JPWO2018066206A1 - 機器温調装置 - Google Patents
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Abstract
Description
第1の対象機器から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により第1の対象機器を冷却する第1蒸発器、および、その第1蒸発器に連通する第1通路を有する第1サーモサイフォン回路と、
第2の対象機器から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により第2の対象機器を冷却する第2蒸発器、および、その第2蒸発器に連通する第2通路を有する第2サーモサイフォン回路と、
第1通路に設けられた第1熱交換部と第2通路に設けられた第2熱交換部とを有し、第1熱交換部を流れる作動流体と第2熱交換部を流れる作動流体と所定の冷熱供給媒体とが熱交換するように構成された主凝縮器と、を備える。
第1の対象機器から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により第1の対象機器を冷却する第1蒸発器、および、その第1蒸発器に連通する第1通路を有する第1サーモサイフォン回路と、
第2の対象機器から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により第2の対象機器を冷却する第2蒸発器、および、その第2蒸発器に連通する第2通路を有する第2サーモサイフォン回路と、
第1通路に設けられた第1熱交換部を有し、第1熱交換部を流れる作動流体と所定の冷熱供給媒体とが熱交換するように構成された主凝縮器と、
主凝縮器より重力方向下側に配置され、第1通路のうち第1熱交換部より重力方向下側に設けられた下熱交換部と第2通路に設けられた第2熱交換部とを有し、下熱交換部を流れる作動流体と第2熱交換部を流れる作動流体とが熱交換するように構成された副凝縮器と、を備える。
本実施形態の機器温調装置は、電気自動車やハイブリッド車などの電動車両(以下、単に「車両」という)に搭載されるものである。図1〜図4に示すように、機器温調装置1は、車両2に搭載される二次電池BP(以下、「電池BP」という)を冷却する冷却装置として機能する。なお、図では、車両2の各場所に配置された電池BPに対し、BP1、BP2、BP3の符号を付している。
第2実施形態について説明する。第2実施形態は、第1実施形態に対して主凝縮器40の構成を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第3実施形態について説明する。第3実施形態も、第1、第2実施形態に対して主凝縮器40の構成を変更したものであり、その他については第1、第2実施形態と同様であるため、第1、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第4実施形態について説明する。第4実施形態は、第1実施形態に対して主凝縮器40の構成を変更するとともに、副凝縮器44を備えたものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第5実施形態について説明する。第5実施形態は、第2実施形態に対して主凝縮器40の構成を変更するとともに、副凝縮器44を備えたものであり、その他については第2実施形態と同様であるため、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第6実施形態について説明する。第6実施形態は、第3実施形態に対して主凝縮器40の構成を変更するとともに、副凝縮器44を備えたものであり、その他については第3実施形態と同様であるため、第3実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第7実施形態について説明する。第7実施形態は、第4および第5実施形態に対して主凝縮器40の構成を変更したものであり、その他については第4および第5実施形態と同様であるため、第4および第5実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第8実施形態について説明する。第8実施形態は、第7実施形態に対して第1の主凝縮器41と第2の主凝縮器42の配置を変更し、さらに連絡通路45を追加したものであり、その他については第7実施形態と同様であるため、第7実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第9実施形態について説明する。第9実施形態は、第8実施形態に対して第2の主凝縮器42の構成を変更したものであり、その他については第8実施形態と同様であるため、第8実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第10実施形態について説明する。第10実施形態は、第8実施形態に対して第2の主凝縮器42が副凝縮器44の機能を兼ね備えたものであり、その他については第8実施形態と同様であるため、第8実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第11実施形態について説明する。第11実施形態は、第10実施形態に対して第2の主凝縮器42の構成を変更したものであり、その他については第10実施形態と同様であるため、第10実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第12実施形態について説明する。第12実施形態は、第4実施形態に対して配管66の構成を変更したものであり、その他については第4実施形態と同様であるため、第4実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第13実施形態について説明する。第13実施形態は、第12実施形態で説明した副凝縮器44を、第10実施形態で説明した第2の主凝縮器42に代えたものであり、その他については第12実施形態と同様であるため、第12実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第14実施形態について説明する。第14実施形態は、第13実施形態に対して第2の主凝縮器42から副凝縮器44の機能を分離し、さらに連絡通路45を設けたものである。その他については第13実施形態と同様であるため、第13実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第15実施形態について説明する。第15実施形態は、第1実施形態と第4実施形態との組み合わせである。
図33および図34に示すように、第1比較例の機器温調装置100は、車体の複数個所に、第1〜第3サーモサイフォン回路10、20、30を個別に配置している。第1〜第3サーモサイフォン回路10、20、30は、いずれも個別の凝縮器19、29、39を備えている。詳細には、第1〜第3サーモサイフォン回路10、20、30がそれぞれ備える第1〜第3凝縮器19、29、39は、所定の間隔をあけて設置されている。また、第1〜第3凝縮器19、29、39には、それぞれに対応するファン51、52、53が設けられている。これにより、第1比較例の機器温調装置100は、第1〜第3サーモサイフォン回路10、20、30がそれぞれ備える凝縮器19、29、39を搭載するためのスペースがエンジンルーム内に必要となる。また、第1〜第3凝縮器19、29、39のそれぞれに対応するファン51、52、53が必要となる。
図35に示すように、第2比較例も、第1〜第3サーモサイフォン回路10、20、30は個別に配置されている。第1〜第3サーモサイフォン回路10、20、30は、いずれも個別の凝縮器19、29、39を備えている。第1〜第3凝縮器19、29、39はいずれも、冷凍サイクル60が備えるエバポレータ75、76、77と一体に構成されたものである。これにより、第2比較例の機器温調装置100は、第1〜第3サーモサイフォン回路10、20、30がそれぞれ備える凝縮器19、29、39を搭載するためのスペースがエンジンルーム内に必要となる。また、第1〜第3凝縮器19、29、39のそれぞれに対応するエバポレータ75、76、77が必要となる。したがって、第2比較例の機器温調装置100も、第1比較例の機器温調装置100と同様の問題がある。
図36に示すように、第3比較例も、第1〜第3サーモサイフォン回路10、20、30は個別に配置されている。第1〜第3サーモサイフォン回路10、20、30は、いずれも個別の凝縮器19、29、39を備えている。第1〜第3凝縮器19、29、39はいずれも、冷却水回路80の水路91、92、93と一体に構成されたものである。これにより、第3比較例の機器温調装置100は、第1〜第3サーモサイフォン回路10、20、30がそれぞれ備える凝縮器19、29、39を搭載するためのスペースがエンジンルーム内に必要となる。また、第1〜第3凝縮器19、29、39のそれぞれに対応する冷却水回路80の水路91、92、93が必要となる。したがって、第3比較例の機器温調装置100も、第1および第2比較例の機器温調装置100と同様の問題がある。
図37および図38に示すように、第4比較例も、第1〜第3サーモサイフォン回路10、20、30は個別に配置されている。第1〜第3サーモサイフォン回路10、20、30は、いずれも個別の第1凝縮器191、291、391と第2凝縮器192、292、392とを備えている。各サーモサイフォン回路10、20、30において、第1凝縮器191、291、391と第2凝縮器192、292、392とはいずれも並列に配置されている。詳細には、第1〜第3サーモサイフォン回路10、20、30がそれぞれ備える第1凝縮器191、291、391には、それぞれに対応するファン51、52、53が設けられている。また、第1〜第3サーモサイフォン回路10、20、30がそれぞれ備える第2凝縮器192、292、392はいずれも冷凍サイクル60が備えるエバポレータ75、76、77と一体に構成されている。したがって、第4比較例の機器温調装置100も、第1〜第3比較例の機器温調装置100と同様の問題がある。
(1)上述の各実施形態では、機器温調装置1が冷却する対象機器を二次電池BPとして説明したが、その対象機器に限定はない。例えば、その対象機器は、モータ、インバータ、充電器など二次電池BP以外の電気機器であってもよいし、単なる発熱体であってもよい。また、その対象機器は車載機器に限らず、基地局など定置で冷却が必要な機器であってもよい。
上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、機器温調装置は、複数の対象機器の温度を調整するものであり、第1サーモサイフォン回路、第2サーモサイフォン回路、および主凝縮器を備える。第1サーモサイフォン回路は、第1の対象機器から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により第1の対象機器を冷却する第1蒸発器、および、その第1蒸発器に連通する第1通路を有する。第2サーモサイフォン回路は、第2の対象機器から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により第2の対象機器を冷却する第2蒸発器、および、その第2蒸発器に連通する第2通路を有する。主凝縮器は、第1通路に設けられた第1熱交換部と第2通路に設けられた第2熱交換部とを有し、第1熱交換部を流れる作動流体と第2熱交換部を流れる作動流体と所定の冷熱供給媒体とが熱交換するように構成されたものである。
Claims (10)
- 複数の対象機器の温度を調整する機器温調装置であって、
第1の対象機器(BP1)から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により前記第1の対象機器を冷却する第1蒸発器(11)、および、前記第1蒸発器に連通する第1通路(12)を有する第1サーモサイフォン回路(10)と、
第2の対象機器(BP2)から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により前記第2の対象機器を冷却する第2蒸発器(21)、および、前記第2蒸発器に連通する第2通路(22)を有する第2サーモサイフォン回路(20)と、
前記第1通路に設けられた第1熱交換部(120)と前記第2通路に設けられた第2熱交換部(220)とを有し、前記第1熱交換部を流れる作動流体と前記第2熱交換部を流れる作動流体と所定の冷熱供給媒体とが熱交換するように構成された主凝縮器(40)と、を備える機器温調装置。 - 第3の対象機器(BP3)から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により前記第3の対象機器を冷却する第3蒸発器(31)、および、前記第3蒸発器に連通する第3通路(32)を有する第3サーモサイフォン回路(30)と、
前記主凝縮器より重力方向下側に配置され、前記第1通路のうち前記第1熱交換部より重力方向下側に設けられた下熱交換部(121)と前記第3通路に設けられた第3熱交換部(320)とを有し、前記下熱交換部を流れる作動流体と前記第3熱交換部を流れる作動流体とが熱交換するように構成された副凝縮器(44)と、を備える請求項1に記載の機器温調装置。 - 複数の対象機器の温度を調整する機器温調装置であって、
第1の対象機器(BP1)から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により前記第1の対象機器を冷却する第1蒸発器(11)、および、前記第1蒸発器に連通する第1通路(12)を有する第1サーモサイフォン回路(10)と、
第2の対象機器(BP2)から吸熱して蒸発する作動流体の蒸発潜熱により前記第2の対象機器を冷却する第2蒸発器(21)、および、前記第2蒸発器に連通する第2通路(22)を有する第2サーモサイフォン回路(20)と、
前記第1通路に設けられた第1熱交換部(120)を有し、前記第1熱交換部を流れる作動流体と所定の冷熱供給媒体とが熱交換するように構成された主凝縮器(40)と、
前記主凝縮器より重力方向下側に配置された副凝縮器(44)と、を備え、
前記副凝縮器は、前記第1通路のうち前記第1熱交換部より重力方向下側に設けられた下熱交換部(121)と前記第2通路に設けられた第2熱交換部(220)とを有し、前記下熱交換部を流れる作動流体と前記第2熱交換部を流れる作動流体とが熱交換するように構成されたものである機器温調装置。 - 前記第1サーモサイフォン回路が有する前記第1通路は、
前記主凝縮器で凝縮した作動流体が前記副凝縮器を経由して前記第1蒸発器に流れる第1往路(13)と、
前記第1蒸発器で蒸発した作動流体が前記副凝縮器を経由することなく前記主凝縮器に流れる第1復路(14)と、
一端が前記第1往路のうち前記主凝縮器と前記副凝縮器との間の部位に連通し、他端が前記第1復路または前記主凝縮器に連通するバイパス通路(46)と、を有する請求項3に記載の機器温調装置。 - 前記主凝縮器を第1の主凝縮器(41)とすると、
前記第1の主凝縮器より重力方向下側に配置され、前記第1通路のうち前記第1熱交換部より重力方向下側に設けられた中熱交換部(122)を有し、前記中熱交換部を流れる作動流体と他の冷熱供給媒体とが熱交換するように構成された第2の主凝縮器(42)をさらに備える請求項3または4に記載の機器温調装置。 - 前記第2の主凝縮器は、前記第1通路に設けられた前記中熱交換部と前記第2通路に設けられた前記第2熱交換部とを有し、前記中熱交換部を流れる作動流体と前記第2熱交換部を流れる作動流体と他の冷熱供給媒体とが熱交換するように構成されている請求項5に記載の機器温調装置。
- 前記第1サーモサイフォン回路が有する前記第1通路は、
前記第1の主凝縮器で凝縮した作動流体が前記第2の主凝縮器を経由して前記第1蒸発器に流れる第1往路と、
前記第1蒸発器で蒸発した作動流体が前記第2の主凝縮器を経由することなく前記第1の主凝縮器に流れる第1復路と、
一端が前記第1往路のうち前記第1の主凝縮器と前記第2の主凝縮器との間の部位に連通し、他端が前記第1復路に連通する連絡通路(45)と、を有する請求項5または6に記載の機器温調装置。 - 前記連絡通路の一端は、前記連絡通路の他端よりも重力方向に低い位置にある請求項7に記載の機器温調装置。
- 前記第1サーモサイフォン回路が有する前記第1通路は、
一端が前記第1往路のうち前記主凝縮器と前記副凝縮器との間の部位に連通し、他端が前記第1復路、前記主凝縮器または前記連絡通路に連通するバイパス通路を有する請求項7または8に記載の機器温調装置。 - 前記第1通路のうち前記主凝縮器と前記副凝縮器との間の部位の内径は、前記第1通路のうち前記副凝縮器と前記第1蒸発器との間の部位の内径または前記第2通路の内径より大きい請求項3ないし9のいずれか1つに記載の機器温調装置。
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