JP2018524548A - 電動車両冷却システムおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

自動車（２１）を収容するように構成されたシェルター（２２）及び複数の側壁（２３）を有するカバーサブシステム（１１）を備えた自動車冷却システム。システムは、シェルター（２２）の内部側壁に固定された噴霧サブシステム（１８）であって、カバーサブシステム（１１）の内部に水の微小液滴を噴霧するように構成された複数のノズル（２８）を有する噴霧サブシステム（１８）を備え、カバーサブシステム（１１）内の温度を低下させる断熱変化を実現する。また、本発明は、自動車の冷却システムを実現する方法に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、概して、電動車両を冷却するためのシステムに関する。
特に、本発明は、車両の乗員室の内部気候条件を制御するように構成されたシステムに関する。

日々の経験から、日光に曝された車両の室内は過度に熱くなりやすいことが知られている。
事実として、たとえ短時間でも日光の下に車を放置した後に車を再始動させたいときには、急病を避けるために、ドアを開けると共に空調を入れて車を離れ、乗員室の内部の気候条件が許容できるようになるのを待たなければならない。
この方法において、いくつかの欠点が挙げられる。
・時間が失われる。
・燃料を燃やすことによってエネルギーが無駄になる。
・汚染が増える。
・温度調整装置が非常に非効率な動作ポイントで使用される。

例えば、エコメディアネット Ｓ．ｒ．ｌ．の２０１４年６月１０日のウェブサイト（www.ecoseven.net/）では、以下の内容が公開されている。つまり、「アメリカの研究では、たとえ気温が比較的さわやかであっても、太陽が３０分で車両の乗員室を危険に過熱し得ることが実証されている。あまり暑くない日には太陽の下に置かれた車の内部温度が１時間で２２°まで上昇し得るが、夏にはたった１５分で車の乗員室が６５°に近い温度になり得る。」

既知のとおり、この過熱現象は、車両が受け入れて放散しないエネルギーに依存する。
事実、メトロソリューションＳ．ｒ．ｌ．の２０１５年７月２７日のウェブサイト（http://www.meteosolutions.com/3bmeteo.php）では以下の内容が公開されている。つまり、「太陽の下では、閉じた車の内部温度が急速に上昇する可能性がある。短波長の光を有する太陽光エネルギーは、ガラスを通じて車両の中に入る。車の中の物体が加熱され、長波光のエネルギーを発生させる。しかしながら、このタイプのエネルギーは車両から出ることができない。」

概して、本出願人は、太陽光の下での車の乗員室が過度に熱くなることによって、当該車を即座に使用することができず、時間の損失、及び車両の温度調整装置の非常に非効率な動作ポイントでの使用におけるエネルギーの損失に至るという問題に注目した。

本発明の目的は、上記に説明した技術的課題を解決することである。
特許請求の範囲に記載の車両用保護システムは、当該目的を達成する。
また、本発明は、本発明による保護システムを構築する方法に関する。
特許請求の範囲の記載は、本発明に関して、本明細書における技術的開示に組み込まれるものである。

本発明の以下の統合的な説明は、本発明のいくつかの態様の基本的な理解をもたらすためになされている。
この統合的な説明は、詳細な説明ではなく、本発明の必須または重要な要素を特定するように理解されるものではなく、または本発明の目的を概説するように理解されるものではない。本発明のいくつかの概念を、以下に記載される詳細な説明を先取るものとして単純化した形で提示することを唯一の目的としている。

本発明の好ましい実施形態の特徴によれば、システムは、電動車両を収容するように構成されたカバーサブシステムと、カバー内側の温度を低下させる断熱変化を実現するために微小液滴の態様で水をカバー内部に噴出するように構成された噴霧サブシステムと、を備える。

本発明の更なる特徴によれば、システムは、所定数のコインの投入によってサブシステムおよびシステムの構成要素の使用を可能にするように構成されたコインボックスをさらに備える。
本発明の別の特徴によれば、システムは、サブシステムおよびシステムの構成要素に電力を供給する光起電力サブシステムを備える。

図１は、本発明によるシステムを概略的に示している。 図２は、図１のシステムの一般的なブロック図を示している。 図３は、本発明によるシステムの第１の詳細を概略的に示す図である。 図４は、本発明によるシステムの第２の詳細を概略的に示している。

本発明のこれらの及び更なる特徴および利点は、添付の図面を参照した以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。なお、以下の詳細な説明では、非限定的な例として提供される好ましい実施形態によるものである。また、図面では、同一または類似の機能および構成を有する構成要素に同一または類似の参照番号が付されている。

図１を参照すると、本発明による電動車両の冷却システム（冷却システムまたはシステム）１０は、以下の構成要素を備える。
- 内部に置かれる自動車等の電動車両２１への太陽光線の形を修正するように構成されたカバーサブシステム（カバー）１１であって、好ましくは、システム１０の他のサブシステムのための固定構造の機能も有する、カバー１１；
- 例えば少なくとも１つの光起電力パネルであり、好ましくは一般的に知られているように、カバーの上壁（シェルター）２２に外部固定された光起電力サブシステム１２であって、システム１０の装置へ低電圧でのエネルギーの供給を保証すると共に、システム１０内に設けられたバッテリー２６のパックを、例えば安全関連機能のために充電状態に保つようになっている、光起電力サブシステム１２；
- 例えばカバーの側壁に固定され、冷却システム１０の使用を可能にするように構成されたコインボックスサブシステム（コインボックス）１４であって、例えば、トークンまたは硬貨で動作可能となる、コインボックス１４；
好ましい実施形態において、コインからトークンへの変更のための装置の搭載を必要としないようにコインボックス１４はコインで動作する。
- コインボックス１４に必要なコインが挿入されない限り、システム１０の使用を防止するように構成されたボラードシステム（ボラード）１５；ボラード１５は、好ましくは、オフにされると自動車２１の入場とカバー１１からの退出との両方を可能にする装置を介して実現される。
- 好ましくはカバーのシェルター内に固定され、供給源または水力供給源３５から水を受け取り、後で詳しく説明するように、発射電磁弁２９を開放した後に、自動車２１に適切な圧力および流量で水を供給し、自動車２１をリフレッシュするように構成された噴霧サブシステム（噴霧器）１８。

好ましい実施形態によるシステムは、例えばカバーの側壁に固定された中央制御ユニット２０を更に備える。中央制御ユニット２０は、上述したシステム１０に含まれるサブシステム、及びサービスサブシステム１９の両方を制御するように構成され、概してシステムの安全性と維持を保証する。

サービス１９は、例えば、以下のコンポーネントを備える。
- 例えば薄暗いランプであるサービスランプ３１であって、カバー１１の内部の明かりを確保にするために、好ましくはカバー１１のシェルター２２内に固定された１つ以上のサービスランプ３１；
- カバー１１の側壁２３に固定され、システム１０の中央制御ユニット２０への電力ラインを検出するように構成された電気パネルまたは種々のスイッチ３２；
- 現場の水圧がシステムの機能を実現にするのに十分でない場合に、噴霧システムに固定される予備的な給水ポンプ；実際に、噴霧器が適切に機能するためには、少なくとも３バール以上の圧力が要求されることが予想される。
- カバーの内側または外側に配置され、水力供給源３５を検出するように構成された少なくとも１つの弁３４;
- カバーの内側または外側に配置され、例えば電話交換機に警報を出すように構成された電話ダイヤラー３８。

本発明によるシステム１０の構造上および機能上の側面をより明確にするため、以下に各サブシステムの詳細を説明する。

カバー１１は、使用時に自動車２１を収容するように構成されたサブシステムであり、シェルター２２、並びに、好ましくは３つが閉じられている４つのパネル又は側壁２３を備える。

シェルター２２は、好ましくは、例えばＰＶＣ又は太陽光保護フィルムなどのフィルタ材料で実現される。フィルタ材料は、シェルター２２のすべてに沿って光起電力パネルが設置されて太陽光線がカバー１１内に進入するのを防止している場合には、省略することができる。

側壁２３は、冷却が行われる空間を区切り、熱を遮るのに有用である。好ましくは、出入口の戸口を必要とすることなく自動車の出入りを保証にするために、カバー１１の４つ目の側壁が開いているとよい。

カバー１１は、好ましくは、既知の方法で黴の形成を防止するために処理された例えば木製、又はアルミニウム製の柱を備える網状構造によって形成される。

カバーは、風、水および／または雪などの大気条件に耐性があることが好ましい。
好ましい実施形態によれば、側壁２３の柱は、遮水台座の設置を避けるために、既知の方法で地面に固定されたベースを含む。
好ましくは、シェルター２２およびカバー１１の側壁２３には、システム１０の機能のために設けられたすべてのサブシステムおよび構成要素が固定される。

好ましくは、光起電力サブシステム（パネル）１２は、システム１０のサブシステムおよび電気的構成要素（電気装置）に電力を供給するために、電気を生成し蓄積するように構成される。

システム１０の電気装置に電力を供給するために光起電力サブシステム１２を設けるという好ましい選択は、太陽光線が自動車を過熱するときにシステム１０が当該車を冷却するように計画されているという事実に依拠する。
好ましくは、使用中に日が照っているときには、パネル１２から来る電気を直接使用し、その日の残りの時間に、バッテリー２６のパックから来る電気を使用し、システム１０の電気装置へ電力を供給する。

他の形態の実施形態によれば、光起電力サブシステム１２は存在しなくてもよく、電力が、外部の供給源から直接的にシステム１０に供給されてもよい。

好ましい実施形態によれば、特に、パネル１２は、以下の構成要素に電力を供給する。
- コインボックス１４；
- 例えばＧＳＭ（登録商標）タイプの電話ダイヤラー３８；
- ボラードシステム１５;
- サービスランプ３１;
- 噴霧システムへの予備的な供給ポンプ;

好ましい実施形態によれば、光起電力パネル１２は、例えば外での使用に適した格納箱等のボックス１６（図１および図３）に含まれた装置に電気的に接続される。ボックス１６は、例えば既知の方法で互いに接続された以下の構成要素を備えている。
- 電圧レギュレータ２５；
- 電池２６のパック;
- ユーザ２７への出力のための端末。
好ましくは、収容ボックス１６は、電気を拡散するために、例えば、重い(heavy)ＰＶＣおよび外での使用のための継手で実現されるチューブを備える。

好ましい実施形態では、顧客がシステム１０を使用できるように構成されたコインボックス１４が計画されている。
コインボックスは、好ましくは、電子制御ユニット（電子コインボックス）４０に接続されたコイン受入れ機４１（図１、図４）を備える。

コインボックス１４は、以下のサブシステムおよび/または構成要素の１つまたは複数を使用可能および使用不能にするように構成されている。
- サービスランプ３１;
- ボラードシステム１５;
- 発射電磁弁（電磁弁）２９。

特に、使用時には、正確な量のコインがコインボックス１４内に投入されると、ボラードシステム１５はカバー１１内の自動車２１の入場を不能にし、電磁弁２９の開放を通じてカバーの内部の噴霧器の作動を可能にするカウンタが作動する。
噴霧器１８が作動する前に、顧客がカバーから外に出ることを可能にするために、噴霧器は時間制限をつけて作動するとよい。

あまり好ましくないと思われる他の形態の実施形態によれば、以下の構成要素が更に設けられる。
- コインからトークンへの変更のための装置の存在を必要とするトークンによる支払い；
- 供給のための手動ボタン。ただし、顧客に特別な注意を必要とする。

使用時には、自動車が移動した後、サービスの終了時にボラードシステムが復旧する。
好ましくは、自動車の移動は、既知のタイプの光電管装置などによって認識される。

より好ましくは、コインボックスは、気候条件に対して防水性を有する装置を含む。
より好ましくは、コインボックスは、以下の要素を備える。
- 困難な気候条件に耐えるため、例えばステンレス鋼製の箱；
- 例えば封止部を有する、開口部；
- 例えば箱の開口部の防水性のロック。

好ましい実施形態では、正確な量のコインをコインボックス１４のコイン受入れ機４１に投入する前にカバー１１の下に自動車の駐車を防止するボラードシステム１５が設けられている。
好ましい実施形態では、地下に格納カプセルを配置する必要はないので、ボラードシステムは地上に配置される。

低いテンション及びアブソープションでスタータを作動させ、ボラードシステム１５を停止させるように構成されたコインボックスからの電気ドライブが設けられることが好ましい。
使用中に、自動車がカバーから移動されると、光電管装置等は、カバー１１へのアクセスロックの復旧を許可する。

本発明の好ましい実施形態による噴霧器１８は、自動車の実際の冷却を得るように構成されている。
噴霧器は、好ましくは以下の３つの要素を備えている。
- システムに水圧を供給するための接続部２５；
- チューブネットワーク３９；
- 複数のノズルまたは噴霧器２８。

接続部２５は、水をシステム１０に供給するように構成されている。
好ましくは、水は、外部供給システムへの接続部２５を介して現場で取得され、電磁弁２９およびチューブネットワーク３９を通ってカバーの内部に分配される。

接続部は、必要に応じて水供給源の閉鎖のための手動バルブを更に有するとよい。
チューブネットワーク３９は、電磁弁２９から始まってノズル２８へ水を伸ばす１つ以上のチューブを備えることが好ましい。

好ましくは、チューブネットワーク２９は、以下の素材のうちの１つで実現される。
−銅；
−鋼；
−プラスチック。

他の実施形態によれば、チューブネットワークは、本明細書および特許請求の範囲に記載された分野から外れない限り、上記した素材とは異なる材料で実現されてもよい。

本明細書に記載された例示的な実施形態では、例えば、−２０℃〜＋８０℃の範囲の温度および約８０バールの最大圧力で使用できる黒色プラスチック材料の使用が考えられる。
チューブネットワークの設置は、プラスチックチューブの場合には、良好なせん断器を使用することによって、接続部および速結等のノズルホルダに固定されたチューブを正確に切断することができる。

本発明の好ましい実施形態によれば、ノズルは、蒸発によって温度の低下が生じるように、水の微小液滴を形成できるように構成されている。
特に、ノズルは、運動エネルギーにおける液流の総エネルギーを変換する。運動エネルギーは、微小液滴が所望の断面に応じて均一に分散するように、液流を砕くのに使用される。また、ノズルは、圧力に応じて所定の流量を得ることができる。
好適な実施形態によれば、噴霧器２８は、フロッグノズルが設けられた適切な先端部を有し、広い放水角度を有する。例えばＳｐｒａｙｉｇ Ｓｙｓｔｅｍ社のフロッグノズルであれば、８０°の放水角度で毎時３．９リットルの流れが得られる。

本明細書における例示的な実施形態によれば、微小液滴が形成されることにより、水の蒸発による冷却プロセスが開始される。
温度低下の基礎となる熱力学的プロセスは、カバー内部で断熱変化を発生させ、結果として温度の低下をもたらす。

ここで、断熱変化は、カバー内部の総エネルギーは変化しないものの、水の蒸発による物理的現象に従ってカバー内部のエネルギーが変化することを意味する。つまり、カバー内で噴霧となった水が気体状態へ気化することによって熱（気化潜熱）が使用される。

この結果、カバー内部の温度が低下する。
蒸発の速度は、体積単位当たりの液滴直径に応じた熱交換表面積を表す以下の数式に従って、液滴の直径に反比例する。

ここで：
Ａは噴霧された液滴の表面積であり；
Ｖは噴霧された液滴の体積であり;
Ｒは噴霧された液滴の半径である。

上記数式によると、噴霧プロセスのように液滴の直径が非常に小さい場合、直径ｒを少しでも小さくすることにより、表面積が大きく増加する。
例えば、中程度である半径１０μｍの霧を考えると、液滴の体積と表面は次のようになる。

したがって、半径１０μｍの液滴では１リットルの水を噴霧することが必要である。

つまり、熱交換面の約３００ｍ^２に対応する２３８億個以上の液滴が存在し、気化プロセスを非常に速くすることができる（フラッシュ気化）。
噴霧プロセスは、空気との摩擦によって行われる。このため、水が空気と接触する速度が非常に重要である。この速度は、噴霧ノズルの微小な孔を通過することによって達成される。

本実施形態によれば、噴霧ノズルを有する噴霧器２８の数は、カバー１１内部に一様に分布した例えば４から２０の範囲である。
本明細書の様々な形態によれば、カバー１１内部に配置された適切なセンサは、自動車のサイズ特性に従って、例えば４と２０の間に含まれる適切な数の噴霧器２８を動作させるように構成される。

要約すると、噴霧サブシステム１８の各噴霧器２８は、噴霧された水を円錐状に放出し、温度を低下させることによって自動車から熱を発散させる。

上記にて説明したシステムの機能は以下のとおりである。
第１段階では、自己の自動車の乗員室を涼しく維持することを望む顧客が、ボラードシステム１５に近づき、自動車２１の乗員室が所定時間にわたって冷やされるのを保証する十分な量のコインをシステム１０のコインボックス１４に投入する。

第２段階では、コイン受入れ部４１にコインが投入されることに続いて、コインボックス４０の電子部はランプ３１をオンにし、所定の時間が経過した後に電磁弁２９を開いて噴霧器１８で水の噴霧を開始する。
水の噴霧は、客が自動車を外に出すまで自動車２１と乗員室の冷却を維持する。

第３段階では、顧客が車を外に出す。自動車の外への移動は光電管装置などによって検知され、中央制御ユニット２０は、新しい顧客を待つために、ボラードシステム（１５）を再起動させ、噴霧器１８を停止させ、ランプ３１をオフさせる。

有利な点として、上記したシステムは、構造として、環境にやさしいサブシステムおよび構成要素が使用されている。
有利な点として、上記したシステムは、自動車の乗員室を顧客が即座に使用可能な温度で所定期間にわたって維持することができる。

有利な点として、自動車の乗員室の温度は、短い停止のような場合、自動車の内部に人や動物が存在できるようなレベルに保つことができる。
有利な点として、本明細書に記載されたシステムを使用した後、自動車の乗員室内の温度は、車内の変質、並びに布地または皮革の損傷を避けられるものとなる。

有利な点として、好ましい実施形態によるカバーサブシステムおよびボラードサブシステムは、台座または掘削を必要としないため、冷却システムは、供給源または水供給回路から水を受け取る接続部が設けられた任意の場所に容易に設置することができる。

言うまでもなく、特許請求の範囲に記載された本発明から逸脱しない限り、上記した説明、形状、材料、構成要素、回路要素、および接続部、ならびに図示された構成の詳細および動作方法は、変更および／または変形が可能である。

Claims (10)

1. シェルター（２２）及び複数の側壁（２３）を備え、電動車両（２１）を収容するように構成されたカバーサブシステム（１１）と、
   前記シェルター（２２）の内側に固定された噴霧サブシステム（２８）であって、前記カバーサブシステム（１１）内部に水の微小液滴を噴出するように構成された複数のノズル（２８）を備え、前記水の微小液滴が、蒸発して前記カバーサブシステム（１１）内の温度を低下させる断熱変化を実現するのに適している、噴霧サブシステム（２８）と、
   を備える電動車両冷却システム。
2. 前記電動車両（２１）は、前部、中央部、及び後部を備え、
   前記複数のノズルは、前記電動車両が前記カバーサブシステム（１１）内に収容されているときに、前記前部のそばに配置される第１ノズルと、前記中央部のそばに配置される他のノズルと、前記電動車両（２１）の前記後部のそばに配置される更に他のノズルと、を備えている、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記カバーサブシステムの前記側壁（２３）の１つに固定されたコインボックスサブシステム（１４）と、
   前記カバーサブシステム（１１）内の電動車両（２１）の接近を防ぐように構成されたボラードシステム（１５）と、
   前記カバーサブシステム（１１）内で前記ノズル（２８）を通じた水の噴出を作動させるように構成された電磁弁（２９）と、
   を更に備え、
   前記コインボックスサブシステム（１４）は、前記ボラードサブシステム（１５）及び前記電磁弁に電気的に接続され、所定数のコインが投入されたときに、前記ボラードサブシステム（１５）を不能にすると共に、前記電磁弁（２９）を開くことによって前記カバー（１１）内で水を噴出させるように構成されている、
   請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記コインボックスサブシステム（１４）、前記ボラードサブシステム（１５）、及び前記電磁弁（２９）は、前記シェルター（２２）の外側に固定された光起電力サブシステム（１２）によって電力が供給される、
   請求項３に記載のシステム。
5. 前記カバーサブシステム（１１）は、台座がない又は掘削されていない網状の枠組みからなり、以下の材料のうちから選択された材料で形成された柱を備えている、請求項１から４の何れか１項に記載のシステム。
   - 黴の形成を避けるように処理された木材；または
   - アルミニウム。
6. 外部供給システムから集められた水を前記噴霧サブシステム（１８）に供給するチューブネットワーク（２９）であって、前記チューブネットワークは、以下の材料のうちから選択された材料で形成されている、請求項１から５の何れか１項に記載のシステム。
   - 銅；
   - 鋼；
   - プラスチック。
7. 電動車両を冷却するためのシステムを構築する方法であって、
   電動車両（２１）を収容するように構成されたカバーサブシステム（１１）を設けるステップと、
   噴霧サブシステム（１８）であって、
   前記カバーサブシステム（１１）内に水の微小液滴を噴出するステップと、
   前記カバーサブシステム（１１）内での前記水の微小液滴の蒸発によって前記カバーサブシステム（１１）内の温度を低下させる断熱変化を実現するステップと、
   を実行するように構成された噴霧サブシステム（１８）を前記カバーサブシステム（１１）内に設けるステップと、
   を含む方法。
8. 前記カバーサブシステム（１１）内の電動車両（２１）の接近を防ぐように構成されたボラードシステム（１５）を設けるステップと、
   前記水の噴出と前記断熱変化とを作動させるように構成された電磁弁（２９）を設けるステップと、
   所定数のコインが投入されたときに、前記ボラードサブシステム（１５）を不能にすると共に、前記噴出するステップと前記断熱変化の実現とを機能させる、コインボックスサブシステム（１４）を設けるステップと、
   を更に含む請求項７に記載の方法。
9. 前記コインボックスサブシステム（１４）、前記ボラードサブシステム（１５）、及び前記電磁弁（２９）に電力を供給するように構成された光起電力サブシステム（１２）を設けるステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
10. 外部供給システムから集められた水を前記噴霧サブシステム（１８）に供給するように構成されたチューブネットワーク（２９）を設けるステップを更に含む、請求項７から９の何れか１項に記載の方法。

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