JP2020140955A - 冷却システム - Google Patents
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Abstract
Description
<第1実施形態>
はじめに、図1に示される第1実施形態の冷却システム10について説明する。図1に示される冷却システム10は、例えば車両に搭載される。車両には、走行用のモータや各種電子機器に電力を供給するための複数の電池20が搭載されている。冷却システム10は、これらの電池20を冷却するためのシステムである。図1に示されるように、冷却システム10は、複数の冷却器30〜33と、コンプレッサ40と、コンデンサ50とを備えている。冷却器30〜33、コンプレッサ40、及びコンデンサ50は冷媒流路W10を通じて環状に接続されている。冷却器30〜33、コンプレッサ40、及びコンデンサ50には、冷媒流路W10を通じて冷媒が循環している。
コンデンサ50は、その内部を流れる高温高圧の気相冷媒と、その外部を流れる空気との間で熱交換を行うことにより、気相冷媒を冷却して凝縮させる。コンデンサ50において凝縮された液相冷媒は、冷媒流路W10の一部を構成する冷媒供給流路W20を通じて各冷却器30〜33に供給される。
熱交換部300には、分岐流路W22aを通じて液相冷媒が供給される。熱交換部300の内部には、液相冷媒が流れる流路302が形成されている。熱交換部300の上面には、複数の電池20が設置されている。熱交換部300では、その内部の流路302を流れる冷媒と、電池20との間で熱交換が行われることにより、電池20が冷却される。流路302では、電池20との熱交換により冷媒の温度が上昇する。そのため、流路302の上流側から下流側に向かって、液相冷媒が、気相及び液相が混合した2相状態の冷媒に変化する。
以上説明した本実施形態の冷却システム10によれば、以下の(1)〜(3)に示される作用及び効果を得ることができる。
(第1変形例)
次に、第1実施形態の冷却システム10の第1変形例について説明する。
次に、第2実施形態の冷却システム10の第2変形例について説明する。
図3に示されるように、本変形例の冷却システム10では、分岐流路W22aと分岐流路W22bとの接続部分P1から分岐部Pbまでの間に絞り部60が設けられている。絞り部60は、冷却器30,31のそれぞれの熱交換部300,310に流入する液相冷媒の流量を調整する。また、分岐流路W22cと分岐流路W22dとの接続部分P2から分岐部Pbまでの間にも絞り部61が設けられている。絞り部61は、冷却器32,33のそれぞれの熱交換部320,330に流入する液相冷媒の流量を調整する。絞り部60,61は固定絞り弁である。本変形例では、絞り部60が、冷却器30,31により共用される絞り部に相当し、絞り部61が、冷却器32,33により共用される絞り部に相当する。このような構成であっても、各熱交換部300,310,320,330の冷媒の分配量のばらつきを抑制することが可能である。
<第2実施形態>
次に、冷却システム10の第2実施形態について説明する。以下、第1実施形態の冷却システム10との相違点を中心に説明する。
以上説明した本実施形態の冷却システム10によれば、以下の(4)に示される作用及び効果を得ることができる。
次に、冷却システム10の第3実施形態について説明する。以下、第2実施形態の冷却システム10との相違点を中心に説明する。
図5に示されるように、本実施形態の冷却システム10では、絞り部301,311,321,331として、固定式絞り弁に代えて、冷却器30〜33とは別に設けられる機械式絞り弁が用いられている。
弁部301aは、熱交換部300に供給される冷媒が流れる分岐流路W22aの途中に設けられ、分岐流路W22aの流路断面積を絞る部分である。弁部301aを通過した冷媒は熱交換部300の一端部から、その内部の流路302に流入する。熱交換部300の流路302は、熱交換部300の一端部から他端部まで延びるように形成されるとともに、熱交換部300の他端部で折り返して、熱交換部300の他端部から一端部まで延びるように形成されている。熱交換部300の一端部では、熱交換部300の内部流路302から分岐流路W31aに冷媒が排出される。
以上説明した本実施形態の冷却システム10によれば、以下の(5)及び(6)に示される作用及び効果を更に得ることができる。
次に、冷却システム10の第4実施形態について説明する。以下、第3実施形態の冷却システム10との相違点を中心に説明する。
図6に示されるように、本実施形態の冷却システム10には、冷却器32,33に代えて、車両の空調装置に用いられる冷凍サイクルの構成要素である絞り部80及びエバポレータ81が設けられている。空調装置は、加熱又は冷却した空調空気を車室内に送風することにより車室内の冷房又は暖房を行う装置である。冷凍サイクルは、コンプレッサ40、コンデンサ50、膨張弁としての絞り部80、及びエバポレータ81により構成される。
絞り部80には、コンデンサ50にて凝縮された液相冷媒が主流路W21及び分岐流路W22eを通じて供給される。絞り部80は、コンデンサ50にて凝縮された液相冷媒を膨張させてエバポレータ81に供給する。絞り部80は、電気式絞り弁からなり、その絞り度合いを電気的に調整することにより、エバポレータ81に供給される冷媒の流量を調整することも可能である。
以上説明した本実施形態の冷却システム10によれば、以下の(7)に示される作用及び効果を更に得ることができる。
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・第1実施形態の絞り部301,311,321,331、第1実施形態の第1変形例の絞り部301,311,321,331、及び第1実施形態の変形例の絞り部60,61は、固定絞り弁に限らず、電気式絞り弁等であってもよい。第2実施形態の絞り部70は、電気式絞り弁に限らず、固定絞り弁等であってもよい。
・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
W20:冷媒供給流路
W21:主流路
W22a,W22b,W22c,W22d:分岐流路(電池用分岐流路)
W22e:空調用分岐流路
W30:冷媒排出流路
10:冷却システム
20:電池
30,31,32,33:冷却器
70:絞り部(第2絞り部)
80:絞り部(空調用電気式絞り弁)
81:エバポレータ
300,310,320,330:熱交換部
301,311,321,331:絞り部(第1絞り部)
Claims (10)
- 内部を流れる冷媒と電池(20)との熱交換により前記電池を冷却する熱交換部(300,310,320,330)を有する複数の冷却器(30,31,32,33)と、
複数の前記冷却器に冷媒を供給する冷媒供給流路(W20)と、を備え、
前記冷媒供給流路には、冷媒が流れる主流路(W21)と、前記主流路から分岐して複数の前記冷却器のそれぞれに冷媒を分配する複数の分岐流路(W22a,W22b,W22c,W22d)とが形成され、
複数の前記分岐流路に前記冷却器がそれぞれ配置されることにより複数の前記冷却器に冷媒が並列に供給され、
前記冷媒供給流路において前記主流路から前記分岐流路に分岐している部分を分岐部(Pb)とするとき、
前記分岐部から前記熱交換部までの部分に絞り部(301,311,321,331)が設けられている
冷却システム。 - 前記絞り部は、全ての前記冷却器のそれぞれに対して設けられている
請求項1に記載の冷却システム。 - 前記絞り部は、複数の前記冷却器のうちの2つ以上の冷却器により共用されている
請求項1に記載の冷却システム。 - 前記絞り部は、固定絞り弁である
請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷却システム。 - 前記固定絞り弁は、前記冷却器と一体的に設けられている
請求項4に記載の冷却システム。 - 前記固定絞り弁は、前記冷却器とは別体として設けられている
請求項4に記載の冷却システム。 - 前記絞り部は、前記冷却器を流れる冷媒の温度に応じて絞り度合いが変化する機械式絞り弁である
請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷却システム。 - 前記絞り部を第1絞り部とするとき、
前記分岐流路を流れる冷媒の流量を調整する第2絞り部(70)を更に備える
請求項1〜7のいずれか一項に記載の冷却システム。 - 複数の前記冷却器から排出される冷媒が流れる冷媒排出流路(W30)を更に備え、
前記冷媒排出流路には、前記第2絞り部として、電池用電気式絞り弁が設けられている
請求項8に記載の冷却システム。 - 前記分岐流路を電池用分岐流路とするとき、
前記主流路から分岐し、且つ前記電池用分岐流路に対して並列に設けられ、車両の空調装置のエバポレータ(81)に冷媒を供給する空調用分岐流路(W22e)と、
前記空調用分岐流路を流れる冷媒の流量を調整する空調用電気式絞り弁(80)と、を更に備える
請求項1〜9のいずれか一項に記載の冷却システム。
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