JP2009126191A - Cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、移動体用の冷却システムに関する。 The present invention relates to a cooling system for a moving body.
燃料電池を備える車両では、従来、燃料電池用の熱交換器、空調用の熱交換器、電子部品(例えば、モータ、インバータ等)用の熱交換器を備えている。このように、複数の熱交換器を備える場合、従来、走行風の流れ方向に沿って直列に重ねて、これらの熱交換器を配置していた。 2. Description of the Related Art A vehicle equipped with a fuel cell conventionally includes a heat exchanger for a fuel cell, a heat exchanger for air conditioning, and a heat exchanger for electronic components (for example, a motor, an inverter, etc.). Thus, when a plurality of heat exchangers are provided, conventionally, these heat exchangers are arranged in series along the flow direction of the traveling wind.
このように、複数の熱交換器を重ねて配置すると、熱交換器内を流通する冷却媒体を冷却するための風が、1つの熱交換器を通過する度に、加熱されて空気の温度が上昇するため、風の下流側に配置された熱交換器の放熱効率が低下する。なお、このような問題は、車両に搭載される冷却システムに限らず、他の移動体に搭載される、熱交換器を複数備える冷却システムに共通する問題であった。 As described above, when a plurality of heat exchangers are arranged in a stacked manner, the air for cooling the cooling medium flowing through the heat exchanger is heated and the temperature of the air is increased each time it passes through one heat exchanger. Since it raises, the heat dissipation efficiency of the heat exchanger arrange | positioned in the downstream of a wind falls. Such a problem is not limited to a cooling system mounted on a vehicle, but is a problem common to cooling systems including a plurality of heat exchangers mounted on other moving bodies.
そこで、例えば、燃料電池用の熱交換器と、空調用の熱交換器を、重ならないように配置すると共に、熱交換器に空気を通過させるためのファンの配置を工夫して、熱交換器の放熱効率を向上させる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Therefore, for example, a heat exchanger for a fuel cell and a heat exchanger for air conditioning are arranged so as not to overlap with each other, and the arrangement of a fan for allowing air to pass through the heat exchanger is devised. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、熱交換器を配置する空間の大きさや、熱交換器の大きさによっては、上記のような熱交換器の配置をとることができない場合がある。本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、熱交換器の放熱効率を向上させる、他の技術を提供することを目的とする。 However, depending on the size of the space in which the heat exchanger is arranged and the size of the heat exchanger, the arrangement of the heat exchanger as described above may not be possible. This invention is made | formed in view of such a subject, and it aims at providing the other technique which improves the thermal radiation efficiency of a heat exchanger.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1] 少なくとも第1の熱交換器と、第2の熱交換器と、を備える、移動体用の冷却システムであって、
前記移動体内に流入する空気を、前記第1の熱交換器を通過して流通させる第1の流路形成部と、
前記移動体内に流入する空気を、前記第2の熱交換器を通過して流通させる第2の流路形成部と、
前記第1の流路形成部内に、前記移動体外の空気を強制的に流入させるファンと、
前記第1の流路形成部と、前記第2の流路形成部と、を連通する第1の連通路形成部と、
を備え、
前記第2の流路形成部は、
前記第2の流路形成部の開口を開閉する第1の開閉部を備え、
前記第1の連通路形成部は、
一端が、前記第2の流路形成部の、前記第2の熱交換器と前記第1の開閉部との間に接続されると共に、他端が、前記第1の流路形成部の、前記第1の熱交換器よりも前記第1の流路形成部内を流通する空気の流れの下流に接続されていることを特徴とする冷却システム。
Application Example 1 A cooling system for a moving body, including at least a first heat exchanger and a second heat exchanger,
A first flow path forming section for flowing air flowing into the moving body through the first heat exchanger;
A second flow path forming section for flowing air flowing into the movable body through the second heat exchanger;
A fan that forcibly flows air outside the moving body into the first flow path forming unit;
A first communication path forming section that communicates the first flow path forming section and the second flow path forming section;
With
The second flow path forming part is
A first opening / closing portion for opening / closing the opening of the second flow path forming portion;
The first communication path forming part is
One end of the second flow path forming unit is connected between the second heat exchanger and the first opening / closing unit, and the other end of the first flow path forming unit is A cooling system, wherein the cooling system is connected to a downstream of a flow of air flowing through the first flow path forming unit rather than the first heat exchanger.
適用例1の冷却システムによれば、第1の熱交換器と第2の熱交換器とを、重ねて配置していないため、各熱交換器の放熱効率を向上させることができる。また、第1の流路形成部と第2の流路形成部とが、第1の連通路形成部によって連通されており、かつ第2の流路形成部の開口を開閉できる開閉部を備えるため、第2の流路形成部の開口が閉塞されている場合には、1つのファンによって、外気を第1、2の流路形成部両方に流入させることができるため、コストアップを抑制することができる。 According to the cooling system of Application Example 1, since the first heat exchanger and the second heat exchanger are not stacked, the heat dissipation efficiency of each heat exchanger can be improved. Further, the first flow path forming portion and the second flow path forming portion are communicated by the first communication path forming portion, and provided with an opening / closing portion capable of opening and closing the opening of the second flow path forming portion. For this reason, when the opening of the second flow path forming portion is closed, the outside air can be caused to flow into both the first and second flow path forming portions by one fan, thereby suppressing an increase in cost. be able to.
[適用例2] 適用例1に記載の冷却システムにおいて、
前記ファンは、
前記第1の流路形成部内において、前記第1の連通路形成部の前記他端が接続されている箇所よりも、前記空気の流れの下流に配置されると共に、
前記第2の流路形成部内において、
前記第2の熱交換器は、前記第1の開閉部よりも前記第2の流路形成部内を流通する空気の流れの上流に配置されることを特徴とする冷却システム。
[Application Example 2] In the cooling system according to Application Example 1,
The fan is
In the first flow path forming part, the first flow path forming part is disposed downstream of the air flow rather than the place where the other end of the first communication path forming part is connected,
In the second flow path forming part,
The cooling system according to claim 1, wherein the second heat exchanger is arranged upstream of a flow of air flowing through the second flow path forming unit with respect to the first opening / closing unit.
適用例2の冷却システムでは、ファンが第1の熱交換器よりも、空気の流れの下流に配置されているため、外気を吸引することにより、容易に、一つのファンで、第1、2の流路形成部両方に、空気を流入させることができる。 In the cooling system of Application Example 2, since the fan is disposed downstream of the air flow with respect to the first heat exchanger, the first, second, and second fans can be easily obtained by sucking outside air. It is possible to allow air to flow into both of the flow path forming portions.
[適用例3] 適用例1または2に記載の冷却システムにおいて、
前記開閉部は、
前記移動体の外部から前記第2の流路形成部内に流入する空気の圧力により、前記空気の流路を開ける、ラム圧弁であることを特徴とする冷却システム。
[Application Example 3] In the cooling system according to Application Example 1 or 2,
The opening / closing part is
The cooling system according to claim 1, wherein the cooling system is a ram pressure valve that opens the air flow path by the pressure of the air flowing into the second flow path forming portion from the outside of the moving body.
このようにすると、移動体の外部から前記第2の流路形成部内に流入する空気の圧力を利用して、第2の流路形成部を開口させることができるため、構成を簡単にすることができる。 In this way, the second flow path forming portion can be opened using the pressure of the air flowing into the second flow path forming portion from the outside of the moving body, thereby simplifying the configuration. Can do.
[適用例4] 適用例1ないし3のいずれか1つに記載の冷却システムにおいて、
前記第1の連通路形成部は、
前記第2の流路形成部が開口している場合には、前記第1の流路形成部と前記第2の流路形成部との連通を遮断する遮断部を備えることを特徴とする冷却システム。
Application Example 4 In the cooling system according to any one of Application Examples 1 to 3,
The first communication path forming part is
A cooling unit comprising a blocking unit that blocks communication between the first channel forming unit and the second channel forming unit when the second channel forming unit is open. system.
このようにすると、第2の流路形成部が開口している場合には、第1の連通路形成部が閉塞されるため、第1の連通路形成部が開いている場合に比べて、ファンによって第1の流通路形成部内に流入される空気の量を増やすことができる。したがって、第1の流路形成部内に配置される熱交換器の放熱効率をさらに向上させることができる。 In this way, when the second flow path forming part is open, the first communication path forming part is closed, so compared to the case where the first communication path forming part is open, The amount of air that flows into the first flow passage forming portion by the fan can be increased. Therefore, the heat dissipation efficiency of the heat exchanger arranged in the first flow path forming part can be further improved.
[適用例5] 適用例1ないし4のいずれか1つに記載の冷却システムにおいて、
前記移動体は、
燃料電池および前記燃料電池用の補機類を備え、
前記第1の熱交換器は、前記燃料電池用の熱交換器であり、
前記第2の熱交換器は、前記補機類用の熱交換器であることを特徴とする冷却システム。
Application Example 5 In the cooling system according to any one of Application Examples 1 to 4,
The moving body is
A fuel cell and auxiliary equipment for the fuel cell;
The first heat exchanger is a heat exchanger for the fuel cell;
The cooling system, wherein the second heat exchanger is a heat exchanger for the auxiliary machinery.
[適用例6] 適用例1ないし5のいずれか1つに記載の冷却システムにおいて、
第3の熱交換器をさらに備え、
前記第3の熱交換器は、前記第1の流路形成部内に配置されることを特徴とする冷却システム。
Application Example 6 In the cooling system according to any one of Application Examples 1 to 5,
Further comprising a third heat exchanger;
The cooling system, wherein the third heat exchanger is disposed in the first flow path forming unit.
このようにすると、1つのファンによって、第1〜3の熱交換器全てに空気を流通させることができる。 If it does in this way, air can be distribute | circulated to all the 1st-3rd heat exchangers with one fan.
[適用例7] 適用例6に記載の冷却システムにおいて、
前記移動体は、冷房システムを備え、
前記第3の熱交換器は、前記冷房システム用の熱交換器であることを特徴とする冷却システム。
Application Example 7 In the cooling system according to Application Example 6,
The mobile body includes a cooling system,
The cooling system according to claim 3, wherein the third heat exchanger is a heat exchanger for the cooling system.
[適用例8] 適用例1ないし5のいずれかに記載の冷却システムにおいて、
第3の熱交換器と、
前記移動体内に流入する空気を、前記第3の熱交換器を通過して流通させる第3の流路形成部と、
前記第1の流路形成部と、前記第3の流路形成部と、を連通する第2の連通路形成部と、
をさらに備え、
前記第3の流路形成部は、
前記第3の流路形成部の開口を開閉する第2の開閉部を備え、
前記第2の連通路形成部は、
一端が、前記第3の流路形成部の、前記第3の熱交換器と前記第2の開閉部との間に接続されると共に、他端が、前記第1の流路形成部の、前記第1の熱交換器よりも前記第1の流路形成部内を流通する空気の流れの下流に接続されていることを特徴とする冷却システム。
[Application Example 8] In the cooling system according to any one of Application Examples 1 to 5,
A third heat exchanger;
A third flow path forming part for circulating the air flowing into the moving body through the third heat exchanger;
A second communication path forming section that communicates the first flow path forming section and the third flow path forming section;
Further comprising
The third flow path forming part is
A second opening / closing portion for opening / closing the opening of the third flow path forming portion;
The second communication path forming part is
One end of the third flow path forming unit is connected between the third heat exchanger and the second opening / closing unit, and the other end of the first flow path forming unit is A cooling system, wherein the cooling system is connected to a downstream of a flow of air flowing through the first flow path forming unit rather than the first heat exchanger.
このようにすると、第1〜3の熱交換器それぞれが、互いに重ならないように配置され、かつ、1つのファンで、3つの熱交換器に空気を通過させることができるため、コストアップを抑えて、放熱効率を向上させることができる。 In this way, the first to third heat exchangers are arranged so as not to overlap each other, and air can be passed through the three heat exchangers with a single fan, thereby suppressing an increase in cost. Thus, the heat radiation efficiency can be improved.
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、冷却システム、その冷却システムを備える燃料電池システム、その燃料電池システムを搭載した移動体等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various forms. For example, the present invention can be realized in the form of a cooling system, a fuel cell system including the cooling system, a moving body equipped with the fuel cell system, and the like. .
A.第1の実施例:
A1.実施例の構成:
図1は、本発明の第1の実施例としての冷却システム100Aの構成を示す説明図である。本実施例において、冷却システム100Aは、燃料電池車1000に搭載されている。燃料電池車1000は、燃料電池(図示しない)を主電源、2次電池(図示しない)を補助電源として、モータ(図示しない)を駆動し、モータの駆動力によって走行する車両である。図1は、燃料電池車1000を上から見た図であり、車両の前側の一部が記載されている。以下、各部の配置を説明する場合には、車両内の運転者を基準にして「前」「後」「左」「右」という方向を示すものとする。燃料電池車1000には、図1において、破線で示すように、外気を車両内に流入させるための通風孔1020が設けられている。図示するように、走行中は、走行風が、自然に、通風孔1020を介して、車両内に流入する。
A. First embodiment:
A1. Example configuration:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of a
図示するように、冷却システム100Aは、燃料電池ラジエータ10と、冷房用コンデンサ20と、補機類用ラジエータ30と、第1の流路形成部40と、第2の流路形成部50と、連通路形成部60と、ファン70と、を主に備える。燃料電池ラジエータ10は、燃料電池を冷却する冷却水を放熱させるものである。冷房用コンデンサ20は、冷房用の冷媒を凝縮させるものである。冷房用コンデンサ20には、冷媒を気化させるエバポレータ(図示しない)が配管によって接続され、冷房用コンデンサ20とエバポレータとを冷媒が循環し、気化・凝縮を繰り返すことによって、燃料電池車1000の車室内の熱を吸収し、車室外へ放出して車室内の冷房を行なう。
As shown in the figure, the
補機類用ラジエータ30は、燃料電池の発電に用いる補機類、および燃料電池で発電された電力の駆動力への変換に用いる補機類を冷却する冷却水を、放熱させるものである。燃料電池の発電に用いる補機類とは、例えば、水素ポンプ(図示しない)、エアコンプレッサ(図示しない)等であり、駆動力への変換に用いる補機とは、例えば、PCU(パワーコントロールユニット)、モータ(図示しない)等である。
ファン70は、第1の流路形成部40内へ、外気を強制的に導入する樹脂製のファンであり、図示しないモータによって回転駆動される。ファン70は、燃料電池ラジエータ10、冷房用コンデンサ20、補機類用ラジエータ30の温度、および走行風の状態、燃料電池、冷房、補機類の状態等に応じて、その運転、停止等が、PCUの備えるECU(電子制御装置:図示しない)によって、制御されている。
The
第1の流路形成部40は、樹脂製の空洞の部材であり、燃料電池車1000内に流入する外気を、冷房用コンデンサ20、燃料電池ラジエータ10を通過して流通させるための流路を形成する。第1の流路形成部40内には、前方に冷房用コンデンサ20、燃料電池ラジエータ10が、その順に配置され、後方に70が配置されている。
The first flow
第2の流路形成部50は、樹脂製の空洞の部材であり、燃料電池車1000内に流入する外気を、補機類用ラジエータ30を通過して流通させるための流路を形成する。第2の流路形成部50内には、前方に補機類用ラジエータ30が配置されている。
The second flow
第2の流路形成部50の後端の構成について、図2に基づいて説明する。図2は、図1におけるX部を拡大して示す拡大図である。図2では、第2の流路形成部50を左側から見た様子を示している。第2の流路形成部50は、図2に示すように、筒状を成す筒状部52と、筒状部52の後端を閉塞させるラム圧弁54と、を備える。ラム圧弁54は、弁部55と、弁部55を回転させるための軸部56と、を備える。燃料電池車1000が停止している間は、走行風がないため、弁部55は自重により、筒状部52の後端の開口を塞いでいる。燃料電池車1000が走行中は、通風孔1020を介して走行風が筒状部52に流入するため、走行風の圧力(いわゆる、ラム圧)により、弁部55が、軸部56を軸にして回転し(図2に、そのときの弁部55の位置を破線で示す。)筒状部52の後端が開口される。
The configuration of the rear end of the second flow
連通路形成部60は、第1の流路形成部40と第2の流路形成部50とを連通する連通路を形成する樹脂製の部材である。連通路形成部60は、図1に示すように、その一端が、第1の流路形成部40における燃料電池ラジエータ10とファン70との間に接続され、他端が、第2の流路形成部50の補機類用ラジエータ30とラム圧弁54との間に接続されている。なお、第1の流路形成部40、第2の流路形成部50、連通路形成部60は、一体的に形成されている。
The communication
図3は、第2の流路形成部50と連通路形成部60の接続部付近を拡大して示す説明図である。図示するように、連通路形成部60は、第1の流路形成部40と第2の流路形成部50との連通を遮断する遮断部62を備える。図示するように、遮断部62は、第2の流路形成部50と連通路形成部60の接続部分の開口を閉塞する弁部63と、弁部63を回転させる軸部64と、を備える。燃料電池車1000の走行中等、走行風がある場合には、遮断部62は、補機類用ラジエータ30を通過して流通する空気の流れによって、第2の流路形成部50と連通路形成部60との連通を遮断する。
FIG. 3 is an explanatory view showing, in an enlarged manner, the vicinity of the connection portion between the second flow
本実施例における冷房用コンデンサ20または燃料電池ラジエータ10が、請求項における第1の熱交換器に、補機類用ラジエータ30が、請求項における第2の熱交換器に、それぞれ相当する。また、本実施例における連通路形成部60が請求項における第1の連通路形成部に、ラム圧弁54が請求項における開閉部に、それぞれ、相当する。
The cooling
A2.実施例の動作:
次に、本実施例の冷却システム100Aにおける空気の流れについて、図1〜3に基づいて、説明する。燃料電池車1000の停止中、または、低速走行時、上記したように、走行風が第2の流路形成部50内に流入しないため、第2の流路形成部50の備えるラム圧弁54により、第2の流路形成部50の後端が閉塞されている(図1)。そのような場合、ファン70によって、外気が強制的に車両内に吸引されると、外気は、冷房用コンデンサ20、燃料電池ラジエータ10を通過して、第1の流路形成部40内を流通すると共に、補機類用ラジエータ30を通過して、第2の流路形成部50から連通路形成部60を通って第1の流路形成部40に流入して、ファン70によって、第1の流路形成部40の外へ出される。
A2. Example operation:
Next, the air flow in the
このとき、図3(a)に示すように、ファン70によって吸引される空気の流れにより、連通路形成部60が備える遮断部62の、弁部63が軸部64を軸にして回転し、第2の流路形成部50から連通路形成部60への空気の流路が開かれる。すなわち、第1の流路形成部40と第2の流路形成部50とが連通される。
At this time, as shown in FIG. 3A, due to the air flow sucked by the
一方、燃料電池車1000の走行中は、上記したように、走行風が第2の流路形成部50内に流入するため、ラム圧によりラム圧弁54が開いている(図3(b))。そのため、走行風が補機類用ラジエータ30を通過し、第2の流路形成部50内を流通して、第2の流路形成部50から出ていく。このとき、ラム圧により、遮断部62の弁部63が軸部64を軸にして前記と逆に回転し、図3(b)に示すように、連通路形成部60を塞ぐ。
On the other hand, while the
連通路形成部60が塞がれていると、第2の流路形成部50から第1の流路形成部40へ、空気が流入しない。すなわち、ファン70により吸引される外気は、全て、冷房用コンデンサ20、燃料電池ラジエータ10を通過して、第1の流路形成部40に導入されるため、連通路形成部60により第2の流路形成部50と第1の流路形成部40とが連通している場合に比べて、第1の流路形成部40内に導入される風量を増加させることができる。
When the communication
A3.実施例の効果:
本実施例の冷却システム100Aの効果を、従来の冷却システムと比較して説明する。図6、7は、従来の冷却システム100Pの構成を示す説明図である。冷却システム100Pは、第1の実施例と同様に燃料電池車1000に搭載されている。図6は、燃料電池車1000を上から見た図であり、車両の前側の一部が記載されている。図7は、燃料電池車1000を左側から見た図であり、車両の前側の一部が記載されている。
A3. Effects of the embodiment:
The effect of the
従来の冷却システム100Pは、燃料電池ラジエータ10と、冷房用コンデンサ20と、補機類用ラジエータ30と、ファンシュラウド40Pと、ファン70と、を備える。従来の冷却システム100Pの構成のうち、第1の実施例と同一の構成には、同一の符号を付し、その説明を省略する。冷却システム100Pでは、図6に示すように、燃料電池ラジエータ10、冷房用コンデンサ20、補機類用ラジエータ30が車両の前後方向に重ねて配置されている。図7に示すように、補機類用ラジエータ30は、燃料電池ラジエータ10、冷房用コンデンサ20に比べて小さいため、全てが重なってはいないが、一部では、燃料電池ラジエータ10、冷房用コンデンサ20、補機類用ラジエータ30が重なっている。したがって、その部分においては、燃料電池車1000内に流入する外気は、補機類用ラジエータ30を通過する際に、温められ、また、冷房用コンデンサ20を通過する際に温められるため、冷房用コンデンサ20、燃料電池ラジエータ10における放熱効率が低下していた。
The conventional cooling system 100 </ b> P includes a
これに対し、本実施例の冷却システム100Aでは、補機類用ラジエータ30が燃料電池ラジエータ10、冷房用コンデンサ20の横に並べて配置されているため、補機類用ラジエータ30を通過することによる、冷房用コンデンサ20、燃料電池ラジエータ10を通過する空気の温度上昇がない。したがって、放熱効率を向上させることができる。また、第1の流路形成部40と第2の流路形成部50とが、連通路形成部60によって連通されているため、燃料電池車1000の停止中など、走行風が自然に燃料電池車1000内に流入しない場合でも、1つのファンによって、第1の流路形成部40、第2の流路形成部50の両方に、外気を導入することができる。
On the other hand, in the
B.第2の実施例:
B1.実施例の構成:
図4は、本実施例の冷却システム100Bの構成を示す説明図である。冷却システム100Bの構成については、第1の実施例と異なる部分のみを説明し、第1の実施例と同様の構成については、第1の実施例と同じ符号を用い、その説明を省略する。本実施例において、冷却システム100Bは、第1の実施例と同様に、燃料電池車1000に搭載されている。
B. Second embodiment:
B1. Example configuration:
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of the
図4に示すように、本実施例の冷却システム100Bは、冷却システム100Aの構成に加え、さらに、補機類用ラジエータ32と、第3の流路形成部80と、連通路形成部90と、を備える。すなわち、本実施例の冷却システムBは、補機類用ラジエータを、2つ備える。本実施例における補機類用ラジエータ32が、請求項における第3の熱交換器に、連通路形成部90が、請求項における第2の連通路形成部に、それぞれ、相当する。
4, in addition to the configuration of the
第3の流路形成部80は、第2の流路形成部50と同様に、樹脂製の空洞の部材であり、燃料電池車1000内に流入する外気を、補機類用ラジエータ32を通過して流通させるための流路を形成する。第3の流路形成部80内には、第2の流路形成部50と同様に、前方に補機類用ラジエータ32が配置され、後端には、ラム圧弁84を備える。ラム圧弁84の構成は、第2の流路形成部50の備えるラム圧弁54と同様である。
The third flow
連通路形成部90は、第1の流路形成部40と第3の流路形成部80とを連通する連通路を形成する樹脂製の部材である。連通路形成部90は、図4に示すように、その一端が、第1の流路形成部40における燃料電池ラジエータ10とファン70との間に接続され、他端が、第3の流路形成部80の補機類用ラジエータ32とラム圧弁84との間に接続されている。そして、連通路形成部90は、第1の流路形成部40と第3の流路形成部80との連通を遮断する遮断部(図示しない)を備える。連通路形成部90の備える遮断部の構成は、第1の実施例における連通路形成部60の備える遮断部62と同様である。なお、第1の流路形成部40、第2の流路形成部50、連通路形成部60、第3の流路形成部80、連通路形成部90は、一体的に形成されている。
The communication
B2.実施例の動作:
本実施例の冷却システム100Bにおける空気の流れについて、図4に基づいて説明する。第3の流路形成部80の備えるラム圧弁84の動きは、第1の実施例における第2の流路形成部50の備えるラム圧弁54と同様である。燃料電池車1000の停止中、または、低速走行時は、上記したように、走行風が第2の流路形成部50、第3の流路形成部80内に流入しないため、ラム圧弁54により、第2の流路形成部50の後端が閉塞されて、同様に、ラム圧弁84により、第3の流路形成部80の後端が閉塞されている(図4)。そのような場合、ファン70によって、外気が強制的に車両内に吸引されるため、外気は、冷房用コンデンサ20、燃料電池ラジエータ10を通過して、第1の流路形成部40内を流通すると共に、補機類用ラジエータ30を通過して、第2の流路形成部50から連通路形成部60を通って第1の流路形成部40に流入し、また、補機類用ラジエータ32を通過して、第3の流路形成部80から連通路形成部90を通って第1の流路形成部40に流入する。そして、ファン70によって、第1の流路形成部40の外へ出される。
B2. Example operation:
The flow of air in the
このとき、ファン70によって吸引される空気の流れにより、連通路形成部90が備える遮断部が、第1の実施例における遮断部62と同様の動きをして、第2の流路形成部50から連通路形成部90への空気の流路が開かれる。すなわち、第1の流路形成部40と第3の流路形成部80とが連通される。
At this time, due to the air flow sucked by the
一方、燃料電池車1000の走行中は、上記したように、走行風が第2の流路形成部50、第3の流路形成部80内に流入するため、ラム圧によりラム圧弁54、ラム圧弁84が開いている。そのため、走行風が補機類用ラジエータ30を通過し、第2の流路形成部50内を流通して、第2の流路形成部50から出ていく。同様に、走行風が補機類用ラジエータ32を通過し、第3の流路形成部80内を流通して、第3の流路形成部80から出ていく。このとき、第1の実施例と同様に、遮断部62が連通路形成部60を塞ぎ、遮断部が連通路形成部90を塞ぐ。
On the other hand, while the
連通路形成部60、90が塞がれていると、第2の流路形成部50および連通路形成部90から第1の流路形成部40へ、空気が流入しない。すなわち、ファン70により吸引される外気は、全て、冷房用コンデンサ20、燃料電池ラジエータ10を通過して、第1の流路形成部40に導入されるため、連通路形成部60により第2の流路形成部50、第3の流路形成部80と第1の流路形成部40とが連通している場合に比べて、冷房用コンデンサ20および燃料電池ラジエータ10を通過する風量を、増加させることができる。
When the communication
B3.実施例の効果:
本実施例における冷却システム100Bでは、第1の流路形成部40、第2の流路形成部50、第3の流路形成部80を、備えている。また、燃料電池ラジエータ10、冷房用コンデンサ20が、第1の流路形成部40内に配置されており、補機類用ラジエータ30が第2の流路形成部50内に、補機類用ラジエータ32が第3の流路形成部80内に、それぞれ、配置されているため、補機類用ラジエータ30、32が燃料電池ラジエータ10、冷房用コンデンサ20の横に並べて配置されており、燃料電池ラジエータ10、冷房用コンデンサ20、補機類用ラジエータ30、32が、重ねて配置されていないため、補機類用ラジエータ30、32を通過することによる、冷房用コンデンサ20、燃料電池ラジエータ10を通過する空気の温度上昇がない。したがって、第1の実施例と同様に、放熱効率を向上させることができる。
B3. Effects of the embodiment:
The
また、第1の流路形成部40と第2の流路形成部50、第1の流路形成部40と第3の流路形成部80が、それぞれ連通されているため、燃料電池車1000の停止中など、走行風が自然に燃料電池車1000内に流入しない場合でも、1つのファンによって、第1の流路形成部40、第2の流路形成部50、第3の流路形成部80の全てに、外気を導入することができる。
Further, since the first flow
C.第3の実施例:
図5は、本実施例の冷却システム100Cの構成を示す説明図である。冷却システム100Cの構成については、第1の実施例と異なる部分のみを説明し、第1の実施例と同様の構成については、第1の実施例と同じ符号を用い、その説明を省略する。本実施例において、冷却システム100Cは、第1の実施例と同様に、燃料電池車1000に搭載されている。
C. Third embodiment:
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the configuration of the
図5に示すように、本実施例の冷却システム100Cが第1の実施例の冷却システム100Aと異なる点は、ファン70が、第1の流路形成部40内において、冷房用コンデンサ20よりも前側に配置されていること、連通路形成部60が、ファン70と冷房用コンデンサ20の間で第1の流路形成部40に接続されていること、および第2の流路形成部50Cの構成が異なることである。
As shown in FIG. 5, the cooling system 100 </ b> C of the present embodiment is different from the cooling system 100 </ b> A of the first embodiment in that the
第2の流路形成部50Cは、第1の実施例と同様に、樹脂製の空洞の部材であり、燃料電池車1000内に流入する外気を、補機類用ラジエータ30を通過して流通させるための流路を形成する。しかしながら、本実施例における第2の流路形成部50Cは、筒状部の前端を閉塞させるラム圧弁54を備えている。そして、第2の流路形成部50C内には、後方に補機類用ラジエータ30が配置されている。
Similarly to the first embodiment, the second flow path forming portion 50C is a resin hollow member, and circulates outside air flowing into the
本実施例では、ファン70が、第1の流路形成部40内において、冷房用コンデンサ20、燃料電池ラジエータ10よりも前方に配置されているため、ファン70によって、外気を強制的に、第1の流路形成部40内に押し込む。燃料電池車1000が停車中など、ラム圧弁54により第2の流路形成部50の前端が閉塞されている場合には、ファン70によって、外気が強制的に、第1の流路形成部40内に押し込まれると、ファン70の後方は圧力が高いので、連通路形成部60を介して、外気が第2の流路形成部50内に流入し、補機類用ラジエータ30を通過する。したがって、第1の実施例と同様に、1つのファンによって、第1の流路形成部40、第2の流路形成部50の両方に、外気を導入することができるため、コストアップを抑制しつつ、放熱効率を向上させることができる。
In this embodiment, since the
D.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
D. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
(1)上記第1の実施例において、第1の流路形成部40内に、燃料電池ラジエータ10と、冷房用コンデンサ20とを重ねて配置し、連通路形成部60内に補機類用ラジエータ30を配置するものを示したが、熱交換器の配置は、この配置に限定されない。また、熱交換器の個数も、上記した実施例の個数に限定されない。複数の熱交換器を備える冷却システムにおいて、全ての熱交換器を重ねて配置するのではなく、複数のブロックに分けて、配置するようにすればよい。そのような場合には、各ブロックを覆う、流路形成部を形成し、それらの流路形成部を連通路形成部を介して連通させ、全ての流路形成部に連通する流路形成部内に、ファンを備えることにより、上記した実施例と同様の効果を得ることができる。
(1) In the first embodiment, the
(2)また、上記第2の実施例において、燃料電池ラジエータ10と、冷房用コンデンサ20と、補機類用ラジエータ30、32を備えるものを示したが、例えば、第1の実施例と同様に、補機類用ラジエータ32を備えない場合に、冷房用コンデンサ20を、第3の流路形成部80内に配置してもよい。このようにすると、各流路形成部40、50、80内に、それぞれ、一つずつ、熱交換器が配置され、全ての熱交換器が重ならないため、第1の実施例より、さらに、放熱効率を向上させることができる。
(2) In the second embodiment, the
(3)上記第1の実施例において、連通路形成部60が、遮断部62を備えるものを示したが、遮断部62を備えない構成にしてもよい。このようにしても、従来の構成に比べて、放熱効率を上げることができ、1つのファンで、第1の流路形成部40と第2の流路形成部50の両方に空気を流通させることができる。
(3) In the first embodiment, the communication
(4)上記第1の実施例において、ラム圧弁54は、ラム圧により、筒状部52の後端を開口しているが、ラム圧により、開閉させるものに限定されない。例えば、車速が速い場合には、筒状部52の後端を開口させ、車速が遅い(または、停止)場合には、筒状部52の後端を閉塞させるように、制御される開閉部を備えるようにしてもよい。このようにしても、上記した実施例と同様の効果を得ることができる。
(4) In the first embodiment, the
(5)また、上記第1の実施例において、遮断部62は、第2の流路形成部50内の空気の流れにより、連通路形成部60を開閉させるものを示したが、車速に応じて開閉させるように制御するようにしてもよい。ファン70により、第2の流路形成部50内に空気を流通させる必要がある場合には、第1の流路形成部40と第2の流路形成部50とが連通され、必要がないときには、その連通を遮断するようにすればよい。
(5) Moreover, in the said 1st Example, although the interruption | blocking
(6)上記した第1の実施例において、冷却システム100Aが燃料電池車1000に搭載される場合を例示したが、ガソリンエンジン車等の他の動力源を搭載する車両、さらに、列車、船舶、航空機等、種々の移動体に搭載されるものでもよい。そのような移動体に搭載される冷却システムであっても、同様の効果を得ることができる。
(6) In the first embodiment described above, the case where the
(7)上記した第3の実施例において、ファン70が、第1の流路形成部40内において、冷房用コンデンサ20よりも前側に配置されている構成の冷却システム100Cを示したが、ファン70が、第1の流路形成部40内において、冷房用コンデンサ20よりも前側に配置されている場合に、第2の流路形成部の構成および連通路形成部60の配置を、例えば、図8に示すようにしてもよい。図8は、第3の実施例の変形例の冷却システム100Dの構成を示す説明図である。変形例の冷却システム100Dは、第3の実施例における第2の流路形成部50Cの代わりに、第1の実施例における第2の流路形成部50を用い、連通路形成部60が、燃料電池ラジエータ10の後ろ側で第1の流路形成部40に接続されている。すなわち、第2の流路形成部50は、筒状部の後端を閉塞させるラム圧弁54を備えており、補機類用ラジエータ30は、第2の流路形成部50内の前方に配置されている。
(7) In the third embodiment described above, the
このようにすると、ファン70が、第1の流路形成部40内において、冷房用コンデンサ20、燃料電池ラジエータ10よりも前方に配置されているため、ファン70によって、外気を強制的に、第1の流路形成部40内に押し込む。燃料電池車1000が停車中など、ラム圧弁54により第2の流路形成部50の後端が閉塞されている場合には、ファン70によって、外気が強制的に、第1の流路形成部40内に押し込まれると、第1の流路形成部40内の燃料電池ラジエータ10よりも後ろ側が負圧になるため、外気が補機類用ラジエータ30を通過し、連通路形成部60を介して、第1の流路形成部40に流入する。したがって、第3の実施例と同様に、1つのファンによって、第1の流路形成部40、第2の流路形成部50の両方に、外気を導入することができるため、第3の実施例と同様の効果を得ることができる。
In this way, since the
10…燃料電池ラジエータ
20…冷房用コンデンサ
30…補機類用ラジエータ
32…補機類用ラジエータ
40…流路形成部
40…第1の流路形成部
40P…ファンシュラウド
50、50C…第2の流路形成部
52…筒状部
54…ラム圧弁
55…弁部
56…軸部
60…連通路形成部
62…遮断部
63…弁部
64…軸部
70…ファン
80…第3の流路形成部
84…ラム圧弁
90…連通路形成部
100A、100B、100C、100D、100P…冷却システム
1000…燃料電池車
1020…通風孔
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記移動体内に流入する空気を、前記第1の熱交換器を通過して流通させる第1の流路形成部と、
前記移動体内に流入する空気を、前記第2の熱交換器を通過して流通させる第2の流路形成部と、
前記第1の流路形成部内に、前記移動体外の空気を強制的に流入させるファンと、
前記第1の流路形成部と、前記第2の流路形成部と、を連通する第1の連通路形成部と、
を備え、
前記第2の流路形成部は、
前記第2の流路形成部の開口を開閉する第1の開閉部を備え、
前記第1の連通路形成部は、
一端が、前記第2の流路形成部の、前記第2の熱交換器と前記第1の開閉部との間に接続されると共に、他端が、前記第1の流路形成部の、前記第1の熱交換器よりも前記第1の流路形成部内を流通する空気の流れの下流に接続されていることを特徴とする冷却システム。 A cooling system for a moving body comprising at least a first heat exchanger and a second heat exchanger,
A first flow path forming section for flowing air flowing into the moving body through the first heat exchanger;
A second flow path forming section for flowing air flowing into the movable body through the second heat exchanger;
A fan that forcibly flows air outside the moving body into the first flow path forming unit;
A first communication path forming section that communicates the first flow path forming section and the second flow path forming section;
With
The second flow path forming part is
A first opening / closing portion for opening / closing the opening of the second flow path forming portion;
The first communication path forming part is
One end of the second flow path forming unit is connected between the second heat exchanger and the first opening / closing unit, and the other end of the first flow path forming unit is A cooling system, wherein the cooling system is connected to a downstream of a flow of air flowing through the first flow path forming unit rather than the first heat exchanger.
前記ファンは、
前記第1の流路形成部内において、前記第1の連通路形成部の前記他端が接続されている箇所よりも、前記空気の流れの下流に配置されると共に、
前記第2の流路形成部内において、
前記第2の熱交換器は、前記第1の開閉部よりも前記第2の流路形成部内を流通する空気の流れの上流に配置されることを特徴とする冷却システム。 The cooling system of claim 1, wherein
The fan is
In the first flow path forming part, the first flow path forming part is disposed downstream of the air flow rather than the place where the other end of the first communication path forming part is connected,
In the second flow path forming part,
The cooling system according to claim 1, wherein the second heat exchanger is arranged upstream of a flow of air flowing through the second flow path forming unit with respect to the first opening / closing unit.
前記開閉部は、
前記移動体の外部から前記第2の流路形成部内に流入する空気の圧力により、前記第2の流路形成部を開口させる、ラム圧弁であることを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to claim 1 or 2,
The opening / closing part is
The cooling system according to claim 1, wherein the cooling system is a ram pressure valve that opens the second flow path forming portion by the pressure of air flowing into the second flow path forming portion from the outside of the moving body.
前記第1の連通路形成部は、
前記第2の流路形成部が開口している場合には、前記第1の流路形成部と前記第2の流路形成部との連通を遮断する遮断部を備えることを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to any one of claims 1 to 3,
The first communication path forming part is
A cooling unit comprising a blocking unit that blocks communication between the first channel forming unit and the second channel forming unit when the second channel forming unit is open. system.
前記移動体は、
燃料電池および前記燃料電池用の補機類を備え、
前記第1の熱交換器は、前記燃料電池用の熱交換器であり、
前記第2の熱交換器は、前記補機類用の熱交換器であることを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to any one of claims 1 to 4,
The moving body is
A fuel cell and auxiliary equipment for the fuel cell;
The first heat exchanger is a heat exchanger for the fuel cell;
The cooling system, wherein the second heat exchanger is a heat exchanger for the auxiliary machinery.
第3の熱交換器をさらに備え、
前記第3の熱交換器は、前記第1の流路形成部内に配置されることを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to any one of claims 1 to 5,
Further comprising a third heat exchanger;
The cooling system, wherein the third heat exchanger is disposed in the first flow path forming unit.
前記移動体は、冷房システムを備え、
前記第3の熱交換器は、前記冷房システム用の熱交換器であることを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to claim 6.
The mobile body includes a cooling system,
The cooling system according to claim 3, wherein the third heat exchanger is a heat exchanger for the cooling system.
第3の熱交換器と、
前記移動体内に流入する空気を、前記第3の熱交換器を通過して流通させる第3の流路形成部と、
前記第1の流路形成部と、前記第3の流路形成部と、を連通する第2の連通路形成部と、
をさらに備え、
前記第3の流路形成部は、
前記第3の流路形成部の開口を開閉する第2の開閉部を備え、
前記第3の流路形成部内において、
前記第2の連通路形成部は、
一端が、前記第3の流路形成部の、前記第3の熱交換器と前記第2の開閉部との間に接続されると共に、他端が、前記第1の流路形成部の、前記第1の熱交換器よりも前記第1の流路形成部内を流通する空気の流れの下流に接続されていることを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to any one of claims 1 to 5,
A third heat exchanger;
A third flow path forming part for circulating the air flowing into the moving body through the third heat exchanger;
A second communication path forming section that communicates the first flow path forming section and the third flow path forming section;
Further comprising
The third flow path forming part is
A second opening / closing portion for opening / closing the opening of the third flow path forming portion;
In the third flow path forming part,
The second communication path forming part is
One end of the third flow path forming unit is connected between the third heat exchanger and the second opening / closing unit, and the other end of the first flow path forming unit is A cooling system, wherein the cooling system is connected to a downstream of a flow of air flowing through the first flow path forming unit rather than the first heat exchanger.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
JP2013503067A (en) * | 2009-08-29 | 2013-01-31 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | Vehicle comprising at least one cooling circuit for cooling a fuel cell system |
-
2007
- 2007-11-19 JP JP2007299760A patent/JP2009126191A/en active Pending
Cited By (2)
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JP2013503067A (en) * | 2009-08-29 | 2013-01-31 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | Vehicle comprising at least one cooling circuit for cooling a fuel cell system |
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