JP2021017997A - 熱交換器冷却システム - Google Patents

熱交換器冷却システム Download PDF

Info

Publication number
JP2021017997A
JP2021017997A JP2019132162A JP2019132162A JP2021017997A JP 2021017997 A JP2021017997 A JP 2021017997A JP 2019132162 A JP2019132162 A JP 2019132162A JP 2019132162 A JP2019132162 A JP 2019132162A JP 2021017997 A JP2021017997 A JP 2021017997A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow path
valve
water
heat exchanger
pump
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
JP2019132162A
Other languages
English (en)
Inventor
坪内　正克
Masakatsu Tsubouchi
正克 坪内
克哉 小牧
Katsuya Komaki
克哉 小牧
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor 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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2019132162A priority Critical patent/JP2021017997A/ja
Priority to CN202010386159.7A priority patent/CN112242540A/zh
Priority to US16/872,384 priority patent/US11454449B2/en
Publication of JP2021017997A publication Critical patent/JP2021017997A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B60K11/04—Arrangement or mounting of radiators, radiator shutters, or radiator blinds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/33—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D3/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium flows in a continuous film, or trickles freely, over the conduits
    • F28D3/04—Distributing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04029—Heat exchange using liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04059—Evaporative processes for the cooling of a fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
    • H01M8/04074—Heat exchange unit structures specially adapted for fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04225—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during start-up
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04228—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during shut-down
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04291—Arrangements for managing water in solid electrolyte fuel cell systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
    • H01M8/04302—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during start-up
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
    • H01M8/04303—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during shut-down
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04358—Temperature; Ambient temperature of the coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04701—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04776—Pressure; Flow at auxiliary devices, e.g. reformer, compressor, burner
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/36—Temperature of vehicle components or parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0043—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for fuel cells
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D5/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, using the cooling effect of natural or forced evaporation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal

Abstract

【課題】熱交換器へ向けて吐出する液体の吐出量を調整可能な構成において、当該液体が流れる流路内でのキャビテーションの発生を抑制する。【解決手段】熱交換器冷却システム１０は、水タンク１６から延出され、延出途中に設けられた分岐部３２において第１流路３４と第２流路３６とに分岐され、第１流路３４の先端部側に設けられた水吐出部３８がラジエータ１２に対向して配置された流路２８と、水タンク１６内から流路２８内へ水を送り出すポンプ４０と、第１流路３４に設けられ、第１流路３４を開閉する第１開閉弁４２と、第２流路３６に設けられ、第２流路３６を開閉する第２開閉弁４４と、ポンプ４０の作動を制御すると共に、第１開閉弁４２及び第２開閉弁４４の開閉を制御する制御部４６と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両のラジエータ等の熱交換器を冷却する熱交換器冷却システムに関する。
下記特許文献１には、燃料電池システムにおいて、燃料電池の冷媒を冷却するラジエータの外表面に粒子径が５０μｍ以上の水を噴射し、当該水の蒸発潜熱によりラジエータの冷却性能を向上させる技術が開示されている。この燃料電池システムでは、燃料電池の内部に発生した水蒸気並びに僅かな水素及び炭酸ガスがキャタライザに導かれて燃焼し、その燃料ガスが蒸気発生器を通過して凝縮器（水回収器）に導かれ、そこで回収された水が制御弁を介しヘッダの噴射孔からラジエータに噴射される。このとき制御弁では、制御装置によりＯＮ−ＯＦＦ制御または絞り弁による流量制御が行われる。
特開２００１−３５７８６４号公報
上記の先行技術では、制御弁の開閉又は開度の調整により、流路内を流れる水の圧力損失を制御することで噴射水量を調整している。そのため、流路の内圧が大きく変動することでキャビテーションを引き起し、流路内に発生する気泡によって噴射水量（吐出量）が不安定になるおそれがある。
本発明は上記事実を考慮し、熱交換器へ向けて吐出する液体の吐出量を調整可能な構成において、当該液体が流れる流路内でのキャビテーションの発生を抑制することができる熱交換器冷却システムを得ることを目的とする。
請求項１に記載の発明に係る熱交換器冷却システムは、冷媒の熱を放熱する熱交換器と、液体を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクから延出され、延出途中に設けられた分岐部において第１流路と第２流路とに分岐され、前記第１流路の先端部側に設けられた液体吐出部が前記熱交換器に対向して配置された流路と、前記貯留タンク内から前記流路内へ前記液体を送り出すポンプと、前記第１流路に設けられ、前記第１流路を開閉する第１開閉弁と、前記第２流路に設けられ、前記第２流路を開閉する第２開閉弁と、前記ポンプの作動を制御すると共に、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁の開閉を制御する制御部と、を備えている。
請求項１に記載の発明によれば、制御部がポンプを作動させると、貯留タンク内に貯留された液体（例えば水）が、当該ポンプによって貯留タンク内から流路内へと送り出される。この流路は、貯留タンクから延出されると共に、その延出途中に設けられた分岐部において第１流路と第２流路とに分岐している。第１流路の先端部側には、熱交換器に対向して配置された液体吐出部が設けられている。また、第１流路には、第１開閉弁が設けられており、第２流路には、第２開閉弁が設けられている。これらの第１開閉弁及び第２開閉弁は、上記の制御部によって開閉を制御される。
ここで、第１開閉弁が開き且つ第２開閉弁が閉じた状態では、上記の液体が第１流路内を流れ、液体吐出部から熱交換器へ向けて吐出される。これにより、熱交換器の外表面に上記の液体を付着させることができる。その結果、例えば上記の液体の蒸発潜熱によって熱交換器の放熱能力を向上させることが可能となる。また、第１開閉弁及び第２開閉弁の両方が開いた状態では、上記の液体が第２流路内へも流れ込むので、第１流路内へ流れ込む液体の流量すなわち液体吐出部から吐出される液体の吐出量が減少する。このように、この発明では、熱交換器へ向けて吐出される液体の吐出量を調整可能とされている。
しかも、上記のように液体の吐出量を減少させる場合でも、第２開閉弁が開いていることで第２流路内への液体の流入が許容されるので、流路の内圧が大きく変動しないようにすることができる。これにより、流路内でのキャビテーションの発生を抑制することが可能となる。
請求項２に記載の発明に係る熱交換器冷却システムは、請求項１において、前記第２流路は、前記第２流路内に流入した前記液体を前記貯留タンク内に還流させるように配索されている。
請求項２に記載の発明では、第２流路内に流入した液体が貯留タンクに還流されるので、第２流路に流入した液体が廃棄される場合と比較して、液体を有効利用することができる。その結果、貯留タンクの小型化や低コスト化が可能となる。また例えば、本システムが車両に搭載される場合、貯留タンクの小型化により、貯留タンクの車両搭載性が向上する。
請求項３に記載の発明に係る熱交換器冷却システムは、請求項１又は請求項２において、前記分岐部は、前記液体吐出部よりも鉛直方向の上側に位置しており、前記第２流路は、前記分岐部から鉛直方向の上側へ延びている。
請求項３に記載の発明では、流路の分岐部は、第１流路の先端部側に設けられた液体吐出部よりも鉛直方向の上側に位置しており、第２流路は、分岐部から鉛直方向の上側へ延びている。これにより、仮に流路内でキャビテーションが発生して気泡が発生した場合でも、当該気泡が第２流路内へ流れ込み易くなるので、第１流路の液体吐出部からの液体の吐出量が上記の気泡によって不安定になることを防止又は抑制できる。
請求項４に記載の発明に係る熱交換器冷却システムは、請求項１〜請求項３の何れか１項において、前記制御部は、前記第１開閉弁を閉じ且つ前記第２開閉弁を開いた状態で前記ポンプを作動させ、その後に前記第１開閉弁を開く。
請求項４に記載の発明では、第１開閉弁が閉じ且つ第２開閉弁が開いた状態でポンプが作動される。その結果、貯留タンク内から流路内へ送り込まれた液体が第２流路内に流入すると共に、第１流路内において第１開閉弁まで水が到達した状態となる。これにより、その後に第１開閉弁が開いた際に、第１流路の液体吐出部から迅速に液体を吐出させることが可能となる。
請求項５に記載の発明に係る熱交換器冷却システムは、請求項１〜請求項４の何れか１項において、前記制御部は、前記ポンプを停止させる場合、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を閉じる。
請求項５に記載の発明では、ポンプが停止される場合、第１開閉弁及び第２開閉弁が閉じられるので、流路内から貯留タンク内への液体の逆流を抑制することができる。その結果、貯留タンク内の液面の高さに関わらず、流路内の液面の高さを一定に保ち易くなる。
請求項６に記載の発明に係る熱交換器冷却システムは、請求項５において、前記制御部は、前記ポンプを停止させる場合、前記第１開閉弁を前記第２開閉弁よりも先に閉じる。
請求項６に記載の発明では、ポンプが停止される場合、第１開閉弁が第２開閉弁よりも先に閉じられる。第１開閉弁が閉じた状態でも、第２開閉弁が開いていれば、第２流路内への液体の流入が許容されるので、流路の内圧の高まりによって第１開閉弁に負荷がかかることを防止又は抑制できる。
請求項７に記載の発明に係る熱交換器冷却システムは、請求項１〜請求項６の何れか１項において、前記冷媒の温度を検出する温度センサを備え、前記制御部は、前記温度センサの検出結果に基づいて前記ポンプの作動と前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁の開閉とを制御する。
請求項７に記載の発明では、冷媒の温度を検出する温度センサの検出結果に基づいて、制御部がポンプの作動と第１開閉弁及び第２開閉弁の開閉とを制御する。これにより、熱交換器へ向けて吐出される液体の吐出量を、冷媒の温度に応じて調整することができるので、熱交換器の放熱能力を冷媒の温度に応じて調整することができる。
以上説明したように、本発明に係る熱交換器冷却システムでは、熱交換器へ向けて吐出する液体の吐出量を調整可能な構成において、当該液体が流れる流路内でのキャビテーションの発生を抑制することができる。
本発明の実施形態に係る熱交換器冷却システムを示す構成図である。 同熱交換器冷却システムの制御系統を示すブロック図である。 制御部によるポンプの作動タイミング及び各開閉弁の開閉タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 ポンプの吐出し量と揚程との関係を示す線図である。 比較例に係る熱交換器冷却システムを示す構成図であり、ポンプ作動中の状態を示す図である。 比較例に係る熱交換器冷却システムを示す構成図であり、ポンプ停止中の状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る熱交換器冷却システムの第１変形例を示す構成図である。 本発明の実施形態に係る熱交換器冷却システムの第２変形例を示す構成図である。
以下、図１〜図３を用いて、本発明の実施形態に係る熱交換器冷却システム１０について説明する。なお、各図中に適宜記す矢印ＵＰは、この熱交換器冷却システム１０が搭載された車両（図示省略）の上方向をそれぞれ示している。
（構成）
図１に示されるように、本実施形態に係る熱交換器冷却システム１０は、冷媒の熱を放熱する熱交換器としてのラジエータ１２と、液体（ここでは水）を貯留する貯留タンクとしての水タンク１６と、水タンク１６から延出されたホース（配管）１８とを備えている。このホース１８は、上記の水が流れる流路２８を形成しており、延出途中に設けられた分岐ホース部２２において第１ホース部２４と第２ホース部２６とに分岐している。第１ホース部２４は、第１流路３４を形成しており、第２ホース部２６は、第２流路３６を形成しており、分岐ホース部２２は、分岐部（分岐流路）３２を形成している。第１ホース部２４の先端部には、液体吐出部（液体吐出口）としての水吐出部（水吐出口）３８が設けられている。
さらに、この熱交換器冷却システム１０は、水タンク１６内からホース１８内へと水を送り出すポンプ４０と、第１ホース部２４（第１流路３４）に設けられ、第１流路３４を開閉する第１開閉弁４２と、第２ホース部２６（第２流路３６）に設けられ、第２流路３６を開閉する第２開閉弁４４と、ポンプ４０の作動を制御すると共に、第１開閉弁４２及び第２開閉弁４４の開閉を制御する制御部４６と、上記冷媒の温度を検出する温度センサ５８とを備えている。
上記のラジエータ１２は、例えば車両用の燃料電池システムにおいて、燃料電池の冷媒（ここでは冷却水）を冷却するための熱交換器であり、多数のチューブ及びフィンにより構成されたコアを有している。各チューブ内には上記の冷媒が流通し、コアの外表面には冷却風（車両の走行風やラジエータファン１４からの送風）Ｗが当たるようになっている。これにより、上記の冷媒の熱がコアの外表面から放熱される構成になっている。なお、このラジエータ１２は、ガソリンエンジン等の内燃機関の冷却用、電気自動車のバッテリー等の冷却用、又は家庭用の燃料電池システムにおける燃料電池の冷却用であってもよい。
水タンク１６は、例えば中空の直方体状をなしており、上端部に形成された注入口１７から内部に水が注入される構成になっている。この水としては、例えば燃料電池システムからの排水を用いることができる。なお、本発明における「液体」は、水以外の冷却液（クーラント、不凍液など）であってもよいが、蒸発温度が水と同等なものが好ましい。
ホース（液水管）１８は、例えばゴム、樹脂又は金属によって長尺な管状に形成されており、長手方向中間部で二股に分岐している。このホース１８は、水タンク１６の下端部付近から延びる基端側ホース部２０と、該基端側ホース部２０の先端部に設けられた分岐ホース部２２と、該分岐ホース部２２において二股に分岐した第１ホース部２４及び第２ホース部２６とによって構成されている。基端側ホース部２０は、基端側流路３０を形成している。
第１ホース部２４の先端部には、水吐出部３８が設けられている。この水吐出部３８は、分岐ホース部２２（分岐部３２）よりも鉛直方向（ここでは車両上下方向）の下側に配置されると共に、ラジエータ１２に対向して配置されている。これにより、分岐ホース部２２側から第１ホース部２４内に流入した水が水吐出部３８からラジエータ１２へ向けて吐出（噴射）される構成になっている。なお、第１ホース部２４は、分岐ホース部２２よりも上側に凸をなさないように配索することが好ましい。また、本実施形態では、水吐出部３８がラジエータ１２に対して水平方向に対向しているが、これに限るものではない。例えば水吐出部３８がラジエータ１２に対して上方から対向した構成にしてもよい。
第２ホース部２６は、分岐部３２から鉛直方向の上側へ延びると共に、水平方向に曲がって水タンク１６側へ延びており、第１ホース部２４よりも鉛直方向の上側へ配索されている。この第２ホース部２６の先端部（先端開口部）は、水タンク１６の注入口１７に対して鉛直方向の上方に配置され、大気に開放されている。これにより、分岐部３２側から第２ホース部２６内に流入した水が第２ホース部２６の先端部から水タンク１６内に還流される構成になっている。つまり、第２ホース部２６によって形成された第２流路３６は、当該第２流路３６内に流入した水を水タンク１６内に還流させるように配索されている。
ポンプ４０は、液体ポンプであり、ここでは水タンク１６の下端部に配置されている。このポンプ４０は、図示しない吸込み口が水タンク１６の下端部に接続されており、図示しない吐出し口がホース１８の基端側ホース部２０の基端部に接続されている。つまり、本実施形態では、ホース１８が水タンク１６の下端部からポンプ４０を介して延出されている。このポンプ４０が作動することで、水タンク１６内の水が第１ホース１８内に送り込まれるようになっている。なお、ポンプ４０が基端側ホース部２０の長手方向中間部に設けられた構成にしてもよい。その場合、基端側ホース部２０の基端部が水タンク１６の下端部に直接接続される構成になる。
第１開閉弁４２は、第１ホース部２４の先端部側（水吐出部３８の近傍）に取り付けられており、第１流路３４を開閉可能とされている。第２開閉弁４４は、第２ホース１８の基端部側（分岐部３２の近傍）に取り付けられており、第２流路３６を開閉可能とされている。これらの第１開閉弁４２及び第２開閉弁４４は、例えばノーマルクローズタイプの電磁弁とされている。なお、本実施形態では、第１開閉弁４２及び第２開閉弁４４は、全開状態と全閉状態の二つの状態しか取り得ない所謂ＯＮ−ＯＦＦ弁とされているが、これに限るものではない。第１開閉弁４２及び第２開閉弁４４の少なくとも一方が開度調整可能とされた構成にしてもよい。
図２に示されるように、制御部４６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：プロセッサ）４８、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０、ＲＡＭ（Random Access Memory）５２、及び外部の装置との通信を行う入出力インタフェース部(Ｉ／Ｏ)５４を有しており、これらがバス５６を介して相互に通信可能に接続された構成になっている。入出力インタフェース５４には、ポンプ４０、第１開閉弁４２、第２開閉弁４４及び温度センサ５８が電気的に接続されている。ＣＰＵ４８は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ４８は、ＲＯＭ５０から制御プログラム５１を読み出し、ＲＡＭ５２を作業領域として制御プログラム５１を実行する。温度センサ５８は、例えばラジエータ１２における冷媒の流入口付近に設けられており、ラジエータ１２に流入する冷媒の温度（以下、「冷媒温度」と称する）を検出し、当該検出結果をＣＰＵ４８に出力する。ＣＰＵ４８は、ＲＯＭ５０に記録されている制御プログラム５１にしたがって、上記各構成要素の制御および各種の演算処理を行うように構成されている。この制御部４６は、上記の冷媒温度に基づいて、ポンプ４０の作動及び各開閉弁４２、４４の開閉を制御する。
以下、図３に示されるタイミングチャートに基づいて、制御部４６によるポンプ４０の作動タイミング及び各開閉弁４２、４４の開閉タイミングの一例について説明する。なお、図３に示される矢印Ａは、水吐出部３８から水が吐出（噴射）される時間を示しており、矢印Ｂ、Ｃは、水吐出部３８からの水の吐出量が調整（減少）される時間を示している。
燃料電池システムが作動されると、温度センサによって検出される冷媒温度が上昇し始める。制御部４６は、この冷媒温度が第１設定温度Ｔ１（例えば９５℃）になるまでは、ポンプ４０を停止状態にすると共に、各開閉弁４２、４４を閉状態にする。冷媒温度が第１設定温度Ｔ１に達すると、制御部４６は、ポンプ４０を作動させるとともに、第２開閉弁４４を開く。つまり、制御部４６は、第１開閉弁４２を閉じ且つ前記第２開閉弁を開いた状態でポンプ４０を作動させる。これにより、水タンク１６内から流路２８内へ送り込まれた水が第２流路３６内を通って水タンク１６へ還流されると共に、第１流路３４内において第１開閉弁４２まで水が到達した状態となる。
その後、冷媒温度が第２設定温度Ｔ２（例えば１００℃）に達すると、制御部４６は、第１開閉弁４２を開くと共に、第２開閉弁４４を閉じる。これにより、第２流路３６内への水の流入が阻止されると共に、第１流路３４内に流入した水が水吐出部３８からラジエータ１２へ向けて吐出される。吐出された水は、ラジエータ１２の表面に付着して気化し、当該水の蒸発潜熱によってラジエータ１２の放熱能力が向上する。
その結果、第２設定温度Ｔ２以上に上昇した冷媒温度が再び第２設定温度Ｔ２まで低下すると、制御部４６は、再び第２開閉弁４４を開く。これにより、水タンク１６内から流路２８内へ送り込まれた水の一部が第２流路３６を通って水タンク１６へと還流されるので、第１流路３４の水吐出部３８からの水の吐出量が減少する。その結果、第２設定温度Ｔ２以下に低下した冷媒温度が再び第２設定温度Ｔ２まで上昇すると、制御部４６は、第２開閉弁４４を閉じる。これにより、第２流路３６内への水の流入が再び阻止され、第１流路３４の水吐出部３８からの水の吐出量が増加する。その結果、第２設定温度Ｔ２以上に上昇した冷媒温度が再び第２設定温度Ｔ２まで低下すると、制御部４６は、再び第２開閉弁４４を開く。これにより、水吐出部３８からの水の吐出量が再び減少する。このように、制御部４６は、冷媒温度に基づいて第２開閉弁４４を間欠的に開閉することにより、水吐出部３８からの水の吐出量を制御（調整）する。なお、開閉弁４２、４４の少なくとも一方が開度調整可能なものであれば、より細かな吐出量の制御が可能となる。
そして、燃料電池システムが停止され、冷媒温度が低下すると、制御部４６は、ポンプ４０を停止させると共に、各開閉弁４２、４４を閉じる。この際、制御部４６は、第１開閉弁４２を第２開閉弁４４よりも先に閉じる構成になっている。具体的には、制御部４６は、燃料電池システムの停止により冷媒温度が第１設定温度Ｔ１まで低下すると、第１開閉弁４２を閉じる。この際、制御部４６は、ポンプ４０を作動させたままで且つ第２開閉弁４４を開いたままとする。これにより、水タンク１６内から流路２８内へと送り込まれる水が第２流路３６を通って水タンク１６へと還流され、水吐出部３８からの水の吐出が停止される。その後、冷媒温度が第３設定温度Ｔ３（例えば９０℃）まで低下すると、制御部４６は、ポンプ４０を停止させると共に、第２開閉弁４４を閉じる。なお、制御部４６が第２開閉弁４４を閉じるタイミングは、ポンプ４０の停止と同時が好ましいが、多少のタイムラグがあってもよい。
（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
上記構成の熱交換器冷却システム１０では、制御部４６がポンプ４０を作動させると、水タンク１６内に貯留された水が、ポンプ４０によって水タンク１６内から流路２８内へと送り出される。この流路２８は、水タンク１６から延出されると共に、その延出途中に設けられた分岐部３２において第１流路３４と第２流路３６とに分岐している。第１流路３４の先端部には、ラジエータ１２に対向して配置された水吐出部３８が設けられている。また、第１流路３４には、第１開閉弁４２が設けられており、第２流路３６には、第２開閉弁４４が設けられている。これらの第１開閉弁４２及び第２開閉弁４４は、上記の制御部４６によって開閉を制御される。
ここで、第１開閉弁４２が開き且つ第２開閉弁４４が閉じた状態では、上記の水が第１流路３４内を流れ、水吐出部３８からラジエータ１２へ向けて吐出される。吐出された水は、ラジエータ１２の表面に付着して気化し、当該水の蒸発潜熱によってラジエータ１２の放熱能力が向上する。また、第１開閉弁４２及び第２開閉弁４４の両方が開いた状態では、上記の水が第２流路３６内へも流れ込むので、第１流路３４内へ流れ込む水の流量すなわち水吐出部３８から吐出される水の吐出量が減少する。このため、例えば第１開閉弁４２が開いた状態で第２開閉弁４４が間欠的に開閉を繰り返されると、水吐出部３８から吐出される水の吐出量が間欠的に増減する。また例えば第２開閉弁４４が開いた状態で第１開閉弁４２が間欠的に開閉を繰り返されると、第１流路３４の水吐出部３８から水が間欠的に吐出される。このように、本実施形態では、ラジエータ１２へ向けて吐出される水の吐出量を調整可能とされている。
しかも、上記のように水の吐出量を減少させたり、水を間欠的に吐出させる場合でも、第２開閉弁４４が開いていることで第２流路３６内への水の流入が許容されるので、流路２８の内圧の変動を最小化することができる。これにより、流路２８内でのキャビテーションの発生を抑制することができる。
つまり、背景技術の欄で説明した先行技術のように、制御弁の開閉又は開度の調整により、流路内を流れる水の圧力損失を制御することで、水の吐出量（噴射水量）を調整する構成では、流路内の圧力が大きく変動する（例えば図４のＨ１とＨ２との間で大きく変動する）。その結果、キャビテーションを引き起し、流路内に発生する気泡によって吐出量が不安定になるおそれがあるが、本実施形態ではこれを回避することができる。なお図４は、ポンプの吐出し量と揚程（圧力）との関係を示す線図である。この図４において、Ｌ１は、制御弁が絞られた状態での損失揚程曲線であり、Ｌ２は、制御弁が開かれた状態での損失揚程曲線であり、Ｌ３は、ポンプの回転数が高速のときのポンプ性能曲線であり、Ｌ４は、ポンプの回転数が低速のときのポンプ性能曲線である。
また、噴射水量（吐出量）の制御には、ポンプの回転数を制御する方法もある。この方法によれば、上記のようなキャビテーションの発生を防止することができるが、インバーター等の制御機器が必要となるため、システムの高コスト化を招いてしまう。この点、本実施形態では、上記のような制御機器が不要であるため、システムの低コスト化を図ることができる。
しかも、本実施形態では、第２流路３６（第２ホース部２６）は、第２流路３６内に流入した水を水タンク１６内に還流させるように配索されている。これにより、第２流路３６に流入した水が廃棄される（例えば道路上に排水される）場合と比較して、水を有効利用することができる。その結果、水タンク１６の小型化や低コスト化が可能となる。また、水タンク１６の小型化により、水タンク１６の車両搭載性が向上する。
さらに、本実施形態では、流路２８の分岐部３２は、第１流路３４の先端部に設けられた水吐出部３８よりも鉛直方向の上側に位置しており、第２流路３６は、分岐部３２から鉛直方向の上側へ延びている。これにより、仮に流路２８内でキャビテーションが発生して気泡が発生した場合でも、当該気泡が第２流路３６内へ流れ込み易くなるので、第１流路３４の水吐出部３８からの水の吐出量が上記の気泡によって不安定になることを防止又は抑制できる。
また、本実施形態では、制御部４６は、第１開閉弁４２を閉じ且つ第２開閉弁４４を開いた状態でポンプ４０を作動させる。その結果、水タンク１６内から流路２８内へ送り込まれた水が第２流路３６内に流入すると共に、第１流路３４内において第１開閉弁４２まで水が到達した状態となる。これにより、その後に第１開閉弁４２が開いた際に、第１流路３４の水吐出部３８から迅速に水を吐出させることが可能となる。
また、本実施形態では、制御部４６は、ポンプ４０を停止させる場合、第１開閉弁４２及び第２開閉弁４４を閉じる。これにより、流路２８内から水タンク１６内への水の逆流を抑制することができる。その結果、水タンク１６内の水面（液面）の高さに関わらず、流路２８内の水面（液面）の高さを一定に保ち易くなる。その結果、次にポンプ４０を作動させた際に、水吐出部３８に水が到達するまでの時間が早くなる。
つまり、図５Ａ及び図５Ｂに示される比較例１００のように、水タンク１６と水吐出部３９とをつなぐホース１８（流路２８）が水タンク１６内の水の水面よりも上側へ延びており、且つ当該ホース１８に開閉弁が設けられていない構成では、ポンプ１８の停止時に、ホース１８内（流路２８内）の水が逆流して水タンク１６内へ戻る。この場合、ホース１８内の水は、水タンク１６内の水と水面の高さが等しくなるまで逆流する。このため、次にポンプ４０を作動させた際に、水吐出部３８に水が到達するまでの時間に遅れが生じることになるが、本実施形態ではこれを回避することができる。この効果は、水タンク１６及びホース１８の形状や配置に関わらず得られるので、水タンク１６及びホース１８の形状及び配置の自由度が高くなる。なお、図５Ａ及び図５Ｂでは、説明の都合上、水に相当する部分にドットを付している。
また、本実施形態では、制御部４６は、ポンプ４０を停止させる場合、第１開閉弁４２を第２開閉弁４４よりも先に閉じる。このように第１開閉弁４２が閉じた状態でも、第２開閉弁４４が開いていれば、第２流路３６内への水の流入が許容されるので、流路２８の内圧の高まりによって第１開閉弁４２に負荷がかかることを防止又は抑制できる。
さらに、本実施形態では、冷媒温度を検出する温度センサ５８の検出結果に基づいて、制御部４６がポンプ４０の作動と各開閉弁４２、４４の開閉とを制御する。これにより、ラジエータ１２へ向けて吐出される水の吐出量を、冷媒温度に応じて調整することができるので、ラジエータ１２の放熱能力を冷媒温度に応じて調整する（安定させる）ことができる。
＜変形例＞
次に、図６及び図７を用いて、本発明の実施形態の変形例について説明する。なお、図６及び図７では、上記実施形態と同様の構成に同符号を付している。
図６に示される第１変形例５０では、第２ホース部２６（第２流路３６）の先端側が、水タンク１６の注入口１７から水タンク１６内に挿入されており、第２ホース部２６の先端部が水タンク１６内の上下方向中央部付近に配置されている。この第１変形例５０においても、第２流路３６内に流入した水を水タンク１６に還流させることができるので、上記実施形態と基本的に同様の作用効果が得られる。
図７に示される第２変形例６０では、水タンク１６が、基端側ホース部２０、分岐部３２及び第１ホース部２４よりも鉛直方向の上側に配置されている。また、第２ホース部２６は、分岐部３２から上側へ延びると共に、水平方向に曲がって水タンク１６側へ延びている。第２ホース部２６の先端部は、水タンク１６の側壁を貫通して水タンク１６内に挿入されている。これにより、第２流路３６の先端部が水タンク１６内に連通されている。この第２変形例６０においても、第２流路３６内に流入した水を水タンク１６に還流させることができるので、上記実施形態と基本的に同様の作用効果が得られる。
＜実施形態の補足説明＞
上記実施形態では、第２流路３６内に流入した水（液体）が水タンク１６（貯留タンク）内に還流されるように第２流路３６（第２ホース部２６）が配索された構成にしたが、これに限るものではない。例えば第２流路の先端（第２ホース部２６の先端開口）が車両の下面側で大気に開放された構成、すなわち第２流路３６内に流入した液体が道路上に廃棄（排水）されるように第２流路３６が配索された構成にしてもよい。
また、上記実施形態では、分岐部３２が水吐出部３８（液体吐出部）よりも鉛直方向の上側に位置し、第２流路３６が分岐部３２から鉛直方向の上側へ延びた構成にしたが、これに限るものではない。流路の各構成部分（分岐部、第１流路、第２流路、水吐出部）の配置や配索経路は適宜変更可能である。
また、上記実施形態では、制御部４６は、ポンプ４０を停止させる場合に第１開閉弁４２及び第２開閉弁４４を閉じる構成にしたが、これに限るものではない。すなわち、制御部４６が第１開閉弁４２及び第２開閉弁４４の少なくとも一方を閉じずにポンプ４０を停止させる構成にしてもよい。
また、上記実施形態では、制御部４６は、ポンプ４０を停止させる場合に第１開閉弁４２を第２開閉弁４４よりも先に閉じる構成にしたが、これに限るものではない。例えば、制御部４６が、ポンプ４０を停止させる場合に、第１開閉弁４２及び第２開閉弁４４を同時に閉じる構成にしてもよい。
また、上記実施形態では、制御部４６は、第１開閉弁４２を閉じ且つ第２開閉弁４４を開いた状態でポンプ４０を作動させ、その後に第１開閉弁４２を開く構成にしたが、これに限るものではない。例えば、制御部４６がポンプ４０を作動させるのと同時に第１開閉弁４２及び第２開閉弁４４を開く構成にしてもよい。
また、上記実施形態では、第１開閉弁４２及び第２開閉弁４４が所謂ＯＮ−ＯＦＦ弁とされた構成にしたが、これらの開閉弁４２、４４の少なくとも一方が開度調整可能とされた構成であれば、水吐出部３８からの水の吐出量をより細かく制御することができる。
また、上記実施形態では、熱交換器の例としてラジエータ１２を挙げたが、これに限るものではない。熱交換器は、内部を流通する冷媒の熱を外表面から放熱するものであればよい。
その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは勿論である。
１０ 熱交換器冷却システム
１２ ラジエータ（熱交換器）
１６ 水タンク（貯留タンク）
２８ 流路
３２ 分岐部
３４ 第１流路
３６ 第２流路
３８ 水吐出部
４０ ポンプ
４２ 第１開閉弁
４４ 第２開閉弁
４６ 制御部
５８ 温度センサ

Claims (7)

  1. 冷媒の熱を放熱する熱交換器と、
    液体を貯留する貯留タンクと、
    前記貯留タンクから延出され、延出途中に設けられた分岐部において第１流路と第２流路とに分岐され、前記第１流路の先端部側に設けられた液体吐出部が前記熱交換器に対向して配置された流路と、
    前記貯留タンク内から前記流路内へ前記液体を送り出すポンプと、
    前記第１流路に設けられ、前記第１流路を開閉する第１開閉弁と、
    前記第２流路に設けられ、前記第２流路を開閉する第２開閉弁と、
    前記ポンプの作動を制御すると共に、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁の開閉を制御する制御部と、
    を備えた熱交換器冷却システム。
  2. 前記第２流路は、前記第２流路内に流入した前記液体を前記貯留タンク内に還流させるように配索されている請求項１に記載の熱交換器冷却システム。
  3. 前記分岐部は、前記液体吐出部よりも鉛直方向の上側に位置しており、
    前記第２流路は、前記分岐部から鉛直方向の上側へ延びている請求項１又は請求項２に記載の熱交換器冷却システム。
  4. 前記制御部は、前記第１開閉弁を閉じ且つ前記第２開閉弁を開いた状態で前記ポンプを作動させ、その後に前記第１開閉弁を開く請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の熱交換器冷却システム。
  5. 前記制御部は、前記ポンプを停止させる場合、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を閉じる請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の熱交換器冷却システム。
  6. 前記制御部は、前記ポンプを停止させる場合、前記第１開閉弁を前記第２開閉弁よりも先に閉じる請求項５に記載の熱交換器冷却システム。
  7. 前記冷媒の温度を検出する温度センサを備え、
    前記制御部は、前記温度センサの検出結果に基づいて前記ポンプの作動と前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁の開閉とを制御する請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の熱交換器冷却システム。
JP2019132162A 2019-07-17 2019-07-17 熱交換器冷却システム Pending JP2021017997A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019132162A JP2021017997A (ja) 2019-07-17 2019-07-17 熱交換器冷却システム
CN202010386159.7A CN112242540A (zh) 2019-07-17 2020-05-09 热交换器冷却系统
US16/872,384 US11454449B2 (en) 2019-07-17 2020-05-12 Heat exchanger cooling system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019132162A JP2021017997A (ja) 2019-07-17 2019-07-17 熱交換器冷却システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021017997A true JP2021017997A (ja) 2021-02-15

Family

ID=74170472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019132162A Pending JP2021017997A (ja) 2019-07-17 2019-07-17 熱交換器冷却システム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11454449B2 (ja)
JP (1) JP2021017997A (ja)
CN (1) CN112242540A (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4810336B1 (ja) * 1970-10-06 1973-04-02
JPH0275165A (ja) * 1988-09-08 1990-03-14 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池の温度調節装置
JP2004111060A (ja) * 2002-09-13 2004-04-08 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2017527768A (ja) * 2014-09-10 2017-09-21 マンターズ コーポレイションＭｕｎｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 蒸発冷却装置とともに用いるための水を最小にする方法及び装置
JP2019091529A (ja) * 2017-11-10 2019-06-13 株式会社デンソー 燃料電池システム

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3265122A (en) * 1964-07-01 1966-08-09 Carrier Corp Air conditioning systems for industrial applications
US3911060A (en) * 1971-05-19 1975-10-07 Baltimore Aircoil Co Inc Control system for injection cooling towers
JPS52128883A (en) * 1976-03-27 1977-10-28 Saarbergwerke Ag Purification of flue gas
US4389352A (en) * 1982-03-12 1983-06-21 Acme Engineering & Manufacturing Corporation Cooling pad support assembly
US4475356A (en) * 1983-03-21 1984-10-09 Lewis Hal B Blowdown apparatus and method
IL85817A (en) * 1988-03-22 1993-03-15 Dsb Eng Ltd Evaporative cooler
US5148859A (en) * 1991-02-11 1992-09-22 General Motors Corporation Air/liquid heat exchanger
US5444991A (en) * 1993-05-03 1995-08-29 Cox; William L. Engine cooling apparatus
US5884492A (en) * 1996-12-05 1999-03-23 Ac Corporation Air conditioning system and method for providing precise psychometric conditions in an air conditioned space
US6047555A (en) * 1999-01-13 2000-04-11 Yiue Feng Enterprise Co., Ltd. Refrigerating/air conditioning heat exchanging system with combined air/water cooling functions and the method for controlling such a system
JP2001357864A (ja) 2000-06-12 2001-12-26 Toyo Radiator Co Ltd 燃料電池システムにおけるラジエータ
US6698212B2 (en) * 2001-07-03 2004-03-02 Thermo King Corporation Cryogenic temperature control apparatus and method
US7308801B1 (en) * 2002-09-13 2007-12-18 Isothermal Systems Research, Inc. Method of operating a spray unit
US7082775B1 (en) * 2003-11-03 2006-08-01 Emergency Water Solutions, Inc. Heat exhaustion evaporative cooling
US20080103009A1 (en) * 2006-10-31 2008-05-01 Jungho Park Self-contained torque-coupling assembly
JP4441544B2 (ja) * 2007-03-15 2010-03-31 本田技研工業株式会社 車両の回生協調制動装置
US9180753B2 (en) * 2009-12-03 2015-11-10 Hyundai Motor Company Integrated cooling system for eco-friendly vehicle
US10343489B2 (en) * 2012-03-07 2019-07-09 Nano Evaporative Technologies, Inc. Evaporative HVAC apparatus
US20170219227A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-03 Ali Mohammad Bujsaim Dynamic cycle air conditioner with incremental dehumidification incorporating multiple circuits of the volume of air
JP2019043385A (ja) 2017-09-04 2019-03-22 株式会社デンソー 水散布冷却装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4810336B1 (ja) * 1970-10-06 1973-04-02
JPH0275165A (ja) * 1988-09-08 1990-03-14 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池の温度調節装置
JP2004111060A (ja) * 2002-09-13 2004-04-08 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2017527768A (ja) * 2014-09-10 2017-09-21 マンターズ コーポレイションＭｕｎｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 蒸発冷却装置とともに用いるための水を最小にする方法及び装置
JP2019091529A (ja) * 2017-11-10 2019-06-13 株式会社デンソー 燃料電池システム

Also Published As

Publication number Publication date
US11454449B2 (en) 2022-09-27
US20210018269A1 (en) 2021-01-21
CN112242540A (zh) 2021-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10882392B2 (en) Fuel cell system
JP2009544885A (ja) 冷却システム
JP7087770B2 (ja) 燃料電池システム
JP2008185001A (ja) 廃熱回収装置
US7000685B2 (en) Cooling system for vehicle
JP2021017997A (ja) 熱交換器冷却システム
JP2022079041A (ja) リザーバタンク
JPH0830412B2 (ja) 内燃機関の沸騰冷却装置
JP2016201315A (ja) 燃料電池冷却システム、及び、燃料電池式産業車両
JP2007198164A (ja) 冷却装置
JP2008303728A (ja) 排気熱回収器
JP7119875B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2018017222A (ja) エンジン冷却システム
JP2007285201A (ja) 気体抜き構造
JP2016160907A (ja) 沸騰冷却装置
JPS6183410A (ja) 内燃機関の沸騰冷却装置における冷媒温度制御装置
JPH11132041A (ja) 内燃機関の水冷式冷却装置
JP2010048113A (ja) Ｅｇｒ装置
KR102614149B1 (ko) 터보차저용 냉각수 순환구조
JP2007321716A (ja) ターボチャージャの冷却装置
JP2009289581A (ja) 燃料電池用消音器及びこれを用いた燃料電池システム
JP5875444B2 (ja) 燃料電池システム
JP7146865B2 (ja) 車両の機器冷却システム
JPH0633760A (ja) エンジンの沸騰冷却システム
US20240017189A1 (en) Gas-liquid separation mechanism of reserve tank

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210827

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220714

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220726

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220913

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20221025