JP5874580B2 - Thermal storage device and vehicle thermal management system - Google Patents
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Description
本発明は、流体の有する熱を蓄積し、また、蓄積した熱を流体に放出する蓄熱装置および車両用熱管理システムに関するものである。 The present invention relates to a heat storage device and a vehicle heat management system for accumulating heat of a fluid and discharging the accumulated heat to the fluid.
従来、エンジン冷却水を保温貯蔵する車両用蓄熱装置としては、例えば特許文献1に記載のように、金属製の内側タンクと外側タンクとからなる二重タンク構造であって、両タンク間の空隙部が真空断熱されている保温タンクが知られている。
Conventionally, as a vehicle heat storage device that keeps engine cooling water stored warm, for example, as described in
この保温タンクは、車両走行時に高温となったエンジン冷却水をタンク内部に取り込み、車両停止時にエンジン冷却水を保温貯蔵する。そして、次回のエンジン始動時にタンク内部に保温貯蓄したエンジン冷却水をエンジンや車室内暖房用のヒータコアに送り込み、エンジンの早期暖機促進や早期暖房に使用する。 This heat retention tank takes in the engine coolant that has become hot during vehicle travel, and stores the engine coolant while keeping the vehicle warm. Then, the engine cooling water stored and stored in the tank at the next engine start is sent to the engine and the heater core for heating the vehicle interior, and used for promoting early warm-up of the engine and early heating.
しかしながら、従来の車両用蓄熱装置では、保温タンクを設けるためのスペースが必要となったり、保温タンク自身の重量によりシステム全体として重量が増加する。また、保温タンクへ連通する通路と保温タンクを迂回するバイパス通路との切り替えを行う三方弁が必要であり、回路が複雑になるといった問題があった。 However, in the conventional vehicle heat storage device, a space for providing a heat retaining tank is required, or the weight of the entire system increases due to the weight of the heat retaining tank itself. In addition, a three-way valve for switching between a passage communicating with the heat retaining tank and a bypass passage bypassing the heat retaining tank is necessary, and there is a problem that the circuit becomes complicated.
本発明の目的は、上記問題に鑑み、従来よりも小型化した蓄熱装置および構成回路を簡素化した車両用熱管理システムを提供することである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a thermal management system for a vehicle in which a heat storage device and a constituent circuit that are smaller than conventional ones are simplified.
蓄熱装置に係るひとつの発明は、内部に流体通路(19、20)を構成するとともに、流体が流入もしくは流出もしくは流入および流出の両方を行う少なくとも2つの流出入ポート(9、10、11)が形成されたケーシング(7)と、ケーシング(7)の内部に設けられて流体の流路を変化させる仕切構造(17)と、を有し、ケーシング(7)の内部には、流出入ポート(9、10、11)から流入した流体との間で熱の授受を行う蓄熱手段(12a、12b)が設けられており、仕切構造(17)は、蓄熱手段(12a、12b)が流出入ポート(9、10、11)から流入する流体に対して熱の授受を行う場合と、流体に対して熱の授受を行わない場合とを実施することができるように流体の流路を変化させるものであり、流体通路(19、20)は仕切構造(17)により第1流体通路(19)と第2流体通路(20)とに形成され、第1流体通路(19)は、流出入ポート(9、10、11)のうち1つの流出入ポート(9、10、11)から流入した流体が蓄熱手段(12a、12b)に接触し、流出入ポート(9、10、11)のうち他の流出入ポート(9、10、11)から流出するように構成された通路であり、第2流体通路(20)は、流出入ポート(9、10、11)のうち1つの流出入ポート(9、10、11)から流入した流体が蓄熱手段(12a、12b)に接触することなく流出入ポート(9、10、11)のうち他の流出入ポート(9、10、11)から流出するように構成された通路であり、仕切構造(17)は、流出入ポート(9、10、11)から流入した流体が第1流体通路(19)と第2流体通路(20)とのいずれかに選択的に流入するように流体の流路を切り替える切替手段(8)を構成していることを特徴とする。
According to one aspect of the heat storage device, the fluid passage (19, 20) is formed inside, and at least two inflow / outflow ports (9, 10, 11) through which fluid flows in or out or both inflow and outflow are provided. A casing (7) that is formed, and a partition structure (17) that is provided inside the casing (7) and changes a fluid flow path. 9, 10 and 11) are provided with heat storage means (12a and 12b) for transferring heat to and from the fluid flowing in, and the partition structure (17) is provided with the heat storage means (12a and 12b) as an inflow / outflow port. the case for exchanging heat to the fluid flowing from (9, 10, 11), thereby changing the flow path of the fluid to be able to implement the case without exchange of heat to the fluid And
このような構成によれば、ケーシングの内部に、流体の流路を変化させる仕切構造と流出入ポートから流入した流体との間で熱の授受を行う蓄熱手段とが設けられている。したがって、仕切構造により流出入ポートから流入する流体の流路を変化させることで、蓄熱手段が流体から蓄熱する場合と流体に放熱する場合と蓄熱および放熱のいずれも行わない場合とを実現することができる。尚、本発明において、蓄熱装置に蓄積される熱、または蓄熱装置から放出される熱とは、車外の温度以上の温熱、車外の温度よりも低い冷熱または、その両方を意味する言葉である。 According to such a configuration, the partition structure for changing the flow path of the fluid and the heat storage means for transferring heat between the fluid flowing in from the inlet / outlet port are provided in the casing. Therefore, by changing the flow path of the fluid flowing in from the inflow / outflow port by the partition structure, the case where the heat storage means stores heat from the fluid, the case where heat is radiated to the fluid, and the case where neither heat storage nor heat dissipation is performed are realized. Can do. In the present invention, the heat accumulated in the heat storage device or the heat released from the heat storage device is a term that means a heat higher than the temperature outside the vehicle, a cold heat lower than the temperature outside the vehicle, or both.
つまり、従来では、保温タンクに流入する流体の量を制御する三方弁を保温タンクの外部に設けていたが、本発明ではケーシングの内部に流路を変化させる仕切構造と蓄熱手段とを設けている。よって当該三方弁が不要となった分だけ蓄熱装置を小型化できる。また、当該三方弁が不要となるので、従来よりも簡素化した回路を有する車両用熱管理システムを提供することができる。 That is, conventionally, a three-way valve that controls the amount of fluid flowing into the heat retaining tank is provided outside the heat retaining tank, but in the present invention, a partition structure that changes the flow path and a heat storage means are provided inside the casing. Yes. Therefore, the heat storage device can be miniaturized by the amount that the three-way valve is not necessary. Moreover, since the said three-way valve becomes unnecessary, the thermal management system for vehicles which has a circuit simplified more than before can be provided.
さらに、仕切構造(17)は、可動式の構造であることを特徴とする。 Furthermore, the partition structure (17) is a movable structure.
このような構成によれば、ケーシングの外部に開閉弁を設けなくとも、蓄熱手段を利用する場合と利用しない場合とを切替えることができる。よって、回路構成をさらに簡素化することができる。
蓄熱装置に係るひとつの発明は、内部に流体通路(19、20)を構成するとともに、流体が流入もしくは流出もしくは流入および流出の両方を行う少なくとも2つの流出入ポート(9、10、11)が形成されたケーシング(7)と、ケーシング(7)の内部に設けられて流体の流路を変化させる仕切構造(17)と、を有し、ケーシング(7)の内部は、流出入ポート(9、10、11)から流入した流体との間で熱の授受を行う蓄熱手段(12a、12b)が設けられており、仕切構造(17)は、蓄熱手段(12a、12b)が流出入ポート(9、10、11)から流入する流体に対して熱の授受を行う場合と、流体に対して熱の授受を行わない場合とを実施することができるように流体の流路を変化させるものであり、蓄熱手段(12d)は、凝固点以下の温度に冷却されても凝固しない過冷却状態となり、外力を加えることで過冷却状態が解除され凝固する特性を有する過冷却蓄熱材により形成されており、仕切構造(16f)は、可動式であって、仕切構造(16f)に設けられた突起部(16e)が蓄熱手段(12d)に当接しない状態と、突起部(16e)が蓄熱手段(12d)に当接する状態とを切り替えるように可動することを特徴とする。
According to such a configuration, the case where the heat storage means is used and the case where it is not used can be switched without providing an on-off valve outside the casing. Therefore, the circuit configuration can be further simplified.
According to one aspect of the heat storage device, the fluid passage (19, 20) is formed inside, and at least two inflow / outflow ports (9, 10, 11) through which fluid flows in or out or both inflow and outflow are provided. It has a formed casing (7) and a partition structure (17) provided inside the casing (7) to change the flow path of the fluid, and the inside of the casing (7) has an inflow / outflow port (9 10, 11) is provided with heat storage means (12a, 12b) for transferring heat to and from the fluid flowing in, and the partition structure (17) has the heat storage means (12a, 12b) connected to the outflow port ( 9, 10, 11) The flow path of the fluid is changed so that the case where heat is exchanged with respect to the fluid flowing in and the case where heat is not exchanged with the fluid can be performed. Yes, heat storage means ( 2d) is formed of a supercooling heat storage material having a characteristic of solidifying when it is cooled to a temperature below the freezing point and does not solidify, and is released from the supercooling state by applying an external force. ) Is movable, and the protrusion (16e) provided on the partition structure (16f) does not contact the heat storage means (12d), and the protrusion (16e) contacts the heat storage means (12d). It is characterized by being movable so as to switch between states.
なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and the above-described means are examples of a correspondence relationship with the specific means described in the embodiments described later as one aspect, and are technical terms of the present invention. It does not limit the range.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図1ないし図9を用いて詳細に説明する。本実施形態では、車両用熱管理システム1を、エンジン2(内燃機関)から走行のための駆動力を得る車両に適用している。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In this embodiment, the vehicle
図1に示すように、車両用熱管理システム1はエンジン2、ラジエータ3、ヒータコア4、蓄熱装置5、ポンプ6a、6bを備えている。なお、ポンプ6a、6bはエンジン冷却水を循環させるものである。
As shown in FIG. 1, the vehicle
図1に示すように、エンジン2は冷却水通路2aを介してラジエータ3に接続されている。ラジエータ3は冷却水通路2bを介してヒータコア4に接続されている。ヒータコア4は冷却水通路2fを介して蓄熱装置5に接続されている。蓄熱装置5は冷却水通路2eを介してエンジン2に接続されている。また、冷却水通路2bは分岐通路2c、2dが接続されており、分岐通路2cはエンジン2に、分岐通路2dは蓄熱装置5に接続されている。分岐通路2dは、冷却水通路2bにおいて、分岐通路2cおよび冷却水通路2bの分岐点2gとヒータコア4との間に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
また、ポンプ6aは分岐通路2cに設けられており、駆動することでエンジン2に流入する方向に冷却水を流す。ポンプ6bは冷却水通路2bにおいて、分岐点2gと冷却水通路2bおよび分岐通路2dの分岐点2hとの間に設けられており、駆動することで分岐点2gから分岐点2hに向けて冷却水を流す。
Moreover, the
ラジエータ3は、冷却水と外気とを熱交換することによって冷却水の熱を外気に放熱させる放熱用熱交換器である。ヒータコア4は、冷却水の熱を利用して、車室内へ吹き出される暖房用空気を加熱する加熱用熱交換器である。ポンプ6a、6bは、冷却水を吸入して吐出するポンプであり、電動モータにより駆動されるものである。
The
蓄熱装置5は、冷却水の有する熱を蓄積もしくは放出し、また流体回路100上における冷却水の流路を変化させるものである。図2に示すように、蓄熱装置5は、ケーシング7、7aとロータリ式バルブの弁体8と流出入ポートを構成する第1配管9、第2配管10および第3配管11と蓄熱手段12a、12bとを有している。また、図3に示すように蓄熱装置5はロータリ式バルブの弁体8を駆動するための駆動手段13を有する。
The
ケーシング7の内部には、ケーシング7と二重構造を構成する内部ケーシング7aが設けられており、ケーシング7と内部ケーシング7aとの間には間隙部7bが設けられている。間隙部7bは真空抜きされ真空断熱となっている。このような構造により、蓄熱手段12a、12bに蓄えられた熱がケーシング7の外部に逃げることを効果的に抑止できる。
Inside the
ケーシング7には、各配管9、10、11を接続するための配管用開口部9a、10a、11aが形成されている。また、ケーシング7、7aには後述する回転軸18がケーシング7aの内部からケーシング7の外部に貫通可能となるように図示しない回転軸開口部がそれぞれ形成されている。ケーシング7、7aの材質はナイロン、PPA、PPS等の合成樹脂材料を使用する。なお、耐圧性能が必要な場合には、金属(アルミニウム、SUS材)を用いる。
In the
図2において、第2配管10と第3配管11とは互いに一直線上に配置されている。第1配管9は、上記一直線に対して垂直な方向に突出している。第1配管9は冷却水通路2eと接続されており、第2配管10は冷却水通路2fと接続されており、第3配管11は分岐通路2dと接続されている。
In FIG. 2, the
本実施形態のロータリ式バルブの弁体8はケーシング7aの内部に設けられており、回転することにより第1配管9と第2配管10と第3配管11とが選択的に連通する流路を形成するロータリ式3方弁である。図4に示すように、ロータリ式バルブの弁体8は相対向する上側側壁14および下側側壁15と、これら側壁14、15を支持するように、その間に形成された周壁16と、仕切構造17とから構成される。本実施形態では、仕切構造17は流路を形成するための仕切板である。
The
上側側壁14には相対向する側壁14、15間を結ぶ方向に延在する回転軸18が結合されており、回転軸18を回転制御することで回転軸18とロータリ式バルブの弁体8とが一体となって回転する。
A
図4に示すように、周壁16は上側側壁14から直角方向に延在し、上側側壁14の中心点と下側側壁15の中心点とを結ぶ直線を中心軸とし、上側側壁14と略同じ径で湾曲した円弧状平面部を形成している。ロータリ式バルブの弁体8には側壁14、15と周壁16とにより開口部16bが形成されており、さらに開口部16bは仕切構造17により2つの小開口部16c、16dに区切られている。小開口部16dは、ロータリ式バルブの弁体8が図2に示す位置で停止した場合に、第1配管9と第2配管10との両方を同時に開口可能な大きさである。小開口部16cは配管9、10、11と略同程度の大きさである。また、周壁16は、ロータリ式バルブの弁体8が図7に示す位置で停止した場合に、全ての配管9、10、11を同時に閉口できる大きさである。
As shown in FIG. 4, the
図2および図4に示すように、仕切構造17は、一端17aが側壁14、15の外周まで延びており、他端17bが側壁14、15の外周の手前まで延びている。前述のとおり一端17aは開口部16bを2つの小開口部16c、16dに区切っている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
また、ロータリ式バルブの弁体8を回転させることでケーシング7aの内部に流入した冷却水が後述する第1流体通路19および第2流体通路20のいずれかに選択的に流入する切り替えることができる。
Further, by rotating the
側壁14、15および周壁16の材質は、熱を外部に通しにくい断熱性を有する樹脂材等である。したがって、蓄熱手段12a、12bに蓄えられた熱がロータリ式バルブの弁体8の外部に逃げることを抑止できる。
The material of the
蓄熱手段12a、12bは流出入ポート9、10、11から流入した冷却水の有する熱を蓄積するまたは、蓄積した熱を冷却水に放出するものである。蓄熱手段12a、12bは、アルミ製ケースの内部にパラフィンを内蔵し形成されている。図2に示すように、蓄熱手段12aは、周壁16と略同程度の大きさである円弧状平面に形成されており、周壁16の内周面に貼り付けられている。蓄熱手段12bは、仕切構造17において周壁16の内周面と対向する面に設けられ、周壁16の内周面方向に膨らんだ形状である。蓄熱手段12bの高さ(図2において、紙面垂直方向の長さ)は仕切構造17と略同程度のである。このような構成により、ケーシング7aとロータリ式バルブの弁体8と蓄熱手段12とによって第1流体通路19が形成される。
The heat storage means 12a, 12b accumulates the heat of the cooling water flowing in from the inflow /
図2に示すように、蓄熱手段12bは周壁16の内周に沿うように膨らんだ形状となっているため、第1流体通路19は蓄熱手段12aに沿って湾曲した形状となる。また、小開口部16c、16dはそれぞれ第1流体通路19の入口および出口のいずれかを形成している。このような構造から、第2流体通路20に比べて第1流体通路19の距離を長く設けることが可能となる。よって、蓄熱手段12a、12bと冷却水との接触時間を長くすることができ、蓄熱時間および蓄熱手段12a、12bから熱が冷却水に放出される時間を長く確保することができる。
As shown in FIG. 2, since the heat storage means 12b has a shape that swells along the inner periphery of the
ロータリ式バルブの弁体8は、図2に示す位置で停止した場合には第1配管9と第2流体通路20と第2配管10とが連通し、図5に示す位置で停止した場合には第1配管9と第1流体通路19と第2配管10とが連通し、図7に示す位置で停止した場合には全ての配管9、10、11を同時に閉口し、図8に示す位置で停止した場合には第1配管9と第1流体通路19と第3配管11とを連通する。このようにロータリ式バルブの弁体8は、ケーシング7aの内部に流入した冷却水が第1流体通路19と第2流体通路20とのいずれかに選択的に流入するように冷却水の流路を切り替えることができる。
When the
図2に示すように内部ケーシング7aの内部と各配管9、10、11と接続部分にはシール部材16aが設けられている。このような構造により、ケーシング7aの内部に流入した冷却水がケーシング7aとロータリ式バルブの弁8との間に生じる隙間を介して閉口している配管から回路100に流出することを防止することができる。シール部材16aの材質は、冷却水に配合されるエチレングリコール、防錆剤、および性能向上剤等に耐久性のあるゴム材料が好ましい。従って、一般的には、EPDMやフッ素ゴムが用いられる。また、回転軸開口部を介してケーシング7aの内部に存在する冷却水がケーシング7aの外部に漏れないようにするために、回転軸開口部にはOリングによる円筒シールが設けられている。
As shown in FIG. 2, a
図3に示す駆動手段13は、駆動源の動力を回転軸18に伝達して回転軸18の角度を制御することにより、ロータリ式バルブの弁体8を夫々予め定められた回転角だけ駆動しては停止させることを繰り返すものである。駆動手段13は、図示しない駆動モータと、駆動モータの回転動力をロータリ式バルブの弁体8に伝達する歯車等の動力伝達部材から成る。
The drive means 13 shown in FIG. 3 drives the
エンジン2には図示しない3つの冷却水用開口部が設けられており、一つは冷却水通路2aと接続されており、他の1つは分岐通路2cと接続されており、他の1つは冷却水通路2eと接続されている。
The
以上のような構成により、以下のように冷却水を流すことができる。ポンプ6aを駆動することでエンジン2から流出した冷却水を冷却水通路2a、ラジエータ3、冷却水通路2bおよび分岐通路2cを介してエンジン2に流入させることができる(図5の破線矢印)。
With the above configuration, cooling water can be flowed as follows. By driving the
ポンプ6aを駆動し、ポンプ6bを停止し、ロータリ式バルブの弁体8を図5で示す位置で停止することで、エンジン2から流出した冷却水は、冷却水通路2e、第1配管9、第1流体通路19、第2配管10、冷却水通路2f、ヒータコア4、冷却水通路2bおよび分岐通路2cを介してエンジン2に流入する(図5の実線矢印)。
The
ポンプ6aを駆動し、ポンプ6bを停止し、ロータリ式バルブの弁体8を図6で示す位置で停止することで、エンジン2から流出した冷却水は、冷却水通路2e、第1配管9、第2流体通路20、第2配管10、冷却水通路2f、ヒータコア4、冷却水通路2bおよび分岐通路2cを介してエンジン2に流入させることができる(図6の実線矢印)。
The
ポンプ6aを停止し、ポンプ6bを駆動し、ロータリ式バルブの弁体8を図8で示す位置で停止することで、エンジン2から流出した冷却水は分岐通路2c、冷却水通路2b、分岐通路2d、第3配管11、第1流体通路19、第1配管9および冷却水通路2eを介してエンジン2に流入させることができる(図8の実線矢印)。
The
ポンプ6aを停止し、ポンプ6bを駆動し、ロータリ式バルブの弁体8を図9で示す位置で停止することで、エンジン2から流出した冷却水は分岐通路2c、冷却水通路2b、ヒータコア4、冷却水通路2f、第2配管10、第1流体通路19、第1配管9および冷却水通路2eを介してエンジン2に流入させることができる(図9の実線矢印)。
The
次に、上記構成における本実施形態の作動の概略を説明する。車両用熱管理システム1は、図示しない各種センサからの制御信号により、状況に応じて以下で述べる第1モードないし第5モードが切り替えられる。
Next, the outline of the operation of the present embodiment in the above configuration will be described. The vehicle
第1モードは、冷却水の温熱を蓄熱手段5に蓄熱する蓄熱モードである。第1モードでは、ポンプ6aを駆動し、ポンプ6bを停止し、ロータリ式バルブの弁体8を図5で示す位置で停止する。これにより、図5の破線矢印および実線矢印で示すように冷却水は流れる。冷却水は、第1流体通路19を通過する際に蓄熱手段12a、12bに放熱し、蓄熱手段12a、12bに蓄熱される。
The first mode is a heat storage mode in which the heat of the cooling water is stored in the heat storage means 5. In the first mode, the
第2モードは、エンジン2が駆動している状態において、冷却水から蓄熱装置5へ温熱の蓄積が完了した場合などの蓄熱不要モードである。第2モードでは、第1ポンプ6aを駆動し、第2ポンプ6bを停止し、ロータリ式バルブの弁体8を図6で示す位置で停止する。これにより、図6の破線矢印および実線矢印で示すように冷却水は流れる。よって、冷却水は第1流体通路19を通過しない。
The second mode is a heat storage unnecessary mode in the case where the accumulation of warm heat from the cooling water to the
第3モードは、エンジン2が停止しているエンジン停止モードである。第3モードでは、ポンプ6aおよびポンプ6bを停止し、ロータリ式バルブの弁体8を図7で示す位置で停止する。これにより、各配管9、10、11は閉口され、各配管9、10、11を流れる流体の流れが遮断される。よって、蓄熱装置5から各配管9、10、11を介して温熱が回路100へ流れるに逃げるのを防止し、温熱の保温を行うことができる。
The third mode is an engine stop mode in which the
第4モードは、蓄熱手段5に蓄えられた温熱を利用して、エンジン2を駆動する前にエンジン2の暖機を実施するエンジンプレ暖機状態、またはエンジン2を始動した直後でエンジン水温がエンジン2を暖機するのに十分な温度以下の状態であるエンジンプレ暖機モードである。このモードは、例えば、ハイブリッド車両や、商用電源から走行用バッテリに充電可能なプラグインハイブリッド車両において、エンジン2を使用せずモータのみで走行するモードにおいて、走行用バッテリの電池残量から、エンジン2作動が必要な時期を推定する事で、エンジン2が始動する前に、エンジン2の暖機を実施する。第4モードでは、ポンプ6aを停止し、ポンプ6bを駆動し、ロータリ式バルブの弁体8を図8で示す位置で停止する。これにより、図8の実線矢印で示すように冷却水は流れる。冷却水は、第1流体通路19を通過する際に蓄熱手段12a、12bから吸熱する。その後、冷却水はエンジン2に流入する。したがって、蓄熱装置5の温熱を利用してエンジン2のプレ暖機を行うことができる。
In the fourth mode, the temperature stored in the heat storage means 5 is used to warm up the
第5モードは、車両の走行中に信号待ち等で一時停車した場合にエンジン2が自動的に一時停止するアイドリングストップモードを備えた車両であり、アイドリングストップ状態である場合において室内を暖機する必要がある状態に利用するモードである。第5モードでは、ポンプ6aを停止し、ポンプ6bを駆動し、ロータリ式バルブの弁体8を図9で示す位置で停止する。これにより、図9の実線矢印で示すように冷却水は流れる。冷却水は、第1流体通路19を通過する際に、蓄熱手段12a、12bから温熱を吸収する。その後、冷却水はエンジン2を介してヒータコア4に流入する。したがって、蓄熱装置5の温熱を利用する事と、エンジン2が持つ大きな熱容量により、冷却水へ温熱を継続的に放熱可能とする事で、ヒータコア4による暖房を継続的に行うことができる。
The fifth mode is a vehicle having an idling stop mode in which the
第5モードが解除された後、ヒータコア4に流入する冷却水の温度が所定温度(例えば60℃)よりも低い場合には、第5モードを延期する。もしくは、ポンプ6aを駆動しポンプ6bを停止し、ロータリ式バルブの弁体8を図5で示す位置で停止し図5の実線矢印で示すように冷却水を流すことで第5モードと同様の効果を得ることができる。この場合、ヒータコア4から流出した冷却水は、冷却水通路2b、分岐通路2c、エンジン2に流入する。その後、エンジン2から流出した冷却水は第1配管9を介して第1流体通路19に流入、蓄熱手段12a、12bから吸熱した後、第2配管10を介してヒータコア4へ流入する。
After the fifth mode is canceled, when the temperature of the cooling water flowing into the
以上のように、仕切構造17により流出入ポート9、10、11から流入する冷却水の流路を変化させることで、蓄熱手段12a、12bが冷却水から蓄熱する場合と冷却水に放熱する場合と蓄熱および放熱のいずれも行わない場合とを実現することができる。つまり、本実施形態では、冷却水の流路を変える三方弁が不要となった分だけ蓄熱装置5を小型化できる。また、当該三方弁が不要となるので、従来よりも簡素化した回路100を有する車両用熱管理システム1を提供することができる。
As described above, the heat storage means 12a, 12b stores heat from the cooling water and dissipates heat to the cooling water by changing the flow path of the cooling water flowing in from the inflow /
(第2実施形態)
第1実施形態では、車両用熱管理システム1は、エンジン2(内燃機関)から走行のための駆動力を得る車両に適用した構成であったが、第2実施形態では、水冷式バッテリ26から走行のための駆動力を得る車両に適用している。第1実施形態の車両用熱管理システム1は、エンジン2、ラジエータ3、ヒータコア4、蓄熱装置5、ポンプ6a、6bから構成されたものであったが、第2実施形態の車両用熱管理システム1Aは、図10に示すようにヒータコア4、ラジエータ3、第1の流体循環ポンプ6cおよび水冷式コンデンサ21と有する第1流体循環回路110と、チラー22、クーラコア23、第2の流体循環ポンプ6dとを有する第2流体循環回路120と、コンプレッサ24、水冷式コンデンサ21、膨張弁25およびチラー22を有する冷却回路130と、を含む回路から構成されている。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the vehicle
また、図10に示すように、蓄熱装置5の下流側には第1流体循環回路110および第2流体循環回路120の少なくとも1つの回路を循環する冷却水が流通して温度調整される被温調装置である水冷式の水冷式バッテリ26が設けられている。
Further, as shown in FIG. 10, the cooling water circulating through at least one of the first
水冷式コンデンサ21は、コンプレッサ24から吐出した高温高圧の冷媒と熱媒体(本実施形態では、第1流体循環回路110を流れる冷却水)とを熱交換して冷媒を冷却し、熱媒体を加熱する温熱源体である。本実施形態では、冷媒としてフロン(R134a)を用いているので、水冷式コンデンサ21内で冷媒は冷却されて凝縮することによりそのエンタルピを低下させる。
The water-cooled
チラー22は、膨張弁25から吐出した低温低圧の冷媒と熱媒体(本実施形態では、第2流体循環回路120を流れる冷却水)とを熱交換して冷媒を加熱し、熱媒体を冷却する冷熱源体である。クーラコア23は、冷却水と送風空気とを熱交換させて送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。コンプレッサ24は冷媒を吸入圧縮するものであり、本実施形態では動力伝達手段を介して図示しない駆動手段から動力を得て稼動する。膨張弁25は水冷式コンデンサ21から流出した高圧の冷媒を減圧する減圧手段である。
The
水冷式バッテリ26は、回路上の冷却水が水冷式バッテリ26の内部に流入するための流体流入ポート26aと水冷式バッテリ26の内部の冷却水が回路上に流出するための流体流出ポート26bと、を有している。水冷式バッテリ26は、長寿命化などの観点から所定の温度帯(10℃〜40℃程度)に保つことが望ましい。また、流体流入ポート26aと蓄熱装置5とは冷却水通路2iを介して接続されており、冷却水通路2iには冷却水の温度を検知する冷却水温度検知手段、例えばサーミスタ27が設けられている。流体流出ポート26bは、図示しない弁装置を介して第1流体循環回路110および第2流体循環回路120と接続されている。弁装置は、流体流出ポート26bと第1流体循環回路110および第2流体循環回路120との連通状態を制御するものである。
The water-cooled
蓄熱装置5は、図10に示すように第1流入ポートである第2配管10および第2流入ポートである第3配管11と流出ポートである第1配管9とを有する。第2配管10は第1流体循環回路110において、水冷式コンデンサ21とヒータコア4との間であって、水冷式コンデンサ21によって加熱された高温冷却水が流入可能な部分に設けられている。第3配管11は第2流体循環回路120において、チラー22とクーラコア23との間であって、チラー22により冷却された低温冷却水が流入可能な部分に接続されている。第1配管9は冷却水通路2iを介して水冷式バッテリ26に接続されている。
As shown in FIG. 10, the
ロータリ式バルブの弁体8は、冷却水温度検知手段27により検知される温度が25℃よりも所定の値だけ低い値未満の場合は、第2配管10と第1流体通路19と第1配管9とを連通する位置(図10に示す位置)で停止し、25℃よりも所定の値を加えた値以上の場合は、第3配管11と第1流体通路19と第1配管9とを連通する位置(図示しない)で停止する。また、回路110、120上に冷却水が流れていない場合には、全ての配管9、10、11を同時に閉口する位置(図示しない)でロータリ式バルブの弁体8は停止する。
When the temperature detected by the cooling water
ここで、25℃に対して所定値を加えたまたは引いた値を判断基準とするのは、25℃で設定してしまうと、水温が25℃程度である場合、頻繁に作動を繰り返す(ハンチング)可能性がある為であり、所定の値の幅を設ける事で、ハンチングを防ぐ事が可能となる。 Here, a value obtained by adding or subtracting a predetermined value with respect to 25 ° C. is used as a criterion. If set at 25 ° C., the operation is frequently repeated when the water temperature is about 25 ° C. (hunting) This is because there is a possibility that hunting can be prevented by providing a width of a predetermined value.
冷却回路130では、冷媒は図10の破線で示すように流れる。コンプレッサ24に流入した冷媒は、コンプレッサ24で圧縮され高温高圧のガス冷媒となる。高温高圧のガス冷媒は水冷式コンデンサ21に流入し、ここで第1流体循環回路110を流れる冷却水に熱を放出し液化する。そして液冷媒は膨張弁25で絞り作用を受けて減圧され低温低圧状態となり、その後チラー22に流入する。冷媒はチラー22で第2流体循環回路120を流れる冷却水から熱を奪って気化し、その後コンプレッサ24に流入する。
In the
第1流体循環回路110では、冷却水は図10の実線で示すように流れる。水冷式バッテリ26から流出した冷却水がラジエータ3を介して水冷式コンデンサ21に流入する。また、ヒータコア4に温水を流して暖房を実施している場合においては、ラジエータ3にて外気に熱を放出してしまうとエネルギーのロスが発生するため、冷却水は迂回冷却水通路2jを通るように三方弁28を切り替える。その後、冷却水は水冷式コンデンサ21において高温高圧冷媒と熱交換を行い加熱される。そして加熱された冷却水の一部がヒータコア4に流入し、前述の所定の温度条件(25℃よりも所定の値だけ低い値未満)が成立する場合は、残りの冷却水は第2配管10から蓄熱装置5に流入する。冷却水は第1流体通路19を通過した後、第1配管9より流出し水冷式バッテリ26に流入する。
In the first
第2流体循環回路120では、冷却水は図10の一点鎖線で示すように流れる。水冷式バッテリ26から流出した冷却水はチラー22において低温低圧冷媒と熱交換を行い冷却される。そして冷却された冷却水の一部がクーラコア23に流入し、前述の所定の温度条件(25℃よりも所定の値を加えた値以上)が成立する場合は、残りの冷却水は第3配管11から蓄熱装置5に流入する。冷却水は第1流体通路19を通過した後、第1配管9より流出し水冷式バッテリ26に流入する。
In the second
次に、上記構成における本実施形態の作動の概略を説明する。水冷式バッテリ26が駆動することで第1流体循環回路110および第2流体循環回路120に冷却水が流れ、冷却回路130に冷媒が流れる。サーミスタ27により検知される温度が25℃よりも所定の値だけ低い値未満の場合には、冷却水は、第3配管11から第1流体通路19に流入し蓄熱手段12a、12bに温熱を放出し、また蓄熱手段12a、12bから冷熱を吸収する。その後、冷却水は第1配管9から流出し水冷式バッテリ26に流入する。
Next, the outline of the operation of the present embodiment in the above configuration will be described. When the water-cooled
冷却水温度検知手段27により検知される温度が25℃に加えて所定の値以上の場合には、冷却水は、第2配管10から第1流体通路19に流入し、蓄熱手段12a、12bに冷熱を放出し、また蓄熱手段12a、12bから温熱を吸収する。その後、冷却水は第1配管9から流出し水冷式バッテリ26に流入する。
When the temperature detected by the cooling water temperature detection means 27 is not less than a predetermined value in addition to 25 ° C., the cooling water flows into the
これらの作動を繰り返すことで、安定して所定温度の中央値(25℃)近傍の冷却水を水冷式バッテリ26に流すことができ、水冷式バッテリ26の長寿命化を実現することができる。また、蓄熱手段12a、12bが無い場合には、所定温度の中央値を狙う為に、頻繁な切替手段8の作動が必要となり、切替手段8の作動寿命が短くなる問題があるが、蓄熱手段12a、12bを設ける事で、水温が所定温度の中央値に近い範囲でゆっくりと変動する為、切替手段8の頻繁な作動が必要なくなる。
By repeating these operations, cooling water in the vicinity of the median value (25 ° C.) of the predetermined temperature can be stably flowed to the water-cooled
また、水冷式バッテリ26が発熱していない状態、例えば上記の所定温度条件に当てはまらないな場合には回路110、120に冷却水を流す必要は無いので、全ての配管9、10、11はロータリ式バルブの弁体8により閉口され、蓄熱装置5の内部に熱が保温される。保温された熱は次回水冷式バッテリ26を駆動する際に利用することができる。
In addition, when the water-cooled
(第3実施形態)
上記第1実施形態では、切替手段はケーシング7、7aの内部に設けられたロータリ式バルブの弁体8であったが、第3実施形態では、図11に示すように、ケーシング7の外部であって各配管9、10、11にそれぞれ切替手段である開閉弁9b、10b、11bを設けている。尚、図11に示す開閉弁9b、10b、11bはそれぞれ、各配管9、10、11を閉口している状態を示している。
(Third embodiment)
In the first embodiment, the switching means is the
ケーシング7の内部中央には円柱形の蓄熱手段12cを設けている。また、ケーシング7の内部には、蓄熱手段12cよりも縦方向(図11において紙面垂直方向)の長さが長い固定仕切板29a、29bが設けられている。図11に示すように固定仕切板29aは、第1配管9および第3配管11と対向する大きさであり、第1配管9から流入した冷却水が第3配管11から流出する場合に、冷却水が蓄熱手段12cに接触しないように設けられている。固定仕切板29aと内部ケーシング7aとにより第2流体通路20aが形成されている。図11に示すように、固定仕切板29bは、内部ケーシング7aの内部に形成された第1配管9と第2配管10とを連通する通路上であって第1配管9の近傍に設けている。このような構成により、第3配管11と第2配管10とを連通する通路上に第1流体通路19aが形成される。
A cylindrical heat storage means 12 c is provided at the center of the
以上のように、固定仕切板29a、29bにより流入ポートから流入する冷却水の流路を変化させることで、蓄熱手段12cが冷却水から蓄熱する場合と冷却水に放熱する場合と蓄熱および放熱のいずれも行わない場合とを実現することができる。
As described above, by changing the flow path of the cooling water flowing from the inflow port by the fixed
つまり、冷却水の流路を変える三方弁が不要となった分だけ蓄熱装置5Bを小型化できる。また、当該三方弁が不要となるので、従来よりも簡素化した回路を有する車両用熱管理システム1Bを提供することができる。
That is, the
さらに、開閉弁9bを閉じ、開閉弁10bおよび開閉弁11bを開く、もしくは開閉弁9bおよび開閉弁10bを開き、開閉弁11bを閉じることで、蓄熱装置5Bの内部に流入した冷却水は第1流体通路19aを通過し、蓄熱装置5Bの外部に流出させることができる。したがって、冷却水から蓄熱手段12cに蓄熱し、もしくは、蓄積した熱を冷却水に放出することができる。また、開閉弁9bおよび開閉弁11bを開き、開閉弁10bを閉じることで、蓄熱装置5Bの内部に流入した冷却水は第2流体通路20aを通過し、蓄熱装置5Bの外部に流出させることができる。したがって、蓄熱手段12cが蓄熱および放熱のいずれも行わないようすることもできる。このように、開閉弁9b、10b、11bを設けることで、蓄熱装置5Bの内部構造を簡素することができる。
Further, the on-off
(第4実施形態)
第1実施形態および第2実施形態では、内部ケーシング7aの内部に第1流体通路19と第2流体通路20とを同時に設ける構造としたが、第4実施形態では必要に応じて内部ケーシング7a内部を第1流体通路19bもしくは第2流体通路20bに切り替える構成としている。
(Fourth embodiment)
In the first embodiment and the second embodiment, the
第4実施形態の蓄熱装置5Cは、図12(a)に示すように、内部ケーシング7aの内部に蓄熱手段12dが設けられた構造である。蓄熱手段12dは断面形状が図12(a)に示すように円形に突起部が付加された形状であって、高さ(図12(a)において紙面垂直方向の長さ)は内部ケーシング7aの高さと略同程度である。蓄熱手段12dは、融解・凝固時の潜熱を利用して蓄熱または放熱する蓄熱材、例えば、酢酸ナトリウム水和物により形成されている。
As shown in FIG. 12A, the
この蓄熱材は、凝固点を下回ってもある程度の温度までは凝固しない過冷却状態を取りうるものである。過冷却状態から凝固に至る過程には、更に冷却する事や、外部から衝撃を与える事で、一気に凝固を開始させることが可能であり、その際に凝固熱として一気に熱を放出する。 This heat storage material can take a supercooled state in which it does not solidify to a certain temperature even if it is below the freezing point. In the process from the supercooled state to solidification, solidification can be started at once by further cooling or applying an impact from the outside, and at that time, heat is released as solidification heat.
また、内部ケーシング7aの内部には仕切構造である周壁16fと加圧突起部16eとからなるロータリ式バルブの弁体8aが設けられている。周壁16fは、少なくとも1つの配管9、10、11を閉口できる大きさであって、ロータリ式バルブの弁体8aを図12(a)で示す位置で停止させた場合に、いずれの配管9、10、11も閉口しない大きさである。加圧突起部16eは四角柱であって、高さが周壁16fと略同程度のものである。加圧突起部16eは周壁16fの一端に取付けられている。
In addition, a
蓄熱を行う場合は、ロータリ式バルブの弁体8aを、加圧突起部16eと蓄熱手段12dとが当接しない位置、例えば図12(a)で示す位置で停止させる。この時、蓄熱手段12dは、いずれかの配管9、10、11から流入した冷却水の水温が融点よりも高い場合、顕熱分の蓄熱のみ実施し、潜熱による蓄熱を行わない。ここで、流入する冷却水温が低下してきた場合で、蓄熱材の融点を下回る時、蓄熱材は凝固せずに過冷却状態となり得る。蓄熱材の融点を、ヒータコア4で最低限暖房可能な下限の水温の値(例えば50℃)よりも少し高い値(例えば55℃)になるように材質の調整を行い設定する事で、水温が55℃を下回る時に過冷却状態となる。
When heat storage is performed, the
ここで、冷却水温が50℃を下回る程度に低下した場合、暖房を継続する必要がある為、蓄熱を利用して冷却水を加熱する。蓄熱材は、液相から固相へ変化するきっかけが与える必要があり、具体的には、ロータリ式バルブの弁体8aを図12(b)の実線矢印で示す方向に回転させ、加圧突起部16eに蓄熱手段12dを押し付けて、蓄熱手段12dを加圧する。これにより、蓄熱手段12dの過冷却状態は解除され、周囲に放熱を行う事で、冷却水の昇温が可能になる。このように、簡素な構造で、冷却水を第1流体通路19bおよび第2流体通路20bのいずれかに選択的に流すことができる。また、本構成では状況に応じてケーシング7の内部が第1流体通路19bもしくは第2流体通路20bとなるので、両通路19b、20bを同時に設ける必要がなく、ケーシング7の大きさを第1実施形態および第2実施形態の場合と比べて小さくすることができる。
Here, when the cooling water temperature falls below 50 ° C., it is necessary to continue heating, and thus the cooling water is heated using heat storage. The heat storage material needs to be given an opportunity to change from the liquid phase to the solid phase. Specifically, the
(第5実施形態)
第1実施形態では、切替手段はロータリ式バルブの弁体8により構成されるものとしたが、第5実施形態の蓄熱装置5Dでは、図13に示すように、切替手段30は流出入ポートである第2配管10および第3配管11から流入する冷却水の温度に応じて伸縮し、この伸縮に伴って作動する感温部材であるバイメタルにより構成されている。図13に示すように、第5実施形態では、第1配管9を設けていない。ケーシング7の内部の中央部に円柱状の蓄熱手段12eが設けられている。また、図13に示すように、内部ケーシング7aの内部には、蓄熱手段12eと略同程度の高さ(図13において紙面垂直方向の長さ)であって、蓄熱手段12eの円周を略半分覆う大きさの固定仕切板29cが設けられている。固定仕切板29c、内部ケーシング7aおよび蓄熱手段12eによって第1流体通路19cと第2流体通路20cとが形成される。
(Fifth embodiment)
In the first embodiment, the switching means is constituted by the
さらに、内部ケーシング7aの内部にはバイメタル仕切板30が設けられている。図13に示すようにバイメタル仕切板30は、固定仕切板29cにおいて、第3配管11側と対向する部分に設けられている。このように第1流体通路19cと第2流体通路20cとが合流する合流部にバイメタル仕切板30を設けることで、蓄熱手段12eの有する熱の影響を受けず、冷却水自身の温度に基づいてバイメタル仕切板30を作動させることができる。よって、冷却水の温度に基づいて蓄熱する場合、放熱する場合、蓄熱および放熱のいずれも行わない場合とを切替えることができる。バイメタル仕切板30は、熱膨張率の異なる2種類の金属板30a、30bを貼り合わせており、一方の金属板30aは第1流体通路19cと対向し、他方の金属板30bは第2流体通路20cと対向している。
Further, a
金属板30bは所定温度、例えばヒータコアを通過する空気が車室内を適温に暖房するのに必要な下限の冷却水温度(50℃)よりも高い温度では、金属板30aよりも伸び量が大きくなるように、構成する成分組成、断面形状、太さ等が設計されている。また、金属板30aは前記所定温度よりも低い温度では、金属板30bよりも伸び量が大きくなるように、構成する成分組成、断面形状、太さ等が設計されている。
The
このような構成により、第3配管11から内部ケーシング7aの内部に流入してきた冷却水の温度が所定温度以上の場合には、金属板30aに比べて金属板30bは大きく膨張する。よってバイメタル仕切板30は湾曲し第1流体通路19cを閉口し第2流体通路20cを開口する。また、所定温度よりも低い場合には、金属板30bに比べて金属板30aは大きく膨張する。よってバイメタル仕切板30は湾曲し、第1流体通路19cを開口し第2流体通路20cを閉口する。
With such a configuration, when the temperature of the cooling water flowing from the
このように、バイメタル仕切板30を用いることで、切替手段を駆動する駆動手段を用いることなく冷却水が第1流体通路19cおよび第2流体通路20cのいずれかに選択的に流入するようにできる。よって、駆動手段に要するコストが削減できる。
In this way, by using the
(第6実施形態)
第2実施形態では、車両用熱管理システム1Aは、3つの配管9、10、11を有する1つの蓄熱装置5と複数の回路110、120、130とから構成されていたが、第6実施形態の車両用熱管理システム1Eは、4つの配管9、10、11、31を有する2つの蓄熱装置5E、5Fと複数の回路110a、120a、130とから構成されている。
回路110aは後述する水冷式コンデンサ21を備える回路であり、回路120aは後述するチラー22を備える回路であり、回路130は第2実施形態で述べた冷却回路である。
(Sixth embodiment)
In the second embodiment, the vehicle
The
図15に示すように、各蓄熱装置5E、5Fはそれぞれ第1配管9、第2配管10、第3配管11および第4配管31が設けられている。蓄熱装置5Eの第2配管10は冷却水通路50aを介して水冷式のインバータ54に接続されている。インバータ54は冷却水通路50bを介して蓄熱装置5Fの第3配管11に接続されている。冷却水通路50aには分岐通路51が設けられておりラジエータ3を介して冷却水通路50bに接続されている。冷却水通路50aと分岐通路51とは三方弁53を介して接続されている。蓄熱装置5Eの第3配管11は冷却水通路50cを介して水冷式バッテリ56に接続されている。また、水冷式バッテリ56は冷却水通路50dを介して蓄熱装置5Fの第2配管10に接続されている。
As shown in FIG. 15, each
蓄熱装置5Eの第1配管9は冷却水通路50eを介してヒータコア4に接続されている。ヒータコア4は冷却水通路50fを介して水冷式コンデンサ21に接続されている。水冷式コンデンサ21は冷却水通路50gを介して蓄熱装置5Fの第1配管9に接続されている。蓄熱装置5Eの第4配管31は冷却水通路50hを介してクーラコア23に接続されている。クーラコア23は冷却水通路50iを介してチラー22に接続されている。チラー22は冷却水通路50jを介して蓄熱装置5Fの第4配管31に接続されている。また、チラー22および水冷式コンデンサ21は図示しないコンプレッサ24および膨張弁25と共に冷媒回路130を構成している。さらに冷却水通路50g、50jにはそれぞれ流体循環ポンプ55a、55bが設けられている。流体循環ポンプ55aは駆動することにより蓄熱装置5Fの第1配管9から水冷式コンデンサ21に向かって冷却水を流し、流体循環ポンプ55bは駆動することにより蓄熱装置5Fの第4配管31からチラー22に向かって冷却水を流す。
The
次に蓄熱装置5E、5Fの構造について説明する。2つの蓄熱装置5E、5Fは同じ構造であるので、以下蓄熱装置5Eの構造について説明する。図14に示すように、4つの配管9、10、11、31のうち、第2配管10と第3配管11とは互いに一直線上に配置され、第1配管9と第4配管31とは互いに一直線上に配置されている。また、第1配管9および第4配管31は、第2配管10と第3配管11とにより形成される上記直線に対して垂直な方向に突出している。本実施形態のロータリ式バルブの弁体8bは、回転することにより第1配管9と第2配管10とを連通し、第3配管11と第4配管31とを連通する状態、と、第2配管10と第4配管31とを連通し、第1配管9と第3配管11とを連通する状態と、を選択的に切替えるロータリ式4方弁である。
Next, the structure of the
図14に示すように、周壁32a、32b、32c、32dは4つ設けられており、側壁14の中心点を基準に、互いに約90度の間隔で離間して配置されている。したがって、各周壁32a、32b、32c、32dと側壁14、15とにより4つの開口部33、34、35、36が形成される。開口部33、34、35、36の大きさは全て略同程度であり、それぞれの開口部33、34、35、36によって全ての配管9、10、11、31を同時に開口可能な大きさである。
As shown in FIG. 14, four
仕切構造37の横幅は、対向する周壁32b、32d同士の距離と略等しく、仕切構造37の高さは、側壁14、15同士の距離と略等しい大きさである。仕切構造37はロータリ式バルブの弁体8bの内部において、左右両端が周壁32b、32dと当接し、上下両端が側壁14、15と当接するように設けられている。このような構造により、開口部33と開口部34とが連通し、開口部35と開口部36とが連通する構造となっている。さらに、開口部35と開口部36との間に設けられた空間部には仕切構造38が設けられており、開口部35を大きさの略等しい2つの小開口部35a、35bに区切っている。仕切構造38の上下端は側壁14、15に当接し、左右端のうち開口部35の方向に延びる一端38aは側壁14、15の外周まで延びており、他端38bは側壁14、15の外周の手前まで延びている。2つの仕切構造37、38においてそれぞれ対向する面には蓄熱手段12fが設けられている。
The lateral width of the
以上のような構成により、小開口部35bと開口部36との間には第1流体通路19dが形成され、小開口部35aと開口部36との間には第2流体通路20dが形成され、開口部33と開口部34との間には第2流体通路20eが形成される。よって、ロータリ式バルブの弁体8bが図15の上方に描かれている蓄熱装置5Eに示す位置で停止した場合には第1配管9と第2流体通路20dと第2配管10とを連通し、第3配管11と第2流体通路20eと第4配管31とを連通する。ロータリ式バルブの弁体8bが図15の下方に描かれている蓄熱装置5Fに示す位置で停止した場合には第1配管9と第2流体通路20dと第3配管11とを連通し、第2配管10と第2流体通路20eと第4配管31とを連通する。ロータリ式バルブの弁体8bが図16の上方に描かれている蓄熱装置5Eに示す位置で停止した場合には第1配管9と第2流体通路20eと第3配管11とを連通し、第2配管10と第2流体通路20dと第4配管31とを連通する。
With the above configuration, the
ロータリ式バルブの弁体8bが図17の上方に描かれている蓄熱装置5Eに示す位置で停止した場合には第1配管9と第1流体通路19dと第2配管10とを連通し、第3配管11と第2流体通路20eと第4配管31とを連通する。ロータリ式バルブの弁体8bが図17の下方に描かれている蓄熱装置5Fに示す位置で停止した場合には第1配管9と第1流体通路19dと第3配管11とを連通し、第2配管10と第2流体通路20eと第4配管31とを連通する。ロータリ式バルブの弁体8bが図18の上方に描かれている蓄熱装置5Eに示す位置で停止した場合には第1配管9と第2流体通路20eと第2配管10とを連通し、第3配管11と第1流体通路19dと第4配管31とを連通する。ロータリ式バルブの弁体8bが図18の下方に描かれている蓄熱装置5Fに示す位置で停止した場合には第1配管9と第2流体通路20eと第3配管11とを連通し、第2配管10と第1流体通路19dと第4配管31とを連通する。
When the
以上のような構成により、以下のように冷却水を流すことができる。流体循環ポンプ55a、55bを駆動し、蓄熱装置5E、5Fのロータリ式バルブの弁体8bをそれぞれ図15で示す位置で停止することで、ヒータコア4から流出した冷却水は、冷却水通路50e、蓄熱装置5Eの第2流体通路20d、冷却水通路50a、インバータ54、冷却水通路50b、蓄熱装置5Fの第2流体通路20d、冷却水通路50g、水冷式コンデンサ21および冷却水通路50fを介して再びヒータコア4に流入する(図15の実線矢印)。なお、冷却水通路50aを流れる冷却水の一部は、分岐通路51およびラジエータ3を介して冷却水通路50bに流入する。また、クーラコア23から流出した冷却水は、冷却水通路50h、蓄熱装置5Eの第2流体通路20e、冷却水通路50c、水冷式バッテリ56、冷却水通路50d、蓄熱装置5Fの第2流体通路20e、冷却水通路50j、チラー22および冷却水通路50iを介して再びクーラコア23に流入する(図15の破線矢印)。
With the above configuration, cooling water can be flowed as follows. By driving the fluid circulation pumps 55a and 55b and stopping the
流体循環ポンプ55a、55bを駆動し、蓄熱装置5E、5Fのロータリ式バルブの弁体8bをそれぞれ図16で示す位置で停止することで、ヒータコア4から流出した冷却水は、冷却水通路50e、蓄熱装置5Eの第2流体通路20e、冷却水通路50c、水冷式バッテリ56、冷却水通路50d、蓄熱装置5Fの第2流体通路20d、冷却水通路50g、水冷式コンデンサ21および冷却水通路50fを介して再びヒータコア4に流入する(図16の実線矢印)。また、クーラコア23から流出した冷却水は、冷却水通路50h、蓄熱装置5Eの第2流体通路20d、冷却水通路50a、インバータ54、冷却水通路50b、蓄熱装置5Fの第2流体通路20e、冷却水通路50j、チラー22および冷却水通路50iを介して再びクーラコア23に流入する(図16の破線矢印)。なお、冷却水通路50aを流れる冷却水の一部は、分岐通路51およびラジエータ3を介して冷却水通路50bに流入する。
The
流体循環ポンプ55a、55bを駆動し、蓄熱装置5E、5Fのロータリ式バルブの弁体8bをそれぞれ図17で示す位置で停止することで、ヒータコア4から流出した冷却水は、冷却水通路50e、蓄熱装置5Eの第1流体通路19d、冷却水通路50a、インバータ54、冷却水通路50b、蓄熱装置5Fの第1流体通路19d、冷却水通路50g水冷式コンデンサ21および冷却水通路50fを介して再びヒータコア4に流入する(図17の実線矢印)。また、クーラコア23から流出した冷却水は、冷却水通路50h、蓄熱装置5Eの第2流体通路20e、冷却水通路50c、水冷式バッテリ56、冷却水通路50d、蓄熱装置5Fの第2流体通路20e、冷却水通路50j、チラー22および冷却水通路50iを介して再びクーラコア23に流入する(図17の破線矢印)。
The
流体循環ポンプ55a、55bを駆動し、蓄熱装置5E、5Fのロータリ式バルブの弁体8bをそれぞれ図18で示す位置で停止することで、ヒータコア4から流出した冷却水は、冷却水通路50e、蓄熱装置5Eの第2流体通路20e、冷却水通路50a、インバータ54、冷却水通路50b、蓄熱装置5Fの第2流体通路20e、冷却水通路50g、水冷式コンデンサ21および冷却水通路50fを介して再びヒータコア4に流入する(図18の実線矢印)。なお、冷却水通路50aを流れる冷却水の一部は、分岐通路51およびラジエータ3を介して冷却水通路50bに流入する。また、クーラコア23から流出した冷却水は、冷却水通路50h、蓄熱装置5Eの第1流体通路19d、冷却水通路50c、水冷式バッテリ56、冷却水通路50d、蓄熱装置5Fの第1流体通路19d、冷却水通路50j、チラー22および冷却水通路50iを介して再びクーラコア23に流入する(図18の破線矢印)。
By driving the fluid circulation pumps 55a and 55b and stopping the
次に、上記構成における本実施形態の作動の概略を説明する。車両用熱管理システム1Eは、図示しない各種センサからの制御信号により、状況に応じて以下で述べる第1モードないし第4モードが切り替えられる。
Next, the outline of the operation of the present embodiment in the above configuration will be described. The vehicle
第1モードは、クーラコア23に流入する冷却水の温度が車室内を冷却するのに十分な温度でない場合に利用するモードである。第1モードでは、流体循環ポンプ55a、55bを駆動し、ラジエータ3に冷却水が流れるように三方弁53を操作し、蓄熱装置5E、5Fのロータリ式バルブの弁体8bを図15に示す位置で停止する。これにより、回路110a、120aが構成され、図15の実線矢印および破線矢印で示すように冷却水は流れる。チラー22に流入した冷却水はチラー22を流れる冷媒と熱交換することにより約1℃まで冷却され、クーラコア23および水冷式バッテリ56に流入する。また、冷却水から温熱を吸収した、チラー22を流れる冷媒は、図示しない冷却回路130を流れ、水冷式コンデンサ21に流入する冷却水と熱交換を行う。水冷式コンデンサ21により冷媒から温熱を吸収した冷却水はラジエータ3に流入し、ラジエータ3において外気に放熱する。このようにして、チラー22で冷却された冷却水を利用して、クーラコア23を用いて車室内の空気を冷却することができる。また、チラー22で冷却された冷却水を用いて水冷式バッテリ56を冷却することができる。さらに、チラー22の有する温熱を、ラジエータ3を介して外気に放熱することができる。
The first mode is a mode used when the temperature of the cooling water flowing into the
第2モードは、ヒータコア4に流入する冷却水の温度が車室内を十分に暖房することができない場合に利用するモードである。第2モードでは、流体循環ポンプ55a、55bを駆動し、ラジエータ3に冷却水が流れるように三方弁53を操作し、蓄熱装置5E、5Fのロータリ式バルブの弁体8bを図16に示す位置で停止する。これにより回路110a、120aが構成され、図16の実線矢印および破線矢印で示すように冷却水は流れる。チラー22により冷却された冷却水はクーラコア23を通り、その後インバータ54およびラジエータ3に流入する。冷却水はインバータ54を冷却するため、インバータ54から温熱を吸収する。また、冷却水はラジエータ3において外気から温熱を吸収する。その後、吸熱した冷却水はチラー22に流入し、冷媒と熱交換器を行う。冷却水から温熱を吸収した冷媒は、冷却回路130を流れ、水冷式コンデンサ21に流入する冷却水と熱交換を行う。水冷式コンデンサ21により冷媒から温熱を吸収した冷却水はヒータコア4に流入する。このようにして、インバータ54やラジエータ3の有する温熱を利用してヒータコア4に流入する冷却水の温度を高めることができる。
The second mode is a mode used when the temperature of the cooling water flowing into the
第3モードは、蓄熱装置5E、5Fにおいて温熱を蓄積を行い、その温熱を利用してヒータコア4に流入する冷却水の温度を高ためるモードである。第3モードでは、流体循環ポンプ55a、55bを駆動し、ラジエータ3に冷却水が流れないように三方弁53を操作し、蓄熱装置5E、5Fのロータリ式バルブの弁体8bを図17に示す位置で停止する。これにより、回路110a、120aが構成され、図17の実線矢印および破線矢印で示すように冷却水は流れる。
The third mode is a mode in which warm heat is accumulated in the
冷却水が水冷式コンデンサ21により十分に加熱されている場合は、水冷式コンデンサ21により加熱された冷却水が蓄熱装置5E、5Fのそれぞれの第1流体通路19dを通過する際に、蓄熱手段12fに放熱する。このようにして蓄熱手段12fに蓄熱される。冷却水が水冷式コンデンサ21により十分に加熱されない場合、例えばアイドリングストップモード時に、騒音等の観点からコンプレッサ24の駆動が制限される場合は、蓄熱手段12fから冷却水に放熱することができる。これにより、蓄熱を利用してヒータコア4に流入する冷却水を加熱することができる。
When the cooling water is sufficiently heated by the water-cooled
第4モードは、蓄熱装置5E、5Fにおいて冷熱を蓄積し、その冷熱を利用してクーラコア23に流入する冷却水を冷却するモードである。第4モードでは、流体循環ポンプ55a、55bを駆動し、ラジエータ3に冷却水が流れるように三方弁53を操作し、蓄熱装置5E、5Fのロータリ式バルブの弁体8bを図18に示す位置で停止する。これにより、回路110a、120aが構成され、図18の実線矢印および破線矢印で示すように冷却水は流れる。
The fourth mode is a mode in which cold heat is accumulated in the
冷却水がチラー22により十分に冷却されている場合は、チラー22により冷却された冷却水が蓄熱装置5E、5Fのそれぞれの第1流体通路19dを通過する際に、蓄熱手段12fに冷熱を放出する。このようにして蓄熱手段12fに蓄熱される。冷却水がチラー22により十分に冷却されない場合、例えばアイドリングストップモード時に、騒音等の観点からコンプレッサ24の駆動が制限される場合には、蓄熱手段12fから冷却水に冷熱を放出することができる。これにより、蓄積された冷熱を利用してクーラコア23に流入する冷却水を冷却することができる。
When the cooling water is sufficiently cooled by the
以上のように、蓄熱装置5E、5Fにより冷却水の流れる通路を変化させることで、蓄熱手段12fが冷却水から蓄熱する場合と冷却水に放熱する場合と蓄熱および放熱のいずれも行わない場合とを実現することができる。また、インバータ54やチラー22で発生する温熱や蓄熱手段12fに蓄えられた温熱を利用してヒータコア4に流入する冷却水を加熱することができる。さらに、チラー22が有する温熱をラジエータ3を介して外気に放熱したり、蓄熱手段12fに蓄えられた冷熱を利用してクーラコア23に流入する冷却水を冷却したりすることができる。このように機器から排出された温熱を、加熱を必要とする冷却水に利用することができる。また、加熱もしくは冷却を必要とする冷却水が存在しない場合には、熱を蓄熱装置5E、5Fに一時的に蓄えておき、次回必要となった場合に利用することができる。
As described above, by changing the passage through which the cooling water flows using the
(その他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention.
(1)上記実施形態では、ケーシング7と内部ケーシング7aとの間に形成された間隙部7bは真空断熱されている構造としたが、このような構造に限らず、例えば間隙部7bに断熱材設けた構造であっても構わない。
(1) In the above embodiment, the
(2)上記実施形態では車両用熱管理システムは単一の蓄熱装置5、5B、5C、5D、5E、5Fから構成されていたが、同じ形状の蓄熱装置5、5B、5C、5D、5E、5Fを複数個並列に並べた構造としても構わない。この場合、各蓄熱装置5、5B、5C、5D、5E、5Fの各配管9、10、11は、夫々共通流体配管に連結し、この共通流体配管を介して冷却水通路に連通させる。また、各蓄熱装置5、5B、5C、5D、5E、5Fを駆動するための駆動手段として単一の駆動モータと駆動力を各蓄熱装置5の回転軸18に伝達する複数の歯車等の動力伝達部材から構成される。
(2) In the above embodiment, the vehicle thermal management system is composed of a single
(3)上記第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態、第5実施形態および第6実施形態では、蓄熱手段12a、12b、12c、12e、12fはパラフィンとアルミ板とからなる構成としたが、パラフィン以外でも、潜熱可能な物質、例えば水和物、ナノ粒子等を挿入して構成しても構わない。 (3) In the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the fifth embodiment, and the sixth embodiment, the heat storage means 12a, 12b, 12c, 12e, and 12f are composed of paraffin and an aluminum plate. However, in addition to paraffin, a material capable of latent heat, such as a hydrate or nanoparticles, may be inserted.
(4)上記第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態、第5実施形態および第6実施形態では、蓄熱手段12a、12b、12c、12e、12fはパラフィンをアルミ板からなるケースに内蔵する構成とし、冷却水が蓄熱手段12a、12b、12c、12e、12fに接触することで、蓄熱および放熱を可能とした。しかし、このような構成に限らず、アルミ板ケースに複数の微細な孔部を設け、冷却水を前記孔部に通すことでアルミ板ケースの内部でパラフィンが蓄熱および放熱する構成としてもよい。 (4) In the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the fifth embodiment, and the sixth embodiment, the heat storage means 12a, 12b, 12c, 12e, and 12f are paraffin-made cases made of an aluminum plate. The built-in configuration allows the cooling water to contact the heat storage means 12a, 12b, 12c, 12e, and 12f, thereby enabling heat storage and heat dissipation. However, the present invention is not limited to this, and a configuration may be adopted in which a plurality of fine holes are provided in the aluminum plate case, and paraffin is stored and radiated in the aluminum plate case by passing cooling water through the holes.
1・・・車両用熱管理システム
5・・・蓄熱装置
7・・・ケーシング
9・・・第1配管
10・・・第2配管
11・・・第3配管
12a、12b・・・蓄熱手段
17・・・仕切構造
19・・・第1流体通路
20・・・第2流体通路
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記ケーシング(7)の内部に設けられて流体の流路を変化させる仕切構造(17)と、を有し、
前記ケーシング(7)の内部は、前記流出入ポート(9、10、11)から流入した前記流体との間で熱の授受を行う蓄熱手段(12a、12b)が設けられており、
前記仕切構造(17)は、前記蓄熱手段(12a、12b)が前記流出入ポート(9、10、11)から流入する前記流体に対して熱の授受を行う場合と、前記流体に対して熱の授受を行わない場合とを実施することができるように前記流体の流路を変化させるものであり、
前記流体通路(19、20)は前記仕切構造(17)により第1流体通路(19)と第2流体通路(20)とに形成され、
前記第1流体通路(19)は、前記流出入ポート(9、10、11)のうち1つの流出入ポート(9、10、11)から流入した前記流体が前記蓄熱手段(12a、12b)に接触し、前記流出入ポート(9、10、11)のうち他の流出入ポート(9、10、11)から流出するように構成された通路であり、
前記第2流体通路(20)は、前記流出入ポート(9、10、11)のうち1つの流出入ポート(9、10、11)から流入した前記流体が前記蓄熱手段(12a、12b)に接触することなく前記流出入ポート(9、10、11)のうち他の流出入ポート(9、10、11)から流出するように構成された通路であり、
前記仕切構造(17)は、前記流出入ポート(9、10、11)から流入した前記流体が前記第1流体通路(19)と前記第2流体通路(20)とのいずれかに選択的に流入するように前記流体の流路を切り替える切替手段(8)を構成していることを特徴とする蓄熱装置。 A casing (7) having a fluid passage (19, 20) therein and at least two inflow / outflow ports (9, 10, 11) through which fluid flows in or out or both inflow and outflow;
A partition structure (17) provided inside the casing (7) to change the flow path of the fluid,
Inside the casing (7), heat storage means (12a, 12b) for transferring heat to and from the fluid flowing in from the inflow / outflow ports (9, 10, 11) is provided,
The partition structure (17) includes a case where the heat storage means (12a, 12b) transfers heat to the fluid flowing in from the inflow / outflow ports (9, 10, 11), and heat to the fluid. The flow path of the fluid is changed so that the case of not giving and receiving can be carried out,
The fluid passages (19, 20) are formed by the partition structure (17) into a first fluid passage (19) and a second fluid passage (20),
In the first fluid passage (19), the fluid flowing in from one inflow / outflow port (9, 10, 11) out of the inflow / outflow ports (9, 10, 11) enters the heat storage means (12a, 12b). A passage configured to come into contact and outflow from the other inflow / outflow ports (9, 10, 11) of the inflow / outflow ports (9, 10, 11);
In the second fluid passage (20), the fluid flowing in from one inflow / outflow port (9, 10, 11) of the outflow / inflow ports (9, 10, 11) enters the heat storage means (12a, 12b). A passage configured to flow out from the other inflow / outflow ports (9, 10, 11) of the inflow / outflow ports (9, 10, 11) without contact;
The partition structure (17) is configured such that the fluid flowing in from the inflow / outflow ports (9, 10, 11) is selectively selected from the first fluid passage (19) and the second fluid passage (20). A heat storage device comprising switching means (8) for switching the flow path of the fluid so as to flow in.
前記第1流体通路(19)および前記第2流体通路(20)は、前記ケーシング(7)と前記ロータリ式バルブの弁体(8)と蓄熱手段(12a、12b)とにより形成されており、
前記ロータリ式バルブの弁体(8)には、前記側壁(14、15)間を結ぶ方向に延在する回転軸(18)が設けられ、
前記ロータリ式バルブの弁体(8)は、前記回転軸(18)と一体となって回転し、
前記回転軸(18)の回転角を制御することにより、前記ロータリ式バルブの弁体(8)は、前記流出入ポート(9、10、11)から流入した前記流体が前記第1流体通路(19)と前記第2流体通路(20)とのいずれかに選択的に流入するように前記流体の流路を切り替えることを特徴とする請求項2に記載の蓄熱装置。 The switching means (8) includes a side wall (14, 15) opposed to each other provided in the casing (7), a peripheral wall (16) formed between the side walls (14, 15), and the partition structure ( 17) is a valve body (8) of a rotary valve composed of
The first fluid passage (19) and the second fluid passage (20) are formed by the casing (7), the valve body (8) of the rotary valve, and heat storage means (12a, 12b),
A rotary shaft (18) extending in a direction connecting the side walls (14, 15) is provided on the valve body (8) of the rotary valve,
The valve body (8) of the rotary valve rotates integrally with the rotating shaft (18),
By controlling the rotation angle of the rotating shaft (18), the valve body (8) of the rotary valve allows the fluid flowing in from the inflow / outflow ports (9, 10, 11) to pass through the first fluid passage ( 19. The heat storage device according to claim 2 , wherein the flow path of the fluid is switched so as to selectively flow into any one of 19) and the second fluid passage (20).
前記開口部(16b)は前記仕切構造(17)により複数の小開口部(16c、16d)に区切られ、1つの前記小開口部(16c、16d)は前記第1流体通路(19)の入口を形成しており、他の1つの前記小開口部(16c、16d)は前記第1流体通路(19)の出口を形成していることを特徴とする請求項3に記載の蓄熱装置。 The valve body (8) of the rotary valve is provided with an opening (16b) formed by the side walls (14, 15) and the peripheral wall (16).
The opening (16b) is divided into a plurality of small openings (16c, 16d) by the partition structure (17), and one small opening (16c, 16d) is an inlet of the first fluid passage (19). The heat storage device according to claim 3 , wherein the other small opening (16c, 16d) forms an outlet of the first fluid passage (19).
前記周壁(16)は、全ての前記流出入ポート(9、10、11)を同時に閉口できる大きさであることを特徴とする請求項4に記載の蓄熱装置。 At least one of the small openings (16c, 16d) has a size capable of opening two of the inflow / outflow ports (9, 10, 11) simultaneously,
The heat storage device according to claim 4 , wherein the peripheral wall (16) has a size capable of closing all the inflow / outflow ports (9, 10, 11) simultaneously.
前記切替手段(30)は、前記流体の温度が所定の温度範囲内にある場合は、前記感温部材の作動により前記第1流体通路(19c)を開口し、前記第2流体通路(20c)を閉口する位置に移動し、
前記流体の温度が前記所定の温度範囲にない場合は、前記感温部材の作動により前記第1流体通路(19c)を閉口し、前記第2流体通路(20c)を開口する位置に移動することを特徴とする請求項2に記載の蓄熱装置。 The switching means (30) is a structure having a temperature-sensitive member that expands and contracts according to the temperature of the fluid and operates in accordance with the expansion and contraction.
When the temperature of the fluid is within a predetermined temperature range, the switching means (30) opens the first fluid passage (19c) by the operation of the temperature sensing member, and the second fluid passage (20c). Move to the position to close
When the temperature of the fluid is not within the predetermined temperature range, the first fluid passage (19c) is closed by the operation of the temperature sensing member, and the second fluid passage (20c) is opened. The heat storage device according to claim 2 .
前記ケーシング(7)の内部に設けられて流体の流路を変化させる仕切構造(17)と、を有し、
前記ケーシング(7)の内部は、前記流出入ポート(9、10、11)から流入した前記流体との間で熱の授受を行う蓄熱手段(12d)が設けられており、
前記仕切構造(17)は、前記蓄熱手段(12d)が前記流出入ポート(9、10、11)から流入する前記流体に対して熱の授受を行う場合と、前記流体に対して熱の授受を行わない場合とを実施することができるように前記流体の流路を変化させるものであり、
前記蓄熱手段(12d)は、凝固点以下の温度に冷却されても凝固しない過冷却状態となり、外力を加えることで前記過冷却状態が解除され凝固する特性を有する過冷却蓄熱材により形成されており、
前記仕切構造(16f)は、可動式であって、
前記仕切構造(16f)に設けられた突起部(16e)が前記蓄熱手段(12d)に当接しない状態と、
前記突起部(16e)が前記蓄熱手段(12d)に当接する状態とを切り替えるように可動することを特徴とする蓄熱装置。 A casing (7) having a fluid passage (19, 20) therein and at least two inflow / outflow ports (9, 10, 11) through which fluid flows in or out or both inflow and outflow;
A partition structure (17) provided inside the casing (7) to change the flow path of the fluid,
Inside the casing (7), heat storage means (12d) for transferring heat to and from the fluid flowing in from the inflow / outflow ports (9, 10, 11) is provided,
The partition structure (17) is configured to transfer heat to the fluid when the heat storage means (12d) transfers heat to the fluid flowing in from the inflow / outflow ports (9, 10, 11). The flow path of the fluid is changed so that it can be performed when
The heat storage means (12d) is formed of a supercooling heat storage material having a characteristic of solidifying when it is cooled to a temperature below the freezing point and does not solidify, and when the external cooling force is applied, the supercooling state is released. ,
The partition structure (16f) is movable,
A state in which the protrusion (16e) provided on the partition structure (16f) does not contact the heat storage means (12d);
A heat storage device that is movable so as to switch between a state in which the protrusion (16e) abuts on the heat storage means (12d).
前記ケーシング(7)と前記内部ケーシング(7a)との間には間隙部(7b)が設けられており、
前記内部ケーシング(7a)の内部には、前記流体通路(19、20)と仕切構造(17)とが設けられており、
前記間隙部(7b)は、真空構造または断熱性を有する部材が内蔵された構造であることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の蓄熱装置。 Inside the casing (7) is provided an inner casing (7a) that constitutes a double structure with the casing (7),
A gap (7b) is provided between the casing (7) and the inner casing (7a),
Inside the inner casing (7a), the fluid passages (19, 20) and a partition structure (17) are provided,
The heat storage device according to any one of claims 1 to 9 , wherein the gap portion (7b) has a vacuum structure or a structure in which a member having heat insulation properties is incorporated.
第1の流体循環ポンプ(6c)を備え前記第1の流体循環ポンプ(6c)により前記流体が循環し、循環する前記流体に熱を与える温熱源体(21)を備える第1流体循環回路(110)と、
第2の流体循環ポンプ(6d)を備え、第2の流体循環ポンプ(6d)により前記流体が循環し、循環する前記流体を冷却する冷熱源体(22)を備える第2流体循環回路(120)と、
前記第1流体循環回路(110)および第2流体循環回路(120)の少なくとも1つの回路を循環する前記流体が流通して温度調整される被温調装置(26)と、を有し、
前記流出入ポート(9、10、11)は第1流入ポート(10)と第2流入ポート(11)と流出ポート(9)とを含み、
前記第1流入ポート(10)は、前記第1流体循環回路(110)において前記温熱源体(21)により加熱された前記流体が流れる部分と接続され、
前記第2流入ポート(11)は、前記第2流体循環回路(120)において前記冷熱源体(22)により冷却された前記流体が流れる部分と接続され、
前記被温調装置(26)は、流体流入ポート(26a)と流体流出ポート(26b)とを有し、
前記流体流入ポート(26a)は前記流出ポート(9)と連通し、
前記流体流出ポート(26b)は、前記第1流体循環回路(110)および前記第2流体循環回路(120)、または連通状態を制御する弁装置と連通しており、
前記切替手段(8)は、前記第1流体通路(19)と前記第2流体通路(20)のいずれかに、前記第1流体循環回路(110)を循環している前記流体、または前記第2流体循環回路(120)を循環している前記流体を選択的に流入させるように前記流体の流路を切り替えることを特徴とする車両用熱管理システム。 The heat storage device (5) according to any one of claims 1 to 6 ,
A first fluid circulation circuit comprising a first fluid circulation pump (6c) and a thermal source body (21) for supplying heat to the circulating fluid through which the fluid is circulated by the first fluid circulation pump (6c); 110)
The second fluid circulation circuit (120) includes a second fluid circulation pump (6d), and includes a cold heat source body (22) that cools the circulating fluid through the second fluid circulation pump (6d). )When,
A temperature adjusting device (26) in which the temperature of the fluid circulating through at least one of the first fluid circulation circuit (110) and the second fluid circulation circuit (120) is circulated and adjusted.
The inflow / outflow ports (9, 10, 11) include a first inflow port (10), a second inflow port (11), and an outflow port (9),
The first inflow port (10) is connected to a portion through which the fluid heated by the heat source body (21) flows in the first fluid circulation circuit (110),
The second inflow port (11) is connected to a portion through which the fluid cooled by the cold heat source body (22) flows in the second fluid circulation circuit (120),
The temperature control device (26) has a fluid inflow port (26a) and a fluid outflow port (26b),
The fluid inlet port (26a) communicates with the outlet port (9);
The fluid outflow port (26b) communicates with the first fluid circulation circuit (110) and the second fluid circulation circuit (120), or a valve device that controls a communication state,
The switching means (8) includes the fluid circulating in the first fluid circulation circuit (110) in either the first fluid passage (19) or the second fluid passage (20), or the first fluid passage (19). 2. A vehicle thermal management system, wherein a flow path of the fluid is switched so that the fluid circulating through the two-fluid circulation circuit (120) is selectively introduced.
第1の流体循環ポンプ(6c)を備え、前記第1の流体循環ポンプ(6c)により前記流体が循環し、循環する前記流体に熱を与える温熱源体(21)を備える第1流体循環回路(110)と、
第2の流体循環ポンプ(6d)を備え、前記第2の流体循環ポンプ(6d)により前記流体が循環し、循環する前記流体を冷却する冷熱源体(22)を備える第2流体循環回路(120)と、
前記第1流体循環回路(110)および前記第2流体循環回路(120)の少なくとも1つの回路を循環する前記流体が流通して温度調整される被温調装置(26)と、を有し、
前記流出入ポート(9、10、11)は第1流入ポート(10)と第2流入ポート(11)と流出ポート(9)とを含み、
前記第1流入ポート(10)は、前記第1流体循環回路(110)において前記温熱源体(21)により加熱された前記流体が流れる部分と接続され、
前記第2流入ポート(11)は、前記第2流体循環回路(120)において前記冷熱源体(22)により冷却された前記流体が流れる部分と接続され、
前記被温調装置(26)は、流体流入ポート(26a)と流体流出ポート(26b)とを有し、
前記流体流入ポート(26a)は前記流出ポート(9)と連通し、
前記流体流出ポート(26b)は前記第1流体循環回路(110)および前記第2流体循環回路(120)、または連通状態を制御する弁装置と連通しており、
前記切替手段(8)は、前記第1流入ポート(10)と前記第1流体通路(19)を連通させる状態と、前記第2流入ポート(11)と前記第1流体通路(19)を連通させる状態とを所定の条件に基づいて切り替えることを特徴とする車両用熱管理システム。 The heat storage device (5) according to any one of claims 1 to 6 ,
A first fluid circulation circuit comprising a first fluid circulation pump (6c), and a heat source body (21) for supplying heat to the circulating fluid through which the fluid circulates by the first fluid circulation pump (6c) (110),
A second fluid circulation circuit comprising a second fluid circulation pump (6d), and comprising a cold heat source body (22) for cooling the fluid circulating and circulating the fluid by the second fluid circulation pump (6d). 120),
A temperature adjusting device (26) for adjusting the temperature by circulating the fluid circulating through at least one of the first fluid circulation circuit (110) and the second fluid circulation circuit (120),
The inflow / outflow ports (9, 10, 11) include a first inflow port (10), a second inflow port (11), and an outflow port (9),
The first inflow port (10) is connected to a portion through which the fluid heated by the heat source body (21) flows in the first fluid circulation circuit (110),
The second inflow port (11) is connected to a portion through which the fluid cooled by the cold heat source body (22) flows in the second fluid circulation circuit (120),
The temperature control device (26) has a fluid inflow port (26a) and a fluid outflow port (26b),
The fluid inlet port (26a) communicates with the outlet port (9);
The fluid outflow port (26b) communicates with the first fluid circulation circuit (110) and the second fluid circulation circuit (120), or a valve device for controlling the communication state,
The switching means (8) communicates the first inflow port (10) and the first fluid passage (19), and communicates the second inflow port (11) and the first fluid passage (19). The vehicle thermal management system, wherein the state to be switched is switched based on a predetermined condition.
前記切替手段(8)は、前記蓄熱手段(12a、12b)が前記流体の有する熱を蓄える蓄熱状態では、前記温熱源体(2)から熱を与えられた前記流体は、前記流出入ポート(9)から前記第1流体通路(19)に流入し、前記蓄熱手段(12a、12b)に放熱した後、前記流出入ポート(10)から前記ケーシング(7)の外部に流出し、
それ以外の状態では、前記温熱源体(2)から熱を与えられた前記流体は、前記流出入ポート(9)から流入して前記第2流体通路(20)を通過した後、前記流出入ポート(10)から前記ケーシング(7)の外部に流出するように流体の経路を切り替えることを特徴とする車両用熱管理システム。 The heat storage device (5) according to any one of claims 1 to 6 , a circuit in which the fluid circulates, a heat source body (2) for applying heat to the fluid, and air blown into the passenger compartment by the fluid. A fluid circuit (100) including a heating heat exchanger (4) for heating,
In the heat storage state in which the heat storage means (12a, 12b) stores the heat of the fluid, the switching means (8) receives the fluid supplied from the heat source body (2) as the inflow / outflow port ( 9) flows into the first fluid passageway (19) and radiates heat to the heat storage means (12a, 12b), then flows out of the casing (7) from the inlet / outlet port (10),
In other states, the fluid supplied with heat from the heat source body (2) flows in from the inflow / outflow port (9), passes through the second fluid passage (20), and then flows into the inflow / outflow. The vehicle thermal management system, wherein the fluid path is switched so as to flow out of the casing (7) from the port (10).
前記蓄熱装置(5)は前記流出入ポートを構成する第1配管(9)、第2配管(10)および第3配管(11)を備え、
前記第1配管(9)は前記エンジン(2)と連通し、前記第2配管(10)は前記加熱用熱交換器(4)と連通し、前記第3配管(11)は前記エンジン(2)および前記加熱用熱交換器(4)と連通しており、
前記切替手段(8)は、前記エンジン(2)が駆動しており前記蓄熱手段(12a、12b)が前記流体の有する熱を蓄える蓄熱状態では、前記エンジン(2)から熱を与えられた前記流体は、前記第1配管(9)を介して前記第1流体通路(19)に流入し、前記蓄熱手段(12a、12b)に放熱した後、前記第2配管(10)を介して前記ケーシング(7)の外部に流出し、
前記エンジン(2)が駆動しており前記蓄熱手段(12a、12b)が前記流体の熱を蓄えない蓄熱不要状態では、前記エンジン(2)から熱を与えられた前記流体は、前記第1配管(9)を介して前記第2流体通路(20)を流通し、前記第2配管(10)を介して前記ケーシング(7)の外部に流出し、
前記エンジン(2)が停止しているエンジン停止状態では、前記第1配管(9)、前記第2配管(10)および前記第3配管(11)全ての流体流れを遮断し、
前記エンジン(2)が停止している状態において前記エンジン(2)を駆動する前にエンジン(2)の暖機を実施するエンジンプレ暖機状態、またはエンジン(2)の水温が所定の温度以下の場合には、第3配管(11)を介して前記第1流体通路(19)に流入した前記流体は前記蓄熱手段(12a、12b)から吸熱した後、前記第1配管(9)を介して前記ケーシング(7)の外部に流出して、前記エンジン(2)に流入するように流体の経路を切り替えることを特徴とする車両用熱管理システム。 The heat storage device (5) according to any one of claims 1 to 6 , a circuit in which the fluid circulates, an engine (2) that is a heat source, and heating that heats the air blown into the passenger compartment by the fluid. A fluid circuit (100) including a heat exchanger for use (4),
The heat storage device (5) includes a first pipe (9), a second pipe (10), and a third pipe (11) constituting the inflow / outflow port,
The first pipe (9) communicates with the engine (2), the second pipe (10) communicates with the heating heat exchanger (4), and the third pipe (11) communicates with the engine (2). ) And the heating heat exchanger (4),
The switching means (8) is driven by the engine (2) when the engine (2) is driven and the heat storage means (12a, 12b) stores the heat of the fluid. The fluid flows into the first fluid passage (19) through the first pipe (9), radiates heat to the heat storage means (12a, 12b), and then the casing through the second pipe (10). Out of (7),
When the engine (2) is driven and the heat storage means (12a, 12b) does not store heat of the fluid, the fluid supplied with heat from the engine (2) is the first pipe. Flows through the second fluid passage (20) via (9), flows out of the casing (7) via the second pipe (10),
In the engine stop state in which the engine (2) is stopped, the fluid flow of all of the first pipe (9), the second pipe (10) and the third pipe (11) is shut off,
An engine pre-warm-up state in which the engine (2) is warmed up before the engine (2) is driven in a state where the engine (2) is stopped, or the water temperature of the engine (2) is equal to or lower than a predetermined temperature. In this case, the fluid flowing into the first fluid passage (19) through the third pipe (11) absorbs heat from the heat storage means (12a, 12b) and then passes through the first pipe (9). The vehicle heat management system is characterized in that the fluid path is switched so as to flow out of the casing (7) and into the engine (2).
前記切替手段(8)は、前記加熱用熱交換器(4)から流出した前記流体は前記第2配管(10)を介して前記第1流体通路(19)を通り前記蓄熱手段(12a、12b)から吸熱した後、もしくは前記第2流体通路(20)を通り前記第1配管(9)を介して前記エンジン(2)に流入し前記エンジン(2)から吸熱した後、前記加熱用熱交換器(4)に流入するように流体の経路を切り替えることを特徴とする請求項15に記載の車両用熱管理システム。 Further, the switching means (8) is required to perform heating of the vehicle interior in an idling stop state in which the engine (2) automatically pauses when the vehicle is temporarily stopped.
In the switching means (8), the fluid flowing out from the heating heat exchanger (4) passes through the first fluid passage (19) via the second pipe (10) and the heat storage means (12a, 12b). ) Or after passing through the second fluid passage (20) and flowing into the engine (2) through the first pipe (9) and absorbing heat from the engine (2), the heat exchange for heating. The vehicle thermal management system according to claim 15 , wherein the path of the fluid is switched so as to flow into the vessel (4).
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