JP6589790B2

JP6589790B2 - 複合型熱交換器

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Publication number: JP6589790B2
Application number: JP2016185359A
Authority: JP
Inventors: 孝博宇野; 位司安田; 壽久内藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-08-26
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2019-10-16
Anticipated expiration: 2036-09-23
Also published as: JP2018035802A

Description

本開示は、車両用の複合型熱交換器に関する。

車両には複数個の熱交換器が備えられる。このような熱交換器としては、例えば、内燃機関用の冷却水と空気との間で熱交換を行うためのラジエータや、空調装置用の冷媒と空気との間で熱交換を行うためのコンデンサ等が挙げられる。これらの熱交換器は、複数の熱交換器を組み合わせた複合型熱交換器として構成されることが多い。複合型熱交換器は、空気の流れ方向に沿って複数の熱交換器を重ねた状態で、車両の前方側部分に配置されるのが一般的である。

下記特許文献１に記載された複合型熱交換器は、内燃機関用の冷却水を冷却するためのメインラジエータと、強電系機器用の冷却水を冷却するためのサブラジエータと、空調装置用の冷媒を冷却するための空冷コンデンサとを備えている。また、空冷コンデンサに到達する前の高温の冷媒を、サブラジエータを通過した冷却水によって予め冷却するための水冷コンデンサを更に備えている。当該複合型熱交換器では、水冷コンデンサを備えることによって空冷コンデンサの負荷を低下させ、これにより空冷コンデンサを小型化している。その結果、空冷コンデンサとサブラジエータとを上下方向に重ねた状態で、これらをメインラジエータの前方側に配置することを可能としている。

特許第５７７２８４８号公報

上記特許文献１に記載の複合型熱交換器は、サブラジエータ及び空冷コンデンサのそれぞれにおいて、空気との熱交換に供する部分（コア部）の形状が小型化されている。このため、例えば低速高トルク走行時のように、複合型熱交換器への要求能力が高くなるような場面においては、一部の熱交換器において熱交換性能を十分に発揮し得ない状態となってしまう可能性がある。複合型熱交換器への要求能力が高くなっているときにも、十分な熱交換性能を発揮させるためには、車両内部の設置スペースの制約の範囲内で、それぞれの熱交換器のコア部の形状を可能な限り大きくすることが好ましい。

そこで、例えば空冷コンデンサ、サブラジエータ、メインラジエータのそれぞれのコア部を概ね同一の大きさとした上で、従来のように、これらが空気の流れ方向に沿って並んでいるような構成とすることも考えられる。しかしながら、このような構成においては、空気の流れ方向における上流側に配置された熱交換器では十分な熱交換性能が発揮される一方で、下流側に配置された熱交換器では（空気の温度上昇に伴って）熱交換性能が著しく低下した状態となってしまう可能性がある。

本開示は、複合型熱交換器への要求能力が高くなるような場面であっても、複数の熱交換器のそれぞれにおいて十分な熱交換性能を発揮させることのできる複合型熱交換器を提供することを目的とする。

本開示の一態様は、車両用の複合型熱交換器（１０）であって、車両に設けられた空調装置を循環する冷媒と空気との間で熱交換を行うための空調用熱交換器（１００）と、車両に設けられた冷却対象機器（１２，１３，１４）を通る冷却水と空気との間で熱交換を行うための冷却用熱交換器（２００）と、を備える。空調用熱交換器は、空気の流れる方向に沿って上流側となる位置に配置される第１空調用熱交換部（１１０）と、空気の流れる方向に沿って下流側となる位置に配置される第２空調用熱交換部（１２０）と、を有する。冷却用熱交換器の少なくとも一部及び第１空調用熱交換部が、空気の流れる方向に対して垂直な方向に並ぶように配置されている。冷却用熱交換器は、空気の流れる方向に沿って上流側となる位置に配置される第１冷却用熱交換部（２１０）と、空気の流れる方向に沿って下流側となる位置に配置される第２冷却用熱交換部（２２０）と、を有する。第１空調用熱交換部及び第１冷却用熱交換部が、空気の流れる方向に対して垂直な方向に並ぶように配置されている。第２空調用熱交換部及び第２冷却用熱交換部が、空気の流れる方向に対して垂直な方向に並ぶように配置されている。冷媒が第２空調用熱交換部を通った後に第１空調用熱交換部を通るよう、空調用熱交換器が構成されている。冷却水が第２冷却用熱交換部を通った後に第１冷却用熱交換部を通るよう、冷却用熱交換器が構成されている。この複合型熱交換器は、第１空調用熱交換部と第２空調用熱交換部との間を流れる冷媒と、第１冷却用熱交換部と第２冷却用熱交換部との間を流れる冷却水と、の間で熱交換を行うための補助熱交換部（７００ａ，９００）を更に備える。

このような構成の複合型熱交換器では、空調用熱交換器が第１空調用熱交換部と第２空調用熱交換部とに分かれており、空気の流れる方向に沿って上流側となる位置に第１空調用熱交換部が配置されている。また、冷却用熱交換器の少なくとも一部及び第１空調用熱交換部が、空気の流れる方向に対して垂直な方向に並ぶように配置されている。

このような構成においては、空気の流れ方向において上流側となる位置に、空調用熱交換器又は冷却用熱交換器の一方のみが配置されているのではなく、それぞれの熱交換器の少なくとも一部ずつが配置されている。このため、比較的低温の空気が流入し熱交換が効率的に行われ得る位置において、空調用熱交換器による冷媒の冷却、及び冷却用熱交換器による冷却水の冷却、の両方が効率的に行われる。

また、空調用熱交換器は２つの部分に分けられているが、第１空調用熱交換部と第２空調用熱交換部のそれぞれのコア部の合計面積を小さくする必要はなく、従来通り又はそれ以上の面積を確保することが可能である。このため、空調に必要な空調用熱交換器の熱交換性能が低下してしまうことは無い。

尚、冷却用熱交換器に求められる熱交換性能が高い場合には、冷却用熱交換器についても例えば２つの部分（第１冷却用熱交換部、第２冷却用熱交換部）に分けた上で、それぞれを空気の流れ方向における上流側と下流側とに配置すればよい。具体的には、第１冷却用熱交換部及び第１空調用熱交換部を、空気の流れる方向に対して垂直な方向に並ぶように配置し、第２冷却用熱交換部及び第２空調用熱交換部を、空気の流れる方向に対して垂直な方向に並ぶように配置すればよい。

このような構成とすれば、空調用熱交換器と冷却用熱交換器との間において、配置された位置による熱交換性能の違いが更に生じにくくなる。その結果、空調用熱交換器及び冷却用熱交換器のそれぞれの熱交換性能が概ね均等に発揮されることとなる。また、冷却用熱交換器のコア部の合計面積についても、従来通りの面積を確保することが可能となる。つまり、空調用熱交換器及び冷却用熱交換器のいずれについても、車両内部の限られた設置スペースを最大限有効に利用し得るような大きさのコア部とすることができるので、それぞれの熱交換器の熱交換性能を十分に確保することが可能となる。

このように、上記構成の複合型熱交換器においては、複数の熱交換器の熱交換性能をそれぞれ十分に確保することができる。このため、複合型熱交換器への要求能力が高くなるような場面であっても、下流側に配置された熱交換器の熱交換性能が著しく低下してしまうような現象の発生を防止することができる。

尚、上記において「空気の流れる方向」とは、熱交換器を設計する上で、空気が通過すると想定された方向のことを示すものであり、具体的にはコア部に対して垂直な方向を示すものである。実際には、局所的な空気の流れは（乱流などにより）様々な方向となり得るのであるが、上記における「空気の流れる方向」は、そのような方向を意味するものではない。

また、上記において「空気の流れる方向に対して垂直な方向に並ぶように」とは、空気の流れる方向に対して垂直な方向から見たときに、２つの熱交換器（又は熱交換部）のコア部同士が互いに重なることなく並んでいることを示すものである。２つの熱交換器（又は熱交換部）の並び方向（両者を繋ぐように引かれる仮想的な直線の方向）が、空気の流れる方向に対して垂直な方向と完全には一致しない場合でも、上記の条件を満たすのであれば、当該２つの熱交換器（又は熱交換部）の配置は、空気の流れる方向に対して垂直な方向に並ぶような配置、ということになる。

本開示によれば、複合型熱交換器への要求能力が高くなるような場面であっても、複数の熱交換器のそれぞれにおいて十分な熱交換性能を発揮させることのできる複合型熱交換器が提供される。

図１は、第１実施形態に係る複合型熱交換器の構成、及び当該複合型熱交換器を搭載した車両の構成を模式的に示す図である。図２は、図１に示される複合型熱交換器の構成を示す斜視図である。図３は、図１に示される複合型熱交換器の一部の構成を示す分解組立図である。図４は、図１に示される複合型熱交換器の一部の構成を示す斜視図である。図５は、図１に示される複合型熱交換器において、冷媒及び冷却水が流れる経路を模式的に示す図である。図６は、図１に示される複合型熱交換器において、冷媒及び冷却水が流れる方向を模式的に示す図である。図７は、比較例に係る複合型熱交換器を空気が通過する際の、それぞれの熱交換器の熱交換性能について説明するための図である。図８は、図１に示される複合型熱交換器を空気が通過する際の、それぞれの熱交換器の熱交換性能について説明するための図である。図９は、変形例に係る複合型熱交換器において、冷媒及び冷却水が流れる方向を模式的に示す図である。図１０は、変形例に係る複合型熱交換器の構成を示す斜視図である。図１１は、他の変形例に係る複合型熱交換器において、冷媒及び冷却水が流れる方向を模式的に示す図である。図１２は、複合型熱交換器を通過する空気の流れを、側面視において模式的に示す図である。図１３は、複合型熱交換器が備えるチューブの構造を示す断面図である。図１４は、複合型熱交換器が備えるフィンの構造及び配置について説明するための図である。図１５は、第２実施形態に係る複合型熱交換器の構成を示す斜視図である。図１６は、第３実施形態に係る複合型熱交換器の構成を示す斜視図である。図１７は、図１６に示される複合型熱交換器の構成を示す分解組立図である。図１８は、図１６に示される複合型熱交換器において、冷媒及び冷却水が流れる経路を模式的に示す図である。図１９は、図１６に示される複合型熱交換器において、冷媒及び冷却水が流れる方向を模式的に示す図である。図２０は、図１６に示される複合型熱交換器を搭載した車両、の構成の一部を模式的に示す図である。図２１は、第４実施形態に係る複合型熱交換器の構成を示す斜視図である。図２２は、図２１に示される複合型熱交換器の構成を示す分解組立図である。図２３は、図２１に示される複合型熱交換器において、冷媒及び冷却水が流れる経路を模式的に示す図である。図２４は、第５実施形態に係る複合型熱交換器の構成を示す斜視図である。図２５は、図２４に示される複合型熱交換器の構成を示す分解組立図である。図２６は、図２４に示される複合型熱交換器において、冷媒及び冷却水が流れる経路を模式的に示す図である。図２７は、第６実施形態に係る複合型熱交換器の構成を示す斜視図である。図２８は、図２７に示される複合型熱交換器の一部の構成を示す分解組立図である。図２９は、図２７に示される複合型熱交換器の内部構成の一部を模式的に示す図である。図３０は、第７実施形態に係る複合型熱交換器の構成を示す斜視図である。図３１は、図３０に示される複合型熱交換器の一部の構成を示す分解組立図である。図３２は、第８実施形態に係る複合型熱交換器の構成を示す斜視図である。図３３は、図３２に示される複合型熱交換器の一部の構成を示す分解組立図である。図３４は、図３２に示される複合型熱交換器の内部構成の一部を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

第１実施形態について、図１を参照しながら説明する。本実施形態に係る複合型熱交換器１０は、車両（全体構成は不図示）に備えられる空調用熱交換器１００と、冷却用熱交換器２００と、を組み合わせた複合型熱交換器として構成されている。本実施形態において、複合型熱交換器１０が搭載されている車両は、内燃機関と回転電機との両方の駆動力によって走行する、所謂ハイブリッド車両として構成されている。複合型熱交換器１０の構成について説明する前に、車両に設けられた冷却水の循環経路など、複合型熱交換器１０の周辺における構成について先ず説明する。

車両には、内燃機関１１と、ターボチャージャー１２と、インタークーラ１３と、強電系機器１４と、が設けられている。

内燃機関１１は所謂エンジンであって、内部で燃料を燃焼させて車両の走行力を生じさせる装置である。内燃機関１１では、燃料の燃焼に伴って熱が生じる。内燃機関１１の温度が上昇し過ぎることを防止するために、内燃機関１１には冷却水が通る流路が形成されており、当該流路に冷却水を流すことによって内燃機関１１の冷却が行われる。車両には、内燃機関１１に冷却水を供給するための機構として、ポンプ１５と、ラジエータ２０とが設けられている。

ポンプ１５は、ラジエータ２０から排出された冷却水を内燃機関１１に向けて送り出し、これによりラジエータ２０と内燃機関１１との間で冷却水を循環させるためのポンプである。ポンプ１５は内燃機関１１に隣接するように設けられており、ポンプ１５から送り出された冷却水は内燃機関１１の流路に直接供給される。また、ラジエータ２０とポンプ１５との間は配管３２を介して接続されており、内燃機関１１とラジエータ２０との間は配管３１を介して接続されている。

ラジエータ２０は、外部から導入された空気と冷却水との間で熱交換を行うための熱交換器である。ラジエータ２０の後方側（図１では上側）には、ラジエータ２０を通過するように空気の流れを生じさせるための電動ファン２１が設けられている。ポンプ１５が動作しているときには、内燃機関１１を通り高温となった冷却水が、配管３１を通ってラジエータ２０に供給される。ラジエータ２０では、空気との熱交換によって冷却水の温度が低下する。ラジエータ２０を通り低温となった冷却水は、配管３２を通ってポンプ１５に供給され、内燃機関１１に向けて送り出される。このように、ラジエータ２０は、内燃機関１１で生じた熱を空気に放出し、内燃機関１１の温度を適温に保つための装置として機能する。

ラジエータ２０は、車両の内部、具体的にはフロントグリルの後方側となる位置であり、且つ複合型熱交換器１０よりも後方側となる位置に設置されている。後に説明するように、フロントグリルから導入された空気は、複合型熱交換器１０における熱交換に供されてその温度を上昇させた後、ラジエータ２０における熱交換に供されて更にその温度を上昇させる。図１では、不図示のフロントグリルから流入し複合型熱交換器１０に向かう空気の流れが、矢印ＡＲ１で示されている。また、複合型熱交換器１０を通過しラジエータ２０に向かう空気の流れが、矢印ＡＲ３で示されている。

尚、ラジエータ２０は、本実施形態のように複合型熱交換器１０とは別体の熱交換器として設けられていてもよいのであるが、複合型熱交換器１０と一体となった熱交換器として設けられていてもよい。つまり、ラジエータ２０が複合型熱交換器１０の一部として設けられているような態様であってもよい。

ターボチャージャー１２は、内燃機関１１に供給される空気（吸気）を予め圧縮するための装置である。インタークーラ１３は、ターボチャージャー１２で圧縮され高温となった空気を、冷却水との熱交換によって冷却するための装置である。ターボチャージャー１２及びインタークーラ１３のそれぞれには、複合型熱交換器１０が備える冷却用熱交換器２００から排出された冷却水が供給される。

車両にはポンプ１６が設けられている。ポンプ１６は、冷却用熱交換器２００から排出された冷却水をターボチャージャー１２等に向けて送り出し、これによりターボチャージャー１２等と冷却用熱交換器２００との間で冷却水を循環させるためのポンプである。ポンプ１６と冷却用熱交換器２００との間は配管５７を介して接続されており、ポンプ１６とターボチャージャー１２等との間は配管５８を介して接続されている。また、配管５８のうち下流側の端部は２つの配管（配管５８１、５８２）に分岐している。一方の配管５８１はターボチャージャー１２に接続されており、他方の配管５８２はインタークーラ１３に接続されている。

ターボチャージャー１２の冷却水出口には、配管５９１の一端が接続されている。また、インタークーラ１３の冷却水出口には、配管５９２の一端が接続されている。配管５９１及び配管５９２のそれぞれの他端は、いずれも配管５９の一端に接続されている。配管５９の他端と、冷却用熱交換器２００との間は、配管５１を介して接続されている。

ポンプ１６が動作しているときには、冷却用熱交換器２００から排出された冷却水が配管５７を通ってポンプ１６に供給される。ポンプ１６から送り出された冷却水は、配管５８を通った後、その一部が配管５８１を通ってターボチャージャー１２に供給され、残りが配管５８２を通ってインタークーラ１３に供給される。

ターボチャージャー１２に供給された冷却水は、ターボチャージャー１２の冷却に供されることによりその温度を上昇させた後、配管５９１へと排出される。また、インタークーラ１３に供給された冷却水は、インタークーラ１３の冷却に供されることによりその温度を上昇させた後、配管５９２へと排出される。これら冷却水は配管５９において合流した後、配管５１を通って冷却用熱交換器２００に供給される。

冷却用熱交換器２００では、空気との熱交換によって冷却水の温度が低下する。これにより低温となった冷却水がターボチャージャー１２及びインタークーラ１３のそれぞれに再び供給され、それぞれの冷却のために供される。このように、冷却用熱交換器２００は、ターボチャージャー１２等の熱を空気に放出し、これによりターボチャージャー１２等を冷却する機能を有している。ターボチャージャー１２及びインタークーラ１３はいずれも、本実施形態における「冷却対象機器」に該当する。

強電系機器１４は、例えば車両に搭載された電力変換器や回転電機等、比較的高電圧の電力が入出力される機器である。図１においては、このように複数の機器からなる強電系機器１４の全体が単一ブロックとして示されている。強電系機器１４は、その動作中において比較的大きな熱が生じる。このため、本実施形態では、ターボチャージャー１２等と同様に、強電系機器１４にも冷却用熱交換器２００からの冷却水が供給される構成となっている。

車両にはポンプ１７が設けられている。ポンプ１７は、冷却用熱交換器２００から排出された冷却水を強電系機器１４に向けて送り出し、これにより強電系機器１４と冷却用熱交換器２００との間で冷却水を循環させるためのポンプである。ポンプ１７と冷却用熱交換器２００との間は配管５２を介して接続されており、ポンプ１７と強電系機器１４との間は配管５３を介して接続されている。また、強電系機器１４の冷却水出口と、配管５１の上流側端部（配管５９との接続部分）との間は、配管５４で接続されている。

ポンプ１７が動作しているときには、冷却用熱交換器２００から排出された冷却水が配管５２を通ってポンプ１７に供給される。ポンプ１７から送り出された冷却水は、配管５３を通って強電系機器１４に供給される。強電系機器１４に供給された冷却水は、強電系機器１４の冷却に供されることによりその温度を上昇させた後、配管５４及び配管５１を順に通って冷却用熱交換器２００に供給される。冷却用熱交換器２００では、空気との熱交換によって冷却水の温度が低下する。これにより低温となった冷却水が強電系機器１４に再び供給され、強電系機器１４の冷却のために供される。

このように、冷却用熱交換器２００は、強電系機器１４の熱を空気に放出し、これにより強電系機器１４を冷却する機能を有している。強電系機器１４は、既に述べたターボチャージャー１２及びインタークーラ１３と共に、本実施形態における「冷却対象機器」に該当する。

複合型熱交換器１０が備える空調用熱交換器１００は、車両に設けられた空調装置（全体は不図示）の一部として機能する部分である。具体的には、空調装置が備える冷凍サイクルのうち、冷媒を凝縮させるコンデンサ（凝縮器）として機能する部分である。

冷凍サイクルは、コンデンサである空調用熱交換器１００の他、コンプレッサと、エバポレータと、膨張弁とを有している。コンプレッサが動作すると、空調用熱交換器１００には、配管４１を介してコンプレッサから高温の気相冷媒が供給される。空調用熱交換器１００の内部では、空気との熱交換によって冷媒は気相から液相へと変化する。また、当該熱交換によって、空調用熱交換器１００を通過する空気はその温度を上昇させる。

液相となった冷媒は空調用熱交換器１００から排出され、配管４３及び膨張弁を介してエバポレータに供給される。冷媒は、膨張弁を通過する際においてその圧力及び温度を低下させる。エバポレータでは、空気との熱交換によって冷媒は液相から再び気相へと変化する。気相となった冷媒はエバポレータから排出され、コンプレッサに戻る。尚、このような冷凍サイクルを備える空調装置の構成としては公知のものを採用し得るので、その具体的な図示や説明を省略する。

尚、空調装置は、冷媒の流れる経路を電磁弁によって切り換えて、空調用熱交換器１００がコンデンサとして機能する状態と、エバポレータとして機能する状態と、のいずれをもとり得るように構成されていてもよい。この場合、空調用熱交換器１００はヒートポンプシステムの室外機として機能することとなる。

複合型熱交換器１０の構成について説明する。複合型熱交換器１０は、空調用熱交換器１００と冷却用熱交換器２００とを備えており、これら２つの熱交換器が一体となるように構成されている。これまで述べたように、空調用熱交換器１００は、車両に設けられた空調装置を循環する冷媒と空気との間で熱交換を行うための熱交換器である。また、冷却用熱交換器２００は、車両に設けられたターボチャージャー１２等の冷却対象機器を通る冷却水と空気との間で熱交換を行うための熱交換器である。

図１に示されるように、空調用熱交換器１００は、第１空調用熱交換部１１０と、第２空調用熱交換部１２０とに分かれた構成となっている。第１空調用熱交換部１１０と第２空調用熱交換部１２０との間は配管４２を介して接続されている。第２空調用熱交換部１２０には、コンプレッサから伸びる配管４１の端部が接続されている。第１空調用熱交換部１１０には、エバポレータに向かう配管４３の端部が接続されている。このため、空調装置を循環する冷媒は、配管４１、第２空調用熱交換部１２０、配管４２、第１空調用熱交換部１１０、及び配管４３を順に通る。

このように、本実施形態では、冷媒が第２空調用熱交換部１２０を通った後に第１空調用熱交換部１１０を通るよう、空調用熱交換器１００が構成されている。このような構成においては、冷媒は第２空調用熱交換部１２０を通る際に放熱し、凝縮液化した後、第１空調用熱交換部１１０を通る際に冷却される。本実施形態では、過冷却された液相冷媒が第１空調用熱交換部１１０を通るように構成されている。換言すれば、第１空調用熱交換部１１０が所謂サブクール部として機能するように構成されている。

冷却用熱交換器２００は、第１冷却用熱交換部２１０と、第２冷却用熱交換部２２０とに分かれた構成となっている。第２冷却用熱交換部２２０には、配管５１の下流側端部が接続されている。また、第２冷却用熱交換部２２０には、配管５２の上流側端部が接続されている。

配管５２の途中には、切り換えバルブ５２１が設けられている。切り換えバルブ５２１と第１冷却用熱交換部２１０との間は、配管５６を介して接続されている。切り換えバルブ５２１は、第２冷却用熱交換部２２０から排出された冷却水が強電系機器１４及び第１冷却用熱交換部２１０の両方に向かう状態と、第２冷却用熱交換部２２０から排出された冷却水が強電系機器１４のみに向かう状態と、を切り換えるために設けられた電磁弁である。以下においては特に断らない限り、切り換えバルブ５２１の状態は前者の状態になっているものとして説明する。

尚、このような切り換えバルブ５２１に替えて、単なる分岐具が設けられているような態様であってもよい。すなわち、第２冷却用熱交換部２２０から排出された冷却水が、常に強電系機器１４及び第１冷却用熱交換部２１０の両方に向かうように構成されていてもよい。

第１冷却用熱交換部２１０には、配管５７の上流側端部が接続されている。本実施形態では、冷却水が第２冷却用熱交換部２２０を通った後に第１冷却用熱交換部２１０を通るよう、冷却用熱交換器２００が構成されている。このような構成においては、冷却水は先ず第２冷却用熱交換部２２０を通る際においてその温度を低下させる。当該冷媒の一部は、配管５２及び配管５３を通り強電系機器１４に向かって流れる。また、当該冷媒の残部は、配管５２から配管５６を通り第１冷却用熱交換部２１０に供給され、第１冷却用熱交換部２１０を通る際において更にその温度を低下させる。低温となった冷却水は、配管５７及び配管５８を通りターボチャージャー１２及びインタークーラ１３に向かって流れる。

本実施形態では、インタークーラ１３を冷却する際における目標温度が５０℃以下に設定されており、強電系機器１４を冷却する際における目標温度が６５度以下に設定されている。目標温度が高めに設定されている強電系機器１４には、第２冷却用熱交換部２２０のみを通った比較的高温の冷却水が供給される。また、目標温度が低めに設定されているインタークーラ１３には、第２冷却用熱交換部２２０及び第１冷却用熱交換部２１０の両方を通った比較的低温の冷却水が供給される。このように、複合型熱交換器１０は、各冷却対象機器の目標温度に応じて異なる温度の冷却水が供給される構成となっている。

図１は、下方側が車両の前方側となり、上方側が車両の後方側となるように描かれている。従って、複合型熱交換器１０に供給される空気の流れは、矢印ＡＲ１で示されるように、図１の下方側から上方側に向かうような流れとなる。

本実施形態では、空気の流れる方向に沿って上流側となる位置に第１空調用熱交換部１１０が配置されており、空気の流れる方向に沿って下流側となる位置に第２空調用熱交換部１２０が配置されている。同様に、空気の流れる方向に沿って上流側となる位置に第１冷却用熱交換部２１０が配置されており、空気の流れる方向に沿って下流側となる位置に第２冷却用熱交換部２２０が配置されている。

尚、上記における「空気の流れる方向」とは、熱交換器を設計する上で、空気が通過すると想定された方向のことを示すものであり、具体的には熱交換器のコア部（後述）に対して垂直な方向を示すものである。以下においても同様である。

尚、図１においては、第２冷却用熱交換部２２０よりも前方側にとなる位置に第２空調用熱交換部１２０が配置されているように描かれているのであるが、実際には、空気の流れ方向に沿った同一の位置に両者が配置されている。同様に、図１においては、第１空調用熱交換部１１０よりも前方側にとなる位置に第１冷却用熱交換部２１０が配置されているように描かれているのであるが、実際には、空気の流れ方向に沿った同一の位置に両者が配置されている。図１では、第１空調用熱交換部１１０等を通過して第２空調用熱交換部１２０等に向かう空気の流れが、矢印ＡＲ２で示されている。

複合型熱交換器１０の更に具体的な構成について、図２及び図３を参照しながら説明する。図２に示されるように、複合型熱交換器１０は、２つの熱交換器３００、４００を空気の流れ方向（矢印ＡＲ１）に沿って並べたような構成となっている。空気の流れ方向における上流側に配置された熱交換器３００のうち、点線ＤＬ１よりも上方側の部分が第１冷却用熱交換部２１０に該当し、点線ＤＬ１よりも下方側の部分が第１空調用熱交換部１１０に該当する。また、空気の流れ方向における下流側に配置された熱交換器４００のうち、点線ＤＬ１よりも上方側の部分が第２空調用熱交換部１２０に該当し、点線ＤＬ１よりも下方側の部分が第２冷却用熱交換部２２０に該当する。

このように、本実施形態では、第１空調用熱交換部１１０が第１冷却用熱交換部２１０の下方側となる位置に配置されており、第２空調用熱交換部１２０が第２冷却用熱交換部２２０の上方側となる位置に配置されている。

熱交換器３００は、タンク３１１と、タンク３１２と、チューブ３２０と、フィン３３０とを有している。

タンク３１１は略円柱形状に形成されている。タンク３１１は、その長手方向を鉛直方向に沿わせた状態で、熱交換器３００の右側（車両の左右方向における右側、以下同様）部分に配置されている。タンク３１１の内部空間は、不図示のセパレータによって上下２つの空間に仕切られている。図２では、当該セパレータが設けられている位置の高さが点線ＤＬ１で示されている。タンク３１１のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分を冷却水が通過し、点線ＤＬ１よりも下方側の部分を冷媒が通過する。

タンク３１２は略円柱形状に形成されている。タンク３１２は、その長手方向を鉛直方向に沿わせた状態で、熱交換器３００の左側部分に配置されている。タンク３１２の内部空間も、点線ＤＬ１の高さにおいて、セパレータ３５０（図３を参照）により上下２つの空間に仕切られている。タンク３１２のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分を冷却水が通過し、点線ＤＬ１よりも下方側の部分を冷媒が通過する。

図３には、タンク３１２の内部の構成が分解組立図として示されている。タンク３１２の内部空間を上下２つに区切るセパレータ３５０は、水平面に沿うように配置された板状の部材として形成されている。上面視におけるセパレータ３５０の外形は、タンク３１２の内周面の形状と概ね同じである。セパレータ３５０は、その先端部分に突起３５１が形成されている。タンク３１２のうち、点線ＤＬ１と同一の高さとなる位置には、スリット状の開口ＳＬ１が形成されている。セパレータ３５０は、その突起３５１を開口ＳＬ１に挿通させた状態で、且つその外周部分の全体をタンク３１２の内壁面に当接させた状態で、タンク３１２に対してろう付けされ固定されている。タンク３１１の内部構成も、図３に示されるタンク３１２の内部構成と同じである。

図２に戻って説明を続ける。チューブ３２０は、その断面が扁平形状となるように形成された管であって、熱交換器３００に複数本設けられている。チューブ３２０は、タンク３１１とタンク３１２との間を繋ぐように設けられている。チューブ３２０は、その平坦な面を互いに対向させた状態で、タンク３１１等の長手方向（つまり上下方向）に沿って並ぶように設けられている。チューブ３２０の内部には冷媒又は冷却水が通る流路が形成されている。これにより、タンク３１１の内部空間とタンク３１２の内部空間とは、それぞれのチューブ３２０によって連通されている。

タンク３１１のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分には、配管５６の一端が接続されている。配管５６は、タンク３１１の側面に形成された穴（不図示）に挿通された状態で、当該穴の縁に対してろう付けされ固定されている。また、タンク３１２のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分には、配管５７の一端が接続されている。配管５７は、タンク３１２の側面に形成された穴ＨＬ１（図３を参照）に挿通された状態で、穴ＨＬ１の縁に対してろう付けされ固定されている。

タンク３１１のうち点線ＤＬ１よりも下方側の部分には、配管４３の一端が接続されている。配管４３は、タンク３１１の側面に形成された穴（不図示）に挿通された状態で、当該穴の縁に対してろう付けされ固定されている。また、タンク３１２のうち点線ＤＬ１よりも下方側の部分には、配管４２の一端が接続されている。配管４２は、タンク３１２の側面に形成された穴ＨＬ３（図３を参照）に挿通された状態で、穴ＨＬ３の縁に対してろう付けされ固定されている。

熱交換器３００のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分、すなわち第１冷却用熱交換部２１０として機能する部分では、タンク３１１を通過した冷却水が、それぞれのチューブ３２０を通ってタンク３１２に流入する。冷却水は、チューブ３２０を通る際に、矢印ＡＲ１に沿って外部を流れる空気との熱交換により冷却される。一方、熱交換器３００のうち点線ＤＬ１よりも下方側の部分、すなわち第１空調用熱交換部１１０として機能する部分では、タンク３１２を通過した冷媒が、それぞれのチューブ３２０を通ってタンク３１１に流入する。冷媒は、チューブ３２０を通る際に、矢印ＡＲ１に沿って外部を流れる空気との熱交換により凝縮液化される。

フィン３３０は、金属板を波状に折り曲げることにより形成されたものである。フィン３３０は、熱交換器３００の全体、すなわち第１空調用熱交換部１１０及び第１冷却用熱交換部２１０の両方において、それぞれのチューブ３２０の間に配置されている。波状であるフィン３３０のそれぞれの頂部は、チューブ３２０の外表面に対して当接しており、且つろう付けされている。このため、熱交換器３００を通過する空気の熱は、チューブ３２０を介して冷却水等に伝達されるだけでなく、フィン３３０を介しても冷却水等に伝達される。つまり、フィン３３０によって空気との接触面積が大きくなっており、冷却水等と空気との熱交換が効率よく行われる。

熱交換器３００のうち、冷却水又は冷媒と空気との間で熱交換が行われる部分、つまりチューブ３２０とフィン３３０とが積層されている部分のことを、以下では熱交換器３００のコア部とも称する。同様に、当該コア部のうち、点線ＤＬ１よりも上方側の部分のことを以下では第１冷却用熱交換部２１０のコア部と称することがあり、点線ＤＬ１よりも下方側の部分のことを以下では第１空調用熱交換部１１０のコア部と称することがある。

熱交換器３００のうち最も上方側部分にはサイドプレート３４１が設けられており、最も下方側部分にはサイドプレート３４２が設けられている。サイドプレート３４１、３４２は、いずれも金属板を曲げ加工することにより形成された部材であって、タンク３１１とタンク３１２との間を繋ぐように設けられている。サイドプレート３４１、３４２は、熱交換器３００のコア部を上下両側から挟み込むことにより、コア部を補強してその形状を維持するためのものである。

熱交換器４００の構成は、以上に説明した熱交換器３００の構成と概ね同じである。熱交換器４００は、タンク４１１と、タンク４１２と、チューブ４２０と、フィン４３０とを有している。チューブ４２０及びフィン４３０の図示は省略されているが、これらの構成は、チューブ３２０及びフィン３３０の構成とそれぞれ同一である。タンク４１１の内部空間とタンク４１２の内部空間とは、それぞれのチューブ４２０によって連通されている。

タンク４１１の内部空間は、不図示のセパレータによって上下２つの空間に仕切られている。当該セパレータが設けられている位置の高さは、熱交換器３００の場合と同様に、点線ＤＬ１で示される高さとなっている。タンク４１１のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分を冷媒が通過し、点線ＤＬ１よりも下方側の部分を冷却水が通過する。

タンク４１２の内部空間も、点線ＤＬ１の高さにおいて、セパレータ４５０（図３を参照）により上下２つの空間に仕切られている。タンク４１２のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分を冷媒が通過し、点線ＤＬ１よりも下方側の部分を冷却水が通過する。

図３に示されるように、タンク３１２の内部空間を上下２つに区切るセパレータ４５０は、セパレータ３５０と同一形状の板状の部材である。上面視におけるセパレータ４５０の外形は、タンク４１２の内周面の形状と概ね同じである。セパレータ４５０は、その先端部分に突起４５１が形成されている。タンク４１２のうち、点線ＤＬ１と同一の高さとなる位置には、スリット状の開口ＳＬ２が形成されている。セパレータ４５０は、その突起４５１を開口ＳＬ２に挿通させた状態で、且つその外周部分の全体をタンク４１２の内壁面に当接させた状態で、タンク４１２に対してろう付けされ固定されている。タンク４１１の内部構成も、図３に示されるタンク４１２の内部構成と同じである。

タンク４１１のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分には、配管４１の一端が接続されている。配管４１は、タンク４１１の側面に形成された穴（不図示）に挿通された状態で、当該穴の縁に対してろう付けされ固定されている。また、タンク４１２のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分には、配管４２の一端が接続されている。配管４２は、タンク４１２の側面に形成された穴ＨＬ２（図３を参照）に挿通された状態で、穴ＨＬ２の縁に対してろう付けされ固定されている。

尚、第１空調用熱交換部１１０を本実施形態のようにサブクール部として用いる場合には、第２空調用熱交換部１２０と第１空調用熱交換部１１０とを繋ぐ配管４２の途中となる位置にモジュレータタンク（気液分離器）を配置してもよい。このような構成においては、第２空調用熱交換部１２０のタンク４１２から排出された冷媒は、先ずモジュレータタンクに流入する。その後、モジュレータタンクの内部において冷媒は気液分離された状態となり、液相冷媒のみがモジュレータタンクからタンク３１２を介して第１空調用熱交換部１１０に流入することとなる。

タンク４１１のうち点線ＤＬ１よりも下方側の部分には、配管５６に繋がる配管５２（図２では不図示。図１を参照）の一端が接続されている。配管５２は、タンク４１１の側面に形成された穴（不図示）に挿通された状態で、当該穴の縁に対してろう付けされ固定されている。また、タンク４１２のうち点線ＤＬ１よりも下方側の部分には、配管５１の一端が接続されている。配管５１は、タンク４１２の側面に形成された穴ＨＬ４（図３を参照）に挿通された状態で、穴ＨＬ４の縁に対してろう付けされ固定されている。

熱交換器４００のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分、すなわち第２空調用熱交換部１２０として機能する部分では、タンク４１１を通過した冷媒が、それぞれのチューブ４２０を通ってタンク４１２に流入する。冷媒は、チューブ４２０を通る際に、矢印ＡＲ１に沿って外部を流れる空気との熱交換により冷却される。当該空気は、第１冷却用熱交換部２１０を通過してその温度を上昇させた後の空気である。

一方、熱交換器４００のうち点線ＤＬ１よりも下方側の部分、すなわち第２冷却用熱交換部２２０として機能する部分では、タンク４１２を通過した冷却水が、それぞれのチューブ４２０を通ってタンク４１１に流入する。冷却水は、チューブ４２０を通る際に、矢印ＡＲ１に沿って外部を流れる空気との熱交換により冷却される。当該空気は、第１空調用熱交換部１１０を通過してその温度を上昇させた後の空気である。

熱交換器４００のうち、冷却水又は冷媒と空気との間で熱交換が行われる部分、つまりチューブ４２０とフィン４３０とが積層されている部分のことを、以下では熱交換器４００のコア部とも称する。同様に、当該コア部のうち、点線ＤＬ１よりも上方側の部分のことを以下では第２空調用熱交換部１２０のコア部と称することがあり、点線ＤＬ１よりも下方側の部分のことを以下では第２冷却用熱交換部２２０のコア部と称することがある。

熱交換器４００のうち最も上方側部分にはサイドプレート４４１が設けられており、最も下方側部分にはサイドプレート４４２（不図示）が設けられている。サイドプレート４４１、４４２は、いずれも金属板を曲げ加工することにより形成された部材であって、タンク４１１とタンク４１２との間を繋ぐように設けられている。サイドプレート４４１、４４２は、熱交換器４００のコア部を上下両側から挟み込むことにより、コア部を補強してその形状を維持するためのものである。

熱交換器３００と熱交換器４００とは、空気が流れる方向に沿ってそれぞれのコア部を重ね合わせた状態で、互いに固定されている。その固定方法としては、種々の方法を採用し得る。例えば、タンク３１１とタンク４１１、及びタンク３１２とタンク４１２のように、互いに隣り合う部材同士をろう付けにより一体とし、これにより熱交換器３００と熱交換器４００とが互いに固定されている構成とすればよい。

また、例えば図４に示されるように、サイドプレート３４１、４４１のそれぞれを上方から覆うような固定部材６００を用いて、熱交換器３００と熱交換器４００との固定を行ってもよい。固定部材６００は、金属板を折り曲げることによって形成された板状の部材であって、平板部６０１と、一対の垂直部６０２、６０３とを有している。

平板部６０１は、熱交換器３００及び熱交換器４００の両方を上方から覆うような平板状の部分である。垂直部６０３は、平板部６０１のうち風上側の辺から下方に向かって伸びるように形成された部分である。垂直部６０２は、平板部６０１のうち風下側の辺から下方に向かって伸びるように形成された部分である。垂直部６０３は、サイドプレート３４１のうち風上側の側面に対して当接し、当該側面に対してろう付けされる。垂直部６０２は、サイドプレート４４１のうち風下側の側面に対して当接し、当該側面に対してろう付けされる。このような固定部材６００を用いて、熱交換器３００及び熱交換器４００の上下両方を固定することとしてもよい。

熱交換器３００と熱交換器４００とが上記のように固定されているので、第１空調用熱交換部１１０、第２空調用熱交換部１２０、第１冷却用熱交換部２１０、及び第２冷却用熱交換部２２０のうち、空気の流れる方向に沿って見たときに互いに重なっている２つの部分は、いずれも互いに固定された状態となる。

本実施形態では、第１空調用熱交換部１１０、第２空調用熱交換部１２０、第１冷却用熱交換部２１０、及び第２冷却用熱交換部２２０のそれぞれが、一対のタンク（３１１、３１２、４１１、４１２）と、一対のタンクの間を繋いでおり、冷媒又は冷却水が通る流路が内部に形成されたチューブ（３２０、４２０）と、隣り合うチューブの間に配置されたフィン（３３０，４３０）と、を有する熱交換器として構成されている。また、本実施形態では、上下に重なる第１空調用熱交換部１１０と第１冷却用熱交換部２１０とにおいて、タンク３１１、３１２が共有されている。同様に、上下に重なる第２空調用熱交換部１２０と第２冷却用熱交換部２２０とにおいて、タンク４１１、４１２が共有されている。

以上のような構成の複合型熱交換器１０では、第１空調用熱交換部１１０及び第１冷却用熱交換部２１０が、空気の流れる方向に対して垂直な方向、具体的には上下方向に並ぶように配置されている。また、第２空調用熱交換部１２０及び第２冷却用熱交換部２２０も、空気の流れる方向に対して垂直な方向、具体的には上下方向に並ぶように配置されている。

尚、本実施形態においては、第１空調用熱交換部１１０と第１冷却用熱交換部２１０との並び方向が、空気の流れる方向に対して垂直な方向と完全に一致している。しかしながら、両者は完全に一致していなくてもよい。その場合、空気の流れる方向に沿って見た場合において、第１空調用熱交換部１１０のコア部と、第１冷却用熱交換部２１０のコア部とが、互いに重なっていなければよい。第２空調用熱交換部１２０と第２冷却用熱交換部２２０との配置についても同様である。

また、本実施形態においては、第１空調用熱交換部１１０と第２冷却用熱交換部２２０のそれぞれの高さが互いに同一となっており、第１冷却用熱交換部２１０と第２空調用熱交換部１２０のそれぞれの高さが互いに同一となっている。その結果、空気の流れる方向に沿って見たときにおいては、第１空調用熱交換部１１０の全体が第２冷却用熱交換部２２０と重なるように配置されており、第１冷却用熱交換部２１０の全体が第２空調用熱交換部１２０と重なるように配置されている。

このような態様に替えて、第１空調用熱交換部１１０と第２冷却用熱交換部２２０のそれぞれの高さが互いに異なるような態様としてもよい。例えば、第１空調用熱交換部１１０の高さを、サブクール部として機能し得る最低限の高さとした上で、第２冷却用熱交換部２２０の高さはこれよりも高くしてもよい。いずれの場合であっても、空気の流れる方向に沿って見たときにおいては、第１空調用熱交換部１１０の少なくとも一部が第２冷却用熱交換部２２０と重なるような態様であればよい。同様に、第１冷却用熱交換部２１０の少なくとも一部が第２空調用熱交換部１２０と重なるような態様であればよい。

図５には、以上のような４つの熱交換部の配置、及び冷媒等の流れる経路が模式的に示されている。図５（Ａ）において矢印で示されるのは、複合型熱交換器１０を冷媒が流れる経路である。図５（Ｂ）において矢印で示されるのは、複合型熱交換器１０において冷却水が流れる経路である。

図５（Ａ）に示されるように、冷媒は、配管４１を通って先ず第２空調用熱交換部１２０に供給される。冷媒は、第２空調用熱交換部１２０での熱交換によって放熱し、凝縮液化した後、配管４２を通って第１空調用熱交換部１１０に供給される。冷媒は、第１空調用熱交換部１１０での熱交換によってその温度を低下させた後、配管４３から排出されエバポレータに向かう。

第１空調用熱交換部１１０における２回目の熱交換は、第２空調用熱交換部１２０における１回目の熱交換よりも、空気の流れる方向において上流側となる位置で行われる。つまり、比較的高温の空気が流れている位置で１回目の熱交換（潜熱変化）が行われ、比較的低温の空気が流れている位置で２回目の熱交換（顕熱変化）が行われる。いずれの熱交換においても、空気と冷媒との温度差が確保されることとなるので、空調用熱交換器１００の全体において熱交換が効率的に行われる。

図５（Ｂ）に示されるように、冷却水は、配管５１を通って先ず第２冷却用熱交換部２２０に供給される。冷却水は、第２冷却用熱交換部２２０での熱交換によってその温度を低下させた後、配管５６を通って第１冷却用熱交換部２１０に供給される。冷却水は、第１冷却用熱交換部２１０での熱交換によって更にその温度を低下させた後、配管５７から排出されポンプ１６に向かう。

第１冷却用熱交換部２１０における２回目の熱交換は、第２冷却用熱交換部２２０における１回目の熱交換よりも、空気の流れる方向において上流側となる位置で行われる。つまり、比較的高温の空気が流れている位置で１回目の熱交換（高温の冷却水を冷やすための熱交換）が行われ、比較的低温の空気が流れている位置で２回目の熱交換（低温となった冷却水を更に冷やすための熱交換）が行われる。いずれの熱交換においても、空気と冷却水との温度差が確保されることとなるので、冷却用熱交換器２００の全体において熱交換が効率的に行われる。

尚、第１冷却用熱交換部２１０の入口部分（配管５６の接続部分）における冷却水の温度は、第２空調用熱交換部１２０の入口部分（配管４１の接続部分）における冷媒の温度よりも低くなっていることが好ましい。このような温度分布となっている場合には、第１冷却用熱交換部２１０を通過する冷却水と空気との温度差、及び、第２空調用熱交換部１２０を通過する冷媒と空気との温度差を、いずれも確保することができるからである。

冷媒や冷却水が流れる方向について、図６を参照しながら説明する。図６において実線で示されている２つの矢印は、第１空調用熱交換部１１０及び第２空調用熱交換部１２０のそれぞれのコア部を、冷媒が流れる方向を示している。また、図６において点線で示されている２つの矢印は、第１冷却用熱交換部２１０及び第２冷却用熱交換部２２０のそれぞれのコア部を、冷却水が流れる方向を示している。後述の図９、図１１、及び図１９においても同様である。

図６のように車両前方側から見た場合には、第１冷却用熱交換部２１０のコア部全体において、冷却水が左から右に向かって流れる。また、これと重なる第２空調用熱交換部１２０のコア部全体において、冷媒が左から右に向かって流れる。同様に、車両前方側から見た場合には、第１空調用熱交換部１１０のコア部全体において、冷媒が右から左に向かって流れる。また、これと重なる第２冷却用熱交換部２２０のコア部全体において、冷却水が右から左に向かって流れる。

このように、複合型熱交換器１０を構成するそれぞれの熱交換部は、空気の流れる方向に沿って見たときに互いに重なっている部分のそれぞれにおいて、その内部を冷媒又は冷却水が流れる経路及び方向が互いに同一となるように構成されている。対向する２つのコア部を通過する冷媒及び冷却水は、空気との熱交換によっていずれも温度を低下させながら、同一方向に向かって流れることとなる。その結果、対向する２つのコア部間の温度差が、一部において大きくなり過ぎてしまったり、一部において小さくなり過ぎてしまったりすることが防止される。これにより、いずれかのコア部における熱交換性能が局所的に低下してしまうことが無いので、複合型熱交換器１０の全体における熱交換がバランスよく行われる。

本実施形態では、第１空調用熱交換部１１０のコア部よりも、第２空調用熱交換部１２０のコア部の方が大きくなっている。このため、冷媒の温度は第２空調用熱交換部１２０を通過する際において大きく低下（例えば８０℃→６０℃）し、その後、第１空調用熱交換部１１０を通過する際においては小さく低下（例えば６０℃→５０℃）する。同様に、本実施形態では、第２冷却用熱交換部２２０のコア部よりも、第１冷却用熱交換部２１０のコア部の方が大きくなっている。このため、冷却水の温度は第２冷却用熱交換部２２０を通過する際においては小さく低下（例えば６５℃→６０℃）し、その後、第１冷却用熱交換部２１０を通過する際において大きく低下（例えば６０℃→５０℃）する。冷媒又は冷却水の目標温度低下量に合わせて、それぞれのコア部の大きさが設計されることが好ましい。

本実施形態では、空調用熱交換器１００及び冷却用熱交換器２００のそれぞれが２つの部分に分けられており、２つの部分のうち一方が空気の流れ方向における上流側に配置され、他方が下流側に配置されている。このような構成となっていることの効果について説明する。

図７には、空調用熱交換器１００等が上記のように２つの部分に分けられていない場合の例、すなわち従来と同様の構成である比較例において、各部を通過する空気の温度の分布が示されている。この比較例では、空気の流れ方向における上流側に配置された熱交換器３００の全体が空調用熱交換器１００として構成され、その下流側に配置された熱交換器４００の全体が冷却用熱交換器２００として構成されている。つまり、１列目に空調用熱交換器１００が配置され、その下流側である２列目に冷却用熱交換器２００が配置され、更にその下流側である３列目にラジエータ２０が配置された構成となっている。

図７の横軸は、空気が通過する方向に沿った位置を示している。位置Ｐ１は、１列目の空調用熱交換器１００よりも僅かに上流側となる位置である。位置Ｐ２は、１列目の空調用熱交換器１００と、２列目の冷却用熱交換器２００との間となる位置である。位置Ｐ３は、２列目の冷却用熱交換器２００と、３列目のラジエータ２０との間となる位置である。位置Ｐ４は、３列目のラジエータ２０よりも僅かに下流側となる位置である。

同図に示されるように、１列目の空調用熱交換器１００を通過する際に、空気はその温度をＴ１０からＴ２５へと上昇させる。２列目の冷却用熱交換器２００には、このように温度が上昇した空気（温度がＴ２５の空気）が供給される。

２列目の冷却用熱交換器２００を通過する際には、空気はその温度をＴ２５からＴ３５へと更に上昇させる。３列目のラジエータ２０には、このように温度が上昇した空気（温度がＴ３０の空気）が供給される。３列目のラジエータ２０を通過する際には、空気はその温度をＴ３０からＴ４０へと更に上昇させる。

ところで、熱交換器を空気が通過する際において、当該空気に対し単位時間あたりに加えられる熱量Ｑは、以下の式（１）によって算出される。
Ｑ＝Ｃ_P・ρ・Ｗ・Ｈ・Ｖ・（Ｔ_OUT−Ｔ_IN）・・・・（１）

式（１）におけるＣ_Pは空気の比熱であり、ρは空気の密度である。Ｗは熱交換器（コア部）の幅方向における寸法であり、Ｈは高さ方向における寸法である。Ｖは通過する空気の流速である。Ｔ_OUTは熱交換器から流出した直後における空気の温度であり、Ｔ_INは熱交換器に流入する直前における空気の温度である。

式（１）に示されるように、熱交換器を通過する空気に加えられる熱量は、Ｔ_OUTとＴ_INとの差に比例して大きくなる。Ｔ_OUTとＴ_INとの差は、例えば１列目の空調用熱交換器１００を空気が通過する際の、Ｔ２５とＴ１０との差に該当する。従って、図７に示される三角形ＡＢＣの面積の大きさは、１列目の空調用熱交換器１００を空気が通過する際において当該空気に加えられる熱量の大きさ（すなわち空調用熱交換器１００の放熱量）、を示すものとなっている。これと同様に、三角形ＢＤＥの面積の大きさは、２列目の冷却用熱交換器２００を空気が通過する際において当該空気に加えられる熱量の大きさ（すなわち冷却用熱交換器２００の放熱量）、を示すものとなっている。更に、三角形ＤＦＧの面積の大きさは、３列目のラジエータ２０を空気が通過する際において当該空気に加えられる熱量の大きさ（すなわちラジエータ２０の放熱量）、を示すものとなっている。それぞれの熱交換器を通過する際において空気に加えられる熱量の大きさは、当該熱交換器の熱交換性能の高さを示す指標となる。

上記３つの三角形を比較すると明らかなように、図７の比較例では、２列目の三角形ＢＤＥの面積が、１列目の三角形ＡＢＣの面積に比べて著しく小さくなっている。つまり、２列目の冷却用熱交換器２００の熱交換性能が著しく低下している。このような熱交換性能の低下は、２列目の冷却用熱交換器２００を通過する空気の全てが、１列目の空調用熱交換器１００を通過して予め温度が上昇した空気となっており、冷却用熱交換器２００においては空気と冷却水との温度差が小さくなってしまうことに起因している。

このように、空気の流れる方向に沿って複数の熱交換器を単に重ねただけの構成においては、空気流れの下流側に配置された熱交換器の熱交換性能が、空気流れの上流側に配置された熱交換器の熱交換性能に比べて著しく低下してしまうことがある。このような現象が生じると、複合型熱交換器の各部における熱交換のバランスが崩れてしまい、結果的に複合型熱交換器の性能が低下してしまうこととなる。

図８には、本実施形態に係る複合型熱交換器１０において、各部を通過する空気の温度の分布が示されている。図８の横軸に示される位置Ｐ１は、１列目の第１空調用熱交換部１１０（又は第１冷却用熱交換部２１０）よりも僅かに上流側となる位置である。位置Ｐ２は、１列目の第１空調用熱交換部１１０（又は第１冷却用熱交換部２１０）と、２列目の第２空調用熱交換部１２０（又は第２冷却用熱交換部２２０）との間となる位置である。位置Ｐ３は、２列目の第２空調用熱交換部１２０（又は第２冷却用熱交換部２２０）と、３列目のラジエータ２０との間となる位置である。位置Ｐ４は、３列目のラジエータ２０よりも僅かに下流側となる位置である。

１列目の第１空調用熱交換部１１０を通過する際に、空気はその温度をＴ１０からＴ２１へと上昇させる。図８に示される三角形ＡＢ₁Ｃの面積の大きさは、第１空調用熱交換部１１０を空気が通過する際において、当該空気に加えられる熱量の大きさを示している。

１列目の第１空調用熱交換部１１０を通過した空気（温度がＴ２１の空気）は、その後、２列目の第２冷却用熱交換部２２０を通過する。その際、空気はその温度をＴ２１からＴ２９へと上昇させる。図８に示される三角形Ｂ₁Ｄ₁Ｅ₁の面積の大きさは、第２冷却用熱交換部２２０を空気が通過する際において、当該空気に加えられる熱量の大きさを示している。

２列目の第２冷却用熱交換部２２０を通過した空気（温度がＴ２９の空気）は、その後、３列目のラジエータ２０に供給される。３列目のラジエータ２０には、当該空気の他、２列目の第２空調用熱交換部１２０を通過した空気（後述）も供給される。

１列目の第１冷却用熱交換部２１０を通過する際に、空気はその温度をＴ１０からＴ２２へと上昇させる。図８に示される三角形ＡＢ₂Ｃの面積の大きさは、第１冷却用熱交換部２１０を空気が通過する際において、当該空気に加えられる熱量の大きさを示している。

１列目の第１冷却用熱交換部２１０を通過した空気（温度がＴ２２の空気）は、その後、２列目の第２空調用熱交換部１２０を通過する。その際、空気はその温度をＴ２２からＴ３１へと上昇させる。図８に示される三角形Ｂ₂Ｄ₂Ｅ₂の面積の大きさは、第２空調用熱交換部１２０を空気が通過する際において、当該空気に加えられる熱量の大きさを示している。

２列目の第２空調用熱交換部１２０を通過した空気（温度がＴ３１の空気）は、その後、３列目のラジエータ２０に供給される。

ラジエータ２０には、第２空調用熱交換部１２０を通過し温度がＴ３１となった空気と、第２冷却用熱交換部２２０を通過し温度がＴ２９となった空気と、の両方が供給される。図８に示される例では、ラジエータ２０に供給される空気の温度が、Ｔ２９とＴ３１との間の温度であるＴ３０として示されている。当該空気は、３列目のラジエータ２０を通過する際に、その温度をＴ３０からＴ４０へと更に上昇させる。図８に示される三角形ＤＦＧの面積は、ラジエータ２０を空気が通過する際において、当該空気に加えられる熱量の大きさを示している。

図８の例においては、空調用熱交換器１００を通過する際において空気に加えられる熱量が、三角形ＡＢ₁Ｃの面積に三角形Ｂ₂Ｄ₂Ｅ₂の面積を加えたものとなっている。また、冷却用熱交換器２００を通過する際において空気に加えられる熱量が、三角形ＡＢ₂Ｃの面積に三角形Ｂ₁Ｄ₁Ｅ₁の面積を加えたものとなっている。それぞれの面積を比較すると明らかなように、本実施形態においては、空調用熱交換器１００を通過する際において空気に加えられる熱量と、冷却用熱交換器２００を通過する際において空気に加えられる熱量とが、概ね互いに等しくなっている。つまり、それぞれの熱交換器の熱交換性能がバランスよく発揮されており、図７に示される比較例のように、一方の冷却用熱交換器２００における熱交換性能のみが著しく低下するような現象が生じていない。

これは、空気の流れ方向における最も上流側の位置、すなわち、最も熱交換を効率よく行い得る位置を、図７の比較例では一方の熱交換器（空調用熱交換器１００）のみが占有しているのに対し、本実施形態では当該位置を両方の熱交換器の一部ずつ（第１空調用熱交換部１１０と第１冷却用熱交換部２１０）が共に占める構成になっているからである。

このように、本実施形態では、空調用熱交換器１００と冷却用熱交換器２００との間において、配置された位置による熱交換性能の違いが生じにくくなっており、空調用熱交換器１００及び冷却用熱交換器２００のそれぞれの熱交換性能が概ね均等に発揮されることとなる。

尚、２つに分割されたそれぞれの熱交換部（第１空調用熱交換部１１０など）のコア部の面積は、分割前におけるコア部の面積よりも当然に小さくなっている。その結果、それぞれの熱交換部における個々の熱交換性能は、分割されていない場合に比べると低くなっている。例えば図８における三角形ＡＢ₁Ｃの面積は、図７の比較例における三角形ＡＢＣの面積に比べると小さい。

しかしながら、空調用熱交換器１００の全体におけるコア部の面積は、第１空調用熱交換部１１０のコア部の面積と、第２空調用熱交換部１２０のコア部の面積とを合計したものである。従って、空調用熱交換器１００の全体においてみれば、その熱交換性能は十分に発揮されることとなる。本実施形態では、それぞれのコア部の合計面積を小さくする必要は無く、従来通りの大きな面積を確保することが可能である。つまり、車両内部の限られた設置スペースを最大限有効に利用し得るような大きさのコア部とすることで、空調用熱交換器１００の熱交換性能を十分に確保することが可能である。冷却用熱交換器２００についても同様である。

このような複合型熱交換器１０では、空調用熱交換器１００と冷却用熱交換器２００とのそれぞれの熱交換性能がバランスよく発揮される。このため、設置スペースの制約の範囲内において、複合型熱交換器１０の性能を最大限に発揮させることができる。

複合型熱交換器１０に対する要求性能は常に一定ではなく、例えば車両の低速高トルク走行時において最も高くなる傾向がある。そこで、そのような最も高い要求に応え得るように複合型熱交換器１０を設計しておけばよい。その場合、低速高トルク走行時以外の場面においては、複合型熱交換器１０の熱交換性能に余裕ができることとなる。その際には、例えば空調装置が備えるコンプレッサの回転数を低下させたり、電動ファン２１の回転数を抑制したりすることで、システムの消費電力を抑制し更なる省エネを図ることも可能となる。

尚、複合型熱交換器１０では、空調装置における冷媒の循環経路が多少複雑化しているので、コンプレッサの動作負荷が増加してしまうことが懸念される。しかしながら、本発明者らが実験にて確認したところによれば、コンプレッサの動作負荷の増加はほとんどなく、従来と同等のレベルであった。

上記のような構成の複合型熱交換器１０には、種々の変更を加えることができる。例えば図９に示される変形例のように、第１冷却用熱交換部２１０の内部を冷却水が通過する方向と、第２冷却用熱交換部２２０の内部を冷却水が通過する方向とのいずれもが、上記第１実施形態の場合とは逆方向となるような構成としてもよい。

この場合、図１０に示されるように、第２冷却用熱交換部２２０から第１冷却用熱交換部２１０に冷媒を供給するための配管５６が、タンク４１２とタンク３１２との間を繋ぐように配置されることとすればよい。また、配管５１の下流側端部がタンク４１１の下方側部分に接続され、配管５７の上流側端部がタンク３１１の上方側部分に接続されることとすればよい。尚、図１０においては流路の配置例を簡略化して示すために、ポンプ１７に向かって伸びる配管５２が省略されている。

上記の構成においては、複合型熱交換器１０と外部とを繋ぐ配管（配管４１、４３、５１、５７）の全てが、左右方向における一方側に集約されることとなる。このため、車両の内部における配管の取り回しの制約によっては、図１０に示される変形例のような構成が好ましい場合がある。

また、例えば図１１に示される変形例のように、第１冷却用熱交換部２１０を１方向にのみ冷却水が流れるのではなく、途中で折り返して１往復半するような経路で冷却水が流れることとしてもよい。

このような冷却水の流れは、タンク３１２等の内部にセパレータを追加して設けることによって実現される。同様に、第２空調用熱交換部１２０を１方向にのみ冷媒が流れるのではなく、途中で折り返して１往復半するような経路で冷媒が流れることとしてもよい。このような冷媒の流れも、タンク４１２等の内部にセパレータを追加して設けることによって実現される。尚、冷媒や冷却水が折り返して流れる際の往復回数は、任意に設定することができる。

図１１のように、冷却水などが折り返して流れるような構成とした場合でも、空気の流れる方向に沿って見たときに互いに重なっている部分のそれぞれにおいて、その内部を冷媒又は冷却水が流れる経路及び方向が互いに同一となるように構成されていることが好ましい。

図１２（Ａ）では、本実施形態に係る複合型熱交換器１０及びその周辺の構成が、車両の側方側からみて模式的に描かれている。図１２（Ａ）においては、車両の車体ＢＤと、車体ＢＤの前方側部分に形成されたフロントグリルの開口ＯＰ１、ＯＰ２が示されている。図１２（Ａ）では更に、上方側の開口ＯＰ１の開閉を行うために設けられたシャッター装置ＳＴ１と、下方側の開口ＯＰ２の開閉を行うために設けられたシャッター装置ＳＴ２とが示されている。

複合型熱交換器１０の上方側部分では、空気の流れ方向に沿って、第１冷却用熱交換部２１０と第２空調用熱交換部１２０とが互いに重なるように配置されている。シャッター装置ＳＴ１が開状態となっているときには、開口ＯＰ１から侵入した空気が、第１冷却用熱交換部２１０及び第２空調用熱交換部１２０の両方を通過する。図１２（Ａ）では、このような空気の流れが矢印ＡＦ１で示されている。

また、複合型熱交換器１０の下方側部分では、空気の流れ方向に沿って、第１空調用熱交換部１１０と第２冷却用熱交換部２２０とが互いに重なるように配置されている。シャッター装置ＳＴ２が開状態となっているときには、開口ＯＰ２から侵入した空気が、第１空調用熱交換部１１０及び第２冷却用熱交換部２２０の両方を通過する。図１２（Ａ）では、このような空気の流れが矢印ＡＦ２で示されている。

このように、複合型熱交換器１０の上方側部分及び下方側部分のいずれにおいても、空調用熱交換器１００の一部と冷却用熱交換器２００の一部とが重なるように配置されている。その結果、シャッター装置ＳＴ１及びシャッター装置ＳＴ２のいずれを開状態とした場合であっても、車両内に侵入した空気は空調用熱交換器１００及び冷却用熱交換器２００の両方を通過することとなる。

このような構成に換えて、図１２（Ｂ）に示される変形例のように、第２空調用熱交換部１２０と第２冷却用熱交換部２２０とを上下に入れ替えたような構成としてもよい。当該変形例の上方側部分では、空気の流れ方向に沿って、第１冷却用熱交換部２１０と、第２冷却用熱交換部２２０とが互いに重なるように配置されている。また、下方側部分では、空気の流れ方向に沿って、第１空調用熱交換部１１０と第２空調用熱交換部１２０とが互いに重なるように配置されている。

この変形例においてシャッター装置ＳＴ１のみが開状態となっているときには、開口ＯＰ１から侵入した空気が、第１冷却用熱交換部２１０及び第２冷却用熱交換部２２０の両方を通過する。つまり、当該空気は冷却用熱交換器２００のみを通過する。図１２（Ｂ）では、このような空気の流れが矢印ＡＦ１で示されている。

また、この変形例においてシャッター装置ＳＴ２のみが開状態となっているときには、開口ＯＰ２から侵入した空気が、第１空調用熱交換部１１０及び第２空調用熱交換部１２０の両方を通過する。つまり、当該空気は空調用熱交換器１００のみを通過する。図１２（Ｂ）では、このような空気の流れが矢印ＡＦ２で示されている。

図１２（Ｂ）に示される変形例においては、シャッター装置ＳＴ１及びシャッター装置ＳＴ２の両方が開状態となっているときにおいてのみ、空調用熱交換器１００と冷却用熱交換器２００との両方に空気が供給される。換言すれば、空調用熱交換器１００と冷却用熱交換器２００との両方に空気を供給する必要性が少しでも生じると、シャッター装置ＳＴ１及びシャッター装置ＳＴ２の両方を開状態としなければならない。このため、例えば水温の上昇や冷媒圧力の上昇が生じた際などにおいて、シャッター装置ＳＴ１及びシャッター装置ＳＴ２の両方が開状態とされる可能性が高くなっている。

これに対し、図１２（Ａ）に示される本実施形態の構成においては、シャッター装置ＳＴ１のみを開状態とした場合であっても、空調用熱交換器１００及び冷却用熱交換器２００のそれぞれにおける熱交換を行わせることが可能となっている。このため、シャッター装置ＳＴ１及びシャッター装置ＳＴ２を動作させる頻度を抑えることができる。

既に述べたように、複合型熱交換器１０は、空調用熱交換器１００がコンデンサとして機能する状態と、エバポレータとして機能する状態と、のいずれをもとり得るように構成されていてもよい。この場合には、図１２（Ａ）のように、空気の流れ方向に沿って第１冷却用熱交換部２１０と第２空調用熱交換部１２０とが互いに重なるように配置されている構成が特に好ましい。

図１２（Ａ）の構成において、空調用熱交換器１００をエバポレータとして機能させる場合には、シャッター装置ＳＴ１のみを開状態とすればよい。この場合、第１冷却用熱交換部２１０から空気に放出された熱が、下流側の第２空調用熱交換部１２０（つまりエバポレータ）における吸熱のために有効に利用されることとなる。また、冷却水の熱が空調の熱源として有効活用されることに加えて、第２空調用熱交換部１２０に生じた着霜が熱によって除去されるという効果も発揮される。

尚、第２空調用熱交換部１２０をエバポレータとして用いる場合には、第１空調用熱交換部１１０に対する冷媒の供給が行われない状態となるように、冷媒の流路が切り換わるような構成としてもよい。この場合、配管４２の途中と配管４３の途中とをバイパスするような配管と、当該配管における冷媒の流入／遮断を切り換えるための流路切り替え弁とを、追加で設けることとすればよい。

図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示される例ではいずれも、第１空調用熱交換部１１０が下方側となる位置に配置されている。このような態様に替えて、第１空調用熱交換部１１０が第１冷却用熱交換部２１０等の上方側となる位置に配置されているような態様としてもよい。ただし、第１空調用熱交換部１１０を所謂サブクール部として用いる場合には、本実施形態のように第１空調用熱交換部１１０を下方側となる位置に配置した方が好ましい。これは、第１空調用熱交換部１１０と第２空調用熱交換部１２０との間に気液分離器を配置した場合において、気液分離器の下方側に溜まった液相冷媒を、比較的単純な構成で第１空調用熱交換部１１０に供給することが可能となるからである。

ところで、下方側の開口ＯＰ２からは、稀に外部からの飛び石等が車両内に侵入し、複合型熱交換器１０の一部を破損してしまうことがある。本実施形態では、このような開口ＯＰ２と対向する位置に第１空調用熱交換部１１０が配置されている。このため、飛び石の侵入により複合型熱交換器１０の一部が破損したとしても、機能停止するのは第１空調用熱交換部１１０を含む空調装置のみであり、ターボチャージャー１２やインタークーラ１３のような走行に必要な機器の冷却については継続的に行うことができる。つまり、本実施形態の構成においては、飛び石等の侵入に起因して車両が走行不可能な状態となってしまうようなことが防止される。

尚、図１２（Ｂ）のような構成においても、第１空調用熱交換部１１０と第２空調用熱交換部１２０のそれぞれの高さが互いに異なるような態様としてもよい。例えば、空気の流れる方向に沿って見たときに、第２空調用熱交換部１２０の全部ではなく一部のみが、第１空調用熱交換部１１０と重なっている構成としてもよい。また、第２冷却用熱交換部２２０の全部ではなく一部のみが、第１冷却用熱交換部２１０と重なっている構成としてもよい。

第１実施形態に係る複合型熱交換器１０の、その他の構成について説明する。図１３（Ａ）に示されるのは、熱交換器３００に設けられたチューブ３２０の内部構造を示す断面図である。尚、熱交換器４００に設けられたチューブ４２０の内部構造は、図１３（Ａ）に示されるものと同一である。

チューブ３２０は、チューブ本体３２１と、インナーフィン３２２とを有している。チューブ本体３２１は、金属板によって形成された管であって、その長手方向に対し垂直な断面の形状が扁平形状となるように形成されている。また、チューブ本体３２１は、冷媒又は冷却水の流れる流路３２３が内部に形成されている。インナーフィン３２２は、フィン３３０と同様に、金属板を波状に折り曲げることにより形成されたものであって、チューブ本体３２１の内部に収容されている。インナーフィン３２２は、チューブ本体３２１の内壁面に当接した状態となっている。インナーフィン３２２により、チューブ３２０と冷媒等との接触面積が増加しているので、冷媒等と空気との熱交換が効率的に行われる。チューブ４２０も、その内部にインナーフィン４２２を有する構成となっている（図１４を参照）。

本実施形態では、チューブ３２０、４２０の外形及び配置ピッチが、熱交換器３００及び熱交換器４００の全体において全て同じとなるように構成されている。また、インナーフィン３２２、４２２の形状についても、熱交換器３００及び熱交換器４００の全体において全て同じとなるように構成されている。

このような態様に替えて、一部のチューブ３２０、４２０については、その内部に収容されたインナーフィン３２２、４２２の形状を他と異ならせることにより、当該チューブ３２０、４２０における熱交換性能を向上又は低下させることとしてもよい。図１３（Ｂ）に示されるチューブ３２０Ｂでは、インナーフィン３２２よりもピッチが大きなインナーフィン３２２Ｂが内部に収容されている。これにより、チューブ３２０Ｂの熱交換性能は、チューブ３２０の熱交換性能よりも僅かに低下している。一方で、チューブ３２０Ｂの流路抵抗は、チューブ３２０の流路抵抗よりも小さくなっている。

例えば、冷媒が通る部分（第１空調用熱交換部１１０、第２空調用熱交換部１２０）においてはチューブ３２０（またはこれと同形状のチューブ４２０）が配置されており、冷却水が通る部分（第１冷却用熱交換部２１０、第２冷却用熱交換部２２０）においてはチューブ３２０Ｂ（またはこれと同形状のチューブ４２０Ｂ）が配置されているような態様としてもよい。このように、熱交換性能や流路抵抗の分布が適切なものとなるように、一部のチューブ３２０、４２０が有するインナーフィン３２２、４２２の形状を他と異ならせることとすればよい。

また、例えば第１空調用熱交換部が有する複数のチューブ３２０のうち、一部のみをチューブ３２０Ｂに置き換えたような構成としてもよい。つまり、同一の熱交換部に、複数種類のチューブが混在しているような態様であってもよい。

図１３（Ｃ）に示されるチューブ３２０Ｃは、その全体が押し出し成型によって形成された場合の例である。チューブ３２０Ｃでは、隔壁３２４Ｃによって、流路３２３Ｃが複数の空間に分かれた構成となっている。また、図１３（Ｄ）に示されるチューブ３２０Ｄは、内部にインナーフィン３２２が配置されておらず、流路３２３Ｄの全体が一つの空間となっている場合の例である。

複合型熱交換器１０に用いられるチューブの形状としては、図１３に示されるチューブ３２０、３２０Ｂ、３２０Ｃ、３２０Ｄのいずれをも採用することができる。また、例えば、冷却水が通る部分（第１冷却用熱交換部２１０、第２冷却用熱交換部２２０）においては流路抵抗の小さなチューブ３２０Ｄを採用し、他の部分においてはチューブ３２０を採用する等、互いに構成の異なるチューブを適宜採用することとしてもよい。

図１４（Ａ）に示されるのは、空気の流れる方向に沿って並ぶように配置されたチューブ３２０及びチューブ４２０の一組と、やはり空気の流れる方向に沿って並ぶように配置されたフィン３３０及びフィン４３０の一組である。本実施形態では、フィン３３０とフィン４３０とがそれぞれ別体のものとして構成されており、両者の間には隙間ＧＰが形成されている。このため、例えば複合型熱交換器１０をヒートポンプの室外機として用いる際に、一方のチューブ４２０の表面において結露が生じた場合であっても、上記隙間ＧＰにおいて排水が行われるので、結露水が他方のチューブ３２０に到達することはない。空気の通過する経路の大部分が結露水によって塞がれることが防止されるので、複合型熱交換器１０の各部における熱交換性能を確保することができる。

このような態様に替えて、図１４（Ｂ）に示されるように、１つのフィン３３０Ｂが熱交換器３００と熱交換器４００との間に跨って配置されているような態様であってもよい。つまり、第１空調用熱交換部１１０、第２空調用熱交換部１２０、第１冷却用熱交換部２１０、及び第２冷却用熱交換部２２０のうち、空気の流れる方向に沿って見たときに互いに重なっている２つの部分において、フィン３３０Ｂが共有されているような態様であってもよい。

このような構成においては、互いに重なっている２つの熱交換部における熱の授受が、空気を介して行われるのみならず、フィン３３０Ｂを介しても行われる。これにより、複合型熱交換器１０における熱交換性能をさらに向上させることが可能となる。例えば空調用熱交換器１００がエバポレータとして用いられることがなく、チューブ３２０等の表面において結露水が生じにくいような構成である場合には、図１４（Ｂ）に示される構成とすることが好ましい。

また、図１４（Ｃ）に示されるように、フィン３３０とフィン４３０との間が、連結部３３１Ｃによって繋がっているような態様であってもよい。連結部３３１Ｃの幅（チューブ３２０等の積層方向における寸法）は、フィン３３０等の幅よりも狭くなっている。このような構成のフィンは、図１４（Ｂ）に示されるフィン３３０Ｂを、その中央部において括れさせたような形状、ともいうことができる。このような構成においては、互いに重なっている２つの熱交換部における熱の授受が、連結部３３１Ｃを介して行われる。また、複合型熱交換器１０をヒートポンプの室外機として用いる場合、連結部３３１Ｃにおける結露水の排出もある程度行うことが可能となっている。

第２実施形態について、図１５を参照しながら説明する。本実施形態に係る複合型熱交換器１０Ａでは、熱交換器３００及び熱交換器４００のそれぞれが、上下２つに分かれた構成となっている。その他の点においては第１実施形態と同じである。

本実施形態では、互いに別体のタンクとして形成されたタンク３１１ａとタンク３１１ｂとが上下に重ねられており、これらが第１実施形態におけるタンク３１１として機能するような構成となっている。熱交換器３００が有する他のタンクについても同様である。つまり、互いに別体のタンクとして形成されたタンク３１２ａとタンク３１２ｂとが上下に重ねられており、これらが第１実施形態におけるタンク３１２として機能する。

本実施形態では、タンク３１１ａ及びタンク３１２ａを有する熱交換器が第１冷却用熱交換部２１０として機能する。また、タンク３１１ｂ及びタンク３１２ｂを有する熱交換器が第１空調用熱交換部１１０として機能する。図１５では、第１冷却用熱交換部２１０と第１空調用熱交換部１１０との境界となる部分が、矢印ＢＲ１で示されている。当該部分は、第１実施形態においてセパレータ３５０が配置されていた部分に相当する。

熱交換器４００が有するタンクについても上記と同様である。つまり、本実施形態では、互いに別体のタンクとして形成されたタンク４１１ａとタンク４１１ｂ（不図示）とが上下に重ねられており、これらが第１実施形態におけるタンク４１１として機能する。更に、互いに別体のタンクとして形成されたタンク４１２ａとタンク４１２ｂとが上下に重ねられており、これらが第１実施形態におけるタンク４１２として機能する。

本実施形態では、タンク４１１ａ及びタンク４１２ａを有する熱交換器が第２空調用熱交換部１２０として機能する。また、タンク４１１ｂ及びタンク４１２ｂを有する熱交換器が第２冷却用熱交換部２２０として機能する。図１５では、第２空調用熱交換部１２０と第２冷却用熱交換部２２０との境界となる部分が、矢印ＢＲ２で示されている。当該部分は、第１実施形態においてセパレータ４５０が配置されていた部分に相当する。

以上のように、本実施形態では、第１空調用熱交換部１１０と第１冷却用熱交換部２１０とが、タンク（３１１、３１２）を共有しておらず互いに別体の熱交換器として構成されている。また、第２空調用熱交換部１２０と第２冷却用熱交換部２２０とが、タンク（４１１、４１２）を共有しておらず互いに別体の熱交換器として構成されている。このような構成であっても、第１実施形態と同様の効果を奏する。

尚、上記４つの熱交換器（第１空調用熱交換部１１０、第２空調用熱交換部１２０、第１冷却用熱交換部２１０、及び第２冷却用熱交換部２２０）は、例えば一体ろう付けによって互いに接合されている構成とすればよい。また、適切な固定治具等により、４つの熱交換器が互いに結合されているような構成であってもよい。

上記のように本実施形態では、互いに別体の熱交換器を４つ組み合わせた構成となっている。このため、例えばそれぞれの熱交換器におけるチューブの形状や配置ピッチ、フィンの形状などを全体で共通化する必要はなく、それぞれの熱交換器において最適となるように個別に設定することが可能である。これにより、複合型熱交換器１０Ａの全体における熱交換性能をさらに向上させることができる。また、それぞれの熱交換器が異なる温度域で動作する際に、複合型熱交換器１０Ａにおいて大きな熱歪が生じることが防止されるという利点もある。

第３実施形態について説明する。図１６に示されるのは、第３実施形態に係る複合型熱交換器１０Ｂの全体構成である。また、図１７に示されるのはその分解組立図である。以下では、複合型熱交換器１０Ｂのうち第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第１実施形態と共通する部分については適宜説明を省略する。

本実施形態では、冷却用熱交換器２００が第１冷却用熱交換部２１０と第２冷却用熱交換部２２０とに分かれておらず、熱交換器３００のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分が冷却用熱交換器２００となっている。

一方、空調用熱交換器１００については、第１実施形態と同様に第１空調用熱交換部１１０と第２空調用熱交換部１２０とに分かれている。ただし、本実施形態では、熱交換器４００の一部ではなく全体が第２空調用熱交換部１２０となっている。第１空調用熱交換部１１０は、熱交換器３００のうち点線ＤＬ１よりも下方側の部分である。

本実施形態では、冷却用熱交換器２００に冷却水を供給するための配管５１が、タンク３１１の上方側部分に接続されている。また、冷却用熱交換器２００から冷却水を排出するための配管５７０が、タンク３１１のうち配管５１よりも下方側であり、且つ点線ＤＬ１よりも上方側となる位置に配置されている。

タンク３１１の内部空間は、セパレータ３７０によって上下に仕切られている。図１６では、セパレータ３７０が設けられている位置の高さが点線ＤＬ１で示されている。タンク３１１のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分を冷却水が通過し、点線ＤＬ１よりも下方側の部分を冷媒が通過する。同様に、タンク３１２の内部空間は、セパレータ３５０によって上下に仕切られている。セパレータ３５０は、セパレータ３７０と同じ高さ、つまり点線ＤＬ１の高さの位置に配置されている。タンク３１２のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分を冷却水が通過し、点線ＤＬ１よりも下方側の部分を冷媒が通過する。

タンク３１１のうちセパレータ３７０よりも上方側の空間は、セパレータ３６０によって更に上下２つの空間に仕切られている。セパレータ３６０は、配管５１の接続部分よりも下方側であり、且つ配管５７０の接続部分よりも上方側となる位置に配置されている。

配管５１から冷却用熱交換器２００に供給された冷却水は、先ずタンク３１１のうちセパレータ３６０よりも上方側の部分に流入した後、セパレータ３６０よりも上方側に配置されたチューブ３２０（つまり冷却用熱交換器２００のコア部）を通ってタンク３１２に向かって流れる。タンク３１２に流入した冷却水は、セパレータ３６０よりも下方側且つセパレータ３５０よりも上方側に配置されたチューブ３２０を通ってタンク３１１に向かって流れる。その後、冷却水はタンク３１１のうちセパレータ３６０よりも下方側（且つセパレータ３７０よりも上方側）の部分に流入し、配管５７０を通って外部に排出される。

本実施形態では、タンク４１１の上方側部分にコネクタ４１ａが設けられている。コネクタ４１ａは、空調用熱交換器１００に冷媒を供給するための配管４１が接続される部分である。

タンク４１１の内部空間は、セパレータ４６０によって上下２つの空間に仕切られている。セパレータ４６０は、セパレータ３６０と同じ高さとなるに配置されている。上記のコネクタ４１ａは、タンク４１１のうちセパレータ４６０よりも上方側の部分に設けられている。

タンク４１２の内部空間は、セパレータ４５０によって上下２つの空間に仕切られている。セパレータ４５０は、第１実施形態（図３）と同様に、セパレータ３５０と同じ高さとなる位置に配置されている。

配管４１からコネクタ４１ａを介して空調用熱交換器１００に供給された冷媒は、先ずタンク４１１のうちセパレータ４６０よりも上方側の部分に流入した後、セパレータ４６０よりも上方側に配置されたチューブ４２０（つまり第２空調用熱交換部１２０のコア部）を通ってタンク４１２に向かって流れる。タンク４１２に流入した冷媒は、セパレータ４６０よりも下方側且つセパレータ４５０よりも上方側に配置されたチューブ４２０を通ってタンク４１１に向かって流れる。その後、冷媒は、セパレータ４５０よりも下方側に配置されたチューブ４２０を通って再びタンク４１２に向かって流れる。冷媒は、タンク４１２のうちセパレータ４５０よりも下方側の部分に流入する。

複合型熱交換器１０Ｂはモジュレータタンク７００を備えている。モジュレータタンク７００は円筒形状の容器であって、その長手方向をタンク３１２等の長手方向（つまり上下方向）に沿わせた状態で、タンク３１２及びタンク４１２と隣接する位置に設けられている。具体的には、モジュレータタンク７００は、タンク３１２及びタンク４１２を挟んでコア部とは反対側となる位置に配置されている。モジュレータタンク７００は、第２空調用熱交換部１２０のタンク４１２から排出された冷媒を受け入れて、そのうち液相の冷媒のみを第１空調用熱交換部１１０に供給するための容器、すなわち気液分離器として設けられている。

タンク４１２のうちセパレータ４５０よりも下方側の部分には、穴ＨＬ４１が形成されている。また、モジュレータタンク７００のうち穴ＨＬ４１と対向する位置には、穴ＨＬ４１と同一形状の穴７０１が形成されている。モジュレータタンク７００は、穴７０１の縁を穴ＨＬ４１の縁に重ねた状態で、これらの縁の全体が水密となるようにタンク４１２に対しろう付けされている。

また、タンク３１２のうちセパレータ３５０よりも下方側の部分には、穴ＨＬ３１が形成されている。また、モジュレータタンク７００のうち穴ＨＬ３１と対向する位置には、穴ＨＬ３１と同一形状の穴７０２が形成されている。モジュレータタンク７００は、穴７０２の縁を穴ＨＬ３１の縁に重ねた状態で、これらの縁の全体が水密となるようにタンク３１２に対しろう付けされている。

以上のような構成においては、タンク４１２のうちセパレータ４５０よりも下方側の部分に流入した冷媒は、穴７０１を通ってモジュレータタンク７００の内部に流入する。モジュレータタンク７００の内部には液相冷媒が貯えられている。液相冷媒の上端、すなわち気液界面の位置は、穴７０１及び穴７０２のいずれよりも上方側となっている。モジュレータタンク７００の内部において、気相の冷媒はモジュレータタンク７００の上方側に移動し、液相冷媒のみが穴７０２から排出される。

モジュレータタンク７００の穴７０２から排出された液相冷媒は、タンク３１２のうちセパレータ３５０よりも下方側の空間に流入する。その後、冷媒は、セパレータ３５０よりも下方側に配置されたチューブ３２０（つまり第１空調用熱交換部１１０のコア部）を通ってタンク３１１に向かって流れる。冷媒は、タンク３１１のうちセパレータ３７０よりも下方側の部分に流入する。

タンク３１１のうちセパレータ３７０よりも下方側の部分には、コネクタ４３ａが設けられている。コネクタ４３ａは、空調用熱交換器１００から冷媒を排出するための配管４３が接続される部分である。第１空調用熱交換部１１０を通り、タンク３１１のうちセパレータ３７０よりも下方側の空間に流入した冷媒は、コネクタ４３ａを介して配管４３へと排出される。

以上のように、本実施形態では、第１空調用熱交換部１１０と第２空調用熱交換部１２０との間が配管４２で接続されているのではなく、冷媒の気液を分離するためのモジュレータタンク７００を介して接続されている。このため、第１実施形態（図１）に比べて配管の引き回しが比較的簡単なものとなっている。

図１８には、本実施形態における３つの熱交換部の配置、及び冷媒等の流れる経路が模式的に示されている。図１８（Ａ）において矢印で示されるのは、複合型熱交換器１０Ｂを冷媒が流れる経路である。図１８（Ｂ）において矢印で示されるのは、複合型熱交換器１０Ｂにおいて冷却水が流れる経路である。

図１８（Ａ）に示されるように、冷媒は、コネクタ４１ａを通って先ず第２空調用熱交換部１２０に供給される。冷媒は、第２空調用熱交換部１２０での熱交換によって放熱し、凝縮液化した後、モジュレータタンク７００を経由して第１空調用熱交換部１１０に供給される。モジュレータタンク７００で気液分離された液冷媒は、第１空調用熱交換部１１０での熱交換によってその温度を低下させた後、コネクタ４３ａから排出されエバポレータに向かう。

本実施形態においても、第１空調用熱交換部１１０における２回目の熱交換は、第２空調用熱交換部１２０における１回目の熱交換よりも、空気の流れる方向において上流側となる位置で行われる。つまり、比較的高温の空気が流れている位置で１回目の熱交換（潜熱変化）が行われ、比較的低温の空気が流れている位置で２回目の熱交換（顕熱変化）が行われる。いずれの熱交換においても、空気と冷媒との温度差が確保されることとなるので、空調用熱交換器１００の全体において熱交換が効率的に行われる。

図１８（Ｂ）に示されるように、冷却水は、配管５１を通って冷却用熱交換器２００に供給される。冷却水は、冷却用熱交換器２００での熱交換によってその温度を低下させた後、配管５７０から外部に排出される。

冷却用熱交換器２００における熱交換は、空気の流れ方向において第１空調用熱交換部１１０と同じ位置、すなわち、比較的低温の空気が流れている位置で行われる。このため、冷却用熱交換器２００における熱交換も効率的に行われる。

このように、複合型熱交換器１０Ｂでは、空調用熱交換器１００のみが第１空調用熱交換部１１０と第２空調用熱交換部１２０とに分かれており、空気の流れる方向に沿って上流側となる位置に第１空調用熱交換部１１０が配置されている。また、冷却用熱交換器２００の全体と第１空調用熱交換部１１０とが、空気の流れる方向に対して垂直な方向に並ぶように配置されている。

つまり、空気の流れ方向において上流側となる位置に、空調用熱交換器１００の一部（第１空調用熱交換部１１０）と冷却用熱交換器２００の全部とが配置されている。このため、第１実施形態の場合と同様に、空調用熱交換器１００及び冷却用熱交換器２００のそれぞれの熱交換がいずれも効率的に行われる。

ただし、冷却用熱交換器２００のコア部の面積は、第１実施形態の場合に比べて小さくなっている。車両に搭載される冷却対象機器（ターボチャージャー１２等）の発熱量が小さく、冷却用熱交換器２００に求められる冷却性能が比較的小さい場合には、本実施形態のように冷却用熱交換器２００を小さくしてもよい。

本実施形態では、空気の流れる方向に沿って見たときにおいて、第１空調用熱交換部１１０の全体が、第２空調用熱交換部１２０と重なるように配置されている。その結果、空調用熱交換器１００の全体におけるコア部の合計面積は、第１実施形態の場合に比べて大きくなっている。高い空調性能が求められる場合には、本実施形態のように空調用熱交換器１００のコア部を大きくすることが好ましい。尚、第１空調用熱交換部１１０の全体ではなく一部のみが、第２空調用熱交換部１２０と重なるように配置された構成としてもよい。

複合型熱交換器１０Ｂを冷媒や冷却水が流れる方向について、図１９を参照しながら説明する。図１９のように車両前方側から見た場合には、冷却用熱交換器２００のコア部のうち、上方側部分においては冷却水が左から右に向かって流れ、下方側部分においては冷却水が右から左に向かって流れる。また、第１空調用熱交換部１１０のコア部では、その全体において冷媒が右から左に向かって流れる。

同様に車両前方側から見た場合には、第２空調用熱交換部１２０のコア部のうち、上方側部分においては冷媒が左から右に向かって流れ、中央部分においては冷媒が右から左に向かって流れる。更に、下方側に部分においては冷媒は右から左に向かって流れる。

本実施形態においても、冷媒や冷却水の流れる経路としては種々の態様を採用することができる。例えば、第２空調用熱交換部１２０のコア部において、本実施形態のように冷媒が一往復して流れるではなく、コア部の全体において冷媒が同じ方向に流れるような構成としてもよい。

図２０を参照しながら、車両に搭載された複合型熱交換器１０Ｂの周辺の構成について説明する。本実施形態では、冷却用熱交換器２００が２つの部分に分かれていない。このため、第１実施形態のように、配管５２と配管５７とのそれぞれに対し互いに温度の異なる冷却水を供給することができない。そこで、本実施形態では、冷却用熱交換器２００から冷却水を排出するための配管５７０の下流側端部が２つに分岐しており、その一方が配管５２に接続され、他方が配管５７に接続された構成となっている。

尚、複合型熱交換器１０Ｂを用いた場合でも、配管５２と配管５７とのそれぞれに対し互いに温度の異なる冷却水を供給することは可能である。例えば、配管５２の上流側端部を、タンク３１２のうちセパレータ３５０よりも上方側の部分に接続し、配管５７の上流側端部を、タンク３１１のうちセパレータ３６０とセパレータ３７０との間となる位置（図１７において配管５７０が接続されている位置）に接続すればよい。このような構成においては、冷却用熱交換器２００のチューブ３２０を１回だけ通った冷却水が、タンク３１２から配管５２を通って強電系機器１４に供給される。また、冷却用熱交換器２００のチューブ３２０を２回通って低温となった冷却水が、タンク３１１から配管５７を通ってターボチャージャー１２等に供給される。

第４実施形態について、図２１乃至図２３を参照しながら説明する。図２１に示されるのは、第４実施形態に係る複合型熱交換器１０Ｃの全体構成である。図２２に示されるのはその分解組立図である。図２３（Ａ）には、複合型熱交換器１０Ｃにおいて冷媒が流れる経路が矢印で示されている。図２３（Ｂ）には、複合型熱交換器１０Ｃにおいて冷却水が流れる経路が矢印で示されている。以下では、複合型熱交換器１０Ｃのうち第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第１実施形態と共通する部分については適宜説明を省略する。

複合型熱交換器１０Ｃでは、第１実施形態と同様に、熱交換器３００のうち下方側の部分が第１空調用熱交換部１１０となっており、熱交換器３００のうち上方側の部分が第１冷却用熱交換部２１０となっている。また、熱交換器４００のうち下方側の部分が第２冷却用熱交換部２２０となっており、熱交換器４００のうち上方側の部分が第２空調用熱交換部１２０となっている。

タンク３１１の内部空間は、セパレータ３７０によって上下２つの空間に仕切られている。図２１では、セパレータ３７０が設けられている位置の高さが点線ＤＬ１で示されている。タンク３１１のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分を冷却水が通過し、点線ＤＬ１よりも下方側の部分を冷媒が通過する。同様に、タンク３１２の内部空間は、セパレータ３５０によって上下２つの空間に仕切られている。セパレータ３５０は、セパレータ３７０と同じ高さ、つまり点線ＤＬ１の高さの位置に配置されている。タンク３１２のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分を冷却水が通過し、点線ＤＬ１よりも下方側の部分を冷媒が通過する。本実施形態では、熱交換器３００のうち点線ＤＬ１の高さよりも上方側の部分が第１冷却用熱交換部２１０となっており、下方側の部分が第１空調用熱交換部１１０となっている。

タンク４１１の内部空間は、セパレータ４７０によって上下２つの空間に仕切られている。セパレータ４７０が設けられている位置は、タンク４１１の上下方向におけるほぼ中央となる位置であり、点線ＤＬ１よりも高い位置となっている。タンク４１１のうちセパレータ４７０よりも上方側の部分を冷媒が通過し、セパレータ４７０よりも下方側の部分を冷却水が通過する。同様に、タンク４１２の内部空間は、セパレータ４５０によって上下２つの空間に仕切られている。セパレータ４５０は、セパレータ４７０と同じ高さの位置に配置されている。タンク４１２のうちセパレータ４５０よりも上方側の部分を冷媒が通過し、セパレータ４５０よりも下方側の部分を冷却水が通過する。本実施形態では、熱交換器４００のうちセパレータ４５０、４７０の高さよりも上方側の部分が第２空調用熱交換部１２０となっており、下方側の部分が第２冷却用熱交換部２２０となっている。

第３実施形態（図１７）と同様に、タンク４１１のうちセパレータ４７０よりも上方側の部分にはコネクタ４１ａが設けられている。コネクタ４１ａは、空調用熱交換器１００に冷媒を供給するための配管４１が接続される部分である。

複合型熱交換器１０Ｃは、第３実施形態と同様のモジュレータタンク７００を備えている。モジュレータタンク７００は円筒形状の容器であって、その長手方向をタンク３１２等の長手方向（つまり上下方向）に沿わせた状態で、タンク３１２及びタンク４１２と隣接する位置に設けられている。具体的には、モジュレータタンク７００は、タンク３１２及びタンク４１２を挟んでコア部とは反対側となる位置に配置されている。モジュレータタンク７００は、第２空調用熱交換部１２０のタンク４１２から流入した冷媒のうち液相の冷媒のみを第１空調用熱交換部１１０に供給するための容器、すなわち気液分離器として設けられている。

タンク４１２のうちセパレータ４５０よりも上方側の部分には、穴ＨＬ４１が形成されている。また、モジュレータタンク７００のうち穴ＨＬ４１と対向する位置には、穴ＨＬ４１と同一形状の穴７０１が形成されている。モジュレータタンク７００は、穴７０１の縁を穴ＨＬ４１の縁に重ねた状態で、これらの縁の全体が水密となるようにタンク４１２に対しろう付けされている。

以上のような構成の複合型熱交換器１０Ｃでは、第２空調用熱交換部１２０のタンク４１２と、第１空調用熱交換部１１０のタンク３１２との間が、モジュレータタンク７００によって接続されている。このように、本実施形態では、第１空調用熱交換部１１０と第２空調用熱交換部１２０との間が配管４２で接続されているのではなく、冷媒の気液を分離するためのモジュレータタンク７００を介して接続されている。このため、第１実施形態（図２）に比べて配管の引き回しが比較的簡単なものとなっている。

第３実施形態（図１７）と同様に、タンク３１１のうちセパレータ３７０よりも下方側の部分にはコネクタ４３ａが設けられている。コネクタ４３ａは、空調用熱交換器１００から冷媒を排出するための配管４３が接続される部分である。

タンク４１２の下端部には、パイプユニット５１ａが設けられている。パイプユニット５１ａは、タンク４１２の下端を塞ぐキャップとしての機能と、冷却水の入口となるパイプとしての機能とを兼ね備えたものである。パイプユニット５１ａには、冷却用熱交換器２００に冷却水を供給するための配管５１が接続される。

複合型熱交換器１０Ｃは冷却水タンク８００を備えている。冷却水タンク８００は円筒形状の容器であって、その長手方向をタンク３１１等の長手方向（つまり上下方向）に沿わせた状態で、タンク３１１及びタンク４１１と隣接する位置に設けられている。冷却水タンク８００は、第２冷却用熱交換部２２０から第１冷却用熱交換部２１０に向かう冷却水を貯えるための容器となっている。

タンク４１１のうちセパレータ４７０よりも下方側の部分には、不図示の穴が複数形成されている。また、冷却水タンク８００のうち、上記穴と対向する位置のそれぞれには、上記穴と同一形状の穴８２２が形成されている。冷却水タンク８００は、穴８２２の縁をタンク４１１の穴の縁に重ねた状態で、これらの縁の全体が水密となるようにタンク４１１に対しろう付けされている。

タンク３１１のうちセパレータ３７０よりも上方側の部分には、穴３１１１が複数形成されている。また、冷却水タンク８００のうち、穴３１１１と対向する位置のそれぞれには、穴３１１１と同一形状の穴８２１が形成されている。冷却水タンク８００は、穴８２１の縁を穴３１１１の縁に重ねた状態で、これらの縁の全体が水密となるようにタンク３１１に対しろう付けされている。

以上のような構成の複合型熱交換器１０Ｃでは、第２冷却用熱交換部２２０のタンク４１１と、第１冷却用熱交換部２１０のタンク３１１との間が、冷却水を貯えるための冷却水タンク８００を介して接続されている。つまり、冷却水タンク８００は、第１実施形態（図２）における配管５６と同様に、第２冷却用熱交換部２２０から第１冷却用熱交換部２１０へと冷却水を供給する機能を有している。

このように、本実施形態では、第１冷却用熱交換部２１０と第２冷却用熱交換部２２０との間が配管５６で接続されているのではなく、冷却水タンク８００を介して接続されている。このため、第１実施形態（図２）に比べて配管の引き回しが比較的簡単なものとなっている。

タンク３１２の上端部には、パイプユニット５７ａが設けられている。パイプユニット５７ａは、タンク３１２の上端を塞ぐキャップとしての機能と、冷却水の出口となるパイプとしての機能とを兼ね備えたものである。パイプユニット５７ａには、外部に冷却水を排出するための配管５７が接続される。

以上のような構成の下で、冷媒及び冷却水が流れる経路について説明する。冷媒は、コネクタ４１ａを通って先ず第２空調用熱交換部１２０のタンク４１１に供給される。冷媒は、セパレータ４７０よりも上方側に配置されたチューブ４２０（つまり第２空調用熱交換部１２０のコア部）を通ってタンク４１２に流入する。その後、冷媒は穴７０１を通ってモジュレータタンク７００の内部に流入する。モジュレータタンク７００の内部には液相冷媒が貯えられている。穴７０１からの冷媒の流入に伴い、モジュレータタンク７００の穴７０２から液相冷媒が排出される。

モジュレータタンク７００の穴７０２から排出された液相冷媒は、タンク３１２のうちセパレータ３５０よりも下方側の空間に流入する。その後、冷媒は、セパレータ３５０よりも下方側に配置されたチューブ３２０（つまり第１空調用熱交換部１１０のコア部）を通ってタンク３１１に向かって流れる。冷媒は、タンク３１１のうちセパレータ３７０よりも下方側の部分に流入し、コネクタ４３ａを介して配管４３へと排出される。図２３（Ａ）には、以上のような冷媒の流れが矢印で模式的に示されている。

冷却水は、パイプユニット５１ａを通って先ず第２冷却用熱交換部２２０のタンク４１２に供給される。冷却水は、セパレータ４５０よりも下方側に配置されたチューブ４２０（つまり第２冷却用熱交換部２２０のコア部）を通ってタンク４１１に流入する。その後、冷媒は穴８２２を通って冷却水タンク８００の内部に流入する。冷却水タンク８００の内部には冷却水が貯えられている。穴８２２からの冷却水の流入に伴い、冷却水タンク８００の穴８２１から冷却水が排出される。

冷却水タンク８００の穴８２１から排出された冷却水は、タンク３１１のうちセパレータ３７０よりも上方側の空間に流入する。その後、冷却水は、セパレータ３７０よりも上方側に配置されたチューブ４２０（つまり第１冷却用熱交換部２１０のコア部）を通ってタンク４１１に向かって流れる。冷却水は、タンク４１１のうちセパレータ３５０よりも上方側の部分に流入し、パイプユニット５７ａを介して配管５７へと排出される。図２３（Ｂ）には、以上のような冷却水の流れが矢印で模式的に示されている。

尚、パイプユニット５１ａを介することなく、タンク４１２に配管５１が直接接続されているような態様であってもよい。また、パイプユニット５７ａを介することなく、タンク３１２に配管５７が直接接続されているような態様であってもよい。同様に、コネクタ４１ａを介することなく、タンク４１１に配管４１が直接接続されているような態様であってもよい。また、コネクタ４３ａを介することなく、タンク３１１に配管４３が直接接続されているような態様であってもよい。

第５実施形態について、図２４乃至図２６を参照しながら説明する。図２４に示されるのは、第５実施形態に係る複合型熱交換器１０Ｄの全体構成である。図２５に示されるのはその分解組立図である。図２６（Ａ）には、複合型熱交換器１０Ｄにおいて冷媒が流れる経路が矢印で示されている。図２６（Ｂ）には、複合型熱交換器１０Ｄにおいて冷却水が流れる経路が矢印で示されている。以下では、複合型熱交換器１０Ｄのうち第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第１実施形態と共通する部分については適宜説明を省略する。

複合型熱交換器１０Ｄでは、図１５に示される第２実施形態と同様に、熱交換器３００及び熱交換器４００のそれぞれが、上下２つに分かれた構成となっている。本実施形態では、熱交換器３００のうち上方側の部分、すなわちタンク３１１ａ及びタンク３１２ａを有する熱交換器が第１冷却用熱交換部２１０として機能する。また、熱交換器３００のうち下方側の部分、すなわちタンク３１１ｂ及びタンク３１２ｂを有する熱交換器が第１空調用熱交換部１１０として機能する。

また、熱交換器４００のうち上方側の部分、すなわちタンク４１１ａ及びタンク４１２ａを有する熱交換器が第２冷却用熱交換部２２０として機能する。また、熱交換器４００のうち下方側の部分、すなわちタンク４１１ｂ及びタンク４１２ｂを有する熱交換器が第２空調用熱交換部１２０として機能する。

つまり、本実施形態における４つの熱交換部の配置は、図１２（Ｂ）に示される第１実施形態の変形例と同様の配置となっている。具体的には、複合型熱交換器１０Ｄの上方側部分では、空気の流れ方向に沿って、第１冷却用熱交換部２１０と、第２冷却用熱交換部２２０とが互いに重なるように配置されている。また、下方側部分では、空気の流れ方向に沿って、第１空調用熱交換部１１０と第２空調用熱交換部１２０とが互いに重なるように配置されている。

図２４及び図２５では、第１冷却用熱交換部２１０と第１空調用熱交換部１１０との境界となる部分が、矢印ＢＲ１で示されている。同様に、第２空調用熱交換部１２０と第２冷却用熱交換部２２０との境界となる部分が、矢印ＢＲ２で示されている。

タンク４１１ｂにはコネクタ４１ａが設けられている。コネクタ４１ａは、空調用熱交換器１００に冷媒を供給するための配管４１が接続される部分である。

本実施形態でも、第４実施形態（図２２）と同様に、第１空調用熱交換部１１０と第２空調用熱交換部１２０との間がモジュレータタンク７００を介して接続されている。モジュレータタンク７００は円筒形状の容器であって、その長手方向をタンク３１２ｂ等の長手方向（つまり上下方向）に沿わせた状態で、タンク３１２ｂ及びタンク４１２ｂと隣接する位置に設けられている。具体的には、モジュレータタンク７００は、タンク３１２ａ及びタンク４１２ａを挟んでコア部とは反対側となる位置に配置されている。モジュレータタンク７００は、第２空調用熱交換部１２０のタンク４１２ｂから流入した冷媒のうち液相の冷媒のみを第１空調用熱交換部１１０に供給するための容器、すなわち気液分離器として設けられている。

タンク４１２ｂには穴ＨＬ４１が形成されている。また、モジュレータタンク７００のうち穴ＨＬ４１と対向する位置には、穴ＨＬ４１と同一形状の穴７０１が形成されている。モジュレータタンク７００は、穴７０１の縁を穴ＨＬ４１の縁に重ねた状態で、これらの縁の全体が水密となるようにタンク４１２ｂに対しろう付けされている。

また、タンク３１２ｂには穴ＨＬ３１が形成されている。また、モジュレータタンク７００のうち穴ＨＬ３１と対向する位置には、穴ＨＬ３１と同一形状の穴７０２が形成されている。モジュレータタンク７００は、穴７０２の縁を穴ＨＬ３１の縁に重ねた状態で、これらの縁の全体が水密となるようにタンク３１２ｂに対しろう付けされている。

タンク３１１ｂにはコネクタ４３ａが設けられている。コネクタ４３ａは、空調用熱交換器１００から冷媒を排出するための配管４３が接続される部分である。

本実施形態でも、第４実施形態（図２２）と同様に、第１冷却用熱交換部２１０と第２冷却用熱交換部２２０との間が冷却水タンク８００を介して接続されている。冷却水タンク８００は円筒形状の容器であって、その長手方向をタンク３１１ａ等の長手方向（つまり上下方向）に沿わせた状態で、タンク３１１ａ及びタンク４１１ａと隣接する位置に設けられている。冷却水タンク８００は、第２冷却用熱交換部２２０から第１冷却用熱交換部２１０に向かう冷却水を貯えるための容器となっている。

タンク４１１ａには不図示の穴が複数形成されている。また、冷却水タンク８００のうち、上記穴と対向する位置のそれぞれには、上記穴と同一形状の穴８２２が形成されている。冷却水タンク８００は、穴８２２の縁をタンク４１１ａの穴の縁に重ねた状態で、これらの縁の全体が水密となるようにタンク４１１ａに対しろう付けされている。

タンク３１１ａには穴３１１１が複数形成されている。また、冷却水タンク８００のうち、穴３１１１と対向する位置のそれぞれには、穴３１１１と同一形状の穴８２１が形成されている。冷却水タンク８００は、穴８２１の縁を穴３１１１の縁に重ねた状態で、これらの縁の全体が水密となるようにタンク３１１に対しろう付けされている。

タンク３１２ａの上端部には、パイプユニット５７ａが設けられている。パイプユニット５７ａは、タンク３１２ａの上端を塞ぐキャップとしての機能と、冷却水の出口となるパイプとしての機能とを兼ね備えたものである。パイプユニット５７ａには、外部に冷却水を排出するための配管５７が接続される。

以上のような構成の下で、冷媒及び冷却水が流れる経路について説明する。冷媒は、コネクタ４１ａを通って先ず第２空調用熱交換部１２０のタンク４１１ｂに供給される。冷媒は、タンク４１１ｂに接続されたチューブ４２０（つまり第２空調用熱交換部１２０のコア部）を通ってタンク４１２ｂに流入する。その後、冷媒は穴７０１を通ってモジュレータタンク７００の内部に流入する。モジュレータタンク７００の内部には液相冷媒が貯えられている。穴７０１からの冷媒の流入に伴い、モジュレータタンク７００の穴７０２から液相冷媒が排出される。

モジュレータタンク７００の穴７０２から排出された液相冷媒は、タンク３１２ｂの内部空間に流入する。その後、冷媒は、タンク３１２ｂに接続されたチューブ３２０（つまり第１空調用熱交換部１１０のコア部）を通ってタンク３１１ｂに向かって流れる。冷媒は、タンク３１１ｂに流入し、コネクタ４３ａを介して配管４３へと排出される。図２６（Ａ）には、以上のような冷媒の流れが矢印で模式的に示されている。

冷却水は、配管５１を通って先ず第２冷却用熱交換部２２０のタンク４１２ａに供給される。冷却水は、タンク４１２ａに接続されたチューブ４２０（つまり第２冷却用熱交換部２２０のコア部）を通ってタンク４１１ａに流入する。その後、冷媒は穴８２２を通って冷却水タンク８００の内部に流入する。冷却水タンク８００の内部には冷却水が貯えられている。穴８２２からの冷却水の流入に伴い、冷却水タンク８００の穴８２１から冷却水が排出される。

冷却水タンク８００の穴８２１から排出された冷却水は、タンク３１１ａに流入する。その後、冷却水は、タンク３１１ａに接続されたチューブ３２０（つまり第１冷却用熱交換部２１０のコア部）を通ってタンク３１２ａに向かって流れる。冷却水は、タンク３１２ａに流入し、パイプユニット５７ａを介して配管５７へと排出される。図２６（Ｂ）には、以上のような冷却水の流れが矢印で模式的に示されている。

このように、熱交換器３００及び熱交換器４００のそれぞれが上下２つに分かれた構成となっている場合であっても、モジュレータタンク７００や冷却水タンク８００を用いることができ、配管の引き回しを比較的簡単なものとすることができる。

第６実施形態について、図２７乃至図２９を参照しながら説明する。図２７に示されるのは、第６実施形態に係る複合型熱交換器１０Ｅの全体構成である。図２８に示されるのはその一部の分解組立図である。以下では、複合型熱交換器１０Ｅのうち第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第１実施形態と共通する部分については適宜説明を省略する。

本実施形態における第１空調用熱交換部１１０、第２空調用熱交換部１２０、第１冷却用熱交換部２１０、及び第２冷却用熱交換部２２０のそれぞれの形状及び配置は、図１０に示される第１実施形態の変形例の場合と同じである。

また、複合型熱交換器１０Ｅにおいて冷媒が流れる経路、及び冷却水が流れる経路は、いずれも、図１０に示される変形例の場合と同様の経路となっている。複合型熱交換器１０Ｅのタンク３１１には、配管４３の代わりにコネクタ４３ａが設けられている。コネクタ４３ａは、空調用熱交換器１００から冷媒を排出するための配管４３が接続される部分である。

本実施形態では、タンク３１２とタンク４１２との間が、図１０に示される変形例のように配管４２及び配管５６で接続されているのではなく、代わりに接続タンク９００及びモジュレータタンク７００によって接続されている。

接続タンク９００及びモジュレータタンク７００は、いずれも円筒形状の容器であって、その長手方向をタンク３１２等の長手方向（つまり上下方向）に沿わせた状態で配置されている。具体的には、接続タンク９００は、タンク３１２及びタンク４１２を挟んでコア部とは反対側となる位置に配置されている。また、モジュレータタンク７００は、接続タンク９００を挟んでタンク３１２等とは反対側となる位置に配置されている。

接続タンク９００は、タンク３１２及びタンク４１２と隣接する位置に設けられている。図２８及び図２９に示されるように、接続タンク９００の内部空間は、隔壁９２１、９２２、９２３、及びセパレータ９３０によって３つの空間に分けられている。

隔壁９２１は平板状の壁であり、その主面の法線方向をチューブ３２０の長手方向に沿わせた状態で配置されている。接続タンク９００のうちモジュレータタンク７００側の内壁面と、隔壁９２１との間は離間している。また、接続タンク９００のうちタンク３１２側の内壁面と、隔壁９２１との間も離間している。隔壁９２１のうち側方側の２辺は、いずれも接続タンク９００の内壁面に当接している。

隔壁９２２は、隔壁９２１の上端から、タンク３１２側の内壁面まで伸びるように形成された平板状の壁である。隔壁９２２が設けられている位置は、接続タンク９００の上端よりも低い位置であり、且つセパレータ３５０、４５０よりも高い位置となっている。隔壁９２３は、隔壁９２１の下端から、タンク３１２側の内壁面まで伸びるように形成された平板状の壁である。隔壁９２３が設けられている位置は、接続タンク９００の下端よりも高い位置であり、且つセパレータ３５０、４５０よりも低い位置となっている。接続タンク９００の内部空間のうち、隔壁９２１、９２２、９２３によって囲まれた空間のことを、以下では「空間ＳＰ３」とも表記する。

隔壁９２１のうち、上下方向において概ね中央となる位置には、セパレータ９３０が設けられている。セパレータ９３０は、隔壁９２１からモジュレータタンク７００側に向けて突出するように設けられている。セパレータ９３０は、その先端部分に突起９３１が形成されている。接続タンク９００のうち、セパレータ９３０と同一の高さとなる位置には、スリット状の開口ＳＬ１１が形成されている。セパレータ９３０は、その突起９３１を開口ＳＬ１１に挿通させた状態で、その外周側部分の全体においてろう付けされ固定されている。

接続タンク９００の内部空間のうち、空間ＳＰ３の外側の空間は、セパレータ９３０によって上下２つの空間に分けられている。以下では、これらの空間のうち上方側の空間のことを「空間ＳＰ１」とも表記し、下方側の空間のことを「空間ＳＰ２」とも表記する。空間ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３は、隔壁９２１等によって互いに完全に分離されている。

接続タンク９００のうち、隔壁９２２よりも上方側の部分には、複数の穴９２０１が形成されている。また、タンク４１２のうち、穴９２０１と対向する位置のそれぞれには、穴９２０１と同一形状の穴４１２１が形成されている。接続タンク９００は、穴９２０１の縁を穴４１２１の縁に重ねた状態で、これらの縁の全体が水密となるようにタンク４１２に対しろう付けされている。

接続タンク９００のうち、隔壁９２３よりも下方側の部分には、複数の穴９２０４が形成されている。尚、図２８においては穴９２０４が不図示となっている。また、図２９においては、穴９２０４が模式的に一つだけ示されている。

タンク３１２のうち、穴９２０４と対向する位置のそれぞれには、穴９２０４と同一形状の穴３１２２が形成されている。接続タンク９００は、穴９２０４の縁を穴３１２２の縁に重ねた状態で、これらの縁の全体が水密となるようにタンク３１２に対しろう付けされている。

接続タンク９００のうち、隔壁９２２よりも下方側であり且つセパレータ３５０よりも上方側の部分には、複数の穴９２０２が形成されている。尚、図２８においては穴９２０２が不図示となっている。また、図２９においては、穴９２０２が模式的に一つだけ示されている。

タンク３１２のうち、穴９２０２と対向する位置のそれぞれには、穴９２０２と同一形状の穴３１２１が形成されている。接続タンク９００は、穴９２０２の縁を穴３１２１の縁に重ねた状態で、これらの縁の全体が水密となるようにタンク３１２に対しろう付けされている。

接続タンク９００のうち、隔壁９２３よりも上方側であり且つセパレータ４５０よりも下方側の部分には、複数の穴９２０３が形成されている。尚、図２８においては穴９２０３が不図示となっている。また、図２９においては、穴９２０３が模式的に一つだけ示されている。

タンク４１２のうち、穴９２０３と対向する位置のそれぞれには、穴９２０３と同一形状の穴４１２２が形成されている。接続タンク９００は、穴９２０３の縁を穴４１２２の縁に重ねた状態で、これらの縁の全体が水密となるようにタンク４１２に対しろう付けされている。

モジュレータタンク７００は、上記の接続タンク９００を介してタンク３１２及びタンク４１２に接続されている。接続タンク９００のうちセパレータ９３０よりも上方側となる位置には、配管部９１１が形成されている。配管部９１１は断面が円形の配管であって、モジュレータタンク７００側に向けて突出するように形成されている。配管部９１１の内部空間は、接続タンク９００の空間ＳＰ１に繋がっている。

モジュレータタンク７００のうち配管部９１１と対向する位置には、配管部９１１の断面と概ね同一形状の穴７０１が形成されている。モジュレータタンク７００は、穴７０１の縁に配管部９１１の先端を当接させた状態で、当該縁の全体が水密となるように配管部９１１に対しろう付けされている。

接続タンク９００のうちセパレータ９３０よりも下方側となる位置には、配管部９１２が形成されている。配管部９１２は、断面が円形の配管であって、配管部９１１と同様にモジュレータタンク７００側に向けて突出するように形成されている。配管部９１２の内部空間は、接続タンク９００の空間ＳＰ２に繋がっている。

モジュレータタンク７００のうち配管部９１２と対向する位置には、配管部９１２の断面と概ね同一形状の穴７０２が形成されている。モジュレータタンク７００は、穴７０２の縁に配管部９１２の先端を当接させた状態で、当該縁の全体が水密となるように配管部９１２に対しろう付けされている。

以上のような構成の下で、冷媒及び冷却水が流れる経路について説明する。第２空調用熱交換部１２０のコア部を通り、タンク４１２のうちセパレータ４５０よりも上方側の部分に流入した冷媒は、穴９２０１を通って接続タンク９００の空間ＳＰ１に流入する。当該冷媒は、隔壁９２１に沿って下方側に流れた後、配管部９１１及び穴７０１を通ってモジュレータタンク７００の内部に流入する。モジュレータタンク７００の内部には液相冷媒が貯えられている。穴７０１からの冷媒の流入に伴い、モジュレータタンク７００の穴７０２から液相冷媒が排出される。

モジュレータタンク７００の穴７０２から排出された液相冷媒は、配管部９１２を通って接続タンク９００の空間ＳＰ２に流入する。当該冷媒は、隔壁９２１に沿って更に下方側に流れた後、穴９２０４を通って、タンク３１２のうちセパレータ３５０よりも下方側の部分に流入する。その後、冷媒は第１空調用熱交換部１１０のコア部を流れる。

このように、本実施形態における接続タンク９００及びモジュレータタンク７００は、図１０に示される変形例における配管４２と同様に、第２空調用熱交換部１２０から第１空調用熱交換部１１０へと冷媒を供給する機能を有している。

第２冷却用熱交換部２２０のコア部を通り、タンク４１２のうちセパレータ４５０よりも下方側の部分に流入した冷却水は、穴９２０３を通って接続タンク９００の空間ＳＰ３に流入する。当該冷却水は、隔壁９２１に沿って上方側に流れた後、穴９２０２を通ってタンク３１２のうちセパレータ３５０よりも上方側の部分に流入する。その後、冷却水は第１冷却用熱交換部２１０のコア部を流れる。

このように、本実施形態における接続タンク９００は、図１０に示される変形例における配管５６と同様に、第２冷却用熱交換部２２０から第１冷却用熱交換部２１０へと冷却水を供給する機能を有している。

接続タンク９００の内部では、空間ＳＰ１及び空間ＳＰ２を流れる冷媒と、空間ＳＰ３を流れる冷却水との間で熱交換が行われる。具体的には、比較的低温の冷却水によって、比較的高温の冷媒が冷却される。その結果、空間ＳＰ２から第１空調用熱交換部１１０に供給される冷媒の温度、すなわちサブクール部に供給される冷媒の温度が上記熱交換によって低下する。十分なサブクールが得られ、冷凍サイクルの膨張弁の開度が大きくなることにより、冷凍サイクルのコンプレッサを動作させるために必要なエネルギーが低下する。

このように、本実施形態では、第１空調用熱交換部１１０と第２空調用熱交換部１２０との間を流れる冷媒と、第１冷却用熱交換部２１０と第２冷却用熱交換部２２０との間を流れる冷却水と、の間の熱交換が接続タンク９００内で行われることにより、空調装置の動作効率を高めることが可能となっている。上記のような接続タンク９００は、本実施形態における「補助熱交換部」に該当する。

第７実施形態について、図３０及び図３１を参照しながら説明する。図３０に示されるのは、第７実施形態に係る複合型熱交換器１０Ｆの全体構成である。図３１に示されるのはその一部の分解組立図である。以下では、複合型熱交換器１０Ｆのうち第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第１実施形態と共通する部分については適宜説明を省略する。

また、複合型熱交換器１０Ｆにおいて冷媒が流れる経路、及び冷却水が流れる経路は、いずれも、図１０に示される変形例の場合と同様の経路となっている。本実施形態では、タンク３１２とタンク４１２との間は、図１０に示される変形例のように配管４２及び配管５６で接続されているのではなく、代わりにモジュレータタンク７００ａによって接続されている。

モジュレータタンク７００ａは円筒形状の容器であって、その長手方向をタンク３１２等の長手方向（つまり上下方向）に沿わせた状態で配置されている。具体的には、モジュレータタンク７００ａは、タンク３１２及びタンク４１２を挟んでコア部とは反対側となる位置に配置されている。モジュレータタンク７００ａの上端部は円板状の上蓋７５０により塞がれている。また、モジュレータタンク７００ａの下端部は円形の下蓋７６０により塞がれている。

モジュレータタンク７００ａの内部空間は、隔壁７１０によって２つの空間（ＳＰ１１、ＳＰ２１）に分けられている。空間ＳＰ１１は上下方向に伸びる空間であり、モジュレータタンク７００ａのうちタンク３１２側とは反対側となる位置に形成されている。同様に、空間ＳＰ２１は上下方向に伸びる空間であり、モジュレータタンク７００ａのうちタンク３１２側となる位置に形成されている。

タンク４１２のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分と、上蓋７５０との間は、配管４２０１によって接続されている。配管４２０１により、タンク４１２の内部とモジュレータタンク７００ａの内部（空間ＳＰ１１）とは連通されている。

タンク３１２のうち点線ＤＬ１よりも下方側の部分と、下蓋７６０との間は、配管４２０２によって接続されている。配管４２０２により、タンク３１２の内部とモジュレータタンク７００ａの内部（空間ＳＰ１１）とは連通されている。

タンク３１２のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分と、上蓋７５０との間は、配管５６０１によって接続されている。配管５６０１により、タンク３１２の内部とモジュレータタンク７００ａの内部（空間ＳＰ２１）とは連通されている。

タンク４１２のうち点線ＤＬ１よりも下方側の部分と、下蓋７６０との間は、配管５６０２によって接続されている。配管５６０２により、タンク４１２の内部とモジュレータタンク７００ａの内部（空間ＳＰ２１）とは連通されている。

以上のような構成の下で、冷媒及び冷却水が流れる経路について説明する。第２空調用熱交換部１２０のコア部を通り、タンク４１２のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分に流入した冷媒は、配管４２０１を通ってモジュレータタンク７００ａの空間ＳＰ１１に流入する。空間ＳＰ１１には液相冷媒が貯えられている。配管４２０１からの冷媒の流入に伴い、モジュレータタンク７００ａの下方側から液相冷媒が排出される。モジュレータタンク７００ａの下方側から排出された液相冷媒は、配管４２０２を通って、タンク３１２のうち点線ＤＬ１よりも下方側の部分に流入する。その後、冷媒は第１空調用熱交換部１１０のコア部を流れる。

このように、本実施形態におけるモジュレータタンク７００ａは、図１０に示される変形例における配管４２と同様に、第２空調用熱交換部１２０から第１空調用熱交換部１１０へと冷媒を供給する機能を有している。

第２冷却用熱交換部２２０のコア部を通り、タンク４１２のうち点線ＤＬ１よりも下方側の部分に流入した冷却水は、配管５６０２を通ってモジュレータタンク７００ａの空間ＳＰ２１に流入する。当該冷却水は、隔壁７１０に沿って上方側に流れた後、配管５６０１を通って、タンク３１２のうち点線ＤＬ１よりも上方側の部分に流入する。その後、冷却水は第１冷却用熱交換部２１０のコア部を流れる。

このように、本実施形態におけるモジュレータタンク７００ａは、図１０に示される変形例における配管５６と同様に、第２冷却用熱交換部２２０から第１冷却用熱交換部２１０へと冷却水を供給する機能を有している。

モジュレータタンク７００ａの内部では、空間ＳＰ１１を流れる冷媒と、空間ＳＰ２１を流れる冷却水との間で熱交換が行われる。具体的には、比較的低温の冷却水によって、比較的高温の冷媒が冷却される。その結果、第６実施形態について説明したものと同様の効果が得られる。上記のようなモジュレータタンク７００ａは、本実施形態における「補助熱交換部」に該当する。

第８実施形態について、図３２乃至図３４を参照しながら説明する。図３２に示されるのは、第８実施形態に係る複合型熱交換器１０Ｇの全体構成である。図３３に示されるのはその一部の分解組立図である。以下では、複合型熱交換器１０Ｇのうち第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第１実施形態と共通する部分については適宜説明を省略する。

本実施形態における第１空調用熱交換部１１０、第２空調用熱交換部１２０、第１冷却用熱交換部２１０、及び第２冷却用熱交換部２２０のそれぞれの形状及び配置は、第１実施形態（図２）の場合と同じである。

複合型熱交換器１０Ｇはモジュレータタンク７００を備えている。複合型熱交換器１０Ｇでは、第２空調用熱交換部１２０から排出された冷媒が、モジュレータタンク７００を介して第１空調用熱交換部１１０に供給されるように構成されている。その具体的な構成は、図２２等を参照して説明した第４実施形態の場合と概ね同じであるから、その詳細な図示や説明については省略する。

複合型熱交換器１０Ｇは冷却水タンク８００ａを備えている。冷却水タンク８００ａは円筒形状の容器であって、その長手方向をタンク３１１等の長手方向（つまり上下方向）に沿わせた状態で、タンク３１１及びタンク４１１と隣接する位置に設けられている。具体的には、冷却水タンク８００ａは、タンク３１１及びタンク４１１を挟んでコア部とは反対側となる位置に配置されている。冷却水タンク８００ａは、第２冷却用熱交換部２２０から第１冷却用熱交換部２１０に向かう冷却水を貯えるための容器となっている。また、冷却水タンク８００ａは、配管４１から供給される冷媒を第２空調用熱交換部１２０のタンク４１１に案内する機能をも有している。冷却水タンク８００ａは、その下端が配管４３よりも上方側となるような位置に配置されている。

図３３及び図３４に示されるように、冷却水タンク８００ａの内部空間は、隔壁８７１、８７２、８７３によって２つの空間に分けられている。

隔壁８７１は平板状の壁であり、その主面の法線方向をチューブ３２０の長手方向に沿わせた状態で配置されている。冷却水タンク８００ａのうちタンク３１１側の内壁面と、隔壁８７１との間は離間している。また、冷却水タンク８００ａのうちタンク３１１とは反対側の内壁面と、隔壁８７１との間も離間している。隔壁８７１のうち側方側の２辺は、いずれも冷却水タンク８００ａの内壁面に当接している。

隔壁８７２は、隔壁８７１の上端から、タンク３１１側の内壁面まで伸びるように形成された平板状の壁である。隔壁８７２が設けられている位置は、冷却水タンク８００ａの上端よりも低い位置であり、且つセパレータ３７０、４７０（つまり点線ＤＬ１）よりも高い位置となっている。隔壁８７３は、隔壁８７１の下端から、タンク３１１側の内壁面まで伸びるように形成された平板状の壁である。隔壁８７３が設けられている位置は、冷却水タンク８００ａの下端よりも高い位置であり、且つセパレータ３７０、４７０よりも低い位置となっている。

冷却水タンク８００ａの内部空間のうち、隔壁８７１、８７２、８７３によって囲まれた空間のことを、以下では「空間ＳＰ２２」とも表記する。また、冷却水タンク８００ａの内部空間のうち、隔壁８７１、８７２、８７３を挟んで空間ＳＰ２２と隣り合う空間のことを、以下では「空間ＳＰ１２」とも表記する。空間ＳＰ１２及び空間ＳＰ２２は、隔壁８７１等によって互いに完全に分離されている。

冷却水タンク８００ａのうち、タンク３１１側とは反対側の側面には、配管４１が接続されている。配管４１が接続されている位置は、隔壁８７２よりも低い位置であり、且つ隔壁８７１と対向する位置である。配管４１の内部空間は、冷却水タンク８００ａの空間ＳＰ１２に繋がっている。

冷却水タンク８００ａのうち、隔壁８７１よりも上方側の部分には、穴８８１が形成されている。また、タンク４１１のうち、穴８８１と対向する位置には、穴８８１と同一形状の穴（不図示）が形成されている。冷却水タンク８００ａは、穴８８１の縁をタンク４１１の穴の縁に重ねた状態で、これらの縁の全体が水密となるようにタンク４１１に対しろう付けされている。

冷却水タンク８００ａのうち、隔壁８７３よりも上方側であり且つセパレータ４７０よりも下方側の部分には、穴８８３が形成されている。また、タンク４１１のうち、穴８８３と対向する位置には、穴８８３と同一形状の穴（不図示）が形成されている。冷却水タンク８００ａは、穴８８３の縁をタンク４１１の穴の縁に重ねた状態で、これらの縁の全体が水密となるようにタンク４１１に対しろう付けされている。

冷却水タンク８００ａのうち、隔壁８７２よりも下方側であり且つセパレータ３７０よりも上方側の部分には、穴８８２が形成されている。また、タンク３１１のうち、穴８８２と対向する位置には、穴８８２と同一形状の穴３１１１が形成されている。冷却水タンク８００ａは、穴８８２の縁を穴３１１１の縁に重ねた状態で、これらの縁の全体が水密となるようにタンク３１１に対しろう付けされている。

以上のような構成の下で、冷媒及び冷却水が流れる経路について説明する。配管４１を通って空調用熱交換器１００に供給される冷媒は、先ず冷却水タンク８００ａの空間ＳＰ１２に流入する。当該冷媒は隔壁８７１に沿って上方側に流れた後、穴８８１を通って、タンク４１１のうちセパレータ４７０よりも上方側の部分に流入する。その後、冷媒は第２空調用熱交換部１２０のコア部を通り、タンク４１２に向かって流れる。

第２冷却用熱交換部２２０のコア部を通って、タンク４１１のうちセパレータ４７０よりも下方側の部分に流入した冷却水は、穴８８３を通って冷却水タンク８００ａの空間ＳＰ２２に流入する。当該冷却水は隔壁８７１に沿って上方側に流れた後、穴８８２を通って、タンク３１１のうちセパレータ３７０よりも上方側の部分に流入する。その後、冷却水は第１冷却用熱交換部２１０のコア部を通り、タンク３１２に向かって流れる。

このように、本実施形態における冷却水タンク８００ａは、第４実施形態に係る複合型熱交換器１０Ｃ（図２２）における冷却水タンク８００と同様に、第２冷却用熱交換部２２０から第１冷却用熱交換部２１０へと冷却水を供給する機能を有している。

冷却水タンク８００ａの内部では、空間ＳＰ１２を流れる冷媒と、空間ＳＰ２２を流れる冷却水との間で熱交換が行われる。具体的には、比較的低温の冷却水によって、比較的高温の冷媒が冷却される。その結果、空間ＳＰ１２から第２空調用熱交換部１２０に供給される冷媒の温度が上記熱交換によって低下するので、第６実施形態について説明したものと同様の効果が得られる。

このように、本実施形態では、第２空調用熱交換部１２０に供給される冷媒と、第１冷却用熱交換部２１０と第２冷却用熱交換部２２０との間を流れる冷却水と、の間の熱交換が冷却水タンク８００ａ内で行われることにより、空調装置の動作効率を高めることが可能となっている。上記のような冷却水タンク８００ａは、本実施形態における「補助熱交換部」に該当する。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ：複合型熱交換器
１００：空調用熱交換器
１１０：第１空調用熱交換部
１２０：第２空調用熱交換部
２００：冷却用熱交換器
２１０：第１冷却用熱交換部
２２０：第２冷却用熱交換部
３１１，３１２，４１１，４１２：タンク
３２０，３２０Ｂ，３２０Ｃ，３２０Ｄ，４２０，４２０Ｂ：チューブ
３３０，３３０Ｂ，４３０：フィン
３２２，３２２Ｂ：インナーフィン

Claims

車両用の複合型熱交換器（１０）であって、
車両に設けられた空調装置を循環する冷媒と空気との間で熱交換を行うための空調用熱交換器（１００）と、
車両に設けられた冷却対象機器（１２，１３，１４）を通る冷却水と空気との間で熱交換を行うための冷却用熱交換器（２００）と、を備え、
前記空調用熱交換器は、空気の流れる方向に沿って上流側となる位置に配置される第１空調用熱交換部（１１０）と、空気の流れる方向に沿って下流側となる位置に配置される第２空調用熱交換部（１２０）と、を有し、
前記冷却用熱交換器の少なくとも一部及び前記第１空調用熱交換部が、空気の流れる方向に対して垂直な方向に並ぶように配置されており、
前記冷却用熱交換器は、空気の流れる方向に沿って上流側となる位置に配置される第１冷却用熱交換部（２１０）と、空気の流れる方向に沿って下流側となる位置に配置される第２冷却用熱交換部（２２０）と、を有し、
前記第１空調用熱交換部及び前記第１冷却用熱交換部が、空気の流れる方向に対して垂直な方向に並ぶように配置され、
前記第２空調用熱交換部及び前記第２冷却用熱交換部が、空気の流れる方向に対して垂直な方向に並ぶように配置されており、
冷媒が前記第２空調用熱交換部を通った後に前記第１空調用熱交換部を通るよう、前記空調用熱交換器が構成されており、
冷却水が前記第２冷却用熱交換部を通った後に前記第１冷却用熱交換部を通るよう、前記冷却用熱交換器が構成されており、
前記第１空調用熱交換部と前記第２空調用熱交換部との間を流れる冷媒と、前記第１冷却用熱交換部と前記第２冷却用熱交換部との間を流れる冷却水と、の間で熱交換を行うための補助熱交換部（７００ａ，９００）を更に備える複合型熱交換器。
車両用の複合型熱交換器（１０）であって、
車両に設けられた空調装置を循環する冷媒と空気との間で熱交換を行うための空調用熱交換器（１００）と、
車両に設けられた冷却対象機器（１２，１３，１４）を通る冷却水と空気との間で熱交換を行うための冷却用熱交換器（２００）と、を備え、
前記空調用熱交換器は、空気の流れる方向に沿って上流側となる位置に配置される第１空調用熱交換部（１１０）と、空気の流れる方向に沿って下流側となる位置に配置される第２空調用熱交換部（１２０）と、を有し、
前記冷却用熱交換器の少なくとも一部及び前記第１空調用熱交換部が、空気の流れる方向に対して垂直な方向に並ぶように配置されており、
前記冷却用熱交換器は、空気の流れる方向に沿って上流側となる位置に配置される第１冷却用熱交換部（２１０）と、空気の流れる方向に沿って下流側となる位置に配置される第２冷却用熱交換部（２２０）と、を有し、
前記第１空調用熱交換部及び前記第１冷却用熱交換部が、空気の流れる方向に対して垂直な方向に並ぶように配置され、
前記第２空調用熱交換部及び前記第２冷却用熱交換部が、空気の流れる方向に対して垂直な方向に並ぶように配置されており、
冷媒が前記第２空調用熱交換部を通った後に前記第１空調用熱交換部を通るよう、前記空調用熱交換器が構成されており、
冷却水が前記第２冷却用熱交換部を通った後に前記第１冷却用熱交換部を通るよう、前記冷却用熱交換器が構成されており、
前記第２空調用熱交換部に供給される冷媒と、前記第１冷却用熱交換部と前記第２冷却用熱交換部との間を流れる冷却水と、の間で熱交換を行うための補助熱交換部（８００ａ）を更に備える複合型熱交換器。
空気の流れる方向に沿って見たときにおいて、
前記第１空調用熱交換部の少なくとも一部が、前記第２空調用熱交換部と重なるように配置されている、請求項１又は２に記載の複合型熱交換器。
空気の流れる方向に沿って見たときにおいて、
前記第１空調用熱交換部の少なくとも一部が、前記第２空調用熱交換部及び前記第２冷却用熱交換部のうち一方と重なるように配置されており、
前記第１冷却用熱交換部の少なくとも一部が、前記第２空調用熱交換部及び前記第２冷却用熱交換部のうち他方と重なるように配置されている、請求項１又は２に記載の複合型熱交換器。
空気の流れる方向に沿って見たときにおいて、
前記第１空調用熱交換部の少なくとも一部が前記第２冷却用熱交換部と重なるように配置されており、
前記第１冷却用熱交換部の少なくとも一部が前記第２空調用熱交換部と重なるように配置されている、請求項４に記載の複合型熱交換器。
前記第１空調用熱交換部は、前記第１冷却用熱交換部の下方側となる位置に配置されており、
前記第２空調用熱交換部は、前記第２冷却用熱交換部の上方側となる位置に配置されている、請求項５に記載の複合型熱交換器。
前記第１空調用熱交換部、前記第２空調用熱交換部、前記第１冷却用熱交換部、及び前記第２冷却用熱交換部のうち、空気の流れる方向に沿って見たときに互いに重なっている部分のそれぞれにおいては、その内部を冷媒又は冷却水が流れる経路及び方向が互いに同一となっている、請求項４に記載の複合型熱交換器。
前記第１空調用熱交換部、前記第２空調用熱交換部、前記第１冷却用熱交換部、及び前記第２冷却用熱交換部のうち、空気の流れる方向に沿って見たときに互いに重なっている２つの部分は、互いに固定されている、請求項４に記載の複合型熱交換器。
前記第１空調用熱交換部、前記第２空調用熱交換部、前記第１冷却用熱交換部、及び前記第２冷却用熱交換部のそれぞれは、
冷媒又は冷却水が通る流路が内部に形成されたチューブ（３２０，４２０）と、
前記チューブの端部に接続され、冷媒又は冷却水が流入又は流出する一対のタンク（３１１，３１２，４１１，４１２）と、
隣り合う前記チューブの間に配置されたフィン（３３０，４３０）と、を有する熱交換器として構成されている、請求項４に記載の複合型熱交換器。
前記第１空調用熱交換部、前記第２空調用熱交換部、前記第１冷却用熱交換部、及び前記第２冷却用熱交換部のうち、空気の流れる方向に沿って見たときに互いに重なっている２つの部分では、前記フィン（３３０Ｂ）が共有されている、請求項９に記載の複合型熱交換器。
前記第１空調用熱交換部、前記第２空調用熱交換部、前記第１冷却用熱交換部、及び前記第２冷却用熱交換部がそれぞれ有する前記チューブは、その外形及び配置ピッチについては全て同じとなるように形成されている一方で、
それぞれの前記チューブに収容されたインナーフィン（３２２，３２２Ｂ）の形状については、少なくとも一部において他と異なっている、請求項９に記載の複合型熱交換器。
前記第１空調用熱交換部と前記第２空調用熱交換部との間は、冷媒の気液を分離するためのモジュレータタンク（７００）を介して接続されている、請求項１又は２に記載の複合型熱交換器。
前記第１冷却用熱交換部と前記第２冷却用熱交換部との間は、冷却水を貯えるための冷却水タンク（８００）を介して接続されている、請求項１又は２に記載の複合型熱交換器。