JP2016118164A - Cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却システムに係り、特に、蓄熱材を用いて熱交換をするものに関する。 The present invention relates to a cooling system, and in particular, relates to an apparatus that performs heat exchange using a heat storage material.
従来、ラジエータのリザーブタンク内に蓄熱材封入カプセルを入れて、エンジン冷却水の異常な水温の上昇を防止する冷却システムが知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, a cooling system is known in which a heat storage material-encapsulated capsule is placed in a reserve tank of a radiator to prevent an abnormal rise in engine cooling water temperature (see, for example, Patent Document 1).
ところで、従来の冷却システムでは、蓄熱材の熱交換性能に限界があり、車両の限界走行時等に十分な放熱量を確保することが困難であり、熱交換性能を上げるためには、システムの大型化が必要になるという問題がある。 By the way, in the conventional cooling system, there is a limit to the heat exchange performance of the heat storage material, and it is difficult to secure a sufficient amount of heat radiation when the vehicle is running at a limit. There is a problem that enlargement is necessary.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、大型化することなく必要な放熱量を確保することができる冷却システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a cooling system capable of ensuring a necessary heat dissipation amount without increasing the size.
本発明は、車両に搭載されている原動機と、第1の熱交換器と、第2の熱交換器と、第3の熱交換器と、蓄熱器と、冷却媒体を前記原動機と前記第1の熱交換器との間で流すために設けられた第1の冷却媒体管路と、前記冷却媒体を前記第2の熱交換器と前記第3の熱交換器と前記蓄熱器との間で流すために設けられた第2の冷却媒体管路と、前記第1の冷却媒体管路と前記第2の冷却媒体管路とをつないでいる第3の冷却媒体管路と、前記第1の冷却媒体管路と前記第2の冷却媒体管路とをつないでいる第4の冷却媒体管路と、前記第4の冷却媒体管路を流れる冷却媒体の流量を調整する第1の流量調整機構とを有する冷却システムである。 The present invention relates to a motor mounted on a vehicle, a first heat exchanger, a second heat exchanger, a third heat exchanger, a heat accumulator, a cooling medium, the motor and the first heat exchanger. A first cooling medium conduit provided to flow between the second heat exchanger, the third heat exchanger, and the heat accumulator. A second cooling medium pipe provided to flow, a third cooling medium pipe connecting the first cooling medium pipe and the second cooling medium pipe, and the first cooling medium pipe A fourth cooling medium pipe connecting the cooling medium pipe and the second cooling medium pipe, and a first flow rate adjusting mechanism for adjusting the flow rate of the cooling medium flowing through the fourth cooling medium pipe And a cooling system.
本発明によれば、大型化することなく必要な放熱量を確保することができる冷却システムを提供することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to provide a cooling system capable of securing a necessary heat dissipation amount without increasing the size.
本発明の実施形態に係る冷却システム1は、図1等で示すように、たとえば、車両(図示せず)に使用されるものであり、原動機(たとえば、エンジン)3と第1の熱交換器(たとえば、ラジエータ)5と第2の熱交換器(たとえば、サブラジエータ)7と第3の熱交換器(たとえば、CAC;チャージエアクーラ)9と蓄熱器(たとえば、蓄熱タンク)11とを備えて構成されている。なお、エンジン3とラジエータ5とサブラジエータ7とCAC9と蓄熱器11とは、たとえば、前記車両の前方で前記車両に搭載されている。
A
また、冷却システム1には、第1の冷却媒体管路(第1の冷却媒体配管)13と第2の冷却媒体管路(第2の冷却媒体配管)15と第3の冷却媒体管路(第3の冷却媒体配管)17と第4の冷却媒体管路(第4の冷却媒体配管)19と第1の流量調整機構(たとえば、第1の流量調整弁)21とが設けられている。
Further, the
第1の冷却媒体管路13は、冷却媒体(エンジン3等を冷却するための冷却水)をエンジン3とラジエータ5との間で流すために(循環させるために)、エンジン3とラジエータ5との間に設けられている。
The first
さらに説明すると、図1で示すように、第1の冷却媒体管路13は往管路(第1の冷却媒体往管路)23と復管路(第1の冷却媒体復管路)25を備えて構成されている。第1の冷却媒体往管路23は、エンジン3(エンジン3の冷却水出口27)とラジエータ5(ラジエータ5の冷却水入口29)とをつないでおり、冷却水をエンジン3からラジエータ5に流すようになっている。第1の冷却媒体復管路25は、ラジエータ5(ラジエータ5の冷却水出口31)とエンジン3(エンジン3の冷却水入口33)とをつないでおり、冷却水をラジエータ5からエンジン3に流すようになっている。
More specifically, as shown in FIG. 1, the first
また、エンジン3の内部には冷却水が流れる流路(エンジン内冷却水流路;図示せず)が設けられており、ラジエータ5の内部には冷却水が流れる流路(ラジエータ内冷却水流路;図示せず)が設けられている。これにより環状の冷媒流路(第1の環状冷媒流路)35が形成されている。そして、冷却水が環状の流路に沿ってエンジン3とラジエータ5とを循環するようになっている。
Further, a flow path (in-engine cooling water flow path; not shown) through which cooling water flows is provided inside the
第2の冷却媒体管路15は、冷却媒体(たとえば、蓄熱器11を冷却するための冷却水)をサブラジエータ7とCAC9と蓄熱器11との間で流すために(循環させるために)、サブラジエータ7とCAC9と蓄熱器11との間に設けられている。
The second cooling
さらに説明すると、図1で示すように、第2の冷却媒体管路15は往管路(第2の冷却媒体往管路)37と復管路(第2の冷却媒体復管路)39を備えて構成されている。第2の冷却媒体往管路37は、CAC9の冷却水出口41とサブラジエータ7の冷却水入口43とをつないでおり、第2の冷却媒体復管路39は、サブラジエータ7の冷却水出口45とCAC9の冷却水入口47とをつないでいる。
More specifically, as shown in FIG. 1, the second
第2の冷却媒体復管路39の途中には、蓄熱器11が設けられている。また、CAC9の内部には冷却水が流れる流路(CAC内冷却水流路;図示せず)が設けられており、サブラジエータ7の内部には冷却水が流れる流路(サブラジエータ内冷却水流路;図示せず)が設けられており、蓄熱器11の内部には冷却水が流れる流路(蓄熱器内冷却水流路;図示せず)が設けられている。これにより環状の冷媒流路(第2の環状冷媒流路)49が形成されている。そして、CAC9からサブラジエータ7に冷却水が流れ、サブラジエータ7から蓄熱器11を通って、CAC9に冷却水が流れ、CAC9とサブラジエータ7と蓄熱器11とを冷却水が循環するようになっている。
A
第3の冷却媒体管路17は、第1の冷却媒体管路13から第2の冷却媒体管路15に冷却水を流すために、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15とをつないでいる。
The third
さらに説明すると、第1の冷却媒体往管路23の途中には、第1の分岐箇所51が設けられており、第2の冷却媒体往管路37の途中には、第2の分岐箇所53が設けられており、第3の冷却媒体管路17は、第1の分岐箇所51と第2の分岐箇所53とをつないでおり、第1の冷却媒体管路13から第2の冷却媒体管路15に冷却水の一部が流れるようになっている。
More specifically, a first branching
第4の冷却媒体管路19は、第2の冷却媒体管路15から第1の冷却媒体管路13に冷却水を流すために第3の冷却媒体管路17とは異なる箇所で、第2の冷却媒体管路15と第1の冷却媒体管路13とをつないでいる。
The fourth
さらに説明すると、第1の冷却媒体復管路23の途中には、第3の分岐箇所55が設けられており、第2の冷却媒体復管路39の途中には、第4の分岐箇所57が設けられており、第4の冷却媒体管路19は、第3の分岐箇所55と第4の分岐箇所57をつないでおり、第2の冷却媒体管路15から第1の冷却媒体管路13に冷却水の一部が流れるようになっている。
More specifically, a
第1の流量調整弁21は、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15との間を流れる冷却水の流量(第4の冷却媒体管路19を流れる冷却水の流量)を調整するようになっている。
The first flow
さらに説明すると、第1の流量調整弁21は、たとえば、第4の冷却媒体管路19の途中に設けられており、第4の冷却媒体管路19と第3の冷却媒体管路17とを流れる冷却水の流量を調整するようになっている。
More specifically, the first flow
第1の流量調整弁(流量可変弁)21は、第4の冷却媒体管路19を全閉状態にしまた全開状態にすることができるだけではなく、たとえば、1/2だけ開くような任意の中途な開状態にすることができるようになっている(可変開閉することができるようになっている)。そして、第1の流量調整弁21が全閉になっているときには、冷却水は、第1の冷却媒体管路13から第2の冷却媒体管路15に流れず、第2の冷却媒体管路15から第1の冷却媒体管路13に流れないようになっている。
The first flow rate adjusting valve (flow rate variable valve) 21 can not only make the fourth cooling
また、第1の流量調整弁21の開度を大きくするにしたがって、第1の冷却媒体管路13から第2の冷却媒体管路15に流れる冷却水の量と、第2の冷却媒体管路15から第1の冷却媒体管路13に流れる冷却水の量とが次第に増えるようになっている。ただし、第1の流量調整弁21が全開になっていても、総ての冷却水が第1の冷却媒体管路13から第2の冷却媒体管路15に流れることはなく、一部の冷却水がエンジン3に流れ、残りの冷却水が第1の冷却媒体管路13から第2の冷却媒体管路15に流れ、第2の冷却媒体管路15から第1の冷却媒体管路13に流れるようになっている。
Further, as the opening degree of the first flow
なお、第1の流量調整弁21が全開もしくは全閉の2つの状態でのみ作動するようになっていてもよい。
Note that the first flow
本実施形態では、第1の流量調整弁21が、第4の冷却媒体管路19の途中に設けられているが、第1の流量調整弁21を、第3の冷却媒体管路17の途中に設けてもよい。
In the present embodiment, the first flow
また、冷却システム1には、主として第1の冷却媒体管路13内での冷却水の流れを生成する第1のポンプ59と、主として第2の冷却媒体管路15内で冷却水の流れを生成する第2のポンプ61とが設けられている。
In addition, the
第1のポンプ59は、たとえば、エンジン3の冷却水入口33のところに設けられており、第2のポンプ61は、第2の冷却媒体往管路37の途中に設けられている。
The
蓄熱器11は、たとえば、筐体63と複数の蓄熱体(図示せず)とを備えて構成されている。上記蓄熱体は、カプセル状の殻とこの内部に入っている蓄熱材とで構成されている。複数の蓄熱体は、筐体63の内部に入っている。蓄熱材として、潜熱型のパラフィン系ワックス等が採用されている。蓄熱材は、融解と凝固との相変化により、冷却水に対して、潜熱として多くの熱量を吸収しまた放熱するようになっている。なお、蓄熱材が顕熱のみによって、上記熱量の吸収や放熱をするようになっていてもよい。カプセル状の殻は、伝熱性に優れる樹脂等の材料によって構成されている。
The
また、冷却システム1には、第2の流量調整機構65が設けられている。第2の流量調整機構65は、サブラジエータ7とCAC9と蓄熱器11との間で第2の冷却媒体管路15を流れる冷却水の流量(サブラジエータ7とCAC9と蓄熱器11とを循環する冷却水の流量)を調整するようになっている。
The
さらに説明すると、第2の流量調整機構65は、第2の流量調整弁である三方弁66とバイバス管路(バイパス流路)67とを備えて構成されている。
More specifically, the second flow
三方弁66は、第2の冷却媒体復管路15の途中(たとえば、第4の分岐箇所57と蓄熱器11との間)に設けられている。
The three-
バイバス管路67は、第2の冷却媒体往管路37と三方弁66とをつないでいる。第2の冷却媒体往管路37の途中(たとえば、第2のポンプ61と第2の分岐箇所53との間)には、第5の分岐箇所69が設けられており、バイバス管路67は第5の分岐箇所69と三方弁66とをつないでいる。
The
三方弁66は、第1のポートP1と第2のポートP2と第3のポートP3とを備えており、第1のポートP1が第2の冷却媒体復管路39で構成された上流側第2の冷却媒体復管路によってサブラジエータ7や第4の分岐箇所57につながっており、第2のポートP2が第2の冷却媒体復管路39で構成された下流側第2の冷却媒体復管路によって蓄熱器11やCAC9につながっており、第3のポートP3がバイパス管路67によって第5の分岐箇所69や第2の冷却媒体往管路37につながっている。
The three-
そして、三方弁66のスプール等の切り換えによって、第1のポートP1、第2のポートP2、第3のポートP3間での冷却水の流れを切り換えることができるようになっている。たとえば、第1のポートP1を開き、第2のポートP2を開き、第3のポートP3を閉じることで、第1のポートP1から第2のポートP2に冷却水が流れ、第3のポートP3から第1、第2のポートP1,P2には、冷却水が流れないようになっている。また、第1のポートP1を閉じ、第2のポートP2を開き、第3のポートP3を開くことで、第3のポートP3から第2のポートP2に冷却水が流れ、第1のポートP1から第2、第3のポートP2,P3には、冷却水が流れないようになっている。
The flow of the cooling water among the first port P1, the second port P2, and the third port P3 can be switched by switching the spool or the like of the three-
上述した三方弁66の切り換えによって、サブラジエータ7とCAC9とを循環する冷却水の流量を調整することができるようになっている。たとえば、冷却水をバイパス管路67に流すことで、サブラジエータ7を循環で流れる冷却水の流量(第2の環状冷媒流路49を流れる冷却水の流量)を少なくすることができるようになっている。
By switching the three-
なお、上記説明では、三方弁66の各ポートP1,P2,P3のそれぞれが、全開もしくは全閉の2つの状態のみ作動するようになっているが、各ポートP1,P2,P3のそれぞれを全閉状態にしまた全開状態にすることができるだけではなく、たとえば、1/2だけ開くような任意の中途な開状態にすることができるようになっていてもよい(可変開閉することができるようになっていてもよい)。
In the above description, each of the ports P1, P2, and P3 of the three-
また、冷却システム1には、第1の流量調整機構21や第2の流量調整機構65を制御する制御部(CPUとメモリを有する制御部)71が設けられている。
In addition, the
制御部71は、冷却水の温度、蓄熱器11の温度(蓄熱器11内の蓄熱材の温度)の少なくともいずれかに応じて、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15との間を流れる冷却水の流量(第4の冷却媒体管路19と第3の冷却媒体管路17とを流れる冷却水の流量)、サブラジエータ7とCAC9と蓄熱器11との間で第2の冷却媒体管路15を流れる冷却水の流量の少なくともいずれかを調整するように構成されている。
The
なお、冷却システム1には、冷却水の温度(たとえば、エンジン3の冷却水出口27における冷却水の温度)を検出するエンジン冷却水温度検出センサ(図示せず)と、蓄熱器11の温度(たとえば、蓄熱器11の冷却水出口における冷却水の温度)を検出する蓄熱器温度検出センサ(図示せず)とが設けられている。これらの温度検出センサで検出された温度が、制御部71に送られるようになっている。そして、制御部71は、たとえば、エンジン冷却水温度センサで検出した温度と、蓄熱器温度検出センサで検出した温度とを用いて、第1の流量調整機構21と第2の流量調整機構65とを制御するようになっている。
The
ところで、冷却システム1では、上述したように、また図2で示すように、第2の冷却媒体管路15が、第2の冷却媒体往管路37と第2の冷却媒体復管路39とによって構成されており、第2の冷却媒体往管路37と第2の冷却媒体復管路39とサブラジエータ7とCAC9とで環状の冷媒流路(第2の環状冷媒流路49)が形成されている。
By the way, in the
さらに説明すると、第2の冷却媒体往管路37が、CAC9の冷却水出口41とサブラジエータ7の冷却水入口43とをつないでおり、第2の冷却媒体復管路39が、サブラジエータ7の冷却水出口45とCAC9の冷却水入口47とをつないでいることで、環状の冷媒流路(第2の環状冷媒流路49)が形成されている。
More specifically, the second cooling
第2の環状冷媒流路49内で冷却水の流れを生成するポンプ(第2のポンプ)61が第2の冷却媒体管路15の途中に設けられている。より具体的には、第2のポンプ61は、第2の冷却媒体往管路37の途中でCAC9側に設けられているが、第2のポンプ61が第2の冷却媒体復管路39の途中でCAC9側に設けられていてもよい。
A pump (second pump) 61 that generates a flow of cooling water in the second annular
蓄熱器11は、第2の冷却媒体復管路39の途中に設けられており、第2の流量調整機構65は、三方弁66とバイバス管路(バイパス流路)67とを備えて構成されており、三方弁66は、第2の冷却媒体復管路39の途中であってサブラジエータ7と蓄熱器11との間に設けられており、バイバス管路67は、第2の冷却媒体往管路37と三方弁66とをつないでいる。
The
また、バイバス管路67は、たとえば、三方弁66と、第2のポンプ61とサブラジエータ7との間に位置している第2の冷却媒体往管路37の途中の箇所(第5の分岐箇所69;サブラジエータ7側の所定の箇所)とをつないでいる。
In addition, the
ここで、冷却システム1の動作について説明する。冷却システム1は、制御部71による制御の下、図3で示すような動作をするようになっている。
Here, the operation of the
制御部71は、エンジン3側の冷却水の温度(たとえば、エンジン冷却水温度検出センサで検出した温度)が所定の閾値よりも高いか低いかを判断する(S1)。
The
続いて、ステップS1において、エンジン3側の冷却水の温度が所定の閾値よりも高いときに、蓄熱器11(蓄熱材)の温度(たとえば、蓄熱器温度検出センサで検出した温度;たとえば、蓄熱材の溶融温度)が所定の閾値よりも高いか低いかを判断する(S3)。
Subsequently, in step S1, when the temperature of the cooling water on the
続いて、ステップS3において、蓄熱器11の温度が所定の閾値よりも低いときに、サブラジエータ7とCAC9と蓄熱器11との間で第2の冷却媒体管路15を流れる冷却水の流量を少なくするかもしくは無くし、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15との間を流れる冷却水の流量を増やすかもしくは最大にするように(第4の冷却媒体管路19と第3の冷却媒体管路17とを流れる冷却水の流量を増やすかもしくは最大にするように)、第1の流量調整弁21と第2の流量調整機構65(三方弁66)とを制御する(S5、S7、図2(b)、図2(c)の「高水温時」参照)。このとき蓄熱器11は、蓄熱(吸熱)している。
Subsequently, in step S3, when the temperature of the
また、制御部71は、ステップS1において、エンジン3側の冷却水の温度が所定の閾値よりも高く、ステップS3において、蓄熱器11の温度が所定の閾値よりも高いときに、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15との間を流れる冷却水の流量を少なくするかもしくは無くし(第4の冷却媒体管路19と第3の冷却媒体管路17とを流れる冷却水の流量を少なくするかもしくは無くし)、サブラジエータ7とCAC9と蓄熱器11との間で第2の冷却媒体管路15を流れる冷却水の流量を増やすかもしくは最大にするように、第1の流量調整弁21と第2の流量調整機構65とを制御する(S9、S11、図2(a)、図2(c)の「通常時」参照)。このとき蓄熱器11は、蓄冷(放熱)している。
Further, the
また、制御部71は、ステップS1において、エンジン3側の冷却水の温度が所定の閾値よりも低いときに、蓄熱器11の温度に関係なく、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15との間を流れる冷却水の流量を少なくするかもしくは無くし(第4の冷却媒体管路19と第3の冷却媒体管路17とを流れる冷却水の流量を少なくするかもしくは無くし)、サブラジエータ7とCAC9と蓄熱器11との間で第2の冷却媒体管路15を流れる冷却水の流量を増やすかもしくは最大にするように、第1の流量調整弁21と第2の流量調整機構65とを制御する(S9、S11、図2(a)、図2(c)の「通常時」参照)。
Further, in step S1, when the temperature of the cooling water on the
冷却システム1によれば、冷却水をエンジン3とラジエータ5との間で流すための第1の冷却媒体管路13と、冷却水をサブラジエータ7とCAC9と蓄熱器11との間で流すための第2の冷却媒体管路15と、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15とをつないでいる第3の冷却媒体管路17と、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15とをつないでいる第4の冷却媒体管路19と、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15との間を流れる冷却水の流量を調整する第1の流量調整弁21とを備えている。そして、第1の流量調整弁21によって、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15との間を流れる冷却水の流量(第3の冷却媒体管路17や第4の冷却媒体管路19の流量)を適宜調整することで、冷却システム1を大型化することなく必要な放熱量を確保することができる。
According to the
すなわち、車両が限界走行や登坂走行をしていることでエンジン3の放熱量が多くなっているときに、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15との間を流れる冷却水の流量を増やすことで、冷却水の冷却に、ラジエータ5に加えてサブラジエータ7が使用される。これにより、冷却水の放熱面積が広くなり、冷却システム1を大型化することなく、放熱量を増やすことができ、冷却水を十分に冷却することができる。
That is, the vehicle flows between the first cooling
また、冷却システム1によれば、サブラジエータ7とCAC9と蓄熱器11との間で第2の冷却媒体管路15を流れる冷却水の流量を調整する第2の流量調整機構65が設けられているので、車両の走行状況に応じて、CAC9や、蓄熱器11で交換する熱量を適切に調整することができる。
In addition, according to the
また、冷却システム1によれば、冷却水の温度、蓄熱器11の温度の少なくともいずれかに応じて、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15との間を流れる冷却水の流量(たとえば、第4の冷却媒体管路19と第3の冷却媒体管路17とを流れる冷却水の流量の調整)、サブラジエータ7とCAC9と蓄熱器11との間で第2の冷却媒体管路15を流れる冷却水の流量の少なくともいずれかを調整するように構成されているので、無駄の無い動作で冷却水を効率良く冷やすことができる。
Further, according to the
また、冷却システム1によれば、冷却水の温度が所定の閾値よりも高く、蓄熱器11の温度が所定の閾値よりも低いときに、サブラジエータ7とCAC9と蓄熱器11との間で第2の冷却媒体管路15を流れる冷却水の流量の調整の少なくするかもしくは無くし、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15との間を流れる冷却水の流量を増やすかもしくは最大にするように、第1の流量調整弁21と第2の流量調整機構65とを制御するので、蓄熱器11でCAC9を冷却しつつ、エンジン3を十分に冷却することができる。
Further, according to the
また、冷却システム1によれば、冷却水の温度が所定の閾値よりも高く、蓄熱器11の温度が所定の閾値よりも高いときに、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15との間を流れる冷却水の流量を少なくするかもしくは無くし、サブラジエータ7とCAC9と蓄熱器11との間で第2の冷却媒体管路15を流れる冷却水の流量を増やすかもしくは最大にするように、第1の流量調整弁21と第2の流量調整機構65とを制御するので、CAC9での熱交換と、ラジエータ5での熱交換を的確に行うことができる。
Moreover, according to the
また、冷却システム1によれば、冷却水の温度が所定の閾値よりも低いときに、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15との間を流れる冷却水の流量を少なくするかもしくは無くし、サブラジエータ7とCAC9と蓄熱器11との間で第2の冷却媒体管路15を流れる冷却水の流量を増やすかもしくは最大にするように、第1の流量調整弁21と第2の流量調整機構65とを制御するので、蓄熱器11での熱交換とCAC9での熱交換とラジエータ5での熱交換を的確に行うことができる。
Further, according to the
次に、1つ目の変形例に係る冷却システム1aについて、図5を参照しつつ説明する。
Next, a
1つ目の変形例に係る冷却システム1aは、第2のポンプ61の設置位置と、蓄熱器11の設置位置とが、本発明の実施形態に係る冷却システム1と異なり、その他の点は、冷却システム1と同様に構成されて同様に動作するようになっている。
The
1つ目の変形例に係る冷却システム1aでは、第2の冷却媒体管路15が、第2の冷却媒体往管路37と第2の冷却媒体復管路39とによって構成されており、第2の冷却媒体往管路37と第2の冷却媒体復管路39とサブラジエータ7とCAC9とで環状の冷媒流路(第2の環状冷媒流路)49が形成されている。
In the
冷却システム1aでは、第2の環状冷媒流路49内で冷却水の流れを生成する第2のポンプ61が第2の冷却媒体管路15の途中に設けられている。なお、第2のポンプ61は、たとえば、第2の冷却媒体復管路39の途中でCAC9側に設けられていているが、第2のポンプ61が、第2の冷却媒体往管路37の途中でCAC9側に設けられていてもよい。
In the
冷却システム1aでは、第2の流量調整機構65は、三方弁66とバイバス管路67とを備えて構成されており、三方弁66が、第2の冷却媒体復管路39の途中に設けられている。さらに説明すると、三方弁66は、第2の冷却媒体復管路39の途中であって、サブラジエータ7と第2のポンプ61との間(サブラジエータ7側の箇所)に設けられている。
In the
また、冷却システム1aでは、バイバス管路67が、第2の冷却媒体往管路37と三方弁66とをつないでおり、蓄熱器11が、バイバス管路67の途中に設けられている。
In the
次に、2つ目の変形例に係る冷却システム1bについて、図6を参照しつつ説明する。
Next, a
2つ目の変形例に係る冷却システム1bは、第2のポンプ61の設置位置と、蓄熱器11の設置位置と、第2の流量調整機構65の形態とが、本発明の実施形態に係る冷却システム1と異なり、その他の点は、冷却システム1と同様に構成されて同様に動作するようになっている。
In the
2つ目の変形例に係る冷却システム1bでは、第2の冷却媒体管路15が、第2の冷却媒体往管路37と第2の冷却媒体復管路39とによって構成されており、第2の冷却媒体往管路37と第2の冷却媒体復管路39とサブラジエータ7とCAC9とで環状の冷媒流路(第2の環状冷媒流路)49が形成されている。
In the
冷却システム1bでは、第2の流量調整機構65が、二方弁75とバイバス管路67とを備えて構成されており、二方弁75が、第2の冷却媒体復管路39の途中に設けられている。さらに説明すると、二方弁75が、第2の冷却媒体復管路39の途中であって、サブラジエータ7側の箇所に設けられている。
In the
冷却システム1bでは、バイバス管路67が、第2の冷却媒体往管路37と第2の冷却媒体復管路39とをつないでいる。さらに説明すると、バイバス管路67が、第2の冷却媒体復管路39の途中であって二方弁75とCAC9との間の箇所(CAC9側の箇所)と、第2の冷却媒体往管路37とをつないでいる。
In the
また、冷却システム1bでは、バイバス管路67での冷却水の流れを生成する第2のポンプ61がバイバス管路67の途中に設けられており、蓄熱器11が、バイバス管路67の途中に設けられている。さらに説明すると、第2のポンプ61と蓄熱器11とは、直列接続されている。第2のポンプ61は、蓄熱器11よりも冷却水の流れ方向の下流側に設けられており、蓄熱器11は、第2のポンプ61よりも冷却水の流れ方向の上流側に設けられている。なお、逆に、第2のポンプ61が、蓄熱器11よりも冷却水の流れ方向の上流側に設けられており、蓄熱器11が、第2のポンプ61よりも冷却水の流れ方向の下流側に設けられていてもよい。
In the
なお、上述した各冷却システム1a,1bでは、冷却水の流れにおいて、ラジエータ5とサブラジエータ7とが、エンジン3に対して並列接続されるように、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15とに、第3の冷却媒体管路17と第4の冷却媒体管路19とが接続されている。
In each of the
次に、3つ目の変形例に係る冷却システム1cについて、図7を参照しつつ説明する。
Next, a
3つ目の変形例に係る冷却システム1cは、第3の冷却媒体管路17と第4の冷却媒体管路19とによる第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15との接続の態様が、本発明の実施形態に係る冷却システム1と異なり、その他の点は、冷却システム1と同様に構成されて同様に動作するようになっている。
The
3つ目の変形例に係る冷却システム1cでは、冷却水の流れにおいて、ラジエータ5とサブラジエータ7とが、エンジン3に対して直列接続されるように、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15とに、第3の冷却媒体管路17と前記第4の冷却媒体管路19とが接続されている。
In the
さらに詳しく説明すると、冷却システム1cでは、第1の流量調整弁21が第1の冷却媒体復管路25の途中に設けられている。第3の冷却媒体管路17は、第1の冷却媒体復管路25の途中の箇所(ラジエータ5と第1の流量調整弁21との間の分岐箇所)77と、第2の冷却媒体往管路37の途中の箇所(サブラジエータ7とバイバス管路67が分岐している箇所との間の分岐箇所)79とをつないでいる。
More specifically, in the
第3の冷却媒体管路17の途中には、二方弁81が設けられている。二方弁81は、第3の冷却媒体管路17を全閉もしくは全開するようになっているが、二方弁81が、任意の開度で第3の冷却媒体管路17を開くようになっていてもよい。
A two-
第4の冷却媒体管路19は、第1の冷却媒体復管路25の途中の箇所(第1の流量調整弁21とエンジン3との間の分岐箇所)83と、第2の冷却媒体復路39の途中の箇所(サブラジエータ7と三方弁66との間の分岐箇所)85とをつないでいる。
The fourth cooling
次に、冷却システム1cの動作についてさらに説明する。冷却システム1cは、制御部71による制御の下、上述した各冷却システム1,1a,1bと同様に動作する。
Next, the operation of the
ただし、図3に示すステップS7で、さらに、二方弁81を開き、図3に示すステップS11で二方弁81を閉じる。
However, the two-
なお、冷却システム1cでは、一部の冷却水が、ラジエータ5のみを流れ、残りの冷却水が、お互いが直列接続されているラジエータ5とサブラジエータ7とを流れるようになっている。
In the
次に、第1の流量調整弁21の動作について、図4を参照しつつ説明する。
Next, the operation of the first flow
第1の流量調整弁21は、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15との間を流れる冷却水の流量を変更する場合、時刻の経過に伴って、流量を徐々に変更するように構成されている。
When the flow rate of the cooling water flowing between the first cooling
第1の流量調整弁21は、上述したように流量可変弁になっており、この流量可変弁で弁の開度を時刻の経過に伴って変更するように構成されている。
The first flow
たとえば、弁の開度を全閉から全開にする場合、図4(a)で示すように、開き始めた時刻からの経過時間に比例させて、弁の開度を大きくし、弁の開度を全開から全閉にする場合、図4(b)で示すように、閉じ始めた時刻からの経過時間に比例させて、弁の開度を小さくするようになっている。 For example, when the opening of the valve is changed from fully closed to fully open, as shown in FIG. 4A, the valve opening is increased in proportion to the elapsed time from the time of opening. When the valve is fully opened to fully closed, as shown in FIG. 4B, the opening of the valve is reduced in proportion to the elapsed time from the time when the valve starts to close.
このような第1の流量調整弁21での流量の変更は、各冷却システム1,1a,1b,1cで採用される。
Such a change in the flow rate at the first flow
上述した流量の変更が採用された各冷却システム1,1a,1b,1cによれば、第1の冷却媒体管路13と第2の冷却媒体管路15との間を流れる冷却水の流量を変更する場合、第1の流量調整弁21が、徐々に変更されるので、ラジエータ5の冷却水の温度と、サブラジエータ7の冷却水の温度とに差があっても、ラジエータ5やサブラジエータ7での熱衝撃の発生等を防止することができる。
According to each of the
1,1a,1b,1c 冷却システム
3 原動機(エンジン)
5 第1の熱交換器(ラジエータ)
7 第2の熱交換器(サブラジエータ)
9 第3の熱交換器(CAC)
11 蓄熱器
13 第1の冷却媒体管路
15 第2の冷却媒体管路
17 第3の冷却媒体管路
19 第4の冷却媒体管路
21 第1の流量調整機構(第1の流量調整弁)
37 第2の冷却媒体往管路
39 第2の冷却媒体復管路
49 環状の冷媒流路(第2の環状冷媒流路)
61 ポンプ(第2のポンプ)
65 第2の流量調整機構
66 三方弁
67 バイバス管路
71 制御部
1, 1a, 1b, 1c
5 First heat exchanger (radiator)
7 Second heat exchanger (sub-radiator)
9 Third heat exchanger (CAC)
DESCRIPTION OF
37 Second cooling medium
61 Pump (second pump)
65 Second flow
Claims (11)
第1の熱交換器と、
第2の熱交換器と、
第3の熱交換器と、
蓄熱器と、
冷却媒体を前記原動機と前記第1の熱交換器との間で流すために設けられた第1の冷却媒体管路と、
前記冷却媒体を前記第2の熱交換器と前記第3の熱交換器と前記蓄熱器との間で流すために設けられた第2の冷却媒体管路と、
前記第1の冷却媒体管路と前記第2の冷却媒体管路とをつないでいる第3の冷却媒体管路と、
前記第1の冷却媒体管路と前記第2の冷却媒体管路とをつないでいる第4の冷却媒体管路と、
前記4の冷却媒体管路を流れる冷却媒体の流量を調整する第1の流量調整機構と、
を有することを特徴とする冷却システム。 The prime mover installed in the vehicle,
A first heat exchanger;
A second heat exchanger;
A third heat exchanger;
A regenerator,
A first cooling medium line provided for flowing a cooling medium between the prime mover and the first heat exchanger;
A second cooling medium conduit provided for flowing the cooling medium between the second heat exchanger, the third heat exchanger and the heat storage;
A third cooling medium line connecting the first cooling medium line and the second cooling medium line;
A fourth cooling medium line connecting the first cooling medium line and the second cooling medium line;
A first flow rate adjusting mechanism for adjusting a flow rate of the cooling medium flowing through the four cooling medium pipelines;
A cooling system comprising:
前記第2の熱交換器と前記第3の熱交換器と前記蓄熱器との間で前記第2の冷却媒体管路を流れる冷却媒体の流量を調整する第2の流量調整機構を有することを特徴とする冷却システム。 The cooling system of claim 1, wherein
A second flow rate adjusting mechanism for adjusting a flow rate of the cooling medium flowing through the second cooling medium pipe line between the second heat exchanger, the third heat exchanger, and the heat accumulator; Features a cooling system.
前記第1の流量調整機構、前記第2の流量調整機構を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記冷却媒体の温度、前記蓄熱器の温度の少なくともいずれかに応じて、前記第1の冷却媒体管路と前記第2の冷却媒体管路との間を流れる冷却媒体の流量、前記第2の熱交換器と前記第3の熱交換器と前記蓄熱器との間で前記第2の冷却媒体管路を流れる冷却媒体の流量の少なくともいずれかを調整するように構成されていることを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to claim 2, wherein
A controller that controls the first flow rate adjustment mechanism and the second flow rate adjustment mechanism;
The controller controls the flow rate of the coolant flowing between the first coolant channel and the second coolant channel according to at least one of the temperature of the coolant and the temperature of the regenerator. And configured to adjust at least one of the flow rates of the coolant flowing through the second coolant channel between the second heat exchanger, the third heat exchanger, and the heat accumulator. A cooling system.
前記制御部は、前記冷却媒体の温度が所定の閾値よりも高く、前記蓄熱器の温度が所定の閾値よりも低いときに、前記第2の熱交換器と前記第3の熱交換器と前記蓄熱器との間で前記第2の冷却媒体管路を流れる冷却媒体の流量を少なくするかもしくは無くし、前記第1の冷却媒体管路と前記第2の冷却媒体管路との間を流れる冷却媒体の流量を増やすかもしくは最大にするように、前記第1の流量調整機構と前記第2の流量調整機構とを制御するように構成されていることを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to claim 3.
When the temperature of the cooling medium is higher than a predetermined threshold value and the temperature of the heat accumulator is lower than a predetermined threshold value, the control unit is configured such that the second heat exchanger, the third heat exchanger, and the Cooling flowing between the first cooling medium line and the second cooling medium line by reducing or eliminating the flow rate of the cooling medium flowing through the second cooling medium line with the heat accumulator. A cooling system configured to control the first flow rate adjusting mechanism and the second flow rate adjusting mechanism so as to increase or maximize the flow rate of the medium.
前記制御部は、前記冷却媒体の温度が所定の閾値よりも高く、前記蓄熱器の温度が所定の閾値よりも高いときに、前記第1の冷却媒体管路と前記第2の冷却媒体管路との間を流れる冷却媒体の流量を少なくするかもしくは無くし、前記第2の熱交換器と前記第3の熱交換器と前記蓄熱器との間で前記第2の冷却媒体管路を流れる冷却媒体の流量を増やすかもしくは最大にするように、前記第1の流量調整機構と前記第2の流量調整機構とを制御するように構成されており、
前記制御部は、前記冷却媒体の温度が所定の閾値よりも低いときに、前記第1の冷却媒体管路と前記第2の冷却媒体管路との間を流れる冷却媒体の流量を少なくするかもしくは無くし、前記第2の熱交換器と前記第3の熱交換器と前記蓄熱器との間で前記第2の冷却媒体管路を流れる冷却媒体の流量を増やすかもしくは最大にするように、前記第1の流量調整機構と前記第2の流量調整機構とを制御するように構成されていることを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to claim 3.
When the temperature of the cooling medium is higher than a predetermined threshold value and the temperature of the heat accumulator is higher than a predetermined threshold value, the control unit is configured to output the first cooling medium pipe line and the second cooling medium pipe line. Cooling flow through the second cooling medium conduit between the second heat exchanger, the third heat exchanger and the heat accumulator is reduced or eliminated. Configured to control the first flow rate adjustment mechanism and the second flow rate adjustment mechanism to increase or maximize the flow rate of the medium;
Whether the control unit reduces a flow rate of the cooling medium flowing between the first cooling medium pipe and the second cooling medium pipe when the temperature of the cooling medium is lower than a predetermined threshold. Or to increase or maximize the flow rate of the cooling medium flowing through the second cooling medium line between the second heat exchanger, the third heat exchanger and the heat accumulator, A cooling system configured to control the first flow rate adjusting mechanism and the second flow rate adjusting mechanism.
前記第2の冷却媒体管路は、第2の冷却媒体往管路と第2の冷却媒体復管路とによって構成されており、
前記第2の冷却媒体往管路と前記第2の冷却媒体復管路と前記第2の熱交換器と前記第3の熱交換器とで環状の冷媒流路が形成されており、
前記環状の冷媒流路内で冷却媒体の流れを生成するポンプが前記第2の冷却媒体管路の途中に設けられており、
前記蓄熱器は、前記第2の冷却媒体復管路の途中に設けられており、
前記第2の流量調整機構は、三方弁とバイバス管路とを備えて構成されており、
前記三方弁は、前記第2の冷却媒体復管路の途中であって前記2の熱交換器と前記蓄熱器との間に設けられており、
前記バイバス管路は、前記第2の冷却媒体往管路と前記三方弁とをつないでいることを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to any one of claims 2 to 5,
The second cooling medium pipe line is constituted by a second cooling medium forward pipe line and a second cooling medium return pipe line,
An annular refrigerant flow path is formed by the second cooling medium forward duct, the second cooling medium return duct, the second heat exchanger, and the third heat exchanger,
A pump for generating a flow of the cooling medium in the annular refrigerant flow path is provided in the middle of the second cooling medium pipe line;
The heat accumulator is provided in the middle of the second cooling medium return pipe,
The second flow rate adjusting mechanism includes a three-way valve and a bypass pipe,
The three-way valve is provided between the second heat exchanger and the heat accumulator in the middle of the second cooling medium return pipe,
The bypass system connects the second cooling medium outbound conduit and the three-way valve.
前記第2の冷却媒体管路は、第2の冷却媒体往管路と第2の冷却媒体復管路とによって構成されており、
前記第2の冷却媒体往管路と前記第2の冷却媒体復管路と前記第2の熱交換器と前記第3の熱交換器とで環状の冷媒流路が形成されており、
前記環状の冷媒流路内で冷却媒体の流れを生成するポンプが前記第2の冷却媒体管路の途中に設けられており、
前記第2の流量調整機構は、三方弁とバイバス管路とを備えて構成されており、
前記三方弁は、前記第2の冷却媒体復管路の途中に設けられており、
前記バイバス管路は、前記第2の冷却媒体往管路と前記三方弁とをつないでおり、
前記蓄熱器は、前記バイバス管路の途中に設けられていることを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to any one of claims 2 to 5,
The second cooling medium pipe line is constituted by a second cooling medium forward pipe line and a second cooling medium return pipe line,
An annular refrigerant flow path is formed by the second cooling medium forward duct, the second cooling medium return duct, the second heat exchanger, and the third heat exchanger,
A pump for generating a flow of the cooling medium in the annular refrigerant flow path is provided in the middle of the second cooling medium pipe line;
The second flow rate adjusting mechanism includes a three-way valve and a bypass pipe,
The three-way valve is provided in the middle of the second cooling medium return pipe,
The bypass pipe connects the second cooling medium forward pipe and the three-way valve,
The said heat storage is provided in the middle of the said bypass pipe line, The cooling system characterized by the above-mentioned.
前記第2の冷却媒体管路は、第2の冷却媒体往管路と第2の冷却媒体復管路とによって構成されており、
前記第2の冷却媒体往管路と前記第2の冷却媒体復管路と前記第2の熱交換器と前記第3の熱交換器とで環状の冷媒流路が形成されており、
前記第2の流量調整機構は、二方弁とバイバス管路とを備えて構成されており、
前記二方弁は、前記第2の冷却媒体復管路の途中に設けられており、
前記バイバス管路は、前記第2の冷却媒体往管路と前記第2の冷却媒体復管路とをつないでおり、
前記バイバス管路での冷却媒体の流れを生成するポンプが前記バイバス管路の途中に設けられており、
前記蓄熱器は、前記バイバス管路の途中に設けられていることを特徴とする冷却システム。 The cooling system according to any one of claims 2 to 5,
The second cooling medium pipe line is constituted by a second cooling medium forward pipe line and a second cooling medium return pipe line,
An annular refrigerant flow path is formed by the second cooling medium forward duct, the second cooling medium return duct, the second heat exchanger, and the third heat exchanger,
The second flow rate adjustment mechanism includes a two-way valve and a bypass pipe line,
The two-way valve is provided in the middle of the second cooling medium return pipe,
The bypass pipe connects the second cooling medium forward pipe and the second cooling medium return pipe,
A pump for generating a flow of a cooling medium in the bypass conduit is provided in the middle of the bypass conduit;
The said heat storage is provided in the middle of the said bypass pipe line, The cooling system characterized by the above-mentioned.
前記第1の熱交換器と前記第2の熱交換器とが、前記原動機に対して並列接続されるように、前記第1の冷却媒体管路に、前記第3の冷却媒体管路と前記第4の冷却媒体管路とが接続されていることを特徴とする冷却システム。 In the cooling system according to any one of claims 1 to 8,
The first cooling medium line and the third cooling medium line and the first heat exchanger and the second heat exchanger are connected in parallel to the prime mover. A cooling system, wherein the fourth cooling medium pipe is connected.
前記第1の熱交換器と前記第2の熱交換器とが、前記原動機に対して直列接続されるように、前記第1の冷却媒体管路に、前記第3の冷却媒体管路と前記第4の冷却媒体管路とが接続されていることを特徴とする冷却システム。 In the cooling system according to any one of claims 1 to 8,
The first cooling medium pipe and the third cooling medium pipe and the first heat exchanger and the second heat exchanger are connected to the prime mover in series. A cooling system, wherein the fourth cooling medium pipe is connected.
前記第1の流量調整機構は、前記第1の冷却媒体管路と前記第2の冷却媒体管路との間を流れる冷却媒体の流量を変更する場合、時刻の経過に伴って、前記流量を徐々に変更するように構成されていることを特徴とする冷却システム。
In the cooling system according to any one of claims 1 to 10,
When the flow rate of the cooling medium flowing between the first cooling medium pipe line and the second cooling medium pipe line is changed, the first flow rate adjusting mechanism adjusts the flow rate as time passes. A cooling system characterized by being configured to change gradually.
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106647984A (en) * | 2016-11-15 | 2017-05-10 | 曙光节能技术(北京)股份有限公司 | Cooling system |
-
2014
- 2014-12-22 JP JP2014258658A patent/JP2016118164A/en active Pending
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CN106647984A (en) * | 2016-11-15 | 2017-05-10 | 曙光节能技术(北京)股份有限公司 | Cooling system |
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