(57)【要約】【課題】放熱性能を向上させることのできる熱交換装置を提供する。【解決手段】熱交換装置１０は、コンデンサ１１と、低水温ラジエータ１２と、吸熱源１３と、高水温ラジエータ１４とを備える。コンデンサ１１、低水温ラジエータ１２、及び高水温ラジエータ１４は、空気流れ方向Ｗに並べて配置されている。吸熱源１３は、低水温ラジエータ１２を通過した空気の熱を吸収する。吸熱源１３は、吸熱部１３１と、放熱部とを有する。吸熱部１３１は、低水温ラジエータ１２と高水温ラジエータ１４との間に配置され、低水温ラジエータ１２を通過した空気の熱を吸収する。放熱部は、低水温ラジエータ１２と高水温ラジエータ１４との間の領域からずれた位置に配置され、吸熱部１３１で吸収された熱を放熱する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の流れ方向に並べて配置される複数の熱交換器（１１，１２，１４，１７）と、
前記複数の熱交換器のうち、空気流れ上流側に配置される熱交換器を風上側熱交換器（１１，１２，１７）とし、空気流れ下流側に配置される熱交換器を風下側熱交換器（１１，１４）とするとき、前記風上側熱交換器を通過した空気の熱を吸収する吸熱源（１３）と、を備え、
前記吸熱源は、
前記風上側熱交換器及び前記風下側熱交換器の間に配置され、前記風上側熱交換器を通過した空気の熱を吸収する吸熱部（１８，１３１）と、
前記風上側熱交換器及び前記風下側熱交換器の間の領域からずれた位置に配置され、前記吸熱部で吸収された熱を放熱する放熱部（１１，１３２）と、を有する
熱交換装置。
【請求項２】
前記吸熱源は、ヒートパイプ（１３０）により構成されている
請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項３】
前記放熱部を構成する前記ヒートパイプには、フィン（１３２ａ）が設けられている
請求項２に記載の熱交換装置。
【請求項４】
前記吸熱源は、カーボングラファイトシートにより構成されている
請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項５】
前記放熱部は、前記風上側熱交換器及び前記風下側熱交換器の間の領域からずれた位置として、車両のタイヤハウス前の開口部（２７）、ブレーキ冷却用の開口部、アンダーカバー（７０）、バンパーリーンフォース（２２０）、及びフード（８０）のいずれかの位置に配置されている
請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱交換装置。
【請求項６】
前記風上側熱交換器、及び前記風下側熱交換器の少なくとも一方には、前記吸熱源の取り付け及び取り外しが可能な取付部（１２２ａ）が形成されている
請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱交換装置。
【請求項７】
前記放熱部は、
前記風上側熱交換器よりも空気流れ上流側に配置される冷凍サイクル装置（６０）のコンデンサ（１１）であり、
前記吸熱部は、
前記風上側熱交換器及び前記風下側熱交換器の間に配置され、前記冷凍サイクル装置の冷媒が流れる熱交換器（１８）である
請求項１に記載の熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載の熱交換装置がある。特許文献１に記載の熱交換装置は、車両に搭載されており、ヒートパイプと、複数の冷媒流路パイプと、冷却系コア部とを備えている。複数の冷媒流路パイプは、エンジン冷媒流路パイプと、電装冷媒流路パイプと、コンデンサ冷媒流路パイプとからなる。冷却系コア部には、ヒートパイプが装着されるとともに、複数の冷媒流路パイプが貫通して設けられている。複数の冷媒流路パイプには、基準冷却温度の異なる冷媒がそれぞれ流れている。ヒートパイプは、それぞれの冷媒流路パイプ内の冷媒と熱交換する区間において、区間毎にそれぞれ異なるパイプ厚さを有するように構成されている。具体的には、相対的に高い基準冷却温度を有する冷媒流路パイプを通過する区間のヒートパイプの厚さは、相対的に低い基準冷却温度を有する冷媒流路パイプを通過する区間のヒートパイプの厚さよりも厚くなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５７６６９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の熱交換装置では、車両の走行条件に応じて、複数の冷媒流路パイプのそれぞれの基準冷却温度が異なる。車両の走行条件には、車両の低速走行時や登坂路の走行時、エアコン作動時等が含まれている。特許文献１に記載の熱交換装置では、複数の冷媒流路パイプがヒートパイプを介して連結されているため、ヒートパイプを介して複数の冷媒流路パイプの間で熱伝達が行われることにより、放熱性能が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、放熱性能を向上させることのできる熱交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、熱交換装置（１０）は、複数の熱交換器（１１，１２，１４，１７）と、吸熱源（１３）とを備える。複数の熱交換器は、空気の流れ方向に並べて配置されている。複数の熱交換器のうち、空気流れ上流側に配置される熱交換器を風上側熱交換器（１１，１２，１７）とし、空気流れ下流側に配置される熱交換器を風下側熱交換器（１１，１４）とするとき、吸熱源は、風上側熱交換器を通過した空気の熱を吸収する。吸熱源は、吸熱部（１８，１３１）と、放熱部（１１，１３２）とを有する。吸熱部は、風上側熱交換器及び風下側熱交換器の間に配置され、風上側熱交換器を通過した空気の熱を吸収する。放熱部は、風上側熱交換器及び風下側熱交換器の間の領域からずれた位置に配置され、吸熱部で吸収された熱を放熱する。
【０００７】
この構成によれば、風上側熱交換器を通過した空気が吸熱源を通過する際に、空気の有する熱が吸熱源の吸熱部により吸収され、空気が冷却される。そして、吸熱部で冷却された空気が風下側熱交換器へと流れる。すなわち、吸熱源が空気の熱を吸収することにより、風上側熱交換器から風下側熱交換器への熱伝達を抑制することができる。これにより、吸熱源を有していない従来の熱交換装置と比較すると、より冷却された空気を風下側熱交換器に流すことができる。よって、風下側熱交換器の放熱性能を向上させることができる。
【０００８】
なお、上記手段、及び特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、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。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、放熱性能を向上させることのできる熱交換装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１実施形態の熱交換装置周辺の車両の構造を模式的に示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態の熱交換装置を用いた内燃機関冷却系、吸気冷却系、及び冷凍サイクル装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、第１実施形態の熱交換装置の斜視構造を示す斜視図である。
【図４】図４は、第１実施形態の熱交換装置の吸熱源の取り付け構造を拡大して示す拡大図である。
【図５】図５は、第１実施形態の吸熱源の斜視構造を示す斜視図である。
【図６】図６は、第１実施形態の熱交換装置の側面構造を示す側面図である。
【図７】図７は、車両のタイヤハウス周辺の拡大構造を示す拡大図である。
【図８】図８は、図６に示される位置と空気の温度との関係について第１実施形態の熱交換装置と従来の熱交換装置とを比較して示すグラフである。
【図９】図９は、第１実施形態の第１変形例の吸熱源の斜視構造を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態の第２変形例の吸熱源の斜視構造を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、第１実施形態の第３変形例の吸熱源の放熱部の拡大斜視構造を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態の吸熱源の斜視構造を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、第２実施形態の熱交換装置周辺の車両の構造を模式的に示す図である。
【図１４】図１４は、第２実施形態の変形例の吸熱源の斜視構造を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、第３実施形態の熱交換装置を用いた内燃機関冷却系、吸気冷却系、及び冷凍サイクル装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、他の実施形態の熱交換装置の斜視構造を示す斜視図である。
【図１７】図１７は、他の実施形態の熱交換装置の斜視構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１実施形態＞
以下、熱交換装置の第１実施形態について説明する。
図１に示されるように、本実施形態の熱交換装置１０は、車両２０のエンジンルーム２１内に配置されている。
【００１２】
より詳しくは、車両２０の前方には、バンパー２２と、フロントグリル２３とが設けられている。バンパー２２は、補強材として機能するバンパーリーンフォース２２０と、バンパーリーンフォース２２０の前方に配置されるバンパーカバー２２１とにより構成されている。フロントグリル２３は、バンパー２２の車両上方及び車両下方に配置されている部分である。このフロントグリル２３の開口部分から車外の空気がエンジンルーム２１内に導入される。
【００１３】
エンジンルーム２１内には、導風ダクト２４と、熱交換装置１０とが配置されている。導風ダクト２４及び熱交換装置１０は車体２５に固定されている。導風ダクト２４は、フロントグリル２３から導入された空気を熱交換装置１０に導く。図中の矢印Ｗは、空気の流れ方向を示している。
【００１４】
熱交換装置１０は、コンデンサ１１と、低水温ラジエータ１２と、吸熱源１３と、高水温ラジエータ１４と、送風ファン１５と、シュラウド１６とを備えている。コンデンサ１１、低水温ラジエータ１２、吸熱源１３、及び高水温ラジエータ１４は、空気流れ方向Ｗに並べて配置されている。本実施形態では、低水温ラジエータ１２が風上側熱交換器に相当し、高水温ラジエータ１４が風下側熱交換器に相当する。
【００１５】
送風ファン１５は、高水温ラジエータ１４よりも空気流れ方向Ｗの下流側に配置されている。送風ファン１５は、電力の供給に基づき回転することにより、矢印Ｗで示される方向の空気流を形成する。
【００１６】
シュラウド１６は筒状に形成されている。シュラウド１６の内部には、コンデンサ１１、低水温ラジエータ１２、高水温ラジエータ１４、送風ファン１５が保持されている。シュラウド１６の内壁面は、送風ファン１５の回転により形成される空気流をコンデンサ１１、低水温ラジエータ１２、及び高水温ラジエータ１４に案内する機能を有している。
【００１７】
次に、熱交換装置１０のコンデンサ１１、低水温ラジエータ１２、及び高水温ラジエータ１４について詳しく説明する。
【００１８】
図２に示されるように、車両２０には、駆動源としてのエンジン３０が搭載されている。エンジン３０の内部にはウォータジャケット３１が形成されている。ウォータジャケット３１内を流れる冷却水がエンジン３０の熱を吸収することで、エンジン３０が冷却される。エンジン３０には、排気通路３２を通過する排気のエネルギを利用して、吸気通路３３を通過する吸入空気を圧送する排気駆動式の過給機３４が設けられている。エンジン３０の吸気通路３３における過給機３４よりも吸気流れ方向下流側にはインタークーラ３５が設けられている。インタークーラ３５にはクーラ冷却通路３５０が形成されている。クーラ冷却通路３５０内を流れる冷却水がインタークーラ３５内を流れる吸入空気の熱を吸収することで、過給機３４から圧送される高温の吸入空気を冷却する。
【００１９】
車両２０には、内燃機関冷却系４０と、吸気冷却系５０と、冷凍サイクル装置６０とが設けられている。
【００２０】
吸気冷却系５０は、インタークーラ３５を冷却する部分である。吸気冷却系５０は、低水温ラジエータ１２と、低水温ウォータポンプ５１とを備えている。
【００２１】
図３に示されるように、低水温ラジエータ１２は、空気と冷却水との間で熱交換を行うコア部１２０と、コア部１２０の両側部にそれぞれ設けられるヘッダタンク１２１，１２２とを備えている。
【００２２】
詳しくは、図４に示されるように、コア部１２０は、複数のチューブ１２０ａと、複数のフィン１２０ｂとがｙ１，ｙ２方向に交互に積層された構造を有している。チューブ１２０ａは、内部に冷却水の流路を有するとともに、ｘ１，ｘ２方向に長手方向を有する細長い配管である。チューブ１２０ａの長手方向であるｘ１，ｘ２方向と、チューブ１２０ａの積層方向であるｙ１，ｙ２方向とは互いに直交している。フィン１２０ｂは、薄く長いアルミ板をつづら折りに加工した形状からなる、いわゆるコルゲートフィンである。
【００２３】
ヘッダタンク１２１，１２２は、複数のチューブ１２０ａの長手方向の両端部にそれぞれ接続されている。ヘッダタンク１２１，１２２は、複数のチューブ１２０ａへの冷却水の分配、及び複数のチューブ１２０ａから流出する冷却水の回収を行う。低水温ラジエータ１２では、隣り合うチューブ１２０ａ，１２０ａ間を空気が流れる。この空気と、チューブ１２０ａの内部を流れる冷却水との間で熱交換が行われることにより、冷却水が冷却される。
【００２４】
図２に示されるように、低水温ラジエータ１２とインタークーラ３５のクーラ冷却通路３５０とは、低水温循環通路５２を介して環状に接続されている。低水温循環通路５２は、低水温ラジエータ１２において冷却された冷却水をクーラ冷却通路３５０に供給するとともに、クーラ冷却通路３５０において吸入空気の熱を吸収して加熱された冷却水を低水温ラジエータ１２に戻す。低水温ウォータポンプ５１は、低水温循環通路５２に設けられている。低水温ウォータポンプ５１は、低水温循環通路５２を流れる冷却水を圧送することにより、低水温循環通路５２内の冷却水を循環させる。低水温ウォータポンプ５１は、車両２０に搭載される図示しないバッテリ又はオルターネータから供給される電力に基づき駆動する電動ポンプである。
【００２５】
内燃機関冷却系４０は、エンジン３０を冷却する部分である。内燃機関冷却系４０は、高水温ラジエータ１４と、高水温ウォータポンプ４１とを備えている。
【００２６】
図３に示されるように、高水温ラジエータ１４は、低水温ラジエータ１２と略同一の大きさを有している。高水温ラジエータ１４は、空気と冷却水との間で熱交換を行うコア部１４０と、コア部１４０の両側部にそれぞれ設けられるヘッダタンク１４１，１４２とを備えている。コア部１４０の構造は、基本的には低水温ラジエータ１２のコア部１２０と同様であり、複数のチューブと、複数のフィンとが交互に積層された構造を有している。ヘッダタンク１４１，１４２は、コア部１４０に設けられる複数のチューブへの冷却水の分配、及び複数のチューブから流出する冷却水の回収を行う。高水温ラジエータ１４では、コア部１４０のチューブ間を流れる空気と、そのチューブの内部を流れる冷却水との間で熱交換が行われることにより、冷却水が冷却される。
【００２７】
図２に示されるように、高水温ラジエータ１４とウォータジャケット３１とは、高水温循環通路４２を介して環状に接続されている。高水温循環通路４２は、高水温ラジエータ１４において冷却された冷却水をウォータジャケット３１に供給するとともに、ウォータジャケット３１においてエンジン３０の熱を吸収して加熱された冷却水を高水温ラジエータ１４に戻す。高水温ウォータポンプ４１は、高水温循環通路４２に設けられている。高水温ウォータポンプ４１は、高水温循環通路４２を流れる冷却水を圧送することにより、高水温循環通路４２内の冷却水を循環させる。高水温ウォータポンプ４１は、エンジン３０の動力に基づいて駆動する機械式のポンプ、又はバッテリやオルターネータから供給される電力に基づき駆動する電動式のポンプである。
【００２８】
冷凍サイクル装置６０は、車両用空調装置を構成する一要素であり、車室内に送風される空気を冷却することにより、車室内を冷房する機能を有している。詳しくは、冷凍サイクル装置６０は、コンプレッサ６１と、コンデンサ１１と、膨張弁６２と、エバポレータ６３とを備えている。コンプレッサ６１、コンデンサ１１、膨張弁６２、及びエバポレータ６３は、冷媒通路６４を介して環状に接続されている。コンプレッサ６１は，冷媒通路６４を流れる冷媒を圧縮して吐出する。コンデンサ１１は、コンプレッサ６１から吐出される冷媒と、その外部を流れる空気との間で熱交換を行うことにより、冷媒を冷却する。
【００２９】
具体的には、図３に示されるように、コンデンサ１１は、空気と冷媒との間で熱交換を行うコア部１１０と、コア部１１０の両側部にそれぞれ設けられるヘッダタンク１１１，１１２と、レシーバタンク１１３とを備えている。コア部１１０の構造は、基本的には低水温ラジエータ１２のコア部１２０と同様であり、複数のチューブと、複数のフィンとが交互に積層された構造を有している。ヘッダタンク１１１，１１２は、コア部１１０に設けられる複数のチューブへの冷媒の分配、及び複数のチューブから流出する冷媒の回収を行う。コンデンサ１１では、コア部１１０のチューブ間を流れる空気と、そのチューブの内部を流れる冷媒との間で熱交換が行われることにより、冷媒が冷却される。レシーバタンク１１３は、コンデンサ１１で冷却された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する部分である。
【００３０】
図２に示されるように、膨張弁６２は、コンデンサ１１で冷却された冷媒を膨張させて減圧させる。エバポレータ６３は、膨張弁６２を通じて減圧させられた冷媒と、車室内に送風される空気との間で熱交換を行うことにより、車室内に送風される空気を冷却する。
【００３１】
図３に示されるように、熱交換装置１０のコンデンサ１１、低水温ラジエータ１２、及び高水温ラジエータ１４は、この順で空気流れ方向Ｗの上流側から下流側に向かって配置されている。すなわち、フロントグリル２３から導入された空気は、コンデンサ１１、低水温ラジエータ１２、及び高水温ラジエータ１４の順で流れる。
【００３２】
次に、吸熱源１３の構造について詳しく説明する。
図３に示されるように、熱交換装置１０の吸熱源１３は、低水温ラジエータ１２と高水温ラジエータ１４との間に配置されている。吸熱源１３は、低水温ラジエータ１２を通過した空気の熱を吸収することにより、高水温ラジエータ１４に流入する空気を冷却する。
【００３３】
具体的には、図５に示されるように、吸熱源１３は、自励式のヒートパイプ１３０により構成されている。ヒートパイプ１３０は、その内部に作動流体が封入された細管からなる。吸熱源１３は、ヒートパイプ１３０を一筆書き状に繋げた形状、換言すればヒートパイプ１３０をループ状に繋げた形状を有している。吸熱源１３は、吸熱部１３１と、放熱部１３２と、突出部１３７，１３８とを有している。
【００３４】
吸熱部１３１は、蛇行部１３３と、矩形部１３４とを有している。蛇行部１３３は、１本のヒートパイプ１３０を蛇行させるように折り曲げた形状を有する部分である。矩形部１３４は、蛇行部１３３の周囲に矩形状に配置される部分である。蛇行部１３３及び矩形部１３４は、ｘ１，ｘ２方向及びｙ１，ｙ２方向に平行な平面内に配置されている。蛇行部１３３及び矩形部１３４のそれぞれの両端部は、吸熱部１３１のｙ２方向に延びている。
【００３５】
放熱部１３２は、第１延伸部１３５と、第２延伸部１３６とを有している。
第１延伸部１３５は、平行部１３５ａと、折り曲げ部１３５ｂとを有している。平行部１３５ａは、ｘ１方向に平行に延びる２本のヒートパイプ１３０により構成されている。折り曲げ部１３５ｂは、平行部１３５ａにおけるｘ１方向の先端部に設けられている。平行部１３５ａを構成する２本のヒートパイプ１３０は、折り曲げ部１３５ｂにおいて繋がっている。折り曲げ部１３５ｂは、平行部１３５ａのｘ１方向の先端部分をｙ１方向に折り曲げるようにして形成された部分である。折り曲げ部１３５ｂの先端部は、ｙ２方向に折り曲げられている。
【００３６】
第２延伸部１３６は、平行部１３６ａと、折り曲げ部１３６ｂとを有している。平行部１３６ａは、ｘ２方向に平行に延びる２本のヒートパイプ１３０により構成されている。折り曲げ部１３６ｂは、平行部１３６ａにおけるｘ２方向の先端部に設けられている。平行部１３６ａを構成する２本のヒートパイプ１３０は、折り曲げ部１３６ｂにおいて繋がっている。折り曲げ部１３６ｂは、平行部１３６ａのｘ２方向の先端部分をｙ１方向に折り曲げるようにして形成された部分である。折り曲げ部１３６ｂの先端部は、ｙ２方向に折り曲げられている。
【００３７】
突出部１３７は、吸熱部１３１のｘ２方向の一側部に配置されるヒートパイプ１３０からｘ２方向の外側に突出するように形成される一対の棒状の部材からなる。突出部１３８は、吸熱部１３１のｘ１方向の他側部に配置されるヒートパイプ１３０からｘ１方向の外側に突出するように形成される一対の棒状の部材からなる。
【００３８】
図４に示されるように、低水温ラジエータ１２のヘッダタンク１２２における高水温ラジエータ１４に対向する部分には、取付部１２２ａが形成されている。取付部１２２ａは、ｙ１方向にＬ字状に折り曲げられた形状を有している。この取付部１２２ａには、吸熱源１３の突出部１３７を差し込むことが可能となっている。また、図示は省略するが、低水温ラジエータ１２のヘッダタンク１２１にも、吸熱源１３の突出部１３８を差し込むことの可能な取付部が形成されている。これらの取付部に吸熱源１３の突出部１３７，１３８がそれぞれ差し込まれることにより、吸熱源１３が低水温ラジエータ１２に取り付けられている。
【００３９】
吸熱源１３が低水温ラジエータ１２に取り付けられたとき、図６に示されるように、吸熱源１３の吸熱部１３１は、低水温ラジエータ１２と高水温ラジエータ１４との間に配置される。より具体的には、吸熱部１３１は、低水温ラジエータ１２のコア部１２０と高水温ラジエータ１４のコア部１４０との間に配置される。
【００４０】
吸熱源１３の放熱部１３２は、低水温ラジエータ１２と高水温ラジエータ１４との間の領域からずれた位置に配置される。具体的には、図７に示されるように、吸熱源１３の放熱部１３２は、車両２０のフロントバンパー２６に形成された開口部２７内に配置される。開口部２７は、フロントバンパー２６の前面から、タイヤ２８が収容されるタイヤハウス２９に貫通するように形成されている。車両２０の走行時に開口部２７に空気が流れることにより、フロントホイール２８０の側面を覆う空気流、いわゆるエアカーテンが形成され、車両２０の空気抵抗を低減することができる。
【００４１】
次に、本実施形態の熱交換装置１０の動作例について説明する。
熱交換装置１０では、低水温ラジエータ１２を通過することにより加熱された空気が吸熱源１３の吸熱部１３１を通過する。この際、空気の有する熱は、吸熱部１３１のヒートパイプ１３０内の作動流体により吸収される。これにより、吸熱部１３１のヒートパイプ１３０内では、作動流体が蒸発するとともに、蒸気圧が上昇する。
【００４２】
一方、吸熱源１３の放熱部１３２は、開口部２７内を通過する空気により冷却されている。そのため、放熱部１３２のヒートパイプ１３０内においては、作動流体の収縮又は凝縮により蒸気圧の低下と作動流体の温度降下とが生じる。
【００４３】
このような吸熱部１３１及び放熱部１３２における圧力差に基づいて自励的に発生する圧力振動により、ヒートパイプ１３０内に閉塞された気相及び液相の作動流体が、圧力の高い吸熱部１３１から、圧力の低い放熱部１３２へと移動する。この作動流体の移動により潜熱及び顕熱の両方の熱の輸送が同時に行われる。
【００４４】
このような吸熱源１３の吸熱作用により、図８に示されるように、低水温ラジエータ１２を通過した空気が冷却される。図８の横軸は、図６に示される空気流れ方向Ｗにおける位置Ｐ１〜Ｐ５を示している。すなわち、位置Ｐ１は、コンデンサ１１の空気流れ方向Ｗの上流側の位置を示している。位置Ｐ２は、コンデンサ１１と低水温ラジエータ１２との間の位置を示している。位置Ｐ３は、低水温ラジエータ１２と吸熱源１３の吸熱部１３１との間の位置を示している。位置Ｐ４は、吸熱源１３の吸熱部１３１と高水温ラジエータ１４の間の位置を示している。位置Ｐ５は、高水温ラジエータ１４よりも空気流れ方向Ｗの下流側の位置を示している。また、図８では、本実施形態の熱交換装置１０における空気の変化を実線で示すとともに、参考のために従来の熱交換装置における空気の温度の変化を破線で示している。
【００４５】
図８に破線で示されるように、従来の熱交換装置、すなわち吸熱源１３を有していない熱交換装置では、位置Ｐ１から位置Ｐ５に向かうほど空気の温度が略線形的に上昇する。すなわち、空気がコンデンサ１１、低水温ラジエータ１２、及び高水温ラジエータ１４を順に通過する度に、空気の温度が略線形的に上昇する。
【００４６】
これに対し、図８に実線で示されるように、本実施形態の熱交換装置１０では、低水温ラジエータ１２までは従来の熱交換装置と略同等に空気の温度が上昇するが、低水温ラジエータ１２を通過した空気が吸熱源１３の吸熱部１３１で冷却されることにより、空気の温度が低下する。そのため、高水温ラジエータ１４に流入する空気の温度を、従来の熱交換装置よりも低下させることができる。
【００４７】
以上説明した本実施形態の熱交換装置１０によれば、以下の（１）〜（４）に示される作用及び効果を得ることができる。
【００４８】
（１）低水温ラジエータ１２を通過した空気の有する熱が吸熱源１３の吸熱部１３１により吸収されるため、低水温ラジエータ１２から高水温ラジエータ１４への熱伝達を抑制することができる。これにより、吸熱源１３を有していない従来の熱交換装置と比較すると、より冷却された空気を高水温ラジエータ１４に流すことができる。よって、高水温ラジエータ１４の放熱性能を向上させることができる。発明者の実験によれば、本実施形態の吸熱源１３を用いることにより、特に高水温ラジエータ１４の性能が著しく低下する低速領域の高トルク走行条件において、高水温ラジエータ１４に流入する空気の温度を０．５［℃］〜２．０［℃］程度低下させることができるという結果が得られている。これにより、高水温ラジエータ１４の放熱性能を１［％］〜３［％］改善させることができる。
【００４９】
また、高水温ラジエータ１４の放熱性能が向上することにより、エンジン３０から流出する冷却水の温度を低下させることができるため、送風ファン１５の駆動頻度を低減することができる。よって、送風ファン１５の駆動に伴う車両バッテリの電力消費を低減することができるため、結果として車両２０の燃費を向上させることができる。
【００５０】
さらに、高水温ラジエータ１４の放熱性能が向上することにより、高水温ラジエータ１４自体の諸元の縮小、具体的には高水温ラジエータ１４のフィンピッチの拡大やチューブ巾の低減等が可能となるため、高水温ラジエータ１４の低コスト化や軽量化を期待することができる。
【００５１】
（２）吸熱源１３は、ヒートパイプ１３０により構成されている。これにより、吸熱源１３に動力や電力が不要であるため、熱交換装置１０の構造を簡素化することができる。
【００５２】
（３）吸熱源１３の放熱部１３２は、車両２０のタイヤハウス２９前の開口部２７に配置されている。これにより、開口部２７を流れる空気により放熱部１３２を冷却することができるため、放熱部１３２の放熱性能を高めることができる。結果的に、吸熱源１３の吸熱部１３１の吸熱性能を高めることができる。また、開口部２７を通過する空気の温度を上昇させることができるため、空気の密度を下げることができる。そのため、車両２０の空力抵抗を低下させることもできる。
【００５３】
（４）低水温ラジエータ１２には、吸熱源１３の取り付け及び取り外しが可能な取付部１２２ａが形成されている。これにより、コンデンサ１１、低水温ラジエータ１２、及び高水温ラジエータ１４の配置及び配列はそのままで、熱交換装置１０への吸熱源１３の取り付け及び取り外しを容易に行うことができる。
【００５４】
（第１変形例）
次に、第１実施形態の熱交換装置１０の第１変形例について説明する。
図９に示されるように、本変形例の吸熱源１３の吸熱部１３１は、蛇行部２３０を有している。蛇行部２３０は、１本のヒートパイプ１３０を蛇行させるように折り曲げた形状を有する部分である。吸熱源１３の放熱部１３２は、第１環状部２３１と、第２環状部２３２とを有している。第１環状部２３１及び第２環状部２３２は共に矩形環状に形成されている。第１環状部２３１は、吸熱部１３１のｙ２方向の部位に対してｘ１方向にずれた位置に配置されている。第２環状部２３２は、吸熱部１３１のｙ２方向の部位に対してｘ２方向にずれた位置に配置されている。
【００５５】
このような吸熱源１３を有する本変形例の熱交換装置１０でも、第１実施形態の熱交換装置１０と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。
【００５６】
（第２変形例）
次に、第１実施形態の熱交換装置１０の第２変形例について説明する。
図１０に示されるように、本変形例の吸熱源１３の吸熱部１３１は、蛇行部２３３を有している。蛇行部２３３は、平行な２本のヒートパイプ１３０を蛇行させるように折り曲げた形状を有する部分である。吸熱源１３の放熱部１３２は、延伸部２３４ａと、第１環状部２３４ｂと、第２環状部２３４ｃとを有している。延伸部２３４ａは、蛇行部２３０のｙ２方向の部位の中央部からｘ１方向及びｘ２方向に延びるように形成されている。第１環状部２３４ｂは、延伸部２３４ａのｘ１方向の先端部に設けられている。第１環状部２３４ｂは、吸熱部１３１のｙ２方向の部位に対してｘ１方向にずれた位置に配置されている。第２環状部２３４ｃは、延伸部２３４ａのｘ２方向の先端部に設けられている。第２環状部２３４ｃは、吸熱部１３１のｙ２方向の部位に対してｘ２方向にずれた位置に配置されている。第１環状部２３４ｂ及び第２環状部２３４ｃは共に矩形環状に形成されている。
【００５７】
このような吸熱源１３を有する本変形例の熱交換装置１０でも、第１実施形態の熱交換装置１０と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。
【００５８】
（第３変形例）
次に、第１実施形態の熱交換装置１０の第３変形例について説明する。
図１１に示されるように、本変形例の吸熱源１３の放熱部１３２を構成するヒートパイプ１３０の外面には、フィン１３２ａが形成されている。このような構成によれば、フィン１３２ａにより放熱部１３２の伝熱面積を増やすことができるため、放熱部１３２の放熱性能を向上させることができる。結果的に、吸熱源１３の吸熱部１３１の吸熱性能を高めることができる。
【００５９】
＜第２実施形態＞
次に、熱交換装置の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態の熱交換装置１０との相違点を中心に説明する。
【００６０】
図１２に示されるように、本実施形態の吸熱源１３は、蛇行部２３５を有している。蛇行部２３５は、１本のヒートパイプ１３０を蛇行させるように折り曲げた形状を有する部分である。吸熱源１３では、蛇行部２３５のｙ２方向の先端部分により放熱部１３２が構成され、それ以外の部分により吸熱部１３１が構成されている。
【００６１】
図１３に示されるように、吸熱源１３は、車両２０のエンジンルーム２１からアンダーカバー７０まで延びるように配置されている。吸熱源１３の放熱部１３２は、アンダーカバー７０に沿って配置されている。
【００６２】
以上説明した本実施形態の熱交換装置１０によれば、上記の第１実施形態の（１），（２）の作用及び効果に加え、以下の（５）に示される作用及び効果を得ることができる。
【００６３】
（５）吸熱源１３の放熱部１３２は、アンダーカバー７０に沿って配置されている。これにより、アンダーカバー７０に沿って流れる空気により放熱部１３２を冷却することができるため、放熱部１３２の放熱性能を高めることができる。結果的に、吸熱源１３の吸熱部１３１の吸熱性能を高めることができる。
【００６４】
（変形例）
次に、第２実施形態の熱交換装置１０の変形例について説明する。
図１４に示されるように、本変形例の吸熱源１３の吸熱部１３１は、蛇行部２３６を有している。蛇行部２３６は、平行な２本のヒートパイプ１３０を蛇行させるように折り曲げた形状を有する部分である。吸熱源１３の放熱部１３２は、蛇行部２３７を有している。蛇行部２３７は、１本のヒートパイプ１３０を蛇行させるように折り曲げた形状を有する部分である。
【００６５】
このような吸熱源１３を有する本変形例の熱交換装置１０でも、第２実施形態の熱交換装置１０と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。
【００６６】
＜第３実施形態＞
次に、熱交換装置の第３実施形態について説明する。以下、第１実施形態の熱交換装置１０との相違点を中心に説明する。
【００６７】
図１５に示されるように、本実施形態の熱交換装置１０は、ヒートポンプからなる吸熱源１３に代えて、冷凍サイクル装置６０の冷媒が供給される熱交換器１８を備えている。詳しくは、冷媒通路６４におけるコンプレッサ６１とエバポレータ６３との間の部分には、三方弁６５が設けられている。三方弁６５は、冷媒通路１９ａを介して熱交換器１８に接続されている。熱交換器１８は、冷媒通路１９ｂを介して、冷媒通路６４における三方弁６５とコンプレッサ６１との間の部分に接続されている。本実施形態の吸熱源１３では、熱交換器１８が吸熱部として機能し、冷凍サイクル装置６０のコンデンサ１１が放熱源として機能する。
【００６８】
次に、本実施形態の熱交換装置１０の動作例について説明する。
本実施形態の熱交換装置１０では、エバポレータ６３から流出した冷媒の一部が、三方弁６５から冷媒通路１９ａを介して熱交換器１８に供給される。この熱交換器１８を流れる冷媒と、低水温ラジエータ１２を通過した空気との間で熱交換が行われることにより、低水温ラジエータ１２を通過した空気が冷却される。そのため、熱交換器１８を有していない従来の熱交換装置と比較すると、高水温ラジエータ１４に流入する空気の温度を低下させることができる。
【００６９】
以上説明した本実施形態の熱交換装置１０によれば、以下の（６）及び（７）に示される作用及び効果を得ることができる。
【００７０】
（６）低水温ラジエータ１２を通過した空気の有する熱が熱交換器１８に吸収されるため、低水温ラジエータ１２から高水温ラジエータ１４への熱伝達を抑制することができる。これにより、熱交換器１８を有していない従来の熱交換装置と比較すると、より冷却された空気を高水温ラジエータ１４に流すことができる。よって、高水温ラジエータ１４の放熱性能を向上させることができる。
【００７１】
（７）吸熱源１３は、熱交換器１８を吸熱部として用いるとともに、冷凍サイクル装置６０のコンデンサ１１を放熱部として用いる。これにより、低水温ラジエータ１２を通過した空気の有する熱を吸収する構成を、簡素な構造で実現することができる。
【００７２】
＜他の実施形態＞
なお、各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・第１実施形態の熱交換装置１０の構成、及び第２実施形態の熱交換装置１０の構成は、コンデンサ１１、低水温ラジエータ１２、及び高水温ラジエータ１４を有する熱交換装置１０に限らず、複数の熱交換器を有する任意の熱交換装置に適用することが可能である。具体的には、熱交換装置１０は、図１６及び図１７に示されるような構造を有するものであってもよい。図１６に示される熱交換装置１０は、コンデンサ１１と、高水温ラジエータ１４と、コンデンサ１１及び高水温ラジエータ１４の間に配置される吸熱源１３とを備えている。図１６に示される熱交換装置１０では、コンデンサ１１が風上側熱交換器に相当し、高水温ラジエータ１４が風下側熱交換器に相当する。図１７に示される熱交換装置１０は、オイルクーラ１７と、コンデンサ１１と、高水温ラジエータ１４と、オイルクーラ１７及びコンデンサ１１の間に配置される吸熱源１３とを備えている。オイルクーラ１７は、フロントグリル２３から導入される空気により、エンジン３０やギアボックスの潤滑油を冷却する部分である。図１７に示される熱交換装置１０では、オイルクーラ１７が風上側熱交換器に相当し、コンデンサ１１が風下側熱交換器に相当する。第３実施形態の熱交換装置１０についても、同様に、複数の熱交換器を有する任意の熱交換装置に適用することが可能である。
【００７３】
・第１実施形態の熱交換装置１０では、吸熱源１３を取り付けるための取付部１２２ａを高水温ラジエータ１４に設けてもよい。すなわち、吸熱源１３は、風上側熱交換器に限らず、風下側熱交換器に取り付けられていてもよい。また、吸熱源１３は、車体２５やシュラウド１６に取り付けられていてもよい。
【００７４】
・吸熱源１３の放熱部１３２の位置は任意に変更可能である。例えば、放熱部１３２は、図１に示される車両２０のバンパーリーンフォース２２０やフード８０に配置してもよい。また、放熱部１３２は、車両２０のブレーキを冷却するためのブレーキ冷却用ダクト内に配置されていてもよい。
【００７５】
・突出部１３７，１３８のそれぞれは、一対の棒状の部材により構成されるものに限らず、例えば一本の棒状の部材により構成されていてもよい。また、突出部１３７，１３８のそれぞれの形状は、棒状に限らず、適宜変更可能である。
【００７６】
・吸熱源１３を構成する部材には、ヒートパイプ１３０に限らず、カーボングラファイトシート等の熱伝導率の高い部材を採用することも可能である。
【００７７】
・低水温ラジエータ１２を流れる冷却水の冷却対象は、吸気通路３３を通過する吸入空気に限らず、例えば車両２０のバッテリの充電を行うための電力変換装置等、車両の強電系であってもよい。
【００７８】
・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置や条件等は、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。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７９】
１０：熱交換装置
１１：コンデンサ（風上側熱交換器，風下側熱交換器，放熱部）
１２：低水温ラジエータ（風上側熱交換器）
１３：吸熱源
１４：高水温ラジエータ（風下側熱交換器）
１７：オイルクーラ（風上側熱交換器）
１８：熱交換器（吸熱部）
２７：開口部
６０：冷凍サイクル装置
７０：アンダーカバー
８０：フード
１２２ａ：取付部
１３０：ヒートパイプ
１３１：吸熱部
１３２：放熱部
１３２ａ：フィン
２２０：バンパーリーンフォース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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