JP4276893B2 - 車両用熱交換装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両空調装置の冷媒凝縮器を備える車両用熱交換装置に関し、特に、冷媒凝縮器の冷却空気流れ上流側に車両の機器へ流入する流体の冷却用熱交換器を配設した構造の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、この種の車両用熱交換装置として、車両前部に設けられたエンジンルームに冷媒凝縮器を配設し、この冷媒凝縮器の車両前側、即ち冷却空気流れ上流側に、例えば過給機からエンジンに流入する過給空気を冷却空気と熱交換させる冷却用熱交換器を配設するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。この特許文献1の冷却用熱交換器の空気通過面は、冷媒凝縮器の空気通過面よりも若干小さく形成されている。
【0003】
また、車両空調装置の冷媒凝縮器として、上下に並設された複数のチューブとこのチューブ両端に配設されたヘッダタンクとを備え、該ヘッダタンク内部を上下方向に仕切ることにより、前記複数のチューブを上下に3つのパスに分けるようにしたものが知られている(例えば、特許文献2参照。)。このように複数のパスを構成することにより、冷媒凝縮器における冷媒の流路が長くなって冷却空気との熱交換を十分に行わせることが可能となり凝縮性能が向上する。
【0004】
【特許文献1】
特開2002―316530号公報(第2頁、第3頁、図1、図2)
【特許文献2】
特開昭63―34466号公報(第2頁、第3頁、第1図、第5図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特許文献1の冷却用熱交換器と前記特許文献2の複数のパスを備える冷媒凝縮器とで車両用熱交換装置を構成すると、冷却用熱交換器が冷却空気の流れ方向について冷媒凝縮器の空気通過面の殆どの領域に重なる。こうなると、冷却用熱交換器を通過して吸熱した高温の冷却空気が冷媒凝縮器の広い範囲を通過することになって、冷媒凝縮器の凝縮性能が大きく低下してしまう。
【0006】
このことを回避するために、冷却用熱交換器の高さ寸法を短くすることが考えられるが、その冷却用熱交換器の高さ寸法や冷媒凝縮器の高さ寸法及び両者の配設位置により、冷却用熱交換器が冷媒凝縮器の隣接する2つのパスに跨った状態で重なることが考えられる。つまり、冷却用熱交換器の高さ寸法を短くしても、2つパスの熱交換効率が悪くなって冷媒凝縮器の凝縮性能が十分に得られない場合がある。
【0007】
一方、冷却用熱交換器の冷却性能を向上させるためには、該冷却用熱交換器の空気通過面積をできるだけ広くすることが好ましいが、冷却用熱交換器が冷媒凝縮器の広い範囲に重なると、前記の如く冷媒凝縮器の凝縮性能が十分に得られなくなる。
【0008】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷媒凝縮器の冷却空気流れ上流側に冷却用熱交換器を配設する場合に、冷媒凝縮器の凝縮性能の向上と、冷却用熱交換器の冷却性能の向上とを両立させることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明では、冷却用熱交換器を冷媒凝縮器のいずれか1つのパスの略全領域に重なるようにした。
【0010】
具体的には、請求項1の発明では、車両空調装置の冷凍サイクルの一要素を構成する冷媒凝縮器と、車両に搭載された機器へ流入する流体の冷却を行う冷却用熱交換器とを備え、前記冷媒凝縮器は、上下に並設された複数のチューブ両端に該チューブに連通するようにヘッダタンクが配設されてなり、該ヘッダタンク内部を所定位置で上下方向に仕切り該所定位置を境に上下に位置するチューブによって3つ以上の凝縮用パスを構成し、前記冷却用熱交換器を、該冷却用熱交換器の空気通過面の形状が前記冷媒凝縮器の冷媒流れ方向最上流に位置する最上流パスの空気通過面の形状と略同じ形状とされるとともに、該冷媒凝縮器の冷却空気流れ上流側でかつ前記最上流パスの略全領域に亘って重なるように設ける構成とする。
【0011】
この構成によれば、冷却用熱交換器が重なったパス以外の他のパスには冷却用熱交換器を通過した高温の冷却空気が当たらず、これら他のパスの熱交換効率が悪くなることはない。これにより、冷却空気流れ上流側に冷却用熱交換器を配置していても冷媒凝縮器の凝縮性能が確保される。また、冷却用熱交換器の空気通過面がパスの略全領域に亘って形成されるため、前記のようにして冷媒凝縮器の凝縮性能を確保した際に、冷却用熱交換器の空気通過面積を最大限確保することが可能となり、冷却用熱交換器の冷却性能が確保される。
【0012】
また、冷却用熱交換器を通過した高温の冷却空気が冷媒凝縮器の冷媒流れ最上流側のパスのみを通過する。この際、冷媒凝縮器の最上流側のパスは冷媒圧縮機に最も近いため該パスを流れる冷媒の温度は元々高く、このパスに冷却用熱交換器を通過した高温の冷却空気が当たっても熱交換効率への影響は比較的少なく、冷媒凝縮器の凝縮性能が十分に確保される。
【0013】
請求項2の発明では、請求項1の発明において、冷媒凝縮器の各パスを冷媒流れ下流側に位置するパスほど冷媒の流路面積が小さくなるように構成する。
【0014】
この構成によれば、冷媒凝縮器の冷媒流れ最上流側のパスに流入した冷媒はガス状態で体積が大きく、これに対応して最上流側のパスの流路面積を大きく設定することで伝熱面積が大きいものとなって熱交換効率が高まる。そして、前記最上流側のパスの下流に隣接するパスへ流入する冷媒は一部が凝縮して体積が減少しており、これに対応してパスの流路面積を小さくすることで必要かつ十分な伝熱面積が確保される。これにより、凝縮性能を低下させずに冷媒凝縮器の小型化が図られる。
【0015】
請求項3の発明では、請求項1の発明において、冷却用熱交換器が重なるパスの流路面積と、該パスの冷媒流れ下流側に隣接するパスの流路面積とが略同じである構成とする。
【0016】
この構成によれば、冷却用熱交換器内の流体の温度が、該冷却用熱交換器と重なるパスを流れる冷媒の温度よりも高い場合のように、冷却用熱交換器と重なるパスの効率が低下して体積の殆ど変わらない冷媒が下流側のパスに流れるようになった場合に、その冷媒の体積に対応した伝熱面積が前記下流側のパスで確保されるので、該下流側のパスにより冷媒が効率良く凝縮される。
【0017】
請求項4の発明では、請求項1〜3のいずれか1つの発明において、冷却用熱交換器が重なるパスの冷媒流れ方向と、冷却用熱交換器の流体流れ方向とが同じである構成とする。
【0018】
この構成によれば、冷却用熱交換器内の流体及び該冷却用熱交換器が重なるパスの冷媒が下流側へ流れて共に次第に冷却される。このとき、両者の流れ方向が同じなので、流れ方向全体に亘って冷却用熱交換器を通過した冷却空気と、前記パスの冷媒との温度差が大きく確保され、よって、前記パスの熱交換効率が良好になる。
【0019】
請求項5の発明では、請求項1〜4のいずれか1つの発明において、冷却用熱交換器が重なるパスの空気通過面積を冷媒凝縮器の全空気通過面積の1/3以下とする構成とする。
【0020】
この構成によれば、冷媒凝縮器の全空気通過面積の1/3以下の範囲に冷却用熱交換器を通過した高温の冷却空気が流れることとなり、このように冷媒凝縮器における高温の冷却空気が流れる範囲を設定することで、車室の空調性能を満足させるのに十分な凝縮性能が得られる。
【0021】
請求項6の発明では、請求項1〜5のいずれか1つの発明において、冷却用熱交換器へ流入する流体の温度は、冷却用熱交換器が重なるパスへ流入する冷媒の温度よりも高い構成とする。
【0022】
この構成によれば、冷却用熱交換器を通過した冷却空気の温度が高くなるため冷媒凝縮器の凝縮性能の低下が懸念されるが、このときに、請求項1の発明の作用、即ち1つのパスの熱交換効率が悪化しても他のパスで補えるという作用が顕著なものとなり、冷媒凝縮器全体として凝縮性能が確保される。
【0023】
請求項7の発明では、請求項1〜6のいずれか1つの発明において、冷却用熱交換器は冷媒凝縮器に取り付けられている構成とする。
【0024】
この構成によれば、冷却用熱交換器の冷媒凝縮器に対する位置合わせが容易になり、冷却用熱交換器が他のパスに重なった状態で組み付けられることが未然に防止される。また、冷却用熱交換器及び冷媒凝縮器を一体化してから組み立てラインで車両に搭載することが可能となるので、組み立てライン上での組み付け工数が低減される。
【0025】
【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。
【0026】
尚、この実施形態の説明では、説明の便宜を図るために、「前」とは車両の前側を、また「後」とは車両の後側を、さらに「左」とは車両の左側を、さらにまた「右」とは車両の右側をそれぞれ表すこととしている。
【0027】
図1は、本発明の実施形態に係る車両用熱交換装置Mを示す。この熱交換装置Mは、車両前部に設けられたエンジンルーム(図示せず)の前端部に配設されており、空調装置の冷凍サイクルの一要素を構成する冷媒凝縮器1と、エンジンルームに搭載された図示しない自動変速機(機器)の潤滑油を冷却する冷却用熱交換器としてのオイルクーラ2とを備えている。該オイルクーラ2は、前記冷媒凝縮器1の前側に配設され、前記自動変速機から流出する潤滑油を取り入れて冷却空気と熱交換させた後、再び自動変速機に流入させるように構成されている。
【0028】
また、図示しないが、前記熱交換装置Mの後側には、エンジンの冷却水を冷却空気と熱交換させるラジエータが配設され、そのラジエータの後側には冷却ファンが取り付けられている。そして、前記エンジンルームには、前記冷却ファンないし車両の走行によりエンジンルーム前端部に開口する空気導入口から冷却空気としての外気が取り入れられ、図1及び図4で矢印イで示すように、前記オイルクーラ2、冷媒凝縮器1及びラジエータを順に通過して後側へ流れるようになっている。
【0029】
前記エンジンルームには、図示しないが、前記エンジンによって駆動される冷媒圧縮機が配設されており、この冷媒圧縮機により圧縮されたガス冷媒は前記冷媒凝縮器1に流入し冷却空気と熱交換して液冷媒となる。前記冷媒凝縮器1の冷媒流れ下流側には受液器(図示せず)が配設されていて、該受液器により前記冷媒凝縮器1で液化した冷媒を気液分離した後、液冷媒が減圧手段を介して車室に配設された冷媒蒸発器(図示せず)に流入する。この冷媒蒸発器で気化した冷媒は再び前記冷媒圧縮機に吸入されて圧縮されるようになっており、前記冷媒圧縮機、冷媒凝縮器1、受液器、減圧手段及び冷媒蒸発器により冷凍サイクルが構成されている。
【0030】
前記冷媒凝縮器1は、図2にも示すように、左右に延びる複数のチューブ3,3,…及び伝熱用のフィン4,4,…を上下に交互に並設してなるコア5を備えており、該コア5は前記エンジンルームの空気導入口略全体に亘るように構成されている。
【0031】
前記コア5のチューブ3,3,…は、冷媒の流路断面が前後方向に長い矩形状をなすようにアルミニウム合金を押し出し成形してなる偏平チューブであり、これらチューブ3,3,…の流路面積は互いに略同じに設定されている。また、前記フィン4,4,…は、冷却空気の通過方向に見て左右に連続する波状をなすようにアルミニウム合金の薄板材を折り曲げ成形してなるコルゲートフィンである。前記各フィン4を構成する板材の両面にはろう材が層状に設けられていて、各フィン4は両側に隣接するチューブ3,3の外面にろう付けされ、これによりチューブ3及びフィン4が一体化する。前記コア5の上端及び下端にはフィン4,4がそれぞれ配置されていて、これら上端及び下端のフィン4,4は保持プレート7,7によりそれぞれ保持されている。
【0032】
前記コア5のチューブ3左右両端には、該チューブ3と連通する中空部Rを有する左側及び右側ヘッダタンク10,11が配設されている。これら左側及び右側ヘッダタンク10,11は、アルミニウム合金の板材を円筒状に成形してなるタンク本体12,13を備え、このタンク本体12,13を構成する板材の両面にはろう材が層状に設けられている。前記タンク本体12,13はコア5の上端部から下端部に亘って真っ直ぐに延びていて、タンク本体12,13周壁のコア5側には、前記チューブ3端部が挿入されるチューブ挿入孔(図示せず)がチューブ3配設位置に対応して形成されている。そして、前記各チューブ3端部をチューブ挿入孔に挿入した状態で、チューブ3端部外周面がチューブ挿入孔内周面とにろう付けされてチューブ3がヘッダタンク10,11に保持される。また、タンク本体12,13の上端開口及び下端開口は、該タンク本体12,13外周面にろう付けされるキャップ部材14,14によりそれぞれ閉塞されている。
【0033】
左側タンク本体12の上端側には、前記オイルクーラ2取付用の第1ブラケット20がろう付けされている。該第1ブラケット20は、タンク本体12外周面から左側へ突出して略鉛直に延びるように形成されたアルミニウム合金の平板材からなり、この第1ブラケット20の略中央部には円形の貫通孔20aが形成されている。尚、右側タンク本体13の上端側にも同様な第1ブラケット20がろう付けされている。
【0034】
前記右側ヘッダタンク11の中空部Rの上側寄りには、該中空部Rを上側中空部R1と下側中空部R2とに仕切る第1仕切板22が配設されている。該第1仕切板22は、アルミニウム合金の板材を略水平に延びる円盤状に形成してなり、この第1仕切板22は本体部13に形成されたスリット(図示せず)から中空部Rに挿入され、その外周縁が右側ヘッダタンク11内周面にろう付けされている。また、左側ヘッダタンク10の中空部Rの下側寄りには、前記第1仕切板22と同様に構成された第2仕切板23が配設されていて、中空部Rは上側中空部R1と下側中空部R2とに仕切られている。これら第1及び第2仕切板22,23により前記チューブ3,3,…は上下に3つに分けられ、上側から順に第1パスP1、第2パスP2及び第3パスP3(図2にのみ示す)を構成している。
【0035】
この実施形態では、前記各パスP1〜P3の流路面積が冷媒流れ下流側に位置するパスほど小さく設定されており、図示しないが、例えば第1パスP1のチューブ3本数は13本、第2パスP2のチューブ3本数は8本、第3パスP3のチューブ3本数は4本とされている。
【0036】
また、右側ヘッダタンク11の第1仕切板22よりも上方には、上側中空部R1に前記冷媒圧縮機からの冷媒を流入させる流入用クーラパイプ24が接続され、一方、左側ヘッダタンク10の第2仕切板23よりも下方には、下側中空部R2の冷媒を流出させる流出用クーラパイプ25が接続されている。
【0037】
そして、流入用クーラパイプ24から右側ヘッダタンク11の上側中空部R1に流入した冷媒は、第1パスP1を左側へ流れて左側ヘッダタンク10の上側中空部R1に流れ込み、該上側中空部R1を下側へ流れて第2パスP2に流入する。第2パスP2を右側へ流れた冷媒は右側ヘッダタンク11の下側中空部R2に流れ込んだ後、該下側中空部R2を下側へ流れて第3パスP3に流入し、該第3パスP3を左側へ流れて左側ヘッダタンク10の下側中空部R2に流れ込み、流出用クーラパイプ25を介して外部に流出する。
【0038】
一方、前記オイルクーラ2は、図3に示すように、前記冷媒凝縮器1と同様に構成されていて、チューブ30,30,…及びフィン31,31,…からなるコア32と、該コア32のチューブ30両端に配設された左側及び右側ヘッダタンク33,34とを備えている。コア32の上端及び下端には、上端及び下端フィン31,31を保持する保持プレート35,35が配設され、また、左側ヘッダタンク33はタンク本体37とキャップ部材38とから構成され、右側ヘッダタンク34もタンク本体39とキャップ部材38とから構成されている。
【0039】
前記オイルクーラ2のコア32の左右寸法は、前記冷媒凝縮器1のコア5の左右寸法と略同じに設定され、また、このオイルクーラ2の高さ寸法は、前記冷媒凝縮器1の第1パスP1の高さ寸法と略同じに設定されている。従って、このオイルクーラ2の冷却空気通過面と、前記冷媒凝縮器1の第1パスP1の冷却空気通過面とは略同じ形状である。
【0040】
前記オイルクーラ2の右側ヘッダタンク34上部には、前記自動変速機からの潤滑油を中空部Rに流入させる流入用パイプ41が接続され、一方、左側ヘッダタンク33下部には、中空部Rの潤滑油を流出させる流出用パイプ42が接続されている。これら左側及び右側ヘッダタンク33,34は、前記冷媒凝縮器1のヘッダタンク10,11のように仕切られておらず、従って、前記流入パイプ41から流入した潤滑油は全てのチューブ30,30,…を左側へ流れた後、左側ヘッダタンク33の中空部Rに流れ込み、前記流出パイプ42を介して外部に流出する。
【0041】
また、前記オイルクーラ2の左側タンク本体37には、前記冷媒凝縮器1の第1ブラケット20に固定される第2ブラケット44がろう付けされている。該第2ブラケット44は、図4にも示すように、タンク本体37外周面から前記第1ブラケット20の前面に重合するように突出したアルミニウム合金の板材からなり、この第2ブラケット44の略中央部には前記第1ブラケット20の貫通孔20aに対応する貫通孔44aが形成されている。尚、前記オイルクーラ2の右側タンク本体39にも同様な第2ブラケット44がろう付けされている。
【0042】
前記第1ブラケット20及び第2ブラケット44の各貫通孔20a,44a形成位置は、両ブラケット20,44を重合させて両貫通孔20a,44aを一致させた際に、オイルクーラ2上端が第1パスP1上端と同じ位置となるように設定されている。これにより、オイルクーラ2が冷媒凝縮器1の第1パスP1と略同じ高さ位置に配置され、冷却空気の流れ方向に見て、オイルクーラ2の冷却空気通過面が第1パスP1の冷却空気通過面の略全領域に重なるようになる。
【0043】
そして、前記オイルクーラ2を冷媒凝縮器1に取り付ける際には、冷媒凝縮器1の各第1ブラケット20前面にオイルクーラ2の第2ブラケット44の後面を重合させて両貫通孔20a,44aを一致させ、該両貫通孔20a,44aに前側からボルト46を挿入して該ボルト46を貫通孔20aの後側に配置したナット47に螺合させて第1ブラケット20及び第2ブラケット44を締結する。
【0044】
前記のように構成された車両用熱交換装置Mでは、冷媒凝縮器1で冷媒を凝縮する際、第1〜第3パスP1〜P3を流れる冷媒は、その間に液冷媒の割合が次第に増加して冷媒の体積が減少する。これに対応するように、本実施形態では、前記の如く各パスP1〜P3の流路面積を冷媒流れ下流側に位置するパスほど小さくしている。
【0045】
すなわち、第1パスP1に流入した冷媒は殆どがガス状態で体積が大きく、これに対応して第1パスP1の流路面積を大きく設定しているので、伝熱面積が大きいものとなって効率良く冷媒の凝縮が行われるとともに、冷媒がスムーズに流れる。第2パスP2を流通する冷媒は前記第1パスP1で一部が液化されているため体積が減少している。これに応じて第2パスP2の流路面積が第1パスP1の流路面積よりも小さくしてあるので、必要かつ十分な伝熱面積が確保されるとともに冷媒がスムーズに流通する。そして、第3パスP3を流通する冷媒は殆どが液化して体積がさらに減少しているので、この第3パスP3の流路面積は第2パスP2の流路面積よりも小さくして冷媒がスムーズに流通するのに必要かつ十分な流路面積を確保している。つまり、各パスP1〜P3の流路面積を前記の如く設定することで、凝縮性能を低下させずに冷媒凝縮器1を小型化できる。
【0046】
また、オイルクーラ2を冷媒凝縮器1の第1パスP1の冷却空気流れ上流側でかつ該第1パスP1の略全領域に重なるように配設したので、オイルクーラ2を通過した高温の冷却空気が冷媒凝縮器1の第1パスP1にのみ当たり、他のパスP2,P3の効率が悪化することはなく、これにより、冷却空気流れ上流側にオイルクーラ2を配設していても冷媒凝縮器1の凝縮性能を確保できる。また、オイルクーラ2が第1パスP1の高さ方向及び左右方向全体に亘って形成されているので、前記ようにして冷媒凝縮器1の性能を確保した際に、オイルクーラ2の空気通過面積を最大限確保でき、よって、オイルクーラ2の冷却性能を前記自動変速機の潤滑油の温度を十分に低下させるのに必要な性能とすることができる。
【0047】
また、前記オイルクーラ2を流れる潤滑油の温度が、自動変速機の作動状態等により、第1パスP1を流れる冷媒の温度よりも高いと、第1パスP1の熱交換効率の低下度合いが大きくなるが、前記の如くオイルクーラ2は第1パスP1にのみ重なっているので、そのように潤滑油の温度が高くても他のパスP2,P3の熱交換効率は悪化せず、これら第2及び第3パスP2,P3により第1パスP1の性能低下分を補うことができる。
【0048】
また、冷媒凝縮器1の第1パスP1は冷媒圧縮機に最も近いパスであるため、この第1パスP1を流れる冷媒の温度は元々高い。本実施形態では、この第1パスP1と重なるようにオイルクーラ2を配設しているので、該オイルクーラ2を通過した高温の冷却空気による冷媒凝縮器1の凝縮性能への影響が比較的少なくなり、該冷媒凝縮器1の凝縮性能を十分に確保できる。
【0049】
また、オイルクーラ2内の潤滑油及び冷媒凝縮器1の第1パスP1の冷媒は、下流側へ行くほど温度が低下するが、これら潤滑油及び第1パスP1の冷媒が共に左側に流れるようにしているので、流れ方向全体に亘ってオイルクーラ2を通過した冷却空気と冷媒との温度差が大きく確保され、これにより、第1パスP1の熱交換効率が良好になる。
【0050】
また、冷媒凝縮器1に第1ブラケット20を設け、オイルクーラ2に第2ブラケット44を設けて両ブラケット20,44を締結することによりオイルクーラ2を冷媒凝縮器1に取り付けるようにしたので、オイルクーラ2を第1パスP1にのみ重なるように組み付けることが容易になり、これにより、オイルクーラ2が第2パスP2に重なった状態で組み付けられるのを未然に防止できる。さらに、冷媒凝縮器1とオイルクーラ2とを一体化してから組み立てラインで車両に搭載することができるので、組み立てライン上での熱交換装置Mの組み付け工数を削減できる。
【0051】
尚、前記実施形態では、冷却用熱交換器がオイルクーラ2である場合について説明したが、冷却用熱交換器としては前記オイルクーラ2以外の熱交換器であってもよい。すなわち、例えばエンジンルームのエンジンが過給器を備える車両では、前記過給器からエンジンに流入する過給空気を冷却空気と熱交換させるインタークーラを冷却用熱交換器として構成することができる。また、走行用モータを備える車両では、前記モータの回転を制御する制御機器を冷却するための熱交換器を冷却用熱交換として構成してもよい。
【0052】
また、前記実施形態では、第1パスP1及び第2パスP2のチューブ3本数を変えているが、第1パスP1及び第2パスP2のチューブ3本数を同じにして両パスP1,P2の流路面積を略同じにしてもよい。すなわち、例えば自動変速機の作動状態等によりオイルクーラ2を通過した冷却空気が第1パスP1を流れる冷媒よりも高温である場合に、第1パスP1の効率が低下して殆どの冷媒が凝縮せずに第2パスP2に流入することが考えられ、このとき、この第2パスP2の流路面積が第1パスP1と同じに設定されているので、前記第2パスP2によって冷媒の伝熱面積が十分に確保されて冷媒が効率良く凝縮される。
【0053】
また、前記実施形態では、冷媒凝縮器1が3つのパスP1〜P3からなる場合について説明したが、冷媒凝縮器1のパスの数は4つ以上でもよい。
【0054】
さらに、前記実施形態における第1パスP1の高さ寸法を変えて、第1パスP1の冷却空気通過面積が冷媒凝縮器1の全冷却空気通過面積の1/3以下となるように構成してもよい。すなわち、例えば、冷媒凝縮器1の左側ヘッダタンク10に仕切板を1枚追加してパスを4つ構成し、第1パスのチューブ本数を8本、第2パスのチューブ本数を7本、第3パスのチューブ本数を6本、第4パスのチューブ本数を4本に設定すればよい。このように第1パスP1の高さ寸法を設定することにより、オイルクーラ2を通過した冷却空気は冷媒凝縮器2の1/3以下の範囲に当たることとなり、車室の空調性能を満足させるのに十分な凝縮性能を得ることができる。
【0055】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明に係る車両用熱交換装置によると、冷媒凝縮器と車両の機器へ流入する流体の冷却用熱交換器とを備え、冷媒凝縮器に3つ以上の凝縮用パスを構成し、冷却用熱交換器の空気通過面の形状を冷媒凝縮器の冷媒流れ方向最上流に位置する最上流パスの空気通過面の形状と略同じ形状とし、冷却用熱交換器を冷媒凝縮器の冷却空気流れ上流側でかつ最上流パスの略全領域に亘って重なるように設けたので、冷却用熱交換器が重なるパス以外の他のパスに冷却用熱交換器を通過した高温の冷却空気が当たらず、これにより、冷媒凝縮器の凝縮性能を確保できる。また、冷却用熱交換器が前記パスの高さ方向全体に亘って形成されるので、前記のようにして冷媒凝縮器の性能を確保した際に、冷却用熱交換器の空気通過面積を最大限確保することが可能となり、冷却用熱交換器の冷却性能を確保できる。
【0056】
また、冷却用熱交換器が重なるパスを冷媒流れの最上流側に位置するパスとしたので、冷媒凝縮器の凝縮性能を十分に確保できる。
【0057】
請求項2記載の発明によると、冷媒凝縮器の各パスを冷媒流れ下流側に位置するパスほど冷媒の流路面積が小さくなるように構成したので、凝縮性能を低下させずに冷媒凝縮器を小型化できる。
【0058】
請求項3記載の発明によると、冷却用熱交換器が重なるパスの流路面積と、該パスの冷媒流れ下流側に隣接するパスの流路面積とを略同じにしたので、冷却用熱交換器が重なるパスの熱交換効率が低下して体積が殆ど変わらない冷媒が下流側のパスに流れるようになった場合に、その冷媒の体積に対応した伝熱面積を前記下流側のパスで確保できて、冷媒を効率良く凝縮できる。
【0059】
請求項4記載の発明によると、冷却用熱交換器が重なるパスの冷媒流れ方向と、冷却用熱交換器の流体流れ方向とが同じなので、冷却用熱交換器を通過した冷却空気と冷却用熱交換器が重なるパスの冷媒との温度差が該冷媒の流れ方向に亘って大きく確保され、よって、前記パスの熱交換効率を良好にできる。
【0060】
請求項5記載の発明によると、冷却用熱交換器が重なるパスの空気通過面積を冷媒凝縮器の全空気通過面積の1/3以下としたので、車室の空調性能を満足させるのに十分な凝縮性能を得ることができる。
【0061】
請求項6記載の発明によると、冷却用熱交換器へ流入する流体の温度が冷媒凝縮器へ流入する冷媒の温度よりも高く、この場合に請求項1の発明の効果がより顕著になる。
【0062】
請求項7記載の発明によると、冷却用熱交換器を冷媒凝縮器に取り付けるようにしたので、冷却用熱交換器が他のパスに重なった状態で組み付けられることを未然に防止できる。また、冷却用熱交換器及び冷媒凝縮器を一体化してから車両に搭載することが可能となるので、組み立てライン上での組み付け工数を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る車両用熱交換装置を前側から見た斜視図である。
【図2】 冷媒凝縮器の正面図である。
【図3】 オイルクーラの正面図である。
【図4】 車両用熱交換装置の平面図である。
【符号の説明】
1 冷媒凝縮器
2 オイルクーラ(冷却用熱交換器)
3 チューブ
10 左側ヘッダタンク
11 右側ヘッダタンク
P1 第1パス
P2 第2パス
P3 第3パス
Claims (7)
- 車両空調装置の冷凍サイクルの一要素を構成する冷媒凝縮器と、
車両に搭載された機器へ流入する流体の冷却を行う冷却用熱交換器とを備え、
前記冷媒凝縮器は、上下に並設された複数のチューブ両端に該チューブに連通するようにヘッダタンクが配設されてなり、該ヘッダタンク内部は所定位置で上下方向に仕切られて該所定位置を境に上下に位置するチューブによって3つ以上の凝縮用パスが構成され、
前記冷却用熱交換器は、該冷却用熱交換器の空気通過面の形状が前記冷媒凝縮器の冷媒流れ方向最上流に位置する最上流パスの空気通過面の形状と略同じ形状とされるとともに、該冷媒凝縮器の冷却空気流れ上流側でかつ前記最上流パスの略全領域に亘って重なるように設けられていることを特徴とする車両用熱交換装置。 - 請求項1において、
冷媒凝縮器の各パスは、冷媒流れ下流側に位置するパスほど冷媒の流路面積が小さくなるように構成されていることを特徴とする車両用熱交換装置。 - 請求項1において、
冷却用熱交換器が重なるパスの流路面積と、該パスの冷媒流れ下流側に隣接するパスの流路面積とが略同じであることを特徴とする車両用熱交換装置。 - 請求項1〜3のいずれか1つにおいて、
冷却用熱交換器が重なるパスの冷媒流れ方向と、冷却用熱交換器の流体流れ方向とが同じであることを特徴とする車両用熱交換装置。 - 請求項1〜4のいずれか1つにおいて、
冷却用熱交換器が重なるパスの空気通過面積は冷媒凝縮器の全空気通過面積の1/3以下とされていることを特徴とする車両用熱交換装置。 - 請求項1〜5のいずれか1つにおいて、
冷却用熱交換器へ流入する流体の温度は、該冷却用熱交換器が重なるパスへ流入する冷媒の温度よりも高いことを特徴とする車両用熱交換装置。 - 請求項1〜6のいずれか1つにおいて、
冷却用熱交換器は冷媒凝縮器に取り付けられていることを特徴とする車両用熱交換装置。
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