用制冷剂能够通过制冷剂通过部32B1和33B1。
O型环34配置于形成在流入侧罐23的上表面的台阶部23B(参见图4至图6)。密封板35配置于该O型环34的上侧。
密封板35通过抵接O型环34的上侧和流入侧罐23的上侧插入开口部23A1的周缘并且封闭上侧插入开口部23A1来防止水冷用冷却水通过流入侧罐23流出。在密封板35中设置固定到制冷剂流入部37并且用于空调用制冷剂通过的制冷剂通过孔35A和朝向盖36侧突出并且沿着周向的凸缘部(beadportion)35B。通过将该密封部35朝向O型环34加压使盖36安装到流入侧罐23的上表面。
盖36具有爪部36A，该爪部36A沿着在流入侧罐23的上部的外周面形成的引导部23C(参见图4和图5)转动并且在锁定位置锁定。通过将盖36安装到流入侧罐23而将水冷冷凝器30固定到流入侧罐23。
制冷剂流入部37和制冷剂流出部38分别固定到水冷罐32和33，并且设置在流入侧罐23的彼此相反的位置(上表面和下表面)。
具体地，制冷剂流入部37是空调用制冷剂流入水冷冷凝器30所通过的入口，并且制冷剂流入部37隔着密封板35地从上侧固定到外侧板32B(制冷剂通过部32B1的周面)。水冷冷凝器30的设置有该制冷剂流入部37和上述水冷罐32的一侧(上侧)固定于上侧插入开口部23A1的位置。在该固定状态下，制冷剂流入部37露出到上侧插入开口部23A1的外部。
另一方面，制冷剂流出部38是空调用制冷剂流出水冷冷凝器30所通过的出口，并且固定到下侧的外侧板33B(制冷剂通过部33B1的周面)。制冷剂流出部38形成为圆筒状筒部，并且配置在副散热器20的流入侧罐23的圆筒状下侧支撑开口部23A2的内周。水冷冷凝器30的设置有该制冷剂流出部38和上述水冷罐33的另一侧(下侧)固定于与上侧插入开口部23A1不同的下侧支撑开口部23A2的位置。在该固定状态下，制冷剂流出部38露出到下侧支撑开口部23A2的外部。该露出的制冷剂流出部38通过中继配管50连接到流入流出用罐42。
插入轴密封件39的轴密封槽38A形成于该制冷剂流出部38的外周。制冷剂流出部38插入下侧支撑开口部23A2并且在下侧支撑开口部23A2上支撑制冷剂流出部38。
通过将轴密封件39插入制冷剂流出部38的轴密封槽38A中，在制冷剂流出部38贯穿下侧支撑开口部23A2的状态下，轴密封件39介于制冷剂流出部38的外周和下侧支撑开口部23A2的内周之间。
(制冷剂的流动)
随后，将参考图3说明上述复合型热交换器1中的各制冷剂的流动。
如图3所示，通过副散热器20冷却用于冷却强电类设备3的水冷用冷却水。通过该副散热器20冷却了的水冷用冷却水通过强电类设备3、接着通过水冷冷凝器30、流入副散热器20并且在副散热器20中被冷却。
另一方面，通过制冷循环的压缩机8升高到高温高压的空调用制冷剂首先流入水冷冷凝器30、与水冷用冷却水进行热交换并且被冷却。接着，通过水冷冷凝器30冷却了的空调用制冷剂流入气冷冷凝器40，在气冷冷凝器40中进行热交换、接着流出到蒸发器。
(比较评价)
随后，将参考图7至图9来说明图17中所示的作为比较例的复合型热交换器100和上述实施方式的复合型热交换器1之间的比较评价。图7的(a)是示出根据比较例的复合型热交换器100的水冷用冷却水和空调用制冷剂的流动的示意图，图7的(b)是示出根据比较例的复合型热交换器100的水冷用冷却水和空调用制冷剂的温度的示意图。图8的(a)是示出根据本实施方式的复合型热交换器1的水冷用冷却水和空调用制冷剂的流动的示意图，图8的(b)是示出根据本实施方式的复合型热交换器1的水冷用冷却水和空调用制冷剂的温度的示意图。
图9的(a)是示出根据比较例的复合型热交换器100的水冷用冷却水的温度状况的图表，图9的(b)是示出根据本实施方式的复合型热交换器1的水冷用冷却水的温度状况的图表。对于图9的(a)和图9的(b)的图表中的冷却水温度，简单示出作为大体评价的值，这些值自然与实际温度不同。
这里，当根据比较例的复合型热交换器100与根据本实施方式的复合型热交换器1相比时，已通过水冷冷凝器的水冷用冷却水的流动是不同的。具体地，在根据比较例的复合型热交换器100中，水冷冷凝器110仅设置于副散热器120的流出侧罐(参见图17)。通过副散热器120冷却了的水冷用冷却水通过水冷冷凝器110、接着流入强电类设备140。另一方面，来自压缩机的空调用制冷剂流入水冷冷凝器110、与水冷用冷却水进行热交换并且被冷却、接着流入气冷冷凝器130。
如图7的(a)和图7的(b)所示，在根据比较例的复合型热交换器100中，通过副散热器120的水冷用冷却水与通过气冷冷凝器130的空调用制冷剂在不同方向上流动。在这种情况下，通过副散热器120冷却了的水冷用冷却水在空调用制冷剂被气冷冷凝器130冷却之前接近空调用制冷剂，因而温度容易升高。
另外，如图9的(a)所示，通过副散热器20冷却了的水冷用冷却水(“a”点处的水温“3”)在通过水冷冷凝器110时被由压缩机8升高到高温高压的空调用制冷剂使该水冷用冷却水的温度升高。温度升高的该水冷用冷却水(“b”点处的水温“4.25”)流入强电类设备140。
另一方面，如图8的(a)和图8的(b)所示，在复合型热交换器1中，通过副散热器20的水冷用冷却水与通过气冷冷凝器40的空调用制冷剂在同一方向上流动。在这种情况下，通过副散热器20冷却了的水冷用冷却水与在被气冷冷凝器40冷却之前处于高温高压的空调用制冷剂分离，因而，与比较例相比，水冷用冷却水的温度不容易升高。
另外，如图9的(b)所示，通过副散热器20冷却了的水冷用冷却水的水温(“c”点处的水温“3”)比比较例中刚好在流入强电类设备140之前的水冷用冷却水的水温(图9的(a)中“b”点处的水温“4.25”)低。因而，通过副散热器20冷却了的水冷用冷却水在具有比比较例中刚好在流入强电类设备140之前的水冷用冷却水的水温低的水温状态下流入强电类设备3。同样，在这种情况下，通过气冷冷凝器40冷却之前的空调用制冷剂经由通过水冷冷凝器30被冷却。
(作用/效果)
在上述的本实施方式中，由于通过副散热器20冷却了的水冷用冷却水直接流入强电类设备3，因此能够有效地冷却强电类设备3。此外，还可以使空调用制冷剂在流入气冷冷凝器40之前通过水冷用冷却水冷却。如上所述，能够有效地冷却强电类设备3，同时在空调用制冷剂流入气冷冷凝器40之前被冷却了。
在本实施方式中，由于通过副散热器20的水冷用冷却水与通过气冷冷凝器40的空调用制冷剂在同一方向上流动，因而能够使水冷用冷却水和空调用制冷剂相互的热影响尽可能地小，并且能够有效地冷却强电类设备3。
在本实施方式中，由于主散热器10的宽度与副散热器20以及气冷冷凝器40的宽度大致相等，并且由于水冷冷凝器30设置于副散热器20的流入侧罐23，因此布局性能优异。
在本实施方式中，副散热器20的流入侧罐23和气冷冷凝器40的流入流出用罐42靠近主散热器10的流入侧罐12侧配置，副散热器20的流出侧罐22和气冷冷凝器40的液体侧罐43靠近主散热器10的流出侧罐13侧配置。结果，能够使发动机用冷却水、水冷用冷却水和空调用制冷剂互相的热影响尽可能小，能够进一步提高副散热器20的热交换效率。
特别地，副散热器20的流入侧罐23的流入部23in、气冷冷凝器40的流入流出用罐42的流入部42A以及主散热器10的未示出的流入部12A和未示出的流入侧罐12配置在相对于主散热器10的芯部(中心部)的相同侧。在主散热器10、副散热器20和气冷冷凝器40组装的状态下，流入部23in、流入部42A和流入部12A配置于复合型热交换器1的相同侧面侧。结果，能够使发动机用冷却水、水冷用冷却水和空调用制冷剂互相的热影响尽可能小，能够进一步增加主散热器10、副散热器20和气冷冷凝器40的热交换效率。
在本实施方式中，固定用爪23f和22f分别形成于流入侧罐23和流出侧罐22，固定用爪42f和43f分别形成于流入流出用罐42和液体侧罐43，固定用爪所固定的被固定部12a和13a分别设置于主散热器10的流入侧罐12和流出侧罐13。结果，仅通过将固定用爪23f、22f、42f和43f插入被固定部12a和13a，就能够容易地将组件70(副散热器20、水冷冷凝器30和气冷冷凝器40)组装到主散热器10，也提高了布局性能。
(第二实施方式)
将通过使用图10至图15说明根据第二实施方式的复合型热交换器201。复合型热交换器201的除了副散热器220、副散热器罐(以下称为流入流出用罐222(第一右侧罐)和U形回转罐223(第一左侧罐))以外的构造与第一实施方式的构造相同。与第一实施方式中相同的构造在附图中以相同的附图标记表示，将省略其说明，而仅说明不同的构造。
(复合型热交换器的构造)
首先，将参考附图来说明根据本实施方式的复合型热交换器201的构造。图10是示出根据本实施方式的复合型热交换器201的整体立体图。图11是示出根据本实施方式的复合型热交换器201的主视图。图12是示出适用了根据本实施方式的复合型热交换器201的热交换系统的构造图。
如图10至图12所示，副散热器220配置在主散热器10的冷却气体的上游面侧且还配置在上侧区域。副散热器220包括第一热交换部220A和第二热交换部220B。此外，副散热器220包括多个副散热器管221和副散热器罐(以下称为流入流出用罐222(第一右侧罐)和U形回转罐223)，水冷用冷却水通过副散热器管221并且与在副散热器管221外侧流动的冷却气体进行热交换，多个副散热器管221的两端分别连接到副散热器罐。
流入流出用罐222设置在副散热器20的一侧和水冷用冷却水流入和流出所在侧，U形回转罐223设置在副散热器20的另一侧。
第一热交换部220A构成多个副散热器管221的上侧区域。如图11所示，通过第一热交换部220A的水冷用冷却水从流入流出用罐222朝向U形回转罐223(第一左侧罐)流动。通过该第一热交换部220A冷却了的水冷用冷却水在U形回转罐223中与水冷冷凝器30进行热交换。
第二热交换部220B设置在第一热交换部220A的下侧并且构成多个副散热器管221的下侧区域。如图11所示，通过第二热交换部220B的水冷用冷却水从U形回转罐223朝向流入流出用罐222流动。通过该第二热交换部220B冷却了的水冷用冷却水用于冷却强电类设备3。
在副散热器220相对于主散热器10配置的状态下，副散热器220的U形回转罐223和气冷冷凝器40的流入流出用罐42靠近主散热器10的流入侧罐12侧配置。此外，副散热器220的流入流出用罐222和气冷冷凝器40的液体侧罐43靠近主散热器10的流出侧罐13侧配置。
在各流入流出用罐222和U形回转罐223上，分别设置具有大致L形的固定用爪222f和223f作为固定部。流入流出用罐222设置在水冷用冷却水流入和流出侧，形成水冷用冷却水流入的流入部222in和水冷用冷却水流出的流出部222out。
U形回转罐223使得水冷用冷却水从第一热交换部220A流出而流入第二热交换部220B。与第一实施方式中的流入侧罐23不同，U形回转罐223没有形成用于水冷用冷却水流入所通过的流入部23in(制冷剂入口)。其它构造与第一实施方式中的流入侧罐23的构造相同。
(水冷冷凝器的构造)
将水冷冷凝器30组装到副散热器220的U形回转罐223的方法与第一实施方式中将水冷冷凝器30组装到副散热器20的流入侧罐23的方法相同。水冷冷凝器30被收纳在U形回转罐223中。
(制冷剂的流动)
将参考图12说明上述复合型热交换器201中的制冷剂的流动。通过副散热器220冷却用于冷却强电类设备3的水冷用冷却水。
具体地，用于冷却强电类设备3的水冷用冷却水按照副散热器220的第一热交换部220A、水冷冷凝器30和副散热器220的第二热交换部220B的顺序循环，并且朝向强电类设备3流动。即，被第一热交换部220A冷却了的水冷用冷却水在水冷冷凝器30内与空调用制冷剂进行热交换。在水冷冷凝器30内进行热交换的水冷用冷却水接着在第二热交换部220B内进行热交换。通过第二热交换部220B进行热交换的水冷用冷却水接着用于冷却如车载设备的强电类设备3。其它与第一实施方式中的制冷剂的流动相同。
(比较评价)
随后，将说明图17所示的作为比较例的复合型热交换器100和上述本实施方式的复合型热交换器201之间的比较评价。将参考图13和图14说明比较评价。
图13是示出根据本实施方式的复合型热交换器201的水冷用冷却水和空调用制冷剂的流动的示意图。图14是示出根据本实施方式的复合型热交换器201的水冷用冷却水的温度状况的图表。对于图14的图表中的冷却水温度，简单示出作为大体评价的值，这些值自然与实际温度不同。
在第一实施方式的说明中，如使用图7的(a)、图7的(b)和图9的(a)说明地，在根据比较例的复合型热交换器100中，通过副散热器的水冷用冷却水与通过气冷冷凝器40的空调用制冷剂在不同方向上流动。在该比较例中，由副散热器120冷却了的水冷用冷却水的温度容易升高。
另一方面，如图13所示，在复合型热交换器201中，通过配置在气冷冷凝器40的上侧的第二热交换部220B的水冷用冷却水与通过气冷冷凝器40的空调用制冷剂在同一方向上流动。在这种情况下，通过第二热交换部220B冷却了的水冷用冷却水与被气冷冷凝器40冷却之前处于高温高压的空调用制冷剂间分离，因而与比较例相比水冷用冷却水的温度不容易升高。
另外，如图14所示，通过第一热交换部220A冷却是水冷用冷却水的温度经由通过水冷冷凝器30而升高。即，图14中“f”点处的水温“1.75”升高到图14中的“d”点处的水温“3.25”。温度已升高的该水冷用冷却水通过第二热交换部220B被冷却到图14中的“e”点处的水温“2.25”。与比较例中刚好在流入强电类设备140之前的水冷用冷却水的水温(图9的(a)中“b”点处的水温“4.25”)相比，该冷却后的水冷用冷却水的水温(“e”点处的水温“2.25”)较低。因而，通过副散热器220的热交换部220B冷却了的水冷用冷却水以比比较例中刚好在流入强电类设备140之前的水冷用冷却水的水温低的水温流入强电类设备3。即使在这种情况下，通过气冷冷凝器40冷却之前的空调用制冷剂可以经由通过水冷冷凝器30而被冷却。
(作用/效果)
在上述的本实施方式中，由于通过副散热器220的第二热交换部220B冷却了的水冷用冷却水直接流入强电类设备3，因此能够有效地冷却强电类设备3。此外，还能够通过由副散热器220的第一热交换部220A冷却了的水冷用冷却水冷却空调用制冷剂。结果，能够有效地冷却强电类设备3，同时在空调用制冷剂流入气冷冷凝器40之前冷却空调用制冷剂。
在本实施方式中，由于第一热交换部220A设置于第二热交换部220B的上侧(即，设置于一个副散热器220)，因此与各第一热交换部220A和第二热交换部220B分别是独立和单个的副散热器相比，布局性能更优异。
特别地，由于入口部222in和出口部222out形成于流入流出用罐222，因此，如图15所示，强电类设备3(例如，电气驱动源和诸如逆变器等的其它电气设备等)和泵6能够配置于流入流出用罐222侧。如果流出部在设置水冷冷凝器30的所在侧设置于罐上，用于将从该流出部流出的冷却水返回到泵侧(图15中的虚线部分)用的管线是必要的。然而，在本实施方式中，由于流入部222in和流出部222out形成于流入流出用罐222，因此不需要管线(图15中的虚线部分)。
在本实施方式中，由于通过配置于气冷冷凝器40的上侧的第二热交换部220B的水冷用冷却水与通过气冷冷凝器40的空调用制冷剂在同一方向上流动，因此能够使水冷用冷却水和空调用制冷剂互相的热影响尽可能地小，并且能够更有效地冷却强电类设备3。
在本实施方式中，由于主散热器10的宽度与副散热器220和气冷冷凝器40的宽度大致相等，并且由于水冷冷凝器30设置于副散热器220的U形回转罐223，因此其布局性能优异。
在本实施方式中，副散热器20的U形罐223和气冷冷凝器40的流入流出用罐42靠近主散热器10的流入侧罐12配置，副散热器220的流入流出用罐222和气冷冷凝器40的液体侧罐43靠近主散热器10的流出侧罐13配置。结果，能够使发动机用冷却水、水冷用冷却水以及空调用制冷剂互相的热影响尽可能地小，并且能够进一步提高副散热器220的热交换效率。
特别地，副散热器220的流入流出用罐222的流入部222in、气冷冷凝器40的流入流出用罐42的流入部42A以及主散热器10的未示出的流入部12A和未示出的流入侧罐12配置于主散热器10的芯部(中心部)的相同侧。在主散热器10、副散热器220和气冷冷凝器40组装的状态下，流入部222in、流入部42A和流入部12A配置于复合型热交换器1的相同侧面侧。结果，能够使发动机用冷却水、水冷用冷却水和空调用制冷剂互相的热影响尽可能地小，能够进一步提高主散热器10、副散热器220和气冷冷凝器40的热交换效率。
在本实施方式中，与第一实施方式同样地，仅通过将固定用爪222f、223f、42f和43f插入被固定部12a和13a，就能够容易地将组件70(副散热器220、水冷冷凝器30和气冷冷凝器40)组装到主散热器10，并且提高布局性能。
(第二实施方式的变型例)
随后，将参考附图来说明根据上述实施方式的复合型热交换器的变型例。图16是示出根据变型例的复合型热交换器301的水冷用冷却水和空调用制冷剂的流动的示意图。以相同的附图标记表示与根据上述实施方式的复合型热交换器201中相同的部分，并且将主要说明不同的部分。
在上述实施方式中，气冷冷凝器40邻接地配置于第二热交换部220B的下侧，通过第二热交换部220B的水冷用冷却水与通过气冷冷凝器40的空调用制冷剂在同一方向上流动。
另一方面，在变型例中，如图16所示，在副散热器320中，第二热交换部220B邻接地配置于第一热交换部220A的上侧。气冷冷凝器40邻接地配置于第一热交换部220A的下侧。即，第二热交换部220B隔着第一热交换部220A地配置在与气冷冷凝器40分离的位置处。即使在这种情况下，通过第二热交换部220B的水冷用冷却水与通过该气冷冷凝器40的空调用制冷剂在同一方向上流动。
在该变型例中，由于通过第二热交换部220B冷却了的水冷用冷却水在与气冷冷凝器40(处于高温高压的空调用制冷剂)分离的位置处流动，因此能够使水冷用冷却水和空调用制冷剂互相的热影响尽可能地小，并且能够进一步提高第二热交换部220B的热交换效率。
(其它实施方式)
以上说明了本发明的是实施方式，但便于理解本发明，仅示例性说明了这些实施方式，本发明不限于这些实施方式。本发明的技术范围不限于上述实施方式中说明的特定技术事项，还包括能够容易想到的各种变形、变更和替代技术。基于本公开内容，各种替代的实施方式、实施例和应用技术对于本领域的技术人员是显而易见的。
例如，本发明的实施方式可以改变如下。具体地，复合型热交换器1、201和301被说明为在混合电动车(HEV)中使用的复合型热交换器，除了发动机之外电气驱动源或包括诸如逆变器等的强电类设备等的其它电气设备也安装于混合电动车，但是不限于此，也可以用于其它车辆(例如，电动车辆(EV))。
此外，副散热器20、220和320以及气冷冷凝器40被说明为沿着与冷却气体的流动正交的方向配置在大致同一平面上，但是不限于此，也可以配置在略微偏移的位置处。
此外，副散热器20、220和320被说明为配置在气冷冷凝器40的上侧，但不限于此，气冷冷凝器40也可以配置在副散热器20、220和320的上侧。
此外，第一热交换部220A被说明为设置于第二热交换部220B的上侧或下侧(在实施方式中为上侧，在变型例中为下侧)，但是不限于此，第一热交换部220A和第二热交换部220B也可以是单独体。即，第一热交换部220A和第二热交换部220B可以是分别设置有管和一对罐的单个副散热器。
此外，第一热交换器220A和第二热交换器220B被说明为分别设置为一个，但不限于此，第一热交换器220A和第二热交换器220B可以交替地设置为多个(即，两个或更多个路径(多个回转))。
此外，通过副散热器20和第二热交换部220B的水冷用冷却水被说明为与通过气冷冷凝器40的空调用制冷剂在同一方向上流动，但不限于此，通过副散热器20和第二热交换部220B的水冷用冷却水可以与通过气冷冷凝器40的空调用制冷剂可以在不同的方向上流动。
此外，第三热交换器被说明为水冷冷凝器30，但不限于此，其可以是除了所述实施方式以外的水冷冷凝器或油冷却器。即，上述实施方式中说明的水冷冷凝器30自然仅为示例，水冷管31不必须由挤出成型形成，例如，可以是内翅片管(inner fin tube)、具有制冷剂通路的管或管体。
此外，水冷冷凝器30被说明为收纳在副散热器20的流入侧罐23内或副散热器220和320的U形回转罐223内，但不限于此。例如，水冷冷凝器30可以安装在副散热器20的流入侧罐23的周围或副散热器220和320的U形回转罐223的周围。
如上所述，本发明自然还包括此处没有说明的各种实施方式。因此，本发明的技术范围由根据基于上述说明的适当的权利要求的发明特定事项确定。
本申请要求2013年3月6日递交的日本特许愿第2013-043894号和2013年3月6日递交的日本特许愿第No.2013-043895号的优先权，两个申请的全部内容通过引用合并于该说明书中。
产业上的可利用性
根据本发明的特征，由于通过第一热交换器冷却了的第一制冷剂直接流到强电类设备中，因此能够有效地冷却强电类设备。此外，还能够在第一制冷剂流入第一热交换器之前的第一制冷剂冷却第二制冷剂。结果，能够有效地冷却强电类设备，同时空调用制冷剂在流入气冷冷凝器之前被冷却。
附图标记说明
1、201、301 复合型热交换器
3 强电类设备(车载设备)
10 主散热器(第四热交换器)
12 流入侧罐(第四流入侧罐)
12A 流入部
13 流出侧罐(第四流出侧罐)
12a、13a 被固定部
20、220 副散热器(第一热交换器)
21、221 副散热器管
22 流出侧罐(第一右侧罐)
23 流入侧罐(第一左侧罐)
23in、222in 流入部(制冷剂入口)
22out、222out 流出部(制冷剂出口)
22f、23f、222f、223f 固定用爪(固定部)
30 水冷冷凝器(第三热交换器)
40 气冷冷凝器(第二热交换器)
42 流入流出用罐(第二流入流出用罐)
42A 流入部(制冷剂入口)
43 液体侧罐(第二回转用罐)
42f、43f 固定用爪(固定部)
50 中继配管
60 液体罐
70 组件
220A 第一热交换部
220B 第二热交换部
222 流入流出用罐(第一右侧罐)
223 U形回转罐(第一左侧罐)

Claims (11)

1.一种复合型热交换器，其包括：
第一热交换器，所述第一热交换器用于冷却第一制冷剂；
第二热交换器，所述第二热交换器用于冷却与所述第一制冷剂不同的第二制冷剂；以及
第三热交换器，所述第三热交换器用于进行所述第一制冷剂和所述第二制冷剂之间的热交换，其中，
所述第一制冷剂在通过所述第三热交换器内时与所述第二制冷剂进行热交换；
在所述第三热交换器内进行了热交换的所述第一制冷剂在通过所述第一热交换器内时被冷却；
被所述第一热交换器冷却了的所述第一制冷剂用于冷却强电类设备；并且
在所述第三热交换器内进行了热交换的所述第二制冷剂通过所述第二热交换器内。
2.根据权利要求1所述的复合型热交换器，其特征在于，
所述第二热交换器配置于所述第一热交换器的上侧或下侧；并且
通过所述第一热交换器时的所述第一制冷剂与通过所述第二热交换器时的所述第二制冷剂在同一方向上流动。
3.根据权利要求1所述的复合型热交换器，其特征在于，
所述第一热交换器具有：
第一热交换部；以及
第二热交换部，所述第二热交换部设置于所述第一热交换部的上侧或下侧，并且
所述第一制冷剂在通过所述第一热交换部之后经由所述第三热交换器内而通过所述第二热交换部。
4.根据权利要求3所述的复合型热交换器，其特征在于，
所述第二热交换器与所述第二热交换部邻接地配置；并且
通过所述第二热交换部的所述第一制冷剂与通过所述第二热交换器的所述第二制冷剂在同一方向上流动。
5.根据权利要求3所述的复合型热交换器，其特征在于，
所述第二热交换部与所述第一热交换部邻接地配置；并且
所述第二热交换部隔着所述第一热交换部地配置在与所述第二热交换器分离的位置处。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的复合型热交换器，其特征在于，
所述第一热交换器包括：
第一右侧罐，所述第一右侧罐设置于所述第一热交换器的一侧且设置于所述第一制冷剂流出侧；以及
第一左侧罐，所述第一左侧罐设置于所述第一热交换器的另一侧。
7.根据权利要求6所述的复合型热交换器，其特征在于，
所述第三热交换器设置于所述第一左侧罐内。
8.根据权利要求6或7所述的复合型热交换器，其特征在于，所述复合型热交换器还包括：
第四热交换器，所述第四热交换器设置于通过所述第一热交换器和所述第二热交换器时的冷却气体的下游侧，其中，
所述第一左侧罐和所述第二热交换器的第二流入流出用罐互相靠近地固定到所述第四热交换器的第四流入侧罐；并且
所述第一右侧罐和所述第二热交换器的第二回转用罐互相靠近地固定到所述第四热交换器的第四流出侧罐。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的复合型热交换器，其特征在于，所述复合型热交换器还包括：
第四热交换器，所述第四热交换器设置于通过所述第一热交换器和所述第二热交换器时的冷却气体的下游侧。
10.根据权利要求8或9所述的复合型热交换器，其特征在于，
所述第一热交换器和所述第二热交换器分别具有固定部；并且
所述第四热交换器具有被固定部，所述固定部分别固定到所述被固定部。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的复合型热交换器，其特征在于，
所述第一热交换器的制冷剂入口、
所述第二热交换器的制冷剂入口、以及
所述第四热交换器的制冷剂入口配置于相对于所述第四热交换器的芯部的同一侧。
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