JP2021008871A - 熱サイクルシステム - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る熱サイクルシステム1の構成を示す図である。熱サイクルシステム1は、内燃機関2(以下、「エンジン2」という)及び駆動モータ(図示せず)を駆動発生源とするハイブリッド車両に搭載される。
(1)熱サイクルシステム1は、エンジン2及びその排気と熱交換を行う冷却水が循環するエンジン冷却回路3と、絶縁性の有機媒体が循環するランキンサイクル回路5と、を備える。またランキンサイクル回路5の主循環流路50には、有機媒体の流れに沿って順に、有機媒体を減圧する膨張機55と、有機媒体を外気によって冷却する凝縮器56と、有機媒体とバッテリ81の作動媒体との間で熱交換を行うチラー52と、有機媒体と冷却水との間で熱交換を行う熱交換器53及び蒸発器54と、が設けられている。例えばバッテリ81とエンジン2との両方を搭載するハイブリッド車両では、多くの状況において温度帯はバッテリ81よりもエンジン2の方が高い。そこで熱サイクルシステム1では、エンジン2よりも温度帯が低いバッテリ81の作動媒体と熱交換を行うチラー52を、エンジン2の冷却水と熱交換を行う熱交換器53及び蒸発器54よりも凝縮器56に近い方に設ける。よって熱サイクルシステム1によれば、膨張機55、凝縮器56、チラー52、熱交換器53及び蒸発器54の順で有機媒体を循環させることにより、チラー52においてより温度帯の低いバッテリ81の作動媒体を冷却した後、チラー52における熱交換によって加温された有機媒体でより温度帯の高いエンジン2の冷却水をさらに冷却できる。よって熱サイクルシステム1によれば、ランキンサイクル回路5を循環する有機媒体で、温度帯が異なるバッテリ81とエンジン2との両方を効率的に冷却できる。
以下、本発明の第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図4は、本実施形態に係る熱サイクルシステム1Aの構成を示す図である。熱サイクルシステム1Aは、第1実施形態に係る熱サイクルシステム1と、ランキンサイクル回路5Aの構成が異なる。なお以下の熱サイクルシステム1Aの説明において、熱サイクルシステム1と同じ構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
(5)熱サイクルシステム1Aは、内燃機関及びその排気と熱交換を行う冷却水が循環するエンジン冷却回路3と、絶縁性の有機媒体が循環するランキンサイクル回路5Aと、を備える。またランキンサイクル回路5Aの主循環流路50Aには、有機媒体の流れに沿って順に、有機媒体を減圧する圧縮膨張機59と、有機媒体を外気によって冷却する凝縮器56と、有機媒体とバッテリ81との間で熱交換を行うバッテリ容器65と、有機媒体とエンジン2の冷却水との間で熱交換を行う熱交換器53及び蒸発器54と、が設けられている。また熱サイクルシステム1Aでは、エンジン2よりも温度帯が低いバッテリ81と熱交換を行うバッテリ容器65を、エンジン2の冷却水と熱交換を行う熱交換器53及び蒸発器54よりも凝縮器56に近い方に設ける。よって熱サイクルシステム1Aによれば、圧縮膨張機59、凝縮器56、バッテリ容器65、熱交換器53及び蒸発器54の順で有機媒体を循環させることにより、バッテリ容器65においてより温度帯の低いバッテリ81を冷却した後、バッテリ容器65における熱交換によって加温された有機媒体でより温度帯の高いエンジン2の冷却水をさらに冷却できる。よって本発明によれば、ランキンサイクル回路5Aを循環する有機媒体で、温度帯が異なるエンジン2との両方を効率的に冷却できる。
2…エンジン(内燃機関)
3…エンジン冷却回路(内燃機関冷却回路)
4…バッテリ冷却回路(電気装置冷却回路)
5,5A…ランキンサイクル回路
50,50A…主循環流路(循環流路)
51,51A…第1ポンプ(ポンプ)
52…チラー(第1熱交換部)
53…熱交換器(第2熱交換部)
54…蒸発器(第2熱交換部)
55…膨張機
56…凝縮器
59…圧縮膨張機(膨張機)
57…モータジェネレータ
65…バッテリ容器(第1熱交換部)
7,7A…制御装置
81…バッテリ(電気装置)
Claims (4)
- 内燃機関及びその排気と熱交換を行う冷却水が循環する内燃機関冷却回路と、絶縁性の有機媒体が循環するランキンサイクル回路と、を備える熱サイクルシステムであって、
前記ランキンサイクル回路の循環流路には、有機媒体の流れに沿って順に、
有機媒体を減圧する膨張機と、
有機媒体を外気によって冷却する凝縮器と、
有機媒体と電気装置又は当該電気装置と熱交換可能な作動媒体との間で熱交換を行う第1熱交換部と、
有機媒体と冷却水との間で熱交換を行う第2熱交換部と、が設けられていることを特徴とする熱サイクルシステム。 - 前記ランキンサイクル回路を操作する制御装置をさらに備え、
前記循環流路のうち前記凝縮器と前記第1熱交換部との間には有機媒体を圧縮するポンプが設けられ、
前記制御装置は、前記電気装置又は作動媒体が前記第1熱交換部において有機媒体の顕熱によって冷却されかつ冷却水が前記第2熱交換部において有機媒体の潜熱によって冷却されるように前記ポンプを操作することを特徴とする請求項1に記載の熱サイクルシステム。 - 前記電気装置と熱交換を行う作動媒体が循環する電気装置冷却回路を備え、
前記電気装置冷却回路を循環する作動媒体は、前記第1熱交換部において有機媒体と熱交換可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱サイクルシステム。 - 前記膨張機に接続されたモータジェネレータをさらに備えることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の熱サイクルシステム。
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