JP2009127888A - Heat exchanger and engine - Google Patents

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Akira Michikawauchi
亮 道川内
Hideo Kobayashi
日出夫 小林
Toshihisa Sugiyama
敏久 杉山
Morihiko Hoshina
守彦 保科
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To keep a fluid after heat exchange at a proper temperature, regardless of a state of the introduced fluid. <P>SOLUTION: This heat exchanger 1 includes a plurality of tubular bodies 2 disposed in parallel with each other, an inlet-side tank 3 and an outlet-side tank 4 communicated by the plurality of tubular bodies 2, a first solenoid valve 5 and a second solenoid valve 6 changing use regions of the tubular bodies 2, and an ECU 7 controlling opening/closing states of the first solenoid valve 5 and the second solenoid valve 6 on the basis of the information on flow rate, pressure and temperature of the first fluid flowing into the inlet-side tank 3. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、低温流体と高温流体との熱交換を行う熱交換器及び当該熱交換器を備えるエンジンに関する。   The present invention relates to a heat exchanger that performs heat exchange between a low-temperature fluid and a high-temperature fluid, and an engine including the heat exchanger.

従来、エンジンの冷却装置では、ラジエータで冷却された液体冷媒がウォータポンプにより圧送され、ウォータジャケット内を循環してエンジン各部を冷却する強制循環方式が採用されている。このような冷却方式とは異なる冷却方式として、供給された冷媒の蒸発により冷却部位を冷却するものが特許文献1に開示されている。このような冷媒の蒸発による冷却方式は冷媒が蒸発する際の潜熱を利用するので、冷却部位と冷媒との間の熱交換量が強制循環方式に比べて極めて多く、より少ない冷媒量で同等の冷却効果が得られる。   2. Description of the Related Art Conventionally, an engine cooling device employs a forced circulation system in which liquid refrigerant cooled by a radiator is pumped by a water pump and circulated in a water jacket to cool each part of the engine. As a cooling method different from such a cooling method, Patent Document 1 discloses a method of cooling a cooling part by evaporation of supplied refrigerant. Since such a cooling method by evaporation of the refrigerant uses latent heat when the refrigerant evaporates, the amount of heat exchange between the cooling part and the refrigerant is much larger than that of the forced circulation method, and the same amount of refrigerant can be obtained with a smaller amount of refrigerant. A cooling effect is obtained.

ところで、このような冷却装置には、蒸発した冷媒を凝縮し液化する凝縮器が備えられている。このような凝縮器の容量が小さい場合、冷媒からの放熱量は減少し、凝縮器の容量が大きい場合、冷媒からの放熱量が増加する。すなわち、冷媒からの放熱量は凝縮器の容量に依存する。このため、冷媒から放熱される熱量が凝縮器の放熱量に適する場合、このような凝縮器は良好な冷却状態を維持することができる。ところが、冷媒の温度はエンジンの運転状態により様々に変化するため、冷媒から放熱させる熱量は一定ではない。このため、放熱量が一定の凝縮器では、冷媒の過剰な冷却や冷却不足を生じることがある。   By the way, such a cooling device is provided with a condenser that condenses and liquefies the evaporated refrigerant. When the capacity of such a condenser is small, the amount of heat released from the refrigerant decreases, and when the capacity of the condenser is large, the amount of heat released from the refrigerant increases. That is, the amount of heat released from the refrigerant depends on the capacity of the condenser. For this reason, when the amount of heat radiated from the refrigerant is suitable for the amount of heat released from the condenser, such a condenser can maintain a good cooling state. However, since the temperature of the refrigerant varies depending on the operating state of the engine, the amount of heat radiated from the refrigerant is not constant. For this reason, in a condenser with a constant heat radiation amount, the refrigerant may be excessively cooled or insufficiently cooled.

このような課題を解決する沸騰冷却装置が特許文献2に開示されている。特許文献2に開示された沸騰冷却装置は、凝縮器とは別に放熱器を備え、ウォータジャケット内の冷媒温度が適正値を超える場合には、冷却水の一部をこの放熱器へ供給する。このような沸騰冷却装置では、凝縮器の容量設定が可能であり、凝縮器の能力を過不足なく使用することを目的としている。   A boiling cooling device that solves such a problem is disclosed in Patent Document 2. The boiling cooling device disclosed in Patent Document 2 includes a radiator separately from the condenser, and supplies a part of the cooling water to the radiator when the refrigerant temperature in the water jacket exceeds an appropriate value. In such a boiling cooling device, the capacity of the condenser can be set, and the purpose is to use the capacity of the condenser without excess or deficiency.

実開昭57−18714号公報Japanese Utility Model Publication No. 57-18714 実公平3−24827号公報Japanese Utility Model Publication No. 3-24827

ところで、蒸発によりエンジンを冷却する冷却方式は、冷媒が蒸発する際の潜熱を利用するため、エンジン本体から吸熱し蒸発することのできる状態の冷媒をウォータジャケット内へ供給することが必要である。しかしながら、特許文献2の沸騰冷却装置では、放熱器へ冷媒を導入する場合、放熱器により冷却された冷媒の温度の情報は考慮していないため、蒸発に適した温度以下の冷媒がウォータジャケット内へ供給されることが考えられる。また、上述の通り、冷媒の蒸発によりエンジンを冷却する方式では、冷却に使用される冷媒が凝縮器の容積に対して少量である。このように、凝縮器の容積に対し流通する冷媒が少量であると、冷媒が受ける表面張力の影響が大きくなり、冷媒が凝縮器内に滞留してしまうことがある。これにより、冷媒の循環が滞ることが考えられる。   By the way, since the cooling system that cools the engine by evaporation uses latent heat when the refrigerant evaporates, it is necessary to supply the refrigerant that can absorb heat and evaporate from the engine body into the water jacket. However, in the boiling cooling device of Patent Document 2, when the refrigerant is introduced into the radiator, information on the temperature of the refrigerant cooled by the radiator is not considered, so that the refrigerant having a temperature not more than suitable for evaporation is contained in the water jacket. It is possible to be supplied to. Further, as described above, in the method of cooling the engine by evaporation of the refrigerant, the amount of refrigerant used for cooling is small with respect to the volume of the condenser. As described above, when the amount of the refrigerant flowing through the condenser is small, the influence of the surface tension received by the refrigerant becomes large, and the refrigerant may stay in the condenser. Thereby, it is considered that the circulation of the refrigerant is delayed.

また、特許文献2の沸騰冷却装置のように、凝縮器とは異なる放熱器を備えると、ウォータジャケット、放熱器等を接続する冷却水の通路の構成が必要になり、エンジン内部が煩雑になるとともに、生産コストが増加する。   In addition, when a radiator different from the condenser is provided as in the boiling cooling device of Patent Document 2, a configuration of a cooling water passage for connecting a water jacket, a radiator and the like is necessary, and the inside of the engine becomes complicated. At the same time, production costs increase.

そこで、本発明は、導入される流体の状態に関わらず、熱交換後の流体の温度を適温に維持することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to maintain the temperature of the fluid after heat exchange at an appropriate temperature regardless of the state of the introduced fluid.

かかる課題を解決する本発明の熱交換器は、第一の流体と第二の流体との間で熱交換を行う熱交換部と、当該熱交換部の使用領域を増減させる制御手段と、を備えたことを特徴とする(請求項1)。このような構成とすることにより、熱交換器は、その時々の第一の流体に必要な熱交換量に応じて、熱交換能力を変化させることができる。例えば、第一の流体がエンジンを冷却する冷媒であるとき、熱交換器は熱交換部の使用領域を変化させることにより、その時々の冷媒に必要な放熱量に応じた冷却能力を発揮することができる。これにより、熱交換器は、冷媒がエンジンの冷却に適した温度となるように冷媒を冷却することができる。また、熱交換部の使用領域を流体の流量に適合させることにより、流体の滞留による循環不良を抑制することができる。   The heat exchanger of the present invention that solves such a problem includes a heat exchange unit that exchanges heat between the first fluid and the second fluid, and a control unit that increases or decreases the use area of the heat exchange unit. (Claim 1). By setting it as such a structure, the heat exchanger can change the heat exchange capability according to the heat exchange amount required for the 1st fluid at that time. For example, when the first fluid is a refrigerant that cools the engine, the heat exchanger can change the usage area of the heat exchange unit to exhibit a cooling capacity corresponding to the amount of heat release required for the refrigerant at that time. Can do. Thereby, the heat exchanger can cool the refrigerant so that the refrigerant has a temperature suitable for cooling the engine. In addition, by adapting the use area of the heat exchange unit to the flow rate of the fluid, poor circulation due to fluid retention can be suppressed.

このような熱交換器において、前記熱交換部は、並列配置され、前記第一の流体が流通する複数の第一流体流通部と、前記第一の流体を前記第一流体流通部へ導入する流体導入部と、を備え、前記制御手段は、前記流体導入部内に配置された開閉弁とした構成とすることができる(請求項2)。このような構成とすることにより、並列した熱交換部の一部にだけ第一の流体を通過させることができる。すなわち、熱交換部の一部を使用領域とすることができる。第一の流体が通過する熱交換部のみ熱交換に使用される。これにより、熱交換器の冷却能力を制御することができる。このような熱交換部は、内部に第一の流体が存在し、外部に第二の流体が存在するように形成された管体、板体などから構成することができる。   In such a heat exchanger, the heat exchange part is arranged in parallel, and introduces the plurality of first fluid circulation parts through which the first fluid flows, and the first fluid into the first fluid circulation part. A fluid introduction part, and the control means may be an on-off valve disposed in the fluid introduction part (claim 2). By setting it as such a structure, a 1st fluid can be allowed to pass through only a part of parallel heat exchange part. That is, a part of the heat exchange part can be used. Only the heat exchange section through which the first fluid passes is used for heat exchange. Thereby, the cooling capacity of the heat exchanger can be controlled. Such a heat exchange part can be comprised from the pipe | tube body, plate body, etc. which were formed so that a 1st fluid might exist inside and a 2nd fluid might exist outside.

さらに、このような熱交換器において、前記熱交換部は、並列配置され、前記第一の流体が流通する複数の第一流体流通部と、前記第一の流体を前記第一流体流通部へ導入する流体導入部と、を備え、前記制御手段は、前記流体導入部内に配置された電磁弁を備え、前記流体導入部内へ流入する第一の流体の流量、圧力、温度の情報の少なくとも一つに基づいて、前記電磁弁の開閉状態を切替える構成とすることができる(請求項3)。このような構成とすることにより、熱交換器に流入する第一の流体を目標の温度とするために必要な熱交換量を算出し、算出された熱交換量となるように熱交換部の使用領域を制御することができる。これにより、熱交換器は、熱交換後の第一の流体を目標の温度とする制御をすることができる。   Furthermore, in such a heat exchanger, the heat exchange part is arranged in parallel, and a plurality of first fluid circulation parts through which the first fluid circulates, and the first fluid to the first fluid circulation part. A fluid introduction part to be introduced, wherein the control means comprises an electromagnetic valve disposed in the fluid introduction part, and at least one of information on the flow rate, pressure, and temperature of the first fluid flowing into the fluid introduction part. The electromagnetic valve can be configured to switch the open / closed state of the electromagnetic valve based on the above (claim 3). By adopting such a configuration, the amount of heat exchange necessary for setting the first fluid flowing into the heat exchanger to the target temperature is calculated, and the heat exchange unit is configured so as to obtain the calculated heat exchange amount. The use area can be controlled. Thereby, the heat exchanger can perform control which makes the 1st fluid after heat exchange the target temperature.

また、本発明の熱交換器において、前記熱交換部は、内部に第一の流体が存在し、外部に第二の流体が存在する管体とし、前記制御手段は、前記管体内に配置され、当該管体に存在する第一の流体の温度情報に基づいて第一の流体の流通経路を切替える切替弁とした構成とすることができる(請求項4)。このような構成とすることにより、管体の一部にだけ冷媒を通過させることができる。すなわち、熱交換器は、熱交換部の一部を使用領域とすることができる。   Further, in the heat exchanger according to the present invention, the heat exchanging section is a tubular body in which the first fluid is present and the second fluid is present outside, and the control means is disposed in the tubular body. The switching valve can be configured to switch the flow path of the first fluid based on the temperature information of the first fluid existing in the tubular body (claim 4). By setting it as such a structure, a refrigerant | coolant can be allowed to pass through only a part of tubular body. That is, in the heat exchanger, a part of the heat exchange part can be used.

さらに、本発明のエンジンは、上記の本発明の熱交換器と、エンジン内に形成され、第一の流体が流通するとともに、エンジンの廃熱により第一の流体が蒸発する蒸発部と、を備え、前記熱交換器は、前記蒸発部で蒸発した前記第一の流体を第二の流体との熱交換により液化することを特徴とする(請求項5)。このような構成とすることにより、エンジンの運転状態に関わらず、エンジン内に供給する冷媒の温度を、エンジンを冷却に適した温度とすることができる。熱交換器はエンジン内に供給する冷媒を、エンジンを冷却するのに適切な温度へ冷却する。これにより、冷媒がエンジン内部で蒸発し、エンジン内部を運転に適した温度へ冷却する。このように、本発明の熱交換器を備えたエンジンは、適温に維持される。   Furthermore, an engine of the present invention includes the heat exchanger of the present invention described above, and an evaporation section that is formed in the engine and in which the first fluid flows and the first fluid evaporates due to the waste heat of the engine. And the heat exchanger liquefies the first fluid evaporated in the evaporation section by heat exchange with a second fluid (Claim 5). By setting it as such a structure, the temperature of the refrigerant | coolant supplied in an engine can be made into the temperature suitable for engine cooling irrespective of the driving | running state of an engine. The heat exchanger cools the refrigerant supplied into the engine to a temperature suitable for cooling the engine. Thereby, the refrigerant evaporates inside the engine, and cools the inside of the engine to a temperature suitable for operation. Thus, the engine provided with the heat exchanger of the present invention is maintained at an appropriate temperature.

本発明の熱交換器は、熱交換後の流体の温度を適温に維持することができる。   The heat exchanger of the present invention can maintain the temperature of the fluid after heat exchange at an appropriate temperature.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の実施例1について図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施例の熱交換器1の概略構成を示した説明図である。熱交換器1は、高温の冷媒をエアと熱交換させて冷却する装置である。熱交換器1は、複数の管体2と入口側タンク3と出口側タンク4とを備えている。   Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a heat exchanger 1 of the present embodiment. The heat exchanger 1 is a device that cools a high-temperature refrigerant by exchanging heat with air. The heat exchanger 1 includes a plurality of tubular bodies 2, an inlet side tank 3, and an outlet side tank 4.

管体2は本発明の第一流体流通部に相当する。複数の管体2は平行に配置され、それぞれ、入口側タンク3と出口側タンク4とを並列に連通している。管体2の内部は、本発明の第一の流体に相当する冷媒が流通する。冷媒は、入口側タンク3から管体2を通過し、出口側タンク4へ流通する。また、隣り合う管体2の間にはコルゲートフィン(図示しない)が配置されている。このようなコルゲートフィンの隙間、すなわち、管体2の外部を本発明の第二の流体に相当するエアが通過する。これにより、冷媒とエアは管体2を介して熱交換する。   The tube body 2 corresponds to the first fluid circulation part of the present invention. The plurality of pipe bodies 2 are arranged in parallel, and each communicates the inlet side tank 3 and the outlet side tank 4 in parallel. A refrigerant corresponding to the first fluid of the present invention flows through the inside of the tube body 2. The refrigerant passes through the pipe body 2 from the inlet side tank 3 and flows to the outlet side tank 4. Further, corrugated fins (not shown) are disposed between the adjacent tube bodies 2. Air corresponding to the second fluid of the present invention passes through the gap between the corrugated fins, that is, the outside of the tube body 2. Thereby, the refrigerant and air exchange heat through the tube body 2.

入口側タンク3は、本発明の流体導入部に相当する。入口側タンク3内には、第一電磁弁5、第二電磁弁6が備えられている。また、第一電磁弁5は第二電磁弁6よりも入口側タンク3の導入部3a側に配置されている。第一電磁弁5、第二電磁弁6は、ECU(Electronic Control Unit)7と電気的に接続されており、ECU7の信号に基づいて、開閉状態が変更する。第一電磁弁5、第二電磁弁6が開弁状態である場合、入口側タンク3内全体へ冷媒が行きわたることができる。この場合、冷媒は、全ての管体2へ流入することができる。一方、第一電磁弁5が閉弁状態となる場合、入口側タンク3内の導入部3aから第一電磁弁5までの間を冷媒が流通することができる。第二電磁弁6が閉弁状態となる場合、入口側タンク3内の導入部3aから第二電磁弁6までの間を冷媒が流通することができる。これらの電磁弁の開閉状態に応じて、冷媒が流通する管体2と流通しない管体2とが生じる。すなわち、冷媒の熱交換部の使用領域が変更される。このような第一電磁弁5及び第二電磁弁6は本発明の開閉弁に相当する。   The inlet side tank 3 corresponds to the fluid introduction part of the present invention. A first electromagnetic valve 5 and a second electromagnetic valve 6 are provided in the inlet side tank 3. The first solenoid valve 5 is disposed closer to the inlet 3 a side of the inlet side tank 3 than the second solenoid valve 6. The first solenoid valve 5 and the second solenoid valve 6 are electrically connected to an ECU (Electronic Control Unit) 7, and the open / close state is changed based on a signal from the ECU 7. When the first electromagnetic valve 5 and the second electromagnetic valve 6 are in the open state, the refrigerant can reach the entire inlet side tank 3. In this case, the refrigerant can flow into all the pipe bodies 2. On the other hand, when the first electromagnetic valve 5 is in the closed state, the refrigerant can flow between the introduction part 3 a in the inlet side tank 3 and the first electromagnetic valve 5. When the second electromagnetic valve 6 is in a closed state, the refrigerant can flow between the introduction portion 3a in the inlet side tank 3 and the second electromagnetic valve 6. Depending on the open / closed state of these solenoid valves, a pipe body 2 through which refrigerant flows and a pipe body 2 through which refrigerant does not flow are generated. That is, the use area of the heat exchange part of the refrigerant is changed. Such first electromagnetic valve 5 and second electromagnetic valve 6 correspond to the on-off valve of the present invention.

さらに、入口側タンク3内には、入口側タンク3内へ流入する冷媒の状態に関する情報を取得する流量センサ8、圧力センサ9、温度センサ10が備えられている。これらのセンサはそれぞれECU7と電気的に接続されている。ECU7は、これらのセンサから取得される入口側タンク3内に流入した冷媒の流量及び圧力及び温度の情報に基づいて、第一電磁弁5及び第二電磁弁6の開閉状態を決定する。なお、図1は、第一電磁弁5が開弁状態、第二電磁弁6が閉弁状態の様子を示している。   Further, the inlet side tank 3 is provided with a flow rate sensor 8, a pressure sensor 9, and a temperature sensor 10 that acquire information on the state of the refrigerant flowing into the inlet side tank 3. Each of these sensors is electrically connected to the ECU 7. The ECU 7 determines the open / close state of the first electromagnetic valve 5 and the second electromagnetic valve 6 based on the information on the flow rate, pressure, and temperature of the refrigerant flowing into the inlet side tank 3 acquired from these sensors. FIG. 1 shows a state in which the first electromagnetic valve 5 is in an open state and the second electromagnetic valve 6 is in a closed state.

このような構成を有する熱交換器1には、過熱蒸気状態、飽和蒸気状態、液相状態のうちのいずれかの状態、又は、複数の状態が混合した状態の冷媒が導入される。また、熱交換器1は、出口側タンク4の導出部4aから導出される冷媒を液相の状態とし、冷媒の温度が目標温度Tとなるように冷却する。 The heat exchanger 1 having such a configuration introduces a refrigerant in a superheated steam state, a saturated steam state, a liquid phase state, or a state in which a plurality of states are mixed. Further, the heat exchanger 1 changes the refrigerant led out from the outlet 4a of the outlet side tank 4 to a liquid phase and cools the refrigerant so that the refrigerant reaches the target temperature Tt .

次に、ECU7が行う第一電磁弁5、第二電磁弁6の制御について詳細に説明する。図2はECU7が行う制御の一例を示すフローである。   Next, the control of the first solenoid valve 5 and the second solenoid valve 6 performed by the ECU 7 will be described in detail. FIG. 2 is a flowchart showing an example of control performed by the ECU 7.

ECU7はステップS1で流量センサ8、圧力センサ9、温度センサ10から入口側タンク3内へ流入する冷媒の圧力P、温度T、流量Vの各情報を取得する。次に、ECU7は、ステップS2で冷媒が過熱蒸気か否かを判断する。冷媒が過熱蒸気状態、飽和蒸気状態、液相状態のうちのいずれかの状態であるかは、ステップS1で取得した圧力Pと温度Tの情報から算出される。図3は、冷媒の飽和蒸気圧曲線を示した説明図である。図3中に示した実線は飽和蒸気圧曲線を示している。圧力Pと温度Tとの情報が図3中の気相の領域にプロットされる場合、冷媒は主に過熱蒸気の状態である。ECU7はこのような冷媒の飽和蒸気における圧力と温度の関係に基づいて、冷媒の状態を判断する。ステップS2でECU7がYESと判断する場合、すなわち、冷媒が過熱蒸気であると判断された場合、ステップS3へ進む。   In step S1, the ECU 7 acquires information on the pressure P, temperature T, and flow rate V of the refrigerant flowing into the inlet side tank 3 from the flow sensor 8, the pressure sensor 9, and the temperature sensor 10. Next, the ECU 7 determines whether or not the refrigerant is superheated steam in step S2. Whether the refrigerant is in a superheated steam state, a saturated steam state, or a liquid phase state is calculated from the information on the pressure P and the temperature T acquired in step S1. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a saturated vapor pressure curve of the refrigerant. The solid line shown in FIG. 3 shows a saturated vapor pressure curve. When the information on the pressure P and the temperature T is plotted in the gas phase region in FIG. 3, the refrigerant is mainly in a superheated steam state. ECU7 judges the state of a refrigerant | coolant based on the relationship between the pressure in the saturated vapor | steam of such a refrigerant | coolant, and temperature. When the ECU 7 determines YES in step S2, that is, when it is determined that the refrigerant is superheated steam, the process proceeds to step S3.

ECU7はステップS3で冷媒を目標温度Tまで冷却するために必要な放熱量Qを算出する。ここで、熱量Qは以下の式で示される。 In step S3, the ECU 7 calculates a heat release amount Q necessary for cooling the refrigerant to the target temperature Tt . Here, the heat quantity Q is represented by the following equation.

Q=Q+Q+Q (1)
=m・C・Δt (2)
=m・C (3)
=m・C・Δt (4)

:冷媒の質量
:気相冷媒の定圧比熱
:冷媒の気相液相間の潜熱
:液相冷媒の比熱
Δt:過熱蒸気の温度と飽和蒸気温度との温度差
Δt:目標温度と飽和液温度との温度差
Q = Q a + Q b + Q c (1)
Q a = m · C a · Δt a (2)
Q b = m · C b (3)
Q c = m · C c · Δt c (4)

m : Mass of refrigerant
C a : constant pressure specific heat of gas-phase refrigerant
C b : latent heat between gas phase and liquid phase of refrigerant
C c : Specific heat of liquid phase refrigerant
Δt a : temperature difference between superheated steam temperature and saturated steam temperature Δt c : temperature difference between target temperature and saturated liquid temperature

式(2)のQは、過熱蒸気を飽和蒸気とするために冷媒が放熱する熱量を示している。式(3)のQは、気相の飽和蒸気を液相の飽和液へ状態変化させる際に冷媒が放熱する熱量を示している。また、式(4)のQは、飽和液温度の液相冷媒を目標温度の液相冷媒とするために冷媒が放熱する熱量を示している。すなわち、式(1)に示すように、過熱蒸気の状態の冷媒を目標温度Tの液相冷媒とするために必要な放熱量は、Q、Q、Qの合計となる。図4は、これらの熱量を飽和蒸気圧曲線と対応させて示した説明図である。過熱蒸気は飽和蒸気となるためにQの熱量を放熱し、飽和蒸気から飽和液への状態変化にQの熱量を放熱し、目標の温度となるために、Qの熱量を放熱する。ECU7は、ステップS3で放熱量Qを算出すると、ステップS7へ進む。 Q a in equation (2) indicates the amount of heat that the refrigerant dissipates to make the superheated steam saturated steam. Q b in the equation (3) indicates the amount of heat that the refrigerant dissipates when changing the state of the vapor phase saturated vapor to the liquid phase saturated solution. Further, Q c in the equation (4) indicates the amount of heat that the refrigerant dissipates so that the liquid refrigerant at the saturated liquid temperature becomes the liquid refrigerant at the target temperature. That is, as shown in the equation (1), the amount of heat release required for the refrigerant in the superheated steam state to be the liquid phase refrigerant at the target temperature T t is the sum of Q a , Q b , and Q c . FIG. 4 is an explanatory diagram showing these amounts of heat in correspondence with saturated vapor pressure curves. Superheated steam to dissipate heat of Q a to a saturated vapor, dissipates heat of Q b to a state change from a saturated vapor to saturated liquid, to become the target temperature, radiating heat of Q c . After calculating the heat dissipation amount Q in step S3, the ECU 7 proceeds to step S7.

ところで、ECU7がステップS2でNOと判断する場合、すなわち、冷媒が過熱蒸気でないと判断された場合、ステップS4へ進む。   By the way, when the ECU 7 determines NO in step S2, that is, when it is determined that the refrigerant is not superheated steam, the process proceeds to step S4.

ECU7はステップS4で冷媒が飽和蒸気か否かを判断する。ここでは、ステップS2同様、冷媒の状態はステップS1で取得した圧力Pと温度Tの情報から算出される。圧力Pと温度Tの情報が図3中の飽和蒸気圧曲線上にプロットされる場合、冷媒は飽和蒸気である。ステップS4でECU7がYESと判断する場合、すなわち、冷媒が飽和蒸気である場合、ステップS5へ進む。   The ECU 7 determines whether or not the refrigerant is saturated steam in step S4. Here, as in step S2, the state of the refrigerant is calculated from information on the pressure P and temperature T acquired in step S1. When the information on the pressure P and the temperature T is plotted on the saturated vapor pressure curve in FIG. 3, the refrigerant is saturated steam. When the ECU 7 determines YES in step S4, that is, when the refrigerant is saturated steam, the process proceeds to step S5.

ECU7はステップS5で冷媒を目標温度Tまで冷却するために必要な放熱量Qを算出する。ここで、放熱量Qは以下の式で示される。 In step S5, the ECU 7 calculates a heat release amount Q necessary for cooling the refrigerant to the target temperature Tt . Here, the heat dissipation amount Q is represented by the following equation.

=Q+Q (4)
=m・C (2)
=m・C・Δt (3)

:冷媒の質量
:冷媒の気相液相間の潜熱
:液相冷媒の比熱
Δt:目標温度と飽和液温度との温度差
Q = Q b + Q c (4)
Q b = m · C b (2)
Q c = m · C c · Δt c (3)

m : Mass of refrigerant
C b : latent heat between gas phase and liquid phase of refrigerant
C c : Specific heat of liquid phase refrigerant
Δt c : temperature difference between target temperature and saturated liquid temperature

式(2)のQは、気相の飽和蒸気を液相の飽和液へ状態変化する際に冷媒が放熱する熱量を示し、式(3)のQは、飽和液温度の液相冷媒を目標温度の液相冷媒とするために冷媒が放熱する熱量を示している。ここで、飽和蒸気の状態の冷媒を目標温度Tの液相冷媒とするために必要な放熱量は、式(4)に示すように、QとQとの合計となる。ECU7は、ステップS5で放熱量Qを算出すると、ステップS7へ進む。 Q b in equation (2) indicates the amount of heat that the refrigerant dissipates when changing the state of the vapor phase saturated vapor to the liquid phase saturated liquid, and Q c in equation (3) is the liquid phase refrigerant at the saturated liquid temperature. Represents the amount of heat that the refrigerant dissipates to make the liquid phase refrigerant at the target temperature. Here, the heat radiation amount necessary for making the refrigerant in the state of saturated vapor and liquid phase refrigerant of the target temperature T t, as shown in equation (4), the sum of the Q b and Q c. When the ECU 7 calculates the heat dissipation amount Q in step S5, the ECU 7 proceeds to step S7.

一方、ステップS4でECU7がNOと判断する場合、すなわち、冷媒が飽和蒸気でない場合は、冷媒は液相の状態である。このような場合には、ECU7はステップS6へ進む。   On the other hand, when the ECU 7 determines NO in step S4, that is, when the refrigerant is not saturated vapor, the refrigerant is in a liquid phase. In such a case, the ECU 7 proceeds to step S6.

ECU7はステップS6で冷媒を目標温度Tまで冷却するために必要な放熱量Qを算出する。ここで、放熱量Qは以下の式で示される。 In step S6, the ECU 7 calculates a heat release amount Q necessary for cooling the refrigerant to the target temperature Tt . Here, the heat dissipation amount Q is represented by the following equation.

=m・C・Δt (5)

:冷媒の質量
:液相冷媒の比熱
Δt :液相冷媒の温度と目標温度との温度差
Q = M · C c · Δt (5)

m : Mass of refrigerant
C c : Specific heat of liquid phase refrigerant
Δt : Temperature difference between liquid-phase refrigerant temperature and target temperature

式(5)のQは、液相の状態の冷媒を目標温度の液相冷媒とする放熱量を示している。図4は、この熱量について示している。冷媒をΔt℃低下させるために必要なQは、図4に示すとおりである。ECU7は、ステップS5で放熱量Qを算出すると、ステップS7へ進む。   Q in the equation (5) indicates the amount of heat released using the liquid phase refrigerant as the liquid phase refrigerant at the target temperature. FIG. 4 shows this amount of heat. The Q required for lowering the refrigerant by Δt ° C. is as shown in FIG. When the ECU 7 calculates the heat dissipation amount Q in step S5, the ECU 7 proceeds to step S7.

ECU7はステップS7で、ステップS3、ステップS5、又はステップS6で算出した放熱量QとQとを比較し、放熱量QがQ以下であるか否かを判断する。ここで、Qは、熱交換器1が第一電磁弁5を閉弁状態とした場合に、冷媒が大気と熱交換を行い、放熱する熱量である。ECU7はステップS7でYESと判断する場合、すなわち、放熱量QがQ以下である場合、ステップS8へ進む。 ECU7 in step S7, step S3, step S5, or by comparing the heat radiation amount Q and Q 1, calculated in the step S6, the heat radiation amount Q is equal to or is Q 1 or less. Here, Q 1 is the amount of heat that the refrigerant exchanges heat with the atmosphere and dissipates heat when the heat exchanger 1 closes the first electromagnetic valve 5. ECU7 If determines YES in step S7, i.e., if the heat radiation amount Q is Q 1 or less, the process proceeds to step S8.

ECU7はステップS8で第一電磁弁5を閉弁状態とする。これにより、熱交換器1では、第一電磁弁5よりも導入部3a側に接続した管体2のみへ冷媒が流入することになる。このように、熱交換器1は冷却能力を変化させ、導入された冷媒からQに相当する熱量を放熱させる。これにより、熱交換器1の全ての管体2へ冷媒を通す冷却と比較して放熱量を抑えることができるため、冷媒を過度に冷却することなく、目標温度Tに近づけることができる。また、放熱量Qが少量である場合は、冷媒の流量が少量となる。このとき、熱交換器1の全ての管体2へ冷媒を流通させる場合には、流路の容量に対して冷媒の流量が少量であるため、管体2の途中に冷媒が滞留し、冷媒が循環できなくなる。しかし、このように冷媒の流量が少量であっても、使用する管体2を減らすことにより、流路の容積に対する冷媒の流量を増加させ、管体2内に冷媒が滞留することを抑制し、冷媒の循環を維持することができる。ECU7は、このようなステップS8の処理を終えるとリターンする。 In step S8, the ECU 7 closes the first electromagnetic valve 5. Thereby, in the heat exchanger 1, a refrigerant | coolant flows in only into the pipe body 2 connected to the introduction part 3a side rather than the 1st solenoid valve 5. FIG. Thus, the heat exchanger 1 changes the cooling capacity, dissipates heat equivalent to Q 1 from the introduced refrigerant. Thereby, since the amount of heat radiation can be suppressed as compared with the cooling in which the refrigerant is passed through all the tubular bodies 2 of the heat exchanger 1, the refrigerant can be brought close to the target temperature Tt without excessively cooling the refrigerant. Further, when the heat dissipation amount Q is small, the flow rate of the refrigerant is small. At this time, when the refrigerant is circulated through all the tubes 2 of the heat exchanger 1, the refrigerant flows in the middle of the tube 2 because the flow rate of the refrigerant is small with respect to the capacity of the flow path. Can no longer circulate. However, even if the flow rate of the refrigerant is small, the flow rate of the refrigerant with respect to the volume of the flow path is increased by reducing the number of the pipe bodies 2 to be used, and the refrigerant is prevented from staying in the pipe body 2. The circulation of the refrigerant can be maintained. The ECU 7 returns after completing the process of step S8.

ところで、ECU7はステップS7でNOと判断する場合、すなわち、放熱量QがQよりも大きい場合、ステップS9へ進む。ECU7はステップS9で、ステップS3、ステップS5、又はステップS6で算出した放熱量QとQとを比較し、放熱量QがQ以下であるか否かを判断する。ここで、Qは、熱交換器1が第一電磁弁5を開弁状態とし、第二電磁弁6を閉弁状態とした場合に、冷媒が大気と熱交換を行い、放熱する熱量である。ECU7はステップS9でYESと判断する場合、すなわち、放熱量QがQ以下である場合、ステップS10へ進む。 However, ECU 7 when it is determined that NO in step S7, i.e., if the heat radiation amount Q is greater than Q 1, the flow proceeds to step S9. ECU7 in step S9, step S3, step S5, or by comparing the heat radiation amount Q, Q 2 calculated in step S6, the heat radiation amount Q is equal to or is Q 2 or less. Here, Q 2 is the amount of heat that the refrigerant exchanges heat with the atmosphere and dissipates heat when the heat exchanger 1 opens the first electromagnetic valve 5 and closes the second electromagnetic valve 6. is there. ECU7 If judged YES in step S9, i.e., if the heat radiation amount Q is Q 2 or less, the process proceeds to step S10.

ECU7は、ステップS10で第一電磁弁5を開弁状態とする。続いて、ECU7はステップS11へ進み、ステップS11で第二電磁弁6を閉弁状態とする。これにより、第二電磁弁6よりも導入部3a側の管体2へ冷媒が流入し、冷媒が冷却される。ECU7がステップS10へ到達する場合、目標温度Tとするための放熱量Qは、Qより大きくQ以下であるため、第一電磁弁5を開弁してQ以上の放熱をする。一方、第二電磁弁6を閉弁してQ以上の熱量が放熱され、過度に冷却されることを抑制する。これにより、熱交換器1は冷媒を目標温度Tに近づけることができる。ECU7は、このようなステップS10、ステップS11の処理を終えると、リターンする。 The ECU 7 opens the first electromagnetic valve 5 in step S10. Subsequently, the ECU 7 proceeds to step S11, and the second electromagnetic valve 6 is closed in step S11. Thereby, a refrigerant | coolant flows in into the pipe body 2 of the introduction part 3a side rather than the 2nd solenoid valve 6, and a refrigerant | coolant is cooled. When the ECU 7 reaches step S10, the heat release amount Q for setting the target temperature T t is greater than Q 1 and less than or equal to Q 2 , so the first electromagnetic valve 5 is opened to dissipate more than Q 1. . On the other hand, Q 2 or more heat by closing the second solenoid valve 6 is radiated suppresses be excessively cooled. Thereby, the heat exchanger 1 can bring the refrigerant close to the target temperature Tt . The ECU 7 returns after completing the processing of step S10 and step S11.

一方、ECU7がステップS9でNOと判断する場合、すなわち、放熱量QがQより大きい場合、ステップS12へ進む。ECU7はステップS12で第一電磁弁5を開弁状態とする。続いて、ECU7はステップS13へ進み、ステップS13で第二電磁弁6を開弁状態とする。これにより、熱交換器1は、全ての管体2へ冷媒を流通させ、冷媒を冷却する。ECU7がステップS12へ到達する場合は、冷媒の目標温度TとするためにはQ以上の放熱を行うことが必要となる。このため、第一電磁弁5と第二電磁弁6とを開弁状態とする。これにより、冷媒は冷却されて、目標温度Tに近い温度へ冷却される。ECU7は、このようなステップS12、ステップS13の処理を終えると、リターンする。 On the other hand, if the ECU7 determines NO in step S9, i.e., if the heat radiation amount Q is greater than Q 2, the process proceeds to step S12. The ECU 7 opens the first electromagnetic valve 5 in step S12. Subsequently, the ECU 7 proceeds to step S13, and in step S13, the second electromagnetic valve 6 is opened. Thereby, the heat exchanger 1 distribute | circulates a refrigerant | coolant to all the pipe bodies 2, and cools a refrigerant | coolant. ECU7 may reach the step S12, it is necessary to perform a Q 2 or more heat radiation to the target temperature T t of the refrigerant. Therefore, the first solenoid valve 5 and the second solenoid valve 6 are opened. Thereby, the refrigerant is cooled and cooled to a temperature close to the target temperature T t . The ECU 7 returns after completing the processing of step S12 and step S13.

このように、熱交換器1は、冷媒を目標温度Tへ冷却するための冷却の放熱する熱量を算出し、この熱量に相当する冷却能力となるように第一電磁弁5、第二電磁弁6を制御する。これにより、冷媒は目標温度Tに近い温度に冷却される。このような熱交換器1において、使用する管体2を細分化するように電磁弁を追加することにより、さらに熱交換後の冷媒の温度を目標温度Tに近づけることができる。また、このような熱交換器1はいわゆるプレート式熱交換器に電磁弁を備えたものとすることもできる。プレート式熱交換器は、板体を積層し、板体と板体の間に形成した空間内に冷媒と熱交換媒体を交互に流通させる熱交換器である。このような熱交換器の冷媒の通路を遮断する電磁弁を備えることにより、冷媒を適する温度へ冷却することができる。 In this way, the heat exchanger 1 calculates the amount of heat radiated by cooling for cooling the refrigerant to the target temperature Tt , and the first electromagnetic valve 5 and the second electromagnetic valve so as to have a cooling capacity corresponding to this amount of heat. The valve 6 is controlled. As a result, the refrigerant is cooled to a temperature close to the target temperature Tt . In such a heat exchanger 1, the temperature of the refrigerant after heat exchange can be made closer to the target temperature Tt by adding a solenoid valve so that the pipe body 2 to be used is subdivided. Further, such a heat exchanger 1 may be a so-called plate heat exchanger provided with a solenoid valve. A plate heat exchanger is a heat exchanger in which plates are stacked and a refrigerant and a heat exchange medium are alternately circulated in a space formed between the plates. By providing an electromagnetic valve for blocking the refrigerant passage of such a heat exchanger, the refrigerant can be cooled to a suitable temperature.

次に、本発明の実施例2について説明する。図5は本実施例の熱交換器21の概略構成を示した説明図である。熱交換器21は、本発明の熱交換部に相当する冷却管22、導入部23、導出部24を備えている。冷却管22の内部は、本発明の第一の流体に相当する冷媒が流通する。冷媒は導入部23から冷却管22を通過し、導出部24へ流通する構成となっている。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the heat exchanger 21 of the present embodiment. The heat exchanger 21 includes a cooling pipe 22, an introduction part 23, and a lead-out part 24 corresponding to the heat exchange part of the present invention. Inside the cooling pipe 22, a refrigerant corresponding to the first fluid of the present invention flows. The refrigerant passes through the cooling pipe 22 from the introduction part 23 and flows to the outlet part 24.

冷却管22は、直管部221とU字管部222とを組み合わせて蛇行状に形成された金属管であって、内部を冷媒が通過する。この冷却管22の周囲は、本発明の第二の流体に相当する熱交換媒体が覆っている。このような冷媒と熱交換媒体は、冷却管22を介して熱交換する。   The cooling pipe 22 is a metal pipe formed in a meandering manner by combining the straight pipe portion 221 and the U-shaped pipe portion 222, and the refrigerant passes through the inside thereof. The periphery of the cooling pipe 22 is covered with a heat exchange medium corresponding to the second fluid of the present invention. Such a refrigerant and the heat exchange medium exchange heat through the cooling pipe 22.

冷却管22の一部のU字管部222は導出部24内に配置されている。さらに、このように導出部24内に配置されたU字管部222の一部に、導出部24内へ向けて開口する第一開口部22aと第二開口部22bが形成されている。この第一開口部22a、第二開口部22bから導出部24へ冷媒を排出することができる。また、この第一開口部22aは第二開口部22bよりも上流側、すなわち、導入部23に近い側に形成されている。   A part of the U-shaped pipe portion 222 of the cooling pipe 22 is disposed in the lead-out portion 24. Further, a first opening 22 a and a second opening 22 b that open toward the lead-out portion 24 are formed in a part of the U-shaped tube portion 222 arranged in the lead-out portion 24 in this way. The refrigerant can be discharged from the first opening 22a and the second opening 22b to the outlet 24. The first opening 22 a is formed on the upstream side of the second opening 22 b, that is, on the side closer to the introduction part 23.

第一開口部22a付近に、第一開口部22aと冷却管22とのどちらか一方を閉塞する切替弁25が配置されている。また、第二開口部22b付近にも、同様に第二開口部22bと冷却管22とのどちらか一方を閉塞する切替弁25が配置されている。図6(a)、(b)は、このような切替弁25の概略構成を示した説明図である。図6(a)は冷媒を冷却管22から導出部24へ排出する経路を形成した状態を示した説明図であり、図6(b)は冷却管22内に冷媒が流通する経路を形成した状態を示した説明図である。   A switching valve 25 that closes either the first opening 22a or the cooling pipe 22 is disposed in the vicinity of the first opening 22a. Further, a switching valve 25 that closes either the second opening 22b or the cooling pipe 22 is also arranged in the vicinity of the second opening 22b. 6A and 6B are explanatory views showing a schematic configuration of such a switching valve 25. FIG. FIG. 6A is an explanatory view showing a state in which a path for discharging the refrigerant from the cooling pipe 22 to the outlet 24 is formed, and FIG. 6B forms a path through which the refrigerant flows in the cooling pipe 22. It is explanatory drawing which showed the state.

切替弁25は、いわゆるサーモスタットであり、弁部25a、スプリング25b、ワックス25c、弁体25dを備えている。切替弁25は、低温の場合、図6(a)に示すような状態である。弁部25aはスプリング25bの付勢力により閉弁状態に維持されている。また、ワックス25cは、このとき固体状態である。このワックス25cは、T℃で液体状態となり、相変化に伴い膨張し、弁体25dを第一開口部22a側へ押付ける。すなわち、切替弁25は、T℃以上となると、図6(b)に示すように、第一開口部22aを閉塞するとともに、弁部25aを開弁状態とし、冷却管22内の流通経路を形成する。このようなワックス25cの温度は切替弁25を通過する冷媒の温度に依存し、冷媒の温度がT℃以上となると、ワックス25cが液体状態となり、切替弁25の周囲の流路が切り替わる構成となっている。すなわち、切替弁25は、冷媒がT℃より低い場合に、冷却管22内の流路を閉塞し、冷媒を冷却管22から導出部24へ排出する。一方、切替弁25は、冷媒がT℃以上となる場合は、第一開口部22a、第二開口部22bを閉塞し、冷却管22内に冷媒を流通させる。ここで、ワックス25cが相変化を起こすような温度Tは熱交換器21が目標とする冷媒の温度である。 The switching valve 25 is a so-called thermostat, and includes a valve portion 25a, a spring 25b, wax 25c, and a valve body 25d. The switching valve 25 is in a state as shown in FIG. The valve portion 25a is maintained in a closed state by the urging force of the spring 25b. Further, the wax 25c is in a solid state at this time. This wax 25c becomes a liquid state at T s ° C, expands with the phase change, and presses the valve body 25d toward the first opening 22a side. That is, when the switching valve 25 reaches T s ° C or higher, as shown in FIG. 6B, the first opening 22a is closed, the valve 25a is opened, and the flow path in the cooling pipe 22 is closed. Form. The temperature of the wax 25c depends on the temperature of the refrigerant passing through the switching valve 25. When the temperature of the refrigerant becomes equal to or higher than T s ° C, the wax 25c enters a liquid state and the flow path around the switching valve 25 is switched. It has become. That is, the switching valve 25 closes the flow path in the cooling pipe 22 and discharges the refrigerant from the cooling pipe 22 to the outlet 24 when the refrigerant is lower than T s ° C. On the other hand, the switching valve 25 closes the first opening 22 a and the second opening 22 b and causes the refrigerant to circulate in the cooling pipe 22 when the refrigerant reaches T s ° C or higher. Here, the temperature T s at which the wax 25c undergoes a phase change is the temperature of the refrigerant targeted by the heat exchanger 21.

このような構成をした熱交換器21へ導入される冷媒は、熱交換器が搭載されるエンジンの運転状況により、過熱蒸気状態、飽和蒸気状態、液相状態のうちのいずれかの状態、又は、複数の状態が混合された状態である。熱交換器21は、導出部24から排出される冷媒が液相の状態となるように冷却する。   The refrigerant introduced into the heat exchanger 21 configured as described above is in any of a superheated steam state, a saturated steam state, and a liquid phase state, depending on the operating state of the engine on which the heat exchanger is mounted, or A state in which a plurality of states are mixed. The heat exchanger 21 cools so that the refrigerant discharged from the outlet 24 is in a liquid phase.

次に、熱交換器21の冷媒の温度に依存する冷媒の流れについて説明する。冷媒は、導入部23から冷却管22内へ流入する。冷却管22へ流入した冷媒は、冷却管22を通過しながら、放熱し冷却される。このように冷却された冷媒が切替弁25を通過する際にT℃以下であると、切替弁25は、冷却管22を閉塞し、第一開口部22aを開放する。このように、冷媒がT℃以下である場合、冷却管22は、導入部23から第一開口部22aが形成された部分までの一部のみが使用される。これにより、冷媒は導出部24へ排出されるため、熱交換が終了し、過度に冷却されることがない。一方、冷媒が切替弁25を通過する際にT℃より高温の場合には、切替弁25は、第一開口部22aを閉塞し、冷却管22を開放し、冷媒の流路を形成する。これにより、冷媒は冷却管22を通過してさらに放熱し冷却される。このような冷媒が第二開口部22bに配置される切替弁25を通過する際、第二開口部22bの切替弁25も同様な動作を行う。すなわち、通過する冷媒の温度がT℃以下であれば、冷媒は第二開口部22bから導出部24へ導出される。一方、冷媒はT℃より高温であれば、続けて冷却管22を流通する。このように、熱交換器21は、切替弁25を通過する際に冷媒が目標温度Tに冷却されていれば、冷媒の冷却を終了し、導出部24から冷媒を排出する。このため、冷媒は、冷却不足となることも過度に冷却されることもなく、適温に維持される。 Next, the flow of the refrigerant depending on the temperature of the refrigerant in the heat exchanger 21 will be described. The refrigerant flows from the introduction portion 23 into the cooling pipe 22. The refrigerant flowing into the cooling pipe 22 dissipates heat and is cooled while passing through the cooling pipe 22. When the refrigerant thus cooled passes through the switching valve 25 and is at or below T s ° C., the switching valve 25 closes the cooling pipe 22 and opens the first opening 22a. Thus, when the refrigerant is T s ° C or lower, only a part of the cooling pipe 22 from the introduction part 23 to the part where the first opening part 22a is formed is used. Thereby, since a refrigerant | coolant is discharged | emitted to the derivation | leading-out part 24, heat exchange is complete | finished and it does not cool too much. On the other hand, when the refrigerant passes through the switching valve 25 and is at a temperature higher than T s ° C, the switching valve 25 closes the first opening 22a, opens the cooling pipe 22, and forms a refrigerant flow path. . Thereby, the refrigerant passes through the cooling pipe 22 and further dissipates heat and is cooled. When such a refrigerant passes through the switching valve 25 disposed in the second opening 22b, the switching valve 25 of the second opening 22b performs the same operation. That is, if the temperature of the refrigerant passing therethrough is equal to or lower than T s ° C, the refrigerant is led out from the second opening 22b to the lead-out part 24. On the other hand, if the refrigerant is higher than T s ° C., it continues to flow through the cooling pipe 22. Thus, the heat exchanger 21, if the refrigerant when passing through the switching valve 25 is only to be cooled to the target temperature T s, ends the cooling of the refrigerant, and discharges the refrigerant from the outlet portion 24. For this reason, the refrigerant is maintained at an appropriate temperature without being insufficiently cooled or excessively cooled.

次に、本発明の実施例3について説明する。図7は本実施例のエンジン30の概略構成を示した説明図である。エンジン30は、実施例1で説明した熱交換器1を備えている。また、エンジン30は、ウォータジャケット31、タンク32、ウォータポンプ33を備えている。   Next, Embodiment 3 of the present invention will be described. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the engine 30 of the present embodiment. The engine 30 includes the heat exchanger 1 described in the first embodiment. The engine 30 includes a water jacket 31, a tank 32, and a water pump 33.

ウォータジャケット31はエンジン30内に形成され、冷媒が流通する。この冷媒は、エンジン本体からの廃熱により蒸発する。ウォータジャケット31は、本発明の蒸発部に相当する。   The water jacket 31 is formed in the engine 30, and a refrigerant | coolant distribute | circulates it. This refrigerant evaporates due to waste heat from the engine body. The water jacket 31 corresponds to the evaporation unit of the present invention.

ウォータジャケット31内で蒸発した冷媒は、熱交換器1へ流入し、冷却される。熱交換器1内を通過した冷媒は、ウォータジャケット31内で蒸発するのに適した温度となる。このように熱交換器1を通過した冷媒はタンク32に保存される。タンク32は、冷媒を適温に維持する。ウォータポンプ33は、タンク32内の冷媒をウォータジャケット31内へ圧送する。こうして供給された冷媒は、ウォータジャケット31内で廃熱を吸収し蒸発してエンジン本体を運転に適した温度に冷却する。   The refrigerant evaporated in the water jacket 31 flows into the heat exchanger 1 and is cooled. The refrigerant that has passed through the heat exchanger 1 has a temperature suitable for evaporating in the water jacket 31. Thus, the refrigerant that has passed through the heat exchanger 1 is stored in the tank 32. The tank 32 maintains the refrigerant at an appropriate temperature. The water pump 33 pumps the refrigerant in the tank 32 into the water jacket 31. The refrigerant thus supplied absorbs waste heat in the water jacket 31 and evaporates to cool the engine body to a temperature suitable for operation.

このように、熱交換器1を備えたエンジン30は、熱交換器1において冷媒がウォータジャケット31を適温に冷却する温度に維持する。これにより、冷媒はウォータジャケット31内で蒸発し、エンジン本体を冷却することにより、エンジン本体が運転に適した温度に維持される。また、このような熱交換器1は実施例2の熱交換器21とすることができる。   Thus, the engine 30 provided with the heat exchanger 1 maintains the temperature at which the refrigerant cools the water jacket 31 at an appropriate temperature in the heat exchanger 1. As a result, the refrigerant evaporates in the water jacket 31 and cools the engine body, whereby the engine body is maintained at a temperature suitable for operation. Moreover, such a heat exchanger 1 can be used as the heat exchanger 21 of the second embodiment.

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。   The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited thereto. Various modifications of these embodiments are within the scope of the present invention. It is apparent from the above description that various other embodiments are possible within the scope.

実施例1の熱交換器の概略構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed schematic structure of the heat exchanger of Example 1. FIG. ECUが行う制御のフローの一例である。It is an example of the flow of control which ECU performs. 冷媒の飽和蒸気圧曲線を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the saturated vapor pressure curve of the refrigerant | coolant. 冷媒の放熱量を飽和蒸気圧曲線に対応させて示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the thermal radiation amount of the refrigerant | coolant corresponding to the saturated vapor pressure curve. 実施例2の熱交換器の概略構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed schematic structure of the heat exchanger of Example 2. FIG. 切替弁の概略構成を示した説明図であって、(a)は冷媒を冷却管から導出部へ流通させる経路を形成した状態を示した説明図であり、(b)は冷却管内に冷媒が流通する経路を形成した状態を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed schematic structure of the switching valve, Comprising: (a) is explanatory drawing which showed the state in which the path | route which distribute | circulates a refrigerant | coolant from a cooling pipe to a derivation | leading-out part was formed, (b) is a refrigerant | coolant in a cooling pipe. It is explanatory drawing which showed the state which formed the path | route which distribute | circulates. 実施例3のエンジンの概略構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed schematic structure of the engine of Example 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1、21 熱交換器
2 管体
3 入口側タンク
4 出口側タンク
5 第一電磁弁
6 第二電磁弁
7 ECU
22 冷却管
23 導入部
24 導出部
25 切替弁
30 エンジン
31 ウォータジャケット
32 タンク
33 ウォータポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,21 Heat exchanger 2 Tubing body 3 Inlet side tank 4 Outlet side tank 5 1st solenoid valve 6 2nd solenoid valve 7 ECU
22 Cooling Pipe 23 Introduction Portion 24 Leading Portion 25 Switching Valve 30 Engine 31 Water Jacket 32 Tank 33 Water Pump

Claims (5)

第一の流体と第二の流体との間で熱交換を行う熱交換部と、
当該熱交換部の使用領域を増減させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする熱交換器。
A heat exchanging section for exchanging heat between the first fluid and the second fluid;
Control means for increasing / decreasing the use area of the heat exchange section;
A heat exchanger characterized by comprising:
請求項1記載の熱交換器において、
前記熱交換部は、並列配置され、前記第一の流体が流通する複数の第一流体流通部と、
前記第一の流体を前記第一流体流通部へ導入する流体導入部と、を備え、
前記制御手段は、前記流体導入部内に配置された開閉弁としたことを特徴とする熱交換器。
The heat exchanger according to claim 1, wherein
The heat exchange section is arranged in parallel, and a plurality of first fluid circulation sections through which the first fluid circulates;
A fluid introduction part for introducing the first fluid into the first fluid circulation part,
The heat exchanger is characterized in that the control means is an on-off valve disposed in the fluid introduction part.
請求項1記載の熱交換器において、
前記熱交換部は、並列配置され、前記第一の流体が流通する複数の第一流体流通部と、
前記第一の流体を前記流体流通部へ導入する流体導入部と、を備え、
前記制御手段は、前記流体導入部内に配置された電磁弁を備え、前記流体導入部内へ流入する前記第一の流体の流量、圧力、温度の情報の少なくとも一つに基づいて、前記電磁弁の開閉状態を切替えることを特徴とした熱交換器。
The heat exchanger according to claim 1, wherein
The heat exchange section is arranged in parallel, and a plurality of first fluid circulation sections through which the first fluid circulates;
A fluid introduction part for introducing the first fluid into the fluid circulation part,
The control means includes an electromagnetic valve disposed in the fluid introduction part, and based on at least one of information on the flow rate, pressure, and temperature of the first fluid flowing into the fluid introduction part, A heat exchanger characterized by switching between open and closed states.
請求項1記載の熱交換器において、
前記熱交換部は、内部に前記第一の流体が存在し、外部に前記第二の流体が存在する管体を備え、
前記制御手段は、前記管体内に配置され、当該管体に存在する前記第一の流体の温度情報に基づいて前記第一の流体の流通経路を切替える切替弁としたことを特徴とする熱交換器。
The heat exchanger according to claim 1, wherein
The heat exchange section includes a tube body in which the first fluid is present inside and the second fluid is present outside.
The control means is a switching valve that is arranged in the tubular body and is a switching valve that switches a flow path of the first fluid based on temperature information of the first fluid existing in the tubular body. vessel.
請求項1乃至4のいずれか一項記載の熱交換器と、
エンジン内に形成され、前記第一の流体が流通するとともに、エンジンの廃熱により第一の流体が蒸発する蒸発部と、を備え、
前記熱交換器は、前記蒸発部で蒸発した前記第一の流体を第二の流体との熱交換により液化することを特徴としたエンジン。
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4,
An evaporation section formed in the engine, through which the first fluid flows, and the first fluid evaporates due to waste heat of the engine,
The engine is characterized in that the heat exchanger liquefies the first fluid evaporated in the evaporation section by heat exchange with a second fluid.
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