JP2011117716A - Heat exchanger including at least three heat exchange section, and heat energy management system including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主として自動車用熱交換器の分野における少なくとも3つの熱交換部を備える熱交換器、およびかかる熱交換器を含む熱エネルギー管理システムに関する。 The present invention relates to a heat exchanger comprising at least three heat exchange parts mainly in the field of automotive heat exchangers, and a thermal energy management system including such a heat exchanger.
最近の自動車は、外部環境と熱交換を行って、冷却されるか、または逆に加熱されるようになっている多くの機器を、熱機関の他に備えている。その一例として、自動車の車室のための空調回路における凝縮機、過給式エアクーラー、または車室を暖房するためのラジエータを挙げることができる。
これら自動車には通常、2つの回路が取り付けられている。すなわち、温度が最高となっている熱機関および機器を冷却するのに使用される高温冷却回路と、温度がより低い機器を冷却するのに使用される低温冷却回路、例えば自動車の車室のための空調回路における凝縮機とが取り付けられている。これらの各回路には、熱を放出させるための冷却ラジエータが設けられている。
Modern automobiles include many devices in addition to heat engines that exchange heat with the outside environment and are either cooled or heated in reverse. Examples include a condenser in an air conditioning circuit for an automobile cabin, a supercharged air cooler, or a radiator for heating the cabin.
These cars are usually fitted with two circuits. That is, for high temperature cooling circuits used to cool heat engines and equipment with the highest temperature, and low temperature cooling circuits used to cool lower temperature equipment, such as car cabins And a condenser in the air conditioning circuit. Each of these circuits is provided with a cooling radiator for releasing heat.
公知の自動車では、高温ループのラジエータの熱交換用表面積、および低温ループの熱交換用表面積は、一定不変である。更に高温ラジエータは、専ら高温冷却回路の機器を冷却するのに使用され、他方、低温ラジエータは、専ら低温冷却回路の機器を冷却したり、または加熱したりするのに使用される。熱機関が所定の負荷状態にあるとき、特に低負荷状態にあるときには、熱機関を冷却する必要はない。
そのため、熱機関の冷却流体は、高温ラジエータをバイパスしている分岐管を通過して循環し、従って、高温ラジエータの冷却能力が利用されることはなく、冷却能力が損なわれている。
In known vehicles, the heat exchange surface area of the hot loop radiator and the heat exchange surface area of the cold loop are constant. Furthermore, the high temperature radiator is used exclusively to cool the equipment of the high temperature cooling circuit, while the low temperature radiator is used exclusively to cool or heat the equipment of the low temperature cooling circuit. It is not necessary to cool the heat engine when the heat engine is in a predetermined load state, particularly when it is in a low load state.
Therefore, the cooling fluid of the heat engine circulates through the branch pipe bypassing the high temperature radiator, and therefore the cooling capacity of the high temperature radiator is not utilized and the cooling capacity is impaired.
また、高温冷却回路を冷却するために使用される高温熱交換部分と、低温冷却回路を冷却するために使用される低温熱交換部分とに、調節自在に熱交換表面領域を分割することができるようにする、表面領域分配手段を含む熱交換モジュールが知られている(特許文献1参照)。
この熱交換表面領域分配手段は、収集ボックス内に内蔵される調節自在なパーティション手段、例えば格納自在なパーティションからなっている。
In addition, the heat exchange surface area can be divided in an adjustable manner into a high temperature heat exchange part used for cooling the high temperature cooling circuit and a low temperature heat exchange part used for cooling the low temperature cooling circuit. There is known a heat exchange module including surface area distribution means (see Patent Document 1).
This heat exchange surface area distribution means consists of adjustable partition means built into the collection box, for example a retractable partition.
しかし、この熱交換モジュールには、いくつかの欠点がある。すなわち、表面積パーティション手段を含む収集ボックスにかなりのスペースが必要であり、同じパーティション手段で完全なシールを得ることが困難であり、かつ製造コストがかなり高くなるという欠点がある。 However, this heat exchange module has several drawbacks. That is, the collection box containing the surface area partition means requires considerable space, and it is difficult to obtain a complete seal with the same partition means, and the manufacturing cost is considerably increased.
本発明の目的は、かかる状況を改善することにある。そのために、本発明は、1つの同一平面に実質的に位置する少なくとも1つの第1熱交換部と、第2熱交換部と、第3熱交換部とを備え、クラスターが前記各熱交換部における流体の独立した循環を可能にするとともに、自動車の熱機関によって生じる熱エネルギーを管理することができるようにした、少なくとも3つの熱交換部を備える熱交換器、およびかかる熱交換器を含む熱エネルギー管理システムを提供するものである。 The object of the present invention is to improve this situation. For this purpose, the present invention includes at least one first heat exchange part, a second heat exchange part, and a third heat exchange part that are substantially located on one same plane, and a cluster is provided for each of the heat exchange parts. A heat exchanger comprising at least three heat exchangers, which allows independent circulation of fluids in the vehicle and which can manage the thermal energy generated by the heat engine of the vehicle, and heat comprising such a heat exchanger An energy management system is provided.
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
(1) 1つの同一平面に実質的に位置する少なくとも1つの熱交換第1部分(221)と、熱交換第2部分(223)と、熱交換第3部分(222)とを備え、前記熱交換部分(221;222;223)の各々における流体を、独立して循環させるようになっている熱交換器とする。
According to the present invention, the above problem is solved as follows.
(1) at least one heat exchange first part (221) substantially located on one coplanar surface, a heat exchange second part (223), and a heat exchange third part (222), Let the fluid in each of the exchange parts (221; 222; 223) be a heat exchanger adapted to circulate independently.
(2) 上記(1)項において、前記熱交換第1部分(221)は、高温冷却回路(2)または第1熱交換ループの流体を冷却するためのものであり、前記熱交換第2部分(223)は、低温冷却回路(4)または第2熱交換ループの流体を冷却するためのものであり、前記熱交換第3部分(222)は、必要に応じて、前記高温冷却回路(2)または第1熱交換ループ、低温冷却回路(4)または前記第2熱交換ループを冷却するためのものであり、前記高温冷却回路(2)または第1熱交換ループ、および前記低温冷却回路(2)または第2熱交換ループ内を循環する流体は、同じ流体であるものとする。 (2) In the above item (1), the heat exchange first part (221) is for cooling the fluid in the high-temperature cooling circuit (2) or the first heat exchange loop, and the heat exchange second part (223) is for cooling the fluid in the low-temperature cooling circuit (4) or the second heat exchange loop, and the third heat exchanging part (222) is provided in the high-temperature cooling circuit (2) as necessary. ) Or the first heat exchange loop, the low temperature cooling circuit (4) or the second heat exchange loop, the high temperature cooling circuit (2) or the first heat exchange loop, and the low temperature cooling circuit ( 2) or the fluid circulating in the second heat exchange loop is the same fluid.
(3) 上記(1)項または(2)項において、前記熱交換第1部分(221)、熱交換第2部分(223)および熱交換第3部分(222)の各々は、前記流体のための少なくとも1つの入口(100;104;108;114)と、少なくとも1つの出口(102;106;110)とを備える。 (3) In the item (1) or (2), each of the heat exchange first part (221), the heat exchange second part (223), and the heat exchange third part (222) is for the fluid. At least one inlet (100; 104; 108; 114) and at least one outlet (102; 106; 110).
(4) 上記(3)項において、前記熱交換第2部分(223)は、2つの通路(223−1;223−2)での前記流体の循環を可能にし、前記第1通路(223−1)および前記第2通路(223−2)は、前記流体のための入口(108;114)を備える。 (4) In the above item (3), the heat exchange second part (223) enables circulation of the fluid in the two passages (223-1; 223-2), and the first passage (223-). 1) and the second passage (223-2) comprise an inlet (108; 114) for the fluid.
(5) 上記(3)項または(4)項において、前記熱交換器(22)は、前記低温冷却回路(4)または第2熱交換ループ内を循環する前記冷却流体をサブ冷却するための熱交換第4部分(224)も備え、この熱交換第4部分(224)は、入口(116)および出口(118)を有する。 (5) In the above item (3) or (4), the heat exchanger (22) is for subcooling the cooling fluid circulating in the low temperature cooling circuit (4) or the second heat exchange loop. A heat exchange fourth portion (224) is also provided, the heat exchange fourth portion (224) having an inlet (116) and an outlet (118).
(6) 上記(5)項において、前記熱交換第4部分(224)と、前記低温冷却回路(4)または第2熱交換ループを冷却するための前記熱交換第2部分(223)とは、少なくとも1つの貫通オリフィスおよび切り替え手段を介して連通されており、前記貫通オリフィスは、前記熱交換第4部分の入口に対応しているものとする。 (6) In the above item (5), the heat exchange fourth part (224) and the heat exchange second part (223) for cooling the low temperature cooling circuit (4) or the second heat exchange loop are: The at least one through-orifice and the switching means communicate with each other, and the through-orifice corresponds to the inlet of the fourth heat exchange portion.
(7) 上記(1)〜(6)項のうちのいずれかにおいて、前記熱交換器(22)は、別の流体の冷却をするようになっている少なくとも1つの熱交換第5部分(225)をも備える。 (7) In any one of the items (1) to (6), the heat exchanger (22) includes at least one heat exchange fifth portion (225) configured to cool another fluid. ).
(8) 上記(1)〜(7)項のうちのいずれかにおいて、複数のチューブと複数のフィンとのスタックから成る熱交換クラスターを備え、前記チューブは、同様のものとする。 (8) In any one of the above items (1) to (7), a heat exchange cluster including a stack of a plurality of tubes and a plurality of fins is provided, and the tubes are the same.
(9) 上記(1)〜(8)項のうちのいずれかにおいて、前記チューブは、収集ボックス(5;6)に開口し、前記収集ボックス(5;6)は、前記熱交換部分(221;222;223−1;223−2;224;225)の各々のための少なくとも1つの入口(100;104;108;114;116;120)と、少なくとも1つの出口(102;106;118;122)とを備える。 (9) In any one of the above items (1) to (8), the tube opens into a collection box (5; 6), and the collection box (5; 6) includes the heat exchange part (221). 222; 223-1; 223-2; 224; 225) at least one inlet (100; 104; 108; 114; 116; 120) and at least one outlet (102; 106; 118; 122).
(10) 1つの同一平面に実質的に位置し、それぞれ流体を独立して循環させるようになっている、熱交換第1部分(221)と、熱交換第2部分(223)と、熱交換第3部分(222)とを少なくとも備えた熱交換器であって、前記熱交換第1部分(221)は、第1熱交換ループ(2)の流体を冷却するためのものであり、前記熱交換第2部分(223)は、第2熱交換ループ(4)の流体を冷却するためのものであり、前記熱交換第3部分(222)は、必要に応じて、前記第1熱交換ループ(2)又は前記第2熱交換ループ(4)を冷却するためのものであり、前記高温冷却回路(2)の冷却流体又は前記低温冷却回路(4)の冷却流体が流れる流体通路(304)を備えており、前記熱交換第3部分(222)内の流体通路(304)を、外管(305)と内管(306)とにより構成される2重管とし、前記外管(305)と前記内管(306)との一方には、前記高温冷却回路(2)の冷却流体と前記低温冷却回路(4)の冷却流体との一方を、他方の管には他方の流体を、それぞれ別個に循環させ、もって、流体相互間で熱交換をなしうるようにしたことを特徴とする熱交換器とする。あるいは、上記構成において、前記外管(305)または内管(306)の一方にのみ、前記冷却流体のいずれか一方を循環させうるようになす熱交換器とする。 (10) A heat exchange first part (221), a heat exchange second part (223), and a heat exchange, which are substantially located on one coplanar surface and are configured to circulate fluid independently. A heat exchanger comprising at least a third part (222), wherein the first heat exchange part (221) is for cooling the fluid in the first heat exchange loop (2), The exchange second part (223) is for cooling the fluid in the second heat exchange loop (4), and the heat exchange third part (222) is provided in the first heat exchange loop as necessary. (2) or a fluid passage (304) for cooling the second heat exchange loop (4), through which the cooling fluid of the high temperature cooling circuit (2) or the cooling fluid of the low temperature cooling circuit (4) flows. A fluid passageway in the heat exchange third part (222) ( 04) is a double pipe composed of an outer pipe (305) and an inner pipe (306), and one of the outer pipe (305) and the inner pipe (306) has the high-temperature cooling circuit (2). ) And the cooling fluid of the low-temperature cooling circuit (4), and the other fluid is separately circulated in the other pipe, so that heat can be exchanged between the fluids. It is set as the heat exchanger characterized by this. Or in the said structure, it is set as the heat exchanger which makes it possible to circulate any one of the said cooling fluid only to one side of the said outer tube | pipe (305) or an inner tube | pipe (306).
(11) 上記(10)項において、前記熱交換第3部分(222)を、少なくとも2以上の独立した部分(222(1);222(2))に区画する。 (11) In the above item (10), the third heat exchange portion (222) is partitioned into at least two or more independent portions (222 (1); 222 (2)).
(12) 上記(11)項において、前記熱交換第3部分(222)を、少なくとも熱交換表面積が異なる2以上の独立した部分(222(1);222(2))に区画する。 (12) In the above item (11), the heat exchange third portion (222) is partitioned into at least two independent portions (222 (1); 222 (2)) having at least different heat exchange surface areas.
(13) 上記(1)〜(12)項のうちのいずれか1項に記載の熱交換器を用いて、自動車の熱機関によって発生される熱エネルギーを管理するためのシステムであって、自動車の熱機関を冷却するための高温ラジエータを含む高温冷却回路(2)と、自動車の機器を冷却するための低温ラジエータを含む低温冷却回路(4)とを備え、前記高温ラジエータと前記低温ラジエータとをもって熱交換器(22)の一部を形成する。 (13) A system for managing thermal energy generated by a heat engine of an automobile using the heat exchanger according to any one of (1) to (12) above, wherein the automobile A high-temperature cooling circuit (2) including a high-temperature radiator for cooling the heat engine of the vehicle, and a low-temperature cooling circuit (4) including a low-temperature radiator for cooling an automobile device, the high-temperature radiator and the low-temperature radiator, To form part of the heat exchanger (22).
(14) 上記(13)項において、前記熱交換器(22)の外側に、前記高温冷却回路(2)または第1熱交換ループ、または前記低温冷却回路(4)または第2熱交換ループから生じる前記流体を前記熱交換第3部分(222)に割り当てるための第1分配手段(40)が設けられているものとする。 (14) In the above section (13), outside the heat exchanger (22), from the high temperature cooling circuit (2) or the first heat exchange loop, or from the low temperature cooling circuit (4) or the second heat exchange loop It is assumed that first distribution means (40) is provided for assigning the resulting fluid to the heat exchange third part (222).
(15) 上記(13)項または(14)項において、前記熱交換器(22)の外側に、前記熱交換第3部分(222)を離間する前記流体を前記高温冷却回路(2)または第1熱交換ループ、または前記低温冷却回路(4)または第2熱交換ループに割り当てるための第2分配手段(42)が設けられているものとする。 (15) In the above item (13) or (14), the fluid that separates the heat exchange third portion (222) is disposed outside the heat exchanger (22) in the high temperature cooling circuit (2) or It is assumed that a second distribution means (42) for allocating to one heat exchange loop or the low-temperature cooling circuit (4) or the second heat exchange loop is provided.
(16) 上記(15)項において、前記熱交換第3部分(222)と前記第2部分(223)と第3分配手段(44)が接続しているものとする。 (16) In the above item (15), it is assumed that the heat exchange third part (222), the second part (223), and the third distribution means (44) are connected.
(17) 上記(16)項において、前記分配手段(40;42;44)は、1つ以上のバルブであるものとする。 (17) In the above item (16), the distribution means (40; 42; 44) is one or more valves.
(18) 上記(13)〜(17)項のうちのいずれかにおいて、前記高温冷却回路(2)は、前記熱機関(8)を通過するように冷却流体を循環させるためのポンプ(14)が取り付けられたメインネットワークを備え、前記メインネットワークは、短絡パイプ(24)およびスペースヒーター(18)を含む加熱パイプ(16)も備え、前記低温冷却回路(4)は、二次ポンプ(30)、および少なくとも1つの機器用熱交換器(32)を含む二次ネットワークを備え、前記メインネットワークと前記二次ネットワークとは、相互接続手段によって接続されており、この相互接続手段は、少なくとも前記熱機関の負荷状態に応じて、前記メインネットワークと前記二次ネットワークとの間で、制御された状態で前記冷却流体を循環させるか、またはこの循環を阻止することを可能にする。 (18) In any one of the above items (13) to (17), the high temperature cooling circuit (2) is a pump (14) for circulating a cooling fluid so as to pass through the heat engine (8). The main network also includes a heating pipe (16) including a short circuit pipe (24) and a space heater (18), and the low temperature cooling circuit (4) includes a secondary pump (30). And a secondary network including at least one equipment heat exchanger (32), wherein the main network and the secondary network are connected by interconnection means, the interconnection means comprising at least the heat The cooling fluid is circulated in a controlled state between the main network and the secondary network according to the load state of the engine. Or it makes it possible to prevent the circulation.
本発明の熱交換器は、スペース条件を最小に維持しながら、高温冷却回路および低温冷却回路における機器の冷却の必要性に従って、必要な熱交換表面領域を調節することができ、かつ流体分配手段は収集ボックス内に内蔵されていないという点で、特に有利である。 The heat exchanger of the present invention can adjust the required heat exchange surface area according to the cooling needs of the equipment in the high and low temperature cooling circuits while keeping the space requirements to a minimum, and fluid distribution means Is particularly advantageous in that it is not built into the collection box.
また、熱交換第3部分における第1熱交換ループまたは第2熱交換ループの冷却流体が流れる部分を少なくとも2重管とし、この2重管の外管または内管に、前記第1熱交換ループと第2熱交換ループの冷却流体をそれぞれ別個に循環させて、前記両ループの冷却流体間で熱交換をなしうるようにするとともに、前記外管または内管の一方にのみ、前記冷却流体のいずれか一方を循環させうるようになすことにより、前記両ループの冷却流体を、たとえば外気(空気)と熱交換するだけでなく、両ループの冷却流体相互間の熱交換により、種々の状況に応じて肌理細かく熱管理することができる。 In addition, a portion through which the cooling fluid of the first heat exchange loop or the second heat exchange loop in the third heat exchange portion flows is at least a double pipe, and the first heat exchange loop is connected to an outer pipe or an inner pipe of the double pipe. And the cooling fluid of the second heat exchange loop are separately circulated so that heat can be exchanged between the cooling fluids of the two loops, and only one of the outer pipe and the inner pipe is filled with the cooling fluid. By allowing either one of them to circulate, the cooling fluids of both loops can be used not only for heat exchange with, for example, outside air (air), but also for various situations by heat exchange between the cooling fluids of both loops. Depending on the condition, thermal management can be performed finely.
添付図面を参照して、本発明を非限定的に説明する次の記載を読めば、本発明の上記以外の利点および特徴が明らかとなると思う。
図1は、本発明に係る自動車の熱機関によって生じる熱エネルギーを管理するためのシステムの第1実施形態を示す略図、図2は、同システムに用いられる熱交換器の斜視略図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other advantages and features of the present invention will become apparent upon reading the following description, given in a non-limiting manner, with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a system for managing thermal energy generated by a heat engine of an automobile according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic perspective view of a heat exchanger used in the system.
図1に示すように、本発明による自動車の熱機関によって生じる熱エネルギーを管理するためのシステムは、例えば自動車の熱機関(エンジンブロック)8に接続された熱機関入口パイプ6、および四方向弁12に接続された熱機関出口パイプ10が設けられた高温冷却回路2を備えている。
熱機関8内には、機械式または電気式の循環ポンプ14によって、矢印15で略示する冷却流体が通過しうるように循環させている。
高温冷却回路2は、加熱パイプ16を備え、この加熱パイプ16には、スペースヒーター18が取り付けられている。循環ポンプ14は、スペースヒーター18内の冷却流体も循環させるようになっている。
As shown in FIG. 1, a system for managing thermal energy generated by a heat engine of an automobile according to the present invention includes, for example, a heat
The
The high-
冷却流体は、後で詳細に説明するように、四方向弁12から高温ラジエータパイプ20を通って、この高温ラジエータパイプ20に接続された、本発明に係わる熱交換器22に流入させることにより、熱交換されるようになっている。
熱交換器22によって熱交換された冷却流体は、最後に、分岐パイプまたは短絡パイプ24を通って、矢印25で略示するように、熱交換器22を横断することなく、熱機関8へ戻るようにしている。
As described in detail later, the cooling fluid flows from the four-
The cooling fluid heat-exchanged by the
四方向バルブ12は、入口通路12Aと、3つの出口通路、すなわち加熱パイプ16に接続された出口通路12Bと、高温ラジエータパイプ20に接続された出口通路12Cと、短絡パイプ24に接続された出口通路12Dとを備えている。
The four-
本発明による自動車の熱機関によって生じる熱エネルギーを管理するためのシステムは、二次冷却回路または低温冷却回路4も備え、この低温冷却回路4には、例えば低温ラジエータパイプ28が設けられており、このパイプ28には、電動低温循環ポンプ30および1つ以上の熱交換器32−1または32−2が取り付けられている。
図示の例は、自動車の機器を冷却したり、または必要な場合には加熱したりするようになっている2つの熱交換器32−1および32−2を示している。
熱交換器32−1および32−2は、例えば空調回路の凝縮機および過給エアクーラーとすることができる。
この熱交換器は、低温冷却回路4内を循環する低温冷却流体との熱交換によって冷却される。低温冷却流体は、熱交換器22内でも冷却される。
The system for managing the thermal energy generated by the automotive heat engine according to the invention also comprises a secondary cooling circuit or a low-
The illustrated example shows two heat exchangers 32-1 and 32-2 that are adapted to cool, or if necessary, heat automotive equipment.
The heat exchangers 32-1 and 32-2 can be, for example, a condenser of an air conditioning circuit and a supercharged air cooler.
The heat exchanger is cooled by heat exchange with a low-temperature cooling fluid circulating in the low-
発生する熱エネルギーを管理するためのシステムは、熱交換器22の割り当て可能な部分と称される部分、すなわち熱交換第3部分222における高温冷却回路2、および/または低温冷却回路4から生じる流体を配分するための少なくとも1つの第1分配手段40も備えている。
この第1分配手段40は、熱交換器22の外側に設けられている。
The system for managing the heat energy that is generated is a fluid that originates from the hot-
The first distribution means 40 is provided outside the
熱交換第3部分222の出口側には、第2分配手段42が設けられており、これら第2分配手段42は、熱交換器22における熱交換第3部分222を離れて、高温冷却回路2または低温冷却回路4に向かう流体の向きを定めるか、または割り当てることを可能にしている。
ここでは、第2分配手段42も、熱交換器22の外側に設けられている。
The second distribution means 42 is provided on the outlet side of the heat exchange
Here, the second distribution means 42 is also provided outside the
本発明の特定の実施形態では、2つの分配手段40および42の一方だけが設けられている。 In a particular embodiment of the invention, only one of the two distribution means 40 and 42 is provided.
流体の一部または全てが、熱交換器22における熱交換第3部分222を離間し、熱交換器22の熱交換第2部分223に進むように、流体の向きを再び定めるのに、第3分配手段44を使用することもできる。
したがって、この第3分配手段44は、熱交換第3部分222と熱交換第2部分223との間の接続を可能にする。
冷却流体は、熱交換器22の熱交換第2部分223を通過することにより、より低い温度レベルまで冷却される。
To re-orient the fluid such that some or all of the fluid leaves the heat exchange
Thus, this third distribution means 44 allows a connection between the heat exchange
The cooling fluid is cooled to a lower temperature level by passing through the heat exchange
分配手段40と42は、同時に作動させてもよいし、同時に作動させなくてもよい。
同様に、分配手段40と44とを、高温冷却回路2および低温冷却回路4の冷却条件に従って、コーディネートしてもよい。
The distribution means 40 and 42 may be activated simultaneously or may not be activated simultaneously.
Similarly, the distribution means 40 and 44 may be coordinated according to the cooling conditions of the high
これら分配手段40;42および44は、本例では、高温冷却回路2および低温冷却回路4内の適当な位置に設置されたセンサ(図示せず)からの情報を受信する制御手段(図示せず)によって作動させられるバルブとなっている。
センサからの情報は、例えばパイプ10内の熱機関8の出口での冷却流体の温度、熱機関の回転速度、熱機関によって高温冷却回路2内に放出される熱パワーとすることができる。
この制御手段は、これらの情報のうちの1つ以上を考慮に入れることができるものである。
In this example, the distribution means 40; 42 and 44 are control means (not shown) for receiving information from a high-
Information from the sensor can be, for example, the temperature of the cooling fluid at the outlet of the
This control means can take into account one or more of these pieces of information.
熱交換器22の割り当て可能な熱交換第3部分222内の高温冷却回路2および低温冷却回路4から離間する流体の配分は、高温冷却回路2および低温冷却回路4内の冷却の必要度に従って制御される。
The distribution of fluid away from the high
従って、熱機関8が低負荷または部分負荷で作動するとき、これらの冷却手段は、極めて重大なものとはいえず、高温冷却流体の大部分は、短絡パイプ24を通って循環する。
この状態では、熱交換器32により図式化されている低温機器を冷却するために、熱交換器22の割り当て可能な第3部分222のうちの熱交換表面領域を再利用できる。
従って、冷却能力がより大きくなっている凝縮機を提供することにより、熱交換器の性能、例えば空調回路の熱性能を改善できる。
Thus, when the
In this state, the heat exchange surface area of the assignable
Therefore, by providing a condenser having a larger cooling capacity, the performance of the heat exchanger, for example, the thermal performance of the air conditioning circuit can be improved.
これとは対照的に、熱機関が高い負荷で作動するときは、かなりの量の冷却流体がエンジンブロックを通過するように循環させ、放出された熱パワーを抽出しなければならない。
このような条件下では、熱機関8を冷却するために、熱交換器22の割り当て可能な熱交換第3部分222の熱交換表面領域を使用する。
In contrast, when a heat engine operates at high loads, a significant amount of cooling fluid must be circulated through the engine block to extract the released heat power.
Under such conditions, the heat exchange surface area of the assignable heat exchange
前記システムに用いられる熱交換器22は、図2に示すように、例えばチューブとフィンとの積み重ね体から成る熱交換クラスター(図示していない)を備える。
これらのチューブは、全て同一であり、互いに並列となっている。熱交換器22の内部を冷却流体が循環し、この冷却流体は、外部環境、例えば大気との間で熱交換を行うようになっている。
As shown in FIG. 2, the
These tubes are all the same and are parallel to each other. A cooling fluid circulates inside the
熱交換器22のチューブは、それら2つの端部の各々で収集ボックスに接続されており、例えば冷却流体のための入口収集ボックス、および冷却流体の出口のための出口ボックスへそれぞれ接続されている。
The tubes of the
この実施形態では、熱交換表面領域は、高温熱交換部分、すなわち熱交換第1部分221と、低温熱交換部分、すなわち熱交換第2部分223と、熱交換第1部分221と熱交換第2部分223との間に設置された割り当て可能な部分、すなわち熱交換第3部分222との3つの異なる部分からなっている。
In this embodiment, the heat exchange surface region comprises a high temperature heat exchange portion, ie, a heat exchange
熱交換第1部分221は、特に高温冷却回路2または第1熱交換ループ内で循環する冷却流体を冷却するためのものであり、熱交換第2部分223は、低温冷却回路4内、または第2熱交換ループ内で循環する冷却流体を冷却するためのものである。
熱交換第3部分222は、必要に応じて、特に第1または第2熱交換ループ内を循環する冷却流体を冷却するためのものである。
The heat exchange
The third
第1熱交換ループ2および第2熱交換ループ4内を循環する冷却流体は、1つの同じ流体であり、例えばグリコールが添加された水である。
The cooling fluid that circulates in the first
熱交換器22の3つの熱交換部分221;222および223は固定されている。換言すれば、これらの部分は、熱交換器22における所定の数の熱交換チューブを含んでいる。
The three
図示の実施形態においては、熱交換第1部分221のチューブは、一端が高温入口収集器51に開口しており、他端が高温出口収集器61に開口している。
In the illustrated embodiment, the tube of the heat exchange
熱交換第3部分222のチューブの入口端部は、割り当て可能な入口収集器52に接続されており、その出口端部は、割り当て可能な出口収集器62に接続されている。
The tube inlet end of the heat exchange
熱交換第1部分221、熱交換第2部分223および熱交換第3部分222は、冷却流体のための少なくとも1つの入口および出口を有している。
The heat exchange
従って、入口収集器51および52は、それぞれ、前記冷却流体の入口のためのノズル100および104を備え、出口収集器61および62は、それぞれ、前記流体の出口のためのノズル102および106を備えている。
Accordingly, the
高温冷却回路2からの冷却流体は、入口収集器51に流入し、熱交換第1部分221を横断した後、出口収集器61から離間する。
同じように、高温冷却回路2または低温冷却回路4からの冷却流体は、割り当て可能な入口収集器52の流入し、割り当て可能な熱交換第3部分222を横断した後、割り当て可能な出口収集器62から離間する。
The cooling fluid from the high
Similarly, the cooling fluid from the high
熱交換第2部分223のチューブは、冷却流体が熱交換第2部分223に流入するための入口収集器53−1と、同じ冷却流体の出口のための出口収集器53−2とにパーティション112によって分割された収集器および中間収集器63にそれぞれ接続されている。
従って、この冷却流体は、熱交換第2部分223内で2回通過循環と称される循環をする。
換言すれば、低温冷却回路4からの冷却流体は、入口ノズル108を通って入口収集器53−1に流入し、次に第1熱交換部分、すなわち熱交換第2部分223の第1通路223−1を通過する。
次に、冷却流体は、中間収集器63内をほぼ1回曲がり、第2熱交換部分すなわち第2部分223の第2通路223−2を通過する。
最後に、冷却流体は、冷却流体出口ノズル110を通って出口収集ボックス53−2から離間する。
The tube of the heat exchange
Therefore, this cooling fluid circulates in the heat exchange
In other words, the cooling fluid from the
Next, the cooling fluid bends in the
Finally, the cooling fluid leaves the outlet collection box 53-2 through the cooling
中間収集器63は、第2冷却流体の入口114を備えている。この例では、第2冷却流体の入口は、第2部分223の第2熱交換部分223−2に位置している。
必要に応じ、第3部分222から離間する冷却流体を、この第2冷却流体の入口114により、第2部分223の第2熱交換部分223−2に通過させ、冷却流体を所望の温度とすることが可能となっている。
従って、第1通路223−1および第2通路223−2は、それぞれ、冷却流体のための入口を備えている。
The
If necessary, the cooling fluid separated from the
Accordingly, each of the first passage 223-1 and the second passage 223-2 includes an inlet for the cooling fluid.
本発明の熱交換器22は、2つの収集ボックス5および6を備え、これらのボックスには、各チューブの端部が挿入されている。
収集ボックス5および6には、収集器51;52;53−1;53−2;61;62および63を構成するパーティションが設けられている。
The
Collecting
図3は、同システムに用いられる熱交換器を改良した第2実施形態を示す斜視略図である。 FIG. 3 is a schematic perspective view showing a second embodiment in which the heat exchanger used in the system is improved.
図3に示すように、本実施形態では、熱交換22の表面が5つの異なる部分からなっている。
すなわち、高温冷却回路2からの冷却流体の熱交換部分である熱交換第1部分221と、低温冷却回路4からの冷却流体の熱交換部分である熱交換第2部分223と、熱交換第1部分221と熱交換第2部分223との間に設けられた割り当て可能な部分、すなわち熱交換第3部分222とを備えている。
これら3つの熱交換部分は、図2に示す第1実施形態で説明した部分と同一である。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, the surface of the
That is, a heat exchange
These three heat exchange portions are the same as those described in the first embodiment shown in FIG.
この実施形態では、熱交換器22は、サブ冷却部分と称される熱交換第4部分224と、補助冷却部分と称される熱交換第5部分225とを有する追加熱交換部分も備えている。これらの熱交換部分221;222(2)23;224および225も固定されている。
In this embodiment, the
熱交換第4部分224は、特に低温冷却回路4または第2熱交換ループを循環する冷却流体のためのものである。
この熱交換第4部分は、冷却流体のための入口および出口を備えている。
The heat exchange
This heat exchange fourth part comprises an inlet and an outlet for the cooling fluid.
熱交換第4部分224は、ノズル116が設けられた入口収集器54と、ノズル118が設けられた出口収集器64とを備えている。
この熱交換第4部分224により、熱交換第2部分223を離間する冷却流体の一部またはすべての温度を下げることが可能となる。
この機能により、低温冷却回路4から生じる冷却流体を、少なくとも2つの熱交換レベルまで冷却できる。
次に、低温冷却回路4に取り付けられた熱交換器32−1;32−2を、より効果的に冷却することが可能である。
当然ながら、別の通路およびそれに対応する出口を設けることにより、冷却流体を3つ以上の熱交換レベルで冷却することもできる。
The heat exchange
This heat exchange
With this function, the cooling fluid originating from the
Next, it is possible to cool the heat exchangers 32-1 and 32-2 attached to the low-
Of course, it is also possible to cool the cooling fluid at more than two heat exchange levels by providing another passage and a corresponding outlet.
熱交換第4部分224と、低温冷却回路4または第2熱交換ループを冷却するための部分とは、互いに連通しており、このような連通は、種々の連通手段によって行わせることができる。
この連通手段は、収集ボックスの外部に位置させることができ、この場合、バルブとすることができる。
別の実施形態では、少なくとも1つの貫通オリフィス、およびこのオリフィスの連通手段により、連通状態を得ることを提案するものであり、この場合の貫通オリフィスは、特にサブ冷却のための熱交換第4部分224の入口に対応している。
The heat exchange
This communication means can be located outside the collection box and in this case can be a valve.
In another embodiment, it is proposed to obtain a communication state by means of at least one through-orifice and the communication means of this orifice, in which case the through-orifice is in particular a heat exchange fourth part for subcooling. Corresponds to 224 entrances.
このサブ冷却のための熱交換第4部分224の内部での冷却流体の流れは、熱交換器22の熱交換第2部分223を通過する流れよりも弱くなる。
The flow of the cooling fluid inside the heat exchange
この冷却システムは、冷却剤のための凝縮ステージと、サブ冷却ステージとを含む空調回路の凝縮器を冷却するのに使用できる。
次に、熱交換第2部分223から生じる冷却流体により、この凝縮ステージを冷却し、サブ冷却のための熱交換第4部分から生じる冷却流体によりサブ冷却ステージを冷却する。
This cooling system can be used to cool a condenser of an air conditioning circuit including a condensation stage for the coolant and a sub-cooling stage.
Next, the condensation stage is cooled by the cooling fluid generated from the heat exchange
補助冷却部分と称される第5熱交換部分225は、別の冷却流体、例えば変速機のオイル、すなわち自動変速ギアボックスのオイルを冷却するようになっている。
この熱交換第5部分225のチューブは、他の4つの部分のチューブと同一であり、入口収集器55および出口収集器65にも接続されている。
各収集器は、前記別の冷却流体のための入口ノズル120または出口ノズル122を備えている。
The fifth
The tube of the heat exchange
Each collector includes an
図4は、本発明に係る自動車の熱機関によって生じる熱エネルギーを管理するためのシステムにおける熱交換器の熱交換第3部分を改良した第3実施形態を示す略図である。 FIG. 4 is a schematic diagram showing a third embodiment in which the third heat exchange portion of the heat exchanger in the system for managing heat energy generated by the heat engine of the automobile according to the present invention is improved.
図4に示すように、本実施形態では、熱交換器22における熱交換第3部分222の構成を除き、前記した図1に示す実施形態と同様である。
すなわち、熱交換第3部分222は、熱交換表面積が異なる2つの独立した熱交換部分222(1);222(2)に区画して形成されており、これに応じて、熱交換器22の外側に設けた第1分配手段40および第2分配手段42も、それぞれ2つの四方向弁からなる第1分配手段40(1);40(2)および第2分配手段42(1);42(2)を備える。
熱交換第3部分222の部分222(2)と熱交換第2部分223との間は、第3分配手段44によって接続されている。
As shown in FIG. 4, this embodiment is the same as the embodiment shown in FIG. 1 except for the configuration of the heat exchange
That is, the third
The part 222 (2) of the heat exchange
第1分配手段40(1)は、高温冷却回路2からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(1)に配分するようになっており、第2分配手段42(1)は、熱交換第3部分222の部分222(1)を離れて、高温冷却回路2または熱交換第3部分222の部分222(2)に向かう流体の向きを定めるか、または割り当てることを可能にしている。
The first distribution means 40 (1) distributes the cooling fluid from the high-
第1分配手段40(2)は、高温冷却回路2または低温冷却回路4からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(2)に配分するようになっており、第2分配手段42(2)は、四方向弁からなる熱交換第3部分の部分222(1)と部分222(2)との間の接続を可能にするとともに、熱交換第3部分の部分222(2)を離れて、熱交換第3部分の部分222(1)または熱交換第2部分の部分223に向かう冷却流体の向きを定めるか、または割り当てることを可能にしている。
The first distribution means 40 (2) distributes the cooling fluid from the high
また、熱交換第3部分222の2つの独立した部分222(1)と部分222(2)とは、熱交換器22の外側に設けられた、2つの四方向弁からなる第4分配手段50(1);50(2)によって、低温冷却回路4から生じる冷却流体が通過可能に接続されている。
第4分配手段50(1)は、低温冷却回路4から生じる冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(1)に配分するとともに、この熱交換第3部分222の部分222(1)を離れて、熱交換第3部分222の部分222(2)または熱交換第2部分223に向かう冷却流体の向きを定めるか、または割り当てることを可能にしている。
第4分配手段50(2)は、熱交換第3部分222における部分222(1)を離れる、第4分配手段50(1)から分配された低温冷却回路4からの冷却流体または空気(外気)を、熱交換第3部分222の部分222(2)、または第3分配手段44を介して熱交換第2部分223または低温冷却回路4に向かう冷却流体の向きを定めるか、または割り当てることを可能にしている。
これにより、熱交換第3部分222の部分222(1)または部分222(2)に低温冷却回路4から生じる冷却流体を通過させることにより、より低い温度レベルまで冷却させることができる。
Further, the two independent parts 222 (1) and 222 (2) of the third
The fourth distribution means 50 (1) distributes the cooling fluid generated from the low-
The fourth distribution means 50 (2) leaves the portion 222 (1) in the heat exchange
Accordingly, the cooling fluid generated from the low-
第1分配手段40(1);40(2)と第2分配手段42(1);42(2)と第4分配手段50(1);52(2)は、同時に作動させてもよいし、同時に作動させなくてもよい。
同様に、第1分配手段40(1);40(2)と第3分配手段44とを、高温冷却回路2および低温冷却回路4の冷却条件に従って、コーディネートしてもよい。
The first distribution means 40 (1); 40 (2), the second distribution means 42 (1); 42 (2) and the fourth distribution means 50 (1); 52 (2) may be operated simultaneously. , It does not have to be activated simultaneously.
Similarly, the first distribution means 40 (1); 40 (2) and the third distribution means 44 may be coordinated according to the cooling conditions of the high
図5は、本発明に係る熱交換器における熱交換第3部分に用いられる熱交換部を示す斜視略図、図6は、図5のVI−VI線における拡大断面図である。 FIG. 5 is a schematic perspective view showing a heat exchanging portion used in the third heat exchanging portion of the heat exchanger according to the present invention, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG.
熱交換器22における熱交換第3部分222は、2つの独立した部分222(1)または部分222(2)の基本形態が、図5に示すように、収集ボックス302と、この収集ボックス302内を高温冷却回路2または第1熱交換ループ、または低温冷却回路4または第2熱交換ループの冷却流体のいずれかの冷却流体が蛇行しながら通過するように貫通させた流体通路304とをもって構成されている。
この流体通路304は、2重管からなるとともに、その外管305または内管306に、高温冷却回路2または第1熱交換ループと低温冷却回路4または第2熱交換ループの冷却流体をそれぞれ別個に循環させて、前記両ループの冷却流体間で熱交換をなしうるようにするか、あるいは、前記外管305または内管306の一方にのみ、前記両ループの冷却流体のいずれか一方を循環させうるようになっている。
なお、熱交換第3部分222における222(1)と部分222(2)は、例えば2重管からなる流体通路304の管径あるいは長さを互いに異ならせることにより、それぞれ熱交換表面積が異なる2つの独立した熱交換部分に容易に区画することができる。
The heat exchanging
The
It should be noted that 222 (1) and 222 (2) in the third
すなわち、熱交換第3部分222の冷却流体の循環形態としては、第1に、高温冷却回路2または第1熱交換ループからの冷却流体を熱交換第1部分221のみで冷却し、低温冷却回路4または第2熱交換ループからの冷却流体を熱交換第2部分223のみで冷却する場合に、熱交換第3部分222の部分222(1)及び部分222(2)のそれぞれの収集ボックス302内を蛇行させて貫通させた流体通路304の外管305及び内管306の双方に、第1熱交換ループまたは第2熱交換ループの冷却流体、空気冷却のための空気(外気)等のすべての冷却流体を循環させない形態(形態I)が考えられる。
第2に、第1熱交換ループからの冷却流体が、熱交換第1部分221のみでは冷却効果が低い場合には、熱交換第3部分222の外管305に高温冷却回路2または第1熱交換ループからの冷却流体を循環させ、その内管306に空気(外気)を循環させる形態(形態II)が考えられる。
第3に、第2の循環形態における2空気(外気)に代えて、低温冷却回路4または第2熱交換ループからの冷却流体を内管306に循環させる形態(形態III)が考えられる。
第4に、低温冷却回路4または第2熱交換ループからの冷却流体を外管305に循環させ、その内管306に空気(外気)を循環させる形態(形態IV)が考えられる。
That is, as a circulation form of the cooling fluid in the heat exchange
Second, when the cooling fluid from the first heat exchange loop has a low cooling effect only by the heat exchange
Third, in place of the two air (outside air) in the second circulation form, a form (form III) in which the cooling fluid from the low-
Fourthly, a form (form IV) in which the cooling fluid from the low-
本発明の熱エネルギー管理システムは、前記した熱交換第3部分222の冷却流体の循環形態I〜IVを、表1に示すように、例えば、No.1〜16の16通りの熱管理が行われるように、適宜コーディネートされる。
In the thermal energy management system of the present invention, as shown in Table 1, the cooling fluid circulation modes I to IV of the third
表1におけるNo.1の形態、すなわち熱交換部分22で通常の熱管理する場合では、熱交換第3部分222の部分222(1)及び部分222(2)に通じる全ての分配手段40(1);40(2);42(1);42(2);50(1);50(2)の通路を遮断することにより、高温冷却回路2の冷却流体の冷却が熱交換第1部分221により行われるとともに、低温冷却回路4の冷却流体の冷却が熱交換第2部分223でそれぞれ行われる。
No. in Table 1 In one form, i.e. in the case of normal heat management in the
表1におけるNo.2の形態、すなわち高温冷却回路2の過剰に加熱された冷却流体を、必要に応じて熱交換第3部分222の部分222(1)で空気(外気)により冷却して熱管理する場合では、第1分配器40(1)の通路A、Bを連通させて開き、高温冷却回路2からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(1)における収集ボックス302内を通る流体通路304の外管305に導入するとともに、第4分配手段50(1)の通路B;Cと第4分配手段50(2)の通路A;Bとをそれぞれ連通させて開いて、熱交換第3部分222における部分222(1)の流体通路304の内管306に空気(外気)を導入し、前記部分222(1)の外管305を通る高温冷却回路2の冷却流体を、その内管306を通る空気(外気)でもって熱交換することにより行われる。
なお、熱交換後に、熱交換第3部分222の部分222(1)から離れた冷却流体は、第2分配手段42(1)の通路A;Bを連通させて開くことにより、再び高温冷却回路2における熱交換第1部分221の下流側に戻され、矢印25で示す熱交換後の冷却流体として、ポンプ14を通して熱機関8の高温冷却回路2を循環させる。
No. in Table 1 2, that is, when overheated cooling fluid of the high-
After the heat exchange, the cooling fluid separated from the portion 222 (1) of the heat exchange
表1におけるNo.3の形態、すなわち高温冷却回路2の過剰に加熱された冷却流体を、熱交換第3部分222の部分222(1)で低温冷却回路4からの冷却流体によって冷却して熱管理する場合では、前記したように高温冷却回路2からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(1)における流体通路304の外管305に導入して、熱交換後に、再び高温冷却回路2に戻すように循環させた状態において、第4分配手段50(1)の通路A;Cと第4分配手段50(2)の通路A;Cとをそれぞれ連通させて開いて、熱交換第3部分222における部分222(1)の流体通路304の内管306に、低温冷却回路4からの冷却流体を導入し、部分222(1)の外管305を通る高温冷却回路2の冷却流体と、その内管306を通る低温冷却回路4からの冷却流体とでもって熱交換することにより行われる。
なお、熱交換後に、熱交換第3部分222の部分222(1)から離れた低温冷却回路4からの冷却流体は、第4分配手段50(2)の通路A;Cを介して第3分配手段44に送られ、この第3分配手段44により、再び低温冷却回路4における熱交換器32−2の下流側に直接戻されるか、または設定温度以上の場合には、熱交換第2部分223に導入されて、熱交換後に、再び低温冷却回路4における熱交換器32−2の上流側に戻されて、低温冷却回路4を循環させる。
No. in Table 1 In the case of the third form, that is, when the overheated cooling fluid of the high-
After the heat exchange, the cooling fluid from the low-
表1におけるNo.4の形態、すなわち高温冷却回路2の過剰に加熱された冷却流体を、熱交換第3部分222の部分222(2)で空気(外気)により冷却して熱管理する場合では、第1分配器40(1)の通路A;Cと第1分配器40(2)の通路A;Bとをそれぞれ連通させて開き、高温冷却回路2からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(2)における流体通路304の外管305に導入する。
一方、第4分配手段50(1)の通路B;Dと第4分配手段50(2)の通路D;Bとをそれぞれ連通させて開いて、熱交換第3部分222における部分222(2)の流体通路304の内管306に空気(外気)を導入し、部分222(2)の外管305を通る高温冷却回路2の冷却流体と、その内管306を通る空気(外気)とでもって熱交換することにより行われる。
なお、熱交換後に、熱交換第3部分222の部分222(2)から離れた冷却流体は、第2分配手段42(2)の通路D;Aと第2分配手段42(1)の通路D;Bとをそれぞれ連通させて開くことにより、再び高温冷却回路2に戻すように循環させる。
No. in Table 1 In the case of the
On the other hand, the passage B; D of the fourth distribution means 50 (1) and the passage D; B of the fourth distribution means 50 (2) are opened in communication with each other to open the portion 222 (2) in the heat exchange
After the heat exchange, the cooling fluid separated from the portion 222 (2) of the heat exchange
表1におけるNo.5の形態、すなわち高温冷却回路2の過剰に加熱された冷却流体を、熱交換第3部分222の部分222(2)で低温冷却回路4からの冷却流体によって冷却し熱管理する場合では、前記したように高温冷却回路2からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(2)における流体通路304の外管305に導入して、熱交換後に、再び高温冷却回路2に戻すように循環させた状態において、第4分配手段50(1)の通路A;Dと第4分配手段50(2)の通路D;Cとをそれぞれ連通させて開いて、熱交換第3部分222における部分222(2)の流体通路304の内管306に、低温冷却回路4からの冷却流体を導入し、部分222(2)の外管305を通る高温冷却回路2の冷却流体と、その内管306を通る低温冷却回路4からの冷却流体とでもって熱交換することにより行われる。
なお、熱交換後に、熱交換第3部分222の部分222(2)から離れた低温冷却回路4からの冷却流体は、第4分配手段50(2)の通路D;Cを介して第3分配手段44に送られ、この第3分配手段44により、再び低温冷却回路4における熱交換器32−2の下流側に直接戻されるか、または設定温度以上の場合には、熱交換第2部分223に導入されて、熱交換後に、低温冷却回路4における熱交換器32−2の上流側に戻されて、再び低温冷却回路4を循環させる。
No. in Table 1 5, that is, when the overheated cooling fluid of the high-
After the heat exchange, the cooling fluid from the low-
表1におけるNo.6の形態、すなわち高温冷却回路2の過剰に加熱された冷却流体を、熱交換第3部分222の部分222(1)と部分222(2)との双方で空気(外気)により冷却して熱管理する場合では、前記したように、高温冷却回路2からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(1)及び部分222(2)における流体通路304のそれぞれの外管305に導入するとともに、熱交換後に、熱交換第3部分222の部分222(1)及び部分222(2)から離れた冷却流体を、再び高温冷却回路2に戻すように循環させた状態において、第4分配手段50(1)の通路B;C;Dと第4分配手段50(2)の通路A;B;Dとをそれぞれ連通させて開いて、熱交換第3部分222における部分222(1)及び部分222(2)の流体通路304の内管306に空気(外気)を導入し、それぞれの部分222(1)及び部分222(2)の外管305を通る高温冷却回路2の冷却流体と、それらの内管306を通る空気(外気)とでもって熱交換することにより行われる。
No. in Table 1 6, that is, the overheated cooling fluid of the high-
表1におけるNo.7の形態、すなわち高温冷却回路2の過剰に加熱された冷却流体を、熱交換第3部分222の部分222(1)で低温冷却回路4からの冷却流体により冷却し、部分222(2)で空気(外気)により冷却して熱管理する場合では、前記したように、高温冷却回路2からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(1)及び部分222(2)における流体通路304の外管305に導入し、熱交換後に、熱交換第3部分222の部分222(1)及び部分222(2)から離れた冷却流体を、再び高温冷却回路2に戻すように循環させた状態において、第4分配手段50(1)の通路A;Cを連通させて開き、熱交換第3部分222における部分222(1)の流体通路304の内管306に、低温冷却回路4からの冷却流体を導入するとともに、第4分配手段50(1)の通路B;Dと第4分配手段50(2)の通路D;Bとをそれぞれ連通させて開いて、部分222(2)の流体通路304の内管306に空気(外気)を導入し、それぞれの部分222(1)及び部分222(2)の外管305を通る高温冷却回路2の冷却流体と、それらの内管306を通る低温冷却回路4からの冷却流体または空気(外気)とでもって熱交換することにより行われる。
なお、熱交換後に、熱交換第3部分222の部分222(1)から離れた低温冷却回路4からの冷却流体は、第4分配手段50(2)の通路A;Cを介して第3分配手段44に送られ、この第3分配手段44により、再び低温冷却回路4における熱交換器32−2の下流側に直接戻されるか、または設定温度以上の場合には、熱交換第2部分223に導入されて、熱交換後に、低温冷却回路4における熱交換器32−2の上流側に戻されて、再び低温冷却回路4を循環させる。
No. in Table 1 7, ie, the overheated cooling fluid of the high
After the heat exchange, the cooling fluid from the low-
表1におけるNo.8の形態、すなわち高温冷却回路2の過剰に加熱された冷却流体を、熱交換第3部分222の部分222(1)と部分222(2)との双方で低温冷却回路4からの冷却流体により冷却して熱管理する場合では、前記したように、高温冷却回路2からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(1)及び部分222(2)における流体通路304の外管305に導入し、熱交換第3部分222の部分222(1)及び部分222(2)から離れた冷却流体を、熱交換後に、再び高温冷却回路2に戻すように循環させている状態において、第4分配手段50(1)の通路A;C;Dを連通させて開いて、熱交換第3部分222における部分222(1)及び部分222(2)の流体通路304の内管306に、低温冷却回路4からの冷却流体を導入し、それぞれの部分222(1)及び部分222(2)の外管305を通る高温冷却回路2の冷却流体と、それらの内管306を通る低温冷却回路4からの冷却流体とでもって熱交換することにより行われる。
なお、熱交換後に、熱交換第3部分222の部分222(1)から離れた低温冷却回路4からの冷却流体と熱交換第3部分222の部分222(2)から離れた熱交換後の低温冷却回路4からの冷却流体とは、第4分配手段50(2)の通路A;Cと通路D;Cを介して、それぞれ第3分配手段44に送られ、この第3分配手段44により、再び低温冷却回路4における熱交換器32−2の直接下流側に戻されるか、または設定温度以上の場合には、熱交換第2部分223に導入されて、熱交換後に、低温冷却回路4における熱交換器32−2の上流側に戻されて、再び低温冷却回路4を循環させる。
No. in Table 1 8, ie, the overheated cooling fluid of the high
After heat exchange, the cooling fluid from the low-
表1におけるNo.9の形態、すなわち高温冷却回路2の過剰に加熱された冷却流体を、熱交換第3部分222の部分222(1)で空気(外気)により冷却し、部分222(2)で低温冷却回路4からの冷却流体により冷却して熱管理する場合では、前記したように、高温冷却回路2からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(1)及び部分222(2)における流体通路304の外管305に導入し、熱交換後に、再び高温冷却回路2に戻すように循環させた状態において、第4分配手段50(1)の通路B;Cと第4分配手段50(2)の通路A;Bとをそれぞれ連通させて開いて、熱交換第3部分222における部分222(1)に空気(外気)を導入するとともに、第4分配手段50(1)の通路A;Dを連通させて開いて、部分222(2)の流体通路304の内管306に、低温冷却回路4からの冷却流体を導入し、それぞれの部分222(1)及び部分222(2)の外管305を通る高温冷却回路2の冷却流体と、それらの内管306を通る空気(外気)または低温冷却回路4からの冷却流体とでもって熱交換することにより行われる。
なお、熱交換後に、熱交換第3部分222の部分222(2)から離れた低温冷却回路4からの冷却流体は、第4分配手段50(2)の通路D;Cを介して第3分配手段44に送られ、この第3分配手段44により、再び低温冷却回路4における熱交換器32−2の直接下流側に戻されるか、または設定温度以上の場合には、熱交換第2部分223に導入されて、熱交換後に、低温冷却回路4における熱交換器32−2の上流側に戻されて、低温冷却回路4を循環させる。
No. in Table 1 9, that is, the overheated cooling fluid of the high
After the heat exchange, the cooling fluid from the low-
表1におけるNo.10の形態、すなわち低温冷却回路4の冷却流体を、熱交換第3部分222の部分222(1)で空気(外気)により冷却して熱管理する場合では、第1分配器40(1)の通路D;B(または通路C;B)と第1分配器40(2)の通路C;D(または通路C;A)とをそれぞれ連通させて開き、低温冷却回路4からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(1)における収集ボックス302内を通る流体通路304の外管305に導入するとともに、第4分配手段50(1)の通路B;Cと第4分配手段50(2)の通路A;Bとをそれぞれ連通させて開いて、熱交換第3部分222における部分222(1)に空気(外気)を導入し、部分222(1)の外管305を通る低温冷却回路4からの冷却流体と、その内管306を通る空気(外気)とでもって熱交換することにより行われる。
なお、熱交換後に、熱交換第3部分222の部分222(1)から離れた低温冷却回路4からの冷却流体は、第2分配器42(1)の通路A;C(または通路A;D)及び第2分配器42(2)の通路B;C(または通路A;C)を介して第3分配手段44に送られ、この第3分配手段44により、再び低温冷却回路4における熱交換器32−2の直接下流側に戻されるか、または設定温度以上の場合には、熱交換第2部分223に導入されて、熱交換後に、低温冷却回路4における熱交換器32−2の上流側に戻されて、低温冷却回路4を循環させる。
No. in Table 1 10, that is, when the cooling fluid of the low-
After the heat exchange, the cooling fluid from the low-
表1におけるNo.11の形態、すなわち低温冷却回路4の冷却流体を、熱交換第3部分222の部分222(2)で空気(外気)により冷却して熱管理する場合では、第1分配器40(2)の通路C;Bを連通させて開き、低温冷却回路4からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(2)における流体通路304の外管305に導入するとともに、第4分配手段50(1)の通路B;Dを連通させて開いて、熱交換第3部分222における部分222(2)の流体通路304の内管306に空気(外気)を導入し、部分222(2)の外管305を通る低温冷却回路4からの冷却流体と、その内管306を通る空気(外気)とでもって熱交換することにより行われる。
なお、熱交換後に、熱交換第3部分222の部分222(2)から離れた低温冷却回路4からの冷却流体は、第2分配器42(2)の通路D;Cを介して第3分配手段44に送られ、この第3分配手段44により、再び低温冷却回路4における熱交換器32−2の直接下流側に戻されるか、または設定温度以上の場合には、熱交換第2部分223に導入されて、熱交換後に、低温冷却回路4における熱交換器32−2の上流側に戻されて、低温冷却回路4を循環させるようになっている。
No. in Table 1 11, that is, when the cooling fluid of the low-
After the heat exchange, the cooling fluid from the low-
表1におけるNo.12の形態、すなわち低温冷却回路4の冷却流体を、熱交換第3部分222の部分222(1)と部分222(2)との双方で空気(外気)により冷却して熱管理する場合では、第1分配器40(1)の通路D;B(または通路C;B)と第1分配器40(2)の通路C;D;B(または通路C;A;B)とをそれぞれ連通させて開いて、低温冷却回路4からの冷却流体を、熱交換第3部分222の部分222(1)及び部分222(2)のそれぞれの収集ボックス302内を通る流体通路304の外管305に導入するとともに、第4分配手段50(1)の通路B;C;Dと第4分配手段50(2)の通路A;B;Dとをそれぞれ連通させて開いて、熱交換第3部分222における部分222(1)及び部分222(2)のそれぞれの流体通路304の内管306に空気(外気)を導入し、それぞれの部分222(1)及び部分222(2)のそれぞれの外管305を通る低温冷却回路4の冷却流体と、それらの内管306を通る空気(外気)とでもって熱交換することにより行われる。
なお、熱交換後に、熱交換第3部分222の部分222(1)及び部分222(2)から離れた低温冷却回路4からのそれぞれの冷却流体は、第2分配器42(1)の通路A;C(または通路A;D)及び第2分配器42(2)の通路B;D;C(または通路A;C;D)を介して第3分配手段44に送られ、この第3分配手段44により、再び低温冷却回路4における熱交換器32−2の下流側に直接戻されるか、または設定温度以上の場合には、熱交換第2部分223に導入されて、熱交換後に、低温冷却回路4における熱交換器32−2の上流側に戻されて、低温冷却回路4を循環させるようになっている。
No. in Table 1 12, that is, when the cooling fluid of the low-
In addition, after heat exchange, each cooling fluid from the low-
表1におけるNo.13の形態、すなわち高温冷却回路2の過剰に加熱された冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(1)で、低温冷却回路4の冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(2)でそれぞれ空気(外気)により冷却して熱管理する場合では、前記したように、高温冷却回路2からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(1)における収集ボックス302内を通る流体通路304の外管第305に導入し、熱交換後に、再び高温冷却回路2に戻すように循環させるとともに、低温冷却回路4からの冷却流体を、熱交換第3部分222の部分222(2)における収集ボックス302内を通る流体通路304の外管305に導入し、熱交換後に、再び低温冷却回路4に戻すように循環させた状態において、第4分配手段50(1)の通路B;C;Dと第4分配手段50(2)の通路A;B;Dとをそれぞれ連通させて開いて、熱交換第3部分222における部分222(1)及び部分222(2)の流体通路304の内管306に空気(外気)を導入し、それぞれの部分222(1)及び部分222(2)のそれぞれの外管305を通る高温冷却回路2の冷却流体または低温冷却回路4の冷却流体と、それらの内管306を通る空気(外気)とでもって熱交換することにより行われる。
なお、熱交換後に、熱交換第3部分222の部分222(2)から離れた低温冷却回路4からの冷却流体は、第2分配器42(2)の通路D;Cを介して第3分配手段44に送られ、この第3分配手段44により、再び低温冷却回路4における熱交換器32−2の下流側に直接戻されるか、または設定温度以上の場合には、熱交換第2部分223に導入されて、熱交換後に、低温冷却回路4における熱交換器32−2の上流側に戻されて、低温冷却回路4を循環させる。
No. in Table 1 13, ie, the overheated cooling fluid of the high
After the heat exchange, the cooling fluid from the low-
表1におけるNo.14の形態、すなわち高温冷却回路2の過剰に加熱された冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(1)で低温冷却回路4の冷却流体により冷却し、低温冷却回路4の冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(2)で空気(外気)により冷却して熱管理する場合では、前記したように高温冷却回路2からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(1)における流体通路304の外管305に導入して、熱交換後に、再び高温冷却回路2に戻すように循環させるとともに、低温冷却回路4からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(2)における流体通路304の外管305に導入して、熱交換後に、再び低温冷却回路4に戻すように循環させた状態において、第4分配手段50(1)の通路A;Cを連通させて開いて、熱交換第3部分222における部分222(1)の流体通路304の内管306に低温冷却回路4の冷却流体を導入するとともに、第4分配手段50(1)の通路B;Dと第4分配手段50(2)の通路D;Bをそれぞれ連通させて開いて、熱交換第3部分222における部分222(2)の流体通路304の内管306に空気(外気)を導入し、部分222(1)の外管305を通る高温冷却回路2の冷却流体を、その内管306を通る低温冷却回路4からの冷却流体でもって熱交換する一方、部分222(2)の外管305を通る低温冷却回路4の冷却流体を、その内管306を通る空気(外気)でもって熱交換することにより行われる。
なお、熱交換後に、熱交換第3部分222における部分222(1)から離れた低温冷却回路4からの冷却流体は、第4分配手段50(2)の通路A;Cを介して第3分配手段44に送られ、この第3分配手段44により、再び低温冷却回路4における熱交換器32−2の下流側に直接戻されるか、または設定温度以上の場合には、熱交換第2部分223に導入されて、熱交換後に、低温冷却回路4における熱交換器32−2の上流側に戻されて、低温冷却回路4を循環させる。
No. in Table 1 14, that is, the overheated cooling fluid of the high
After the heat exchange, the cooling fluid from the low-
表1におけるNo.15の形態、すなわち低温冷却回路4の冷却流体を、熱交換第3部分222の部分222(1)で空気(外気)により冷却し、高温冷却回路2の過剰に加熱された冷却流体を、熱交換第3部分222の部分222(2)で空気(外気)により冷却して熱管理する場合では、前記したように、高温冷却回路2からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(2)における流体通路304の外管305に導入して、熱交換後に、再び高温冷却回路2に戻すように循環させた状態において、第1分配器40(1)の通路D;Bと第1分配器40(2)の通路C;Dとをそれぞれ連通させて開き、低温冷却回路4からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(1)における収集ボックス302内を通る流体通路304の外管305に導入するとともに、第4分配手段50(1)の通路B;C;Dと第4分配手段50(2)の通路A;B;Dとをそれぞれ連通させて開いて、熱交換第3部分222における部分222(1)及び部分222(2)の流体通路304の内管306に空気(外気)を導入し、それぞれの部分222(1)の外管305を通る低温冷却回路4の冷却流体及び部分222(2)の外管305を通る高温冷却回路2の冷却流体を、それぞれ空気(外気)でもって熱交換することにより行われる。
なお、熱交換後に、熱交換第3部分222の部分222(1)から離れた低温冷却回路4からの冷却流体は、第2分配器42(1)の通路A;C及び第2分配器42(2)の通路B;Cを介して第3分配手段44に送られ、この第3分配手段44により、再び低温冷却回路4における熱交換器32−2の下流側に直接戻されるか、または設定温度以上の場合には、熱交換第2部分223に導入されて、熱交換後に、低温冷却回路4における熱交換器32−2の上流側に戻されて、低温冷却回路4を循環させるようになっている。
No. in Table 1 15, that is, the cooling fluid of the low
After the heat exchange, the cooling fluid from the low-
表1におけるNo.16の形態、すなわち低温冷却回路4の冷却流体を、熱交換第3部分222の部分222(1)で空気(外気)により冷却し、高温冷却回路2の過剰に加熱された冷却流体を、熱交換第3部分222の部分222(2)で低温冷却回路4からの冷却流体により冷却して熱管理する場合では、前記したように、高温冷却回路2からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(2)における流体通路304の外管305に導入し、熱交換後に、再び高温冷却回路2に戻すように循環させる一方、低温冷却回路4からの冷却流体を熱交換第3部分222の部分222(1)における収集ボックス302内を通る流体通路304の外管305に導入し、熱交換後に、再び低温冷却回4に戻すように循環させた状態において、第4分配手段50(1)の通路B;Cと第4分配手段50(2)の通路A;Bとをそれぞれ連通させて開いて、熱交換第3部分222における部分222(1)の流体通路304の内管306に空気(外気)を導入するとともに、第4分配手段50(1)の通路A;Dを連通させて開いて、熱交換第3部分222における部分222(2)の流体通路304の内管306に低温冷却回路4からの冷却流体を導入し、それぞれの部分222(1)の外管305を通る低温冷却回路4の冷却流体を、その内管306を通る空気(外気)でもって熱交換し、部分222(2)の外管305を通る高温冷却回路2の冷却流体を、その内管306を通る低温冷却回路4からの冷却流体でもって熱交換することにより行われる。
なお、熱交換後に、熱交換第3部分222における部分222(2)から離れた低温冷却回路4からの冷却流体は、第4分配手段50(2)の通路D;Cを介して第3分配手段44に送られ、この第3分配手段44により、再び低温冷却回路4における熱交換器32−2の下流側に直接戻されるか、または熱交換第2部分223に導入されて、熱交換後に、低温冷却回路4における熱交換器32−2の上流側に戻されるようになっている。
No. in Table 1 16, that is, the cooling fluid of the low
After the heat exchange, the cooling fluid from the low-
以上説明したように、本発明の熱エネルギー管理システムによれば、熱交換第3部分222の部分222(1)及び部分222(2)でもって、高温冷却回路2または第1熱交換ループと低温冷却回路4または第2熱交換ループの冷却流体を、空気(外気)と熱交換するだけでなく、両ループの冷却流体相互間の熱交換により、種々の状況に応じて肌理細かく熱管理することができる。
As described above, according to the thermal energy management system of the present invention, the portion 222 (1) and the portion 222 (2) of the heat exchange
本発明は、単なる例として上に説明した実施形態だけに限定されず、特許請求の範囲に記載の技術思想の範囲内で、当業者が考えつくことができるすべての変形例も含むものである。 The present invention is not limited to the embodiments described above by way of example only, but includes all modifications that can be conceived by those skilled in the art within the scope of the technical idea described in the claims.
2 高温冷却回路
4 低温冷却回路
6 機関入口パイプ
8 熱機関
10 機関出口パイプ
12 四方向弁
12A 入口通路
12B 出口通路
12C 通路
12D 通路
14 ポンプ
15 冷却流体
16 加熱パイプ
18 スペースヒーター
20 高温ラジエータパイプ
22 熱交換器
24 短絡パイプ
25 熱交換後の冷却流体
28 低温ラジエータパイプ
30 低温循環ポンプ
32−1;32−2 熱交換器
40;40(1);40(2) 第1分配手段
42;42(1);42(2) 第2分配手段
44 第3分配手段
50(1);50(2) 第4分配手段
51;52 入口収集器
53 収集器
53−1 入口収集器
53−2 出口収集器
54;55 入口収集器
61;62 出口収集器
63 中間収集器
64;65 出口収集器
100;102;104;106;118;120;122 ノズル
221 熱交換第1部分
222 熱交換第3部分
222(1);222(2) 部分
223 熱交換第2部分
223−1 第1通路
223−2 第2通路
224 熱交換第4部分(サブ冷却部分)
225 熱交換第5部分(補助冷却部分)
302 収集ボックス
304 流体通路(2重管)
305 外管
306 内管
2 High-
14
225 Heat exchange part 5 (auxiliary cooling part)
302
305
Claims (3)
前記熱交換第1部分(221)は、第1熱交換ループ(2)の流体を冷却するためのものであり、前記熱交換第2部分(223)は、第2熱交換ループ(4)の流体を冷却するためのものであり、前記熱交換第3部分(222)は、必要に応じて、前記第1熱交換ループ(2)又は前記第2熱交換ループ(4)を冷却するためのものであり、前記高温冷却回路(2)の冷却流体又は前記低温冷却回路(4)の冷却流体が流れる流体通路(304)を備えており、
前記熱交換第3部分(222)内の流体通路(304)を、外管(305)と内管(306)とにより構成される2重管とし、
前記外管(305)と前記内管(306)との一方には、前記高温冷却回路(2)の冷却流体と前記低温冷却回路(4)の冷却流体との一方を、他方の管には他方の流体を、それぞれ別個に循環させ、もって、流体相互間で熱交換をなしうるようにしたことを特徴とする熱交換器。 A heat exchange first part (221), a heat exchange second part (223), and a heat exchange third part, which are substantially located on one coplanar surface and are configured to circulate fluid independently. (222) at least comprising:
The heat exchange first part (221) is for cooling the fluid in the first heat exchange loop (2), and the heat exchange second part (223) is in the second heat exchange loop (4). The heat exchange third portion (222) is for cooling the first heat exchange loop (2) or the second heat exchange loop (4) as necessary. A fluid passage (304) through which the cooling fluid of the high temperature cooling circuit (2) or the cooling fluid of the low temperature cooling circuit (4) flows,
The fluid passage (304) in the heat exchange third part (222) is a double pipe composed of an outer pipe (305) and an inner pipe (306),
One of the outer pipe (305) and the inner pipe (306) has one of the cooling fluid of the high-temperature cooling circuit (2) and the cooling fluid of the low-temperature cooling circuit (4), and the other pipe has A heat exchanger characterized in that the other fluid is circulated separately so that heat can be exchanged between the fluids.
前記熱交換第1部分(221)は、第1熱交換ループ(2)の流体を冷却するためのものであり、
前記熱交換第2部分(223)は、第2熱交換ループ(4)の流体を冷却するためのものであり、
前記熱交換第3部分(222)は、必要に応じて、前記第1熱交換ループ(2)又は前記第2熱交換ループ(4)を冷却するためのものであり、前記高温冷却回路(2)の冷却流体又は前記低温冷却回路(4)の冷却流体が流れる流体通路(304)を備えており、
前記熱交換第3部分(222)内の流体通路(304)を、外管(305)と内管(306)とにより構成される2重管とし、
前記外管(305)と前記内管(306)との一方にのみ、前記冷却流体のいずれか一方を循環させうるようになすことを特徴とする熱交換器。 A heat exchange first part (221), a heat exchange second part (223), and a heat exchange third part, which are substantially located on one coplanar surface and are configured to circulate fluid independently. (222) at least comprising:
The heat exchange first part (221) is for cooling the fluid in the first heat exchange loop (2),
The heat exchange second part (223) is for cooling the fluid in the second heat exchange loop (4),
The third heat exchanging part (222) is for cooling the first heat exchanging loop (2) or the second heat exchanging loop (4) as necessary, and the high temperature cooling circuit (2). ) Or a fluid passage (304) through which the cooling fluid of the low-temperature cooling circuit (4) flows,
The fluid passage (304) in the heat exchange third part (222) is a double pipe composed of an outer pipe (305) and an inner pipe (306),
One of the cooling fluids can be circulated through only one of the outer pipe (305) and the inner pipe (306).
自動車の熱機関を冷却するための高温ラジエータを含む高温冷却回路(2)と、自動車の機器を冷却するための低温ラジエータを含む低温冷却回路(4)とを備え、前記高温ラジエータと前記低温ラジエータとをもって熱交換器(22)の一部を形成する、熱エネルギー管理システム。 A system for managing heat energy generated by a heat engine of an automobile using the heat exchanger according to claim 1 or 2,
A high temperature cooling circuit (2) including a high temperature radiator for cooling a heat engine of an automobile, and a low temperature cooling circuit (4) including a low temperature radiator for cooling an automobile device, the high temperature radiator and the low temperature radiator A thermal energy management system that forms part of the heat exchanger (22).
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