WO2012169504A1 - 水冷コンデンサ - Google Patents

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refrigerant
condenser
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松平　範光
栄一 森
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カルソニックカンセイ株式会社
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    • F28D2021/0084—Condensers

Definitions

  • the present invention relates to a water-cooled condenser, and more particularly, to a water-cooled condenser suitable for heat exchange of refrigerant in a vehicle air conditioner.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 below disclose a water-cooled condenser built in a side tank of a sub-radiator.
  • Patent Document 3 below discloses an air-cooled condenser and a radiator disposed below the bumper reinforcement.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-121604 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-127508 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-22474
  • a bumper reinforcement is disposed in front of the vehicle for collision safety. Since the front surface of the condenser and the sub radiator is covered with the bumper reinforcement, the cooling air volume is reduced and the heat radiation performance is deteriorated. Further, since the size of the sub-radiator is increased by incorporating the water-cooled condenser in the side tank of the sub-radiator, the design layout is restricted in a vehicle having a relatively small front space.
  • An object of the present invention is to provide a water-cooled condenser that can improve the heat dissipation performance and can be adapted to the arrangement of a bumper reinforcement at the front of the vehicle.
  • a feature of the present invention is a water-cooled condenser that heat-exchanges a refrigerant of a vehicle air conditioner with cooling water and then sends the refrigerant to an air-cooled condenser through a refrigerant outlet, wherein the refrigerant outlet includes: Provided is a water-cooled condenser that is connected to the air-cooled condenser at a position that does not overlap with a bumper reinforcement disposed in front of the vehicle in front of the air-cooled condenser as viewed from the direction of air flow to the air-cooled condenser. .
  • the coolant outlet of the water-cooled condenser is connected to the air-cooled condenser at a position where it does not overlap with the bumper reinforcement.
  • a good heat dissipation performance can be obtained with a small amount of cooling air. Accordingly, the overall heat dissipation performance of the air-cooled condenser and the water-cooled condenser is improved, and the water-cooled condenser can be adapted to the arrangement of the bumper reinforcement at the front part of the vehicle.
  • the refrigerant outlet is provided below or above the bumper reinforcement. That is, the refrigerant outlet is offset perpendicularly to the bumper reinforcement, and the position where the flow rate of the refrigerant is small adjacent to the position where a large amount of the refrigerant flows is overlapped with the bumper reinforcement. As a result, it is possible to minimize the influence of the cooling air volume reduction due to the bumper reinforcement, and to improve the overall heat dissipation performance.
  • a sub-radiator for exchanging heat between the cooling water and the outside air is provided above or below the air-cooled condenser, and the bumper reinforcement is a part of the air-cooled condenser and a part of the sub-radiator. It is preferable that they are arranged so as to overlap with each other. In this way, the effect of the cooling air volume reduction due to the bumper reinforcement can be distributed to the air-cooled condenser and the sub-radiator, and the refrigerant piping between the water-cooled condenser and the air-cooled condenser and the water-cooled condenser and sub-radiator The cooling water piping between them can be shortened.
  • an inlet of the cooling water to the sub-radiator is disposed at a position where it does not overlap with the bumper reinforcement as seen from the air flow direction.
  • a large amount of the cooling water flowing into the sub-radiator from the cooling water inlet flows at a position where it does not overlap the bumper reinforcement, and a good heat radiation performance can be obtained with a sufficient amount of cooling air.
  • the temperature of the cooling water used for the water-cooled condenser is lowered, the overall heat radiation performance of the air-cooled condenser and the water-cooled condenser is improved.
  • the water-cooled condenser is disposed on one side of the sub-radiator and the air-cooled condenser, and a liquid tank for storing a part of the refrigerant is disposed on the other side of the air-cooled condenser. .
  • a liquid tank for storing a part of the refrigerant is disposed on the other side of the air-cooled condenser.
  • the composite heat exchanger 1 includes a sub-radiator 2, an in-compartment air-cooled condenser 3, and a water-cooled condenser 4.
  • the sub-radiator 2 exchanges heat between cooling water (coolant) for cooling a heating element other than the internal combustion engine of the vehicle (for example, an inverter when the vehicle is an EV or HEV) and the outside air (temperature of the cooling water). Lower).
  • the air-cooling condenser 3 is disposed below the sub-radiator 2 and exchanges heat between the air-conditioning refrigerant and the outside air (reducing the temperature of the refrigerant).
  • the water-cooled condenser 4 is disposed on the side of the sub-radiator 2 and the air-cooled condenser 3 (left side in FIG. 1).
  • a bumper reinforcement 9 for collision safety is disposed in front of the sub radiator 2, the air cooling condenser 3, and the water cooling condenser 4.
  • the air-cooled condenser 3 includes a core 30 and a pair of first tank 31 and second tank 32. In the core 30, tubes and heat radiating fins are alternately stacked in the vertical direction. The first tank 31 and the second tank 32 are respectively attached to the side ends of the core 30 and communicate with the tube.
  • the air-cooled condenser 3 is a subcooled condenser, and the core 30 is divided into an upper condensing section [condensing section] 30a and a lower subcooling section [subcooling section] 30b.
  • the insides of the first tank 31 and the second tank 32 are also partitioned vertically according to the condensing unit 30a and the supercooling unit 30b.
  • the refrigerant flows into the air-cooled condenser 3 from the upper part of the first tank 31.
  • the refrigerant flows in the right direction in FIG. 1 through the condensing part 30 a, then flows down in the upper part of the second tank 32, passes through the liquid tank 33 connected to the second tank 32, and passes through the second tank 32. Flows into the bottom.
  • the refrigerant flows from the lower part of the second tank 32 into the supercooling unit 30b.
  • the refrigerant flows in the right direction in FIG. 1 through the supercooling unit 30 b and then flows out from the air-cooled condenser 3 through the lower portion of the first tank 31.
  • the liquid tank 33 may be a gas-liquid separator that separates liquid refrigerant and gas refrigerant, or a modulator provided in a subcool condenser.
  • the water-cooled condenser 4 of this embodiment is connected to the sub-radiator 2 and the air-cooled condenser 3. Inside the water-cooled condenser 4, the flow path of the cooling water and the flow path of the refrigerant are separated, and the cooling water and the refrigerant are not mixed, but heat exchange is performed between the cooling water and the refrigerant (refrigerant). Is cooled by cooling water).
  • the cooling water flowing out from the sub-radiator 2 flows into the upper part of the water cooling condenser 4 through a flexible cooling water inflow pipe 5 provided at the upper end of the water cooling condenser 4.
  • the cooling water flows down the internal flow path of the water-cooled condenser 4, then flows out from the lower part of the water-cooled condenser 4 through the cooling water outflow pipe 6 provided at the lower part of the water-cooled condenser 4, and returns to the inverter.
  • the refrigerant flows into the upper part of the water-cooled condenser 4 through the refrigerant inflow pipe 7.
  • the refrigerant flows down the internal flow path of the water-cooled condenser 4 and then flows into the air-cooled condenser 3 through the intermediate connecting member 8 in which the refrigerant outlet 8a is formed.
  • the intermediate connecting member 8 is connected to the first tank 31 of the air-cooled condenser 3 slightly below (slightly beneath) (slightly beneath) from the bumper reinforcement 9 (the lower end edge thereof).
  • the water-cooled condenser 4 has a casing 40 that extends vertically. Inside the casing 40, a heat exchange section (refrigerant flow path) for heat exchange between the refrigerant and the cooling water, and a tank (cooling water flow path) formed between the heat exchange section and the casing 40 for accommodating the cooling water. ) And are provided.
  • the water-cooled condenser 4 is separately disposed on the side of the sub-radiator 2 and the air-cooled condenser 3 (the direction parallel to the bumper reinforcement 9 from the sub-radiator 2 and the air-cooled condenser 3).
  • the lower part of the water-cooled condenser 4 is attached to the side wall of the first tank 31 of the air-cooled condenser 3 via the intermediate connecting member 8 and is fixed to the first tank 31 of the air-cooled condenser 3 via the bracket 42.
  • the upper part of the water-cooled condenser 4 is fixed to the sub-radiator 2 via a bracket 41.
  • the upper end of the water-cooled condenser 4 is connected to the side wall 20 of the sub radiator 2 via a flexible cooling water inflow pipe 5.
  • the intermediate connecting member 8 (refrigerant outlet 8a) is slightly below the bumper reinforcement 9 (the lower end edge thereof), that is, the position where it does not overlap the bumper reinforcement 9 (vehicle front view). At a position that is vertically offset at a position that does not overlap when viewed from the direction of air flow to the air-cooled condenser 3). Since the refrigerant flows into the air-cooled condenser 3 from the refrigerant outlet 8a, a large amount of the refrigerant flows through the above-described tube of the connection position height [level].
  • connection position is located slightly below the bumper reinforcement 9
  • the amount of cooling air is large and the heat dissipation performance is not deteriorated.
  • the overall heat dissipation performance [total heat radiation] performance of the air-cooled condenser 3 and the water-cooled condenser 4 is improved, and the water-cooled condenser 4 of this embodiment can be adapted to the arrangement of the bumper reinforcement 9 in the front part of the vehicle.
  • the distribution of the refrigerant flow rate in the air-cooled condenser 3 when the refrigerant inlet 34 and the outlet 35 are provided at the center position in the vertical direction of the air-cooled condenser 3 is shown in [Table 1] below. That is, when the uppermost tube position is “1” and the lowermost tube position is “20”, the tube positions where the inlet 34 and the outlet 35 are provided are “10, 11”. The flow rate of the refrigerant is maximized at the position “10, 11”, and the flow rate of the refrigerant is minimized at the adjacent position “9, 12”.
  • the tube at the position “10, 11” of the air-cooled condenser 3 is connected to the bumper reinforcement 9 (one point in FIG. 3). Set slightly below (shown by the dashed line square) and set the tube at position “9” to overlap the bumper reinforcement 9.
  • the tubes at the positions “10, 11” where the refrigerant flow rate is fast can perform high heat radiation without being affected by the bumper reinforcement 9.
  • the tube at the position “9” is affected by the bumper reinforcement 9, but since the refrigerant flow rate is slow, the influence on the overall heat radiation performance is small.
  • the overall heat dissipation performance of the air-cooled condenser 3 and the water-cooled condenser 4 is improved, and the water-cooled condenser 4 of this embodiment can be adapted to the arrangement of the bumper reinforcement 9 in the front part of the vehicle.
  • the water-cooled condenser 4 of this embodiment is not built in the side tank of the sub-radiator 2 but is provided separately on the side, the sub-radiator 2 can be downsized. As a result, the composite heat exchanger 1 can be arranged even in a vehicle having a relatively small front space of the vehicle, and the water-cooled condenser 4 of this embodiment is excellent in design layout.
  • the cooling water inflow pipe 5 and the cooling water outflow pipe 6 protrude sideways (in the vehicle width direction), and protrude forward (toward the bumper reinforcement 9). It has not been. Therefore, the bumper reinforcement 9 can be easily arranged in the front part of the vehicle, and the water-cooled condenser 4 of this embodiment is excellent in design layout. Further, since the refrigerant piping does not protrude from the water-cooled condenser 4 to the front of the vehicle, the bumper reinforcement 9 can be easily arranged at the front portion of the vehicle, and the refrigerant leaks from the refrigerant piping at the time of a light collision at the front portion of the vehicle. Can also be prevented.
  • the sub-radiator 2 and the air-cooled condenser 3 are connected via the water-cooled condenser 4 of the present embodiment, and the water-cooled condenser 4 also functions as a connection bracket. Therefore, a dedicated bracket for connecting the sub-radiator 2 and the air-cooled condenser 3 becomes unnecessary, and the number of parts can be reduced.
  • the water-cooled condenser 4 of the present embodiment is connected to the sub radiator 2 through a flexible cooling water inflow pipe 5. For this reason, since the cooling water inflow pipe 5 is bent, it is possible to cope with variations in the assembly position between the sub-radiator 2 and the water-cooled condenser 4, so that the assembly operation can be performed smoothly.
  • the cooling water flows from the upper end of the water cooling condenser 4 through the cooling water inflow pipe 5 and out of the lower portion of the water cooling condenser 4 through the cooling water outflow pipe 6.
  • the flow of the cooling water is not limited to this, and the flow of the cooling water can be set in the reverse direction. That is, as shown in FIG. 4, the cooling water flows into the lower part of the water cooling condenser 4 through the cooling water inflow pipe 50 provided in the lower part of the water cooling condenser 4 and can be provided at the upper end of the water cooling condenser 4. The water may flow out from the upper end of the water-cooled condenser 4 through the flexible cooling water outflow pipe 60.
  • the configuration of FIG. 1 is preferable because the cooling water after being cooled by the sub-radiator 2 flows into the water-cooled condenser 4.
  • the intermediate connecting member 8 (refrigerant outlet 8a) is slightly above (slightly above) (closely above) the bumper reinforcement 9 (the upper edge). ]) Is connected to the first tank 31 of the air-cooled condenser 3.
  • the air-cooled condenser 3 is disposed above the sub-radiator 2, and the water-cooled condenser 4 ⁇ / b> A is disposed on the side of the sub-radiator 2 and the air-cooled condenser 3 (left side in FIG. 5).
  • the same or similar components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the cooling water flowing out from the sub-radiator 2 flows into the lower part of the water cooling condenser 4A through a flexible cooling water inflow pipe 5A provided at the lower end of the water cooling condenser 4.
  • the cooling water flows upward through the internal flow path of the water-cooled condenser 4A, and then flows out from the upper part of the water-cooled condenser 4A through the cooling water outlet pipe 6A provided at the upper end of the water-cooled condenser 4A to the inverter.
  • the refrigerant flows into the upper part of the water-cooled condenser 4A through the refrigerant inflow pipe 7 provided at the upper part of the water-cooled condenser 4A.
  • the refrigerant exchanges heat with the cooling water while flowing down the internal flow path of the water-cooled condenser 4A, and then flows into the air-cooled condenser 3 through the intermediate connecting member 8 in which the refrigerant outlet 8a is formed. .
  • the intermediate connecting member 8 (refrigerant outlet 8a) is slightly above the bumper reinforcement 9 (the upper edge of the bumper reinforcement 9), that is, a position where it does not overlap the bumper reinforcement 9 (vertically offset when viewed from the front of the vehicle).
  • the air cooling condenser 3 does not overlap when viewed from the direction of air flow to the air cooling condenser 3. Since the refrigerant flows into the air-cooled condenser 3 from the refrigerant outlet 8a, a large amount of refrigerant flows through the tube at the height of the connection position described above. Therefore, since the connection position is located slightly above the bumper reinforcement 9, the amount of cooling air is large and the heat radiation performance is not deteriorated.
  • the overall heat dissipation performance of the air-cooled condenser 3 and the water-cooled condenser 4A is improved, and the water-cooled condenser 4A of this embodiment can be adapted to the arrangement of the bumper reinforcement 9 in the front part of the vehicle.
  • the cooling water flows from the lower end of the water cooling condenser 4A via the cooling water inflow pipe 5A and flows out from the upper part of the water cooling condenser 4A via the cooling water outflow pipe 6.
  • the flow of the cooling water is not limited to this, and the flow of the cooling water can be set in the reverse direction. That is, as shown in FIG. 6, the cooling water flows into the upper part of the water cooling condenser 4A through the cooling water inflow pipe 50A provided at the upper end of the water cooling condenser 4A, and is allowed to be provided at the lower end of the water cooling condenser 4. You may flow out from the lower end of the water-cooled condenser 4A through the flexible cooling water outflow pipe 60A.
  • the configuration of FIG. 5 is preferable because the cooling water after being cooled by the sub-radiator 2 flows into the water-cooled condenser 4A.

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Abstract

　水冷コンデンサは、車両用の空調機の冷媒を冷却水との間で熱交換させた後に前記冷媒を冷媒出口を介して空冷コンデンサへと送出する。冷媒出口は、空冷コンデンサへの空気流れ方向から見て、空冷コンデンサの前方の車両の前部に配置されたバンパーレインフォースと重ならない位置で、空冷コンデンサと接続されている。上記水冷コンデンサでは、冷媒出口から空冷コンデンサに流入した冷媒がバンパーレインフォースと重ならない位置で多く流れ、十分な冷却風量によって良好な放熱性能が得られる。従って、空冷コンデンサ及び水冷コンデンサの総合的な放熱性能が向上する。

Description

水冷コンデンサ
　本発明は、水冷コンデンサ[water-cooled condenser]に関し、特に、車両用空調機の冷媒の熱交換のために適した水冷コンデンサに関する。
　下記特許文献１及び下記特許文献２は、サブラジエータの側部タンクに内蔵された水冷コンデンサを開示している。また、下記特許文献３は、バンパーレインフォースより下方に配置された空冷コンデンサ及びラジエータを開示している。
日本国特開２０１０－１２１６０４号公報 日本国特開２０１０－１２７５０８号公報 日本国特開２００５－２２４７４号公報
　特許文献１及び特許文献２で開示された構成では、衝突安全性のためにバンパーレインフォースが車両前方に配置されている。コンデンサやサブラジエータの前面がバンパーレインフォースで覆われてしまうので、冷却風量が減って放熱性能が低下してしまう。また、サブラジエータの側部タンクへの水冷コンデンサの内蔵によってサブラジエータのサイズが大きくなるので、車両前部空間が比較的狭い車両では設計レイアウトが制約される。また、水冷コンデンサから車両前方へ配管が突出するので、車両前方へのバンパーレインフォースの配置が困難となると共に、車両前部の軽衝突時に前方に突出された冷媒用配管からの冷媒漏れが懸念される。
　特許文献３で開示された構成では、空冷コンデンサやラジエータがバンパーレインフォースより下方に配置されるので、十分な冷却風量によって放熱性能は良好である。しかし、上記構成では水冷コンデンサの設置については考慮されていない。
　本発明の目的は、放熱性能を向上でき、車両前部へのバンパーレインフォースの配置に適合できる水冷コンデンサを提供することにある。
　本発明の特徴は、車両用の空調機の冷媒を冷却水との間で熱交換させた後に前記冷媒を冷媒出口を介して空冷コンデンサへと送出する水冷コンデンサであって、前記冷媒出口が、前記空冷コンデンサへの空気流れ方向から見て、前記空冷コンデンサの前方の前記車両の前部に配置されたバンパーレインフォースと重ならない位置で、前記空冷コンデンサと接続されている、水冷コンデンサを提供する。
　上記特徴によれば、水冷コンデンサの冷媒出口がバンパーレインフォースと重ならない位置で空冷コンデンサと接続されるので、冷媒出口から空冷コンデンサに流入した冷媒がバンパーレインフォースと重ならない位置で多く流れ、十分な冷却風量によって良好な放熱性能が得られる。従って、空冷コンデンサ及び水冷コンデンサの総合的な放熱性能が向上し、水冷コンデンサは車両前部へのバンパーレインフォースの配置に適合できる。
　ここで、冷媒出口が、前記バンパーレインフォースより下方又は上方に設けられている、ことが好ましい。すなわち、冷媒出口は、バンパーレインフォースに対して垂直にオフセットされ、上述した冷媒が多く流れる位置に隣接する冷媒の流量が少ない位置がバンパーレインフォースと重ねられる。この結果、バンパーレインフォースによる冷却風量減の影響を最小限に抑制でき、総合的な放熱性能を向上させることができる。
　また、前記冷却水を外気との間で熱交換させるサブラジエータが、前記空冷コンデンサの上方又は下方に設けられており、前記バンパーレインフォースが、前記空冷コンデンサの一部と前記サブラジエータの一部と重なるように配置されている、ことが好ましい。このようにすれば、バンパーレインフォースによる冷却風量減による影響を空冷コンデンサとサブラジエータとに分散させることができ、また、水冷コンデンサと空冷コンデンサとの間の冷媒配管や水冷コンデンサとサブラジエータとの間の冷却水配管を短くできる。
　ここで、前記サブラジエータへの前記冷却水の入口が、前記空気流れ方向から見て、前記バンパーレインフォースと重ならない位置に配置されている、ことが好ましい。このようにすれば、冷却水の入口からサブラジエータに流入した冷却水がバンパーレインフォースと重ならない位置で多く流れ、十分な冷却風量によって良好な放熱性能が得られる。この結果、水冷コンデンサに用いられる冷却水の温度が低下するため、空冷コンデンサ及び水冷コンデンサの総合的な放熱性能が向上する。
　また、前記サブラジエータ及び前記空冷コンデンサの一側方に前記水冷コンデンサが配置され、かつ、前記空冷コンデンサの他側方に前記冷媒の一部を貯留するリキッドタンクが配置されている、ことが好ましい。このようにすれば、車両軽衝突時の水冷コンデンサやリキッドタンクとバンパレインフォースとの接触を防止でき、冷媒漏れを防止できる。
第１実施形態の水冷コンデンサを備えた複合熱交換器の正面図である。 上記空冷コンデンサ内の冷媒流速測定時の冷媒入口及び冷媒出口の位置を示す正面図である。 上記空冷コンデンサ内の冷媒流速測定結果を示すチャートである。 第１実施形態における冷却水流路の変形例を示す正面図である。 第２実施形態の水冷コンデンサを備えた複合熱交換器の正面図である。 第２実施形態における冷却水流路の変形例を示す正面図である。
　以下、図面を参照しつつ水冷コンデンサの実施形態を備えた複合熱交換器について説明する。
（第１実施形態）
　図１に示されるように、複合熱交換器１は、サブラジエータ２と、車室内空冷コンデンサ[in-compartment air-cooled condenser]３と、水冷コンデンサ４とを備えている。サブラジエータ２は、車両の内燃機関以外の発熱体（例えば、車両がＥＶやＨＥＶの場合のインバータ）を冷却するための冷却水[coolant]と外気との間で熱交換させる（冷却水の温度を下げる）。空冷コンデンサ３は、サブラジエータ２の下方に配置されており、空調用の冷媒と外気との間で熱交換させる（冷媒の温度を下げる）。水冷コンデンサ４は、サブラジエータ２及び空冷コンデンサ３の側方（図１の左側）に配置されている。サブラジエータ２、空冷コンデンサ３及び水冷コンデンサ４の前方には、衝突安全性のためのバンパーレインフォース９が配置されている。
　空冷コンデンサ３は、コア３０と、一対の第１タンク３１及び第２タンク３２とを備えている。コア３０では、チューブ及び放熱フィンが垂直方向に交互に積層されている。第１タンク３１及び第２タンク３２は、コア３０の側端にそれぞれ取り付けられており、チューブと連通している。空冷コンデンサ３はサブクール式コンデンサであり、コア３０は、上方側の凝縮部[condensing section]３０ａと下方側の過冷却部[subcooling section]３０ｂとに分けられている。第１タンク３１及び第２タンク３２の内部も、凝縮部３０ａ及び過冷却部３０ｂに合わせて上下に仕切られている。
　冷媒は、第１タンク３１の上部から空冷コンデンサ３に流入する。冷媒は、凝縮部３０ａを図１中右方向に流れた後、第２タンク３２の上部内を流下して、第２タンク３２に接続されたリキッドタンク３３を経由して、第２タンク３２の下部に流入する。冷媒は、第２タンク３２の下部から過冷却部３０ｂに流入する。冷媒は、過冷却部３０ｂを図１中右方向に流れた後、第１タンク３１の下部を介して空冷コンデンサ３から流出する。なお、リキッドタンク３３は、液冷媒と気冷媒とを分離させる気液分離器[gas-liquid separator]やサブクール式コンデンサに設けられるモジュレータ[modulator]であってもよい。
　本実施形態の水冷コンデンサ４は、サブラジエータ２及び空冷コンデンサ３と連結されている。水冷コンデンサ４の内部では冷却水の流路と冷媒の流路とは分離されており、冷却水と冷媒とが混ざることはないが、冷却水と冷媒との間で熱交換が行われる（冷媒が冷却水によって冷却される）。
　サブラジエータ２から流出した冷却水は、水冷コンデンサ４の上端に設けられた可撓性の冷却水流入管５を介して、水冷コンデンサ４の上部に流入する。冷却水は、水冷コンデンサ４の内部流路を流下した後、水冷コンデンサ４の下部に設けられた冷却水流出管６を介して、水冷コンデンサ４の下部から流出してインバータへと戻る。
　一方、冷媒は、冷媒流入管７を介して、水冷コンデンサ４の上部に流入する。冷媒は、水冷コンデンサ４の内部流路を流下した後、内部に冷媒出口８ａが形成された中間連結部材８を介して、空冷コンデンサ３に流入する。中間連結部材８は、バンパーレインフォース９（の下端縁）より僅かに下方[slightly beneath]（直ぐ下方[closely beneath]）で空冷コンデンサ３の第１タンク３１と接続されている。
　また、水冷コンデンサ４は、垂直に延設されたケーシング４０を有している。ケーシング４０の内部には、冷媒と冷却水とが熱交換する熱交換部（冷媒流路）と、熱交換部とケーシング４０との間に形成された、冷却水を収容するタンク（冷却水流路）とが設けられている。
　水冷コンデンサ４は、サブラジエター２及び空冷コンデンサ３の側方（サブラジエター２及び空冷コンデンサ３からバンパレインフォース９に平行な方向）に別個に配置されている。水冷コンデンサ４の下部は、中間連結部材８を介して、空冷コンデンサ３の第１タンク３１の側壁に取り付けられていると共に、ブラケット４２を介して、空冷コンデンサ３の第１タンク３１に固定されている。一方、水冷コンデンサ４の上部は、ブラケット４１を介して、サブラジエータ２に固定されている。また、水冷コンデンサ４の上端は、可撓性の冷却水流入管５を介して、サブラジエータ２の側壁２０と接続されている。
　本実施形態の水冷コンデンサ４によれば、中間連結部材８（冷媒出口８ａ）がバンパーレインフォース９（の下端縁）より僅かに下方で、すなわち、バンパーレインフォース９と重ならない位置（車両正面視で垂直にオフセットされている位置：空冷コンデンサ３への空気流れ方向から見て重ならない位置）で、空冷コンデンサ３と接続される。冷媒は、冷媒出口８ａから空冷コンデンサ３へと流入するので、上述した接続位置の高さ[level]のチューブに冷媒が多く流れる。従って、上記接続位置はバンパーレインフォース９より僅かに下方に位置しているので、冷却風量が多く放熱性能の低下がない。この結果、空冷コンデンサ３及び水冷コンデンサ４の総合的な放熱性能[total heat radiation performance]が向上し、本実施形態の水冷コンデンサ４は、車両前部へのバンパーレインフォース９の配置に適合できる。
　なお、図２に示されるように、空冷コンデンサ３に垂直方向の中央位置に冷媒の入口３４及び出口３５を設けた場合の、空冷コンデンサ３内の冷媒流速の分布を下記［表１］に示す。すなわち、最上部のチューブ位置を「１」とし、最下部のチューブ位置を「２０」とすると、入口３４及び出口３５が設けられているチューブ位置は「１０，１１」である。そして、この位置「１０，１１」で冷媒の流速が最大となり、隣接する位置「９，１２」で冷媒の流速が最小となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　冷媒流速と放熱量とは比例するので、［表１］をグラフ化した図３に示されるように、空冷コンデンサ３の位置「１０，１１」のチューブをバンパーレインフォース９（図３中、一点鎖線の四角で示されている）より僅かに下方に設定すると共に、位置「９」のチューブをバンパーレインフォース９と重なるように設定する。これにより、冷媒流速の速い位置「１０，１１」のチューブはバンパーレインフォース９の影響を受けず高い放熱を行える。位置「９」のチューブはバンパーレインフォース９の影響を受けるが、冷媒流速の遅いので総合的な放熱性能への影響は少なくて済む。この結果、空冷コンデンサ３及び水冷コンデンサ４の総合的な放熱性能が向上し、本実施形態の水冷コンデンサ４は、車両前部へのバンパーレインフォース９の配置に適合できる。
　また、本実施形態の水冷コンデンサ４は、サブラジエータ２の側部タンクに内蔵されずに側方に別個に設けられているので、サブラジエータ２を小型化できる。この結果、車両前部空間が比較的狭い車両でも複合熱交換器１を配置でき、本実施形態の水冷コンデンサ４は設計レイアウト上優れている。
　また、本実施形態の水冷コンデンサ４によれば、冷却水流入管５及び冷却水流出管６が側方（車両幅方向）に突出されており、車両前方に（バンパレインフォース９に向けて）突出されていない。従って、車両前部にバンパーレインフォース９を容易に配置でき、本実施形態の水冷コンデンサ４は設計レイアウト上優れている。さらに、水冷コンデンサ４から車両前方に冷媒用配管も突出されないので、この点でも、車両前部にバンパーレインフォース９を容易に配置でき、車両前部の軽衝突時の冷媒用配管からの冷媒漏れも防止できる。
　また、本実施形態の水冷コンデンサ４を介してサブラジエータ２及び空冷コンデンサ３が連結されており、水冷コンデンサ４が連結ブラケットとしても機能している。従って、サブラジエータ２及び空冷コンデンサ３を連結する専用ブラケットが不要となり、部品点数を削減できる。
　また、本実施形態の水冷コンデンサ４は、可撓性の冷却水流入管５を介してサブラジエータ２と連結されている。このため、冷却水流入管５が撓むことでサブラジエータ２と水冷コンデンサ４との間の組付位置のばらつきに対応できるので、組付作業が円滑に行なわれ得る。
　なお、本実施形態では、冷却水は、冷却水流入管５を介して水冷コンデンサ４の上端から流入するとともに、冷却水流出管６を介して水冷コンデンサ４の下部から流出した。しかし、冷却水の流れはこれに限定されず、冷却水の流れを逆向きに設定することもできる。すなわち、図４に示されるように、冷却水は、水冷コンデンサ４の下部に設けられた冷却水流入管５０を介して水冷コンデンサ４の下部に流入するとともに、水冷コンデンサ４の上端に設けられた可撓性の冷却水流出管６０を介して水冷コンデンサ４の上端から流出してもよい。ただし、図１の構成の方が、サブラジエター２で冷却された後の冷却水が水冷コンデンサ４に流入するので好ましい。
（第２の実施形態）
　図５に示されるように、本実施形態の水冷コンデンサ４Ａでは、中間連結部材８（冷媒出口８ａ）がバンパーレインフォース９（の上端縁）より僅かに上方[slightly above]（直ぐ上方[closely above]）で空冷コンデンサ３の第１タンク３１と接続されている。空冷コンデンサ３は、サブラジエータ２の上方に配置されており、水冷コンデンサ４Ａは、サブラジエータ２及び空冷コンデンサ３の側方（図５の左側）に配置されている。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一又は同等の構成要素には同一の符号が付されている。
　サブラジエータ２から流出した冷却水は、水冷コンデンサ４の下端に設けられた可撓性の冷却水流入管５Ａを介して、水冷コンデンサ４Ａの下部に流入する。冷却水は、水冷コンデンサ４Ａの内部流路を上に向けて流れた後、水冷コンデンサ４Ａの上端に設けられた冷却水流出管６Ａを介して、水冷コンデンサ４Ａの上部から流出してインバータへと戻る。
　一方、冷媒は、水冷コンデンサ４Ａの上部に設けられた冷媒流入管７を介して、水冷コンデンサ４Ａの上部に流入する。冷媒は、水冷コンデンサ４Ａの内部流路を流下しつつ冷却水との間で熱交換を行なった後、内部に冷媒出口８ａが形成された中間連結部材８を介して、空冷コンデンサ３に流入する。
　本実施形態では、中間連結部材８（冷媒出口８ａ）がバンパーレインフォース９（の上端縁）より僅かに上方で、すなわち、バンパーレインフォース９と重ならない位置（車両正面視で垂直にオフセットされている位置：空冷コンデンサ３への空気流れ方向から見て重ならない位置）で、空冷コンデンサ３と接続される。冷媒は、冷媒出口８ａから空冷コンデンサ３に流入するので、上述した接続位置の高さのチューブに冷媒が多く流れる。従って、上記接続位置はバンパーレインフォース９より僅かに上方に位置しているので、冷却風量が多く放熱性能の低下がない。この結果、空冷コンデンサ３及び水冷コンデンサ４Ａの総合的な放熱性能が向上し、本実施形態の水冷コンデンサ４Ａは、車両前部へのバンパーレインフォース９の配置に適合できる。
　なお、本実施形態では、冷却水は、冷却水流入管５Ａを介して水冷コンデンサ４Ａの下端から流入するとともに、冷却水流出管６を介して水冷コンデンサ４Ａの上部から流出した。しかし、冷却水の流れはこれに限定されず、冷却水の流れを逆向きに設定することもできる。すなわち、図６に示されるように、冷却水は、水冷コンデンサ４Ａの上端に設けられた冷却水流入管５０Ａを介して水冷コンデンサ４Ａの上部に流入するとともに、水冷コンデンサ４の下端に設けられた可撓性の冷却水流出管６０Ａを介して水冷コンデンサ４Ａの下端から流出してもよい。ただし、図５の構成の方が、サブラジエター２で冷却された後の冷却水が水冷コンデンサ４Ａに流入するので好ましい。
　また、第１実施形態（図１）及びその変形例（図４）と、第２実施形態（図５）及びその変形例（図６）とを比べた場合、第１実施形態（図１）及びその変形例（図４）では、空冷コンデンサ３の過冷却部３０ｂがバンパレインフォース９と重なっていないので、過冷却部３０ｂが十分に機能するので好ましい。

Claims (6)

  1. 　車両用の空調機の冷媒を冷却水との間で熱交換させた後に前記冷媒を冷媒出口を介して空冷コンデンサへと送出する水冷コンデンサであって、
    　前記冷媒出口が、前記空冷コンデンサへの空気流れ方向から見て、前記空冷コンデンサの前方の前記車両の前部に配置されたバンパーレインフォースと重ならない位置で、前記空冷コンデンサと接続されている、水冷コンデンサ。
  2. 　請求項１記載の水冷コンデンサであって、
    　前記冷媒出口が、前記バンパーレインフォースの直ぐ下方に設けられている、水冷コンデンサ。
  3. 　請求項１に記載された水冷コンデンサであって、
    　前記冷媒出口が、前記バンパーレインフォースの直ぐ上方に設けられている、水冷コンデンサ。
  4. 　請求項１～３のいずれか一項に記載の水冷コンデンサであって、
    　前記冷却水を外気との間で熱交換させるサブラジエータが、前記空冷コンデンサの上方又は下方に設けられており、前記バンパーレインフォースが、前記空冷コンデンサの一部と前記サブラジエータの一部と重なるように配置されている、水冷コンデンサ。
  5. 　請求項４に記載の水冷コンデンサであって、
    　前記サブラジエータへの前記冷却水の入口が、前記空気流れ方向から見て、前記バンパーレインフォースと重ならない位置に配置されている、水冷コンデンサ。
  6. 　請求項４又は５に記載の水冷コンデンサであって、
    　前記サブラジエータ及び前記空冷コンデンサの一側方に前記水冷コンデンサが配置され、かつ、前記空冷コンデンサの他側方に前記冷媒の一部を貯留するリキッドタンクが配置されている、水冷コンデンサ。
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