JP2019211104A - Heat exchange device - Google Patents

Heat exchange device Download PDF

Info

Publication number
JP2019211104A
JP2019211104A JP2018104557A JP2018104557A JP2019211104A JP 2019211104 A JP2019211104 A JP 2019211104A JP 2018104557 A JP2018104557 A JP 2018104557A JP 2018104557 A JP2018104557 A JP 2018104557A JP 2019211104 A JP2019211104 A JP 2019211104A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve body
heat exchange
valve
flow path
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018104557A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
洋亮 後藤
Yosuke Goto
洋亮 後藤
小原 公和
Kimikazu Obara
公和 小原
哲 崎道
Toru Sakimichi
哲 崎道
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2018104557A priority Critical patent/JP2019211104A/en
Publication of JP2019211104A publication Critical patent/JP2019211104A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

To provide a heat exchange device that can adjust heat exchange efficiency.SOLUTION: A heat exchange device 1 comprises a heat exchanger inside which a heat medium flows, a fluid transport device for passing the heat medium through the heat exchanger, and a flow passage 20 connecting the heat exchanger and the fluid transport device, and through which the heat medium flows. The heat exchange device 1 comprises a flow velocity adjustment device 50 provided in the flow passage 20, and for increasing/decreasing a flow velocity of the heat medium flowing through the flow passage 20 by using an opening/closing valve 51. The opening/closing valve 51 comprises a valve element 57 for changing an amount of the heat medium flowing through the flow passage 20 by rotating, and a valve element driving part 60 for moving the valve element 57 in a radial direction of a rotating shaft of the opening/closing valve 51. Thus, the valve element driving part 60 can adjust an amount of cooling water flowing through the heat exchanger by moving a position of the valve element 57. Therefore, the heat exchange device capable of adjusting heat exchange efficiency can be obtained.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

この明細書における開示は、熱交換装置に関する。   The disclosure in this specification relates to a heat exchange device.

特許文献1は、熱交換を行う流体を脈動させることで乱流を引き起こし、熱交換効率を高めた熱交換器を開示している。ポンプの駆動モータを制御するモータ制御部は、駆動モータの回転数を変更制御することで熱媒体に脈動を生成させている。   Patent document 1 is disclosing the heat exchanger which caused the turbulent flow by pulsating the fluid which performs heat exchange, and raised the heat exchange efficiency. The motor control unit that controls the drive motor of the pump generates pulsation in the heat medium by changing and controlling the rotation speed of the drive motor.

特許文献2は、熱輸送システムにおいて、熱媒体を脈動させる目的で2台のポンプを備え、それらのポンプを制御して脈動流を生成させている。   Patent Document 2 includes two pumps in a heat transport system for the purpose of pulsating a heat medium, and controls these pumps to generate a pulsating flow.

特開2016−217564号公報JP 2006-217564 A 特開2015−45478号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-45478

従来技術の構成では、脈動流を生成するためにポンプの駆動モータを様々な回転数に変更制御している。あるいは、脈動流を生成するために複数のポンプを備え、それらのポンプの駆動モータを別々の回転数に変更制御している。これらの場合、脈動流を生成するために複雑な制御が必要である。また、脈動流を生成するために制御用の配線などの複雑な構成が必要である。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、熱交換装置にはさらなる改良が求められている。   In the configuration of the prior art, the pump drive motor is changed and controlled at various rotational speeds in order to generate a pulsating flow. Alternatively, a plurality of pumps are provided in order to generate a pulsating flow, and the drive motors of these pumps are changed and controlled at different rotational speeds. In these cases, complex control is required to generate the pulsating flow. In addition, a complicated configuration such as control wiring is required to generate a pulsating flow. In view of the above or other aspects not mentioned, there is a need for further improvements in heat exchange devices.

開示される1つの目的は、熱交換効率を調整可能な熱交換装置を提供することにある。   One disclosed object is to provide a heat exchange device capable of adjusting the heat exchange efficiency.

ここに開示された熱交換装置は、内部に熱媒体が流れる熱交換器(31、32)と、熱交換器に熱媒体を流す流体輸送装置(7)と、熱交換器と流体輸送装置とを接続して熱媒体が流れる流路(20)と、流路に設けられて、開閉弁(51)を用いて流路を流れる熱媒体の流速を増減させる流速調整装置(50)とを備え、開閉弁は、回転することで流路を流れる熱媒体の量を変化させる弁体(57)と、弁体を開閉弁の回転軸の径方向に移動させる弁体駆動部(60、260、360)とを備えている。   The heat exchange device disclosed herein includes a heat exchanger (31, 32) through which a heat medium flows, a fluid transport device (7) that causes the heat medium to flow through the heat exchanger, a heat exchanger, and a fluid transport device. A flow path (20) through which the heat medium flows, and a flow rate adjusting device (50) that is provided in the flow path and increases or decreases the flow speed of the heat medium that flows through the flow path using the on-off valve (51). The on-off valve has a valve body (57) that changes the amount of the heat medium that flows through the flow path by rotating, and a valve body drive unit (60, 260, that moves the valve body in the radial direction of the rotation shaft of the on-off valve). 360).

開示された熱交換装置によると、流路を流れる熱媒体の量を変化させる弁体を開閉弁の回転軸の径方向に移動させる弁体駆動部を備えている。このため、弁体駆動部が弁体の位置を熱媒体の量を制限する位置と制限しない位置とに切り替えることで、熱交換器を流れる熱媒体の流速を調整できる。言い換えると、流体輸送装置から送られた熱媒体の流速が変動しやすいモードと変動しにくいモードとに流速調整装置のモードを切り替えることができる。したがって、熱交換効率を調整可能な熱交換装置を提供できる。   According to the disclosed heat exchanging device, the valve body driving unit is provided that moves the valve body that changes the amount of the heat medium flowing through the flow path in the radial direction of the rotation shaft of the on-off valve. For this reason, the flow rate of the heat medium which flows through a heat exchanger can be adjusted because a valve body drive part switches the position of a valve body between the position which restrict | limits the quantity of a heat medium, and the position which does not restrict | limit. In other words, the mode of the flow rate adjusting device can be switched between a mode in which the flow rate of the heat medium sent from the fluid transport device is likely to change and a mode in which the flow rate is less likely to change. Therefore, a heat exchange device capable of adjusting the heat exchange efficiency can be provided.

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。   The disclosed embodiments of the present specification employ different technical means to achieve each purpose. The reference numerals in parentheses described in the claims and this section exemplify the correspondence with the embodiments described later, and are not intended to limit the technical scope. The objects, features, and advantages disclosed in this specification will become more apparent with reference to the following detailed description and accompanying drawings.

熱交換装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows a heat exchange apparatus. 流速調整装置を示す分解図である。It is an exploded view showing a flow rate adjusting device. 脈動流モードの流速調整装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the flow-rate adjustment apparatus of pulsation flow mode. 脈動流モードの流速調整装置を示す断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram which shows the flow-rate adjustment apparatus of a pulsating flow mode. 脈動流モードの流速調整装置を示す断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram which shows the flow-rate adjustment apparatus of a pulsating flow mode. 定常流モードの流速調整装置を示す断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram which shows the flow-rate adjustment apparatus of a steady flow mode. 第2実施形態における脈動流モードの流速調整装置を示す断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram which shows the flow-rate adjustment apparatus of the pulsating flow mode in 2nd Embodiment. 第2実施形態における定常流モードの流速調整装置を示す断面構成図である。It is a section lineblock diagram showing the flow rate adjustment device of the steady flow mode in a 2nd embodiment. 第3実施形態における脈動流モードの流速調整装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the flow-rate adjustment apparatus of the pulsating flow mode in 3rd Embodiment. 第4実施形態における脈動流モードの流速調整装置を示す断面構成図である。It is a section lineblock diagram showing the flow rate adjustment device of the pulsating flow mode in a 4th embodiment. 第4実施形態における脈動流モードの流速調整装置を示す断面構成図である。It is a section lineblock diagram showing the flow rate adjustment device of the pulsating flow mode in a 4th embodiment. 第4実施形態における定常流モードの流速調整装置を示す断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram which shows the flow-rate adjustment apparatus of the steady flow mode in 4th Embodiment. 第4実施形態における定常流モードの流速調整装置を示す断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram which shows the flow-rate adjustment apparatus of the steady flow mode in 4th Embodiment.

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび/または構造的に対応する部分および/または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および/または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。   A plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In embodiments, functionally and / or structurally corresponding parts and / or associated parts may be assigned the same reference signs or reference signs that differ by more than a hundred. For the corresponding parts and / or associated parts, the description of other embodiments can be referred to.

第1実施形態
熱交換装置1は、車両に搭載されて車両の発熱部品を冷却する冷却装置として用いることができる。例えば電気自動車やハイブリッド自動車などにおいては、熱交換装置1の内部に冷却水を循環させて、発熱部品を冷却する低温ラジエータなどに用いることができる。この場合、発熱部品としては、例えば電池パック、駆動モータ、インバータ、パワーコントロールユニットなどがあげられる。特に、発熱部品が電池パックである場合には、熱交換装置1により電池パックの効率的な冷却を行うことで、電池パックの温度上昇による電池の劣化を低減できる。言い換えると、電池の劣化を抑制して、電池パックの性能を長期間にわたって安定して発揮させることができる。あるいは、熱交換装置1に温度の高い熱媒体を循環させることより電池パックの効率的な加熱を行うことで、電池の使用可能な下限温度を下回ってしまうことを抑制できる。言い換えると、電池パックを適切な温度範囲内で使用可能である。
1st Embodiment The heat exchange apparatus 1 can be used as a cooling device mounted in a vehicle and cooling the heat-emitting components of the vehicle. For example, in an electric vehicle, a hybrid vehicle, etc., it can be used for a low-temperature radiator or the like that cools heat-generating components by circulating cooling water inside the heat exchange device 1. In this case, examples of the heat generating component include a battery pack, a drive motor, an inverter, and a power control unit. In particular, when the heat generating component is a battery pack, the battery pack can be efficiently cooled by the heat exchanging device 1 to reduce the deterioration of the battery due to the temperature rise of the battery pack. In other words, the deterioration of the battery can be suppressed and the performance of the battery pack can be stably exhibited over a long period of time. Or it can suppress that it falls below the minimum temperature which can use a battery by performing efficient heating of a battery pack rather than circulating a heat medium with a high temperature to heat exchanging device 1. In other words, the battery pack can be used within an appropriate temperature range.

また、エンジン駆動の車両においては、熱交換装置1の内部にエンジン冷却水を循環させて、エンジンなどの発熱部品を冷却することができる。あるいは、エンジンで加熱されたエンジン冷却水と空気とを熱交換して車内に温風を送る車両用空調装置などにも用いることができる。ただし、熱交換装置1は、車両に搭載される用途以外にも、家庭用の空調装置やサーバの冷却装置などの熱交換を行う装置に対して広く適用可能である。冷却水やエンジン冷却水は、熱媒体を提供する。   Further, in an engine-driven vehicle, engine cooling water can be circulated inside the heat exchange device 1 to cool heat-generating components such as the engine. Alternatively, it can also be used in a vehicle air conditioner that exchanges heat between engine cooling water heated by the engine and air to send warm air into the vehicle. However, the heat exchange device 1 can be widely applied to devices that perform heat exchange, such as a home air conditioner and a server cooling device, in addition to a use mounted on a vehicle. Cooling water and engine cooling water provide a heat medium.

図1において、熱交換装置1は、ラジエータ(RAD)3とポンプ7と流速調整装置50と第1熱交換部31と第2熱交換部32とを備えている。熱交換装置1は、各部品を接続して冷却水が循環する流路20を有している。流路20は、共通流路25と第1流路21と第2流路22とを備えている。第1流路21には、第1熱交換部31が設けられている。第2流路22には、第2熱交換部32が設けられている。   In FIG. 1, the heat exchange device 1 includes a radiator (RAD) 3, a pump 7, a flow rate adjusting device 50, a first heat exchange unit 31, and a second heat exchange unit 32. The heat exchange device 1 has a flow path 20 through which cooling water circulates by connecting the components. The flow path 20 includes a common flow path 25, a first flow path 21, and a second flow path 22. A first heat exchange unit 31 is provided in the first flow path 21. A second heat exchange unit 32 is provided in the second flow path 22.

ラジエータ3は、内部を流れる冷却水とラジエータ3の表面を流れる空気などの流体とを熱交換させる装置である。ラジエータ3において、冷却水が流れる配管の周りには、ラジエータ3の表面積を大きくして熱交換効率を上げるため、複数のフィンが設けられている。熱交換装置1が車両に搭載されている場合には、ラジエータ3が車両の走行風を受けることで熱交換が促進される。   The radiator 3 is a device that exchanges heat between cooling water flowing inside and fluid such as air flowing on the surface of the radiator 3. In the radiator 3, a plurality of fins are provided around the pipe through which the cooling water flows in order to increase the surface area of the radiator 3 and increase the heat exchange efficiency. When the heat exchange device 1 is mounted on the vehicle, the heat exchange is promoted by the radiator 3 receiving the traveling wind of the vehicle.

ポンプ7は、出力を制御可能なウォーターポンプである。ポンプ7は、例えば電気的に出力制御を行う電動ウォーターポンプである。ポンプ7は、流路20に冷却水を循環させる動力源として機能する装置である。ポンプ7は、一定の流速で冷却水を送り出して循環させる。言い換えると、ポンプ7は、冷却水を定常流として流路20に循環させる。ポンプ7は、流体輸送装置を提供する。ただし、熱交換装置1は、冷却水などの液体を用いて熱交換させる装置に限られず、空気などの気体を循環させて熱交換を行う装置でもよい。この場合、流体輸送装置としては、送風機などを用いることができる。   The pump 7 is a water pump whose output can be controlled. The pump 7 is, for example, an electric water pump that performs output control electrically. The pump 7 is a device that functions as a power source for circulating cooling water through the flow path 20. The pump 7 sends out cooling water at a constant flow rate and circulates it. In other words, the pump 7 circulates the cooling water through the flow path 20 as a steady flow. The pump 7 provides a fluid transport device. However, the heat exchange device 1 is not limited to a device that performs heat exchange using a liquid such as cooling water, and may be a device that performs heat exchange by circulating a gas such as air. In this case, a blower or the like can be used as the fluid transport device.

流路20において、共通流路25から第1流路21と第2流路22とに分岐する接続箇所には、流速調整装置50が設けられている。流速調整装置50の詳細については後述する。流速調整装置50は、ポンプ7から定常流で送られる冷却水の流れを周期的に減速させて流速の増減を繰り返す流れを生成する機能を有している。言い換えると、流速調整装置50は、定常流で流れている冷却水を脈動流に変換する脈動流生成機能を有している。流速調整装置50は、第1流路21と第2流路22との2つの経路のどちらに冷却水を流してどちらに冷却水を流さないかを切り替える流路切り替え機能を有している。流速調整装置50は、冷却水の流れを脈動流に変換して流す脈動流モードと、ポンプ7で送られた定常流のまま流す定常流モードとの2つのモードを切り替え可能である。脈動流モードは、冷却水の流速が変動しやすいモードである。定常流モードは、脈動流モードに比べて冷却水の流速が変動しにくいモードである。   In the flow path 20, a flow velocity adjusting device 50 is provided at a connection point where the common flow path 25 branches into the first flow path 21 and the second flow path 22. Details of the flow rate adjusting device 50 will be described later. The flow rate adjusting device 50 has a function of periodically decelerating the flow of the cooling water sent from the pump 7 in a steady flow and repeatedly generating the flow rate. In other words, the flow velocity adjusting device 50 has a pulsating flow generation function that converts cooling water flowing in a steady flow into a pulsating flow. The flow rate adjusting device 50 has a flow path switching function for switching which one of the two paths of the first flow path 21 and the second flow path 22 flows the cooling water and which does not flow the cooling water. The flow rate adjusting device 50 can switch between two modes: a pulsating flow mode in which the flow of the cooling water is converted into a pulsating flow and a steady flow mode in which the steady flow sent by the pump 7 flows. The pulsating flow mode is a mode in which the flow rate of the cooling water is likely to fluctuate. The steady flow mode is a mode in which the flow rate of the cooling water is less likely to fluctuate than the pulsating flow mode.

第1熱交換部31と第2熱交換部32とは、1つの熱交換器を構成している。熱交換器は、2つのヘッダー間に複数の冷媒配管を平行に並べて形成されたマルチフロー型の熱交換器である。熱交換器は、冷却水の経路である配管の流路面積が小さく平たい扁平管と扁平管同士の間に配されたコルゲートフィンを有するコア部を備えている。熱交換器はマルチフロー型の熱交換器に限られない。例えばフィンチューブ型の熱交換器やサーペンタイン型の熱交換器であってもよい。フィンチューブ型などの熱交換器においては、冷却水が循環する配管の内部に冷却水との接触面積を増加させるインナーフィンを形成してもよい。また、第1熱交換部31と第2熱交換部32とで1つの熱交換器を構成するのではなく、第1熱交換部31と第2熱交換部32とが、互い独立した2つの熱交換器を構成するようにしてもよい。   The 1st heat exchange part 31 and the 2nd heat exchange part 32 comprise one heat exchanger. The heat exchanger is a multi-flow type heat exchanger formed by arranging a plurality of refrigerant pipes in parallel between two headers. The heat exchanger includes a core portion having a corrugated fin disposed between a flat flat tube and a flat tube having a small flow area of a pipe serving as a cooling water path. The heat exchanger is not limited to a multiflow type heat exchanger. For example, a fin tube type heat exchanger or a serpentine type heat exchanger may be used. In a heat exchanger such as a fin tube type, inner fins that increase the contact area with the cooling water may be formed inside the piping through which the cooling water circulates. Further, the first heat exchange unit 31 and the second heat exchange unit 32 do not constitute one heat exchanger, but the first heat exchange unit 31 and the second heat exchange unit 32 include two independent heat exchangers. You may make it comprise a heat exchanger.

熱交換装置1は、発熱部品よりも温度の低い冷却水を循環させることで、発熱部品を冷却する冷却装置として利用可能である。すなわち、ラジエータ3で冷却水を冷却して、低温となった冷却水を第1熱交換部31および第2熱交換部32に循環させることで、発熱部品を冷却する。一方、発熱部品よりも温度の高い熱媒体を循環させることで、発熱部品を加熱する加熱装置としても利用することができる。すなわち、ラジエータ3に代えてヒータを備えるなどして熱媒体を加熱して、高温になった熱媒体を第1熱交換部31および第2熱交換部32に循環させることで、発熱部品を加熱する。   The heat exchanging device 1 can be used as a cooling device for cooling the heat generating components by circulating cooling water having a temperature lower than that of the heat generating components. That is, the cooling water is cooled by the radiator 3 and the low-temperature cooling water is circulated through the first heat exchanging unit 31 and the second heat exchanging unit 32, thereby cooling the heat generating components. On the other hand, by circulating a heat medium having a temperature higher than that of the heat generating component, it can be used as a heating device for heating the heat generating component. That is, the heating medium is heated by replacing the radiator 3 with a heater or the like, and the heated heating medium is circulated to the first heat exchanging unit 31 and the second heat exchanging unit 32 to heat the heat generating component. To do.

熱交換装置1における冷却水の流れについて、第1流路21を流れる場合を例に以下に説明する。ポンプ7から送られた冷却水は、共通流路25を流れて流速調整装置50に流入する。脈動流モードの流速調整装置50では、第1流路21と第2流路22とに向かって流出する冷却水の流速が互いに異なる位相かつ同じ周期で増減される。例えば、流速調整装置50が第1流路21を開いて、第2流路22を閉じている場合には、第1流路21には冷却水が勢いよく流れるが、第2流路22には冷却水が流れない。また、流速調整装置50によって第1流路21と第2流路22との両方の経路が開いている場合には、第1流路21と第2流路22とに一様に同じ量の冷却水が流入する。ここで、周期的な流速の増減を繰り返す脈動流においては、流速の増加している時間と流速の減少している時間とが同じ長さであって、流速が増加も減少もしない時間を含んだサイクルを規則的に繰り返すこととなる。ただし、流速が増加も減少もしない時間を含まないように流速調整装置50を構成してもよい。   The flow of the cooling water in the heat exchange device 1 will be described below by taking the case of flowing through the first flow path 21 as an example. The cooling water sent from the pump 7 flows through the common flow path 25 and flows into the flow velocity adjusting device 50. In the flow rate adjusting device 50 in the pulsating flow mode, the flow rates of the cooling water flowing out toward the first flow path 21 and the second flow path 22 are increased or decreased at different phases and in the same cycle. For example, when the flow rate adjusting device 50 opens the first flow path 21 and closes the second flow path 22, the cooling water flows vigorously through the first flow path 21. Does not flow cooling water. In addition, when both the first flow path 21 and the second flow path 22 are opened by the flow rate adjusting device 50, the same amount is uniformly applied to the first flow path 21 and the second flow path 22. Cooling water flows in. Here, in a pulsating flow that repeatedly increases and decreases periodically, the time during which the flow rate increases and the time during which the flow rate decreases are the same length, including the time during which the flow rate does not increase or decrease. The cycle will be repeated regularly. However, the flow rate adjusting device 50 may be configured so as not to include a time during which the flow rate does not increase or decrease.

第1流路21に流入した冷却水は、第1熱交換部31を流れて発熱部品を冷却すべく熱交換を行う。第1熱交換部31は、例えば発熱部品である電池パックと接触しており、第1熱交換部31の内部を流れる冷却水によって電池パックが直接冷却される。あるいは、第1熱交換部31は、電池パックに向かって風が流れる風路内に設けられて、第1熱交換部31の内部を流れる冷却水によって風が冷却される。この冷却された風が電池パックに吹き付けられることで、電池パックが冷却される。ただし、第1熱交換部31による発熱部品の冷却方法は上述した方法に限られず、冷却対象である発熱部品も電池パックに限られない。   The cooling water that has flowed into the first flow path 21 flows through the first heat exchanging section 31 and performs heat exchange to cool the heat generating components. The first heat exchange unit 31 is in contact with, for example, a battery pack that is a heat-generating component, and the battery pack is directly cooled by the cooling water flowing inside the first heat exchange unit 31. Alternatively, the first heat exchange unit 31 is provided in an air path through which the wind flows toward the battery pack, and the wind is cooled by the cooling water flowing inside the first heat exchange unit 31. The cooled wind is blown onto the battery pack, whereby the battery pack is cooled. However, the method of cooling the heat generating component by the first heat exchanging unit 31 is not limited to the above-described method, and the heat generating component to be cooled is not limited to the battery pack.

脈動流モードの流速調整装置50から流出した冷却水は、流速が周期的に増減する脈動流の状態で第1熱交換部31に流入している。脈動流の状態で第1熱交換部31に流れ込んだ冷却水は、層流ではなく乱流となって流れやすい。すなわち、規則正しく流線上を運動する流れである層流ではなく、時間的空間的に不規則に運動する流れである乱流となって流れやすい。乱流のように、流れの乱れが大きくなると、配管と熱交換した冷却水は配管から遠ざかるように運動し、配管と熱交換していない冷却水は配管に近づくように運動しやすいため熱伝達が促進される。言い換えると、配管を流れる冷却水の熱分布が配管からの距離によらず一様になりやすいため、熱伝達効率が向上する。したがって、脈動流の状態で冷却水を流すことで第1熱交換部31での熱交換効率を向上させることができる。   The cooling water that has flowed out of the flow rate adjustment device 50 in the pulsating flow mode flows into the first heat exchange unit 31 in a pulsating flow state in which the flow rate periodically increases and decreases. The cooling water that has flowed into the first heat exchanging section 31 in a pulsating state tends to flow as a turbulent flow rather than a laminar flow. That is, it is not a laminar flow that regularly moves on streamlines, but tends to flow as a turbulent flow that moves irregularly in time and space. When the flow turbulence increases, as in turbulent flow, the cooling water that exchanges heat with the piping moves away from the piping, and the cooling water that does not exchange heat with the piping easily moves closer to the piping to transfer heat. Is promoted. In other words, the heat transfer efficiency is improved because the heat distribution of the cooling water flowing through the pipe tends to be uniform regardless of the distance from the pipe. Therefore, the heat exchange efficiency in the 1st heat exchange part 31 can be improved by flowing cooling water in the state of a pulsating flow.

第1熱交換部31と第2熱交換部32とで冷却性能や冷却対象が異なる場合には、第1流路21を流れ出た冷却水の温度と第2流路22を流れ出た冷却水の温度とが大きく異なる場合がある。第1熱交換部31を流れた冷却水は、第2熱交換部32を流れた冷却水と合流して混ざり合い、温度が略均一になる。この時、脈動流の状態で流れていた冷却水が複雑に重ね合わされることで、冷却水の流れは合流前に比べて定常流に近づいた状態となる。その後、冷却水は、定常流に近づいた状態でラジエータ3に流入する。   When the cooling performance and the cooling target are different between the first heat exchanging unit 31 and the second heat exchanging unit 32, the temperature of the cooling water that has flowed out of the first flow path 21 and the cooling water that has flowed out of the second flow path 22 are used. The temperature may vary greatly. The cooling water that has flowed through the first heat exchange unit 31 joins and mixes with the cooling water that has flowed through the second heat exchange unit 32, and the temperature becomes substantially uniform. At this time, the cooling water that has been flowing in the state of the pulsating flow is complicatedly overlapped, so that the flow of the cooling water becomes closer to a steady flow than before the merge. Thereafter, the cooling water flows into the radiator 3 in a state approaching a steady flow.

ラジエータ3では、発熱部品との熱交換により加熱されて温度の上昇した冷却水をラジエータ3の周囲の空気と熱交換する。これにより、ラジエータ3の周囲の空気の温度に近づくように冷却水が冷却される。ラジエータ3で冷却された後、冷却水は、ポンプ7に吸い込まれて再び流路20を循環して熱交換装置1としての一連の運転を繰り返す。   In the radiator 3, the cooling water heated by the heat exchange with the heat-generating component and the temperature thereof is increased is exchanged with the air around the radiator 3. Thereby, the cooling water is cooled so as to approach the temperature of the air around the radiator 3. After being cooled by the radiator 3, the cooling water is sucked into the pump 7 and circulates again through the flow path 20 to repeat a series of operations as the heat exchange device 1.

図2において、流速調整装置50は、ケース29と開閉弁51とを備えている。ケース29は、共通流路25の一部をなす接続ポートと第1流路21の一部をなす接続ポートと第2流路22の一部をなす接続ポートとを備えている。第1流路21と第2流路22とは、ケース29において対向している。共通流路25と第1流路21とは、ケース29において直交している。共通流路25と第2流路22とは、ケース29において直交している。ケース29には、内部に開閉弁51を収納するための凹形状が設けられている。開閉弁51は、ケース29の中心部分の凹形状に収納されることとなる。開閉弁51は、流路20の一部をなす第1流路21と第2流路22との開度を調整して、それぞれの経路に流れ込む冷却水の量を調整する弁装置である。開閉弁51は、回転することで開閉を切り替えるロータリ弁である。   In FIG. 2, the flow velocity adjusting device 50 includes a case 29 and an opening / closing valve 51. The case 29 includes a connection port that forms part of the common flow path 25, a connection port that forms part of the first flow path 21, and a connection port that forms part of the second flow path 22. The first flow path 21 and the second flow path 22 face each other in the case 29. The common flow path 25 and the first flow path 21 are orthogonal to each other in the case 29. The common flow path 25 and the second flow path 22 are orthogonal to each other in the case 29. The case 29 is provided with a concave shape for accommodating the on-off valve 51 therein. The on-off valve 51 is housed in a concave shape in the center portion of the case 29. The on-off valve 51 is a valve device that adjusts the opening degree of the first flow path 21 and the second flow path 22 that form part of the flow path 20 to adjust the amount of cooling water flowing into each path. The on-off valve 51 is a rotary valve that switches between opening and closing by rotating.

開閉弁51は、第1流路21の開口や第2流路22の開口を開閉するための弁体57を備えている。開閉弁51は、開閉弁51の上面をなす上面部53と下面をなす下面部55を備えている。弁体57と上面部53と下面部55とは、開閉弁51を構成する部分であって、一体の開閉弁51として回転可能に設けられている。弁体57は、断面が円弧状の板部材である。開閉弁51がケース29内に適正に収納された状態において、弁体57は、円盤状の下面部55と接触することとなる。   The on-off valve 51 includes a valve body 57 for opening and closing the opening of the first flow path 21 and the opening of the second flow path 22. The on-off valve 51 includes an upper surface portion 53 that forms the upper surface of the on-off valve 51 and a lower surface portion 55 that forms the lower surface. The valve body 57, the upper surface portion 53, and the lower surface portion 55 are portions constituting the on-off valve 51 and are rotatably provided as an integrated on-off valve 51. The valve body 57 is a plate member having an arc shape in cross section. In a state where the on-off valve 51 is properly stored in the case 29, the valve body 57 comes into contact with the disk-shaped lower surface portion 55.

開閉弁51は、開閉弁51を回転駆動する回転駆動部54を備えている。回転駆動部54は、円盤状の上面部53の中央部分に位置している。開閉弁51は、回転駆動部54の回転軸と弁体57の回転軸とを同軸とする回転軸部59を備えている。開閉弁51は、弁体57を移動させる移動部として機能する弁体駆動部60を備えている。弁体駆動部60は、弁体57の位置を移動させて、流速調整装置50が冷却水を脈動流に変換して流す脈動流モードと、ポンプ7で送られた定常流のまま流す定常流モードとに切り替える装置である。開閉弁51がケース29内に適正に収納された状態において、弁体駆動部60は、円柱状の回転軸部59の周囲に巻き付けられた状態で、上面部53と下面部55との間に位置することとなる。   The on-off valve 51 includes a rotation driving unit 54 that rotationally drives the on-off valve 51. The rotation drive unit 54 is located at the center of the disk-shaped upper surface part 53. The on-off valve 51 includes a rotation shaft portion 59 in which the rotation shaft of the rotation drive unit 54 and the rotation shaft of the valve body 57 are coaxial. The on-off valve 51 includes a valve body driving unit 60 that functions as a moving unit that moves the valve body 57. The valve body drive unit 60 moves the position of the valve body 57 so that the flow rate adjusting device 50 converts the cooling water into a pulsating flow and flows the pulsating flow mode, and the steady flow that flows in the steady flow sent by the pump 7. It is a device that switches between modes. In a state where the on-off valve 51 is properly housed in the case 29, the valve body driving unit 60 is wound between the upper surface portion 53 and the lower surface portion 55 while being wound around the cylindrical rotating shaft portion 59. Will be located.

弁体駆動部60は、形状記憶合金の板部材を渦巻き状に巻いて形成されている。形状記憶合金は、例えばチタンおよびニッケルの合金や、鉄を主成分とし、マンガンおよびケイ素の混入された合金である。形状記憶合金には、金属原子の配列が変化する温度である変態点が設定されている。変態点は例えば65℃である。ただし、変態点は、熱交換装置1の用途によって自由に設定可能であり、上述した温度に限られない。   The valve body driving unit 60 is formed by winding a shape memory alloy plate member in a spiral shape. The shape memory alloy is, for example, an alloy of titanium and nickel, or an alloy containing iron as a main component and mixed with manganese and silicon. The shape memory alloy has a transformation point that is a temperature at which the arrangement of metal atoms changes. The transformation point is, for example, 65 ° C. However, the transformation point can be freely set depending on the application of the heat exchange device 1 and is not limited to the above-described temperature.

弁体駆動部60は、変態点以上の温度では、弁体駆動部60が所定の渦巻き形状を維持し、変態点未満の温度では、弁体駆動部60が所定の渦巻き形状に比べて、内側に縮んだ渦巻き形状となるように形成されている。すなわち、変態点未満の温度においては、内側に収縮した渦巻き形状であり、変態点以上の温度となることで形状が回復してもとの渦巻き形状に戻る。これにより、渦巻き形状をなす弁体駆動部60の外側の端部が、変態点未満の温度の状態に比べて渦の中心部分から離れる方向に移動する。すなわち、流速調整装置50が脈動流モードとなる変態点以上における弁体駆動部60の外径は、定常流モードとなる変態点未満における弁体駆動部60の外径に比べて大きくなる。   The valve body driving unit 60 maintains the predetermined spiral shape at a temperature equal to or higher than the transformation point, and the valve body driving unit 60 is located on the inner side at a temperature lower than the transformation point compared to the predetermined spiral shape. It is formed so as to have a spiral shape shrunk. That is, at a temperature lower than the transformation point, the spiral shape is contracted inward, and when the temperature is higher than the transformation point, the original spiral shape is restored. Thereby, the outer edge part of the valve body drive part 60 which makes | forms a spiral shape moves to the direction away from the center part of a vortex compared with the state of the temperature below a transformation point. That is, the outer diameter of the valve body drive unit 60 at or above the transformation point at which the flow velocity adjusting device 50 is in the pulsating flow mode is larger than the outer diameter of the valve body drive unit 60 below the transformation point at which the steady flow mode is entered.

回転駆動部54は、冷却水の流れる方向に対して角度をつけた4枚の羽根を有している。言い換えると、回転駆動部54は、開閉弁51の回転軸を中心として羽根をらせん状に形成した形状の回転体である。言い換えると、回転駆動部54は、水車構造である。回転駆動部54は、開閉弁51を通過して流れる冷却水の流れの力である流体エネルギーを受けて回転駆動部54と一体である弁体57を回転駆動させる。すなわち、冷却水が速く流れる場合は、回転駆動部54が速く回転することとなり、回転駆動部54と一体に接続された弁体57も速く回転する。一方、冷却水が遅く流れる場合は、回転駆動部54が遅く回転することとなり、回転駆動部54と一体に接続された弁体57も遅く回転する。開閉弁51の回転する速さは、回転駆動部54の羽根の形状によって制御可能である。脈動流の周波数が、2Hz程度になるように回転駆動部54の回転を調整することが好ましい。ただし、脈動流の周波数は、熱交換を行う用途や、熱交換装置1全体をなす各構成部品の性能などによって適宜最適な値を設定することができる。   The rotation drive unit 54 has four blades that are angled with respect to the direction in which the cooling water flows. In other words, the rotation drive unit 54 is a rotating body having a shape in which blades are spirally formed around the rotation axis of the on-off valve 51. In other words, the rotation drive unit 54 has a water wheel structure. The rotation drive unit 54 receives fluid energy that is the force of the flow of cooling water that flows through the on-off valve 51 and rotates the valve body 57 that is integral with the rotation drive unit 54. That is, when the cooling water flows fast, the rotation drive unit 54 rotates fast, and the valve body 57 connected integrally with the rotation drive unit 54 also rotates fast. On the other hand, when the cooling water flows slowly, the rotation drive unit 54 rotates slowly, and the valve body 57 connected integrally with the rotation drive unit 54 also rotates slowly. The speed at which the on-off valve 51 rotates can be controlled by the shape of the blades of the rotation drive unit 54. It is preferable to adjust the rotation of the rotation drive unit 54 so that the frequency of the pulsating flow is about 2 Hz. However, the frequency of the pulsating flow can be set to an optimum value as appropriate depending on the purpose of heat exchange, the performance of each component constituting the heat exchanger 1 as a whole.

ケース29には、カバー45が設けられている。カバー45は、開閉弁51を冷却水の流路20の内部に設置するために流路20の一部をなすケース29に設けられた開口を、外側から覆って冷却水の漏出を防ぐためのカバー部材である。カバー45と開閉弁51との間にはワッシャが設けられている。   The case 29 is provided with a cover 45. The cover 45 covers the opening provided in the case 29 that forms a part of the flow path 20 in order to install the opening / closing valve 51 inside the flow path 20 of the cooling water to prevent leakage of the cooling water. It is a cover member. A washer is provided between the cover 45 and the on-off valve 51.

図3において、回転軸部59の一方の端部は、共通流路25の内部に設けられた円筒状の軸保持部58に挿入された状態で保持されている。回転軸部59の他方の端部は、カバー45に設けられた凹部に挿入された状態で保持されている。   In FIG. 3, one end of the rotating shaft portion 59 is held in a state of being inserted into a cylindrical shaft holding portion 58 provided inside the common flow path 25. The other end of the rotary shaft 59 is held in a state of being inserted into a recess provided in the cover 45.

冷却水の温度が所定温度よりも高く、弁体駆動部60の温度が形状記憶合金の変態点を超える温度であるため、弁体駆動部60が所定の渦巻き形状を維持している。弁体駆動部60は、弁体57を開閉弁51の回転軸の径方向の外側に向かって押しつけている。すなわち、弁体57は、弁体駆動部60によって外方に向かって押されることでケース29の内側表面と接触して、第2流路22の開口を塞いでいる。すなわち、第2流路22は、冷却水が流通不可能な閉状態である。   Since the temperature of the cooling water is higher than the predetermined temperature and the temperature of the valve body driving unit 60 exceeds the transformation point of the shape memory alloy, the valve body driving unit 60 maintains a predetermined spiral shape. The valve body driving unit 60 presses the valve body 57 toward the outside in the radial direction of the rotation shaft of the on-off valve 51. That is, the valve element 57 is pressed outward by the valve element driving unit 60 to contact the inner surface of the case 29 and close the opening of the second flow path 22. That is, the second flow path 22 is in a closed state in which cooling water cannot flow.

弁体57は、下面部55と接触している下端部と、下端部の反対側の端部である上端部とを備えている。弁体駆動部60は、弁体57の下端部よりも上端部に近い位置に接触するように設けられている。   The valve body 57 includes a lower end portion that is in contact with the lower surface portion 55 and an upper end portion that is an end portion opposite to the lower end portion. The valve body driving unit 60 is provided so as to contact a position closer to the upper end than the lower end of the valve body 57.

図4は、第2流路22の閉状態を示している。冷却水の温度が所定温度よりも高く、弁体駆動部60の温度が形状記憶合金の変態点を超える温度であるため、弁体駆動部60が所定の渦巻き形状を維持している。弁体駆動部60は、一方の端部が開閉弁51の軸受け部分に巻き付けられ、他方の端部が弁体57に接続されている。言い換えると、弁体57は、弁体駆動部60を介して開閉弁51の軸受け部分と接続されている。   FIG. 4 shows the closed state of the second flow path 22. Since the temperature of the cooling water is higher than the predetermined temperature and the temperature of the valve body driving unit 60 exceeds the transformation point of the shape memory alloy, the valve body driving unit 60 maintains a predetermined spiral shape. One end of the valve body driving unit 60 is wound around the bearing portion of the on-off valve 51, and the other end is connected to the valve body 57. In other words, the valve body 57 is connected to the bearing portion of the on-off valve 51 via the valve body driving unit 60.

第2流路22は、弁体57で塞がれている。一方、第1流路21は、弁体57によって塞がれておらず、弁開口56と連通している。この状態においては、第1流路21は、冷却水が流通可能な開状態であり、第2流路22は、冷却水が流通不可能な閉状態である。開閉弁51は、矢印A1方向に回転することで弁体57および弁開口56の位置が開閉弁51の回転軸の周方向に移動する。   The second flow path 22 is closed with a valve body 57. On the other hand, the first flow path 21 is not blocked by the valve body 57 and communicates with the valve opening 56. In this state, the first flow path 21 is in an open state in which cooling water can flow, and the second flow path 22 is in a closed state in which cooling water cannot flow. The on-off valve 51 rotates in the direction of the arrow A1, so that the positions of the valve body 57 and the valve opening 56 move in the circumferential direction of the rotation shaft of the on-off valve 51.

開閉弁51が矢印A1方向に回転することで、弁体57の位置がずれて第2流路22の一部が弁体57によって塞がれ、第2流路22の残りの部分が弁開口56と連通した絞り状態となる。絞り状態においては、冷却水が流通可能であるが、開状態よりも流通可能な冷却水の量が少なく制限された状態である。   When the on-off valve 51 rotates in the direction of the arrow A1, the position of the valve body 57 is shifted, a part of the second flow path 22 is blocked by the valve body 57, and the remaining part of the second flow path 22 is opened. The aperture state communicates with 56. In the throttled state, the cooling water can be circulated, but the amount of the cooling water that can be circulated is smaller than that in the open state and is limited.

第1流路21に接続されている第1熱交換部31や第2流路22に接続されている第2熱交換部32において、内部を流れる冷却水の流量は、閉状態においてはゼロであり、流速もゼロである。一方、開状態においては、内部を流れる冷却水の流量が多く、流速も速い。絞り状態においては、開状態に比べて内部を流れる冷却水の流量が少なく、流速も遅い。   In the first heat exchange section 31 connected to the first flow path 21 and the second heat exchange section 32 connected to the second flow path 22, the flow rate of the cooling water flowing inside is zero in the closed state. Yes, the flow rate is zero. On the other hand, in the open state, the flow rate of cooling water flowing through the interior is large and the flow rate is fast. In the throttled state, the flow rate of the cooling water flowing inside is smaller and the flow rate is slower than in the open state.

図5は、第1流路21および第2流路22の開状態を示している。第1流路21と第2流路22とは、ともに弁開口56と連通しており、冷却水が第1流路21と第2流路22とに同時に流通可能な状態である。その後、開閉弁51は、さらに矢印A1方向に回転することで、第1流路21を絞り状態を経て閉状態とする。脈動流モードにおいては、第1熱交換部31や第2熱交換部32を流れる冷却水の流量を制限する閉状態や絞り状態と、第1熱交換部31や第2熱交換部32を流れる冷却水の流量を制限しない開状態とを切り替え可能な位置に弁体57が位置している。   FIG. 5 shows the open state of the first flow path 21 and the second flow path 22. Both the first flow path 21 and the second flow path 22 are in communication with the valve opening 56, and the cooling water can flow through the first flow path 21 and the second flow path 22 at the same time. Thereafter, the on-off valve 51 further rotates in the direction of the arrow A1, thereby closing the first flow path 21 through the throttle state. In the pulsating flow mode, the closed state and the throttle state that restrict the flow rate of the cooling water flowing through the first heat exchange unit 31 and the second heat exchange unit 32, and the first heat exchange unit 31 and the second heat exchange unit 32 flow. The valve body 57 is located at a position where switching between an open state without restricting the flow rate of the cooling water is possible.

第1流路21が閉状態の時には、第2流路22が開状態である。一方、第2流路22が閉状態の時には、第1流路21が開状態である。したがって、第1熱交換部31を流れる冷却水の流速が遅い時には、第2熱交換部32を流れる冷却水の流速が速い。一方、第2熱交換部32を流れる冷却水の流速が遅い時には、第1熱交換部31を流れる冷却水の流速が速い。すなわち、第1流路21と第2流路22とで流速の増減の位相が半周期ずれて互いに逆位相の状態で冷却水が流れている。言い換えると、第1流路21と第2流路22とが同時に閉状態となることがない。   When the first flow path 21 is in a closed state, the second flow path 22 is in an open state. On the other hand, when the second flow path 22 is closed, the first flow path 21 is open. Therefore, when the flow rate of the cooling water flowing through the first heat exchange unit 31 is slow, the flow rate of the cooling water flowing through the second heat exchange unit 32 is fast. On the other hand, when the flow rate of the cooling water flowing through the second heat exchange unit 32 is slow, the flow rate of the cooling water flowing through the first heat exchange unit 31 is fast. That is, the first flow channel 21 and the second flow channel 22 are flowing in a state in which the flow rate increases or decreases by a half cycle and the cooling water flows in a phase opposite to each other. In other words, the first flow path 21 and the second flow path 22 are not simultaneously closed.

第1流路21と第2流路22とは、流速調整装置50によって、閉状態と絞り状態と開状態との3つの状態を繰り返すことで内部を流れる冷却水の流速が変化する。このため、第1熱交換部31と第2熱交換部32とには、流速が周期的に変化する脈動流の状態で冷却水が流れる。したがって、冷却水が定常流で流れる場合に比べて、第1熱交換部31や第2熱交換部32の熱交換効率を高めることができる。   The flow rate of the cooling water flowing through the first flow path 21 and the second flow path 22 is changed by repeating the three states of the closed state, the throttle state, and the open state by the flow rate adjusting device 50. For this reason, cooling water flows through the first heat exchange unit 31 and the second heat exchange unit 32 in a pulsating flow state in which the flow velocity periodically changes. Therefore, the heat exchange efficiency of the first heat exchange unit 31 and the second heat exchange unit 32 can be increased as compared with the case where the cooling water flows in a steady flow.

図6は、冷却水の温度が変態点未満である場合における開閉弁51を示している。弁体駆動部60は、もとの形状から変形を起こして内側に向かって収縮している。すなわち、弁体駆動部60が弁体57を開閉弁51の回転軸の径方向の内側に移動させている。弁体57は、第2流路22の開口と対向しているが、弁体57と第2流路22の開口との間に大きな隙間が生じている。このため、弁体57が第2流路22を閉状態とすることができない。開閉弁51が回転して弁体57の位置が周方向に移動しても、弁体57が第1流路21と第2流路22とのどちらも閉状態とすることができない状態である。言い換えると、弁体57の回転によらず第1流路21と第2流路22とが常に開状態となる。すなわち、定常流モードにおいては、冷却水の流量を制限する閉状態や絞り状態と、冷却水の流量を制限しない開状態とを切り替え不可能な位置に弁体57が位置している。   FIG. 6 shows the on-off valve 51 when the temperature of the cooling water is lower than the transformation point. The valve body drive unit 60 is deformed from the original shape and contracts inward. That is, the valve body driving unit 60 moves the valve body 57 to the inside in the radial direction of the rotation shaft of the on-off valve 51. Although the valve body 57 faces the opening of the second flow path 22, a large gap is generated between the valve body 57 and the opening of the second flow path 22. For this reason, the valve body 57 cannot make the 2nd flow path 22 into a closed state. Even if the on-off valve 51 rotates and the position of the valve body 57 moves in the circumferential direction, the valve body 57 is in a state where neither the first flow path 21 nor the second flow path 22 can be closed. . In other words, the first flow path 21 and the second flow path 22 are always open regardless of the rotation of the valve body 57. That is, in the steady flow mode, the valve body 57 is located at a position where it is not possible to switch between a closed state and a throttle state where the flow rate of the cooling water is limited and an open state where the flow rate of the cooling water is not limited.

第1流路21と第2流路22とが、ともに常に開状態である場合、内部を流れる冷却水は定常流の状態である。このため、第1熱交換部31と第2熱交換部32とには、ポンプ7で送られた定常流の状態で冷却水が流れる。したがって、冷却水が脈動流で流れる場合に比べて、圧力損失を小さくして、冷却水をスムーズに循環することができる。   When both the first flow path 21 and the second flow path 22 are always open, the cooling water flowing inside is in a steady flow state. For this reason, the cooling water flows through the first heat exchange unit 31 and the second heat exchange unit 32 in a steady flow state sent by the pump 7. Therefore, compared with the case where the cooling water flows in a pulsating flow, the pressure loss can be reduced and the cooling water can be circulated smoothly.

上述した実施形態によると、弁体57を開閉弁51の回転軸の径方向に移動させる弁体駆動部60を備えている。このため、必要に応じて弁体57を開閉弁51の回転軸の径方向に移動させて、第1流路21や第2流路22を流れる冷却水の量を調整できる。言い換えると、脈動流モードと定常流モードとに流速調整装置50のモードを切り替えることができる。したがって、冷却水の流れを脈動流とするか、定常流とするかを適切に切り替えることで、熱交換装置1で必要な熱交換量を確保しつつ、ポンプ7の消費電力を低減することができる。また、常に脈動流の状態で冷却水を流す場合に比べて、冷却水の循環に伴う振動や音の発生を低減できる。   According to the embodiment described above, the valve body drive unit 60 that moves the valve body 57 in the radial direction of the rotation shaft of the on-off valve 51 is provided. For this reason, the amount of the cooling water flowing through the first flow path 21 and the second flow path 22 can be adjusted by moving the valve body 57 in the radial direction of the rotation shaft of the on-off valve 51 as necessary. In other words, the mode of the flow velocity adjusting device 50 can be switched between the pulsating flow mode and the steady flow mode. Therefore, it is possible to reduce the power consumption of the pump 7 while ensuring the heat exchange amount necessary for the heat exchange device 1 by appropriately switching the flow of the cooling water between the pulsating flow and the steady flow. it can. In addition, it is possible to reduce the generation of vibration and sound associated with the circulation of the cooling water as compared with the case where the cooling water is always supplied in a pulsating flow state.

また、脈動流の状態で冷却水を流す場合には、開閉弁51が冷却水の経路を閉じる瞬間に弁体57が開閉弁51の回転軸の径方向外側に押される方向に冷却水から流体力を受ける。この流体力によって、開閉弁51の軸受け部分が回転軸部59に強く押し付けられると、軸受け部分の磨耗が進行しやすい。脈動流と定常流とを使い分けることで、開閉弁51が閉状態および絞り状態となる時間を短くして、弁体57が冷却水から流体力を受ける時間を低減できる。したがって、開閉弁51の軸受け部分における摩耗を低減して、開閉弁51の機能を安定して長期間にわたって発揮させやすい。   In addition, when cooling water is allowed to flow in a pulsating flow state, the valve body 57 flows from the cooling water in the direction in which the valve element 57 is pushed radially outward of the rotary shaft of the on-off valve 51 at the moment when the on-off valve 51 closes the path of the cooling water. Receive physical strength. When the bearing portion of the on-off valve 51 is strongly pressed against the rotating shaft portion 59 by this fluid force, the wear of the bearing portion is likely to proceed. By properly using the pulsating flow and the steady flow, the time for the on-off valve 51 to be in the closed state and the throttled state can be shortened, and the time for the valve body 57 to receive the fluid force from the cooling water can be reduced. Therefore, wear at the bearing portion of the on-off valve 51 can be reduced, and the function of the on-off valve 51 can be stably demonstrated over a long period of time.

弁体駆動部60は、熱媒体である冷却水の温度に応じて弁体57を移動させる移動量を変えている。このため、冷却水の温度が高い時と低い時とで弁体57の位置を変えて、冷却水の流量を調整することができる。したがって、冷却水の温度に応じて第1熱交換部31や第2熱交換部32での熱交換効率を変えて適切な熱交換を行うことができる。   The valve body drive unit 60 changes the amount of movement for moving the valve body 57 in accordance with the temperature of the cooling water that is the heat medium. For this reason, the flow rate of the cooling water can be adjusted by changing the position of the valve body 57 between when the temperature of the cooling water is high and when it is low. Therefore, appropriate heat exchange can be performed by changing the heat exchange efficiency in the first heat exchange unit 31 and the second heat exchange unit 32 according to the temperature of the cooling water.

弁体駆動部60は、熱媒体である冷却水の温度が高いほど、開閉弁51の回転軸の径方向外側に向かって弁体57を移動させ、冷却水の温度が低いほど、開閉弁51の回転軸の径方向内側に向かって弁体57を移動させている。言い換えると、冷却水の温度が高く、第1熱交換部31や第2熱交換部32で冷却水を積極的に熱交換する必要がある高熱負荷の場合には、冷却水の流れを脈動流に変換して第1熱交換部31や第2熱交換部32の熱交換効率を高めている。一方、冷却水の温度が低く、第1熱交換部31や第2熱交換部32で冷却水を積極的に熱交換する必要がない低熱負荷の場合には、冷却水の流れをポンプ7で送られた定常流のままとしている。これにより、第1流路21や第2流路22における冷却水の流れの圧力損失を必要に応じて小さくしている。このため、第1熱交換部31や第2熱交換部32で必要となる熱交換量が多いほど、第1熱交換部31や第2熱交換部32での熱交換効率を高めることができる。   The valve body driving unit 60 moves the valve body 57 toward the radially outer side of the rotation shaft of the on-off valve 51 as the temperature of the cooling water as the heat medium increases, and the on-off valve 51 as the temperature of the cooling water decreases. The valve body 57 is moved toward the inside in the radial direction of the rotation shaft. In other words, in the case of a high heat load in which the temperature of the cooling water is high and the cooling water needs to be actively exchanged in the first heat exchange unit 31 or the second heat exchange unit 32, the flow of the cooling water is pulsating. The heat exchange efficiency of the first heat exchange unit 31 and the second heat exchange unit 32 is increased. On the other hand, in the case of a low heat load in which the temperature of the cooling water is low and the cooling water does not need to be actively exchanged in the first heat exchange unit 31 or the second heat exchange unit 32, the flow of the cooling water is The steady flow sent remains unchanged. Thereby, the pressure loss of the flow of the cooling water in the 1st flow path 21 and the 2nd flow path 22 is made small as needed. For this reason, the heat exchange efficiency in the 1st heat exchange part 31 or the 2nd heat exchange part 32 can be improved, so that there is much heat exchange amount required in the 1st heat exchange part 31 or the 2nd heat exchange part 32. .

弁体駆動部60は、形状記憶合金によって形成されている。このため、冷却水の温度に応じて自動的に弁体57を移動させることができる。したがって、冷却水の温度をセンサで計測して弁体駆動部60の挙動を電気的に制御する場合に比べて、簡単な構成で弁体57の位置を移動させることができる。また、弁体駆動部60自体が冷却水の温度を感知する機能を備えているため、熱交換装置1の部品点数を削減できる。   The valve body driving unit 60 is made of a shape memory alloy. For this reason, the valve body 57 can be automatically moved according to the temperature of the cooling water. Therefore, the position of the valve element 57 can be moved with a simple configuration as compared with the case where the temperature of the cooling water is measured by the sensor and the behavior of the valve element driving unit 60 is electrically controlled. Further, since the valve body driving unit 60 itself has a function of sensing the temperature of the cooling water, the number of parts of the heat exchange device 1 can be reduced.

弁体駆動部60は、開閉弁51の回転軸を中心に渦を巻く渦巻き形状である。このため、開閉弁51の回転軸における径方向への変位を大きく確保しやすい。また、弁体駆動部60を折り曲げた状態と伸ばした状態とが交互に繰り返されるような変形が引き起こされる場合に比べて、弁体駆動部60に対して局所的に大きな負荷が加えられることを低減しやすい。言い換えると、弁体駆動部60に発生する疲労を低減して、弁体駆動部60が適正に機能する状態を長期間にわたって安定して維持しやすい。   The valve body driving unit 60 has a spiral shape that spirals around the rotation axis of the on-off valve 51. For this reason, it is easy to ensure a large radial displacement of the on-off valve 51 on the rotating shaft. In addition, compared to a case where a deformation in which the bent state and the extended state of the valve body driving unit 60 are alternately repeated is caused, a large load is locally applied to the valve body driving unit 60. Easy to reduce. In other words, it is easy to reduce fatigue generated in the valve body driving unit 60 and stably maintain a state in which the valve body driving unit 60 functions properly over a long period of time.

冷却水の温度を感知する機能を有する弁体駆動部60は、渦巻き形状である。このため、弁体駆動部60の渦巻き形状の内側と外側との両方の表面に沿って冷却水が流れ、冷却水と弁体駆動部60との接触面積を大きく確保しやすい。したがって、弁体駆動部60が冷却水の温度を正確かつ素早く感知して、適切なタイミングで弁体駆動部60による弁体57の移動を引き起こしやすい。   The valve body driving unit 60 having a function of sensing the temperature of the cooling water has a spiral shape. For this reason, the cooling water flows along both the inside and outside surfaces of the spiral shape of the valve body driving unit 60, and it is easy to ensure a large contact area between the cooling water and the valve body driving unit 60. Therefore, the valve body driving unit 60 senses the temperature of the cooling water accurately and quickly, and easily causes the valve body 57 to move by the valve body driving unit 60 at an appropriate timing.

弁体駆動部60の形状は、形状記憶合金の変態点の前後で開閉弁51の回転軸の径方向に変位する形状であればよく、渦巻き形状に限られない。例えば、形状記憶合金からなるコイルバネであって、変態点未満では収縮し、変態点以上に温度が変化することで収縮した状態から伸びるように弁体駆動部60を形成してもよい。あるいは、変態点未満の温度では、波形状であって、変態点以上の温度では真っすぐな板形状となるように弁体駆動部60を形成してもよい。   The shape of the valve body driving unit 60 is not limited to the spiral shape as long as the shape is displaced in the radial direction of the rotation shaft of the on-off valve 51 before and after the transformation point of the shape memory alloy. For example, the valve body driving unit 60 may be formed so that it is a coil spring made of a shape memory alloy and contracts below the transformation point and extends from a contracted state when the temperature changes beyond the transformation point. Alternatively, the valve body driving unit 60 may be formed so as to have a wave shape at a temperature lower than the transformation point and a straight plate shape at a temperature higher than the transformation point.

弁体駆動部60は、温度に依存して変形が引き起こされる部品であればよく、形状記憶合金からなる部品に限られない。例えば、温度変化による体積変化を利用したサーモエレメントを用いてもよい。あるいは、熱膨張率の異なる金属板を利用したバイメタルを用いてもよい。   The valve body driving unit 60 may be a component that is deformed depending on temperature, and is not limited to a component made of a shape memory alloy. For example, you may use the thermo element using the volume change by a temperature change. Or you may use the bimetal using the metal plate from which a thermal expansion coefficient differs.

開閉弁51は、流路20を流れる冷却水の流れから力を受けて開閉弁51を駆動する回転駆動部54を備えている。このため、開閉弁51の駆動制御をするために駆動用モータや配線などを設ける必要がない。したがって、熱交換装置1を小型にできる。また、開閉弁51を電気的に制御する必要がないため、制御フローを簡略化できる。   The on-off valve 51 includes a rotation drive unit 54 that receives force from the flow of cooling water flowing through the flow path 20 and drives the on-off valve 51. For this reason, it is not necessary to provide a driving motor or wiring in order to control the driving of the on-off valve 51. Therefore, the heat exchange device 1 can be reduced in size. Moreover, since it is not necessary to electrically control the on-off valve 51, the control flow can be simplified.

流速調整装置50は、第1流路21と第2流路22との接続箇所に設けられている。このため、1つの流速調整装置50を用いて第1熱交換部31と第2熱交換部32との両方に流速を調整した冷却水を流すことができる。したがって、複数の発熱部品に対して熱交換を行い冷却することができる。あるいは、1つの発熱部品の複数箇所に対して同時に熱交換することができる。また、第1熱交換部31の熱交換能力と第2熱交換部32の熱交換能力を用途や熱交換対象に応じて変えることができる。よって、1つの熱交換装置1を用いて様々な対象物に対して熱交換を行うことができる。ここで、流路20は第1流路21と第2流路22との2つの経路に分岐するものに限られず、第3流路などを備えて冷却水の経路を3つ以上に分岐させてもよい。   The flow rate adjusting device 50 is provided at a connection location between the first flow path 21 and the second flow path 22. For this reason, the cooling water which adjusted the flow rate can be poured into both the 1st heat exchange part 31 and the 2nd heat exchange part 32 using the single flow rate adjustment apparatus 50. FIG. Therefore, it is possible to cool the plurality of heat generating parts by exchanging heat. Alternatively, heat exchange can be performed simultaneously on a plurality of locations of one heat generating component. Moreover, the heat exchange capability of the 1st heat exchange part 31 and the heat exchange capability of the 2nd heat exchange part 32 can be changed according to a use or heat exchange object. Therefore, heat exchange can be performed on various objects using one heat exchange device 1. Here, the flow path 20 is not limited to the one that branches into the two paths of the first flow path 21 and the second flow path 22, and includes a third flow path and the like to branch the cooling water path into three or more paths. May be.

流速調整装置50は、熱交換器をなす第1熱交換部31や第2熱交換部32に流れる冷却水の流速を周期的に増減させている。このため、ポンプ7を定常流ではなく不規則な流れとした場合など、第1熱交換部31や第2熱交換部32に流れ込む冷却水の流速が周期的ではない増減を繰り返す場合に比べて、熱交換装置1全体での熱交換能力を一定に保ちやすい。したがって、熱交換装置1による熱交換能力不足により、十分な冷却ができないといった事態が引き起こされにくい。また、冷却水の流れを流速が周期的に変化する脈動流とすることで、冷却水を定常流で流す場合に比べて、熱交換装置1全体での熱交換能力を高めることができる。   The flow rate adjusting device 50 periodically increases or decreases the flow rate of the cooling water flowing through the first heat exchange unit 31 and the second heat exchange unit 32 that form a heat exchanger. For this reason, compared with the case where the flow rate of the cooling water flowing into the first heat exchanging part 31 and the second heat exchanging part 32 repeats non-periodic increase / decrease, such as when the pump 7 is not a steady flow but an irregular flow. It is easy to keep the heat exchange capacity of the entire heat exchange device 1 constant. Therefore, it is difficult to cause a situation where sufficient cooling cannot be performed due to a lack of heat exchange capability of the heat exchange device 1. Moreover, by making the flow of the cooling water a pulsating flow whose flow rate periodically changes, the heat exchange capacity of the entire heat exchanging device 1 can be increased as compared with the case where the cooling water is flowed in a steady flow.

回転駆動部54は、冷却水の流れから力を受ける水車構造に限られない。例えば、電動モータを用いて開閉弁51の回転を電気的に制御してもよい。これによると、任意の回転数で開閉弁51を回転させることができる。したがって、開閉弁51の適切な回転数を維持して、熱交換装置1の熱交換効率を高めやすい。   The rotation drive unit 54 is not limited to a water wheel structure that receives force from the flow of cooling water. For example, the rotation of the on-off valve 51 may be electrically controlled using an electric motor. According to this, the on-off valve 51 can be rotated at an arbitrary number of rotations. Therefore, it is easy to increase the heat exchange efficiency of the heat exchanging device 1 while maintaining an appropriate rotation speed of the on-off valve 51.

第2実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、弁体駆動部260が形状記憶合金などの温度に依存して形状が変形する部品ではなく、遠心力によって開閉弁51の回転軸の径方向に伸縮する部品である。
Second Embodiment This embodiment is a modified example based on the preceding embodiment. In this embodiment, the valve body driving portion 260 is not a component whose shape is deformed depending on the temperature, such as a shape memory alloy, but a component that expands and contracts in the radial direction of the rotary shaft of the on-off valve 51 by centrifugal force.

図7において、弁体駆動部260は、渦巻き形状の板部材である。弁体駆動部260は、開閉弁51において回転軸部59に沿って設けられた軸受け部分に板部材を巻き付けて形成されている。弁体駆動部260は、開閉弁51の回転軸の径方向に収縮することで、開閉弁51の回転軸の径方向に弁体57を移動させる。   In FIG. 7, the valve body drive part 260 is a spiral plate member. The valve body drive unit 260 is formed by winding a plate member around a bearing portion provided along the rotary shaft portion 59 in the on-off valve 51. The valve body driving unit 260 moves the valve body 57 in the radial direction of the rotation shaft of the on-off valve 51 by contracting in the radial direction of the rotation shaft of the on-off valve 51.

弁体駆動部260が内側に収縮しようとする収縮力よりも開閉弁51の回転に伴う遠心力が大きく、弁体57がケース29の内側表面に押し付けられている。弁体57は、第2流路22と対向した状態でケース29に接触しており、第2流路22の開口を閉塞している状態である。言い換えると、第2流路22における冷却水の流れを停止させている状態である。一方、第1流路21は、弁開口56と連通した開状態であり、第1熱交換部31に向かって冷却水が流れている。   Centrifugal force caused by the rotation of the on-off valve 51 is greater than the contraction force that the valve body drive unit 260 tends to contract inward, and the valve body 57 is pressed against the inner surface of the case 29. The valve body 57 is in contact with the case 29 in a state of facing the second flow path 22 and is in a state of closing the opening of the second flow path 22. In other words, the flow of the cooling water in the second flow path 22 is stopped. On the other hand, the first flow path 21 is in an open state communicating with the valve opening 56, and the cooling water flows toward the first heat exchange unit 31.

図8において、弁体駆動部260は、弁体57を回転軸部59に近づく方向に弁体57を引っ張っている状態である。弁体駆動部260が内側に収縮しようとする収縮力が開閉弁51の回転に伴う遠心力よりも大きく、弁体57とケース29の内側表面との間に大きな隙間が形成されている。弁体57は、第2流路22と対向した位置であるが、ケース29の内側表面と離れているため、第2流路22の開口を閉塞していない状態である。言い換えると、第2流路22に冷却水が流れている状態である。この時、第1流路21についても冷却水が流れているため、第1流路21と第2流路22との両方の経路に同時に冷却水が流れている。   In FIG. 8, the valve body drive unit 260 is in a state where the valve body 57 is pulled in a direction in which the valve body 57 approaches the rotation shaft portion 59. The contraction force that the valve element drive unit 260 attempts to contract inward is greater than the centrifugal force that accompanies the rotation of the on-off valve 51, and a large gap is formed between the valve element 57 and the inner surface of the case 29. Although the valve body 57 is a position facing the second flow path 22, the valve body 57 is away from the inner surface of the case 29, and therefore the opening of the second flow path 22 is not closed. In other words, the cooling water is flowing through the second flow path 22. At this time, since the cooling water flows also in the first flow path 21, the cooling water flows simultaneously in both the first flow path 21 and the second flow path 22.

弁体駆動部260は、開閉弁51が回転する際に発生する遠心力の大きさに応じて外径の大きさが変化する。すなわち、回転駆動部54で得られる冷却水の流れの力が大きく、開閉弁51が速く回転する場合には、発生する遠心力が大きい。この大きな遠心力の作用により、弁体駆動部260が開閉弁51の回転軸の径方向の外側に広がるように大きく変形して、弁体57をケース29の内側表面に押し付ける。   The valve body driving unit 260 changes the size of the outer diameter according to the magnitude of the centrifugal force generated when the on-off valve 51 rotates. That is, when the cooling water flow force obtained by the rotation drive unit 54 is large and the on-off valve 51 rotates quickly, the generated centrifugal force is large. Due to the action of the large centrifugal force, the valve body driving portion 260 is greatly deformed so as to spread outward in the radial direction of the rotation shaft of the on-off valve 51, and the valve body 57 is pressed against the inner surface of the case 29.

一方、回転駆動部54で得られる冷却水の流れの力が小さく、開閉弁51が遅く回転する場合には、発生する遠心力が小さい。この小さな遠心力の作用では、弁体駆動部260が開閉弁51の回転軸の径方向の外側に広がる変形量が小さく、弁体57をケース29の内側表面に押し付けることができない。すなわち、弁体57とケース29とは常に離れた状態であり、第1流路21や第2流路22を閉状態とすることができない。   On the other hand, when the flow force of the cooling water obtained by the rotation drive unit 54 is small and the on-off valve 51 rotates slowly, the generated centrifugal force is small. With the action of this small centrifugal force, the valve body drive unit 260 has a small amount of deformation spreading outward in the radial direction of the rotation shaft of the on-off valve 51, and the valve body 57 cannot be pressed against the inner surface of the case 29. That is, the valve body 57 and the case 29 are always separated from each other, and the first flow path 21 and the second flow path 22 cannot be closed.

上述した実施形態によると、弁体駆動部260は、熱媒体である冷却水の流量が多いほど、開閉弁51の回転軸の径方向外側に向かって弁体57を移動させ、冷却水の流量が少ないほど、開閉弁51の回転軸の径方向内側に向かって弁体57を移動させている。言い換えると、冷却水の流量が多く、第1熱交換部31や第2熱交換部32で冷却水を積極的に熱交換する必要がある場合には、冷却水の流れを脈動流に変換して第1熱交換部31や第2熱交換部32の熱交換効率を高めている。一方、冷却水の流量が少なく、第1熱交換部31や第2熱交換部32で冷却水を積極的に熱交換する必要がない場合には、冷却水の流れを定常流のままとして、第1流路21や第2流路22における冷却水の流れの圧力損失を小さくしている。このため、第1熱交換部31や第2熱交換部32で必要な熱交換量が多いほど、第1熱交換部31や第2熱交換部32での熱交換効率を高めることができる。   According to the embodiment described above, the valve body driving unit 260 moves the valve body 57 toward the radially outer side of the rotation shaft of the on-off valve 51 as the flow rate of the cooling water that is the heat medium increases, and the flow rate of the cooling water. The smaller the is, the more the valve body 57 is moved toward the radially inner side of the rotation shaft of the on-off valve 51. In other words, when the flow rate of the cooling water is large and the cooling water needs to be actively exchanged in the first heat exchange unit 31 or the second heat exchange unit 32, the flow of the cooling water is converted into a pulsating flow. Thus, the heat exchange efficiency of the first heat exchange unit 31 and the second heat exchange unit 32 is increased. On the other hand, when the flow rate of the cooling water is small and it is not necessary to actively exchange heat with the first heat exchanging unit 31 or the second heat exchanging unit 32, the flow of the cooling water is left as a steady flow. The pressure loss of the flow of the cooling water in the first flow path 21 and the second flow path 22 is reduced. For this reason, the heat exchange efficiency in the 1st heat exchange part 31 and the 2nd heat exchange part 32 can be improved, so that there are many heat exchange amounts required in the 1st heat exchange part 31 and the 2nd heat exchange part 32.

第3実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、弁体駆動部360が、単一の部品で構成されているのではなく、第1弁体駆動部360aと第2弁体駆動部360bとの2つの部品によって構成されている。
Third Embodiment This embodiment is a modification in which the preceding embodiment is a basic form. In this embodiment, the valve body driving unit 360 is not configured by a single component, but is configured by two components, a first valve body driving unit 360a and a second valve body driving unit 360b. .

図9において、第1弁体駆動部360aと第2弁体駆動部360bとは、ともに同一の渦巻き形状の部材であって形状記憶合金で形成されている。第1弁体駆動部360aと第2弁体駆動部360bとは、開閉弁51の軸受け部分に巻き付けられた状態で開閉弁51の回転軸に沿う方向に並んで設けられている。互いに並んで設けられている第1弁体駆動部360aと第2弁体駆動部360bとの間には、隙間が形成されている。   In FIG. 9, both the first valve body drive unit 360a and the second valve body drive unit 360b are the same spiral member and are formed of a shape memory alloy. The first valve body drive unit 360 a and the second valve body drive unit 360 b are provided side by side in a direction along the rotation axis of the on-off valve 51 in a state of being wound around the bearing portion of the on-off valve 51. A gap is formed between the first valve body drive unit 360a and the second valve body drive unit 360b provided side by side.

第1弁体駆動部360aは、弁体57の下端部よりも上端部に近い位置に接触している。一方、第2弁体駆動部360bは、弁体57の上端部よりも下端部に近い位置に接触している。すなわち、弁体駆動部360は、上端部に近い位置と下端部に近い位置の2箇所で弁体57と接触している。   The first valve element drive unit 360 a is in contact with a position closer to the upper end part than the lower end part of the valve element 57. On the other hand, the second valve element drive unit 360b is in contact with a position closer to the lower end than the upper end of the valve element 57. That is, the valve body drive unit 360 is in contact with the valve body 57 at two positions, a position near the upper end and a position near the lower end.

冷却水の温度が弁体駆動部360をなす形状記憶合金の変態点以上の温度であれば、弁体57は、第1弁体駆動部360aと第2弁体駆動部360bとの2箇所の接触部分において、ケース29の内側表面に向かって押しつけられる。一方、冷却水の温度が弁体駆動部360をなす形状記憶合金の変態点未満の温度であれば、弁体57は、第1弁体駆動部360aと第2弁体駆動部360bとの2箇所の接触部分において、ケース29の内側表面から離れる方向に引っ張られる。   If the temperature of the cooling water is equal to or higher than the transformation point of the shape memory alloy that forms the valve body driving unit 360, the valve body 57 has two locations, the first valve body driving unit 360a and the second valve body driving unit 360b. The contact portion is pressed toward the inner surface of the case 29. On the other hand, if the temperature of the cooling water is lower than the transformation point of the shape memory alloy forming the valve body driving unit 360, the valve body 57 is the second valve body driving unit 360b and the second valve body driving unit 360b. The contact portion is pulled in a direction away from the inner surface of the case 29.

上述した実施形態によると、弁体駆動部360は、開閉弁51の回転軸に沿う方向に複数並んで設けられた第1弁体駆動部360aと第2弁体駆動部360bとを備えている。このため、弁体57は、複数箇所で弁体駆動部360から力を加えられることで、開閉弁51の回転軸の径方向に移動する。したがって、弁体57が1箇所のみから力を加えられて移動する場合に比べて、弁体57をスムーズに移動させることができる。すなわち、弁体57を移動させる際に弁体駆動部360の力が適切に伝わらずに、弁体57が傾斜してしまうといった事態を抑制しやすい。   According to the above-described embodiment, the valve body driving unit 360 includes the first valve body driving unit 360a and the second valve body driving unit 360b that are provided side by side in the direction along the rotation axis of the on-off valve 51. . For this reason, the valve element 57 moves in the radial direction of the rotation shaft of the on-off valve 51 by applying force from the valve element driving unit 360 at a plurality of locations. Therefore, the valve body 57 can be moved more smoothly than when the valve body 57 is moved by applying force from only one place. That is, when the valve body 57 is moved, it is easy to suppress a situation in which the valve body 57 is inclined without the force of the valve body driving unit 360 being appropriately transmitted.

第4実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、開閉弁51が、弁体57の移動をガイドするガイド部461を備えている。
Fourth Embodiment This embodiment is a modified example based on the preceding embodiment. In this embodiment, the on-off valve 51 includes a guide portion 461 that guides the movement of the valve body 57.

図10および図11に示すように、開閉弁51の一部をなす下面部55は、ガイド部461を備えている。ガイド部461は、開閉弁51の回転軸の径方向を長手方向とする矩形の溝形状である。弁体57の一部は、ガイド部461をなす溝形状に挿入されている。弁体57において、ガイド部461に挿入されている部分は、弁体57の断面における円弧形状において中心をなす部分から下面部55に向かって突出している部分である。   As shown in FIGS. 10 and 11, the lower surface portion 55 that forms a part of the on-off valve 51 includes a guide portion 461. The guide portion 461 has a rectangular groove shape whose longitudinal direction is the radial direction of the rotation shaft of the on-off valve 51. A part of the valve body 57 is inserted into a groove shape forming the guide portion 461. In the valve body 57, the portion inserted into the guide portion 461 is a portion protruding from the central portion in the arc shape in the cross section of the valve body 57 toward the lower surface portion 55.

弁体駆動部60をなす形状記憶合金の変態点以上の温度においては、弁体57がガイド部461に設定される可動域において、最も外側に位置している。弁体57が最も外側に位置している状態において、弁体57とケース29の内側表面とは接触しておらず、わずかに隙間が形成されている。すなわち、弁体57は、第2流路22の開口を完全には塞がない位置で、第2流路22を流れる冷却水の量を制限している絞り状態である。脈動流モードにおいては、第1熱交換部31や第2熱交換部32を流れる冷却水の流量を制限する絞り状態と、第1熱交換部31や第2熱交換部32を流れる冷却水の流量を制限しない開状態とを切り替え可能な位置に弁体57が位置している。   At a temperature equal to or higher than the transformation point of the shape memory alloy forming the valve body driving unit 60, the valve body 57 is positioned on the outermost side in the movable range set in the guide unit 461. In the state where the valve body 57 is located on the outermost side, the valve body 57 and the inner surface of the case 29 are not in contact with each other, and a slight gap is formed. In other words, the valve body 57 is in a throttle state that restricts the amount of cooling water flowing through the second flow path 22 at a position where the opening of the second flow path 22 is not completely blocked. In the pulsating flow mode, the throttle state that restricts the flow rate of the cooling water flowing through the first heat exchange unit 31 and the second heat exchange unit 32 and the cooling water flowing through the first heat exchange unit 31 and the second heat exchange unit 32 are used. The valve element 57 is located at a position where the open state where the flow rate is not limited can be switched.

第1流路21と第2流路22とは、流速調整装置50によって、絞り状態と開状態との2つの状態を繰り返すことで内部を流れる冷却水の流速が変化する。このため、第1熱交換部31と第2熱交換部32とには、流速が周期的に変化する脈動流の状態で冷却水を流すことができる。したがって、冷却水が定常流で流れる場合に比べて、熱交換装置1の熱交換効率を高めることができる。   The first flow path 21 and the second flow path 22 change the flow speed of the cooling water flowing inside by repeating the two states of the throttle state and the open state by the flow rate adjusting device 50. For this reason, cooling water can be flowed through the first heat exchange unit 31 and the second heat exchange unit 32 in a pulsating flow state in which the flow velocity periodically changes. Therefore, the heat exchange efficiency of the heat exchange device 1 can be increased as compared with the case where the cooling water flows in a steady flow.

図12および図13に示すように、弁体駆動部60をなす形状記憶合金の変態点未満の温度では、ガイド部461に設定される可動域において、ガイド部461の中間点よりも回転軸部59に近い内側に弁体57が位置している。弁体57がガイド部461の中間点よりも内側に位置している状態において、弁体57とケース29の内側表面とは接触しておらず、大きな隙間が形成されている。すなわち、弁体57は、第2流路22の開口を開いている開状態である。定常流モードにおいては、常に第1熱交換部31や第2熱交換部32を流れる冷却水の流量を制限しない開状態となるよう、第1流路21や第2流路22から大きく離れた位置に弁体57が位置している。   As shown in FIG. 12 and FIG. 13, at a temperature lower than the transformation point of the shape memory alloy forming the valve body driving unit 60, the rotation shaft portion is more than the intermediate point of the guide portion 461 in the movable range set in the guide portion 461. A valve body 57 is located inside 59. In a state where the valve body 57 is positioned on the inner side of the intermediate point of the guide portion 461, the valve body 57 and the inner surface of the case 29 are not in contact with each other, and a large gap is formed. That is, the valve body 57 is in an open state in which the opening of the second flow path 22 is opened. In the steady flow mode, the first flow path 21 and the second flow path 22 are far away from each other so that the flow rate of the cooling water flowing through the first heat exchange section 31 and the second heat exchange section 32 is not limited. The valve body 57 is located at the position.

第1流路21と第2流路22とは、流速調整装置50によって常に開状態となり、内部を流れる冷却水の流速が変化しない。このため、第1熱交換部31と第2熱交換部32とには、流速が一定な定常流の状態で冷却水を流すことができる。したがって、冷却水が脈動流で流れる場合に比べて、熱交換装置1の圧力損失を小さくすることができる。   The first flow path 21 and the second flow path 22 are always opened by the flow rate adjusting device 50, and the flow rate of the cooling water flowing through the inside does not change. For this reason, it is possible to flow cooling water through the first heat exchange unit 31 and the second heat exchange unit 32 in a steady flow state with a constant flow rate. Therefore, the pressure loss of the heat exchange device 1 can be reduced as compared with the case where the cooling water flows in a pulsating flow.

流速調整装置50において、脈動流モードと定常流モードとのモード切り替えにおいては、弁体57の一部がガイド部461に挿入された状態を維持しながら、弁体駆動部60がガイド部461に沿って弁体57をスライド移動させる。これにより、弁体57が下面部55に対して直交する角度を維持しながら、開閉弁51の回転軸の径方向に移動することができる。言い換えると、弁体57が下面部55に対して傾いてしまうことにより、第1流路21や第2流路22と弁体57との間に意図せず隙間が形成されてしまうことを防止しやすい。   In the flow velocity adjusting device 50, in the mode switching between the pulsating flow mode and the steady flow mode, the valve body drive unit 60 is moved to the guide unit 461 while maintaining a state where a part of the valve body 57 is inserted into the guide unit 461. Then, the valve body 57 is slid along. Thereby, the valve body 57 can move in the radial direction of the rotation shaft of the on-off valve 51 while maintaining an angle orthogonal to the lower surface portion 55. In other words, since the valve body 57 is inclined with respect to the lower surface portion 55, an unintentional gap is prevented from being formed between the first flow path 21 or the second flow path 22 and the valve body 57. It's easy to do.

上述した実施形態によると、開閉弁51は、弁体57の移動をガイドするガイド部461を備えている。このため、弁体57をガイド部461に沿って適切に移動させることができる。したがって、弁体57が傾いてしまって適切に移動できないといった事態を抑制しやすい。   According to the embodiment described above, the on-off valve 51 includes the guide portion 461 that guides the movement of the valve body 57. For this reason, the valve body 57 can be appropriately moved along the guide portion 461. Therefore, it is easy to suppress the situation where the valve body 57 is inclined and cannot be moved appropriately.

脈動流モードにおいて、弁体57が径方向の最も外側に位置している状態で、弁体57とケース29の内側表面との間にわずかな隙間が形成されている。このため、弁体57が第1流路21や第2流路22を閉状態とすることがない。したがって、開閉弁51の回転にともなって、弁体57とケース29の内側表面とが接触して磨耗することを抑制できる。よって、流速調整装置50による流速調整機能を長期間にわたって安定して発揮させやすい。   In the pulsating flow mode, a slight gap is formed between the valve body 57 and the inner surface of the case 29 in a state where the valve body 57 is positioned on the outermost side in the radial direction. For this reason, the valve body 57 does not close the first flow path 21 and the second flow path 22. Therefore, it is possible to prevent the valve body 57 and the inner surface of the case 29 from contacting and wearing with the rotation of the on-off valve 51. Therefore, the flow rate adjustment function by the flow rate adjustment device 50 can be easily exerted stably over a long period of time.

他の実施形態
弁体57の移動は、スライド移動に限られない。例えば、弁体57の下端部を下面部55にヒンジ構造で固定し、弁体57の上端部と回転軸部59との距離を変えるように傾斜させることで弁体57を移動させてもよい。これによると、弁体57の傾斜する角度を変えるように弁体57を移動させることで脈動流モードと定常流モードとを切り替えることができる。
Other Embodiments The movement of the valve body 57 is not limited to the slide movement. For example, the lower end portion of the valve body 57 may be fixed to the lower surface portion 55 with a hinge structure, and the valve body 57 may be moved by being inclined so as to change the distance between the upper end portion of the valve body 57 and the rotating shaft portion 59. . According to this, the pulsating flow mode and the steady flow mode can be switched by moving the valve body 57 so as to change the angle of inclination of the valve body 57.

この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、1つの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。   The disclosure in this specification is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure encompasses the illustrated embodiments and variations by those skilled in the art based thereon. For example, the disclosure is not limited to the combinations of parts and / or elements shown in the embodiments. The disclosure can be implemented in various combinations. The disclosure may have additional parts that can be added to the embodiments. The disclosure includes those in which parts and / or elements of the embodiments are omitted. The disclosure encompasses the replacement or combination of parts and / or elements between one embodiment and another embodiment. The technical scope disclosed is not limited to the description of the embodiments. Some technical scope disclosed is indicated by the description of the claims, and should be understood to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the claims.

1 熱交換装置、 7 ポンプ(流体輸送装置)、 20 流路、 21 第1流路、 22 第2流路、 31 第1熱交換部(熱交換器)、 32 第2熱交換部(熱交換器)、 50 流速調整装置、 51 開閉弁、 53 回転駆動体、 54 回転駆動部、 56 弁開口、 57 弁体、 59 回転軸部、 60 弁体駆動部、 260 弁体駆動部、 360 弁体駆動部、 360a 第1弁体駆動部、 360b 第2弁体駆動部、 461 ガイド部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat exchange apparatus, 7 Pump (fluid transport apparatus), 20 Flow path, 21 1st flow path, 22 2nd flow path, 31 1st heat exchange part (heat exchanger), 32 2nd heat exchange part (Heat exchange) ), 50 flow rate adjusting device, 51 on-off valve, 53 rotation drive body, 54 rotation drive section, 56 valve opening, 57 valve body, 59 rotation shaft section, 60 valve body drive section, 260 valve body drive section, 360 valve body Drive part, 360a 1st valve body drive part, 360b 2nd valve body drive part, 461 Guide part

Claims (10)

内部に熱媒体が流れる熱交換器(31、32)と、
前記熱交換器に熱媒体を流す流体輸送装置(7)と、
前記熱交換器と前記流体輸送装置とを接続して熱媒体が流れる流路(20)と、
前記流路に設けられて、開閉弁(51)を用いて前記流路を流れる熱媒体の流速を増減させる流速調整装置(50)とを備え、
前記開閉弁は、
回転することで前記流路を流れる熱媒体の量を変化させる弁体(57)と、
前記弁体を前記開閉弁の回転軸の径方向に移動させる弁体駆動部(60、260、360)とを備えている熱交換装置。
A heat exchanger (31, 32) through which a heat medium flows;
A fluid transport device (7) for flowing a heat medium through the heat exchanger;
A flow path (20) through which a heat medium flows by connecting the heat exchanger and the fluid transport device;
A flow rate adjusting device (50) provided in the flow path and configured to increase or decrease the flow rate of the heat medium flowing through the flow path using the on-off valve (51),
The on-off valve is
A valve body (57) that changes the amount of the heat medium flowing through the flow path by rotating;
A heat exchange device comprising: a valve body drive unit (60, 260, 360) that moves the valve body in a radial direction of a rotation shaft of the on-off valve.
前記弁体駆動部は、熱媒体の温度が高いほど、前記開閉弁の回転軸の径方向外側に向かって前記弁体を移動させ、熱媒体の温度が低いほど、前記開閉弁の回転軸の径方向内側に向かって前記弁体を移動させる請求項1に記載の熱交換装置。   The valve body drive unit moves the valve body toward the radially outer side of the rotary shaft of the on-off valve as the temperature of the heat medium is higher, and the lower the temperature of the rotary shaft of the on-off valve as the temperature of the heat medium is lower. The heat exchange device according to claim 1, wherein the valve body is moved radially inward. 前記弁体駆動部は、形状記憶合金によって形成されている請求項2に記載の熱交換装置。   The heat exchanger according to claim 2, wherein the valve body driving unit is formed of a shape memory alloy. 前記弁体駆動部(260)は、熱媒体の流量が多いほど、前記開閉弁の回転軸の径方向外側に向かって前記弁体を移動させ、熱媒体の流量が少ないほど、前記開閉弁の回転軸の径方向内側に向かって前記弁体を移動させる請求項1に記載の熱交換装置。   The valve body drive unit (260) moves the valve body toward the radially outer side of the rotary shaft of the on-off valve as the flow rate of the heat medium increases, and the lower the flow rate of the heat medium, The heat exchange device according to claim 1, wherein the valve body is moved toward a radially inner side of the rotation shaft. 前記弁体駆動部は、前記開閉弁の回転軸を中心に渦を巻いている渦巻き形状である請求項1から請求項4のいずれかに記載の熱交換装置。   The heat exchanging apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the valve body driving unit has a spiral shape in which a vortex is wound around a rotation axis of the on-off valve. 前記弁体駆動部(360)は、前記開閉弁の回転軸に沿う方向に複数並んで設けられている請求項1から請求項5のいずれかに記載の熱交換装置。   The said valve body drive part (360) is a heat exchange apparatus in any one of Claims 1-5 provided in multiple numbers in the direction in alignment with the rotating shaft of the said on-off valve. 前記開閉弁は、前記弁体の移動をガイドするガイド部(461)を備えている請求項1から請求項6のいずれかに記載の熱交換装置。   The said on-off valve is a heat exchange apparatus in any one of Claims 1-6 provided with the guide part (461) which guides the movement of the said valve body. 前記開閉弁は、前記流路に設けられて、前記流路を流れる熱媒体の流れから力を受けて前記開閉弁を回転駆動する回転駆動部(54)を備えている請求項1から請求項7のいずれかに記載の熱交換装置。   The said on-off valve is provided with the said flow path, The rotation drive part (54) which receives the force from the flow of the heat medium which flows through the said flow path, and rotationally drives the said on-off valve is provided from Claim 1 characterized by the above-mentioned. The heat exchange device according to any one of 7. 前記熱交換器は、第1熱交換部(31)と第2熱交換部(32)とを備え、
前記流路は、
前記第1熱交換部に熱媒体を流す第1流路(21)と、
前記第2熱交換部に熱媒体を流す第2流路(22)とを備え、
前記流速調整装置は、前記第1流路と前記第2流路との接続箇所に設けられている請求項1から請求項8のいずれかに記載の熱交換装置。
The heat exchanger includes a first heat exchange part (31) and a second heat exchange part (32),
The flow path is
A first flow path (21) for flowing a heat medium to the first heat exchange section;
A second flow path (22) for flowing a heat medium to the second heat exchange section,
The heat exchange device according to any one of claims 1 to 8, wherein the flow rate adjusting device is provided at a connection portion between the first flow path and the second flow path.
前記流速調整装置は、前記熱交換器を流れる熱媒体の流速を周期的に増減させる請求項1から請求項9のいずれかに記載の熱交換装置。   The heat exchange device according to any one of claims 1 to 9, wherein the flow rate adjusting device periodically increases or decreases the flow rate of the heat medium flowing through the heat exchanger.
JP2018104557A 2018-05-31 2018-05-31 Heat exchange device Pending JP2019211104A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018104557A JP2019211104A (en) 2018-05-31 2018-05-31 Heat exchange device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018104557A JP2019211104A (en) 2018-05-31 2018-05-31 Heat exchange device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019211104A true JP2019211104A (en) 2019-12-12

Family

ID=68846677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018104557A Pending JP2019211104A (en) 2018-05-31 2018-05-31 Heat exchange device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2019211104A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113611933A (en) * 2021-06-03 2021-11-05 安徽千航新能源科技有限公司 Battery pack with heat management and control function and management and control system thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113611933A (en) * 2021-06-03 2021-11-05 安徽千航新能源科技有限公司 Battery pack with heat management and control function and management and control system thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6552810B2 (en) Can type heat exchanger
JP6054627B2 (en) Vehicle heat exchanger
JP6317920B2 (en) Vehicle heat exchanger
KR101317373B1 (en) Heat exchanger
JP2018204939A (en) Heat exchange apparatus
JP2013064583A (en) Vehicle heat exchanger
CN111201149A (en) Damper structure of heat exchanger for vehicle
JP2009097387A (en) Waste heat recovery apparatus
JP7057826B2 (en) Sealed motor cooling system
CN108995552A (en) A kind of heat management system and extended-range vehicle for extended-range vehicle
JP2021054279A (en) Cooling system
CN108331655B (en) Cooling assembly for temperature control
JP2019211104A (en) Heat exchange device
US11035629B2 (en) Heat exchange apparatus
JP6919552B2 (en) Cooling circuit and oil cooler
JP2002009477A (en) Power module refrigerator for controlling electric motors
WO2022107429A1 (en) Temperature regulator
JP2019086221A (en) Heat exchange device
JP2005226619A (en) Heat exchanger
JP2018054190A (en) Piping, temperature control device and vehicle
WO2020153106A1 (en) Heat exchange device
WO2020152734A1 (en) Cooling device for hybrid vehicles
KR20210098087A (en) Flow control valve apparatus
JP2020085274A (en) Cooler
JP2019183963A (en) Heat-exchanging device