JP5917966B2 - Cooling device and vehicle including the same - Google Patents

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Description

本発明は、冷却装置およびそれを備える車両に関し、特に、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して発熱源を冷却する冷却装置およびそれを備える車両に関する。   The present invention relates to a cooling device and a vehicle including the same, and more particularly to a cooling device that cools a heat generation source using a vapor compression refrigeration cycle and a vehicle including the same.

近年、環境問題対策の一つとして、モータの駆動力により走行するハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車などが注目されている。このような車両において、モータ、ジェネレータ、インバータ、コンバータおよびバッテリなどの電気機器は、電力の授受によって発熱する。そのため、これらの電気機器を冷却する必要がある。   In recent years, attention has been focused on hybrid vehicles, fuel cell vehicles, electric vehicles, and the like that travel with the driving force of a motor as one of the environmental countermeasures. In such a vehicle, electric devices such as a motor, a generator, an inverter, a converter, and a battery generate heat when power is transferred. Therefore, it is necessary to cool these electric devices.

特開2000−73763号公報(特許文献1)は、ハイブリッド車用冷却装置を開示している。この冷却装置は、第1冷却回路と、第2冷却回路と、第3冷却回路とを備える。第1冷却回路は、駆動用モータの駆動制御を行なう強電系コントロールユニットと、エンジンシリンダヘッドと、駆動用モータとを選択的または同時に冷却する。第2冷却回路は、エンジンシリンダブロックを冷却する。第3冷却回路は、強電系コントロールユニットを冷却する。この冷却装置は、エンジン、モータおよび空調の稼働状態に基づいて、上記冷却回路における冷却水の循環経路を切り替える(特許文献1参照)。   Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-73763 (Patent Document 1) discloses a cooling device for a hybrid vehicle. The cooling device includes a first cooling circuit, a second cooling circuit, and a third cooling circuit. The first cooling circuit selectively or simultaneously cools the high-power system control unit that performs drive control of the drive motor, the engine cylinder head, and the drive motor. The second cooling circuit cools the engine cylinder block. The third cooling circuit cools the high voltage control unit. This cooling device switches the circulation path of the cooling water in the cooling circuit based on the operating states of the engine, the motor, and the air conditioning (see Patent Document 1).

特開2000−73763号公報JP 2000-73763 A 特開2005−90862号公報JP-A-2005-90862 特開平11−223406号公報JP-A-11-223406 特開2007−69733号公報JP 2007-69733 A

上記のような冷却装置では、エンジン系の冷却システムと強電系コントロールユニットなどを冷却するハイブリッド系の冷却システムとがそれぞれ設けられ、制御弁によりこれら冷却システム間の流路が切替えられる。このため、冷却装置の構成が複雑になりコストが高くなるという問題がある。   In the cooling device as described above, an engine-type cooling system and a hybrid-type cooling system that cools the high-power control unit and the like are provided, and a flow path between these cooling systems is switched by a control valve. For this reason, there exists a problem that the structure of a cooling device becomes complicated and cost becomes high.

それゆえに、この発明の目的は、冷却システムを簡素化してコストを低減することができる冷却装置およびそれを備える車両を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a cooling device that can simplify the cooling system and reduce the cost, and a vehicle including the same.

この発明によれば、冷却装置は、熱交換器と、圧縮機と、第1凝縮器と、第2凝縮器と、膨張弁と、冷却部と、第1分岐管と、第2分岐管と、切替装置とを備える。熱交換器は、冷媒を用いて空調を行なうための熱交換器である。圧縮機は、熱交換器から出力される冷媒を圧縮する。第1凝縮器は、圧縮機の吐出側に設けられる。第2凝縮器は、第1凝縮器と第1配管を介して接続される。膨張弁は、第2凝縮器と熱交換器との間に設けられ、第2凝縮器と第2配管を介して接続される。冷却部は、冷媒を用いて発熱源を冷却する。第1分岐管は、第1配管から分岐して冷却部の一端に接続される。第2分岐管は、冷却部の他端に接続される。切替装置は、第2分岐管と第2凝縮器との間に設けられ、第2分岐管および第2凝縮器間の冷媒通路を切替可能に構成される。切替装置は、第1流路を第2流路に切替可能に構成される。第1流路は、第3分岐管と第2分岐管との間に形成される。第3分岐管は、第1配管における第1分岐管の分岐点と第2凝縮器との間において第1配管から分岐される。第2流路は、第4分岐管と第2分岐管との間に形成される。第4分岐管は、第2配管から分岐される。   According to this invention, the cooling device includes a heat exchanger, a compressor, a first condenser, a second condenser, an expansion valve, a cooling unit, a first branch pipe, and a second branch pipe. And a switching device. A heat exchanger is a heat exchanger for performing air conditioning using a refrigerant. The compressor compresses the refrigerant output from the heat exchanger. The first condenser is provided on the discharge side of the compressor. The second condenser is connected to the first condenser via the first pipe. The expansion valve is provided between the second condenser and the heat exchanger, and is connected to the second condenser via a second pipe. The cooling unit cools the heat generation source using a refrigerant. The first branch pipe branches from the first pipe and is connected to one end of the cooling unit. The second branch pipe is connected to the other end of the cooling unit. The switching device is provided between the second branch pipe and the second condenser, and is configured to be able to switch the refrigerant passage between the second branch pipe and the second condenser. The switching device is configured to be able to switch the first flow path to the second flow path. The first flow path is formed between the third branch pipe and the second branch pipe. The third branch pipe is branched from the first pipe between the branch point of the first branch pipe in the first pipe and the second condenser. The second flow path is formed between the fourth branch pipe and the second branch pipe. The fourth branch pipe is branched from the second pipe.

好ましくは、空調が停止するときに、切替装置は、第1流路を第2流路に切り替える。空調が停止するときに、膨張弁は、閉成される。   Preferably, when the air conditioning is stopped, the switching device switches the first flow path to the second flow path. When the air conditioning stops, the expansion valve is closed.

好ましくは、切替装置は、第1弁と、第2弁とを含む。第1弁は、第3分岐管に設けられる。第2弁は、第4分岐管に設けられる。空調が停止するときに、第1弁は閉成され、第2弁は開放され、膨張弁は閉成される。   Preferably, the switching device includes a first valve and a second valve. The first valve is provided in the third branch pipe. The second valve is provided in the fourth branch pipe. When air conditioning stops, the first valve is closed, the second valve is opened, and the expansion valve is closed.

好ましくは、切替装置は、三方弁を含む。三方弁は、第2分岐管と第3分岐管と第4分岐管とに接続される。空調が停止するときに、三方弁は、第2分岐管と第3分岐管との間の流路を、第2分岐管と第4分岐管との間の流路に切り替える。空調が停止するときに、膨張弁は、閉成される。   Preferably, the switching device includes a three-way valve. The three-way valve is connected to the second branch pipe, the third branch pipe, and the fourth branch pipe. When the air conditioning is stopped, the three-way valve switches the flow path between the second branch pipe and the third branch pipe to the flow path between the second branch pipe and the fourth branch pipe. When the air conditioning stops, the expansion valve is closed.

好ましくは、冷却装置は、逆止弁をさらに備える。逆止弁は、第1凝縮器から圧縮機への冷媒の流れを遮断する。   Preferably, the cooling device further includes a check valve. The check valve blocks the flow of the refrigerant from the first condenser to the compressor.

好ましくは、冷却装置は、気液分離器をさらに備える。気液分離器は、第1配管における第1分岐管の分岐点に設けられる。気液分離器は、第1凝縮器で冷却された冷媒を気体と液体とに分離し、気体を第2凝縮器へ流し、液体を冷却部へ流すためのものである。   Preferably, the cooling device further includes a gas-liquid separator. The gas-liquid separator is provided at the branch point of the first branch pipe in the first pipe. The gas-liquid separator is for separating the refrigerant cooled by the first condenser into a gas and a liquid, flowing the gas to the second condenser, and flowing the liquid to the cooling unit.

好ましくは、冷却装置は、第3弁をさらに備える。第3弁は、第1配管における第1分岐管の分岐点と第3分岐管の分岐点との間に設けられる。   Preferably, the cooling device further includes a third valve. The third valve is provided between the branch point of the first branch pipe and the branch point of the third branch pipe in the first pipe.

好ましくは、冷却部は、第2凝縮器よりも鉛直方向下側に配置される。
好ましくは、第1凝縮器の放熱能力は、第2凝縮器の放熱能力よりも高い。
Preferably, the cooling unit is disposed on the lower side in the vertical direction than the second condenser.
Preferably, the heat dissipation capability of the first condenser is higher than the heat dissipation capability of the second condenser.

好ましくは、発熱源は、車両に搭載される電気機器である。
また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの冷却装置を備える。
Preferably, the heat generation source is an electric device mounted on the vehicle.
According to the invention, the vehicle includes any one of the cooling devices described above.

この発明においては、冷却装置は、熱交換器を用いて空調を行なうために設けられた蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して発熱源を冷却するので、発熱源の冷却のために、専用の水循環ポンプまたは冷却ファンなどの機器を設ける必要はない。これにより、発熱源を冷却するために必要な構成を簡素化できる。したがって、この発明によれば、冷却システムを簡素化してコストを低減することができる冷却装置およびそれを備える車両を提供することができる。   In the present invention, the cooling device cools the heat source using the vapor compression refrigeration cycle provided for air conditioning using the heat exchanger, and therefore, a dedicated water circulation is used for cooling the heat source. There is no need to provide equipment such as a pump or cooling fan. Thereby, a structure required in order to cool a heat source can be simplified. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a cooling device that can simplify the cooling system and reduce the cost, and a vehicle including the same.

この発明の実施の形態1による冷却装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cooling device by Embodiment 1 of this invention. 蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant of a vapor compression refrigeration cycle. 蒸気圧縮式冷凍サイクルの運転中の、HV機器を冷却する冷媒の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the refrigerant | coolant which cools HV apparatus during the driving | operation of a vapor compression refrigeration cycle. 蒸気圧縮式冷凍サイクルの停止中の、HV機器を冷却する冷媒の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the refrigerant | coolant which cools HV apparatus in the stop of a vapor compression refrigeration cycle. 冷却装置の運転モード毎の弁の開度を示す図である。It is a figure which shows the opening degree of the valve for every operation mode of a cooling device. 冷却装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control method of a cooling device. この発明の実施の形態1の変形例による冷却装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cooling device by the modification of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2による冷却装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cooling device by Embodiment 2 of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による冷却装置の構成を示す模式図である。本実施の形態に係る冷却装置は、内燃機関であるエンジンと、電動機である駆動ユニットとを動力源とするハイブリッド車両に適用され、ハイブリッド車両に搭載される電気機器の冷却に用いられる。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a cooling device according to Embodiment 1 of the present invention. The cooling device according to the present embodiment is applied to a hybrid vehicle that uses an engine that is an internal combustion engine and a drive unit that is an electric motor as power sources, and is used to cool an electric device mounted on the hybrid vehicle.

図1を参照して、冷却装置1は、蒸気圧縮式冷凍サイクル10(以下、単に「冷凍サイクル10」とも称する。)を備える。冷凍サイクル10は、例えば、ハイブリッド車両の車内の冷房を行なうために、ハイブリッド車両に搭載される。冷凍サイクル10を用いた冷房は、例えば、冷房を行なうためのスイッチがオンされた場合、または、自動的にハイブリッド車両の室内の温度を設定温度になるように調整する自動制御モードが選択されており、かつ、車室内の温度が設定温度よりも高い場合に行なわれる。   Referring to FIG. 1, cooling device 1 includes a vapor compression refrigeration cycle 10 (hereinafter, also simply referred to as “refrigeration cycle 10”). The refrigeration cycle 10 is mounted on a hybrid vehicle, for example, to cool the inside of the hybrid vehicle. For cooling using the refrigeration cycle 10, for example, when a switch for performing cooling is turned on, or an automatic control mode for automatically adjusting the indoor temperature of the hybrid vehicle to a set temperature is selected. And when the temperature in the passenger compartment is higher than the set temperature.

冷凍サイクル10は、圧縮機12と、第1凝縮器14と、第2凝縮器15と、膨張弁16と、熱交換器18とを含む。冷凍サイクル10は、第1凝縮器14と第2凝縮器15との間の冷媒の経路上に配置された気液分離器40を含む。   The refrigeration cycle 10 includes a compressor 12, a first condenser 14, a second condenser 15, an expansion valve 16, and a heat exchanger 18. The refrigeration cycle 10 includes a gas-liquid separator 40 disposed on the refrigerant path between the first condenser 14 and the second condenser 15.

圧縮機12は、ハイブリッド車両に搭載されたモータまたはエンジンを動力源として作動し、冷媒ガスを断熱的に圧縮して過熱状態冷媒ガスとする。圧縮機12は、冷凍サイクル10の作動時に熱交換器18から流通する冷媒を吸入圧縮して、冷媒通路21に高温高圧の気相冷媒を吐出する。圧縮機12は、冷媒通路21に冷媒を吐出することで、冷凍サイクル10に冷媒を循環させる。   The compressor 12 operates using a motor or engine mounted on the hybrid vehicle as a power source, and compresses the refrigerant gas in an adiabatic manner to obtain a superheated refrigerant gas. The compressor 12 sucks and compresses refrigerant flowing from the heat exchanger 18 when the refrigeration cycle 10 is operated, and discharges high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant into the refrigerant passage 21. The compressor 12 circulates the refrigerant in the refrigeration cycle 10 by discharging the refrigerant into the refrigerant passage 21.

第1凝縮器14および第2凝縮器15は、圧縮機12において圧縮された過熱状態冷媒ガスを、外部媒体へ等圧的に放熱させて冷媒液とする。圧縮機12から吐出された高圧の気相冷媒は、第1凝縮器14および第2凝縮器15において周囲に放熱し冷却されることによって凝縮(液化)する。第1凝縮器14および第2凝縮器15の各々は、冷媒を流通するチューブと、チューブ内を流通する冷媒と凝縮器周囲の空気との間で熱交換するためのフィンとを含む。   The first condenser 14 and the second condenser 15 cause the superheated refrigerant gas compressed in the compressor 12 to dissipate heat to the external medium in an isobaric manner to obtain a refrigerant liquid. The high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the compressor 12 is condensed (liquefied) by releasing heat to the surroundings and cooling in the first condenser 14 and the second condenser 15. Each of the first condenser 14 and the second condenser 15 includes a tube through which the refrigerant flows, and fins for exchanging heat between the refrigerant flowing through the tube and the air around the condenser.

第1凝縮器14および第2凝縮器15は、冷却風と冷媒との間で熱交換を行なう。冷却風は、エンジンを冷却するための冷却回路に設けられたラジエータファンからの強制送風によって第1凝縮器14および第2凝縮器15に供給されてもよい。なお、冷却風は、ハイブリッド車両の走行によって発生する自然の通風によって第1凝縮器14および第2凝縮器15に供給されてもよい。第1凝縮器14および第2凝縮器15における熱交換によって、冷媒の温度は低下し、冷媒は液化する。   The first condenser 14 and the second condenser 15 exchange heat between the cooling air and the refrigerant. The cooling air may be supplied to the first condenser 14 and the second condenser 15 by forced air from a radiator fan provided in a cooling circuit for cooling the engine. The cooling air may be supplied to the first condenser 14 and the second condenser 15 by natural ventilation generated by traveling of the hybrid vehicle. By the heat exchange in the first condenser 14 and the second condenser 15, the temperature of the refrigerant is lowered and the refrigerant is liquefied.

膨張弁16は、冷媒通路25を流通する高圧の液相冷媒を小さな孔から噴射させることにより膨張させて、低温かつ低圧の霧状冷媒に変化させる。膨張弁16は、第1凝縮器14および第2凝縮器15によって凝縮された冷媒液を減圧して、気液混合状態の湿り蒸気とする。なお、冷媒液を減圧するための減圧器は、絞り膨張する膨張弁16に限られず、毛細管であってもよい。また、膨張弁16は、その弁開度を調整することにより、熱交換器18へ流す冷媒の流量を調整することができる。ここで、膨張弁16は、熱交換器18の出口の冷媒温度に応じて開度が調整される。これにより、空調用空気を冷却するために熱交換器18が必要とする冷却能力に応じた冷媒量を熱交換器18に供給することができる。   The expansion valve 16 is expanded by injecting a high-pressure liquid-phase refrigerant flowing through the refrigerant passage 25 from a small hole, and changes into a low-temperature and low-pressure mist refrigerant. The expansion valve 16 depressurizes the refrigerant liquid condensed by the first condenser 14 and the second condenser 15 to obtain wet vapor in a gas-liquid mixed state. Note that the decompressor for decompressing the refrigerant liquid is not limited to the expansion valve 16 that is squeezed and expanded, and may be a capillary tube. Further, the expansion valve 16 can adjust the flow rate of the refrigerant flowing to the heat exchanger 18 by adjusting the valve opening degree. Here, the opening degree of the expansion valve 16 is adjusted according to the refrigerant temperature at the outlet of the heat exchanger 18. Thereby, the amount of refrigerant | coolant according to the cooling capability which the heat exchanger 18 requires in order to cool the air for an air conditioning can be supplied to the heat exchanger 18. FIG.

熱交換器18は、その内部を流通する霧状冷媒が気化することによって、熱交換器18に接触するように導入された周囲の空気の熱を吸収する。空調機器は、膨張弁16によって減圧された冷媒を用いて、冷媒の湿り蒸気が蒸発して冷媒ガスとなる際の気化熱を、ハイブリッド車両の室内へ流通する空調用空気から吸収して、ハイブリッド車両の室内の冷房を行なう。熱が熱交換器18に吸収されることによって温度が低下した空調用空気がハイブリッド車両の室内に再び戻されることによって、ハイブリッド車両の室内の冷房が行なわれる。冷媒は、熱交換器18において周囲から吸熱し加熱される。   The heat exchanger 18 absorbs heat of ambient air introduced so as to come into contact with the heat exchanger 18 by vaporizing the mist refrigerant flowing through the heat exchanger 18. The air-conditioning equipment uses the refrigerant decompressed by the expansion valve 16 to absorb the heat of vaporization when the refrigerant's wet vapor evaporates into refrigerant gas from the air-conditioning air flowing into the interior of the hybrid vehicle. Cool the interior of the vehicle. The air-conditioning air whose temperature has been reduced by the heat being absorbed by the heat exchanger 18 is returned again to the interior of the hybrid vehicle, thereby cooling the interior of the hybrid vehicle. The refrigerant absorbs heat from the surroundings in the heat exchanger 18 and is heated.

熱交換器18は、冷媒を流通するチューブと、フィンとを含む。フィンは、チューブ内を流通する冷媒と熱交換器18の周囲の空気との間で熱交換するためのフィンである。チューブ内には、湿り蒸気状態の冷媒が流通する。冷媒は、チューブ内を流通する際に、フィンを経由してハイブリッド車両の室内の空気の熱を蒸発潜熱として吸収することによって蒸発し、さらに顕熱によって過熱蒸気になる。気化した冷媒は、冷媒通路27を経由して圧縮機12へ流通する。圧縮機12は、熱交換器18から流通する冷媒を圧縮する。   The heat exchanger 18 includes tubes that circulate refrigerant and fins. The fin is a fin for exchanging heat between the refrigerant circulating in the tube and the air around the heat exchanger 18. A wet steam refrigerant circulates in the tube. When the refrigerant circulates in the tube, it evaporates by absorbing the heat of the air in the interior of the hybrid vehicle as latent heat of evaporation via the fins, and further becomes superheated steam by sensible heat. The vaporized refrigerant flows to the compressor 12 via the refrigerant passage 27. The compressor 12 compresses the refrigerant flowing from the heat exchanger 18.

冷凍サイクル10は、圧縮機12と第1凝縮器14とを連通する冷媒通路21と、第1凝縮器14と第2凝縮器15とを連通する冷媒通路22,23,24と、第2凝縮器15と膨張弁16とを連通する冷媒通路25と、膨張弁16と熱交換器18とを連通する冷媒通路26と、熱交換器18と圧縮機12とを連通する冷媒通路27とをさらに含む。   The refrigeration cycle 10 includes a refrigerant passage 21 that communicates the compressor 12 and the first condenser 14, a refrigerant passage 22, 23, and 24 that communicates the first condenser 14 and the second condenser 15, and a second condensation. A refrigerant passage 25 that communicates between the heat exchanger 15 and the expansion valve 16, a refrigerant passage 26 that communicates between the expansion valve 16 and the heat exchanger 18, and a refrigerant passage 27 that communicates between the heat exchanger 18 and the compressor 12. Including.

冷媒通路21は、冷媒を圧縮機12から第1凝縮器14に流通させるための通路である。冷媒は、冷媒通路21を経由して、圧縮機12と第1凝縮器14との間を、圧縮機12の出口から第1凝縮器14の入口へ向かって流れる。冷媒通路22〜25は、冷媒を第1凝縮器14から膨張弁16に流通させるための通路である。冷媒は、冷媒通路22および冷媒通路23,24を経由して、第1凝縮器14から第2凝縮器15へ流れる。冷媒通路22は、第1凝縮器14から気液分離器40までの冷媒通路22aと、気液分離器40から冷媒通路24との分岐点までの冷媒通路22bと、冷媒通路24との分岐点から第2凝縮器15までの冷媒通路22cとに分割される。   The refrigerant passage 21 is a passage for circulating the refrigerant from the compressor 12 to the first condenser 14. The refrigerant flows between the compressor 12 and the first condenser 14 via the refrigerant passage 21 from the outlet of the compressor 12 toward the inlet of the first condenser 14. The refrigerant passages 22 to 25 are passages for circulating the refrigerant from the first condenser 14 to the expansion valve 16. The refrigerant flows from the first condenser 14 to the second condenser 15 via the refrigerant passage 22 and the refrigerant passages 23 and 24. The refrigerant passage 22 includes a refrigerant passage 22 a from the first condenser 14 to the gas-liquid separator 40, a refrigerant passage 22 b from the gas-liquid separator 40 to the branch point of the refrigerant passage 24, and a branch point of the refrigerant passage 24. To the refrigerant passage 22c from the second condenser 15 to the second condenser 15.

冷媒通路23は、気液分離器40と冷却部30との間に設けられる。冷媒通路24は、冷却部30と冷媒通路22との間に設けられる。冷媒通路25は、第2凝縮器15と膨張弁16との間に設けられる。   The refrigerant passage 23 is provided between the gas-liquid separator 40 and the cooling unit 30. The refrigerant passage 24 is provided between the cooling unit 30 and the refrigerant passage 22. The refrigerant passage 25 is provided between the second condenser 15 and the expansion valve 16.

冷媒通路26は、冷媒を膨張弁16から熱交換器18に流通させるための通路である。冷媒は、冷媒通路26を経由して、膨張弁16と熱交換器18との間を、膨張弁16の出口から熱交換器18の入口へ向かって流れる。冷媒通路27は、冷媒を熱交換器18から圧縮機12に流通させるための通路である。冷媒は、冷媒通路27を経由して、熱交換器18と圧縮機12との間を、熱交換器18の出口から圧縮機12の入口へ向かって流れる。   The refrigerant passage 26 is a passage for circulating the refrigerant from the expansion valve 16 to the heat exchanger 18. The refrigerant flows between the expansion valve 16 and the heat exchanger 18 from the outlet of the expansion valve 16 toward the inlet of the heat exchanger 18 via the refrigerant passage 26. The refrigerant passage 27 is a passage for circulating the refrigerant from the heat exchanger 18 to the compressor 12. The refrigerant flows between the heat exchanger 18 and the compressor 12 from the outlet of the heat exchanger 18 toward the inlet of the compressor 12 via the refrigerant passage 27.

圧縮機12、第1凝縮器14、冷却部30、第2凝縮器15、膨張弁16および熱交換器18が、冷媒通路21〜27によって連結されることにより、冷凍サイクル10が構成される。なお、冷凍サイクル10の冷媒としては、例えば、二酸化炭素、プロパンやイソブタンなどの炭化水素、アンモニア、フロン類または水などを用いることができる。   The refrigeration cycle 10 is configured by connecting the compressor 12, the first condenser 14, the cooling unit 30, the second condenser 15, the expansion valve 16, and the heat exchanger 18 through the refrigerant passages 21 to 27. As the refrigerant of the refrigeration cycle 10, for example, carbon dioxide, hydrocarbons such as propane and isobutane, ammonia, chlorofluorocarbons or water can be used.

気液分離器40は、第1凝縮器14から流入する冷媒が気液二相状態である場合、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する。気液分離器40の内部には、液相冷媒である冷媒液と、気相冷媒である冷媒蒸気とが蓄蔵されている。気液分離器40には、冷媒通路22aと冷媒通路22bと冷媒通路23とが連結されている。   When the refrigerant flowing from the first condenser 14 is in a gas-liquid two-phase state, the gas-liquid separator 40 separates the refrigerant into a gas phase refrigerant and a liquid phase refrigerant. Inside the gas-liquid separator 40, a refrigerant liquid that is a liquid phase refrigerant and a refrigerant vapor that is a gas phase refrigerant are stored. A refrigerant passage 22a, a refrigerant passage 22b, and a refrigerant passage 23 are connected to the gas-liquid separator 40.

第1凝縮器14の出口側において冷媒は、飽和液と飽和蒸気とが混合した気液二相状態の湿り蒸気の状態にある。第1凝縮器14から流出した冷媒は、冷媒通路22aを通って気液分離器40へ供給される。冷媒通路22aから気液分離器40へ流入する気液二相状態の冷媒は、気液分離器40の内部において気相と液相とに分離される。気液分離器40は、第1凝縮器14によって凝縮された冷媒を液体状の冷媒液とガス状の冷媒蒸気とに分離して、一時的に蓄える。   On the outlet side of the first condenser 14, the refrigerant is in a gas-liquid two-phase wet steam state in which a saturated liquid and a saturated steam are mixed. The refrigerant flowing out of the first condenser 14 is supplied to the gas-liquid separator 40 through the refrigerant passage 22a. The gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the gas-liquid separator 40 from the refrigerant passage 22 a is separated into a gas phase and a liquid phase inside the gas-liquid separator 40. The gas-liquid separator 40 separates the refrigerant condensed by the first condenser 14 into liquid refrigerant liquid and gaseous refrigerant vapor and temporarily stores them.

分離された冷媒液は、冷媒通路23を経由して、気液分離器40の外部へ流出する。気液分離器40内の液相中に配置された冷媒通路23の端部は、液相冷媒の気液分離器40からの流出口を形成する。分離された冷媒蒸気は、冷媒通路22bを経由して、気液分離器40の外部へ流出する。気液分離器40内の気相中に配置された冷媒通路22bの端部は、気相冷媒の気液分離器40からの流出口を形成する。気液分離器40から導出された気相の冷媒蒸気は、第2凝縮器15において周囲に放熱し冷却されることによって、凝縮する。   The separated refrigerant liquid flows out of the gas-liquid separator 40 via the refrigerant passage 23. An end portion of the refrigerant passage 23 arranged in the liquid phase in the gas-liquid separator 40 forms an outlet for the liquid-phase refrigerant from the gas-liquid separator 40. The separated refrigerant vapor flows out of the gas-liquid separator 40 via the refrigerant passage 22b. The end of the refrigerant passage 22b disposed in the gas phase in the gas-liquid separator 40 forms an outlet for the gas-phase refrigerant from the gas-liquid separator 40. The vapor-phase refrigerant vapor derived from the gas-liquid separator 40 is condensed by releasing heat to the surroundings and cooling in the second condenser 15.

気液分離器40の内部では、冷媒液が下側、冷媒蒸気が上側に溜まる。気液分離器40から冷媒液を導出する冷媒通路23の端部は、気液分離器40の底部に連結されている。冷媒通路23を経由して、気液分離器40の底側から冷媒液のみが気液分離器40の外部へ送り出される。気液分離器40から冷媒蒸気を導出する冷媒通路22bの端部は、気液分離器40の天井部に連結されている。冷媒通路22bを経由して、気液分離器40の天井側から冷媒蒸気のみが気液分離器40の外部へ送り出される。これにより、気液分離器40は、気相冷媒と液相冷媒との分離を確実に行なうことができる。   Inside the gas-liquid separator 40, the refrigerant liquid accumulates on the lower side and the refrigerant vapor accumulates on the upper side. An end portion of the refrigerant passage 23 for leading the refrigerant liquid from the gas-liquid separator 40 is connected to the bottom of the gas-liquid separator 40. Only the refrigerant liquid is sent out of the gas-liquid separator 40 from the bottom side of the gas-liquid separator 40 via the refrigerant passage 23. An end portion of the refrigerant passage 22 b for leading the refrigerant vapor from the gas-liquid separator 40 is connected to the ceiling portion of the gas-liquid separator 40. Only the refrigerant vapor is sent out of the gas-liquid separator 40 from the ceiling side of the gas-liquid separator 40 via the refrigerant passage 22b. As a result, the gas-liquid separator 40 can reliably separate the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant.

第1凝縮器14と第2凝縮器15との間を流通する冷媒の経路は、第1経路と、第1経路に並列に設けられた第2経路とを含む。第1経路は、第1凝縮器14から気液分離器40を経由して第2凝縮器15へ連結される冷媒通路22を含む。第2経路は、気液分離器40から冷却部30を経由して冷媒通路22に連結される冷媒通路23,24を含む。   The path of the refrigerant flowing between the first condenser 14 and the second condenser 15 includes a first path and a second path provided in parallel with the first path. The first path includes a refrigerant passage 22 that is connected from the first condenser 14 to the second condenser 15 via the gas-liquid separator 40. The second path includes refrigerant passages 23 and 24 connected to the refrigerant passage 22 from the gas-liquid separator 40 via the cooling unit 30.

気液分離器40の液冷媒は、冷媒通路23を経由して、冷却部30へ流れる。冷却部30を通過した冷媒は、冷媒通路24を経由して、冷媒通路22へ戻る。冷却部30は、第1凝縮器14から第2凝縮器15へ向けて流れる冷媒の第2経路上に設けられている。   The liquid refrigerant in the gas-liquid separator 40 flows to the cooling unit 30 via the refrigerant passage 23. The refrigerant that has passed through the cooling unit 30 returns to the refrigerant passage 22 via the refrigerant passage 24. The cooling unit 30 is provided on the second path of the refrigerant that flows from the first condenser 14 toward the second condenser 15.

図1に示すD点は、冷媒通路22と冷媒通路24との連結点、すなわち、冷媒通路24の下流側の端部を示す。   A point D shown in FIG. 1 indicates a connection point between the refrigerant passage 22 and the refrigerant passage 24, that is, an end portion on the downstream side of the refrigerant passage 24.

冷却部30は、ハイブリッド車両に搭載される電気機器であるHV(Hybrid Vehicle)機器31と、冷媒が流通する配管である冷媒通路32とを含む。HV機器31は、発熱源の一例である。冷媒通路32の一方の端部は、冷媒通路23に接続される。冷媒通路32の他方の端部は、冷媒通路24に接続される。   The cooling unit 30 includes an HV (Hybrid Vehicle) device 31 that is an electric device mounted on the hybrid vehicle, and a refrigerant passage 32 that is a pipe through which the refrigerant flows. The HV device 31 is an example of a heat source. One end of the refrigerant passage 32 is connected to the refrigerant passage 23. The other end of the refrigerant passage 32 is connected to the refrigerant passage 24.

冷媒通路22bと並列に接続された冷媒の経路は、冷却部30よりも上流側(気液分離器40に近接する側)の冷媒通路23と、冷却部30に含まれる冷媒通路32と、冷却部30よりも下流側(第2凝縮器15に近接する側)の冷媒通路24とを含む。冷媒通路23は、気液分離器40から冷却部30に液相の冷媒を流通させるための通路である。冷媒通路24は、冷却部30からD点に冷媒を流通させるための通路である。   The refrigerant path connected in parallel with the refrigerant passage 22b includes the refrigerant passage 23 upstream of the cooling unit 30 (the side close to the gas-liquid separator 40), the refrigerant passage 32 included in the cooling unit 30, and cooling. And a refrigerant passage 24 on the downstream side (side closer to the second condenser 15) than the section 30. The refrigerant passage 23 is a passage for allowing a liquid-phase refrigerant to flow from the gas-liquid separator 40 to the cooling unit 30. The refrigerant passage 24 is a passage for circulating the refrigerant from the cooling unit 30 to the point D.

気液分離器40から流出した冷媒液は、冷媒通路23を経由して、冷却部30へ向かって流通する。冷却部30へ流通し、冷媒通路32を経由して流れる冷媒は、発熱源としてのHV機器31から熱を奪う。冷却部30は、気液分離器40において分離され冷媒通路23を経由して冷媒通路32へ流れる液相の冷媒を用いて、HV機器31を冷却する。冷却部30において、冷媒通路32内を流通する冷媒と、HV機器31とが熱交換することにより、HV機器31は冷却され、冷媒は加熱される。冷媒は、冷媒通路24を経由して冷却部30からD点へ向かって流通し、冷媒通路22cを経由して第2凝縮器15へ至る。   The refrigerant liquid that has flowed out of the gas-liquid separator 40 flows through the refrigerant passage 23 toward the cooling unit 30. The refrigerant flowing to the cooling unit 30 and flowing through the refrigerant passage 32 takes heat from the HV device 31 as a heat source. The cooling unit 30 cools the HV device 31 using a liquid-phase refrigerant separated in the gas-liquid separator 40 and flowing to the refrigerant passage 32 via the refrigerant passage 23. In the cooling unit 30, the HV equipment 31 is cooled and the refrigerant is heated by heat exchange between the refrigerant flowing through the refrigerant passage 32 and the HV equipment 31. The refrigerant flows from the cooling unit 30 toward the point D via the refrigerant passage 24 and reaches the second condenser 15 via the refrigerant passage 22c.

冷却部30は、冷媒通路32においてHV機器31と冷媒との間で熱交換が可能な構造を有するように設けられる。本実施の形態においては、冷却部30は、例えば、HV機器31の筐体に冷媒通路32の外周面が直接接触するように形成された冷媒通路32を有する。冷媒通路32は、HV機器31の筐体と隣接する部分を有する。当該部分において、冷媒通路32を流通する冷媒と、HV機器31との間で、熱交換が可能となる。   The cooling unit 30 is provided in the refrigerant passage 32 so as to have a structure capable of exchanging heat between the HV device 31 and the refrigerant. In the present embodiment, the cooling unit 30 includes, for example, a refrigerant passage 32 formed so that the outer peripheral surface of the refrigerant passage 32 is in direct contact with the housing of the HV device 31. The refrigerant passage 32 has a portion adjacent to the housing of the HV device 31. In this portion, heat exchange can be performed between the refrigerant flowing through the refrigerant passage 32 and the HV device 31.

HV機器31は、冷凍サイクル10の第1凝縮器14から第2凝縮器15に至る冷媒の経路の一部を形成する冷媒通路32の外周面に直接接続されて、冷却される。冷媒通路32の外部にHV機器31が配置されるので、冷媒通路32の内部を流通する冷媒の流れにHV機器31が干渉することはない。そのため、冷凍サイクル10の圧力損失は増大しないので、圧縮機12の動力を増大させることなく、HV機器31を冷却することができる。   The HV device 31 is directly connected to the outer peripheral surface of the refrigerant passage 32 that forms part of the refrigerant path from the first condenser 14 to the second condenser 15 of the refrigeration cycle 10 and is cooled. Since the HV device 31 is disposed outside the refrigerant passage 32, the HV device 31 does not interfere with the flow of the refrigerant flowing through the refrigerant passage 32. Therefore, since the pressure loss of the refrigeration cycle 10 does not increase, the HV equipment 31 can be cooled without increasing the power of the compressor 12.

代替的には、冷却部30は、HV機器31と冷媒通路32との間に介在して配置された任意の公知のヒートパイプを備えてもよい。この場合、HV機器31は、冷媒通路32の外周面にヒートパイプを介して接続され、HV機器31から冷媒通路32へヒートパイプを経由して熱伝達することにより、冷却される。HV機器31をヒートパイプの加熱部とし冷媒通路32をヒートパイプの冷却部とすることで、冷媒通路32とHV機器31との間の熱伝達効率が高められるので、HV機器31の冷却効率を向上できる。例えば、ウィック式のヒートパイプを使用することができる。   Alternatively, the cooling unit 30 may include any known heat pipe that is disposed between the HV device 31 and the refrigerant passage 32. In this case, the HV device 31 is connected to the outer peripheral surface of the refrigerant passage 32 via a heat pipe, and is cooled by transferring heat from the HV device 31 to the refrigerant passage 32 via the heat pipe. Since the heat transfer efficiency between the refrigerant passage 32 and the HV device 31 is increased by using the HV device 31 as a heat pipe heating unit and the refrigerant passage 32 as a heat pipe cooling unit, the cooling efficiency of the HV device 31 is increased. It can be improved. For example, a wick-type heat pipe can be used.

ヒートパイプによってHV機器31から冷媒通路32へ確実に熱伝達することができるので、HV機器31と冷媒通路32との間に距離があってもよく、HV機器31に冷媒通路32を接触させるために冷媒通路32を複雑に配置する必要がない。その結果、HV機器31の配置の自由度を向上することができる。   Since heat can be reliably transferred from the HV device 31 to the refrigerant passage 32 by the heat pipe, there may be a distance between the HV device 31 and the refrigerant passage 32, and the refrigerant passage 32 is brought into contact with the HV device 31. It is not necessary to arrange the refrigerant passage 32 in a complicated manner. As a result, the degree of freedom of arrangement of the HV device 31 can be improved.

HV機器31は、電力の授受によって発熱する電気機器を含む。電気機器は、例えば、直流電力を交流電力に変換するためのインバータ、回転電機であるモータジェネレータ、蓄電装置であるバッテリ、バッテリの電圧を昇圧させるための昇圧コンバータ、バッテリの電圧を降圧するためのDC/DCコンバータなどの、少なくともいずれか一つを含む。バッテリは、リチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池等の二次電池である。バッテリに代えてキャパシタが用いられてもよい。   The HV device 31 includes an electrical device that generates heat when power is transferred. The electrical equipment includes, for example, an inverter for converting DC power to AC power, a motor generator that is a rotating electrical machine, a battery that is a power storage device, a boost converter that boosts the voltage of the battery, and a voltage that lowers the voltage of the battery. It includes at least one of a DC / DC converter and the like. The battery is a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. A capacitor may be used instead of the battery.

熱交換器18は、空気が流通するダクト90の内部に配置されている。熱交換器18は、冷媒とダクト90内を流通する空調用空気との間で熱交換して、空調用空気の温度を調節する。ダクト90は、ダクト90に空調用空気が流入する入口であるダクト入口91と、ダクト90から空調用空気が流出する出口であるダクト出口92とを有する。ダクト90の内部の、ダクト入口91の近傍には、ファン93が配置されている。   The heat exchanger 18 is disposed inside a duct 90 through which air flows. The heat exchanger 18 exchanges heat between the refrigerant and the air-conditioning air flowing through the duct 90 to adjust the temperature of the air-conditioning air. The duct 90 has a duct inlet 91 that is an inlet through which air-conditioning air flows into the duct 90 and a duct outlet 92 that is an outlet through which air-conditioning air flows out from the duct 90. A fan 93 is disposed in the vicinity of the duct inlet 91 inside the duct 90.

ファン93が駆動することにより、ダクト90内に空気が流通する。ファン93が稼働すると、ダクト入口91を経由してダクト90の内部へ空調用空気が流入する。ダクト90へ流入する空気は、外気であってもよく、ハイブリッド車両の室内の空気であってもよい。図1中の矢印95は、熱交換器18を経由して流通し、冷凍サイクル10の冷媒と熱交換する空調用空気の流れを示す。冷房運転時には、熱交換器18において空調用空気が冷却され、冷媒は空調用空気からの熱伝達を受けて加熱される。矢印96は、熱交換器18で温度調節され、ダクト出口92を経由してダクト90から流出する、空調用空気の流れを示す。   When the fan 93 is driven, air flows in the duct 90. When the fan 93 is in operation, air for air conditioning flows into the duct 90 via the duct inlet 91. The air flowing into the duct 90 may be outside air or indoor air of the hybrid vehicle. An arrow 95 in FIG. 1 indicates the flow of air-conditioning air that flows through the heat exchanger 18 and exchanges heat with the refrigerant in the refrigeration cycle 10. During the cooling operation, the air-conditioning air is cooled in the heat exchanger 18, and the refrigerant is heated by receiving heat transfer from the air-conditioning air. An arrow 96 indicates the flow of air-conditioning air that is temperature-adjusted by the heat exchanger 18 and flows out of the duct 90 via the duct outlet 92.

冷媒は、圧縮機12と第1凝縮器14と冷却部30と第2凝縮器15と膨張弁16と熱交換器18とが冷媒通路21〜27によって順次接続された冷媒循環流路を通って、冷凍サイクル10内を循環する。冷凍サイクル10内を、図1に示すA点、B点、C点、D点、E点およびF点を順に通過するように冷媒が流れ、圧縮機12と第1凝縮器14と冷却部30と第2凝縮器15と膨張弁16と熱交換器18とに冷媒が循環する。   The refrigerant passes through a refrigerant circulation passage in which the compressor 12, the first condenser 14, the cooling unit 30, the second condenser 15, the expansion valve 16, and the heat exchanger 18 are sequentially connected by refrigerant passages 21 to 27. Circulates in the refrigeration cycle 10. The refrigerant flows through the refrigeration cycle 10 through the points A, B, C, D, E, and F shown in FIG. 1 in order, and the compressor 12, the first condenser 14, and the cooling unit 30. The refrigerant circulates through the second condenser 15, the expansion valve 16, and the heat exchanger 18.

図2は、冷凍サイクル10の冷媒の状態を示すモリエル線図である。図2中の横軸は、冷媒の比エンタルピーを示し、縦軸は、冷媒の絶対圧力を示す。比エンタルピーの単位はkJ/kgであり、絶対圧力の単位はMPaである。図中の曲線は、冷媒の飽和蒸気線および飽和液線である。   FIG. 2 is a Mollier diagram showing the state of the refrigerant in the refrigeration cycle 10. The horizontal axis in FIG. 2 indicates the specific enthalpy of the refrigerant, and the vertical axis indicates the absolute pressure of the refrigerant. The unit of specific enthalpy is kJ / kg, and the unit of absolute pressure is MPa. The curves in the figure are the saturated vapor line and saturated liquid line of the refrigerant.

図2中には、第1凝縮器14の出口の冷媒通路22から気液分離器40を経由して冷媒通路23へ流入し、HV機器31を冷却し、冷媒通路24からD点を経由して第2凝縮器15の入口へ戻る、冷凍サイクル10中の各点(すなわちA,B,C,D,EおよびF点)における冷媒の熱力学状態が示される。このときの冷媒が流れる経路、すなわち冷媒通路21〜27は、第1通路を形成する。   In FIG. 2, the refrigerant flows from the refrigerant passage 22 at the outlet of the first condenser 14 into the refrigerant passage 23 via the gas-liquid separator 40, cools the HV equipment 31, and passes through the point D from the refrigerant passage 24. Thus, the thermodynamic state of the refrigerant at each point in the refrigeration cycle 10 (ie, points A, B, C, D, E, and F) returning to the inlet of the second condenser 15 is shown. A path through which the refrigerant flows at this time, that is, the refrigerant paths 21 to 27 form a first path.

図2に示すように、圧縮機12に吸入された過熱蒸気状態の冷媒(A点)は、圧縮機12において等比エントロピー線に沿って断熱圧縮される。圧縮するに従って冷媒の圧力と温度とが上昇し、高温高圧の過熱度の大きい過熱蒸気になって(B点)、冷媒は第1凝縮器14へと流れる。圧縮機12から吐出された気相冷媒は、第1凝縮器14において周囲に放熱し冷却されることによって凝縮(液化)する。第1凝縮器14における外気との熱交換によって、冷媒の温度は低下し、冷媒は液化する。第1凝縮器14へ入った高圧の冷媒蒸気は、第1凝縮器14において等圧のまま過熱蒸気から乾き飽和蒸気になり、凝縮潜熱を放出し徐々に液化して気液混合状態の湿り蒸気になる。気液二相状態である冷媒のうち、凝縮した冷媒は飽和液の状態である(C点)。   As shown in FIG. 2, the superheated vapor refrigerant (point A) sucked into the compressor 12 is adiabatically compressed along the isentropic line in the compressor 12. As the refrigerant is compressed, the pressure and temperature of the refrigerant rise, and the superheated steam is heated to a high temperature and high superheat degree (point B), and the refrigerant flows to the first condenser 14. The gas-phase refrigerant discharged from the compressor 12 is condensed (liquefied) by releasing heat to the surroundings in the first condenser 14 and being cooled. By the heat exchange with the outside air in the first condenser 14, the temperature of the refrigerant is lowered and the refrigerant is liquefied. The high-pressure refrigerant vapor that has entered the first condenser 14 changes from superheated vapor to dry saturated vapor with constant pressure in the first condenser 14, releases condensation latent heat, gradually liquefies, and is vaporized in a gas-liquid mixed state. become. Of the refrigerant in the gas-liquid two-phase state, the condensed refrigerant is in a saturated liquid state (point C).

冷媒は、気液分離器40において気相冷媒と液相冷媒とに分離される。気液分離された冷媒のうち、液相の冷媒液が、気液分離器40から冷媒通路23を経由して冷却部30の冷媒通路32へ流れ、HV機器31を冷却する。冷却部30において、第1凝縮器14を通過して凝縮された飽和液状態の液冷媒に熱を放出することで、HV機器31が冷却される。HV機器31との熱交換により、冷媒が加熱され、冷媒の乾き度が増大する。冷媒は、HV機器31から潜熱を受け取って一部気化することにより、飽和液と飽和蒸気とが混合した湿り蒸気となる(D点)。   The refrigerant is separated into a gas phase refrigerant and a liquid phase refrigerant in the gas-liquid separator 40. Among the gas-liquid separated refrigerant, the liquid-phase refrigerant liquid flows from the gas-liquid separator 40 through the refrigerant passage 23 to the refrigerant passage 32 of the cooling unit 30 to cool the HV equipment 31. In the cooling unit 30, the HV equipment 31 is cooled by releasing heat to the liquid refrigerant in the saturated liquid state that has been condensed through the first condenser 14. By the heat exchange with the HV equipment 31, the refrigerant is heated and the dryness of the refrigerant increases. The refrigerant receives the latent heat from the HV device 31 and partially evaporates to become wet steam in which the saturated liquid and saturated steam are mixed (point D).

その後冷媒は、第2凝縮器15に流入する。冷媒の湿り蒸気は、第2凝縮器15において外気と熱交換して冷却されることにより再度凝縮され、冷媒の全部が凝縮すると飽和液になり、さらに顕熱を放出して過冷却された過冷却液になる(E点)。その後冷媒は、冷媒通路25を経由して膨張弁16に流入する。膨張弁16において、過冷却液状態の冷媒は絞り膨張され、比エンタルピーは変化せず温度と圧力とが低下して、低温低圧の気液混合状態の湿り蒸気となる(F点)。   Thereafter, the refrigerant flows into the second condenser 15. The wet steam of the refrigerant is condensed again by exchanging heat with the outside air in the second condenser 15 and cooled, and when all of the refrigerant condenses, it becomes a saturated liquid and further releases sensible heat to supercool the supercooled supercooled liquid. It becomes a cooling liquid (E point). Thereafter, the refrigerant flows into the expansion valve 16 via the refrigerant passage 25. In the expansion valve 16, the refrigerant in the supercooled liquid state is squeezed and expanded, the specific enthalpy does not change, the temperature and pressure are reduced, and the low temperature and low pressure gas-liquid mixed vapor is obtained (point F).

膨張弁16から出た湿り蒸気状態の冷媒は、冷媒通路26を経由して熱交換器18へ流入する。熱交換器18のチューブ内には、湿り蒸気状態の冷媒が流入する。冷媒は、熱交換器18のチューブ内を流通する際に、フィンを経由してハイブリッド車両の室内の空気の熱を蒸発潜熱として吸収することによって、等圧のまま蒸発する。全ての冷媒が乾き飽和蒸気になると、さらに顕熱によって冷媒蒸気は温度上昇して、過熱蒸気となる(A点)。その後冷媒は、冷媒通路27を経由して圧縮機12に吸入される。圧縮機12は、熱交換器18から流通する冷媒を圧縮する。   The wet steam refrigerant that has flowed out of the expansion valve 16 flows into the heat exchanger 18 via the refrigerant passage 26. A wet steam refrigerant flows into the tube of the heat exchanger 18. When the refrigerant flows through the tube of the heat exchanger 18, it absorbs the heat of the air in the interior of the hybrid vehicle through the fins as latent heat of vaporization, and evaporates at a constant pressure. When all the refrigerants are dry and become saturated vapor, the temperature of the refrigerant vapor further rises due to sensible heat and becomes superheated vapor (point A). Thereafter, the refrigerant is sucked into the compressor 12 via the refrigerant passage 27. The compressor 12 compresses the refrigerant flowing from the heat exchanger 18.

冷媒はこのようなサイクルに従って、圧縮、凝縮、絞り膨張、蒸発の状態変化を連続的に繰り返す。なお、上述した蒸気圧縮式冷凍サイクルの説明では、理論冷凍サイクルについて説明しているが、実際の冷凍サイクル10では、圧縮機12における損失、冷媒の圧力損失および熱損失を考慮する必要があるのは勿論である。   In accordance with such a cycle, the refrigerant continuously repeats the compression, condensation, throttle expansion, and evaporation state changes. In the description of the vapor compression refrigeration cycle described above, the theoretical refrigeration cycle is described. However, in the actual refrigeration cycle 10, it is necessary to consider the loss in the compressor 12, the pressure loss of the refrigerant, and the heat loss. Of course.

冷凍サイクル10の運転中に、冷媒は、蒸発器として作用する熱交換器18において蒸発する際に気化熱をハイブリッド車両の室内の空気から吸収して、車室内の冷房を行なう。加えて、第1凝縮器14から流出し気液分離器40で気液分離された高圧の液冷媒が冷却部30へ流通し、HV機器31と熱交換することでHV機器31を冷却する。冷却装置1は、ハイブリッド車両に搭載された発熱源であるHV機器31を、ハイブリッド車両の室内の空調用の冷凍サイクル10を利用して、冷却する。なお、HV機器31を冷却するために必要とされる温度は、少なくともHV機器31の温度範囲として目標となる温度範囲の上限値よりも低い温度であることが望ましい。   During operation of the refrigeration cycle 10, the refrigerant absorbs heat of vaporization from the air in the cabin of the hybrid vehicle when it evaporates in the heat exchanger 18 acting as an evaporator, thereby cooling the cabin. In addition, the high-pressure liquid refrigerant that flows out from the first condenser 14 and is gas-liquid separated by the gas-liquid separator 40 flows to the cooling unit 30, and heat-exchanges with the HV equipment 31 to cool the HV equipment 31. The cooling device 1 cools the HV equipment 31 that is a heat source mounted on the hybrid vehicle by using the air-conditioning refrigeration cycle 10 in the interior of the hybrid vehicle. Note that the temperature required for cooling the HV device 31 is desirably at least lower than the upper limit value of the target temperature range as the temperature range of the HV device 31.

熱交換器18において被冷却部を冷却するために設けられた冷凍サイクル10を利用して、HV機器31の冷却が行なわれるので、HV機器31の冷却のために、専用の水循環ポンプまたは冷却ファンなどの機器を設ける必要はない。そのため、HV機器31の冷却装置1のために必要な構成を低減でき、装置構成を単純にできるので、冷却装置1の製造コストを低減することができる。加えて、HV機器31の冷却のためにポンプや冷却ファンなどの動力源を運転する必要がなく、動力源を運転するための消費動力を必要としない。したがって、HV機器31の冷却のための消費動力を低減することができる。   Since the HV equipment 31 is cooled by using the refrigeration cycle 10 provided to cool the part to be cooled in the heat exchanger 18, a dedicated water circulation pump or cooling fan is used to cool the HV equipment 31. There is no need to provide such equipment. Therefore, the configuration necessary for the cooling device 1 of the HV equipment 31 can be reduced and the device configuration can be simplified, so that the manufacturing cost of the cooling device 1 can be reduced. In addition, there is no need to operate a power source such as a pump or a cooling fan for cooling the HV equipment 31, and no power consumption is required to operate the power source. Therefore, power consumption for cooling the HV equipment 31 can be reduced.

第1凝縮器14では、冷媒を湿り蒸気の状態にまで冷却すればよく、気液混合状態の冷媒は気液分離器40により分離され、飽和液状態の冷媒液のみが冷却部30へ供給される。HV機器31から蒸発潜熱を受け取り一部気化した湿り蒸気の状態の冷媒は、第2凝縮器15で再度冷却される。湿り蒸気状態の冷媒を凝縮させ完全に飽和液にするまで、冷媒は一定の温度で状態変化する。第2凝縮器15は、ハイブリッド車両の室内の冷房のために必要な程度の過冷却度にまで、液相冷媒をさらに過冷却する。冷媒の過冷却度を過度に大きくする必要がないので、第1凝縮器14および第2凝縮器15の容量を低減することができる。したがって、車室用の冷房能力を確保でき、かつ、第1凝縮器14および第2凝縮器15のサイズを低減することができるので小型化され車載用に有利な、冷却装置1を得ることができる。   In the first condenser 14, it is only necessary to cool the refrigerant to a wet vapor state, the gas-liquid mixed refrigerant is separated by the gas-liquid separator 40, and only the saturated liquid refrigerant is supplied to the cooling unit 30. The The refrigerant in the state of wet steam that has received vaporization latent heat from the HV device 31 and partially vaporized is cooled again by the second condenser 15. The refrigerant changes its state at a constant temperature until the wet vapor state refrigerant is condensed and completely saturated. The second condenser 15 further supercools the liquid-phase refrigerant to the degree of supercooling necessary for cooling the interior of the hybrid vehicle. Since it is not necessary to excessively increase the degree of supercooling of the refrigerant, the capacities of the first condenser 14 and the second condenser 15 can be reduced. Therefore, it is possible to obtain the cooling device 1 that can secure the cooling capacity for the passenger compartment and can reduce the size of the first condenser 14 and the second condenser 15, which is advantageous for in-vehicle use. it can.

気液分離器40から膨張弁16へ向かう冷媒が流通する経路として、冷却部30を通過しない経路である冷媒通路22と、冷却部30を経由してHV機器31を冷却する冷媒の経路である冷媒通路23,24とが並列に設けられる。そのため、第1凝縮器14から流出した冷媒の一部のみが、冷却部30へ流れる。HV機器31の冷却のために必要な量の冷媒を冷却部30へ流通させ、HV機器31は適切に冷却される。したがって、HV機器31が過冷却されることを防止できる。   The refrigerant flow path from the gas-liquid separator 40 to the expansion valve 16 is a refrigerant path 22 that does not pass through the cooling unit 30 and a refrigerant path that cools the HV equipment 31 via the cooling unit 30. Refrigerant passages 23 and 24 are provided in parallel. Therefore, only a part of the refrigerant that has flowed out of the first condenser 14 flows to the cooling unit 30. An amount of refrigerant necessary for cooling the HV device 31 is circulated to the cooling unit 30, and the HV device 31 is appropriately cooled. Therefore, it is possible to prevent the HV device 31 from being overcooled.

第1凝縮器14から直接第2凝縮器15へ流れる冷媒の経路と、第1凝縮器14から冷却部30を経由して第2凝縮器15へ流れる冷媒の経路とを並列に設け、一部の冷媒のみを冷媒通路23,24へ流通させることで、HV機器31の冷却系に冷媒が流れる際の圧力損失を低減することができる。全ての冷媒が冷却部30に流れないので、冷却部30を経由する冷媒の流通に係る圧力損失を低減することができ、それに伴い、冷媒を循環させるための圧縮機12の運転に必要な消費電力を低減することができる。   A refrigerant path flowing directly from the first condenser 14 to the second condenser 15 and a refrigerant path flowing from the first condenser 14 to the second condenser 15 via the cooling unit 30 are provided in parallel. By allowing only the refrigerant to flow through the refrigerant passages 23 and 24, it is possible to reduce pressure loss when the refrigerant flows into the cooling system of the HV equipment 31. Since all the refrigerant does not flow to the cooling unit 30, it is possible to reduce pressure loss related to the circulation of the refrigerant passing through the cooling unit 30, and accordingly, consumption necessary for the operation of the compressor 12 for circulating the refrigerant. Electric power can be reduced.

膨張弁16を通過した後の低温低圧の冷媒をHV機器31の冷却に使用すると、熱交換器18における車室内の空気の冷却能力が減少して、車室用の冷房能力が低下する。これに対し、本実施の形態の冷却装置1では、冷凍サイクル10において、圧縮機12から吐出された高圧の冷媒は、第1凝縮器14と、第2凝縮器15と、の両方によって凝縮される。圧縮機12と膨張弁16との間に第1凝縮器14および第2凝縮器15を配置し、HV機器31を冷却する冷却部30は、第1凝縮器14と第2凝縮器15との間に設けられている。第2凝縮器15は、冷却部30から膨張弁16に向けて流れる冷媒の経路上に設けられている。   If the low-temperature and low-pressure refrigerant after passing through the expansion valve 16 is used for cooling the HV equipment 31, the cooling capacity of the air in the passenger compartment in the heat exchanger 18 decreases, and the cooling capacity for the passenger compartment decreases. In contrast, in the cooling device 1 of the present embodiment, in the refrigeration cycle 10, the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 12 is condensed by both the first condenser 14 and the second condenser 15. The The first condenser 14 and the second condenser 15 are disposed between the compressor 12 and the expansion valve 16, and the cooling unit 30 that cools the HV equipment 31 includes the first condenser 14 and the second condenser 15. It is provided in between. The second condenser 15 is provided on the path of the refrigerant that flows from the cooling unit 30 toward the expansion valve 16.

HV機器31から蒸発潜熱を受けて加熱された冷媒を第2凝縮器15において十分に冷却することにより、膨張弁16の出口において、冷媒は、ハイブリッド車両の室内の冷房のために本来必要とされる温度および圧力を有する。そのため、熱交換器18において冷媒が蒸発するときに外部から受け取る熱量を十分に大きくすることができる。このように、冷媒を十分に冷却できる第2凝縮器15の放熱能力を定めることにより、車室内の空気を冷却する冷房の能力に影響を与えることなく、HV機器31を冷却することができる。したがって、HV機器31の冷却能力と、車室用の冷房能力との両方を、確実に確保することができる。   By sufficiently cooling the refrigerant heated by the latent heat of vaporization from the HV device 31 in the second condenser 15, the refrigerant is originally required for cooling the interior of the hybrid vehicle at the outlet of the expansion valve 16. Temperature and pressure. Therefore, the amount of heat received from the outside when the refrigerant evaporates in the heat exchanger 18 can be sufficiently increased. Thus, by determining the heat dissipation capability of the second condenser 15 that can sufficiently cool the refrigerant, the HV device 31 can be cooled without affecting the cooling capability of cooling the air in the vehicle compartment. Therefore, both the cooling capacity of the HV device 31 and the cooling capacity for the passenger compartment can be ensured reliably.

第1凝縮器14から冷却部30へ流れる冷媒は、HV機器31を冷却するときに、HV機器31から熱を受け取り加熱される。冷却部30において冷媒が飽和蒸気温度以上に加熱され冷媒の全量が気化すると、冷媒とHV機器31との熱交換量が減少してHV機器31を効率よく冷却できなくなり、また冷媒が配管内を流れる際の圧力損失が増大する。そのため、HV機器31を冷却した後に冷媒の全量が気化しない程度に、第1凝縮器14において十分に冷媒を冷却するのが望ましい。   The refrigerant flowing from the first condenser 14 to the cooling unit 30 receives heat from the HV device 31 and is heated when the HV device 31 is cooled. When the refrigerant is heated to the saturated vapor temperature or higher in the cooling unit 30 and the entire amount of the refrigerant is vaporized, the amount of heat exchange between the refrigerant and the HV device 31 is reduced, and the HV device 31 cannot be efficiently cooled. Pressure loss during flow increases. Therefore, it is desirable that the refrigerant is sufficiently cooled in the first condenser 14 so that the entire amount of the refrigerant is not vaporized after the HV device 31 is cooled.

具体的には、第1凝縮器14の出口における冷媒の状態を飽和液に近づけ、典型的には第1凝縮器14の出口において冷媒が飽和液線上にある状態にする。このように冷媒を十分に冷却できる能力を第1凝縮器14が有する結果、第1凝縮器14の冷媒から熱を放出させる放熱能力は、第2凝縮器15の放熱能力よりも高くなる。放熱能力が相対的に大きい第1凝縮器14において冷媒を十分に冷却することにより、HV機器31から熱を受け取った冷媒を湿り蒸気の状態に留めることができ、冷媒とHV機器31との熱交換量の減少を回避できるので、HV機器31を十分に効率よく冷却することができる。HV機器31を冷却した後の湿り蒸気の状態の冷媒は、第2凝縮器15において効率よく再度冷却され、飽和温度を下回る過冷却液の状態にまで冷却される。したがって、車室用の冷房能力とHV機器31の冷却能力との両方を確保した、冷却装置1を提供することができる。   Specifically, the state of the refrigerant at the outlet of the first condenser 14 is brought close to the saturated liquid, and typically, the refrigerant is on the saturated liquid line at the outlet of the first condenser 14. As a result of the first condenser 14 having the ability to sufficiently cool the refrigerant in this way, the heat radiation ability for releasing heat from the refrigerant of the first condenser 14 is higher than the heat radiation ability of the second condenser 15. By sufficiently cooling the refrigerant in the first condenser 14 having a relatively large heat dissipation capability, the refrigerant that has received heat from the HV device 31 can be kept in a wet steam state, and the heat of the refrigerant and the HV device 31 can be maintained. Since reduction of the exchange amount can be avoided, the HV device 31 can be cooled sufficiently efficiently. The refrigerant in the wet vapor state after cooling the HV device 31 is efficiently cooled again in the second condenser 15 and is cooled to the state of the supercooled liquid below the saturation temperature. Therefore, it is possible to provide the cooling device 1 that secures both the cooling capacity for the passenger compartment and the cooling capacity of the HV device 31.

第1凝縮器14の出口において気液二相状態にある冷媒は、気液分離器40内において、気相と液相とに分離される。気液分離器40で分離された気相冷媒は、冷媒通路22を経由して流れ直接第2凝縮器15に供給される。気液分離器40で分離された液相冷媒は、冷媒通路23を経由して流れ、冷却部30に供給されてHV機器31を冷却する。この液相冷媒は、過不足の全くない真に飽和液状態の冷媒である。気液分離器40から液相の冷媒のみを取り出し冷却部30へ流すことにより、冷媒の潜熱を利用した効率的な冷却が可能となり、第1凝縮器14の能力を最大限に活用してHV機器31を冷却することができる。よって、HV機器31の冷却能力を向上させた冷却装置1を提供することができる。   The refrigerant in a gas-liquid two-phase state at the outlet of the first condenser 14 is separated into a gas phase and a liquid phase in the gas-liquid separator 40. The gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 40 flows through the refrigerant passage 22 and is directly supplied to the second condenser 15. The liquid phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 40 flows through the refrigerant passage 23 and is supplied to the cooling unit 30 to cool the HV equipment 31. This liquid-phase refrigerant is a truly saturated liquid refrigerant with no excess or deficiency. By taking out only the liquid-phase refrigerant from the gas-liquid separator 40 and flowing it to the cooling unit 30, efficient cooling using the latent heat of the refrigerant becomes possible. The device 31 can be cooled. Therefore, the cooling device 1 in which the cooling capacity of the HV device 31 is improved can be provided.

気液分離器40の出口で飽和液の状態にある冷媒をHV機器31を冷却する冷媒通路32に導入することにより、冷媒通路23,24および冷媒通路32を含むHV機器31の冷却系を流れる冷媒のうち、気相状態の冷媒を最小限に抑えることができる。そのため、HV機器31の冷却系を流れる冷媒蒸気の流速が早くなり圧力損失が増大することを抑制でき、冷媒を流通させるための圧縮機12の消費電力を低減できるので、冷凍サイクル10の性能の悪化を回避することができる。   By introducing the refrigerant in a saturated liquid state at the outlet of the gas-liquid separator 40 into the refrigerant passage 32 that cools the HV equipment 31, the refrigerant flows through the cooling system of the HV equipment 31 including the refrigerant passages 23 and 24 and the refrigerant passage 32. Among the refrigerants, the gas-phase refrigerant can be minimized. Therefore, the flow velocity of the refrigerant vapor flowing through the cooling system of the HV device 31 can be prevented from increasing and the pressure loss can be suppressed, and the power consumption of the compressor 12 for circulating the refrigerant can be reduced. Deterioration can be avoided.

気液分離器40の内部には、飽和液状態の冷媒液が貯留されている。気液分離器40は、その内部に液状の冷媒である冷媒液を一時的に貯留する蓄液器として機能する。気液分離器40内に所定量の冷媒液が溜められることにより、負荷変動時にも気液分離器40から冷却部30へ流れる冷媒の流量を維持できる。気液分離器40が液だめ機能を有し、負荷変動に対するバッファとなり負荷変動を吸収できるので、HV機器31の冷却性能を安定させることができる。   A refrigerant liquid in a saturated liquid state is stored inside the gas-liquid separator 40. The gas-liquid separator 40 functions as a liquid accumulator that temporarily stores a liquid refrigerant that is a liquid refrigerant. By storing a predetermined amount of the refrigerant liquid in the gas-liquid separator 40, the flow rate of the refrigerant flowing from the gas-liquid separator 40 to the cooling unit 30 can be maintained even when the load changes. Since the gas-liquid separator 40 has a liquid reservoir function and becomes a buffer against load fluctuations and can absorb the load fluctuations, the cooling performance of the HV equipment 31 can be stabilized.

再び図1を参照して、冷却装置1は、連通路51と、膨張弁16および切替弁53によって構成される切替装置とを備える。連通路51は、冷媒通路24と、冷媒通路25とを連通する。冷媒通路24は、冷却部30から連通路51との分岐点までの冷媒通路24aと、連通路51との分岐点から冷媒通路22b側までの冷媒通路24bとに分割される。   Referring to FIG. 1 again, the cooling device 1 includes a communication path 51 and a switching device constituted by the expansion valve 16 and the switching valve 53. The communication passage 51 communicates the refrigerant passage 24 and the refrigerant passage 25. The refrigerant passage 24 is divided into a refrigerant passage 24a from the cooling unit 30 to the branch point with the communication passage 51 and a refrigerant passage 24b from the branch point with the communication passage 51 to the refrigerant passage 22b side.

切替弁53は、弁57と弁58とを有する。弁57は、冷媒通路24bに設けられ、冷媒通路24bにおける冷媒の流れを規制する。弁58は、連通路51に設けられ、連通路51における冷媒の流れを規制する。弁57,58の開閉によって、HV機器31を冷却した後の冷媒が流れる経路を、冷媒通路24b,22cを経由して第2凝縮器15へ至る経路と、連通路51および冷媒通路25を経由して第2凝縮器15へ至る経路とのいずれかに切り替えることができる。   The switching valve 53 includes a valve 57 and a valve 58. The valve 57 is provided in the refrigerant passage 24b and regulates the flow of the refrigerant in the refrigerant passage 24b. The valve 58 is provided in the communication path 51 and restricts the flow of the refrigerant in the communication path 51. By opening and closing the valves 57 and 58, a path through which the refrigerant flows after cooling the HV device 31 is routed to the second condenser 15 via the refrigerant paths 24b and 22c, and via the communication path 51 and the refrigerant path 25. Thus, it is possible to switch to one of the paths leading to the second condenser 15.

より具体的には、冷凍サイクル10の冷房運転中には、弁58を全閉(弁開度0%)とし、弁57を全開とし、膨張弁16の弁開度を熱交換器18の出口の冷媒温度に応じて調整する。これにより、HV機器31を冷却した後の冷媒通路24を流通する冷媒を、冷媒通路22を経由させて、確実に第2凝縮器15へ流通させることができる。   More specifically, during the cooling operation of the refrigeration cycle 10, the valve 58 is fully closed (valve opening 0%), the valve 57 is fully opened, and the valve opening of the expansion valve 16 is set to the outlet of the heat exchanger 18. Adjust according to the refrigerant temperature. Thereby, the refrigerant flowing through the refrigerant passage 24 after cooling the HV device 31 can be reliably circulated to the second condenser 15 via the refrigerant passage 22.

一方、冷凍サイクル10の停止中には、弁58を全開とし、膨張弁16および弁57を全閉とする。これにより、HV機器31を冷却した後の冷媒通路24aを流通する冷媒を、連通路51を経由させて第2凝縮器15へ流通させ、圧縮機12を経由せずに冷却部30と第2凝縮器15との間に冷媒を循環させる環状の経路を形成することができる。   On the other hand, while the refrigeration cycle 10 is stopped, the valve 58 is fully opened and the expansion valve 16 and the valve 57 are fully closed. As a result, the refrigerant flowing through the refrigerant passage 24a after cooling the HV equipment 31 is circulated to the second condenser 15 via the communication passage 51, and the second cooling unit 30 and the second refrigerant are not circulated through the compressor 12. An annular path for circulating the refrigerant can be formed between the condenser 15 and the condenser 15.

図3は、冷凍サイクル10の運転中の、HV機器31を冷却する冷媒の流れを示す模式図である。図4は、冷凍サイクル10の停止中の、HV機器31を冷却する冷媒の流れを示す模式図である。図5は、冷却装置1の運転モード毎の切替装置(膨張弁16、弁57,58)の開度を示す図である。図5中に示す運転モードのうち「エアコン運転モード」とは、図3に示す冷凍サイクル10を運転させる場合、すなわち圧縮機12を運転させて冷凍サイクル10の全体に冷媒を流通させる場合を示す。一方「ヒートパイプ運転モード」とは、図4に示す冷凍サイクル10を停止させる場合、すなわち、圧縮機12を停止させ、冷却部30と第2凝縮器15とを結ぶ環状の経路を経由させて冷媒を循環させる場合を示す。なお、ヒートパイプ運転モードにおいて、ドライアウトが発生する場合に、圧縮機12が一時的に動作する場合がある。これにより、ヒートパイプサイクル内の冷媒量を増加させてドライアウトを抑制することができる。   FIG. 3 is a schematic diagram showing the flow of the refrigerant that cools the HV equipment 31 during operation of the refrigeration cycle 10. FIG. 4 is a schematic diagram showing the flow of the refrigerant that cools the HV equipment 31 while the refrigeration cycle 10 is stopped. FIG. 5 is a view showing the opening degree of the switching device (expansion valve 16, valves 57, 58) for each operation mode of the cooling device 1. Of the operation modes shown in FIG. 5, the “air conditioner operation mode” indicates a case where the refrigeration cycle 10 shown in FIG. 3 is operated, that is, a case where the compressor 12 is operated and the refrigerant is circulated throughout the refrigeration cycle 10. . On the other hand, the “heat pipe operation mode” refers to the case where the refrigeration cycle 10 shown in FIG. 4 is stopped, that is, the compressor 12 is stopped and the cooling unit 30 and the second condenser 15 are connected via an annular path. The case where the refrigerant is circulated is shown. In the heat pipe operation mode, the compressor 12 may temporarily operate when dryout occurs. Thereby, the amount of refrigerant in the heat pipe cycle can be increased to suppress dryout.

図3および図5に示すように、圧縮機12を駆動させ冷凍サイクル10が運転している「エアコン運転モード」のときには、膨張弁16は、熱交換器18の出口の冷媒温度に応じて弁開度が調整される。弁57は全開にされ、弁58は全閉にされる。このように、切替装置は、冷媒を冷却部30から第2凝縮器15を経由して膨張弁16へ流通させるように操作される。これにより、冷媒が冷却装置1の全体を流れるように冷媒の経路が選択される。そのため、冷凍サイクル10の冷却能力を確保できるとともに、HV機器31を効率よく冷却することができる。   As shown in FIGS. 3 and 5, when in the “air conditioner operation mode” in which the compressor 12 is driven and the refrigeration cycle 10 is operating, the expansion valve 16 is operated according to the refrigerant temperature at the outlet of the heat exchanger 18. The opening is adjusted. The valve 57 is fully opened and the valve 58 is fully closed. As described above, the switching device is operated so that the refrigerant flows from the cooling unit 30 to the expansion valve 16 via the second condenser 15. Thereby, the path | route of a refrigerant | coolant is selected so that a refrigerant | coolant may flow the whole cooling device 1. FIG. Therefore, the cooling capacity of the refrigeration cycle 10 can be secured and the HV equipment 31 can be efficiently cooled.

図4および図5に示すように、圧縮機12を停止させ冷凍サイクル10が停止している「ヒートパイプ運転モード」のときには、冷却部30と第2凝縮器15との間で冷媒が循環するように切替装置を操作する。すなわち、膨張弁16および弁57を全閉にし弁58を全開にすることで、冷媒は冷媒通路24aから冷媒通路24bへは流れず連通路51を経由して流通する。これにより、第2凝縮器15から、冷媒通路25と連通路51と冷媒通路24aとを順に経由して冷却部30へ至り、さらに冷媒通路23と気液分離器40と冷媒通路22とを順に経由して第2凝縮器15へ戻る、閉じられた環状の経路が形成される。このときの冷媒が流れる経路、すなわち冷媒通路22、冷媒通路23、冷媒通路24a、冷媒通路25および連通路51は、第2通路を形成する。   As shown in FIGS. 4 and 5, in the “heat pipe operation mode” in which the compressor 12 is stopped and the refrigeration cycle 10 is stopped, the refrigerant circulates between the cooling unit 30 and the second condenser 15. The switching device is operated as follows. That is, when the expansion valve 16 and the valve 57 are fully closed and the valve 58 is fully opened, the refrigerant flows through the communication passage 51 without flowing from the refrigerant passage 24a to the refrigerant passage 24b. As a result, the second condenser 15 reaches the cooling unit 30 through the refrigerant passage 25, the communication passage 51, and the refrigerant passage 24a in this order, and further the refrigerant passage 23, the gas-liquid separator 40, and the refrigerant passage 22 in order. A closed annular path is formed which passes back to the second condenser 15. The path through which the refrigerant flows, that is, the refrigerant path 22, the refrigerant path 23, the refrigerant path 24a, the refrigerant path 25, and the communication path 51 form a second path.

この環状の経路を経由して、圧縮機12が動作することなく、第2凝縮器15と冷却部30との間に冷媒を循環させることができる。冷却部30において熱交換により気化された冷媒蒸気は、冷媒通路23、気液分離器40、冷媒通路22を順に経由して、第2凝縮器15へ流れる。第2凝縮器15において、ハイブリッド車両の走行風、または、ラジエータファンからの通風により、冷媒蒸気は冷却されて凝縮する。第2凝縮器15で液化した冷媒液は、冷媒通路25、連通路51、冷媒通路24aを経由して、冷却部30へ戻る。   Through this annular path, the refrigerant can be circulated between the second condenser 15 and the cooling unit 30 without the compressor 12 operating. The refrigerant vapor evaporated by heat exchange in the cooling unit 30 flows to the second condenser 15 through the refrigerant passage 23, the gas-liquid separator 40, and the refrigerant passage 22 in order. In the second condenser 15, the refrigerant vapor is cooled and condensed by the traveling wind of the hybrid vehicle or the ventilation from the radiator fan. The refrigerant liquid liquefied by the second condenser 15 returns to the cooling unit 30 via the refrigerant passage 25, the communication passage 51, and the refrigerant passage 24a.

このように、冷却部30と第2凝縮器15とを経由する環状の経路によって、HV機器31を加熱部とし第2凝縮器15を冷却部とする、ヒートパイプが形成される。したがって、冷凍サイクル10が停止しているとき、すなわちハイブリッド車両用の冷房が停止しているときにも、圧縮機12を常時起動する必要なく、HV機器31を冷却することができる。HV機器31の冷却のために圧縮機12を常時運転する必要がないことにより、圧縮機12の消費動力を低減してハイブリッド車両の燃費を向上することができ、加えて、圧縮機12を長寿命化できるので圧縮機12の信頼性を向上することができる。   Thus, a heat pipe is formed by the annular path passing through the cooling unit 30 and the second condenser 15, with the HV device 31 as a heating unit and the second condenser 15 as a cooling unit. Therefore, even when the refrigeration cycle 10 is stopped, that is, when cooling for the hybrid vehicle is stopped, the HV equipment 31 can be cooled without having to always start the compressor 12. Since it is not necessary to always operate the compressor 12 for cooling the HV equipment 31, the power consumption of the compressor 12 can be reduced and the fuel efficiency of the hybrid vehicle can be improved. Since the life can be extended, the reliability of the compressor 12 can be improved.

図3および図4には、地面60が図示されている。地面60に対して垂直な鉛直方向において、冷却部30は、第2凝縮器15よりも下方に配置されている。   3 and 4 show the ground surface 60. In the vertical direction perpendicular to the ground surface 60, the cooling unit 30 is disposed below the second condenser 15.

この場合、冷却部30で加熱され気化した冷媒蒸気は、環状の経路内を上昇して第2凝縮器15へ到達し、第2凝縮器15において冷却され、凝縮されて液冷媒となり、重力の作用により環状の経路内を下降して冷却部30へ戻る。つまり、冷却部30と、第2凝縮器15と、これらを連結する冷媒の経路(すなわち第2通路)とによって、サーモサイフォン式のヒートパイプが形成される。ヒートパイプを形成することでHV機器31から第2凝縮器15への熱伝達効率を向上することができるので、冷凍サイクル10が停止しているときにも、動力を加えることなく、HV機器31をより効率よく冷却することができる。   In this case, the refrigerant vapor heated and vaporized in the cooling unit 30 ascends in the annular path and reaches the second condenser 15, is cooled in the second condenser 15, is condensed, and becomes a liquid refrigerant. Due to the action, it descends in the annular path and returns to the cooling unit 30. That is, a thermosiphon heat pipe is formed by the cooling unit 30, the second condenser 15, and the refrigerant path (that is, the second passage) connecting them. Since the heat transfer efficiency from the HV device 31 to the second condenser 15 can be improved by forming the heat pipe, the HV device 31 can be used without applying power even when the refrigeration cycle 10 is stopped. Can be cooled more efficiently.

ヒートパイプ運転モードのとき、HV機器31を保護するために必要とする放熱量に対し、第2通路内の冷媒量が不足すると冷媒のすべてが乾いてしまうドライアウトという現象が発生する場合がある。ドライアウトが発生すると、HV機器31を冷却する能力が低下してしまい、HV機器31の温度が上昇してしまうおそれがある。そこで、圧縮機12を一時的に運転することで、冷媒通路21および第1凝縮器14を経由して第2通路内に冷媒を供給する。これにより、第2通路内の冷媒量を増加させることができる。   When in the heat pipe operation mode, there may be a phenomenon of dryout in which all of the refrigerant dries out if the amount of refrigerant in the second passage is insufficient with respect to the amount of heat radiation required to protect the HV equipment 31. . When dryout occurs, the ability to cool the HV device 31 decreases, and the temperature of the HV device 31 may increase. Therefore, the refrigerant is supplied into the second passage via the refrigerant passage 21 and the first condenser 14 by temporarily operating the compressor 12. Thereby, the refrigerant | coolant amount in a 2nd channel | path can be increased.

冷却装置1は、逆止弁54をさらに備える。逆止弁54は、冷媒通路21に配置されている。逆止弁54は、圧縮機12から第1凝縮器14へ向かう冷媒の流れを許容するとともに、その逆向きの冷媒の流れを禁止する。このようにすれば、図4に示すヒートパイプ運転モードのとき、第2凝縮器15と冷却部30との間に冷媒を循環させる閉ループ状の冷媒の経路を、確実に形成することができる。   The cooling device 1 further includes a check valve 54. The check valve 54 is disposed in the refrigerant passage 21. The check valve 54 allows the refrigerant flow from the compressor 12 toward the first condenser 14 and prohibits the reverse refrigerant flow. In this way, in the heat pipe operation mode shown in FIG. 4, a closed loop refrigerant path for circulating the refrigerant between the second condenser 15 and the cooling unit 30 can be reliably formed.

逆止弁54を備えることによって、第1凝縮器14から圧縮機12側へ向かう冷媒の流れを確実に禁止できるので、環状の冷媒経路で形成するヒートパイプを使用した、冷凍サイクル10の停止時のHV機器31の冷却能力の低下を防止できる。したがって、ハイブリッド車両の車室用の冷房が停止しているときにも、HV機器31を効率よく冷却することができる。   By providing the check valve 54, the flow of the refrigerant from the first condenser 14 toward the compressor 12 can be surely prohibited. Therefore, when the refrigeration cycle 10 is stopped using the heat pipe formed by the annular refrigerant path. Of the cooling capacity of the HV equipment 31 can be prevented. Therefore, the HV device 31 can be efficiently cooled even when the cooling for the passenger compartment of the hybrid vehicle is stopped.

図6は、冷却装置1の制御方法の一例を示すフローチャートである。なお、その制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で処理することも可能である。   FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a method for controlling the cooling device 1. Note that the control is not limited to processing by software, and processing by dedicated hardware (electronic circuit) is also possible.

図6に示すように、まずステップ(S10)において、エアコンがオンにされているか否かが判断される。エアコンのオン/オフの切替は、ハイブリッド車両の車内前方の計器盤に設けられた空調用のコントロールパネルを乗員が操作することによって行なわれる。   As shown in FIG. 6, first, in step (S10), it is determined whether or not the air conditioner is turned on. The on / off switching of the air conditioner is performed by an occupant operating an air conditioning control panel provided on the instrument panel in front of the hybrid vehicle.

ステップ(S10)でエアコンがオンであると判断された場合は、ステップ(S20)に進み、冷却装置1は、エアコン運転モードにてHV機器31を冷却する。すなわち、切替装置の開閉を指令する信号を膨張弁16、弁57,58へ伝送して、弁57を全開し、弁58を全閉し、膨張弁16の開度を調整する。これにより、第1凝縮器14で外気と熱交換し冷却された後の冷媒のうち、気液分離器40で分離された液冷媒を、冷却部30へ流通させる。そして、冷媒通路32を流れる冷媒とHV機器31との間で熱交換することにより、HV機器31を冷却する。その後、冷媒は第2凝縮器15で再び冷却され、空調用空気を冷却するのに十分な量の冷媒が熱交換器18へ流通される。   When it is determined in step (S10) that the air conditioner is on, the process proceeds to step (S20), and the cooling device 1 cools the HV device 31 in the air conditioner operation mode. That is, a signal for commanding opening / closing of the switching device is transmitted to the expansion valve 16 and the valves 57, 58, the valve 57 is fully opened, the valve 58 is fully closed, and the opening degree of the expansion valve 16 is adjusted. Thereby, the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator 40 among the refrigerant after being cooled by exchanging heat with the outside air by the first condenser 14 is circulated to the cooling unit 30. The HV device 31 is cooled by exchanging heat between the refrigerant flowing through the refrigerant passage 32 and the HV device 31. Thereafter, the refrigerant is cooled again by the second condenser 15, and a sufficient amount of refrigerant is circulated to the heat exchanger 18 to cool the air for air conditioning.

なお、ハイブリッド車両の乗員がコントロールパネルを操作してエアコンをオンにする場合のほか、エアコン運転モードでのHV機器31の冷却が必要であると判断された場合に、エアコン運転モードにてHV機器31を冷却してもよい。例えば、外気温度が所定の温度(例えば25℃)よりも高いとき、空調用空気が所定の温度(例えば20℃)よりも高いとき、または、気液分離器40内の冷媒液の量が所定の量よりも少ないとき、圧縮機12を起動してもよい。   In addition, when it is judged that the passenger of the hybrid vehicle operates the control panel to turn on the air conditioner, or the HV equipment 31 needs to be cooled in the air conditioner operation mode, the HV equipment is operated in the air conditioner operation mode. 31 may be cooled. For example, when the outside air temperature is higher than a predetermined temperature (for example, 25 ° C.), when the air-conditioning air is higher than a predetermined temperature (for example, 20 ° C.), or when the amount of the refrigerant liquid in the gas-liquid separator 40 is predetermined. The compressor 12 may be activated when it is less than the amount of the compressor 12.

または、例えば登坂走行時などのHV機器31の発熱量が大きくなるような状況でハイブリッド車両が走行する場合にも、エアコン運転モードにてHV機器31を冷却してもよい。冷却装置1がHV機器31を冷却する冷却能力は、圧縮機12を運転させるエアコン運転モードの方が、ヒートパイプ運転モードに比較して相対的に大きい。そのため、HV機器31の発熱量が大きい場合には、エアコン運転モードで冷却装置1を運転してHV機器31を冷却することにより、HV機器31の過熱を確実に防止することができる。   Alternatively, the HV device 31 may be cooled in the air conditioner operation mode even when the hybrid vehicle travels in a situation where the amount of heat generated by the HV device 31 is large, for example, when traveling on an uphill. The cooling capacity with which the cooling device 1 cools the HV equipment 31 is relatively greater in the air conditioner operation mode in which the compressor 12 is operated than in the heat pipe operation mode. Therefore, when the heat generation amount of the HV device 31 is large, the HV device 31 can be reliably prevented from being overheated by operating the cooling device 1 in the air conditioner operation mode to cool the HV device 31.

ステップ(S10)でエアコンがオフであると判断された場合は、ステップ(S30)に進み、冷却装置1は、ヒートパイプ運転モードにてHV機器31を冷却する。すなわち、切替装置の開閉を指令する信号を膨張弁16、弁57,58へ伝送して、膨張弁16および弁57を全閉にし、弁58を全開にする。これにより、冷却部30と第2凝縮器15との間に冷媒を循環させる環状の経路を形成して、サーモサイフォン式のヒートパイプを形成する。第2凝縮器15において冷却された液相の冷媒を重力の作用により冷却部30へ流通させ、冷媒通路32を流れる冷媒とHV機器31との間で熱交換することにより、HV機器31を冷却する。冷却部30で加熱され気化した冷媒蒸気は、環状の経路内を上昇して再度第2凝縮器15へ到達する。   When it is determined in step (S10) that the air conditioner is off, the process proceeds to step (S30), and the cooling device 1 cools the HV equipment 31 in the heat pipe operation mode. That is, a signal instructing opening / closing of the switching device is transmitted to the expansion valve 16 and the valves 57 and 58, the expansion valve 16 and the valve 57 are fully closed, and the valve 58 is fully opened. Thus, an annular path for circulating the refrigerant is formed between the cooling unit 30 and the second condenser 15 to form a thermosiphon heat pipe. The liquid phase refrigerant cooled in the second condenser 15 is circulated to the cooling unit 30 by the action of gravity, and the HV equipment 31 is cooled by exchanging heat between the refrigerant flowing in the refrigerant passage 32 and the HV equipment 31. To do. The refrigerant vapor heated and vaporized by the cooling unit 30 rises in the annular path and reaches the second condenser 15 again.

続いてステップ(S40)において、ドライアウトの発生が検出されたか否かが判断される。例えば、冷却装置1は、HV機器31の発熱部品の温度を検出するセンサが検出した温度が上限値を超えた場合に、ドライアウトが発生したと判断する。また、冷却装置1は、冷却部30に流れ込む冷媒の温度と、冷却部30から流れ出る冷媒の温度との差に基づいて、ドライアウトの発生を判断してもよい。さらに、冷却装置1は、冷却部30の表面温度を検出するセンサが検出した温度が上限値を超えた場合に、ドライアウトが発生したと判断してもよい。この場合、温度センサは、冷媒流路と発熱部品との近傍に設置してもよい。   Subsequently, in step (S40), it is determined whether or not the occurrence of dryout is detected. For example, the cooling device 1 determines that the dryout has occurred when the temperature detected by the sensor that detects the temperature of the heat generating component of the HV device 31 exceeds the upper limit value. The cooling device 1 may determine the occurrence of dryout based on the difference between the temperature of the refrigerant flowing into the cooling unit 30 and the temperature of the refrigerant flowing out of the cooling unit 30. Furthermore, the cooling device 1 may determine that the dryout has occurred when the temperature detected by the sensor that detects the surface temperature of the cooling unit 30 exceeds the upper limit value. In this case, the temperature sensor may be installed in the vicinity of the refrigerant flow path and the heat generating component.

ステップ(S40)でドライアウトが発生したと判断された場合は、ステップ(S50)に進み、冷却装置1は、圧縮機12を一時的に運転する。これにより、圧縮機12で圧縮された冷媒が第1凝縮器14を経由して第2通路内に供給される。これにより、第2通路内を流れる冷媒の量が増加する。したがって、HV機器31の温度上昇を抑制することができる。   If it is determined in step (S40) that a dryout has occurred, the process proceeds to step (S50), and the cooling device 1 temporarily operates the compressor 12. Thereby, the refrigerant compressed by the compressor 12 is supplied into the second passage via the first condenser 14. Thereby, the quantity of the refrigerant | coolant which flows through the 2nd channel | path increases. Therefore, the temperature rise of the HV device 31 can be suppressed.

ステップ(S40)でドライアウトが発生していないと判断された場合は、ステップ(S60)に進み、冷却装置1は、圧縮機12を停止する。   When it is determined in step (S40) that no dryout has occurred, the process proceeds to step (S60), and the cooling device 1 stops the compressor 12.

以上のように、この実施の形態1においては、熱交換器18を用いて空調を行なうために設けられた冷凍サイクル10を利用して、HV機器31を冷却するので、HV機器31の冷却のために、専用の水循環ポンプまたは冷却ファンなどの機器を設ける必要はない。これにより、HV機器31を冷却するために必要な構成を簡素化できる。したがって、この実施の形態1によれば、冷却システムを簡素化してコストを低減することができる。   As described above, in the first embodiment, the HV equipment 31 is cooled using the refrigeration cycle 10 provided to perform air conditioning using the heat exchanger 18, and therefore, the HV equipment 31 is cooled. Therefore, it is not necessary to provide a device such as a dedicated water circulation pump or a cooling fan. Thereby, a structure required in order to cool the HV apparatus 31 can be simplified. Therefore, according to this Embodiment 1, a cooling system can be simplified and cost can be reduced.

また、この実施の形態1においては、冷却装置1は、空調が行われる「エアコン運転モード」と空調が停止する「ヒートパイプ運転モード」との両方の運転モードで、発熱源であるHV機器31を冷却できる。ヒートパイプ運転モードでは、HV機器31の冷却のために圧縮機12を常時運転する必要はない。そのため、圧縮機12の消費動力を低減してハイブリッド車両の燃費を向上することができ、加えて、圧縮機12を長寿命化できるので圧縮機12の信頼性を向上することができる。   Further, in the first embodiment, the cooling device 1 is an HV device 31 that is a heat source in both the “air conditioner operation mode” in which air conditioning is performed and the “heat pipe operation mode” in which air conditioning is stopped. Can be cooled. In the heat pipe operation mode, it is not necessary to always operate the compressor 12 for cooling the HV equipment 31. Therefore, the power consumption of the compressor 12 can be reduced and the fuel efficiency of the hybrid vehicle can be improved. In addition, the life of the compressor 12 can be extended, so the reliability of the compressor 12 can be improved.

また、この実施の形態1おいては、冷却装置1は、空調の作動または停止に合わせて、切替装置を制御する。これにより、エアコン運転モードとヒートパイプ運転モードとの切り換えをさらに確実に行なうことができ、各運転モード毎の適切な経路に冷媒を流通させることができる。   In the first embodiment, the cooling device 1 controls the switching device in accordance with the operation or stop of the air conditioning. As a result, switching between the air conditioner operation mode and the heat pipe operation mode can be performed more reliably, and the refrigerant can be circulated through an appropriate route for each operation mode.

また、この実施の形態1においては、第1凝縮器14の放熱能力は、第2凝縮器15の放熱能力よりも高い。これにより、放熱能力が相対的に大きい第1凝縮器14において冷媒を十分に冷却することにより、HV機器31から熱を受け取った冷媒を湿り蒸気の状態に留めることができ、冷媒とHV機器31との熱交換量の減少を回避できるので、HV機器31を十分に効率よく冷却することができる。HV機器31を冷却した後の湿り蒸気の状態の冷媒は、第2凝縮器15において効率よく再度冷却され、飽和温度を下回る過冷却液の状態にまで冷却される。したがって、この実施の形態1によれば、車室用の冷房能力とHV機器31の冷却能力との両方を確保することができる。   In the first embodiment, the heat dissipation capability of the first condenser 14 is higher than the heat dissipation capability of the second condenser 15. Thus, by sufficiently cooling the refrigerant in the first condenser 14 having a relatively large heat dissipation capability, the refrigerant that has received heat from the HV device 31 can be kept in a wet steam state. Therefore, the HV device 31 can be cooled sufficiently efficiently. The refrigerant in the wet vapor state after cooling the HV device 31 is efficiently cooled again in the second condenser 15 and is cooled to the state of the supercooled liquid below the saturation temperature. Therefore, according to this Embodiment 1, both the cooling capacity for vehicle interiors and the cooling capacity of the HV equipment 31 can be ensured.

また、この実施の形態1においては、ヒートパイプ運転モードのときに、第2凝縮器15と冷却部30との間でヒートパイプサイクルが形成される。この構成は、第1凝縮器14と冷却部30との間でヒートパイプサイクルが形成される構成よりも少ない数の弁で構成することができる。よって、コストを低減することができる。   Further, in the first embodiment, a heat pipe cycle is formed between the second condenser 15 and the cooling unit 30 in the heat pipe operation mode. This configuration can be configured with a smaller number of valves than the configuration in which a heat pipe cycle is formed between the first condenser 14 and the cooling unit 30. Therefore, cost can be reduced.

また、この実施の形態1においては、エアコン運転モードからヒートパイプ運転モードに切り替わると、第2凝縮器で過冷却状態となった冷媒が冷却部30に流れる経路を構成する。これにより、温度が低い状態の冷媒でHV機器31を冷却することができる。よって、ヒートパイプサイクルの作動が開始するまでの間にHV機器31が高温になることを抑制することができる。   In the first embodiment, when the air conditioner operation mode is switched to the heat pipe operation mode, a path is formed in which the refrigerant that has been supercooled by the second condenser flows into the cooling unit 30. Thereby, the HV equipment 31 can be cooled with the refrigerant in a low temperature state. Therefore, it can suppress that the HV apparatus 31 becomes high temperature until the operation | movement of a heat pipe cycle starts.

また、この実施の形態1においては、冷却装置1は、第1凝縮器14から流入する冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器40を備える。これにより、気液分離器40から液相の冷媒のみを取り出し冷却部30へ流すことができる。このため、第1凝縮器14の能力を最大限に活用してHV機器31を冷却することができるので、HV機器31の冷却能力を向上させた冷却装置1を提供することができる。   Moreover, in this Embodiment 1, the cooling device 1 is provided with the gas-liquid separator 40 which isolate | separates the refrigerant | coolant which flows in from the 1st condenser 14 into a gaseous-phase refrigerant | coolant and a liquid phase refrigerant | coolant. As a result, only the liquid phase refrigerant can be taken out from the gas-liquid separator 40 and flowed to the cooling unit 30. For this reason, since the capability of the 1st condenser 14 can be utilized to the maximum and the HV apparatus 31 can be cooled, the cooling device 1 which improved the cooling capability of the HV apparatus 31 can be provided.

また、この実施の形態1においては、冷却装置1は、第1凝縮器14から圧縮機12への冷媒の流れを遮断する逆止弁をさらに備える。これにより、ヒートパイプ運転モードのとき、第2凝縮器15と冷却部30との間に冷媒を循環させる閉ループ状の冷媒の経路を、確実に形成することができる。   In the first embodiment, the cooling device 1 further includes a check valve that blocks the flow of the refrigerant from the first condenser 14 to the compressor 12. Thereby, in the heat pipe operation mode, a closed-loop refrigerant path for circulating the refrigerant between the second condenser 15 and the cooling unit 30 can be reliably formed.

また、この実施の形態1においては、冷却部30は、第2凝縮器15よりも鉛直方向下側に配置される。これにより、冷却部30で加熱され気化した冷媒蒸気は、環状の経路内を上昇して第2凝縮器15へ到達し、第2凝縮器15において冷却され、凝縮されて液冷媒となり、重力の作用により環状の経路内を下降して冷却部30へ戻る。このため、ヒートパイプを形成することでHV機器31から第2凝縮器15への熱伝達効率を向上することができるので、冷凍サイクル10が停止しているときにも、動力を加えることなく、HV機器31をより効率よく冷却することができる。   In the first embodiment, the cooling unit 30 is arranged on the lower side in the vertical direction than the second condenser 15. As a result, the refrigerant vapor heated and vaporized in the cooling unit 30 rises in the annular path and reaches the second condenser 15, is cooled in the second condenser 15, is condensed, and becomes a liquid refrigerant. Due to the action, it descends in the annular path and returns to the cooling unit 30. For this reason, since the heat transfer efficiency from the HV device 31 to the second condenser 15 can be improved by forming the heat pipe, even when the refrigeration cycle 10 is stopped, without applying power, The HV device 31 can be cooled more efficiently.

[変形例]
この発明の実施の形態1の変形例は、実施の形態1と比較して、気液分離器40に代えて、冷媒通路22bに弁59が設けられる点が異なる。これにより、気液分離器40を設けることなく、エアコン運転モードのときに、冷却部30に確実に冷媒を流すことができる。
[Modification]
The modification of the first embodiment of the present invention differs from the first embodiment in that a valve 59 is provided in the refrigerant passage 22b instead of the gas-liquid separator 40. Thereby, it is possible to reliably flow the refrigerant through the cooling unit 30 in the air conditioner operation mode without providing the gas-liquid separator 40.

図7は、この発明の実施の形態1の変形例による冷却装置の構成を示す模式図である。図7を参照して、冷却装置1は、弁59を備える。弁59は、冷媒通路22bに設けられる。   FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a cooling device according to a modification of the first embodiment of the present invention. With reference to FIG. 7, the cooling device 1 includes a valve 59. The valve 59 is provided in the refrigerant passage 22b.

冷却装置1は、エアコン運転モードのときに、弁59の開度を調整することにより、HV機器31を冷却するために必要な量の冷媒を第1凝縮器14から冷却部30へ流すことができる。これにより、冷媒を冷却部30に確実に流すことができるので、第1凝縮器14の能力を最大限に活用してHV機器31を冷却することができる。よって、HV機器31の冷却能力を向上させた冷却装置1を提供することができる。一方、冷却装置1は、ヒートパイプ運転モードのときに、弁59を全開にする。これにより、ヒートパイプサイクルを確実に形成することができる。   When the cooling device 1 is in the air conditioner operation mode, the amount of refrigerant necessary for cooling the HV device 31 is allowed to flow from the first condenser 14 to the cooling unit 30 by adjusting the opening of the valve 59. it can. Thereby, since a refrigerant | coolant can be reliably flowed through the cooling unit 30, the capability of the 1st condenser 14 can be utilized to the maximum and the HV apparatus 31 can be cooled. Therefore, the cooling device 1 in which the cooling capacity of the HV device 31 is improved can be provided. On the other hand, the cooling device 1 fully opens the valve 59 in the heat pipe operation mode. Thereby, a heat pipe cycle can be formed reliably.

以上のように、この実施の形態1の変形例においても、エアコン運転モードのときに、冷却部30に確実に冷媒を流して、HV機器31を冷却することができる。   As described above, also in the modified example of the first embodiment, the HV device 31 can be cooled by reliably flowing the coolant through the cooling unit 30 in the air conditioner operation mode.

[実施の形態2]
この発明の実施の形態2は、実施の形態1と比較して、弁57,58に代えて、三方弁55が設けられる点が異なる。これにより、冷媒の通路を切り替えるための弁の数を減らすことができる。
[Embodiment 2]
The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that a three-way valve 55 is provided instead of the valves 57 and 58. Thereby, the number of valves for switching the refrigerant passage can be reduced.

図8は、この発明の実施の形態2による冷却装置の構成を示す模式図である。図8を参照して、冷却装置1Aは、三方弁55を備える。三方弁55は、冷媒通路36と連通路51との分岐点に設けられる。   FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of a cooling device according to Embodiment 2 of the present invention. Referring to FIG. 8, cooling device 1 </ b> A includes a three-way valve 55. The three-way valve 55 is provided at a branch point between the refrigerant passage 36 and the communication passage 51.

冷却装置1Aは、エアコン運転モードのときに、冷媒通路24aと冷媒通路24bとの間に冷媒が流れるように三方弁55を操作する。これにより、冷凍サイクル10が形成される。一方、冷却装置1Aは、ヒートパイプ運転モードのときに、冷媒通路24aと連通路51との間に冷媒が流れるように三方弁55を操作する。これにより、ヒートパイプサイクルが形成される。   The cooling device 1A operates the three-way valve 55 so that the refrigerant flows between the refrigerant passage 24a and the refrigerant passage 24b in the air conditioner operation mode. Thereby, the refrigerating cycle 10 is formed. On the other hand, the cooling device 1A operates the three-way valve 55 so that the refrigerant flows between the refrigerant passage 24a and the communication passage 51 in the heat pipe operation mode. Thereby, a heat pipe cycle is formed.

以上のように、この実施の形態2においては、実施の形態1に比べてエアコン運転モードとヒートパイプ運転モードとを切り替えるための弁の数を減らすことができる。したがって、この実施の形態2によれば、冷却装置のコストをさらに低減することができる。   As described above, in the second embodiment, the number of valves for switching between the air conditioner operation mode and the heat pipe operation mode can be reduced as compared with the first embodiment. Therefore, according to the second embodiment, the cost of the cooling device can be further reduced.

なお、本発明の冷却装置は、エンジンと電動機とを動力源とするハイブリッド車両のみならず、電動機のみを動力源とする電気自動車や燃料電池車にも適用可能である。   The cooling device of the present invention can be applied not only to a hybrid vehicle using an engine and an electric motor as a power source, but also to an electric vehicle and a fuel cell vehicle using only an electric motor as a power source.

なお、これまでの実施の形態においては、HV機器31を例としてハイブリッド車両に搭載された電気機器を冷却する冷却装置1,1Aについて説明した。電気機器としては、少なくとも作動によって熱を発生させる電気機器であれば、インバータ、モータジェネレータなどの例示された電気機器に限定されるものではなく、任意の電気機器であってもよい。   In the embodiments described so far, the cooling apparatuses 1 and 1 </ b> A for cooling the electric devices mounted on the hybrid vehicle have been described using the HV device 31 as an example. The electric device is not limited to the exemplified electric device such as an inverter and a motor generator as long as it is an electric device that generates heat at least by operation, and may be any electric device.

なお、これまでの実施の形態においては、逆止弁54を備える冷却装置1,1Aについて説明したが、逆止弁54を備えない構成であってもよい。   In the embodiments described so far, the cooling apparatuses 1 and 1A including the check valve 54 have been described. However, a configuration without the check valve 54 may be employed.

なお、上記において、HV機器31は、この発明における「発熱源」の一実施例に対応する。また、弁57は、この発明における「第1弁」の一実施例に対応し、弁58は、この発明における「第2弁」の一実施例に対応し、弁59は、この発明における「第3弁」の一実施例に対応する。また、冷媒通路22は、この発明における「第1配管」の一実施例に対応し、冷媒通路25は、この発明における「第2配管」の一実施例に対応する。また、冷媒通路23は、この発明における「第1分岐管」の一実施例に対応し、冷媒通路24aは、この発明における「第2分岐管」の一実施例に対応する。また、冷媒通路24bは、この発明における「第3分岐管」の一実施例に対応し、連通路51は、この発明における「第4分岐管」の一実施例に対応する。   In the above, the HV device 31 corresponds to an example of the “heat generation source” in the present invention. The valve 57 corresponds to an embodiment of the “first valve” in the present invention, the valve 58 corresponds to an embodiment of the “second valve” in the present invention, and the valve 59 corresponds to the “first valve” in the present invention. This corresponds to an example of the “third valve”. The refrigerant passage 22 corresponds to an example of “first piping” in the present invention, and the refrigerant passage 25 corresponds to an example of “second piping” in the present invention. The refrigerant passage 23 corresponds to an example of the “first branch pipe” in the present invention, and the refrigerant passage 24a corresponds to an example of the “second branch pipe” in the present invention. The refrigerant passage 24b corresponds to one embodiment of the “third branch pipe” in the present invention, and the communication passage 51 corresponds to one embodiment of the “fourth branch pipe” in the present invention.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

1,1A 冷却装置、10 蒸気圧縮式冷凍サイクル、12 圧縮機、14 第1凝縮器、15 第2凝縮器、16 膨張弁、18 熱交換器、30 冷却部、31 HV機器、40 気液分離器、51 連通路、53 切替弁、54 逆止弁、55 三方弁、57,58,59 弁、60 地面。   1, 1A cooling device, 10 vapor compression refrigeration cycle, 12 compressor, 14 first condenser, 15 second condenser, 16 expansion valve, 18 heat exchanger, 30 cooling section, 31 HV equipment, 40 gas-liquid separation , 51 communication path, 53 switching valve, 54 check valve, 55 three-way valve, 57, 58, 59 valve, 60 ground.

Claims (11)

冷媒を用いて空調を行なうための熱交換器と、
前記熱交換器から出力される冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機の吐出側に設けられる第1凝縮器及び第2凝縮器と、
前記第2凝縮器と前記熱交換器との間に設けられ膨張弁と、
前記第1凝縮器と前記第2凝縮器との間に設けられる第1冷媒通路と、
前記第2凝縮器と前記膨張弁との間に設けられる第2冷媒通路と、
前記冷媒を用いて発熱源を冷却する冷却部と、
前記第1冷媒通路に設けられる第1分岐部と前記冷却部との間に設けられる第3冷媒通路と、
前記冷却部と前記第1冷媒通路において前記第1分岐部の下流側に設けられる第2分岐部との間に設けられる第4冷媒通路と、
前記第2冷媒通路に設けられる第3分岐部と前記第4冷媒通路に設けられる第4分岐部との間に設けられる第5冷媒通路と、
第1の冷媒の流れと第2の冷媒の流れとを切替える切替弁とを備え、
前記第4冷媒通路は、
前記冷却部と前記第4分岐部との間の第6冷媒通路と、
前記第4分岐部と前記第2分岐部との間の第7冷媒通路とを含み、
前記第1の冷媒の流れは、前記第1凝縮器から前記第3冷媒通路、前記冷却部、前記第4冷媒通路及び前記第2凝縮器を経由して前記膨張弁へ向かう前記冷媒の流れであり、
前記第2の冷媒の流れは、前記膨張弁が閉成されるときに、前記第2凝縮器と前記冷却部との間で、前記第5冷媒通路及び前記第6冷媒通路並びに前記第3冷媒通路及び前記第1冷媒通路によって形成される環状の経路における前記冷媒の流れである、冷却装置。
A heat exchanger for air conditioning using a refrigerant;
A compressor that compresses the refrigerant output from the heat exchanger;
A first condenser and a second condenser provided on the discharge side of the compressor ;
An expansion valve that is provided between the heat exchanger and the second condenser,
A first refrigerant passage provided between the first condenser and the second condenser;
A second refrigerant passage provided between the second condenser and the expansion valve;
A cooling unit that cools the heat source using the refrigerant;
A third refrigerant passage provided between the first branch portion provided in the first refrigerant passage and the cooling portion;
A fourth refrigerant passage provided between the cooling portion and a second branch portion provided downstream of the first branch portion in the first refrigerant passage;
A fifth refrigerant passage provided between a third branch portion provided in the second refrigerant passage and a fourth branch portion provided in the fourth refrigerant passage;
A switching valve for switching between the flow of the first refrigerant and the flow of the second refrigerant,
The fourth refrigerant passage is
A sixth refrigerant passage between the cooling part and the fourth branch part;
A seventh refrigerant passage between the fourth branch part and the second branch part,
The flow of the first refrigerant is the flow of the refrigerant from the first condenser toward the expansion valve via the third refrigerant passage, the cooling unit, the fourth refrigerant passage, and the second condenser. Yes,
When the expansion valve is closed, the flow of the second refrigerant is such that the fifth refrigerant passage, the sixth refrigerant passage, and the third refrigerant are between the second condenser and the cooling unit. A cooling device, which is a flow of the refrigerant in an annular path formed by a passage and the first refrigerant passage .
前記空調が停止するときに、
前記切替弁は、前記第1の冷媒の流れ前記第2の冷媒の流れに切り替え、
前記膨張弁は、閉成される、請求項1に記載の冷却装置。
When the air conditioning stops,
The switching valve switches the flow of the first refrigerant to the flow of the second refrigerant ,
The cooling device according to claim 1, wherein the expansion valve is closed.
前記切替弁は、
前記第7冷媒通路に設けられた第1弁と、
前記第5冷媒通路に設けられた第2弁とを含み、
前記空調が停止するときに、
前記第1弁は、閉成され、
前記第2弁は、開放され、
前記膨張弁は、閉成される、請求項1に記載の冷却装置。
The switching valve is
A first valve provided in the seventh refrigerant passage ;
A second valve provided in the fifth refrigerant passage ,
When the air conditioning stops,
The first valve is closed;
The second valve is opened;
The cooling device according to claim 1, wherein the expansion valve is closed.
前記切替弁は、前記第6冷媒通路前記第7冷媒通路前記第5冷媒通路とに接続される三方弁を含み、
前記空調が停止するときに、
前記三方弁は、前記第6冷媒通路と前記第5冷媒通路とを通流させ、
前記膨張弁は、閉成される、請求項1に記載の冷却装置。
The switching valve includes a three-way valve connected to the sixth refrigerant passage , the seventh refrigerant passage, and the fifth refrigerant passage ,
When the air conditioning stops,
The three-way valve allows the sixth refrigerant passage and the fifth refrigerant passage to flow,
The cooling device according to claim 1, wherein the expansion valve is closed.
前記第1凝縮器から前記圧縮機への前記冷媒の流れを遮断する逆止弁をさらに備える、請求項1〜4のいずれか一項に記載の冷却装置。   The cooling device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a check valve that blocks the flow of the refrigerant from the first condenser to the compressor. 前記第1分岐部は、気液分離器を含み、
前記気液分離器は、前記第1凝縮器で冷却された前記冷媒を気体と液体とに分離し、前記気体を前記第2凝縮器へ流し、前記液体を前記冷却部へ流すように構成される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の冷却装置。
The first branch part includes a gas-liquid separator,
The gas-liquid separator, the refrigerant cooled in the first condenser and separated into gas and liquid, flowing the gas into the second condenser, is configured to flow the liquid into said cooling unit that, the cooling device according to any one of claims 1 to 5.
前記第1分岐部前記第2分岐部との間に設けられた第3弁をさらに備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載の冷却装置。 The cooling device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a third valve provided between the first branch portion and the second branch portion . 前記冷却部は、前記第2凝縮器よりも鉛直方向下側に配置される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の冷却装置。   The cooling device according to any one of claims 1 to 7, wherein the cooling unit is disposed on a lower side in the vertical direction than the second condenser. 前記第1凝縮器の放熱能力は、前記第2凝縮器の放熱能力よりも高い、請求項1〜8のいずれか一項に記載の冷却装置。   The cooling device according to any one of claims 1 to 8, wherein the heat dissipation capability of the first condenser is higher than the heat dissipation capability of the second condenser. 前記発熱源は、車両に搭載される電気機器である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の冷却装置。   The cooling device according to any one of claims 1 to 9, wherein the heat source is an electrical device mounted on a vehicle. 請求項1に記載の冷却装置を備える車両。   A vehicle comprising the cooling device according to claim 1.
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