JP4253968B2

JP4253968B2 - 車両用複式熱交換器

Info

Publication number: JP4253968B2
Application number: JP35339699A
Authority: JP
Inventors: 竜雄杉本; 高明阪根
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-12-13
Filing date: 1999-12-13
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2019-12-13
Also published as: JP2001174168A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラジエータやコンデンサ等の異種の熱交換器を一体化した車両用複式熱交換器に関するもので、いわゆるハイブリッド車両（ハイブリットカー）や電気自動車に適用して有効である。なお、ここで言うハイブリッドカーとは、エンジン（内燃機関）と電動モータ（以下、モータと略す。）とを切り換えて走行する車両、及びエンジンは主に発電に使用し、走行は主にモータにて行う車両等を言うものであり、これらのハイブリットカーや電気自動車はモータの制御を行うインバータ等の電子部品を冷却する必要がある。
【０００２】
【従来の技術】
従来、チューブとフィンを交互に積層してチューブの端部をタンクに挿入接続したラジエータ及びコンデンサを、車両の上下方向または左右方向に一体化した複式熱交換器が知られている。
【０００３】
ここで、ラジエータがエンジン用冷却水を冷却するものである場合には、ラジエータに流入する冷却水の温度（１００℃〜１１０℃）は、コンデンサに流入する冷媒の温度（６０℃〜７０℃）より高温であるため、ラジエータの熱がコンデンサに伝熱されてコンデンサの熱交換率が低下する問題があった。
【０００４】
そこで、特開平１０−１１１０８６号公報にて、ラジエータとコンデンサとの間に接合プレートを配設して、断熱部を形成するようにしたものが提案されており、この断熱部によって、ラジエータの熱がコンデンサに伝熱され難くしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術のように接合プレートを配設することは、熱交換器の放熱面積の減少と、構造部品の増加によるコストアップの問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、車両用複式熱交換器における放熱面積の増大、及び、構造部品を減少させてコストダウンを図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、エンジンを搭載した車両に適用される車両用複式熱交換器において、
電子部品を冷却する冷却水であって、エンジンの冷却水の温度よりも低い温度の冷却水が流通する第１チューブ（１１１）、第１チューブ（１１１）に積層された第１フィン（１１２）、第１チューブ（１１１）に冷却水が流入する冷却水入口部（１５０）、及び第１チューブ（１１１）から冷却水が流出する冷却水出口部（１５１）を有し、冷却水と空気との間で熱交換して冷却水を冷却する第１冷却部（１１０）と、
冷凍サイクルの冷媒が流通する第２チューブ（１２１）、第２チューブ（１２１）に積層された第２フィン（１２２）、第２チューブ（１２１）に冷媒が流入する冷媒入口部（１６０）、及び第２チューブ（１２１）から冷媒が流出する冷媒出口部（１６１）を有し、冷媒と空気との間で熱交換して冷媒を冷却する第２冷却部（１２０）とを備え、
第１冷却部（１１０）と第２冷却部（１２０）は、第１、第２チューブ（１１１、１２１）と第１、第２フィン（１１２、１２２）の積層方向に並列配置されて一体化されており、
冷媒入口部（１６０）は第２冷却部（１２０）のうち第１冷却部（１１０）側の部位に配置され、
冷媒出口部（１６１）は第２冷却部（１２０）のうち第１冷却部（１１０）と反対側の部位に配置され、
冷媒入口部（１６０）と冷媒出口部（１６１）との間には、第２チューブ（１２１）を流通する冷媒の流れ方向が略１８０度Ｕターンする少なくとも１つのＵターン部が設けられ、
冷媒入口部（１６０）の冷媒が第１冷却部（１１０）側の部位からＵターン部を経て第１冷却部（１１０）と反対側の冷媒出口部（１６１）へ向かって流れることを特徴としている。
【０００８】
ところで、第１冷却部（１１０）を流通する冷却水は電子部品を冷却するものであり、冷却水入口部（１５０）に流入する冷却水の温度（例えば６０℃〜７０℃）はエンジン用冷却水の温度（１００℃〜１１０℃）に比べて低い。一方、第２冷却部（１２０）に流入する冷媒の温度は、例えばフロンを冷媒とし、外気温度が３０℃の場合には、一般的に６０℃〜７０℃であり、電子部品用冷却水と冷媒との温度差は、エンジン用冷却水と冷媒との温度差に比べて小さい。
【０００９】
従って、第１冷却部（１１０）から第２冷却部（１２０）への伝熱量は、冷却水がエンジン用冷却水である場合に比べて電子部品用冷却水である場合の方が少なくなる。
【００１０】
また、第２冷却部（１２０）の要求性能として、第２冷却部（１２０）から流出する冷媒出口部（１６１）の冷媒温度が重要となるが、請求項１に記載の発明では、冷却水入口部（１５０）と冷媒出口部（１６１）との間にはＵターン部が配置されるので、冷却水入口部（１５０）と冷媒出口部（１６１）とは離れて配置されている。よって、冷却水入口部（１５０）の熱が冷媒出口部（１６１）の冷媒に伝熱される際の距離が長くなり、この伝熱量が少なくなる。
【００１１】
以上により、従来必要とされていた断熱部を廃止しても第２冷却部（１２０）を流出する冷媒の温度を所定温度に確保することができるので、断熱部を廃止して複式熱交換器における放熱面積の増大、及び、構造部品を減少させてコストダウンを図ることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用複式熱交換器において、冷却水入口部（１５０）から冷却水が流通する方向と冷媒入口部（１６０）から冷媒が流通する方向が同方向であることを特徴としている。
【００１３】
これにより、第２冷却部（１２０）のうち第１冷却部（１１０）と隣接して第１冷却部（１１０）と熱交換してしまう部分は、第２冷却部（１２０）のうち最も温度が高い部分であるので、この熱交換する部分の温度差を小さくすることができ、第１冷却部（１１０）から第２冷却部（１２０）への伝熱量を小さくできる。
【００１４】
また、冷却水と冷媒とは、冷却水入口部（１５０）及び冷媒入口部（１６０）からＵターン部までに、対向することなく平行して流通して熱交換するため、この熱交換の際の平均温度差を、対向流通して熱交換を行う際の平均温度差に比べて小さくできるので、第１冷却部（１１０）から第２冷却部（１２０）への伝熱量を少なくできる。よって、請求項１に記載の発明の効果をより一層増大することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、エンジンを搭載した車両に適用される車両用複式熱交換器において、
電子部品を冷却する冷却水であって、エンジンの冷却水の温度よりも低い温度の冷却水が流通する第１チューブ（１１１）、第１チューブ（１１１）に積層された第１フィン（１１２）、第１チューブ（１１１）に冷却水が流入する冷却水入口部（１５０）、及び第１チューブ（１１１）から冷却水が流出する冷却水出口部（１５１）を有し、冷却水と空気との間で熱交換して冷却水を冷却する冷却部（１１０）と、
冷凍サイクルの冷媒が流通する第２チューブ（１２１）、第２チューブ（１２１）に積層された第２フィン（１２２）、及び第２チューブ（１２１）に冷媒が流入する冷媒入口部（１６０）を有し、冷媒と空気との間で熱交換して冷媒を凝縮する凝縮部（１２０ａ、１２０ｂ）と、
凝縮部（１２０ａ、１２０ｂ）を通過した冷媒が流入するとともに、この流入冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離するタンク（１８０）と、
タンク（１８０）から液相冷媒が流入する第３チューブ（１２１ａ）、第３チューブ（１２１ａ）に積層された第３フィン（１２２ａ）、及び第３チューブ（１２１ａ）から液相冷媒が流出する冷媒出口部（１６１）を有し、液相冷媒と空気との間で熱交換して液相冷媒を過冷却する過冷却部（１２０ｄ）とを備え、
冷却部（１１０）と過冷却部（１２０ｄ）との間に凝縮部（１２０ａ、１２０ｂ）が配置されるようにして、冷却部（１１０）、凝縮部（１２０ａ、１２０ｂ）及び過冷却部（１２０ｄ）が、第１、第２、第３チューブ（１１１、１２１、１２１ａ）と第１、第２、第３フィン（１１２、１２２。１２２ａ）の積層方向に並列配置されて一体化されていることを特徴としている。
【００１６】
ところで、前述のように、冷却部（１１０）から凝縮部（１２０ａ、１２０ｂ）への伝熱量は、冷却水がエンジン用冷却水である場合に比べて電子部品用冷却水である場合の方が少なくなる。
【００１７】
また、凝縮部（１２０ａ、１２０ｂ）及び過冷却部（１２０ｄ）の要求性能として、過冷却部（１２０ｄ）から流出する冷媒温度が重要となるが、請求項３に記載の発明では、冷却部（１１０）と過冷却部（１２０ｄ）との間に凝縮部（１２０ａ、１２０ｂ）が配置されることにより、冷却部（１１０）と過冷却部（１２０ｄ）とは離れて配置されている。よって、冷却部（１１０）の熱が過冷却部（１２０ｄ）に伝熱される際の距離が長くなり、伝熱量が少なくなる。
【００１８】
以上により、請求項１に記載の発明と同様に、請求項３に記載の発明においても、断熱部を廃止して複式熱交換器における放熱面積の増大、及び、構造部品を減少させてコストダウンを図ることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の車両用複式熱交換器において、冷却水入口部（１５０）と冷媒入口部（１６０）は隣接して配置され、かつ、冷却水入口部（１５０）から冷却水が流通する方向と冷媒入口部（１６０）から冷媒が流通する方向が同方向であることを特徴としているので、請求項２に記載の発明と同様の効果が得られる。
【００２０】
請求項５に記載の発明では、電子部品を冷却する冷却水であって、６０℃〜７０℃の温度の冷却水が流通する第１チューブ（１１１）、第１チューブ（１１１）に積層された第１フィン（１１２）、第１チューブ（１１１）に冷却水が流入する冷却水入口部（１５０）、及び第１チューブ（１１１）から冷却水が流出する冷却水出口部（１５１）を有し、冷却水と空気との間で熱交換して冷却水を冷却する第１冷却部（１１０）と、
冷凍サイクルの冷媒が流通する第２チューブ（１２１）、第２チューブ（１２１）に積層された第２フィン（１２２）、第２チューブ（１２１）に冷媒が流入する冷媒入口部（１６０）、及び第２チューブ（１２１）から冷媒が流出する冷媒出口部（１６１）を有し、冷媒と空気との間で熱交換して冷媒を冷却する第２冷却部（１２０）とを備え、
第１冷却部（１１０）と第２冷却部（１２０）は、第１、第２チューブ（１１１、１２１）と第１、第２フィン（１１２、１２２）の積層方向に並列配置されて一体化されており、
冷媒入口部（１６０）は第２冷却部（１２０）のうち第１冷却部（１１０）側の部位に配置され、
冷媒出口部（１６１）は第２冷却部（１２０）のうち第１冷却部（１１０）と反対側の部位に配置され、
冷媒入口部（１６０）と冷媒出口部（１６１）との間には、第２チューブ（１２１）を流通する冷媒の流れ方向が略１８０度Ｕターンする少なくとも１つのＵターン部が設けられ、
冷媒入口部（１６０）の冷媒が第１冷却部（１１０）側の部位からＵターン部を経て第１冷却部（１１０）と反対側の冷媒出口部（１６１）へ向かって流れることを特徴としている。
請求項５に記載の発明においても、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を発揮できる。
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る複式熱交換器を、ハイブリットカーに適用したものであって、図１は本実施形態に係る複式熱交換器１００を空気流れ上流側から見た斜視図である。
【００２２】
この複式熱交換器１００は、インバータ等の電子部品用冷却水を冷却する冷却部（第１冷却部）１１０と、図示しない冷凍サイクルの高圧側冷媒を凝縮する凝縮部（第２冷却部）１２０とを一体化したものであり、冷却部１１０の下方側に凝縮部１２０が並列配置されている。
【００２３】
そして、冷却部１１０は、電子部品用冷却水が流通する複数本の第１チューブ１１１、及び第１チューブ１１１間に配設されて電子部品用冷却水と空気との熱交換を促進する波形状の第１フィン１１２から構成されており、第１チューブ（第１通路）１１１及び第１フィン１１２は上下方向に交互に積層されている。
【００２４】
また、凝縮部１２０は、冷媒が流通する複数本の第２チューブ（第２通路）１２１、及び第２チューブ１２１間に配設されて冷媒と空気との熱交換を促進する波形状の第２フィン１２２から構成されており、第２チューブ１２１及び第２フィン１２２は、第１チューブ１１１及び第１フィン１１２の積層方向と同じ方向に、並列して交互に積層されている。
【００２５】
１３０、１４０は、上下方向に、冷却部１１０上端から凝縮部１２０下端まで延びる円筒形状の第１、第２タンクであり、第１、第２チューブ１１１、１２１及び第１、第２フィン１１２、１２２の長手方向両端側にそれぞれ配設され、第１、第２チューブ１１１、１２１の両端がそれぞれ挿入接続されている。すなわち、第１、第２タンク１３０、１４０は、複数の第１、第２チューブ１１１、１２１に、冷却水及び冷媒を分配供給するものである。
【００２６】
そして、１３１、１３２は、第１タンク１３０内の空間を第１〜第３空間１３０ａ〜１３０ｃの３つの空間に仕切る第１、第２仕切り壁（セパレータ）であり、１４１、１４２は、第２タンク１４０内の空間を第４〜第６空間１４０ａ〜１４０ｃの３つの空間に仕切る第１、第２仕切り壁である。
【００２７】
なお、第１、第３仕切り壁１３１、１４１は、冷却部１１０と凝縮部１２０との境界面に位置している。また、凝縮部１２０のうち、第２仕切り壁１３２より上方の部分を第１凝縮部（冷媒入口側凝縮部）１２０ａと称し、第４仕切り壁１４２より上方かつ第２仕切り壁１３２より下方の部分を第２凝縮部と称し、第４仕切り壁１４２より下方の部分を第３凝縮部（冷媒出口側凝縮部）１２０ｃと称す。
【００２８】
そして、第１、第４空間１３０ａ、１４０ａは冷却部１１０全体に連通し、第２空間１３０ｂは第１凝縮部１２０ａに連通し、第５空間１４０ｂは第１、第２凝縮部１２０ａ、１２０ｂに連通し、第３空間１３０ｃは第２、第３凝縮部１２０ｂ、１２０ｃに連通し、第６空間は第３凝縮部１２０ｃに連通している。
【００２９】
そして、第１空間１３０ａの側方には、冷却水が流入する配管を連結する冷却水入口継手（冷却水入口部）１５０が備えられており、第１空間１３０ａ内に冷却水が流入するように第１空間１３０ａと冷却水入口継手１５０とが連通している。
【００３０】
同様に、第４空間１４０ａの側方には、冷却水が流出する配管を連結する冷却水出口継手（冷却水出口部）１５１が備えられ、第２空間１３０ｂの側方には、冷媒を流入する配管を連結する冷媒入口継手（冷媒入口部）１６０が備えられ、第６空間１４０ｃの側方には、冷媒を流出する配管を連結する冷媒出口継手（冷媒出口部）１６１が備えられている。
【００３１】
１７０は、冷却部１１０の上部と第３凝縮部１２０ｃの下部に配置され、第１、第２チューブ１１１、１２１の長手方向と同じ長さに延びるプレートであり、冷却部１１０及び第３凝縮部１２０ｃを保護するものである。
【００３２】
なお、第１、第２チューブ１１１、１２１、第１、第２フィン１１２、１２２、第１、第２タンク１３０、１４０、及びプレート１７０は、アルミニウム製のベア材及びろう材をクラッドしたクラッド材からなり、一体ろう付けにより形成されている。
【００３３】
次に、以上の構成による作動を説明すると、電子部品からの高温（６０℃〜８０℃）の冷却水は、冷却水入口継手１５０から第１空間１３０ａに流入し、冷却部（冷却水入口側冷却部）１１０の第１チューブを流通する。その後、第４空間１４０ａに流入して、冷却水出口継手１５１から電子部品に向かって流出する。
【００３４】
一方、冷凍サイクルの圧縮機（図示せず）から吐出される高温（外気温度３０℃の場合、６０℃〜８０℃）の冷媒は、冷媒入口継手１６０から第２空間１３０ｂに流入し、第１凝縮部１２０ａの第２チューブ１２１を流通して第５空間１４０ｂに流入する。
【００３５】
その後、第５空間１４０ｂ内にて冷媒の方向が略１８０度Ｕターンして第２凝縮部１２０ｂの第２チューブ１２１に流入する。（このように冷媒流れがＵターンする部分をＵターン部と称す。）
その後、第２チューブ１２１を流通して第３空間１３０ｃに流入し、第３空間１３０ｃ内にて冷媒の方向がＵターンして第３凝縮部１２０ｃの第２チューブ１２１に流入する。
【００３６】
その後、第２チューブ１２１を流通して第６空間１４０ｃに流入し、冷媒出口継手１６１から冷凍サイクルの気液分離器（図示せず）に向かって流出する。
【００３７】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００３８】
冷却部１１０を流通する冷却水は電子部品を冷却するものであり、第１空間１３０ａに流入する冷却水の温度（６０℃〜７０℃）はエンジン用冷却水の温度（１００℃〜１１０℃）に比べて低く、冷却部１１０から凝縮部１２０への伝熱量が少ない。
【００３９】
また、第１〜第３凝縮部１２０ａ〜１２０ｃのうち、第３凝縮部１２０ｃは、冷媒流れの最下流側に位置しているため、最も低い温度となっている。そして、この第３凝縮部１２０ｃと、第３凝縮部１２０ｃに比べて高温である冷却部１１０との間には、第１、第２凝縮部１２０ａ、１２０ｂが介在し、第３凝縮部１２０ｃと冷却部１１０とは離れて配置されるので、冷却水入口部１５０の熱が冷媒出口部１６１の冷媒に伝熱される際の距離が長くなり、この伝熱量が少なくなる。
【００４０】
また、冷却部１１０のうち、冷却水が流入する第１空間１３０ａと連通する部分が最も高温であり、第１凝縮部１２０ａのうち、圧縮機から吐出される高温の冷媒が流入する第２空間１３０ｂと連通する部分が最も高温であり、冷却部１１０と凝縮部１２０との熱交換はこれらの高温部分同士で行われるので、この熱交換する部分の温度差を最も小さくでき、冷却部１１０から凝縮部１２０への伝熱量を最小限にできる。
【００４１】
さらにまた、冷却水と冷媒とは、第１、第２空間１３０ａ、１３０ｂから第４、第５空間１４０ａ、１４０ｂまでに、対向することなく平行して流通して熱交換するので、この熱交換の際の平均温度差を、対向流通して熱交換を行う際の平均温度差に比べて小さくできるので、冷却部１１０から第１凝縮部１２０ａへの伝熱量を少なくできる。
【００４２】
以上により、第３凝縮部１２０ｃから流出する冷媒温度の確保が容易にできるため、従来必要とされていた断熱部を廃止することができ、複式熱交換器における放熱面積の増大、及び、構造部品を減少させてコストダウンを図ることができる。
【００４３】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、第２空間１３０ｂから第６空間１４０ｃまでに第１〜第３凝縮部１２０ａ〜１２０ｃにより冷媒が凝縮するように設計されているが、図２に示す第２実施形態では、第１実施形態の第２空間１３０ｂから第３空間１３０ｃに相当する領域までに第１、第２凝縮部１２０ａ、１２０ｂにより冷媒が凝縮するように設計されており、第１実施形態における第３凝縮部１２０ｃに相当する部分を過冷却部１２０ｄとして用いている。
【００４４】
そして、第１実施形態の第３空間１３０ｃは、図２に示す第２実施形態では、第５仕切り壁１３３により第７、第８空間１３０ｄ、１３０ｅに仕切られており、第７、８空間１３０ｄ、１３０ｅの側方には、上下方向に延びる円筒形状のサブクールタンク１８０が備えられている。
【００４５】
このサブクールタンク１８０は、第７、８空間１３０ｄ、１３０ｅにそれぞれ連通しており、第２凝縮部１２０ｂから第７空間１３０ｄを経てサブクールタンク１８０内に流入する冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して液相冷媒をサブクールタンク１８０内から第８空間１３０ｅを経て過冷却部１２０ｄに向けて流出するとともに、冷凍サイクル内の余剰冷媒を蓄えるものである。なお、このサブクールタンク１８０は、ろう付け接合にて第１タンク１３０に一体化されている。
【００４６】
ところで、過冷却部１２０ｄの温度（外気温度３０℃の場合、平均４５℃）は、凝縮部１２０の温度に比べて低温であり、冷却部１１０からの熱影響を受け易い。
【００４７】
そこで、本第２実施形態によれば、過冷却部１２０ｄと冷却部１１０との間には第１、第２凝縮部１２０ａ、１２０ｂが介在し、過冷却部１２０ｄと熱交換部１１０とは離れて配置されるので、冷却水入口部１５０の熱が冷媒出口部１６１の冷媒に伝熱される際の距離が長くなり、この伝熱量が少なくなる。
【００４８】
よって、過冷却部１２０ｄから流出する冷媒温度の確保が容易にできるため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
（第３実施形態）
第３実施形態では、第１および第２実施形態における第１、第２、第３チューブ１１１、１２１、１２１ａの形状に特徴があり、以下、第１実施形態に本第３実施形態を用いた場合を説明する。図３（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図であり、第２チューブ１２１は、押出し加工により、支柱１２４を備える多穴形状に形成されている。この支柱１２４は、第２チューブ１２１を流通する冷媒の圧力に対する耐圧強度を高めるものである。
【００５０】
図４（ａ）は、第１チューブ１１１の拡大図であり、横断面（チューブの長手方向と直交する方向の断面）を示している。この第１チューブ１１１は、板状部材を折り曲げて横断面が偏平形状に形成されており、その長径方向略中央部には、板状部材の一部及び端部を第１チューブ１１１の内方側に向けて折り曲げて突出させた支柱１１４が形成されている。この支柱１１４は、短径方向と平行な面を互いに接触させた状態で、長径方向に重なって形成されている。
【００５１】
このように、第１チューブ１１１の横断面を偏平形状に形成し、第２チューブ１２１の如く多穴形状に形成しない理由は、第１チューブ１１１を流通する冷却水は冷媒ほど圧力が高くならないため、耐圧強度を高める必要がなく、第１チューブ１１１内の通水抵抗を小さくするものである。なお、第１チューブ１１１内に支柱１１４を形成した理由は後述する。
【００５２】
次に、第１、第２チューブ１１１、１２１、第１、第２フィン１１２、１２２、第１、第２タンク１３０、１４０、及びプレート１７０を一体ろう付けする手順を説明する。
【００５３】
初めに、第１チューブ１１１及び第１フィン１１２と、第２チューブ１２１及び第２フィン１２２とをそれぞれ交互に積層し、その上下両端にプレート１７０を配置し、チューブ１１１、１２１両端に第１、第２タンク１３０、１４０を配置して仮組付けする。
【００５４】
次に、図５（ａ）の矢印に示すワイヤＷ等により、上下２つのプレート１７０を巻締めて仮組付け状態を保持する。この巻締めの際には、隣接する第１チューブ１１１及び第１フィン１１２と、隣接する第２チューブ１２１及び第２フィン１２２とを確実にろう付けして、接合強度を上げるとともに、第１チューブ１１１及び第１フィン１１２の間と、第２チューブ１２１及び第２フィン１２２の間の熱伝導率を向上させるために、ワイヤＷにより上下２つのプレート１７０を所定の力で巻締めて、第１、第２チューブ１１１、１２１の積層方向（チューブの短径方向）に所定の圧縮力を加えている。
【００５５】
次に、上記のように仮組付けされた仮組付け体は、ろう付け用加熱炉内に搬入され、このろう付け用加熱炉内にて仮組付け体をろう材融点まで加熱して一体ろう付けされる。
【００５６】
ところで、図３（ｃ）に示すように、第１チューブ１１１内に支柱１１４を形成しない場合には、第１チューブ１１１の短径方向の強度は、第２チューブ１２１の短径方向の強度より低くなり、第１チューブ１１１のみを積層した場合に必要とする第１の圧縮力が、第２チューブ１２１のみを積層した場合に必要とする第２の圧縮力に比べて小さくなる。
【００５７】
従って、このような異なる強度の第１、第２チューブ１１１、１２１を積層する複式熱交換器１００では、第２の圧縮力を加えざるをえなくなり、よって、この第２の圧縮力により、図５（ｂ）に示す点線のように冷却部１１０が第１チューブ１１１短径方向に変形してしまい、ろう付けし難くなるという問題が生じる。あるいは、仮に、ろう付けできたとしても、第１チューブ１１１は短径方向のチューブ内側に塑性変形した状態でろう付けされることになるので、第１チューブ１１１の横断面の通水面積が小さくなり、通水抵抗が大きくなるという問題が生じる。
【００５８】
そこで、本第３実施形態では第１チューブ１１１内に形成される支柱１１４により、短径方向の強度が補強されるので、第１チューブ１１１は短径方向に変形し難くなり、ろう付けを容易にすることができ、また、変形により通水抵抗が大きくなることを防止できる。
【００５９】
（第４実施形態）
第４実施形態では、第１、第２フィン１１２、１２２の形状を詳細に説明する。図６（ａ）は、図１の空気流れ上流側の正面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ部拡大図である。そして、図６（ｂ）に示すように、第１、第２フィン１１２、１２２はチューブ１１１、１２１の長手方向に波打つ波形状であり、第１フィン１１２の波のピッチＰ１は、第２フィン１２２の波のピッチＰ２よりも長く形成されている。
【００６０】
なお、第１フィン１１２の肉厚及び、上下方向のフィン高さは、第２フィン１２２の肉厚及び上下方向のフィン高さと同じである。
【００６１】
このような場合には、第１チューブ１１１の短径方向の変形が生じやすいので、第３実施形態の支柱１１４を第１チューブ１１１に形成することは好適である。
【００６２】
（他の実施形態）
また、第１〜４実施形態では、冷却部１１０及び凝縮部１２０のうち、凝縮部１２０のみにＵターン部を設けているが、冷却水入口部１５０と冷媒出口部１６１との間に、少なくとも１つのＵターン部が配置されていれば、冷却部１１０のみにＵターン部を設けてもよいし、冷却部１１０及び凝縮部１２０ともにＵターン部を設けてもよいし、第１、第２空間１３０ａ、１３０ｂから第４、第５空間１４０ａ、１４０ｂまでに冷却水と冷媒が平行して流通することなく、対向して流通するようにしてもよい。
【００６３】
また、第１〜４実施形態では、第１、第２タンク１３０、１４０に複数のチューブ１１１、１２１、１２１ａを挿入接続した構造であるマルチフロータイプの構造としているが、チューブを蛇行状に曲げたいわゆるサーペンタイプの構造としてもよい。
【００６４】
また、第１〜４実施形態では、冷凍サイクルは、冷媒の臨界圧力を超えることのない圧力域で冷媒（例えばフロン）を循環させるものであるが、圧縮機の吐出側の冷媒圧力が冷媒（例えばＣＯ₂）の臨界圧力を超える冷凍サイクル（超臨界冷凍サイクル）に用いてもよい。
【００６５】
また、第３実施形態では、第１チューブ１１１の肉厚及び短径寸法Ｌは、第２チューブ１２１の肉厚及び短径寸法Ｌと同じであるが、図３（ｂ）に示すように、第１チューブ１１１の短径寸法Ｌ１が第２チューブ１２１の短径寸法Ｌより大きい場合、あるいは、第１チューブ１１１の肉厚が第２チューブ１２１の肉厚より薄い場合には、第１チューブ１１１の短径方向の変形が生じやすいので、このような場合に第３実施形態の支柱１１４を形成することは好適である。
【００６６】
また、第３実施形態では、第１チューブの横断面形状を図４（ａ）に示す形状に形成しているが、図４（ｂ）に示すように、長径方向略中央部に、板状部材の両端部を第１チューブ１１１の内方側に向けて折り曲げて突出させた支柱１１４を形成してもよい。なお、この支柱１１４は、短径方向と平行な面を互いに接触させた状態でろう付けされており、第１チューブ１１１の短径方向の強度を高めるものである。
【００６７】
また、第３実施形態では、第２チューブ１２１は押出し加工により支柱１１４を備える多穴形状に形成されているが、多穴形状を廃止して、長径方向に波形状のインナフィン（図示せず）を第２チューブ１２１に挿入してもよい。このインナフィンは、伝熱面積を増大させて冷媒の冷却を促進するものであり、かつ、多穴形状における支柱１１４の役割を担うもので、第２チューブ１２１の短径方向の強度を高めるものである。
【００６８】
また、第４実施形態では、第１フィン１１２の肉厚は、第２フィン１２２の肉厚と同じであるが、第１フィン１１２の肉厚が第２フィン１２２の肉厚より薄い場合には、第１チューブ１１１の短径方向の変形が生じやすいので、このような場合に第３実施形態の支柱１１４を形成することは好適である。
【００６９】
また、第１チューブ１１１の短径寸法Ｌ１が第２チューブ１２１の短径寸法Ｌより大きい場合、あるいは、第１チューブ１１１の肉厚を第２チューブ１２１の肉厚より薄くした場合に、第１フィン１１２のフィン高さを第２フィン１２２のフィン高さより低くした複式熱交換器１００に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱交換器を空気流れ上流側から見た斜視図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る熱交換器を空気流れ上流側から見た斜視図である。
【図３】（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）の変形例を示す図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は第１チューブ内に突起部を形成しない場合の図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】（ａ）は、第１チューブの横断面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）の変形例を示す横断面図である。
【図５】（ａ）は、熱交換器の仮組付け状態を示す、空気流れ上流側から見た斜視図であり、（ｂ）は、図５（ａ）を気流れ上流側から見た正面図である。
【図６】（ａ）は、第４実施形態に係る熱交換器を空気流れ上流側から見た正面図であり、（ｂ）は、図６（ａ）のＢ部拡大図である。
【符号の説明】
１１０…冷却部、１１１…第１チューブ、１１２…第１フィン、
１１４、１２４…支柱、１２０…凝縮部、１２０ｄ…過冷却部、
１２１…第２チューブ、１２２…第２フィン、１５０…冷却水入口部、
１５１…冷却水出口部、１６０…冷媒入口部、１６１…冷媒出口部。

Claims

エンジンを搭載した車両に適用される車両用複式熱交換器において、
電子部品を冷却する冷却水であって、前記エンジンの冷却水の温度よりも低い温度の冷却水が流通する第１チューブ（１１１）、前記第１チューブ（１１１）に積層された第１フィン（１１２）、前記第１チューブ（１１１）に前記冷却水が流入する冷却水入口部（１５０）、及び前記第１チューブ（１１１）から前記冷却水が流出する冷却水出口部（１５１）を有し、前記冷却水と空気との間で熱交換して前記冷却水を冷却する第１冷却部（１１０）と、
冷凍サイクルの冷媒が流通する第２チューブ（１２１）、前記第２チューブ（１２１）に積層された第２フィン（１２２）、前記第２チューブ（１２１）に前記冷媒が流入する冷媒入口部（１６０）、及び前記第２チューブ（１２１）から前記冷媒が流出する冷媒出口部（１６１）を有し、前記冷媒と空気との間で熱交換して前記冷媒を冷却する第２冷却部（１２０）とを備え、
前記第１冷却部（１１０）と前記第２冷却部（１２０）は、前記第１、第２チューブ（１１１、１２１）と前記第１、第２フィン（１１２、１２２）の積層方向に並列配置されて一体化されており、
前記冷媒入口部（１６０）は前記第２冷却部（１２０）のうち前記第１冷却部（１１０）側の部位に配置され、
前記冷媒出口部（１６１）は前記第２冷却部（１２０）のうち前記第１冷却部（１１０）と反対側の部位に配置され、
前記冷媒入口部（１６０）と前記冷媒出口部（１６１）との間には、前記第２チューブ（１２１）を流通する冷媒の流れ方向が略１８０度Ｕターンする少なくとも１つのＵターン部が設けられ、
前記冷媒入口部（１６０）の冷媒が前記第１冷却部（１１０）側の部位から前記Ｕターン部を経て前記第１冷却部（１１０）と反対側の前記冷媒出口部（１６１）へ向かって流れることを特徴とする車両用複式熱交換器。
前記冷却水入口部（１５０）から前記冷却水が流通する方向と前記冷媒入口部（１６０）から前記冷媒が流通する方向が同方向であることを特徴とする請求項１に記載の車両用複式熱交換器。
エンジンを搭載した車両に適用される車両用複式熱交換器において、
電子部品を冷却する冷却水であって、前記エンジンの冷却水の温度よりも低い温度の冷却水が流通する第１チューブ（１１１）、前記第１チューブ（１１１）に積層された第１フィン（１１２）、前記第１チューブ（１１１）に前記冷却水が流入する冷却水入口部（１５０）、及び前記第１チューブ（１１１）から前記冷却水が流出する冷却水出口部（１５１）を有し、前記冷却水と空気との間で熱交換して前記冷却水を冷却する冷却部（１１０）と、
冷凍サイクルの冷媒が流通する第２チューブ（１２１）、前記第２チューブ（１２１）に積層された第２フィン（１２２）、及び前記第２チューブ（１２１）に前記冷媒が流入する冷媒入口部（１６０）を有し、前記冷媒と空気との間で熱交換して前記冷媒を凝縮する凝縮部（１２０ａ、１２０ｂ）と、
前記凝縮部（１２０ａ、１２０ｂ）を通過した冷媒が流入するとともに、この流入冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離するタンク（１８０）と、
前記タンク（１８０）から液相冷媒が流入する第３チューブ（１２１ａ）、前記第３チューブ（１２１ａ）に積層された第３フィン（１２２ａ）、及び前記第３チューブ（１２１ａ）から前記液相冷媒が流出する冷媒出口部（１６１）を有し、前記液相冷媒と空気との間で熱交換して前記液相冷媒を過冷却する過冷却部（１２０ｄ）とを備え、
前記冷却部（１１０）と前記過冷却部（１２０ｄ）との間に前記凝縮部（１２０ａ、１２０ｂ）が配置されるようにして、前記冷却部（１１０）、前記凝縮部（１２０ａ、１２０ｂ）及び前記過冷却部（１２０ｄ）が、前記第１、第２、第３チューブ（１１１、１２１、１２１ａ）と前記第１、第２、第３フィン（１１２、１２２。１２２ａ）の積層方向に並列配置されて一体化されていることを特徴とする車両用複式熱交換器。
前記冷却水入口部（１５０）と前記冷媒入口部（１６０）は隣接して配置され、かつ、前記冷却水入口部（１５０）から前記冷却水が流通する方向と、前記冷媒入口部（１６０）から前記冷媒が流通する方向が同方向であることを特徴とする請求項３に記載の車両用複式熱交換器。
電子部品を冷却する冷却水であって、６０℃〜７０℃の温度の冷却水が流通する第１チューブ（１１１）、前記第１チューブ（１１１）に積層された第１フィン（１１２）、前記第１チューブ（１１１）に前記冷却水が流入する冷却水入口部（１５０）、及び前記第１チューブ（１１１）から前記冷却水が流出する冷却水出口部（１５１）を有し、前記冷却水と空気との間で熱交換して前記冷却水を冷却する第１冷却部（１１０）と、
冷凍サイクルの冷媒が流通する第２チューブ（１２１）、前記第２チューブ（１２１）に積層された第２フィン（１２２）、前記第２チューブ（１２１）に前記冷媒が流入する冷媒入口部（１６０）、及び前記第２チューブ（１２１）から前記冷媒が流出する冷媒出口部（１６１）を有し、前記冷媒と空気との間で熱交換して前記冷媒を冷却する第２冷却部（１２０）とを備え、
前記第１冷却部（１１０）と前記第２冷却部（１２０）は、前記第１、第２チューブ（１１１、１２１）と前記第１、第２フィン（１１２、１２２）の積層方向に並列配置されて一体化されており、
前記冷媒入口部（１６０）は前記第２冷却部（１２０）のうち前記第１冷却部（１１０）側の部位に配置され、
前記冷媒出口部（１６１）は前記第２冷却部（１２０）のうち前記第１冷却部（１１０）と反対側の部位に配置され、
前記冷媒入口部（１６０）と前記冷媒出口部（１６１）との間には、前記第２チューブ（１２１）を流通する冷媒の流れ方向が略１８０度Ｕターンする少なくとも１つのＵターン部が設けられ、
前記冷媒入口部（１６０）の冷媒が前記第１冷却部（１１０）側の部位から前記Ｕターン部を経て前記第１冷却部（１１０）と反対側の前記冷媒出口部（１６１）へ向かって流れることを特徴とする車両用複式熱交換器。