WO2013146071A1 - 統合冷却システム - Google Patents

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WO2013146071A1
WO2013146071A1 PCT/JP2013/055396 JP2013055396W WO2013146071A1 WO 2013146071 A1 WO2013146071 A1 WO 2013146071A1 JP 2013055396 W JP2013055396 W JP 2013055396W WO 2013146071 A1 WO2013146071 A1 WO 2013146071A1
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cooling
cooling medium
cooling system
side tank
integrated
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PCT/JP2013/055396
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栄一 森
松平 範光
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カルソニックカンセイ株式会社
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    • F28F2265/18Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for removing contaminants, e.g. for degassing

Definitions

  • the present invention relates to an integrated cooling system that uses a plurality of cooling devices that respectively use different cooling media, and that can cool the cooling medium of the other cooling device with the cooling medium of one of the cooling devices.
  • This conventional integrated cooling system includes a first air-cooling heat exchanger (sub-radiator) that cools a heating element other than an engine such as an electric motor of an automobile with cooling water, and a second air-cooling heat that cools a cooling medium for vehicle air conditioning.
  • An exchanger capacitor
  • a water-cooled heat exchanger is arranged in the sub-radiator outflow side tank, and the cooling medium circulating in the sub-radiator is cooled with water and then flows to the condenser.
  • a water-cooled heat exchanger is disposed inside the sub-radiator, and a high-pressure cooling medium flows inside the water-cooled heat exchanger. If refrigerant gas leaks from the cold heat exchanger into the sub-radiator, the heat exchange efficiency of the sub-radiator decreases, or the internal pressure of the cooling circuit on the sub-radiator side increases and the sub-radiator and components of this cooling circuit are It will be damaged.
  • the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and its object is to cool different cooling media with two heat exchangers provided in different cooling circuits, respectively, and to change one cooling medium to the other.
  • a cooling system that is cooled by a cooling medium
  • an integrated cooling system is provided that prevents damage to the cooling circuit components on the other cooling medium side even if one cooling medium leaks into the other cooling medium. There is to do.
  • the integrated cooling system according to the invention as claimed in claim 1 comprises: A first cooling circuit having a first heat exchanger that cools the first cooling medium with a core provided between the inflow side tank and the outflow side tank; A second heat exchanger that cools the second cooling medium by the first cooling medium is provided inside the inflow side tank or the outflow side tank, and the pressure of the second cooling medium in the second heat exchanger is A second cooling circuit that is higher than the pressure of the first cooling medium; When the inflow side tank or the outflow side tank is provided at a lower position on the lower side of the inflow side tank or the outflow side tank so that the first cooling medium necessary for the first cooling circuit can be secured, and the internal pressure becomes a predetermined pressure or more.
  • a communication portion that enables communication between the inside and outside of the inflow side tank or outflow side tank; It is characterized by having.
  • An integrated cooling system according to the present invention as set forth in claim 2 comprises: The integrated cooling system of claim 1, wherein The communication part is a relief valve.
  • An integrated cooling system according to the present invention as set forth in claim 3 comprises: The integrated cooling system of claim 1, wherein The communication part is a weak part.
  • An integrated cooling system according to the present invention as set forth in claim 4 comprises: The integrated cooling system according to any one of claims 1 to 3, The second heat exchanger is arranged below the communication part.
  • An integrated cooling system according to the present invention as set forth in claim 5 is: The integrated cooling system according to any one of claims 1 to 4, The communication portion is provided on a side surface in the width direction of the first heat exchanger of the inflow side tank or the outflow side tank.
  • An integrated cooling system according to the present invention as set forth in claim 6 is: The integrated cooling system according to any one of claims 1 to 5, The inflow side tank or the outflow side tank is provided with a guide member that changes a discharge direction of the first cooling medium from the communication portion to the outside.
  • An integrated cooling system as set forth in claim 7 is: The integrated cooling system of claim 1, wherein Providing a first abnormal leakage detection sensor for detecting leakage of the second cooling medium to the first cooling medium; An alarm device is provided that issues an alarm when the abnormal leak detection sensor detects an abnormal leak.
  • An integrated cooling system according to the present invention as set forth in claim 8 comprises: The integrated cooling system of claim 7,
  • the alarm device is at least one of an acoustic device, a horn, and a display device.
  • An integrated cooling system according to the present invention according to claim 9
  • the integrated cooling system according to claim 7 or 8, Providing a second abnormal leakage detection sensor for detecting leakage of the second cooling medium from the second cooling circuit; When the second abnormal leak detection sensor detects the leakage of the second cooling medium, an alarm is issued by the alarm device.
  • An integrated cooling system according to the present invention as set forth in claim 10 comprises: The integrated cooling system of claim 9, wherein The alarm by the alarm device is different between when the first abnormal leak detection sensor detects a leak and when the second abnormal leak detection sensor detects a leak.
  • the first cooling circuit is a cooling circuit for high-power components that flows cooling water as the first cooling medium
  • the second cooling circuit is an air conditioning cooling circuit that flows an air conditioning cooling medium that is the second cooling medium.
  • the communication section is opened and the first cooling medium above this is released to the outside.
  • the pressure By escaping and reducing the pressure, damage to the components of the first cooling circuit on the first cooling medium side can be prevented, and the amount of the first cooling medium is ensured up to the partial position below the communicating portion. A minimum cooling function in the circuit can be ensured.
  • the 2nd heat exchanger is arrange
  • the communication portion is constituted by the relief valve, the second cooling medium leaks into the first cooling medium and rises above a predetermined pressure. Inconvenience can be reliably suppressed.
  • the communicating part is configured by the weak part, the second cooling medium leaks into the first cooling medium and rises above a predetermined pressure. Inconvenience can be reliably and inexpensively suppressed.
  • the second heat exchanger is disposed below the communication portion.
  • the second cooling medium can be sufficiently cooled by the second heat exchanger while an amount of the second cooling medium that can exhibit the cooling function in the cooling circuit remains in the second cooling circuit.
  • the tank provided with the communication portion is changed by providing a guide member for changing the discharge direction of the first cooling medium from the communication portion to the outside.
  • the discharge direction of the first cooling medium released from the communication portion to the outside can be changed from the width direction of the first heat exchanger to the thickness direction.
  • the first abnormal cooling detection sensor detects the first cooling medium of the second cooling medium. Since a leak is detected and an alarm is issued with an alarm device, the user can recognize this abnormal condition.
  • the user can easily recognize the abnormal situation by using sound or light for the alarm. Moreover, if this integrated cooling system is a vehicle-mounted device, the vehicle-mounted device can be used as it is without providing a new alarm device.
  • an alarm of leakage of the second cooling medium to the first cooling medium and leakage of the second cooling medium from other parts of the second cooling circuit are provided. Different from the alarm, the user can be made aware of which leak has occurred.
  • the integrated cooling system of the present invention according to claim 11 can be optimally applied to an air conditioning system of a hybrid vehicle or an electric vehicle and a cooling system of a high-power system part.
  • FIG. 1 It is a top view which shows the whole integrated cooling system of Example 1 of this invention. It is sectional drawing of the outflow side tank of the sub radiator which incorporates the water cooling heat exchanger which is the principal part of the integrated cooling system of Example 1. FIG. It is a perspective view of the modification of the guide member used with the integrated cooling system of Example 1.
  • the integrated cooling system according to the first embodiment includes an internal combustion engine and an electric motor, and is driven by one or both of them. It is used for hybrid vehicles that can
  • the integrated cooling system of the first embodiment includes an air conditioning cooling circuit AC for a cooling medium of an air conditioning system, and a high-power component cooling circuit EC for cooling water that cools high-power components such as an electric motor and an inverter.
  • the cooling circuit AC for air conditioning and the high-power component cooling circuit EC are integrated by the water-cooled condenser 5 so that heat can be exchanged between the cooling media.
  • the high-power component cooling circuit EC corresponds to the first cooling circuit of the present invention
  • the air conditioning cooling circuit AC corresponds to the second cooling circuit of the present invention.
  • the air conditioning cooling circuit AC includes an air-cooled condenser 1, an expansion valve 2, an evaporator 3, a compressor 4, a water-cooled condenser 5, and a flow path such as a pipe connecting these members.
  • a cooling medium flowing between these members for example, HFC-134a (chemical formula: CH 2 FCF 3 ) is used, and the flow direction of the cooling medium is indicated by an arrow in FIG.
  • the air-cooled condenser 1 also constitutes a part of the high-power system part cooling circuit EC, and the HFC-134a as the cooling medium corresponds to the second cooling medium of the present invention.
  • the air-cooled condenser 1 has an inflow side tank and an outflow side tank that are separated from each other, and a core portion that has a plurality of tubes (or alternately arranged tubes and cooling fins) that connect the two tanks. While the cooling medium flowing in from the inflow side tank flows through the core part toward the outflow side tank, heat exchange with the traveling wind (forced wind by the motor / fan when the vehicle is stopped) is performed. Done and cooled. The air-cooled cooling medium flows through the flow path 12 to the expansion valve 2.
  • the expansion valve 2 lowers the temperature of the cooling medium that has been cooled in the air-cooled condenser 1 and becomes a supercooled liquid, and squeezes the cooling medium so that the cooling medium is easily vaporized as a low-temperature and low-pressure mist refrigerant. . Then, the vaporized cooling medium is sent to the evaporator 3 through the flow path 13.
  • the evaporator 3 is disposed in a blower duct of an air conditioner unit (not shown) disposed in the passenger compartment, and the low-temperature and low-pressure cooling medium that has passed through the expansion valve 2 and expanded under reduced pressure is supplied to the airflow of the blower. It receives and evaporates, and cools the airflow which flows in the ventilation duct toward the passenger compartment. Then, the cooling medium exiting from the evaporator 3 is sent out to the inlet of the compressor 4 through the flow path 14.
  • the compressor 4 compresses the cooling medium sent from the evaporator 3 to a high pressure, and is composed of, for example, a discharge capacity variable compressor, and is output from a controller (not shown) to a solenoid valve for capacity control (not shown).
  • the discharge capacity changes (several% to 100%) in response to the control signal.
  • the compressor 4 is belt-driven by an electric motor (not shown) via an electromagnetic clutch or a direct pulley (no electromagnetic clutch) (not shown).
  • the cooling medium discharged from the outlet of the compressor 4 is sent to the inlet of the water-cooled condenser 5 through the flow path 15.
  • the water-cooled condenser 5 is disposed inside the outflow side tank 8, and a cooling medium flows in from the upper side and flows out from the lower side, and also cools the high-power component cooling circuit EC in the outflow side tank 8 along the outer periphery. By flowing water, heat exchange is performed between the cooling medium and the cooling water, and the cooling medium can be cooled. Then, the cooling medium flowing out from the water-cooled condenser 5 is returned to the air-cooled condenser 1 through the flow path 16.
  • the water-cooled condenser 5 corresponds to the second heat exchanger of the present invention.
  • a liquid tank is provided between the air-cooled condenser 1 and the expansion valve 2 to remove moisture and dust contained in the high-pressure medium-temperature liquefied refrigerant liquefied by the air-cooled condenser 1. While removing with a filter, excess refrigerant may be temporarily stored so that the cooling medium can be sufficiently supplied during rapid cooling or the like.
  • the high-power component cooling circuit EC includes a water-cooled condenser 5, a sub-radiator 6, a high-power component cooling section (not shown), and a flow path such as a pipe connecting these members. Cooling water flows.
  • the sub-radiator 6 corresponds to the first heat exchanger of the present invention, and the cooling water corresponds to the first cooling medium of the present invention.
  • the water-cooled condenser 5 can cool the cooling medium flowing through the air-conditioning cooling circuit AC with the cooling water flowing through the high-power system component cooling circuit EC. And the cooling water which flowed out from this water-cooled capacitor
  • the sub-radiator 6 is disposed near a main radiator (not shown) for cooling the internal combustion engine, and is made of a resin-made inflow side tank 7 and outflow side tank 8, and between these tanks 7, 8. And a core portion 6a having cooling fins arranged between adjacent tubes. Then, the cooling water flows in from an inlet port 7 a provided on the upper side of the inflow side tank 7, and flows out from an outlet port 8 a provided on the lower side of the outflow side tank 8 through the core portion 6 a.
  • a degas tank 9 is provided above the sub-radiator 6.
  • the degas tank 9 is provided with a pressure cap on the upper surface, and is connected to the inlet port 7a of the inflow side tank 7 through the pipe 10a and to the outlet port 8a of the outflow side tank 8 through the pipe 10b.
  • the air and gas in the cooling water are collected and stored here and discharged to the outside.
  • cooling water is contained therein, and the cooling water is stored or supplied in accordance with a change in the amount of cooling water circulating through the high-power system component cooling circuit EC.
  • 11 in FIG. 1 shows an overflow pipe, and by this, when cooling water becomes excessive, water is discharged to the outside.
  • FIG. 2 there is a fragile portion 80 in which the thickness of the tank is made thinner than the other portions, and the outer periphery of the sub-radiator 6 on the outer surface of the outflow side tank 8.
  • a guide member 81 opened downward is provided, and the discharge pipe 17 is attached to the guide member 81.
  • the fragile portion 80 corresponds to a communication portion of the present invention.
  • the cooling medium In the unlikely event that the cooling medium enters the cooling water, the cooling medium expands and the internal pressure of the high-power component cooling circuit EC is increased to avoid damage to the components in the high-power system cooling circuit EC. Therefore, when the internal pressure exceeds a predetermined value, the fragile portion 80 is damaged and part of the cooling water or the cooling medium is discharged from the upper side of the outflow side tank 8 to the outside through the guide member 81. As described above, the breaking strength of the fragile portion 80 is set.
  • the distance L from the bottom inner surface of the outflow side tank 8 to the lower end of the fragile portion 80 is such that the fragile portion 80 is broken and a part of the cooling water flows out to the outside. It is set to a size that can secure a minimum amount of cooling water necessary for functioning the high-power component cooling circuit EC within the volume from the inner surface to the lower end of the fragile portion 80.
  • the cooling water warmed by the high-power system parts cooling section flows from the inflow side tank 7 and flows through the core section 6a toward the outflow side tank 8, so that traveling wind (however, when the vehicle is stopped) Is exchanged with the motor / fan forcible wind) and sent to the water-cooled condenser 5 through the flow path.
  • the high-power system parts cooling section is a cooling path formed inside the case of the electric motor, a cooling path formed at the bottom of the case of the inverter, or the like, through which the cooling water cooled by the sub-radiator 6 flows. Then, these are cooled by taking away the heat generated by the high-power components such as the electric motor and the inverter. Then, the cooling water warmed by cooling these high-power components is sent to the sub-radiator 6 through the flow path.
  • the fragile part 80 is provided with a proximity sensor 21, which detects when the fragile part 80 is broken and sends a detection signal to the controller 23.
  • the proximity sensor 21 corresponds to the first abnormal leak detection sensor of the present invention.
  • a temperature sensor 22 for detecting the temperature of the cooling medium is provided on the outlet side of the compressor 4. The temperature is detected here, and the detection signal is sent to the controller 23.
  • the temperature sensor 22 corresponds to the second abnormal leak detection sensor of the present invention.
  • the controller 23 Based on the detection signals from the proximity sensor 21 and the temperature sensor 22, the controller 23 leaks the cooling medium in all parts from the air conditioning cooling circuit AC, and cools the high-power component cooling circuit EC from the air conditioning cooling circuit AC. It is configured to issue a warning signal to the alarm device 24 by judging leakage of the cooling medium into the water.
  • the alarm device 24 is composed of at least one of a vehicle acoustic device, a horn, and a display device, and notifies the user of an abnormality in the cooling circuit by sound or light when receiving an alarm signal from the controller 23. is there.
  • the cooling medium is air-cooled by the air-cooling condenser 1 to be in a supercooled liquid state, and is sent to the expansion valve 2 through the flow path 12.
  • the expansion valve 2 is easily vaporized as a low-temperature and low-pressure mist refrigerant by reducing the pressure of the cooling medium in the supercooled liquid state to a low pressure.
  • the vaporized cooling medium is sent to the evaporator 3 through the flow path 13, where the low-temperature and low-pressure cooling medium that has passed through the expansion valve 2 and expanded under reduced pressure is evaporated by the air flow of the blower to lower the temperature.
  • the vehicle interior is cooled by cooling the airflow flowing toward the vehicle interior through the air duct with the cooling medium thus formed.
  • the cooling medium heated by exchanging heat in the evaporator 3 is sent to the compressor 4 through the flow path 14.
  • the cooling medium is compressed to a high pressure (and therefore the temperature also rises), and then sent to the water-cooled condenser 5 through the flow path 15 and the first switching valve V ⁇ b> 1.
  • the cooling medium passes through the water-cooled condenser 5, it is cooled by exchanging heat with the cooling water of the high-power component cooling circuit EC, further cooled by the air-cooled condenser 1 through the flow path 16, and then the flow path 12. Through to the expansion valve 2. In this way, the cooling medium circulates through the air conditioning cooling circuit AC.
  • the cooling water heated by cooling the high electric components such as the electric motor and the inverter in the high electric component cooling section is sent to the sub-radiator 6 through the flow path.
  • the water-cooled condenser 5 After being air-cooled by the radiator 6, it is sent to the water-cooled condenser 5 through the flow path.
  • heat exchange is performed between the low-temperature cooling water cooled by the sub-radiator 6 and the cooling medium flowing into the water-cooled condenser 5 from the compressor 4 of the air conditioning cooling circuit AC.
  • the cooling medium is cooled by cooling water and then sent to the high-power component cooling unit through the flow path.
  • the cooling water is slightly warmed by the water-cooled condenser 5, the cooling water is sufficiently low to cool the high-power components. Therefore, after cooling the high-power components, the cooling water passes through the flow path to the sub-radiator 6. Return. In this way, the cooling water circulates through the high-power component cooling circuit EC.
  • the controller 23 detects and determines the leakage based on this temperature change. As a result, the alarm device 24 is activated to issue a warning to the user.
  • This leak detection detects leaks from any part of the air conditioning cooling circuit AC. Further, when the cooling medium does not flow into the cooling water in the high-power system parts cooling circuit EC due to this leakage, the proximity sensor 21 does not operate, and there is no possibility that the internal pressure of the high-power systems parts cooling circuit EC will abnormally expand. .
  • the part in the outflow side tank 8 of the cooling circuit AC for air conditioning that is, the part in the outflow side tank 8 of the inflow side and outflow side pipe connected to the water cooling condenser 5 or the water cooling condenser 5 is damaged.
  • the cooling medium leaks into the cooling water, the cooling medium starts to vaporize, and the internal pressure of the high-power component cooling circuit EC increases.
  • this internal pressure reaches a predetermined pressure, the weak part 80 of the outflow side tank 8 that constitutes a part of the high-power component cooling circuit EC and has the weakest strength is broken.
  • the cooling water above the lower end is discharged from the fragile portion 80 through the guide member 81 to the outside from the outer surface of the outflow side tank 8.
  • the outflow direction is outside of the sub-radiator 6 in the width direction so as not to hit other on-vehicle components as much as possible.
  • the release of the partial cooling water suppresses an increase in the internal pressure of the high-power component cooling circuit EC, and avoids damage to the components of the high-power device cooling circuit EC.
  • the cooling water does not flow out from the lower end of the fragile portion 80 of the outflow side tank 8 (at a distance L from the bottom), it is at least necessary to make the high voltage system cooling circuit EC function. A sufficient amount is secured. As a result, even if the air conditioning cooling circuit AC fails, the minimum cooling function of the strong electrical component cooling circuit EC is ensured, and the strong electrical component continues to be cooled.
  • the proximity sensor 21 detects this and sends this detection signal to the controller 23. Then, the controller 23 determines that the refrigerant liquid has leaked into the cooling water based on this detection signal, and sends an alarm signal to the alarm device 24. As a result, the alarm device 24 displays an alarm with an alarm sound or light to allow the user to recognize the abnormality. In the case of such an abnormality, the alarm sound or alarm display by the alarm device 24 may be made different from the case of leakage at other parts than the above.
  • the integrated cooling system of this embodiment has the following effects.
  • the water cooling condenser 5 is disposed in the outflow side tank 8 of the sub-radiator 6, and the outflow capable of securing a capacity more than the minimum necessary for the high power system component cooling circuit EC.
  • a fragile portion 80 is provided at the height L position of the side tank 8.
  • the cooling medium of the air conditioning cooling circuit AC leaks into the cooling water of the high-power component cooling circuit EC and vaporizes, so that the internal pressure of the outflow side tank 8 is increased. Even if it rises, the fragile portion 80 provided above the outflow side tank 8 is broken, and the leaked cooling medium is discharged to the outside together with the cooling water above the lower end of the fragile portion 80.
  • the cooling water below the fragile portion 80 does not continue to leak to the outside, and the minimum amount of cooling water required for the high-power system cooling circuit EC is ensured. In addition, it is possible to continue to ensure cooling of high-power components such as a battery.
  • the water-cooled condenser 5 since the water-cooled condenser 5 is arranged in the outflow side tank 8, it is cooled with the cooling water that has been cooled by the core portion 6 a of the sub-radiator 6 and has flowed into the outflow side tank 8 under normal conditions. Since the medium is cooled, the cooling efficiency can be improved.
  • the proximity sensor 21 is provided near the fragile portion 80 and the breakage of the fragile portion 80 is detected and an alarm is issued by the alarm device 24, the user recognizes that the cooling medium has leaked into the cooling water. can do. Furthermore, since leaks are detected in all parts of the air conditioning cooling circuit AC by the temperature sensor 22 and an alarm is issued by the alarm device 24, the user can be made aware of all leaks. In this case, the user can recognize which leak has occurred by making the alarm different between the former and the latter.
  • the fragile portion 80 is provided above the water-cooled condenser 5, even if the cooling medium in the air conditioning cooling circuit AC leaks, the cooling medium in the air conditioning cooling circuit AC is secured in an amount necessary for cooling. During cooling, the cooling medium in the water-cooled condenser 5 can be continuously cooled by the cooling water around the entire circumference thereof.
  • the fragile portion 80 is provided on the side surface of the outflow side tank 8, and the opening of the fragile portion 80 and the guide member 81 is directed in the width direction of the sub-radiator 6, that is, the vehicle width direction. Thereby, it becomes possible to avoid that the cooling water discharged
  • the present invention has been described based on the above-described embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and is included in the present invention even when there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention.
  • the integrated cooling system mounted on the hybrid vehicle has been described.
  • the integrated cooling system of the present invention is not limited to this, and may be applied to other devices such as an electric vehicle.
  • the integrated cooling system of the present invention is not limited to the air conditioning cooling circuit and the high power component cooling circuit of the above-described embodiment, and by causing different cooling media to flow, one cooling circuit has a higher pressure than the other cooling circuit. Any integrated cooling system can be used.
  • the fragile portion 80 is used in the above embodiment, but is not limited to this.
  • the internal pressure of the outflow side tank 8 becomes a predetermined value or more, the internal pressure is transferred to the outside.
  • An open relief valve safety valve may be used.
  • the first abnormal leak detection sensor of the present invention is not limited to the proximity sensor 21, and other means such as a pressure sensor for detecting the internal pressure of the outflow side tank 8 may be used.
  • the shape of the guide member 81 may be changed to a guide member 90 as shown in FIG. 3, and the discharge port 91 may be directed in the vehicle front-rear direction.
  • the discharge direction of the cooling water discharged when the coolant leaks is changed from the vehicle width direction to the vehicle longitudinal direction. Even if there is another auxiliary device next to the sub-radiator 6, it is possible to prevent the inconvenience that the cooling water is applied to the other auxiliary device.
  • this change can be made only by changing the guide members 81 and 90, it is inexpensive.
  • the discharge port 91 can be directed in an oblique direction in order to avoid this.
  • Air-cooled condenser 2 ... Expansion valve 3 ... Evaporator 4 ... Compressor 5 ... Water-cooled condenser (second heat exchanger) 6 ... Sub radiator (first heat exchanger) 6a ... Core part 7 ... Inflow side tank 8 ... Outflow side tank 80 ... Fragile part (communication part) 81, 90 ... guide member 9 ... degas tank 10a, 10b ... pipe 11 ... overflow tank 12-16 ... flow path 17 ... discharge pipe 21 ... proximity sensor 22 ... temperature sensor 23 ... controller 24 ... alarm

Abstract

【課題】一方の冷却媒体が他方の冷却媒体中に漏れても、他方の冷却媒体側の冷却回路の部品の損傷を防ぐと共に、その冷却回路での最低限の冷却機能を確保するようにした統合冷却システムを提供する。 【解決手段】統合冷却システムは、流入側タンク7と流出側タンク8との間のコア部6aにより第1冷却媒体を冷却する第1熱交換器6を有する第1冷却回路ECと、流出側タンク8の内部に第1冷却媒体により第2冷却媒体を冷却する第2熱交換器5を有し、第2熱交換器5での第2冷却媒体の圧力が第1冷却媒体の圧力よりも高くなる第2冷却回路ACと、を備えていて、流出側タンク8のうち、その下方側に第1冷却回路ECにおいて最低限必要な第1冷却媒体の量を確保し得る高さ位置に、所定圧以上で破断することによって当該流出側タンク8の内外を連通可能とする脆弱部を設けた。

Description

統合冷却システム
 本発明は、異なる冷却媒体をそれぞれ使用する複数の冷却装置を用い、そのうちの一方の冷却装置の冷却媒体で他方の冷却装置の冷却媒体を冷却可能とした統合冷却システムに関する。
 従来の統合冷却システムとしては、特許文献1に記載のものが知られている。
 この従来の統合冷却システムは、自動車の電動モータなどエンジン以外の発熱体を冷却水で冷却する第1空冷熱交換器(サブ・ラジエータ)と、車両空調用の冷却媒体を冷却する第2空冷熱交換器(コンデンサ)と、を備えている。サブ・ラジエータの流出側タンク内に水冷熱交換器を配置し、サブ・ラジエータを循環する冷却水で空調機の冷却媒体を水冷した後にコンデンサへ流すようにしている。
特開2010-127508号公報
 しかしながら、上記従来の統合冷却システムにあっては、サブ・ラジエータ内部に水冷熱交換器を配置しており、水冷熱交換器の内部には高圧の冷却媒体が流れるようになっているため、水冷熱交換器からサブ・ラジエータ内に冷媒ガスが漏れると、サブ・ラジエータの熱交換効率が低下したり、サブ・ラジエータ側の冷却回路の内部圧力が高まってサブ・ラジエータやこの冷却回路の部品を損傷してしまったりしてしまう。
 この対策を行うには、水冷熱交換器の液密性及びサブ・ラジエータ側の冷却回路の部品の耐圧力性を高めなければならず、これらを徹底しようとすると非常に高価で、かつ、重量や寸法が大きなものになってしまう。
 本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、異なる冷却回路にそれぞれ設けた2つの熱交換器で異なる冷却媒体をそれぞれ冷却するとともに一方の冷却媒体を他方の冷却媒体で冷却するようにした冷却システムにおいて、一方の冷却媒体が他方の冷却媒体中に漏れても、他方の冷却媒体側の冷却回路の部品の損傷を防止できるようにした統合冷却システムを提供することにある。
 この目的のため、請求項1に記載の本発明による統合冷却システムは、
 流入側タンクと流出側タンクとの間に設けられるコア部をもって第1冷却媒体を冷却する第1熱交換器を有する第1冷却回路と、
 前記流入側タンク又は流出側タンクの内部に、前記第1冷却媒体により第2冷却媒体を冷却する第2熱交換器を有し、該第2熱交換器における前記第2冷却媒体の圧力が前記第1冷却媒体の圧力よりも高くなる第2冷却回路と、
 前記流入側タンク又は流出側タンクの、その下方側において前記第1冷却回路に最低限必要な前記第1冷却媒体を確保できる高さ位置に設けられ、その内部圧力が所定圧以上となったときに当該流入側タンク又は流出側タンクの内外を連通可能とする連通部と、
 を備えたことを特徴としている。
 また、請求項2に記載の本発明による統合冷却システムは、
 請求項1に記載の統合冷却システムにおいて、
 前記連通部は、リリーフバルブであることを特徴としている。
 また、請求項3に記載の本発明による統合冷却システムは、
 請求項1に記載の統合冷却システムにおいて、
 前記連通部は、脆弱部であることを特徴としている。
 また、請求項4に記載の本発明による統合冷却システムは、
 請求項1~3のいずれか1項に記載の統合冷却システムにおいて、
 第2熱交換器を、前記連通部より下方に配置したことを特徴としている。
 また、請求項5に記載の本発明による統合冷却システムは、
 請求項1~4のいずれか1項に記載の統合冷却システムにおいて、
 前記連通部を、前記流入側タンク又は流出側タンクの前記第1熱交換器幅方向の側面に設けたことを特徴としている。
 また、請求項6に記載の本発明による統合冷却システムは、
 請求項1~5のいずれか1項に記載の統合冷却システムにおいて、
 前記流入側タンク又は流出側タンクに、前記第1冷却媒体の前記連通部から外部への放出方向を変更するガイド部材を設けたことを特徴としている。
 また、請求項7に記載の本発明による統合冷却システムは、
 請求項1に記載の統合冷却システムにおいて、
 前記第2冷却媒体の第1冷却媒体への漏れを検出する第1異常漏れ検出センサを設けると共に、
 該異常漏れ検出センサが異常漏れを検出したとき警報を発する警報器を設けたことを特徴としている。
 また、請求項8に記載の本発明による統合冷却システムは、
 請求項7に記載の統合冷却システムにおいて、
 前記警報器は、音響機器、クラクション、表示器の少なくとも一つであることを特徴としている。
 また、請求項9に記載の本発明による統合冷却システムは、
 請求項7又は8に記載の統合冷却システムにおいて、
 前記第2冷却回路からの第2冷却媒体の漏れを検出する第2異常漏れ検出センサを設けると共に、
 該第2異常漏れ検出センサが前記第2冷却媒体の漏れを検出したときは前記警報器で警報を発するようにしたことを特徴としている。
 また、請求項10に記載の本発明による統合冷却システムは、
 請求項9に記載の統合冷却システムにおいて、
 前記第1異常漏れ検出センサで漏れを検出した場合と、前記第2異常漏れ検出センサで漏れを検出した場合とで、前記警報器による警報を異ならせたことを特徴としている。
 また、請求項11に記載の本発明による統合冷却システムは、
 請求項1~10のいずれか1項に記載の統合冷却システムにおいて、
 前記第1冷却回路は、前記第1冷却媒体である冷却水を流す強電系部品用冷却回路であり、
 前記第2冷却回路は、前記第2冷却媒体である空調用冷却媒体を流す空調用冷却回路であることを特徴としている。
 請求項1に記載の本発明の統合冷却システムにあっては、第2冷却媒体が第1冷却媒体中に漏れても、連通部を開放してこれより上の第1冷却媒体を外部へと逃がして圧力を減少させることによって第1冷却媒体側の第1冷却回路の部品の損傷を防止できると共に、連通部より下側の部分位置まで第1冷却媒体の量を確保することによって第1冷却回路での最低限の冷却機能を確保することができる。また、第2熱交換器が第1熱交換器の流入側タンクないし流出側タンク内に配置されているので、第2熱交換器での熱交換効率を向上させることができる。
 請求項2に記載の本発明の統合冷却システムにあっては、連通部をリリーフバルブによって構成したことから、第2冷却媒体が第1冷却媒体中に漏れてこれが所定圧以上に上昇してしまう不都合を、確実に抑制することができる。
 請求項3に記載の本発明の統合冷却システムにあっては、連通部を脆弱部によって構成したことから、第2冷却媒体が第1冷却媒体中に漏れてこれが所定圧以上に上昇してしまう不都合を、確実かつ安価に抑制することができる。
 請求項4に記載の本発明の統合冷却システムにあっては、第2熱交換器を連通部より下方に配置したことで、第2冷却媒体が第1冷却媒体中に漏れても、第2冷却回路にて冷却機能を発揮できる量の第2冷却媒体が第2冷却回路中に残っている間は、第2熱交換器により第2冷却媒体を十分に冷却することができる。
 請求項5に記載の本発明の統合冷却システムにあっては、連通部を第1熱交換器幅方向の側面に設けたことにより、当該連通部が開放した場合には第1冷却媒体の外部への放出方向を第1熱交換器の幅方向へと向けることで、その前後にある他の機器に第1冷却媒体が掛かってしまう不都合を防止することができる。
 請求項6に記載の本発明の統合冷却システムにあっては、第1冷却媒体の連通部から外部への放出方向を変更するガイド部材を設けたことにより、連通部を設けたタンクを変更することなく、当該連通部から外部へと放たれる第1冷却媒体の放出方向を第1熱交換器の幅方向から厚さ方向へと変えることができる。
 請求項7に記載の本発明の統合冷却システムにあっては、第2冷却媒体が第1冷却媒体中に漏れた際には、第1異常漏れ検出センサにより第2冷却媒体の第1冷却媒体への漏れが検出され、警報器でもって警報が発せられるので、ユーザーはこの異常状態を認識することができる。
 請求項8に記載の本発明の統合冷却システムにあっては、警報に音や光を用いることによって、ユーザーに容易に異常事態を認識させることができる。また、この統合冷却システムが車載のものであれば、警報器については新たに設けなくとも、車載の機器をそのまま利用することができる。
 請求項9に記載の本発明の統合冷却システムにあっては、第2冷却媒体の第1冷却媒体への漏れの警報だけでなく、第2冷却回路の他の部位からの第2冷却媒体の漏れをも警報器でユーザーに警報を与えることができる。
 請求項10に記載の本発明の統合冷却システムにあっては、第2冷却媒体の第1冷却媒体への漏れの警報と、第2冷却回路の他の部位からの第2冷却媒体の漏れの警報とを異ならせることで、ユーザーにどちらの漏れが生じているかを認知させることができる。
 請求項11に記載の本発明の統合冷却システムにあっては、ハイブリッド車や電気自動車の空調システム及び強電系部品の冷却システムに最適に適用することができる。
本発明の実施例1の統合冷却システムの全体を示す平面図である。 実施例1の統合冷却システムの要部である水冷熱交換器を内蔵するサブ・ラジエータの流出側タンクの断面図である。 実施例1の統合冷却システムで用いるガイド部材の変形例の斜視図である。
 以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
 まず、実施例1の統合冷却システムの全体構成を図1に基づいて説明すれば、該実施例1の統合冷却システムは、内燃機関と電気モータとを搭載し、いずれか一方及び両方での駆動が可能なハイブリッド車に用いられる。
 この実施例1の統合冷却システムは、空調システムの冷却媒体の空調用冷却回路ACと、電気モータやインバータ等の強電部品を冷却する冷却水の強電系部品冷却回路ECと、を備えている。これら空調用冷却回路ACと強電系部品冷却回路ECとは、水冷コンデンサ5にて互いの冷却媒体間で熱交換が可能なように統合されている。なお、上記強電系部品冷却回路ECが本発明の第1冷却回路に、また、上記空調用冷却回路ACが本発明の第2冷却回路に、それぞれ相当する。
 空調用冷却回路ACは、空冷コンデンサ1と、エクスパンション・バルブ2と、エバポレータ3と、コンプレッサ4と、水冷コンデンサ5と、これら部材間を接続するパイプ等の流路と、を有する。なお、これら部材間を流れる冷却媒体としては、たとえばHFC-134a(化学式:CH2FCF3)を用い、冷却媒体の流れ方向は、図1中に矢印で示してある。また、当該空冷コンデンサ1は強電系部品冷却回路ECの一部をも構成し、上記冷却媒体であるHFC-134aが本発明の第2冷却媒体に相当する。
 空冷コンデンサ1は、互いに離間した流入側のタンク及び流出側のタンクと、該両タンク間を接続する複数のチューブ(あるいは交互に配列したチューブ及び冷却フィン)を有するコア部と、を有する。流入側タンクから流入した冷却媒体は、流出側タンクへと向かってコア部を流れる間に、走行風(車両が停止している際にはモータ・ファンによる強制風)との間で熱交換が行われて、冷却される。そして、ここで空気冷却された冷却媒体は、流路12を通ってエクスパンション・バルブ2へと流れる。
 エクスパンション・バルブ2は、空冷コンデンサ1において冷やされて過冷却液となった冷却媒体を低圧にし、かつ、絞ることによって、当該冷却媒体を低温かつ低圧の霧状の冷媒として気化しやすいようにする。そして、かかる気化された冷却媒体は、流路13を通ってエバポレータ3へと送られる。
 エバポレータ3は、車室内に配設される図示を省略したエアコン・ユニットの送風ダクト内に配置されていて、エクスパンション・バルブ2を通過し減圧膨張した低温低圧の冷却媒体を、送風機の空気流を受けて蒸発させ、送風ダクト内を車室へと向かって流れる空気流を冷却する。そして、エバポレータ3から出た冷却媒体は、流路14を通ってコンプレッサ4の入口へと送り出される。
 コンプレッサ4は、エバポレータ3から送られてきた冷却媒体を圧縮して高圧にするもので、たとえば吐出容量可変形のコンプレッサにより構成され、図示しないコントローラから図示しない容量制御用電磁弁に出力される容量制御信号に対応して吐出容量が変化(数%~100%)するようにしている。なお、かかるコンプレッサ4は、図示を省略した電磁クラッチ又はディレクト・プーリ(電磁クラッチなし)を介して図示しない電動モータによりベルト駆動される。そして、このコンプレッサ4の出口から吐き出された冷却媒体は、流路15を通って水冷コンデンサ5の入口へと送られる。
 水冷コンデンサ5は、流出側タンク8の内部に配置され、上方側から冷却媒体が流入されて下方側から流出されると共に、外周に沿って流出側タンク8内を強電系部品冷却回路ECの冷却水が流されることで、冷却媒体と冷却水との間で熱交換が行なわれ、冷却媒体を冷却可能としている。そして、この水冷コンデンサ5から流出した冷却媒体は、流路16を通って空冷コンデンサ1へと戻される。なお、当該水冷コンデンサ5が、本発明の第2熱交換器に相当する。
 なお、同図中には明示しないが、空冷コンデンサ1とエクスパンション・バルブ2との間にはリキッド・タンクを設けて、空冷コンデンサ1で液化された高圧中温の液化冷媒に含まれる水分やゴミをフィルタにより取り除くと共に、余分な冷媒を一時的に溜めておき、急冷時等に冷却媒体が十分に供給できるようにしてもよい。
 一方、強電系部品冷却回路ECは、水冷コンデンサ5と、サブ・ラジエータ6と、図示しない強電部品冷却部と、これら部材間を接続するパイプ等の流路と、を有し、これら部材間を冷却水が通流するようになっている。なお、上記サブ・ラジエータ6が本発明の第1熱交換器に、また、上記冷却水が本発明の第1冷却媒体に、それぞれ相当する。
 水冷コンデンサ5は、上述したように、強電系部品冷却回路ECを流れる冷却水によって空調用冷却回路ACを流れる冷却媒体を冷却可能である。そして、この水冷コンデンサ5から流出した冷却水は、流路を通って強電系部品冷却部7へと送られる。
 サブ・ラジエータ6は、図示しない内燃エンジン冷却用のメイン・ラジエータの近くに配置され、樹脂製の、離間された流入側のタンク7及び流出側のタンク8と、これらの両タンク7,8間を接続する複数のチューブおよび隣り合うチューブ間に配置された冷却フィンを有するコア部6aと、を備えている。そして、冷却水は、流入側タンク7の上方側に設けられるインレット・ポート7aから流入し、コア部6aを通って流出側タンク8の下方側に設けられるアウトレット・ポート8aから流出する。
 ここで、サブ・ラジエータ6の上部には、デガス・タンク9が設けられている。このデガス・タンク9は、上面に圧力キャップが設けられると共に、パイプ10aを介して流入側タンク7のインレット・ポート7aに、また、パイプ10bを介して流出側タンク8のアウトレット・ポート8aに接続されていて、冷却水中の空気や気体をここに集めて溜め、外部へと放出するようにしてある。また、その内部には、冷却水が入っており、強電系部品冷却回路ECを循環する冷却水の量の変化に応じて冷却水を溜めたり供給したりする。なお、図1中の11はオーバーフロー・パイプを示し、これによって、冷却水が過剰となったときに外部へと放水される。
 また、サブ・ラジエータ6の流出側タンク8の外側面の上方位置には、図2に示すように、タンクの肉厚をその部分だけ他の部分よりも薄くした脆弱部80と、この外周で下方に開口したガイド部材81と、が設けられていて、ガイド部材81には放出パイプ17が取り付けられている。なお、上記脆弱部80が、本発明の連通部に相当する。
 そして、万が一、冷却媒体が冷却水に入ったときは、冷却媒体が膨張して強電系部品冷却回路ECの内部圧力が高くなって当該強電系部品冷却回路EC内の部品が破損するのを避けるため、内部圧力が所定値以上になった場合には、脆弱部80が破損してガイド部材81を介して冷却水や冷却媒体の一部を流出側タンク8の側面上方から外部へと放出するように、脆弱部80の破断強度が設定されている。
 また、流出側タンク8の底部内面から脆弱部80の下端までの距離Lは、脆弱部80が破断して上記冷却水の一部が外部へ流出した場合であっても流出側タンク8の底部内面から脆弱部80下端までの容積内において強電系部品冷却回路ECを機能させるのに最低限必要な量の冷却水を確保できる大きさに設定されている。
 強電系部品冷却部にて温められた冷却水は、流入側タンク7から流入して流出側タンク8へと向かってコア部6aを流れる際に、走行風(ただし、車両が停止している際はモータ・ファンによる強制風)との間で熱交換を行い、流路を通って水冷コンデンサ5へと送られる。
 なお、強電系部品冷却部は、電気モータのケース内部に形成した冷却通路やインバータのケースの底部に形成した冷却通路等であって、これらにサブ・ラジエータ6で冷却された冷却水を流すことで、電気モータやインバータ等の強電系部品で発熱した熱を奪うことによってこれらを冷却する。そして、これら強電系部品を冷却することによって温められた冷却水は、流路を通ってサブ・ラジエータ6へと送られる。
 前記脆弱部80には近接センサ21が設けられ、当該脆弱部80が破断したときにこれを検出して、その検出信号をコントローラ23へと送る構成となっている。なお、この近接センサ21が、本発明の第1異常漏れ検出センサに相当する。また、コンプレッサ4の出口側には、冷却媒体の温度を検出する温度センサ22を設けられ、ここで温度を検出して、その検出信号をコントローラ23にその検出信号を送るようになっている。なお、この温度センサ22が、本発明の第2異常漏れ検出センサに相当する。
 コントローラ23は、近接センサ21及び温度センサ22からの検出信号に基づいて、空調用冷却回路ACからのすべての部位における冷却媒体の漏れ、及び空調用冷却回路ACから強電系部品冷却回路ECの冷却水への冷却媒体の漏れを判断して、警報器24へ警報信号を発する構成となっている。ここで、警報器24は、車両の音響機器、クラクション、表示器のうちの少なくとも一つからなり、コントローラ23から警報信号を受けたときに音響や光によって冷却回路の異常をユーザーに知らせるものである。
 以上のように構成された統合冷却システムの作用について、以下に説明する。
 空調用冷却回路ACでは、冷却媒体が空冷コンデンサ1で空冷されて過冷却液の状態となり、流路12を通ってエクスパンション・バルブ2へと送られる。すると、エクスパンション・バルブ2では、過冷却液状態の冷却媒体を低圧化して絞ることによって、低温かつ低圧の霧状の冷媒として気化しやすくされる。そして、この気化された冷却媒体は流路13を通ってエバポレータ3へと送られ、ここでエクスパンション・バルブ2を通過し減圧膨張した低温低圧の冷却媒体を送風機の空気流により蒸発させ、低温になった冷却媒体をもって送風ダクト内を車室へと向かって流れる空気流を冷却することによって、車室内を冷房する。そして、エバポレータ3にて熱交換して温められた冷却媒体は、流路14を通ってコンプレッサ4へと送られる。
 コンプレッサ4では、冷却媒体が圧縮され高圧にされた(したがって温度も上昇する)後、流路15及び第1切換えバルブV1を通って水冷コンデンサ5へと送られる。冷却媒体は、水冷コンデンサ5を通過するとき、強電系部品冷却回路ECの冷却水と熱交換を行って冷却され、流路16を通って空冷コンデンサ1にてさらに冷却された後、流路12を通ってエクスパンション・バルブ2へと送られる。このようにして、冷却媒体は、空調用冷却回路ACを循環する。
 一方、強電系部品回路ECでは、強電系部品冷却部で電気モータやインバータ等の強電系部品を冷却して温められた冷却水は、流路を通ってサブ・ラジエータ6に送られ、当該サブ・ラジエータ6にて空冷された後、流路を通って水冷コンデンサ5へと送られる。そして、水冷コンデンサ5では、サブ・ラジエータ6にて冷却された低温の冷却水と、空調用冷却回路ACのコンプレッサ4から水冷コンデンサ5に流入してきた冷却媒体と、の間で熱交換が行われ、冷却媒体は冷却水により冷却された後、流路を通って強電系部品冷却部に送られる。なお、冷却水は、水冷コンデンサ5にて若干温められるものの、強電部品を冷却するには十分低い温度であることから、強電系部品を冷却した後、流路を通ってサブ・ラジエータ6へと戻る。このようにして、冷却水は強電系部品冷却回路ECを循環する。
 以上が、通常時の作動である。これに対して、空調用冷却回路ACから外部へと冷却媒体が漏れると、コンプレッサ4の出口側の冷却媒体の温度が下がることから、この温度の変化によってコントローラ23が漏れを検知・判断する。この結果、警報器24を作動させて、ユーザーに警告を発する。なお、この漏れ検知は、空調用冷却回路ACのあらゆる部位からの漏れを検知する。また、この漏れにより冷却媒体が強電系部品冷却回路EC内の冷却水に流入しないときは、近接センサ21は作動せず、また、強電系部品冷却回路ECの内部圧力が異常膨張するおそれもない。
 一方、万が一、空調用冷却回路ACの流出側タンク8内にある部分、すなわち水冷コンデンサ5や当該水冷コンデンサ5に接続された流入側及び流出側パイプの流出側タンク8内にある部分が破損して冷却媒体が冷却水中に漏れると、当該冷却媒体は気化し始め、強電系部品冷却回路ECの内部圧力が高まってくる。この内部圧力が所定圧になると、強電系部品冷却回路ECの一部を構成し、強度が一番弱い、流出側タンク8の脆弱部80を破断する。
 脆弱部80が破断すると、その下端より上にある冷却水は、当該脆弱部80からガイド部材81を介してこの開口から流出側タンク8の外側面から外部へと放出される。なお、この場合の流出方向は、サブ・ラジエータ6の幅方向外側であって、他の車載部品にはできるだけ当たらないようにしてある。
 上記一部冷却水の放出により、強電系部品冷却回路ECの内部圧力の上昇は抑えられ、当該強電系部品冷却回路ECの部品の破損は避けられる。また、冷却水は、流出側タンク8の脆弱部80の下端(底から距離Lの位置にある)より下の部分は流出しないことから、強電系部品冷却回路ECを機能させるのに最低限必要な量は確保される。これによって、空調用冷却回路ACが失陥しても、強電系部品用冷却回路ECの最低限の冷却機能は確保され、強電系部品を冷却し続ける。
 なお、冷却水に漏れ込んだ冷却媒体はほぼ気化し、一部が流出側タンク8の脆弱部80よりも上の部分に溜まり、残りが脆弱部80を通ってガイド部材81から外部へと出ていく。
 また、このように脆弱部80が破断すると、近接センサ21がこれを検出して、この検出信号をコントローラ23へ送る。すると、コントローラ23は、この検出信号により冷媒液体が冷却水に漏れこんだことを判断して、警報器24へ警報信号を送る。これにより、警報器24は警報音や光による警報表示を行い、ユーザーに異常を認知させる。なお、かかる異常時には、警報器24による警報音や警報表示を、上記以外の他の部位での漏れの場合と異ならせるようにしてもよい。
 以上説明したように、本実施例の統合冷却システムは、以下の効果を有する。
 本実施例の統合冷却システムにあっては、サブ・ラジエータ6の流出側タンク8内に水冷コンデンサ5を配置すると共に、強電系部品冷却回路ECに必要な最低限以上の容量を確保可能な流出側タンク8の高さL位置に脆弱部80を設けた。これにより、万が一、サブ・ラジエータ6の流出側タンク8内において強電系部品冷却回路ECの冷却水に空調用冷却回路ACの冷却媒体が漏れ込んで気化することによって流出側タンク8の内部圧力が上昇したとしても、当該流出側タンク8の上方に設けた脆弱部80が破断して、漏れた冷却媒体を当該脆弱部80の下端よりも上にある冷却水と一緒に外部へと放出する。
 この場合、脆弱部80よりも下にある冷却水については外部に漏れ続けることはなく、強電系冷却回路ECに最低限必要な冷却水の量は確保されることになるため、電気モータ、インバータ、バッテリ等の強電系部品の冷却を確保し続けることができる。一方、水冷コンデンサ5が流出側タンク8内に配置されていることにより、正常時にあっては、サブ・ラジエータ6のコア部6aで冷却されて流出側タンク8内に流入してきた冷却水をもって冷却媒体を冷却することになるので、その冷却効率を向上させることができる。
 また、脆弱部80の近くに近接センサ21を設け、当該脆弱部80の破断を検出し警報器24によって警報を発するようにしたことから、冷却媒体が冷却水に漏れ込んだことをユーザーが認知することができる。さらに、温度センサ22によって空調用冷却回路ACでのあらゆる部位での漏れを検出し警報器24によって警報を発するようにしたことから、すべての漏れについてユーザーに認知させることができる。なお、この場合、前者と後者とで警報を異ならせることにより、ユーザーはどちらの漏れが生じたのかを認識することができる。
 また、脆弱部80を水冷コンデンサ5の上方位置に設けたので、空調用冷却回路AC内の冷却媒体が漏れても、この空調用冷却回路AC内の冷却媒体が冷却に必要な量が確保されている間は、水冷コンデンサ5内にある冷却媒体をその全周にある冷却水によって冷却し続けることが可能となる。
 また、脆弱部80を流出側タンク8の側面に設けると共に、脆弱部80とガイド部材81の開口をサブ・ラジエータ6の幅方向、すなわち車両幅方向へと向けた。これにより、脆弱部80を通って外部へ放出される冷却水が他の補機類に掛かって不具合を起こすのを避けることが可能となる。
 以上、本発明を上記実施例に基づき説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限られず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更等があった場合でも、本発明に含まれる。
 たとえば、上記実施例では、ハイブリッド車に搭載する統合冷却システムにつき説明したが、本発明の統合冷却システムは、これに限られず、電気自動車など他のものに適用してもよい。
 また、本発明の統合冷却システムは、上記実施例の空調用冷却回路及び強電部品冷却回路に限られず、互いに異なる冷却媒体を通流させることによって一方の冷却回路が他方の冷却回路より高い圧力となるような統合冷却システムであればよい。
 また、本発明の連通部としては、上記実施例では脆弱部80を用いたが、これに限られず、たとえば流出側タンク8の内部圧力が所定以上となったときに当該内部圧力を外部へと開放するリリーフバルブ(安全弁)を用いるようにしてもよい。
 また、本発明の第1異常漏れ検出センサは、近接センサ21に限られず、流出側タンク8の内部圧力を検出する圧力センサなど他の手段を用いてもよい。
 なお、ガイド部材81の形状を図3に示すようなガイド部材90に変更し、放出口91を車両前後方向へ向けるようにしてもよい。この場合、脆弱部80を設けた流出側タンク8を変更しなくとも、ガイド部材81,90を交換するのみで、冷却媒体の漏れ時に放出する冷却水の放出方向を車両幅方向から車両前後方向に変更することが可能となり、サブ・ラジエータ6の横に他の補機類がある場合であっても、当該他の補機類に冷却水が掛かってしまう不都合を防ぐことができる。しかも、この変更は、ガイド部材81,90だけの変更で済むため、安価となる。また、補機類の位置によっては、これを避けるために前後斜め方向へ放出口91を向けることも可能である。
  1…空冷コンデンサ
  2…エクスパンション・バルブ
  3…エバポレータ
  4…コンプレッサ
  5…水冷コンデンサ(第2熱交換器)
  6…サブ・ラジエータ(第1熱交換器)
  6a…コア部
  7…流入側タンク
  8…流出側タンク
  80…脆弱部(連通部)
  81,90…ガイド部材
  9…デガス・タンク
  10a,10b…パイプ
  11…オーバーフロー・タンク
  12~16…流路
  17…放出パイプ
  21…近接センサ
  22…温度センサ
  23…コントローラ
  24…警報器

Claims (11)

  1.  流入側タンクと流出側タンクとの間に設けられるコア部をもって第1冷却媒体を冷却する第1熱交換器を有する第1冷却回路と、
     前記流入側タンク又は流出側タンクの内部に、前記第1冷却媒体により第2冷却媒体を冷却する第2熱交換器を有し、該第2熱交換器における前記第2冷却媒体の圧力が前記第1冷却媒体の圧力よりも高くなる第2冷却回路と、
     前記流入側タンク又は流出側タンクの、その下方側において前記第1冷却回路に最低限必要な前記第1冷却媒体を確保できる高さ位置に設けられ、その内部圧力が所定圧以上となったときに当該流入側タンク又は流出側タンクの内外を連通可能とする連通部と、
     を備えたことを特徴とする統合冷却システム。
  2.  請求項1に記載の統合冷却システムにおいて、
     前記連通部は、リリーフバルブであることを特徴とする統合冷却システム。
  3.  請求項1に記載の統合冷却システムにおいて、
     前記連通部は、脆弱部であることを特徴とする統合冷却システム。
  4.  請求項1~3のいずれか1項に記載の統合冷却システムにおいて、
     第2熱交換器を、前記連通部より下方に配置したことを特徴とする統合冷却システム。
  5.  請求項1~4のいずれか1項に記載の統合冷却システムにおいて、
     前記連通部を、前記流入側タンク又は流出側タンクの前記第1熱交換器幅方向の側面に設けたことを特徴とする統合冷却システム。
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載の統合冷却システムにおいて、
     前記流入側タンク又は流出側タンクに、前記第1冷却媒体の前記連通部から外部への放出方向を変更するガイド部材を設けたことを特徴とする統合冷却システム。
  7.  請求項1に記載の統合冷却システムにおいて、
     前記第2冷却媒体の第1冷却媒体への漏れを検出する第1異常漏れ検出センサを設けると共に、
     該異常漏れ検出センサが異常漏れを検出したとき警報を発する警報器を設けたことを特徴とする統合冷却システム。
  8.  請求項7に記載の統合冷却システムにおいて、
     前記警報器は、音響機器、クラクション、表示器の少なくとも一つであることを特徴とする統合冷却システム。
  9.  請求項7又は8に記載の統合冷却システムにおいて、
     前記第2冷却回路からの第2冷却媒体の漏れを検出する第2異常漏れ検出センサを設けると共に、
     該第2異常漏れ検出センサが前記第2冷却媒体の漏れを検出したときは前記警報器で警報を発するようにしたことを特徴とする統合冷却システム。
  10.  請求項9に記載の統合冷却システムにおいて、
     前記第1異常漏れ検出センサで漏れを検出した場合と、前記第2異常漏れ検出センサで漏れを検出した場合とで、前記警報器による警報を異ならせたことを特徴とする統合冷却システム。
  11.  請求項1~10のいずれか1項に記載の統合冷却システムにおいて、
     前記第1冷却回路は、前記第1冷却媒体である冷却水を流す強電系部品用冷却回路であり、
     前記第2冷却回路は、前記第2冷却媒体である空調用冷却媒体を流す空調用冷却回路であることを特徴とする統合冷却システム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104723841A (zh) * 2013-12-18 2015-06-24 现代自动车株式会社 用于车辆的空调系统的控制方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180209702A1 (en) * 2017-01-23 2018-07-26 Gloria Lee Compressor drive system and method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6390781U (ja) * 1986-12-01 1988-06-13
JP2002340725A (ja) * 2001-05-11 2002-11-27 Fuji Electric Co Ltd 冷却媒体の漏れ検知方法
JP2004011765A (ja) * 2002-06-06 2004-01-15 Mazda Motor Corp 水素吸蔵用合金貯蔵タンク
JP2006162176A (ja) * 2004-12-08 2006-06-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 熱交換器および車両用空気調和装置
JP2008180486A (ja) * 2006-12-27 2008-08-07 Calsonic Kansei Corp 熱交換器
JP2010127508A (ja) 2008-11-26 2010-06-10 Calsonic Kansei Corp 複合熱交換器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4739824A (en) * 1987-01-08 1988-04-26 Susan E. Lund Hermetically sealed, relatively low pressure cooling system for internal combustion engines and method therefor
US5181536A (en) * 1990-04-19 1993-01-26 Long Manufacturing Limited Coolant corrosiveness indicator
US5129144A (en) * 1990-06-19 1992-07-14 General Motors Corporation Method of making a combination radiator and condenser apparatus for motor vehicle
JPH11148794A (ja) * 1997-11-14 1999-06-02 Zexel:Kk 熱交換器
US6273180B1 (en) * 1998-12-23 2001-08-14 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'eploitation Des Procedes Georges Claude Heat exchanger for preheating an oxidizing gas
FR2808320B1 (fr) * 2000-04-27 2002-09-06 Valeo Thermique Moteur Sa Echangeur de chaleur a haute pression pour circuit de climatisation, notamment de vehicule automobile
GB0220652D0 (en) * 2002-09-05 2002-10-16 Chart Heat Exchangers Ltd Heat exchanger
CN202133041U (zh) * 2011-07-12 2012-02-01 Tcl空调器(中山)有限公司 一种空调系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6390781U (ja) * 1986-12-01 1988-06-13
JP2002340725A (ja) * 2001-05-11 2002-11-27 Fuji Electric Co Ltd 冷却媒体の漏れ検知方法
JP2004011765A (ja) * 2002-06-06 2004-01-15 Mazda Motor Corp 水素吸蔵用合金貯蔵タンク
JP2006162176A (ja) * 2004-12-08 2006-06-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 熱交換器および車両用空気調和装置
JP2008180486A (ja) * 2006-12-27 2008-08-07 Calsonic Kansei Corp 熱交換器
JP2010127508A (ja) 2008-11-26 2010-06-10 Calsonic Kansei Corp 複合熱交換器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2835611A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104723841A (zh) * 2013-12-18 2015-06-24 现代自动车株式会社 用于车辆的空调系统的控制方法

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