JP4276893B2

JP4276893B2 - 車両用熱交換装置

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Publication number: JP4276893B2
Application number: JP2003139802A
Authority: JP
Inventors: 泰典植野; 吉田　　敬
Original assignee: Japan Climate Systems Corp
Current assignee: Japan Climate Systems Corp
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2023-05-19
Also published as: JP2004338644A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両空調装置の冷媒凝縮器を備える車両用熱交換装置に関し、特に、冷媒凝縮器の冷却空気流れ上流側に車両の機器へ流入する流体の冷却用熱交換器を配設した構造の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の車両用熱交換装置として、車両前部に設けられたエンジンルームに冷媒凝縮器を配設し、この冷媒凝縮器の車両前側、即ち冷却空気流れ上流側に、例えば過給機からエンジンに流入する過給空気を冷却空気と熱交換させる冷却用熱交換器を配設するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１の冷却用熱交換器の空気通過面は、冷媒凝縮器の空気通過面よりも若干小さく形成されている。
【０００３】
また、車両空調装置の冷媒凝縮器として、上下に並設された複数のチューブとこのチューブ両端に配設されたヘッダタンクとを備え、該ヘッダタンク内部を上下方向に仕切ることにより、前記複数のチューブを上下に３つのパスに分けるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。このように複数のパスを構成することにより、冷媒凝縮器における冷媒の流路が長くなって冷却空気との熱交換を十分に行わせることが可能となり凝縮性能が向上する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２―３１６５３０号公報（第２頁、第３頁、図１、図２）
【特許文献２】
特開昭６３―３４４６６号公報（第２頁、第３頁、第１図、第５図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特許文献１の冷却用熱交換器と前記特許文献２の複数のパスを備える冷媒凝縮器とで車両用熱交換装置を構成すると、冷却用熱交換器が冷却空気の流れ方向について冷媒凝縮器の空気通過面の殆どの領域に重なる。こうなると、冷却用熱交換器を通過して吸熱した高温の冷却空気が冷媒凝縮器の広い範囲を通過することになって、冷媒凝縮器の凝縮性能が大きく低下してしまう。
【０００６】
このことを回避するために、冷却用熱交換器の高さ寸法を短くすることが考えられるが、その冷却用熱交換器の高さ寸法や冷媒凝縮器の高さ寸法及び両者の配設位置により、冷却用熱交換器が冷媒凝縮器の隣接する２つのパスに跨った状態で重なることが考えられる。つまり、冷却用熱交換器の高さ寸法を短くしても、２つパスの熱交換効率が悪くなって冷媒凝縮器の凝縮性能が十分に得られない場合がある。
【０００７】
一方、冷却用熱交換器の冷却性能を向上させるためには、該冷却用熱交換器の空気通過面積をできるだけ広くすることが好ましいが、冷却用熱交換器が冷媒凝縮器の広い範囲に重なると、前記の如く冷媒凝縮器の凝縮性能が十分に得られなくなる。
【０００８】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷媒凝縮器の冷却空気流れ上流側に冷却用熱交換器を配設する場合に、冷媒凝縮器の凝縮性能の向上と、冷却用熱交換器の冷却性能の向上とを両立させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明では、冷却用熱交換器を冷媒凝縮器のいずれか１つのパスの略全領域に重なるようにした。
【００１０】
具体的には、請求項１の発明では、車両空調装置の冷凍サイクルの一要素を構成する冷媒凝縮器と、車両に搭載された機器へ流入する流体の冷却を行う冷却用熱交換器とを備え、前記冷媒凝縮器は、上下に並設された複数のチューブ両端に該チューブに連通するようにヘッダタンクが配設されてなり、該ヘッダタンク内部を所定位置で上下方向に仕切り該所定位置を境に上下に位置するチューブによって３つ以上の凝縮用パスを構成し、前記冷却用熱交換器を、該冷却用熱交換器の空気通過面の形状が前記冷媒凝縮器の冷媒流れ方向最上流に位置する最上流パスの空気通過面の形状と略同じ形状とされるとともに、該冷媒凝縮器の冷却空気流れ上流側でかつ前記最上流パスの略全領域に亘って重なるように設ける構成とする。
【００１１】
この構成によれば、冷却用熱交換器が重なったパス以外の他のパスには冷却用熱交換器を通過した高温の冷却空気が当たらず、これら他のパスの熱交換効率が悪くなることはない。これにより、冷却空気流れ上流側に冷却用熱交換器を配置していても冷媒凝縮器の凝縮性能が確保される。また、冷却用熱交換器の空気通過面がパスの略全領域に亘って形成されるため、前記のようにして冷媒凝縮器の凝縮性能を確保した際に、冷却用熱交換器の空気通過面積を最大限確保することが可能となり、冷却用熱交換器の冷却性能が確保される。
【００１２】
また、冷却用熱交換器を通過した高温の冷却空気が冷媒凝縮器の冷媒流れ最上流側のパスのみを通過する。この際、冷媒凝縮器の最上流側のパスは冷媒圧縮機に最も近いため該パスを流れる冷媒の温度は元々高く、このパスに冷却用熱交換器を通過した高温の冷却空気が当たっても熱交換効率への影響は比較的少なく、冷媒凝縮器の凝縮性能が十分に確保される。
【００１３】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、冷媒凝縮器の各パスを冷媒流れ下流側に位置するパスほど冷媒の流路面積が小さくなるように構成する。
【００１４】
この構成によれば、冷媒凝縮器の冷媒流れ最上流側のパスに流入した冷媒はガス状態で体積が大きく、これに対応して最上流側のパスの流路面積を大きく設定することで伝熱面積が大きいものとなって熱交換効率が高まる。そして、前記最上流側のパスの下流に隣接するパスへ流入する冷媒は一部が凝縮して体積が減少しており、これに対応してパスの流路面積を小さくすることで必要かつ十分な伝熱面積が確保される。これにより、凝縮性能を低下させずに冷媒凝縮器の小型化が図られる。
【００１５】
請求項３の発明では、請求項１の発明において、冷却用熱交換器が重なるパスの流路面積と、該パスの冷媒流れ下流側に隣接するパスの流路面積とが略同じである構成とする。
【００１６】
この構成によれば、冷却用熱交換器内の流体の温度が、該冷却用熱交換器と重なるパスを流れる冷媒の温度よりも高い場合のように、冷却用熱交換器と重なるパスの効率が低下して体積の殆ど変わらない冷媒が下流側のパスに流れるようになった場合に、その冷媒の体積に対応した伝熱面積が前記下流側のパスで確保されるので、該下流側のパスにより冷媒が効率良く凝縮される。
【００１７】
請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、冷却用熱交換器が重なるパスの冷媒流れ方向と、冷却用熱交換器の流体流れ方向とが同じである構成とする。
【００１８】
この構成によれば、冷却用熱交換器内の流体及び該冷却用熱交換器が重なるパスの冷媒が下流側へ流れて共に次第に冷却される。このとき、両者の流れ方向が同じなので、流れ方向全体に亘って冷却用熱交換器を通過した冷却空気と、前記パスの冷媒との温度差が大きく確保され、よって、前記パスの熱交換効率が良好になる。
【００１９】
請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれか１つの発明において、冷却用熱交換器が重なるパスの空気通過面積を冷媒凝縮器の全空気通過面積の１／３以下とする構成とする。
【００２０】
この構成によれば、冷媒凝縮器の全空気通過面積の１／３以下の範囲に冷却用熱交換器を通過した高温の冷却空気が流れることとなり、このように冷媒凝縮器における高温の冷却空気が流れる範囲を設定することで、車室の空調性能を満足させるのに十分な凝縮性能が得られる。
【００２１】
請求項６の発明では、請求項１〜５のいずれか１つの発明において、冷却用熱交換器へ流入する流体の温度は、冷却用熱交換器が重なるパスへ流入する冷媒の温度よりも高い構成とする。
【００２２】
この構成によれば、冷却用熱交換器を通過した冷却空気の温度が高くなるため冷媒凝縮器の凝縮性能の低下が懸念されるが、このときに、請求項１の発明の作用、即ち１つのパスの熱交換効率が悪化しても他のパスで補えるという作用が顕著なものとなり、冷媒凝縮器全体として凝縮性能が確保される。
【００２３】
請求項７の発明では、請求項１〜６のいずれか１つの発明において、冷却用熱交換器は冷媒凝縮器に取り付けられている構成とする。
【００２４】
この構成によれば、冷却用熱交換器の冷媒凝縮器に対する位置合わせが容易になり、冷却用熱交換器が他のパスに重なった状態で組み付けられることが未然に防止される。また、冷却用熱交換器及び冷媒凝縮器を一体化してから組み立てラインで車両に搭載することが可能となるので、組み立てライン上での組み付け工数が低減される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
尚、この実施形態の説明では、説明の便宜を図るために、「前」とは車両の前側を、また「後」とは車両の後側を、さらに「左」とは車両の左側を、さらにまた「右」とは車両の右側をそれぞれ表すこととしている。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用熱交換装置Ｍを示す。この熱交換装置Ｍは、車両前部に設けられたエンジンルーム（図示せず）の前端部に配設されており、空調装置の冷凍サイクルの一要素を構成する冷媒凝縮器１と、エンジンルームに搭載された図示しない自動変速機（機器）の潤滑油を冷却する冷却用熱交換器としてのオイルクーラ２とを備えている。該オイルクーラ２は、前記冷媒凝縮器１の前側に配設され、前記自動変速機から流出する潤滑油を取り入れて冷却空気と熱交換させた後、再び自動変速機に流入させるように構成されている。
【００２８】
また、図示しないが、前記熱交換装置Ｍの後側には、エンジンの冷却水を冷却空気と熱交換させるラジエータが配設され、そのラジエータの後側には冷却ファンが取り付けられている。そして、前記エンジンルームには、前記冷却ファンないし車両の走行によりエンジンルーム前端部に開口する空気導入口から冷却空気としての外気が取り入れられ、図１及び図４で矢印イで示すように、前記オイルクーラ２、冷媒凝縮器１及びラジエータを順に通過して後側へ流れるようになっている。
【００２９】
前記エンジンルームには、図示しないが、前記エンジンによって駆動される冷媒圧縮機が配設されており、この冷媒圧縮機により圧縮されたガス冷媒は前記冷媒凝縮器１に流入し冷却空気と熱交換して液冷媒となる。前記冷媒凝縮器１の冷媒流れ下流側には受液器（図示せず）が配設されていて、該受液器により前記冷媒凝縮器１で液化した冷媒を気液分離した後、液冷媒が減圧手段を介して車室に配設された冷媒蒸発器（図示せず）に流入する。この冷媒蒸発器で気化した冷媒は再び前記冷媒圧縮機に吸入されて圧縮されるようになっており、前記冷媒圧縮機、冷媒凝縮器１、受液器、減圧手段及び冷媒蒸発器により冷凍サイクルが構成されている。
【００３０】
前記冷媒凝縮器１は、図２にも示すように、左右に延びる複数のチューブ３，３，…及び伝熱用のフィン４，４，…を上下に交互に並設してなるコア５を備えており、該コア５は前記エンジンルームの空気導入口略全体に亘るように構成されている。
【００３１】
前記コア５のチューブ３，３，…は、冷媒の流路断面が前後方向に長い矩形状をなすようにアルミニウム合金を押し出し成形してなる偏平チューブであり、これらチューブ３，３，…の流路面積は互いに略同じに設定されている。また、前記フィン４，４，…は、冷却空気の通過方向に見て左右に連続する波状をなすようにアルミニウム合金の薄板材を折り曲げ成形してなるコルゲートフィンである。前記各フィン４を構成する板材の両面にはろう材が層状に設けられていて、各フィン４は両側に隣接するチューブ３，３の外面にろう付けされ、これによりチューブ３及びフィン４が一体化する。前記コア５の上端及び下端にはフィン４，４がそれぞれ配置されていて、これら上端及び下端のフィン４，４は保持プレート７，７によりそれぞれ保持されている。
【００３２】
前記コア５のチューブ３左右両端には、該チューブ３と連通する中空部Ｒを有する左側及び右側ヘッダタンク１０，１１が配設されている。これら左側及び右側ヘッダタンク１０，１１は、アルミニウム合金の板材を円筒状に成形してなるタンク本体１２，１３を備え、このタンク本体１２，１３を構成する板材の両面にはろう材が層状に設けられている。前記タンク本体１２，１３はコア５の上端部から下端部に亘って真っ直ぐに延びていて、タンク本体１２，１３周壁のコア５側には、前記チューブ３端部が挿入されるチューブ挿入孔（図示せず）がチューブ３配設位置に対応して形成されている。そして、前記各チューブ３端部をチューブ挿入孔に挿入した状態で、チューブ３端部外周面がチューブ挿入孔内周面とにろう付けされてチューブ３がヘッダタンク１０，１１に保持される。また、タンク本体１２，１３の上端開口及び下端開口は、該タンク本体１２，１３外周面にろう付けされるキャップ部材１４，１４によりそれぞれ閉塞されている。
【００３３】
左側タンク本体１２の上端側には、前記オイルクーラ２取付用の第１ブラケット２０がろう付けされている。該第１ブラケット２０は、タンク本体１２外周面から左側へ突出して略鉛直に延びるように形成されたアルミニウム合金の平板材からなり、この第１ブラケット２０の略中央部には円形の貫通孔２０ａが形成されている。尚、右側タンク本体１３の上端側にも同様な第１ブラケット２０がろう付けされている。
【００３４】
前記右側ヘッダタンク１１の中空部Ｒの上側寄りには、該中空部Ｒを上側中空部Ｒ１と下側中空部Ｒ２とに仕切る第１仕切板２２が配設されている。該第１仕切板２２は、アルミニウム合金の板材を略水平に延びる円盤状に形成してなり、この第１仕切板２２は本体部１３に形成されたスリット（図示せず）から中空部Ｒに挿入され、その外周縁が右側ヘッダタンク１１内周面にろう付けされている。また、左側ヘッダタンク１０の中空部Ｒの下側寄りには、前記第１仕切板２２と同様に構成された第２仕切板２３が配設されていて、中空部Ｒは上側中空部Ｒ１と下側中空部Ｒ２とに仕切られている。これら第１及び第２仕切板２２，２３により前記チューブ３，３，…は上下に３つに分けられ、上側から順に第１パスＰ１、第２パスＰ２及び第３パスＰ３（図２にのみ示す）を構成している。
【００３５】
この実施形態では、前記各パスＰ１〜Ｐ３の流路面積が冷媒流れ下流側に位置するパスほど小さく設定されており、図示しないが、例えば第１パスＰ１のチューブ３本数は１３本、第２パスＰ２のチューブ３本数は８本、第３パスＰ３のチューブ３本数は４本とされている。
【００３６】
また、右側ヘッダタンク１１の第１仕切板２２よりも上方には、上側中空部Ｒ１に前記冷媒圧縮機からの冷媒を流入させる流入用クーラパイプ２４が接続され、一方、左側ヘッダタンク１０の第２仕切板２３よりも下方には、下側中空部Ｒ２の冷媒を流出させる流出用クーラパイプ２５が接続されている。
【００３７】
そして、流入用クーラパイプ２４から右側ヘッダタンク１１の上側中空部Ｒ１に流入した冷媒は、第１パスＰ１を左側へ流れて左側ヘッダタンク１０の上側中空部Ｒ１に流れ込み、該上側中空部Ｒ１を下側へ流れて第２パスＰ２に流入する。第２パスＰ２を右側へ流れた冷媒は右側ヘッダタンク１１の下側中空部Ｒ２に流れ込んだ後、該下側中空部Ｒ２を下側へ流れて第３パスＰ３に流入し、該第３パスＰ３を左側へ流れて左側ヘッダタンク１０の下側中空部Ｒ２に流れ込み、流出用クーラパイプ２５を介して外部に流出する。
【００３８】
一方、前記オイルクーラ２は、図３に示すように、前記冷媒凝縮器１と同様に構成されていて、チューブ３０，３０，…及びフィン３１，３１，…からなるコア３２と、該コア３２のチューブ３０両端に配設された左側及び右側ヘッダタンク３３，３４とを備えている。コア３２の上端及び下端には、上端及び下端フィン３１，３１を保持する保持プレート３５，３５が配設され、また、左側ヘッダタンク３３はタンク本体３７とキャップ部材３８とから構成され、右側ヘッダタンク３４もタンク本体３９とキャップ部材３８とから構成されている。
【００３９】
前記オイルクーラ２のコア３２の左右寸法は、前記冷媒凝縮器１のコア５の左右寸法と略同じに設定され、また、このオイルクーラ２の高さ寸法は、前記冷媒凝縮器１の第１パスＰ１の高さ寸法と略同じに設定されている。従って、このオイルクーラ２の冷却空気通過面と、前記冷媒凝縮器１の第１パスＰ１の冷却空気通過面とは略同じ形状である。
【００４０】
前記オイルクーラ２の右側ヘッダタンク３４上部には、前記自動変速機からの潤滑油を中空部Ｒに流入させる流入用パイプ４１が接続され、一方、左側ヘッダタンク３３下部には、中空部Ｒの潤滑油を流出させる流出用パイプ４２が接続されている。これら左側及び右側ヘッダタンク３３，３４は、前記冷媒凝縮器１のヘッダタンク１０，１１のように仕切られておらず、従って、前記流入パイプ４１から流入した潤滑油は全てのチューブ３０，３０，…を左側へ流れた後、左側ヘッダタンク３３の中空部Ｒに流れ込み、前記流出パイプ４２を介して外部に流出する。
【００４１】
また、前記オイルクーラ２の左側タンク本体３７には、前記冷媒凝縮器１の第１ブラケット２０に固定される第２ブラケット４４がろう付けされている。該第２ブラケット４４は、図４にも示すように、タンク本体３７外周面から前記第１ブラケット２０の前面に重合するように突出したアルミニウム合金の板材からなり、この第２ブラケット４４の略中央部には前記第１ブラケット２０の貫通孔２０ａに対応する貫通孔４４ａが形成されている。尚、前記オイルクーラ２の右側タンク本体３９にも同様な第２ブラケット４４がろう付けされている。
【００４２】
前記第１ブラケット２０及び第２ブラケット４４の各貫通孔２０ａ，４４ａ形成位置は、両ブラケット２０，４４を重合させて両貫通孔２０ａ，４４ａを一致させた際に、オイルクーラ２上端が第１パスＰ１上端と同じ位置となるように設定されている。これにより、オイルクーラ２が冷媒凝縮器１の第１パスＰ１と略同じ高さ位置に配置され、冷却空気の流れ方向に見て、オイルクーラ２の冷却空気通過面が第１パスＰ１の冷却空気通過面の略全領域に重なるようになる。
【００４３】
そして、前記オイルクーラ２を冷媒凝縮器１に取り付ける際には、冷媒凝縮器１の各第１ブラケット２０前面にオイルクーラ２の第２ブラケット４４の後面を重合させて両貫通孔２０ａ，４４ａを一致させ、該両貫通孔２０ａ，４４ａに前側からボルト４６を挿入して該ボルト４６を貫通孔２０ａの後側に配置したナット４７に螺合させて第１ブラケット２０及び第２ブラケット４４を締結する。
【００４４】
前記のように構成された車両用熱交換装置Ｍでは、冷媒凝縮器１で冷媒を凝縮する際、第１〜第３パスＰ１〜Ｐ３を流れる冷媒は、その間に液冷媒の割合が次第に増加して冷媒の体積が減少する。これに対応するように、本実施形態では、前記の如く各パスＰ１〜Ｐ３の流路面積を冷媒流れ下流側に位置するパスほど小さくしている。
【００４５】
すなわち、第１パスＰ１に流入した冷媒は殆どがガス状態で体積が大きく、これに対応して第１パスＰ１の流路面積を大きく設定しているので、伝熱面積が大きいものとなって効率良く冷媒の凝縮が行われるとともに、冷媒がスムーズに流れる。第２パスＰ２を流通する冷媒は前記第１パスＰ１で一部が液化されているため体積が減少している。これに応じて第２パスＰ２の流路面積が第１パスＰ１の流路面積よりも小さくしてあるので、必要かつ十分な伝熱面積が確保されるとともに冷媒がスムーズに流通する。そして、第３パスＰ３を流通する冷媒は殆どが液化して体積がさらに減少しているので、この第３パスＰ３の流路面積は第２パスＰ２の流路面積よりも小さくして冷媒がスムーズに流通するのに必要かつ十分な流路面積を確保している。つまり、各パスＰ１〜Ｐ３の流路面積を前記の如く設定することで、凝縮性能を低下させずに冷媒凝縮器１を小型化できる。
【００４６】
また、オイルクーラ２を冷媒凝縮器１の第１パスＰ１の冷却空気流れ上流側でかつ該第１パスＰ１の略全領域に重なるように配設したので、オイルクーラ２を通過した高温の冷却空気が冷媒凝縮器１の第１パスＰ１にのみ当たり、他のパスＰ２，Ｐ３の効率が悪化することはなく、これにより、冷却空気流れ上流側にオイルクーラ２を配設していても冷媒凝縮器１の凝縮性能を確保できる。また、オイルクーラ２が第１パスＰ１の高さ方向及び左右方向全体に亘って形成されているので、前記ようにして冷媒凝縮器１の性能を確保した際に、オイルクーラ２の空気通過面積を最大限確保でき、よって、オイルクーラ２の冷却性能を前記自動変速機の潤滑油の温度を十分に低下させるのに必要な性能とすることができる。
【００４７】
また、前記オイルクーラ２を流れる潤滑油の温度が、自動変速機の作動状態等により、第１パスＰ１を流れる冷媒の温度よりも高いと、第１パスＰ１の熱交換効率の低下度合いが大きくなるが、前記の如くオイルクーラ２は第１パスＰ１にのみ重なっているので、そのように潤滑油の温度が高くても他のパスＰ２，Ｐ３の熱交換効率は悪化せず、これら第２及び第３パスＰ２，Ｐ３により第１パスＰ１の性能低下分を補うことができる。
【００４８】
また、冷媒凝縮器１の第１パスＰ１は冷媒圧縮機に最も近いパスであるため、この第１パスＰ１を流れる冷媒の温度は元々高い。本実施形態では、この第１パスＰ１と重なるようにオイルクーラ２を配設しているので、該オイルクーラ２を通過した高温の冷却空気による冷媒凝縮器１の凝縮性能への影響が比較的少なくなり、該冷媒凝縮器１の凝縮性能を十分に確保できる。
【００４９】
また、オイルクーラ２内の潤滑油及び冷媒凝縮器１の第１パスＰ１の冷媒は、下流側へ行くほど温度が低下するが、これら潤滑油及び第１パスＰ１の冷媒が共に左側に流れるようにしているので、流れ方向全体に亘ってオイルクーラ２を通過した冷却空気と冷媒との温度差が大きく確保され、これにより、第１パスＰ１の熱交換効率が良好になる。
【００５０】
また、冷媒凝縮器１に第１ブラケット２０を設け、オイルクーラ２に第２ブラケット４４を設けて両ブラケット２０，４４を締結することによりオイルクーラ２を冷媒凝縮器１に取り付けるようにしたので、オイルクーラ２を第１パスＰ１にのみ重なるように組み付けることが容易になり、これにより、オイルクーラ２が第２パスＰ２に重なった状態で組み付けられるのを未然に防止できる。さらに、冷媒凝縮器１とオイルクーラ２とを一体化してから組み立てラインで車両に搭載することができるので、組み立てライン上での熱交換装置Ｍの組み付け工数を削減できる。
【００５１】
尚、前記実施形態では、冷却用熱交換器がオイルクーラ２である場合について説明したが、冷却用熱交換器としては前記オイルクーラ２以外の熱交換器であってもよい。すなわち、例えばエンジンルームのエンジンが過給器を備える車両では、前記過給器からエンジンに流入する過給空気を冷却空気と熱交換させるインタークーラを冷却用熱交換器として構成することができる。また、走行用モータを備える車両では、前記モータの回転を制御する制御機器を冷却するための熱交換器を冷却用熱交換として構成してもよい。
【００５２】
また、前記実施形態では、第１パスＰ１及び第２パスＰ２のチューブ３本数を変えているが、第１パスＰ１及び第２パスＰ２のチューブ３本数を同じにして両パスＰ１，Ｐ２の流路面積を略同じにしてもよい。すなわち、例えば自動変速機の作動状態等によりオイルクーラ２を通過した冷却空気が第１パスＰ１を流れる冷媒よりも高温である場合に、第１パスＰ１の効率が低下して殆どの冷媒が凝縮せずに第２パスＰ２に流入することが考えられ、このとき、この第２パスＰ２の流路面積が第１パスＰ１と同じに設定されているので、前記第２パスＰ２によって冷媒の伝熱面積が十分に確保されて冷媒が効率良く凝縮される。
【００５３】
また、前記実施形態では、冷媒凝縮器１が３つのパスＰ１〜Ｐ３からなる場合について説明したが、冷媒凝縮器１のパスの数は４つ以上でもよい。
【００５４】
さらに、前記実施形態における第１パスＰ１の高さ寸法を変えて、第１パスＰ１の冷却空気通過面積が冷媒凝縮器１の全冷却空気通過面積の１／３以下となるように構成してもよい。すなわち、例えば、冷媒凝縮器１の左側ヘッダタンク１０に仕切板を１枚追加してパスを４つ構成し、第１パスのチューブ本数を８本、第２パスのチューブ本数を７本、第３パスのチューブ本数を６本、第４パスのチューブ本数を４本に設定すればよい。このように第１パスＰ１の高さ寸法を設定することにより、オイルクーラ２を通過した冷却空気は冷媒凝縮器２の１／３以下の範囲に当たることとなり、車室の空調性能を満足させるのに十分な凝縮性能を得ることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明に係る車両用熱交換装置によると、冷媒凝縮器と車両の機器へ流入する流体の冷却用熱交換器とを備え、冷媒凝縮器に３つ以上の凝縮用パスを構成し、冷却用熱交換器の空気通過面の形状を冷媒凝縮器の冷媒流れ方向最上流に位置する最上流パスの空気通過面の形状と略同じ形状とし、冷却用熱交換器を冷媒凝縮器の冷却空気流れ上流側でかつ最上流パスの略全領域に亘って重なるように設けたので、冷却用熱交換器が重なるパス以外の他のパスに冷却用熱交換器を通過した高温の冷却空気が当たらず、これにより、冷媒凝縮器の凝縮性能を確保できる。また、冷却用熱交換器が前記パスの高さ方向全体に亘って形成されるので、前記のようにして冷媒凝縮器の性能を確保した際に、冷却用熱交換器の空気通過面積を最大限確保することが可能となり、冷却用熱交換器の冷却性能を確保できる。
【００５６】
また、冷却用熱交換器が重なるパスを冷媒流れの最上流側に位置するパスとしたので、冷媒凝縮器の凝縮性能を十分に確保できる。
【００５７】
請求項２記載の発明によると、冷媒凝縮器の各パスを冷媒流れ下流側に位置するパスほど冷媒の流路面積が小さくなるように構成したので、凝縮性能を低下させずに冷媒凝縮器を小型化できる。
【００５８】
請求項３記載の発明によると、冷却用熱交換器が重なるパスの流路面積と、該パスの冷媒流れ下流側に隣接するパスの流路面積とを略同じにしたので、冷却用熱交換器が重なるパスの熱交換効率が低下して体積が殆ど変わらない冷媒が下流側のパスに流れるようになった場合に、その冷媒の体積に対応した伝熱面積を前記下流側のパスで確保できて、冷媒を効率良く凝縮できる。
【００５９】
請求項４記載の発明によると、冷却用熱交換器が重なるパスの冷媒流れ方向と、冷却用熱交換器の流体流れ方向とが同じなので、冷却用熱交換器を通過した冷却空気と冷却用熱交換器が重なるパスの冷媒との温度差が該冷媒の流れ方向に亘って大きく確保され、よって、前記パスの熱交換効率を良好にできる。
【００６０】
請求項５記載の発明によると、冷却用熱交換器が重なるパスの空気通過面積を冷媒凝縮器の全空気通過面積の１／３以下としたので、車室の空調性能を満足させるのに十分な凝縮性能を得ることができる。
【００６１】
請求項６記載の発明によると、冷却用熱交換器へ流入する流体の温度が冷媒凝縮器へ流入する冷媒の温度よりも高く、この場合に請求項１の発明の効果がより顕著になる。
【００６２】
請求項７記載の発明によると、冷却用熱交換器を冷媒凝縮器に取り付けるようにしたので、冷却用熱交換器が他のパスに重なった状態で組み付けられることを未然に防止できる。また、冷却用熱交換器及び冷媒凝縮器を一体化してから車両に搭載することが可能となるので、組み立てライン上での組み付け工数を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用熱交換装置を前側から見た斜視図である。
【図２】冷媒凝縮器の正面図である。
【図３】オイルクーラの正面図である。
【図４】車両用熱交換装置の平面図である。
【符号の説明】
１冷媒凝縮器
２オイルクーラ（冷却用熱交換器）
３チューブ
１０左側ヘッダタンク
１１右側ヘッダタンク
Ｐ１第１パス
Ｐ２第２パス
Ｐ３第３パス

Claims

車両空調装置の冷凍サイクルの一要素を構成する冷媒凝縮器と、
車両に搭載された機器へ流入する流体の冷却を行う冷却用熱交換器とを備え、
前記冷媒凝縮器は、上下に並設された複数のチューブ両端に該チューブに連通するようにヘッダタンクが配設されてなり、該ヘッダタンク内部は所定位置で上下方向に仕切られて該所定位置を境に上下に位置するチューブによって３つ以上の凝縮用パスが構成され、
前記冷却用熱交換器は、該冷却用熱交換器の空気通過面の形状が前記冷媒凝縮器の冷媒流れ方向最上流に位置する最上流パスの空気通過面の形状と略同じ形状とされるとともに、該冷媒凝縮器の冷却空気流れ上流側でかつ前記最上流パスの略全領域に亘って重なるように設けられていることを特徴とする車両用熱交換装置。
請求項１において、
冷媒凝縮器の各パスは、冷媒流れ下流側に位置するパスほど冷媒の流路面積が小さくなるように構成されていることを特徴とする車両用熱交換装置。
請求項１において、
冷却用熱交換器が重なるパスの流路面積と、該パスの冷媒流れ下流側に隣接するパスの流路面積とが略同じであることを特徴とする車両用熱交換装置。
請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
冷却用熱交換器が重なるパスの冷媒流れ方向と、冷却用熱交換器の流体流れ方向とが同じであることを特徴とする車両用熱交換装置。
請求項１〜４のいずれか１つにおいて、
冷却用熱交換器が重なるパスの空気通過面積は冷媒凝縮器の全空気通過面積の１／３以下とされていることを特徴とする車両用熱交換装置。
請求項１〜５のいずれか１つにおいて、
冷却用熱交換器へ流入する流体の温度は、該冷却用熱交換器が重なるパスへ流入する冷媒の温度よりも高いことを特徴とする車両用熱交換装置。
請求項１〜６のいずれか１つにおいて、
冷却用熱交換器は冷媒凝縮器に取り付けられていることを特徴とする車両用熱交換装置。