JP2008180485A

JP2008180485A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2008180485A
Application number: JP2007149666A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Kaitani; 雄一回谷
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2007-06-05
Publication date: 2008-08-07
Also published as: JP2008180486A

Abstract

【課題】第１冷媒と第２冷媒との熱交換を行えるよりコンパクトな熱交換器を得る。
【解決手段】サブラジエータ４およびコンデンサ５の間に、サブラジエータ４に接続されて前記第１冷媒が流通する第１流路１８ａと、コンデンサ５に接続されて第２冷媒が流通する第２流路１８ｂとを有して当該第１冷媒と前記第２冷媒との熱交換を行う水冷コンデンサ６を設けた。
【選択図】図５

Description

本発明は、第１冷媒を冷却する第１熱交換ユニットおよび第２冷媒を冷却する第２熱交換ユニットを備えた車両用の熱交換器に関する。

従来、交互に積層される複数組の放熱フィンおよびチューブと、当該チューブの両端がそれぞれ連結される一対のタンクとを有して車両駆動装置用の冷却水を空気で冷却する第１熱交換ユニット、および前記の冷却水と空調用冷媒との熱交換を行う第２熱交換ユニットを備えるとともに、第１熱交換ユニットのタンク内に、前記の空調用媒体の流体通路を設けて、この流体通路を流通する高温の空調用冷媒を、前記のタンク内を流通する低温の冷却水により冷却した後、空調用冷媒を第２熱交換ユニットで二次的に冷却する熱交換器が提案されている。（例えば特許文献１）。
特開２００６−１６２１７６号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載されている従来技術では、第１熱交換ユニットのタンク内に空調用媒体の流体通路が内蔵されているため、前記のタンクが前後、左右、および上下のいずれかの方向、もしくは全ての方向に大型化し、これに伴って、例えばエンジン室内で隣接して配置される空調用コンデンサ、ラジエータ等の他の熱交換器との間の隙間を拡大する必要があり、レイアウトの面で不利になるという問題があった。また、第１熱交換ユニットのタンクの構造が複雑になるため、組立て性や接合部のロウ付け性が劣るという問題もあった。

そこで、本発明は、第１冷媒と第２冷媒との熱交換を行えるよりコンパクトな熱交換器を得ることを目的とする。

請求項１の発明は、第１冷媒を冷却する第１熱交換ユニット（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）および第２冷媒を冷却する第２熱交換ユニット（５，５Ｂ）を備えるとともに、これらの第１熱交換ユニット（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）および第２熱交換ユニット（５，５Ｂ）が、それぞれ積層される複数の放熱フィン（７，１２）およびチューブ（８，１３）と、該チューブ（８，１３）の両端がそれぞれ連結される一対のタンク（９ａ，９ｂ，１４ａ，１４ｂ）とを有する熱交換器において、前記第１熱交換ユニット（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）に接続されて前記第１冷媒が流通する第１流路（１８ａ，２２ｊ）と前記第２熱交換ユニット（５，５Ｂ）に接続されて前記第２冷媒が流通する第２流路（１８ｂ，２２ｋ）とを有して当該第１冷媒と前記第２冷媒との熱交換を行う第３熱交換ユニット（６，６Ｂ，６Ｃ）を、前記第１熱交換ユニット（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）と第２熱交換ユニット（５，５Ｂ）との間に設けたことを特徴とする。

請求項２の発明は、前記第３熱交換ユニット（６，６Ｂ，６Ｃ）は、外側の管状部材（１６，１６Ｂ，１６Ｃ）と内側の管状部材（１３ａ，２１）とを有する二重管構成を有し、外側の管状部材（１６，１６Ｂ，１６Ｃ）内に第１冷媒および第２冷媒のうち一方を導入し、内側の管状部材（１３ａ，２１）内に他方を導入したことを特徴とする。

請求項３の発明は、前記第３熱交換ユニット（６，６Ｂ，６Ｃ）が、第１熱交換ユニット（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）または第２熱交換ユニット（５，５Ｂ）のうちいずれか一方に一体化されたことを特徴とする。

請求項４の発明は、前記第３熱交換ユニット（６，６Ｂ，６Ｃ）が、第１熱交換ユニット（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）および第２熱交換ユニット（５，５Ｂ）とは独立したユニットとして構成されたことを特徴とする。

請求項５の発明は、前記第３熱交換ユニット（６，６Ｂ，６Ｃ）は、外側の管状部材（１６，１６Ｂ，１６Ｃ）の長手方向両端部にタンク（２２ａ，２２ｂ）を有し、第１熱交換ユニット（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）、第２熱交換ユニット（５，５Ｂ）、および第３熱交換ユニット（６，６Ｂ，６Ｃ）のタンク（９ａ，９ｂ，１４ａ，１４ｂ，２２ａ，２２ｂ）同士が結合されて一体化されたことを特徴とする。

請求項６の発明は、前記外側の管状部材（１６，１６Ｂ，１６Ｃ）と内側の管状部材（１３ａ，２１）とで、冷媒を相互に対向する方向に流通させたことを特徴とする。

請求項７の発明は、前記第１冷媒は、車両走行用電動機（２）を冷却する冷却水であって、前記第２冷媒は、車室内空調装置で用いられる空調用冷媒であることを特徴とする。

請求項８の発明は、前記第１冷媒は、過給空気を冷却する冷却水であって、前記第２冷媒は、車室内空調装置で用いられる空調用冷媒であることを特徴とする。

請求項９の発明は、第３熱交換ユニット（６，６Ｂ，６Ｃ）では、第１熱交換ユニット（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）から排出された後の第１冷媒と、第２熱交換ユニット（５，５Ｂ）に導入される前の第２冷媒とを熱交換させることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、第３熱交換ユニットが第１熱交換ユニットと第２熱交換ユニットの間に介在する構成としたため、第１熱交換ユニットのタンク内で第１媒体と第２媒体の熱交換を行う構成を有する従来例と比べて、当該タンク、ひいては全体的に小型化を図ることができる。また、一般に、この種の熱交換器では、放熱フィンおよびチューブに沿う方向が積層方向よりも長いから、かかる構成によれば、第３熱交換ユニットが放熱フィンおよびチューブに沿う方向に延設することになって、その分、従来のように第１熱交換ユニットのタンク内で熱交換を行わせる場合に比べて、所要の熱交換区間を確保しやすくなり、ひいては、第３熱交換ユニットの断面積が拡大するのを抑制できて、この点でも、より小型化することが可能となる。

請求項２の発明によれば、二重管構成としたことで、第３熱交換ユニットを比較的コンパクトで簡素な構成とすることができる。

請求項３の発明によれば、第３熱交換ユニットが第１熱交換ユニットまたは第２熱交換ユニットに一体化されているため、全体の組み付け作業をより容易かつより迅速に行うことができる。

請求項４の発明によれば、第３熱交換ユニットを第１熱交換ユニットおよび第２熱交換ユニットと別個独立に構成したため、第１熱交換ユニットおよび第２熱交換ユニットを既存の製造設備および製造工程から大きく変更することなくより容易に製造することができ、製造コストの上昇を抑制できる。

請求項５の発明によれば、タンク同士を結合したため、全熱交換ユニットをより強固に結合することができる。

請求項６の発明によれば、冷媒を相互に対向する方向に流通させることで、冷媒同士の最大温度差を高めて、熱交換効率を高めることができる。

請求項７の発明によれば、本発明にかかる熱交換器を電動機と空調装置とを備える車両に適用することができる。

請求項８の発明によれば、本発明にかかる熱交換器を内燃機関の過給機と空調装置とを備える車両に適用することができる。

請求項９の発明によれば、冷媒同士の最大温度差を高めて、熱交換効率を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態にかかる熱交換器を図に基づいて説明する。

（第１実施形態）図１は、本発明の第１実施形態にかかる熱交換器を示すブロック図、図２は、熱交換器の斜視図、図３は、熱交換器の正面図、図４は、熱交換器の組立て前の状態を示す縦断面図、図５は、熱交換器の組立て後の状態を示す縦断面図である。

図１および図２に示すように、本実施形態にかかる熱交換器１は、例えば図示しない内燃機関および電動機２を車両駆動装置として備えたハイブリット電気自動車等に設けられるものであって、内燃機関用の冷却水を空気で冷却するラジエータ３と、電動機２や電子部品用の冷却水（第１冷媒）を空気で冷却するサブラジエータ（第１熱交換ユニット）４と、空調用冷媒（第２冷媒）を冷却するコンデンサ（第２熱交換ユニット）５と、冷却水で空調用冷媒を冷却する水冷コンデンサ部（第３熱交換ユニット）６とを備えている。具体的には、図２に示すように、ラジエータ３の冷却風方向の上流側で、下側から、コンデンサ５、水冷コンデンサ６、およびサブラジエータ４の順に設けられている。

内燃機関とラジエータ３との間では、ポンプ（図示せず）の作動によって冷却水が循環する。また、電動機２とサブラジエータ４との間では、他のポンプＰの作動によって冷却水が循環し、流入管４ａを介してサブラジエータ４に冷却水が流入するとともに、流出管４ｂを介してサブラジエータ４から冷却水が流出する。

一方、車室内空調装置（図示せず）、水冷コンデンサ６、およびコンデンサ５の間では空調用冷媒が循環し、車室内空調装置の圧縮機（コンプレッサ）から吐出された高圧高温の冷媒が、入口部５ａから水冷コンデンサ６を経てコンデンサ５に導入され、冷却された冷媒が出口部５ｂを介して空調装置のエバポレータへ向けて流出する。

サブラジエータ４は、上下方向へ交互に積層される複数組の放熱フィン７および扁平チューブ（チューブ）８と、該扁平チューブ８の両端がそれぞれ連結される一対のタンク９ａ，９ｂと、放熱フィン７および扁平チューブ８の積層方向の上端部を補強する補強部材１０と、放熱フィン７および扁平チューブ８の積層方向の下端部に配置される矩形状の戻り管１１とから構成されている。この戻り管１１は、図４に示すように、両端がそれぞれ一対のタンク９ａ，９ｂに連結されるとともに、長手方向の中間部に仕切り板１１ａを有し、両端近傍に、コンデンサ５側と連通する下向きの連通口１１ｂ，１１ｃが形成されている。また、一対のタンク９ａ，９ｂ下端のパッチエンド９ｃには、下向きの凹部９ｄが形成されるとともに、一方のタンク９ａは仕切り板９ｅで仕切られており、扁平チューブ８へ流入する比較的高温の冷却水の流入路９ｆと、戻り管１１を介して戻される比較的低温の冷却水の流出路９ｇとに分離されている。

コンデンサ５は、上下方向へ積層される複数の放熱フィン１２および扁平チューブ（チューブ）１３と、該扁平チューブ１３の両端がそれぞれ連結される一対のタンク１４ａ，１４ｂと、放熱フィン１２および扁平チューブ１３の積層方向の下端部を補強する補強部材１５とから構成されている。一対のタンク１４ａ，１４ｂの上端は、サブラジエータ４のパッチエンド９ｃの凹部９ｄに嵌入可能である。一方のタンク１４ａは仕切り板１４ｃで仕切られており、比較的高温の冷媒の流入路１４ｄと比較的低温の冷媒の流出路１４ｅとに分離されている。

水冷コンデンサ６は、コンデンサ５の複数本のチューブ１３のうち、放熱フィン１２およびチューブ１３の積層方向の上端部に配置される一部、例えば４本の扁平チューブ（内側の管状部材）１３ａを収容する矩形管（外側の管状部材）１６を備えている。この矩形管１６の両端は、それぞれコンデンサ５のタンク１４ａ，１４ｂに固定されるとともに、矩形管１６の両端面とタンク１４ａ，１４ｂの当接面とがロウ付けにより密閉される。また、矩形管１６の両端近傍には、それぞれアダプタ１７ａ，１７ｂを介してサブラジエータ４の連通口１１ｂ，１１ｃと連通する一対の連通口１６ａ，１６ｂが形成されている。なお、上記の矩形管１６に収容された扁平チューブ１３ａ間には放熱フィン１２が設けられていないが、矩形管１６より下方のチューブ１３ｂ間には放熱フィン１２が介設されている。また、矩形管１６の内部かつ扁平チューブ１３ａの外部が、冷却水が流通する第１流路１８ａとなり、４本の扁平チューブ１３ａの内部が、空調用冷媒が流通する第２流路１８ｂとなっている。

この第１実施形態にあっては、各接合部の少なくとも一方に、ロウ材を皮材とするクラッド材を使用するか、または、あらかじめペースト状のロウ材などを塗布しておき、サブラジエータ４、コンデンサ５、および水冷コンデンサ６をそれぞれ組み立てる。そして、コンデンサ５のタンク１４ａ，１４ｂの上端をサブラジエータ４のタンク９ａ，９ｂ下側の凹部９ｄに嵌入する一方、矩形管１６の両端近傍の連通口１６ａ，１６ｂとサブラジエータ４の連通口１１ｂ，１１ｃとの間にそれぞれアダプタ１７ａ，１７ｂを設けた後、サブラジエータ４とコンデンサ５との隙間に図示しないロウ付け治具を挿入して、サブラジエータ４とコンデンサ５とを積層方向へそれぞれ別個の圧縮力で圧縮した状態で、各接合部をロウ付けして連結する。

電動機２を冷却した比較的高温の冷却水は、流入管４ａを介してサブラジエータ４の一方のタンク９ａの流入路９ｆに流入して各扁平チューブ８内を図３の左方向へ流通し、その際に冷却風により冷却された後、上記の冷却水は他方のタンク９ｂでターンして戻り管１１、一方の連通口１１ｂおよびアダプタ１７ａを介して一方の連通口１６ａより矩形管１６の一端側に流入して他端側へ流通する。次いで、冷却水は、矩形管１６の他端から他方の連通口１６ｂ、アダプタ１７ｂ、他方の連通口１１ｃおよび戻り管１１を介して一方のタンク９ａの流出路９ｇに戻り、流出管４ｂを介して流出する。

一方、空調装置の圧縮機から吐出された高圧高温の冷媒は、ガスの状態で入口部５ａを介して水冷コンデンサ６のタンク１４ａの流入路１４ｄに流入した後、４本の扁平チューブ１３ａ内を流通する。その際に、矩形管１６内を比較的低温の冷却水が流通するので、この冷却水により扁平チューブ１３ａを介して冷媒の放熱が行なわれて過熱度が減少した状態、もしくは一部飽和域に入った状態にて他方のタンク１４ｂでターンし、コンデンサ５の他の扁平チューブ１３ｂを流通する際にさらに冷却されて一方のタンク１４ａの流出路１４ｅに戻り、この冷却された冷媒が出口部５ｂを介して流出する。

以上の第１実施形態によれば、水冷コンデンサ６がコンデンサ５とサブラジエータ４との間に介在する構成としたため、コンデンサあるいはサブラジエータのタンク内で冷却水と冷媒との熱交換を行う従来例と比べて、当該タンク、ひいては熱交換器１全体の小型化を図ることができる。また、一般に、この種の熱交換器では、放熱フィン１２および扁平チューブ１３ａに沿う方向が積層方向よりも長いから、かかる構成によれば、水冷コンデンサ６が放熱フィン７，１２および扁平チューブ８，１３に沿う方向に延設することになって、その分、従来のようにコンデンサあるいはサブラジエータのタンク内で熱交換を行わせる場合に比べて、所要の熱交換区間を確保しやすくなり、ひいては、矩形管１６の断面積が拡大するのを抑制できて、この点でも小型化に資することになる。

また、コンデンサあるいはサブラジエータのタンクを上記従来技術に比べて小さくできる分、当該タンクに隣接して設けられる放熱フィン７，１２および扁平チューブ８，１３を長くすることができ、熱交換効率を高めることができる。

さらに、サブラジエータ４が冷却風の下流側に突出していないので、冷却風の下流側に隣接するラジエータ３との距離を減少でき、さらに、サブラジエータ４の高さ寸法も比較的小さく、下方で隣接するコンデンサ５との距離を減少できるので、この点でもレイアウト上、有利である。

また、第１実施形態にあっては、車両走行用電動機２を冷却する冷却水をサブラジエータ４で冷却し、ラジエータ３と併用するので、これらのラジエータ３およびサブラジエータ４をそれぞれ小型化することができる。同様に、車室内空調装置で用いられる空調用冷媒を水冷コンデンサ６およびコンデンサ５で冷却するので、水冷コンデンサ６およびコンデンサ５をそれぞれ小型化することができる。

また、第１実施形態にあっては、サブラジエータ４で冷却された比較的低温の冷却水が水冷コンデンサ６の矩形管１６に流入するとともに、この矩形管１６に収容された一部のチューブ１３ａに、車室内空調装置の圧縮機より吐出された高温高圧の空調用冷媒が流入するので、これらの冷却水と空調用冷媒との温度差を高めることができ、水冷コンデンサ６における熱交換効率を高めることができる。かかる効果は、冷却水と空調用冷媒との流通方向を相互に対向させることで、より一層高めることができる。

なお、一般に空冷型より水冷型の熱伝達が大幅に良く、その分、小型化できるが、冷媒凝縮温度と冷却水との温度差が比較的小さいため、冷却水にて冷媒を完全に凝縮させる場合、冷却水を冷却するサブラジエータ４を大型にする必要がある。しかし、本実施形態では、上述したように水冷コンデンサ６で冷却水と空調用冷媒との温度差を大きくして効率を良くするとともに、コンデンサ５を併用することで、小型化を可能としている。

また、この第１実施形態にあっては、サブラジエータ４のタンク９ａ，９ｂとコンデンサ５のタンク１４ａ，１４ｂとをロウ付けにより結合することにより、サブラジエータ４とコンデンサ５とを強固に結合することができ、結合用ブラケットなどを特に必要とせずに簡易な結合構造とすることができる。さらに、サブラジエータ４のタンク９ａ，９ｂとコンデンサ５のタンク１４ａ，１４ｂとでパッチエンド９ｃを共用できるので、この点でも部品点数を削減することができる。

また、第１実施形態にあっては、コンデンサ５の放熱フィン１２および扁平チューブ１３の積層方向の上端部に、一部の扁平チューブ１３ａを収容する矩形管１６を配置したので、従来の組付け順序、組付け方法、およびロウ付け時の拘束方法をほとんど変更することなくコンデンサ５の組付けを行うことができるとともに、コンデンサ５の接合部も従来の構造とほぼ同様であることから、接合部のロウ付け性を損なうことなく気密を確保できる。また、複数組の放熱フィン１２および扁平チューブ１３を積層方向の途中に水冷コンデンサ６を設ける場合と比べて、サブラジエータ４を容易に製作することができる。さらに、上記の矩形管１６が、比較的大きい内部断面積および曲げ強度を有するので、放熱フィン１２および扁平チューブ１３の下端を補強する補強部材１５と同様の補強部材としての役割を果たすことができ、この点でも部品点数を削減できるとともに、スペースの有効活用を図ることができる。

また、第１実施形態にあっては、サブラジエータ４とコンデンサ５との間にロウ付け治具を挿入する隙間を設けて、このロウ付け治具を用いてサブラジエータ４とコンデンサ５とを積層方向へそれぞれ別個の圧縮力で適正に圧縮することができるので、コンデンサ５の圧縮不足に伴う放熱フィン１２および扁平チューブ１３間のロウ付け不良を防止できるとともに、サブラジエータ４の圧縮過多に伴う扁平チューブ８の座屈を防止できる。

（第２実施形態）図６は、本発明の第２実施形態にかかる熱交換器の組立て前の状態を示す縦断面図、図７は、熱交換器の組立て後の状態を示す縦断面図である。なお、本実施形態にかかる熱交換器１Ａは、上記第１実施形態にかかる熱交換器１と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素には共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。

本実施形態の熱交換器１Ａでは、サブラジエータ４Ａに、放熱フィン７および扁平チューブ８の積層方向の下端部を補強する補強部材１０Ａが設けられており、一対のタンク９ａ，９ｂの下端のパッチエンド９ｃに、下方へ突出し、矩形管１６の両端近傍の連通口１６ａ，１６ｂと連通する連通管９ｈ，９ｉが設けられている。サブラジエータ４Ａの一方のタンク９ａは、最下部の扁平チューブ８より上部の高さ位置で仕切り板９ｅにより仕切られているため、他方のタンク９ｂから冷却水の一部が、矩形管１６を流通することなく最下部の扁平チューブ８を介して一方のタンク９ａへ戻る。

このように構成した第２実施形態では、上述した第１実施形態と同様の効果に加えて、サブラジエータ４Ａの放熱フィン７および扁平チューブ８の積層方向の下端部に戻り管１１を設ける代わりに、サブラジエータ４Ａのタンク９ａ，９ｂ下端のパッチエンド９ｃに、矩形管１６の両端近傍の連通口１６ａ，１６ｂと連通する連通管９ｈ，９ｉを設けたので、上記の冷却水が流通する経路を比較的簡易なものとすることができ、組付け性を向上させることができる。また、矩形管１６の両端近傍の連通口１６ａ，１６ｂ間の距離を長く設定することができるので、これらの連通口１６ａ，１６ｂ間を流通する冷却水の冷却効果を高めることができる。

（第３実施形態）図８は、本発明の第３実施形態にかかる熱交換器の斜視図、図９は、熱交換器の正面図、図１０は、熱交換器の組立て前の状態を示す縦断面図、図１１は、熱交換器の組立て後の状態を示す縦断面図である。なお、本実施形態にかかる熱交換器１Ｂは、上記第１または第２実施形態にかかる熱交換器１，１Ａと同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素には共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。

本実施形態では、水冷コンデンサ（第３熱交換ユニット）６Ｂは、上記の放熱フィン７、１２および扁平チューブ８，１３に沿って延びる矩形管（外側の管状部材）１６Ｂと、この矩形管１６Ｂに収容される複数本の扁平チューブ（内側の管状部材）２１と、矩形管１６Ｂの両端に固定されて扁平チューブ２１の両端が連結される一対のタンク２２ａ，２２ｂとから構成されている。特徴的には、本実施形態では水冷コンデンサ６Ｂは、サブラジエータ４Ｂおよびコンデンサ５Ｂとは別個独立してサブアセンブリされており、サブラジエータ４Ｂ、コンデンサ５Ｂ、および水冷コンデンサ６Ｂを組み立てることで、熱交換器１Ｂが構成される。

水冷コンデンサ６Ｂの二つのタンク２２ａ，２２ｂのうち一方のタンク２２ａには、車室内空調装置の圧縮機からの空調用冷媒が流入する上記の入口部５ａと、上向きの連通口２２ｃと、下向きの凹部２２ｄと、扁平チューブ２１の一端が挿通される隔壁板２２ｅとが設けられる。他方のタンク２２ｂには、上向きの連通口２２ｆと、下向きの連通口２２ｇと、扁平チューブ２１の他端が挿通される隔壁板２２ｈとが設けられる。

タンク２２ａ，２２ｂの上部には、サブラジエータ４Ｂのタンク９ａ，９ｂの下端がそれぞれ固定されて、各当接面がロウ付けにより密閉される。この状態でタンク２２ａ，２２ｂは、それぞれ連通口２２ｃ，２２ｆを介してサブラジエータ４Ｂのタンク９ａ，９ｂと連通している。また、タンク２２ａの凹部２２ｄにはコンデンサ５Ｂのタンク１４ａの上端が嵌合され、タンク２２ｂの連通口２２ｇにはコンデンサ５Ｂのタンク１４ｂの上端が嵌合されるとともに、各当接面がロウ付けにより密閉されている。この状態でコンデンサ５Ｂのタンク１４ｂは連通口２２ｇを介してタンク２２ｂと連通している。なお、矩形管１６Ｂの内部かつ扁平チューブ２１の外部が、冷却水が流通する第１流路２２ｊとなり、４本の扁平チューブ２１の内部が、空調用冷媒が流通する第２流路２２ｋとなっている。また、扁平チューブ２１の両端が挿通される隔壁板２２ｅ，２２ｈによって、上記の第１流路２２ｊがタンク２２ａ，２２ｂ内部から隔離されている。

この第３実施形態にあっても、サブラジエータ４Ｂ、コンデンサ５Ｂ、および水冷コンデンサ６Ｂの各接合部は、上記各実施形態と同様に、ロウ付けによって相互に結合される。このとき、本実施形態では、対応するタンク（９ａ，２２ａ，４ａおよび９ｂ，２２ｂ，４ｂ）同士を相互に結合する構成となっているため、扁平チューブやフィンに殆ど影響を及ぼすことなく、強固に結合することが可能となる。

電動機２を冷却した比較的高温の冷却水は、流入管４ａを介してサブラジエータ４Ｂの一方のタンク９ａの流入路９ｆに流入して各扁平チューブ８内を図１１の左方向へ流通し、その際に冷却風により冷却された後、上記の冷却水は他方のタンク９ｂでターンして、連通口２２ｆを介して矩形管１６Ｂ内の第１流路２２ｊへ流入するとともに、図１１の右方向へ流通した後、タンク２２ａの連通口２２ｃを介してタンク９ａの下側の流出路９ｇを通って流出管４ｂより流出する。

一方、空調装置の圧縮機から吐出された高圧高温の冷媒は、ガスの状態で水冷コンデンサ６Ｂの入口部５ａを介してタンク２２ａ内に流入した後、扁平チューブ２１内を図１１の左方向へ流動して、他方のタンク２２ｂ内を通り、連通口２２ｇを介してコンデンサ５Ｂのタンク１４ｂ内へ流入する。その際に、矩形管１６Ｂ内の第１流路２２ｊを比較的低温の冷却水が流通するので、この冷却水により扁平チューブ２１を介して冷媒の放熱が行なわれて過熱度が減少した状態、もしくは一部飽和域に入った状態にて他方のコンデンサ５Ｂのタンク１４ｂでターンし、コンデンサ５Ｂの扁平チューブ１３を流通する際にさらに冷却されて一方のコンデンサ５Ｂのタンク１４ａに戻り、この冷却された冷媒が出口部５ｂを介して流出する。

以上の第３実施形態によれば、上述した第１，第２実施形態と同様の効果に加えて、水冷コンデンサ６Ｂをサブラジエータ４Ｂおよびコンデンサ５Ｂと別個独立に構成したため、サブラジエータ４Ｂおよびコンデンサ５Ｂを既存の製造設備および製造工程から大きく変更することなくより容易に製造することができ、製造コストの上昇を抑制できる。

また、この第３実施形態によれば、タンク（９ａ，２２ａ，４ａおよび９ｂ，２２ｂ，４ｂ）同士を相互に結合したため、サブラジエータ４Ｂ、コンデンサ５Ｂ、および水冷コンデンサ６Ｂをより強固に結合することができる。

そして、この第３実施形態にあっては、従来の組付け手順、組付け方法、およびロウ付け時の拘束方法等を殆ど変更することなくサブラジエータ４Ｂおよびコンデンサ５Ｂのサブアセンブリを行うことができる。また、サブラジエータ４Ｂおよびコンデンサ５Ｂの接合部も従来の構造とほぼ同様であることから、接合部のロウ付け性および気密について信頼性を高くすることができる。また、結合用ブラケットなどを特に必要とせずに簡易な結合構造とすることができる。さらに、サブラジエータ４Ｂのタンク９ａ，９ｂ下端用のパッチエンド、およびコンデンサ５Ｂのタンク１４ａ，１４ｂ上端用のパッチエンドを省略できるので、部品点数を削減することができる。

（第４実施形態）図１２は、本発明の第４実施形態にかかる熱交換器の組立て前の状態を示す縦断面図である。なお、本実施形態にかかる熱交換器１Ｃは、上記第３実施形態にかかる熱交換器１Ｂと同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素には共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。

本実施形態では、水冷コンデンサ６Ｃの入口部５ａに、流入管２３が取付けられ、タンク２２ａに、矩形管１６Ｃ内の第１流路２２ｊから冷却水が流出する流出管２４が接続されている。

この第４実施形態では、電動機２を冷却した比較的高温の冷却水は、サブラジエータ４Ｃで冷却風により冷却された後、サブラジエータ４Ｃのタンク９ｂから水冷コンデンサ６Ｃのタンク２２ｂの連通口２２ｆを介して矩形管１６Ｃ内の第１流路２２ｊへ流入し、図１２の右方向へ流動してタンク２２ａの流出管２４より流出する。一方、空調装置の圧縮機から吐出された高圧高温の冷媒は、流入管２３および入口部５ａを介して水冷コンデンサ６Ｃのタンク２２ａ内に流入し、扁平チューブ２１内を図１２の左方向へ流動する。

このように構成した第４実施形態では、上述した第３実施形態と同様の効果に加えて、水冷コンデンサ６Ｃのタンク２２ａに矩形管１６Ｃ内の第１流路２２ｊから冷却水が流出する流出管２４を設けたので、タンク２２ａの形状をより簡素に構成できるとともに、冷却水の通路抵抗を減少させて冷却水の流量を増加させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、水冷コンデンサの扁平チューブの姿勢は、幅方向が水平であってもよいし鉛直であってもよい。

また、外側の管状部材内に内側の管状部材として扁平チューブを複数収容する場合、それら扁平チューブ同士の間隔を保つため、ビード（凸部）付きのものにするのが好ましく、このビード付きの代わりに、扁平チューブ間にフィン等の部品を挟み込んでもよい。さらに、扁平チューブの代わりに、円筒状チューブや他の断面形状のチューブを用いることもでき、あるいは、矩形管と一体に押出し成形されたチューブを用いることにより、部品点数の削減や組付け性の向上を図ることも可能である。

また、冷却水や冷媒の流量等は、第３熱交換ユニットにおける熱交換特性や流路抵抗によって適宜に決定されるべきであることは言うまでもない。

本発明の第１実施形態にかかる熱交換器を示すブロック図である。本発明の第１実施形態にかかる熱交換器の斜視図である。本発明の第１実施形態にかかる熱交換器の正面図である。本発明の第１実施形態にかかる熱交換器の組立て前の状態を示す縦断面図である。本発明の第１実施形態にかかる熱交換器の組立て後の状態を示す縦断面図である。本発明の第２実施形態にかかる熱交換器の組立て前の状態を示す縦断面図である。本発明の第２実施形態にかかる熱交換器の組立て後の状態を示す縦断面図である。本発明の第３実施形態にかかる熱交換器の斜視図である。本発明の第３実施形態にかかる熱交換器の正面図である。本発明の第３実施形態にかかる熱交換器の組立て前の状態を示す縦断面図である。本発明の第３実施形態にかかる熱交換器の組立て後の状態を示す縦断面図である。本発明の第４実施形態にかかる熱交換器の組立て前の状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ熱交換器
２電動機（車両駆動装置）
３ラジエータ
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃサブラジエータ（第１熱交換ユニット）
５，５Ｂコンデンサ（第２熱交換ユニット）
６，６Ｂ，６Ｃ水冷コンデンサ部（第３熱交換ユニット）
７，１２放熱フィン
８，１３扁平チューブ（チューブ）
９ａ，９ｂ（第一の熱交換器の）タンク
１３ａ，２１扁平チューブ（内側の管状部材）
１４ａ，１４ｂ（第二の熱交換器の）タンク
１６，１６Ｂ，１６Ｃ矩形管（外側の管状部材）
１６ａ，１６ｂ連通口
１８ａ，２２ｊ第１流路
１８ｂ，２２ｋ第２流路
２２ａ，２２ｂ（第三の熱交換器の）タンク

Claims

第１冷媒を冷却する第１熱交換ユニット（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）および第２冷媒を冷却する第２熱交換ユニット（５，５Ｂ）を備えるとともに、これらの第１熱交換ユニット（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）および第２熱交換ユニット（５，５Ｂ）が、それぞれ積層される複数の放熱フィン（７，１２）およびチューブ（８，１３）と、該チューブ（８，１３）の両端がそれぞれ連結される一対のタンク（９ａ，９ｂ，１４ａ，１４ｂ）とを有する熱交換器において、
前記第１熱交換ユニット（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）に接続されて前記第１冷媒が流通する第１流路（１８ａ，２２ｊ）と前記第２熱交換ユニット（５，５Ｂ）に接続されて前記第２冷媒が流通する第２流路（１８ｂ，２２ｋ）とを有して当該第１冷媒と前記第２冷媒との熱交換を行う第３熱交換ユニット（６，６Ｂ，６Ｃ）を、前記第１熱交換ユニット（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）と第２熱交換ユニット（５，５Ｂ）との間に設けたことを特徴とする熱交換器。
前記第３熱交換ユニット（６，６Ｂ，６Ｃ）は、外側の管状部材（１６，１６Ｂ，１６Ｃ）と内側の管状部材（１３ａ，２１）とを有する二重管構成を有し、
外側の管状部材（１６，１６Ｂ，１６Ｃ）内に第１冷媒および第２冷媒のうち一方を導入し、内側の管状部材（１３ａ，２１）内に他方を導入したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
前記第３熱交換ユニット（６，６Ｂ，６Ｃ）が、第１熱交換ユニット（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）または第２熱交換ユニット（５，５Ｂ）のうちいずれか一方に一体化されたことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
前記第３熱交換ユニット（６，６Ｂ，６Ｃ）が、第１熱交換ユニット（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）および第２熱交換ユニット（５，５Ｂ）とは独立したユニットとして構成されたことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
前記第３熱交換ユニット（６，６Ｂ，６Ｃ）は、外側の管状部材（１６，１６Ｂ，１６Ｃ）の長手方向両端部にタンク（２２ａ，２２ｂ）を有し、
第１熱交換ユニット（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）、第２熱交換ユニット（５，５Ｂ）、および第３熱交換ユニット（６，６Ｂ，６Ｃ）のタンク（９ａ，９ｂ，１４ａ，１４ｂ，２２ａ，２２ｂ）同士が結合されて一体化されたことを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。
前記外側の管状部材（１６，１６Ｂ，１６Ｃ）と内側の管状部材（１３ａ，２１）とで、冷媒を相互に対向する方向に流通させたことを特徴とする請求項２〜５のうちいずれか一つに記載の熱交換器。
前記第１冷媒は、車両走行用電動機（２）を冷却する冷却水であって、前記第２冷媒は、車室内空調装置で用いられる空調用冷媒であることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の熱交換器。
前記第１冷媒は、過給空気を冷却する冷却水であって、前記第２冷媒は、車室内空調装置で用いられる空調用冷媒であることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の熱交換器。
第３熱交換ユニット（６，６Ｂ，６Ｃ）では、第１熱交換ユニット（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）から排出された後の第１冷媒と、第２熱交換ユニット（５，５Ｂ）に導入される前の第２冷媒とを熱交換させることを特徴とする請求項７に記載の熱交換器。