WO2024095826A1 - 冷却モジュール - Google Patents

冷却モジュール Download PDF

Info

Publication number
WO2024095826A1
WO2024095826A1 PCT/JP2023/038317 JP2023038317W WO2024095826A1 WO 2024095826 A1 WO2024095826 A1 WO 2024095826A1 JP 2023038317 W JP2023038317 W JP 2023038317W WO 2024095826 A1 WO2024095826 A1 WO 2024095826A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flow path
expansion valve
refrigerant
manifold
receiver
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/038317
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佐々木優
Original Assignee
株式会社アイシン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社アイシン filed Critical 株式会社アイシン
Publication of WO2024095826A1 publication Critical patent/WO2024095826A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B60K11/04—Arrangement or mounting of radiators, radiator shutters, or radiator blinds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements
    • F25B41/42—Arrangements for diverging or converging flows, e.g. branch lines or junctions

Definitions

  • This disclosure relates to a cooling module.
  • Patent document 1 discloses a reservoir configured to facilitate at least one of the storage and flow of a liquid medium to a pump, chiller, heater, etc., by joining a first section and a second section.
  • Patent document 1 discloses that the reservoir includes an integral channel that provides a path for the liquid medium to flow to a pump, valve, heater, etc., and that the liquid medium is transported between multiple components via the integral channel.
  • the reservoir described in Patent Document 1 will be used as the receiver tank.
  • the reservoir described in Patent Document 1 is made compact by using an integrated channel, a separate receiver tank is required, which takes up limited space in the vehicle.
  • This disclosure has been made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide a compact cooling module.
  • the cooling module according to the present disclosure is characterized in that it includes a manifold having a flow path formed therein through which a fluid flows, the manifold having, inside the manifold, a branch flow path branching off from the flow path, a merging flow path that merges with the flow path downstream of the branch flow path in the flow direction of the fluid, and a storage section that communicates with the branch flow path and the merging flow path, stores the fluid flowing through the branch flow path, and distributes the stored fluid from the merging flow path to the flow path.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit configuration of a cooling system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a part of the external appearance of a manifold according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a part of the inside of a manifold according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a part of the inside of a manifold according to another embodiment.
  • [Cooling system] 1 is a diagram showing a schematic circuit configuration of a cooling system 200 having a cooling module 100.
  • the cooling module 100 is disposed integrally with a drive unit (not shown) equipped with a motor (not shown).
  • the cooling module 100 may be provided separately from the drive unit (not shown).
  • the motor (not shown) is disposed, for example, in a motor room of a train or the like.
  • the cooling system 200 includes a cooling fluid circuit 1 in which a cooling fluid W circulates, and a refrigerant circuit 2 in which a refrigerant R (an example of a fluid) circulates.
  • the cooling fluid W is a cooling fluid such as long-life coolant (LLC), insulating oil such as paraffin, or a refrigerant such as hydrofluorocarbon (HFC) or hydrofluoroolefin (HFO).
  • the refrigerant R is a refrigerant such as hydrofluorocarbon (HFC) or hydrofluoroolefin (HFO).
  • the cooling fluid circuit 1 is a circuit for adjusting (cooling) the temperature of the secondary battery 11.
  • the cooling fluid circuit 1 includes a cooling fluid flow path L1 through which a cooling fluid W flows, the secondary battery 11, and a chiller 12 that performs heat exchange between the cooling fluid W and a refrigerant R.
  • the secondary battery 11 and the chiller 12 are connected via the cooling fluid flow path L1.
  • the cooling fluid W is heated by heat generated from the secondary battery 11, flows into the chiller 12, is cooled in the chiller 12 by heat exchange with the refrigerant R, and then flows into the secondary battery 11 and is heated again by heat generated from the secondary battery 11.
  • the refrigerant circuit 2 is a circuit for adjusting the temperature inside the vehicle cabin.
  • the refrigerant circuit 2 includes a refrigerant flow path L2 (an example of a flow path) through which a refrigerant R flows.
  • a flow direction D the direction in which the refrigerant R flows
  • the upstream side of the flow direction D is simply referred to as the "upstream side”
  • the downstream side is simply referred to as the "downstream side”.
  • the refrigerant circuit 2 also includes a compressor 21 that compresses the refrigerant R, a condenser 22 that condenses the refrigerant R compressed by the compressor 21, an expansion valve 23 that expands the condensed refrigerant R, an evaporator 24 that evaporates the refrigerant R expanded by the expansion valve 23, and a chiller 12 that exchanges heat between the refrigerant R expanded by the expansion valve 23 and the cooling fluid W.
  • the expansion valve 23 includes a first expansion valve 231 connected to the evaporator 24 and a second expansion valve 232 connected to the chiller 12.
  • the refrigerant flow path L2 also includes a first refrigerant flow path L21 (an example of a first flow path) and a second refrigerant flow path L22 (an example of a second flow path) branched off from the first refrigerant flow path L21.
  • the compressor 21, the condenser 22, the receiver 20, the first expansion valve 231 and the evaporator 24 are connected to the first refrigerant flow path L21, and the refrigerant R expanded by the first expansion valve 231 flows into the evaporator 24.
  • the second expansion valve 232 and chiller 12 are connected to the second refrigerant flow path L22, and the refrigerant R expanded by the second expansion valve 232 flows into the chiller 12.
  • the second refrigerant flow path L22 is connected to the first refrigerant flow path L21 between the evaporator 24 and the compressor 21 downstream of the chiller 12, and the refrigerant R after heat exchange in the chiller 12 merges with the refrigerant R flowing through the first refrigerant flow path L21 between the evaporator 24 and the compressor 21.
  • the first expansion valve 231 and the evaporator 24, and the second expansion valve 232 and chiller 12 form a parallel circuit.
  • the refrigerant R is compressed by the compressor 21 described with reference to FIG. 1 to become a high-temperature compressed gas, and then flows into the condenser 22, where it is condensed and liquefied.
  • the liquefied refrigerant R is expanded by the first expansion valve 231 or the second expansion valve 232 to become a low-temperature, low-pressure mist.
  • the misted refrigerant R that is not used to adjust the temperature inside the vehicle cabin i.e., the refrigerant R expanded by the second expansion valve 232, flows into the chiller 12.
  • the refrigerant R absorbs heat from the cooling fluid W circulating in the cooling fluid circuit 1 described with reference to FIG. 1, and evaporates and vaporizes.
  • the vaporized refrigerant R flows into the compressor 21.
  • FIG. 2 is a diagram showing a portion of the external appearance of the manifold 10.
  • the manifold 10 is manufactured, for example, by die-casting, in which molten metal, such as aluminum, is pressed into a mold.
  • the refrigerant circuit 2 further includes a branch flow path L3 branching from the refrigerant flow path L2, a merging flow path L4 merging into the refrigerant flow path L2 downstream of the branch flow path L3, and a receiver 20 (an example of a storage section) connected (communicating) to the branch flow path L3 and the merging flow path L4.
  • a receiver 20 an example of a storage section connected (communicating) to the branch flow path L3 and the merging flow path L4.
  • two branch flow paths L3 and two merging flow paths L4 are provided.
  • branch flow paths L3 will be referred to as the “first branch flow path L31” and the other as the “second branch flow path L32", and one of the merging flow paths L4 will be referred to as the “first merging flow path L41” and the other as the “second merging flow path L42" (see FIG. 3).
  • the branch flow path L3 branches off from the refrigerant flow path L2 between the condenser 22 and the expansion valve 23, and the merge flow path L4 merges with the refrigerant flow path L2 downstream of the branch flow path L3 (between the condenser 22 and the expansion valve 23).
  • the branch flow path L3 and the merge flow path L4 are connected to the refrigerant flow path L2 downstream of the condenser 22, and are connected to the refrigerant flow path L2 upstream of the expansion valve 23.
  • the receiver 20 stores the refrigerant R flowing through the branch flow path L3, i.e., the liquid refrigerant R condensed by the condenser 22.
  • the storage of refrigerant R in the receiver 20 and the supply of refrigerant R from the receiver 20 are controlled by adjusting the discharge amount (output) of the compressor 21 and the opening degree of the expansion valve 23.
  • the compressor 21 and the expansion valve 23 are controlled by a control device (not shown) including a processor such as a CPU (Central Processing Unit).
  • the supply amount the amount of refrigerant R supplied from the compressor 21 to the expansion valve 23 via the condenser 22
  • the amount of refrigerant R required by the expansion valve 23 hereinafter referred to as the “required amount”
  • the storage amount the amount of refrigerant R stored in the receiver 20
  • the receiver 20, the branch flow path L3, the merging flow path L4, and a portion of the refrigerant flow path L2 are formed inside the manifold 10 (see Figure 3).
  • FIG. 3 is a perspective view showing a part of the inside of the manifold 10.
  • the first refrigerant flow path L21 is formed inside the manifold 10 so as to follow the outer edge of the manifold 10.
  • the condenser 22 is disposed on the upstream side of the first refrigerant flow path L21 formed inside the manifold 10, and the evaporator 24 is disposed on the downstream side.
  • the first expansion valve 231 is disposed on the upstream side of the evaporator 24.
  • the orientation of the manifold 10 during use is not particularly limited, but hereinafter, the side on which the evaporator 24 is disposed with respect to the first expansion valve 231 is referred to as the "lower side", and the opposite side is referred to as the "upper side”.
  • the second refrigerant flow path L22 branches off from the first refrigerant flow path L21 at a branching position P between the condenser 22 and the first expansion valve 231, and extends in a direction intersecting the extension direction of the first refrigerant flow path L21.
  • the chiller 12 is disposed downstream of the second refrigerant flow path L22, and the second expansion valve 232 is disposed upstream of the chiller 12.
  • an external connection flow path L5 is formed inside the manifold 10, which is connected to an external flow path (not shown) and the first refrigerant flow path L21. Note that the external connection flow path L5 is omitted in Figure 2.
  • the external connection flow path L5 receives refrigerant R from an external flow path (not shown) and merges the refrigerant R into the first refrigerant flow path L21.
  • the external flow path is a refrigerant flow path formed outside the manifold 10 and is a flow path different from the refrigerant flow path L2.
  • Auxiliary equipment such as a condenser (not shown, but different from condenser 22) is connected to the external flow path.
  • the receiver 20 is disposed near the expansion valve 23 inside the manifold 10 so as to avoid the refrigerant flow path L2, the branch flow path L3, the merging flow path L4, the first expansion valve 231, and the second expansion valve 232.
  • the space inside the manifold 10 where the refrigerant flow path L2, the branch flow path L3, the merging flow path L4, the first expansion valve 231, and the second expansion valve 232 are not provided is referred to as the "dead space”. That is, the receiver 20 is disposed in the dead space of the manifold 10 near the expansion valve 23.
  • the dead space is the area inside the manifold 10 behind (inside) the area where the auxiliary equipment such as the condenser 22 and the chiller 12 provided outside the manifold 10 described with reference to FIG. 2 are disposed. That is, the dead space is the area inside the projected image of the auxiliary equipment such as the condenser 22 and the chiller 12 when viewed in a direction perpendicular to the main surface of the manifold 10.
  • the main surface of the manifold 10 is a plane including the direction in which the flow path L extends.
  • the dead space is located between the first refrigerant flow path L21 and the external connection flow path L5.
  • two receivers 20 are provided inside the manifold 10.
  • the receiver 20 arranged between the first expansion valve 231 and the second expansion valve 232 will be referred to as the "first receiver 201”
  • the receiver 20 arranged farther from the first expansion valve 231 (upper side) than the first receiver 201 will be referred to as the "second receiver 202.”
  • the first receiver 201 is connected to the first branch flow path L31 and the first merging flow path L41.
  • the first branch flow path L31 connects the first receiver 201 and the refrigerant flow path L2 (second refrigerant flow path L22).
  • the first branch flow path L31 is connected to the upstream end (near the branch position P) of the second refrigerant flow path L22 in the flow direction D, and is connected to the first refrigerant flow path L21 via the second refrigerant flow path L22.
  • the first merging flow passage L41 connects the first receiver 201 and the first expansion valve 231. More specifically, the first merging flow passage L41 is connected to the first refrigerant flow passage L21 upstream of the first expansion valve 231 near the first expansion valve 231, and communicates with the first expansion valve 231 via the first refrigerant flow passage L21.
  • the first merging flow passage L41 is also connected to the evaporator 24 via the first expansion valve 231 and the first refrigerant flow passage L21 downstream of the first expansion valve 231. That is, the first expansion valve 231 communicates with the first receiver 201 via the first merging flow passage L41 connected to the first refrigerant flow passage L21 upstream of the first expansion valve 231.
  • the first expansion valve 231 is connected to the evaporator 24 via the first refrigerant flow passage L21 downstream of the first expansion valve 231.
  • the second receiver 202 is connected to the second branch flow path L32 and the second merging flow path L42.
  • the second branch flow path L32 connects the second receiver 202 with the refrigerant flow path L2 (first refrigerant flow path L21).
  • the second branch flow path L32 is connected to the first refrigerant flow path L21 upstream of the branch position P.
  • the second merging flow path L42 connects the second receiver 202 and the second expansion valve 232. More specifically, the second merging flow path L42 is connected to the second refrigerant flow path L22 upstream of the second expansion valve 232 in the vicinity of the second expansion valve 232. That is, the second receiver 202 connects to the second expansion valve 232 via the second refrigerant flow path L22.
  • the second merging flow path L42 is connected to the chiller 12 via the second expansion valve 232 and the second refrigerant flow path L22 downstream of the second expansion valve 232. That is, the second expansion valve 232 connects to the second receiver 202 via the second merging flow path L42 connected to the second refrigerant flow path L22 upstream of the second expansion valve 232.
  • the second expansion valve 232 is connected to the chiller 12 via the second refrigerant flow path L22 downstream of the second expansion valve 232.
  • the refrigerant R from the condenser 22 flows entirely into the expansion valve 23 without being newly stored in the receiver 20.
  • the refrigerant R from the condenser 22 flows through the first refrigerant flow path L21 and flows into the first expansion valve 231, and also flows into the second expansion valve 232 via the first refrigerant flow path L21 and the second refrigerant flow path L22.
  • the opening degree of the expansion valve 23 when the supply amount of refrigerant R and the required amount of refrigerant R are equal is referred to as the "reference opening degree”
  • the discharge amount of the compressor 21 is referred to as the "reference discharge amount”.
  • the compressor 21 is controlled so that its discharge amount (output) becomes larger than the reference discharge amount in response to the change in the opening of the expansion valve 23.
  • the refrigerant R is compressed by the compressor 21, condensed by the condenser 22, and then supplied to the expansion valve 23, it takes time (hereinafter referred to as the "first required time") to reach the expansion valve 23, and the expansion valve 23 temporarily becomes short of refrigerant R.
  • the compressor 21 and the expansion valve 23 are controlled so that the refrigerant R is stored in advance in the receiver 20.
  • the compressor 21 is controlled so that the discharge amount is greater than the reference discharge amount
  • the expansion valve 23 is controlled so that the opening degree of at least one of the first expansion valve 231 and the second expansion valve 232 is maintained at the reference opening degree (or is smaller than the reference opening degree).
  • the compressor 21 is controlled so that the discharge amount is maintained at the reference discharge amount
  • the expansion valve 23 is controlled so that the opening degree of at least one of the first expansion valve 231 and the second expansion valve 232 is smaller than the reference opening degree.
  • the storage mode a portion of the refrigerant R from the condenser 22 flows into the first expansion valve 231 and the second expansion valve 232, and the remaining portion of the refrigerant R flows into the first receiver 201 via the first branch flow path L31 and is stored in the first receiver 201, and also flows into the second receiver 202 via the second branch flow path L32 and is stored in the second receiver 202.
  • the refrigerant R stored in the first receiver 201 and the second receiver 202 is supplied to the first expansion valve 231 and the second expansion valve 232.
  • the refrigerant R stored in the first receiver 201 is supplied to the first expansion valve 231 via the first merging flow path L41
  • the refrigerant R stored in the second receiver 202 is supplied to the second expansion valve 232 via the second merging flow path L42.
  • the first receiver 201 is disposed near the first expansion valve 231. Therefore, when the opening degree of the first expansion valve 231 increases, the refrigerant R stored in the first receiver 201 is supplied to the first expansion valve 231 in a second required time that is shorter than the first required time. As a result, it is possible to suppress a shortage of refrigerant R at the first expansion valve 231.
  • the second receiver 202 is disposed near the second expansion valve 232, when the opening degree of the second expansion valve 232 increases, the refrigerant R stored in the second receiver 202 is supplied to the second expansion valve 232 in a third required time that is shorter than the first required time.
  • the second required time and the third required time may be the same time or slightly different times.
  • the vicinity of the expansion valve 23 refers to the position of the receiver 20 and the merging flow path L4 such that the second required time and the third required time are shorter than the first required time.
  • the vicinity of the expansion valve 23 is the position of the receiver 20 (the area close to the expansion valve 23) where the second required time and the third required time are shorter than the first required time.
  • the branch flow path L3, the merging flow path L4, and the receiver 20 are provided inside the manifold 10, so that the cooling module 100 can be made compact.
  • the receiver 20 can store the refrigerant R.
  • the cooling module 100 is compact and can respond to a sudden change in the output of the cooling function (especially a sudden increase in the output of the cooling function).
  • the merging flow path L4 communicating with the receiver 20 is disposed near the expansion valve 23, so that the stored refrigerant R can flow into the expansion valve 23 at an appropriate time.
  • the refrigerant R can be supplied from the receiver 20 to the expansion valve 23 in a shorter period of time than the refrigerant R supplied from the compressor 21, etc., so that a shortage of refrigerant R at the expansion valve 23 can be suppressed.
  • the branch flow path L3 and the merging flow path L4 that communicate with the receiver 20 are connected to the refrigerant flow path L2 downstream of the condenser 22, so that the receiver 20 can store the refrigerant R condensed by the condenser 22.
  • the opening degree of the expansion valve 23 increases and the amount of refrigerant R required by the expansion valve 23 increases, it is possible to suppress a shortage of refrigerant R at the expansion valve 23.
  • the receiver 20 is disposed in the dead space of the manifold 10 near the expansion valve 23, which improves the space utilization efficiency of the manifold 10 and allows the cooling module 100 to be made more compact.
  • the amount (required amount) of refrigerant R used to adjust the temperature in the vehicle cabin i.e., the amount (required amount) required for the first expansion valve 231 connected to the evaporator 24 to expand the refrigerant R, may be greater than the amount (required amount) required for the second expansion valve 232 connected to the chiller 12 to expand the refrigerant R.
  • the volume of the first receiver 201 may be greater than the volume of the second receiver 202. This makes it possible to prevent a shortage of refrigerant R in the first expansion valve 231 (a shortage of refrigerant R used to adjust the temperature in the vehicle cabin).
  • the refrigerant R stored in the first receiver 201 is supplied to the first expansion valve 231, and the refrigerant R stored in the second receiver 202 is supplied to the second expansion valve 232, but the refrigerant R stored in the first receiver 201 may be supplied to the second expansion valve 232, and the refrigerant R stored in the second receiver 202 may be supplied to the first expansion valve 231. Also, a portion of the refrigerant R stored in the first receiver 201 may be supplied to the first expansion valve 231, and the remainder may be supplied to the second expansion valve 232. The same applies to the refrigerant R stored in the second receiver 202.
  • the number of receivers 20 is not particularly limited and may be, for example, one, or three or more.
  • the refrigerant R stored in the receiver 20 is supplied to the first expansion valve 231 and the second expansion valve 232.
  • the number of branch flow paths L3 and merging flow paths L4 also changes depending on the number of receivers 20.
  • the positions of the auxiliary devices such as the chiller 12 and the condenser 22 described with reference to FIG. 2 may be changed as appropriate.
  • the positions of the receiver 20, the branch flow path L3, and the merging flow path L4 arranged inside the manifold 10 may also be changed as appropriate depending on the positions of the auxiliary devices.
  • the dead space is described as being an area inside the manifold 10 behind (inside) the area in which the auxiliary equipment is arranged, but the dead space does not have to be an area behind (inside) the area in which the auxiliary equipment is arranged. In addition, the dead space does not have to be located between the first refrigerant flow path L21 and the external connection flow path L5.
  • the chiller 12, the condenser 22, and the expansion valve 23 are described as examples of the auxiliary equipment attached to the manifold 10, but the auxiliary equipment attached to the manifold 10 can be changed as appropriate.
  • the cooling module 100 is composed of the manifold 10 and the auxiliary equipment attached to the manifold 10
  • the cooling system 200 is composed of the cooling module 100 and the auxiliary equipment included in the cooling fluid circuit 1 and the refrigerant circuit 2 other than the auxiliary equipment attached to the manifold 10.
  • refrigerant R is described as an example of a fluid, but the fluid is not limited to refrigerant R.
  • the cooling module 100 is characterized in that it includes a manifold 10 having a refrigerant flow path L2 (flow path) formed therein through which a refrigerant R (fluid) flows, and the manifold 10 has, inside the manifold 10, a branch flow path L3 branching off from the refrigerant flow path L2 (flow path), a merging flow path L4 merging into the refrigerant flow path L2 (flow path) downstream of the branch flow path L3 in the flow direction D of the refrigerant R (fluid), and a receiver 20 (storage section) that communicates with the branch flow path L3 and the merging flow path L4, stores the refrigerant R (fluid) flowing through the branch flow path L3, and distributes the stored refrigerant R (fluid) from the merging flow path L4 to the refrigerant flow path L2 (flow path).
  • a manifold 10 having a refrigerant flow path L2 (flow path) formed therein through which a ref
  • the cooling module 100 can be made compact.
  • the receiver 20 storage section
  • the cooling module 100 can store liquid refrigerant R.
  • the cooling module 100 is compact and can respond to sudden changes in the output of the cooling function.
  • the cooling module 100 of (1) further includes a condenser 22 and an expansion valve 23 attached to the manifold 10 and connected to the refrigerant flow path L2 (flow path), and the confluence flow path L4 is connected to the refrigerant flow path L2 (flow path) between the condenser 22 and the expansion valve 23, which is closer to the expansion valve 23, and the branch flow path L3 and the confluence flow path L4 may be connected to the refrigerant flow path L2 (flow path) downstream of the condenser 22.
  • the merging flow path L4 communicating with the receiver 20 is disposed near the expansion valve 23, so that the stored refrigerant R (fluid) can be made to flow into the expansion valve 23 at an appropriate time.
  • the merging flow path L4 is connected to the refrigerant flow path L2 (flow path) between the condenser 22 and the expansion valve 23, which is closer to the expansion valve 23, and the branch flow path L3 and the merging flow path L4 are connected to the refrigerant flow path L2 (flow path) downstream of the condenser 22.
  • the opening degree of the expansion valve 23 increases and the amount of liquid refrigerant R required by the expansion valve 23 increases, it becomes possible to supply the liquid refrigerant R from the receiver 20 (storage section) to the expansion valve 23 in a shorter period of time than the refrigerant R supplied from a compressor or the like, so that a shortage of refrigerant R (fluid) at the expansion valve 23 can be suppressed.
  • the receiver 20 (storage section) may be disposed in the dead space of the manifold 10 near the expansion valve 23.
  • the receiver 20 (storage section) is placed in the dead space of the manifold 10 near the expansion valve 23, improving the space utilization efficiency of the manifold 10 and making the cooling module 100 more compact.
  • the dead space may be disposed between a first refrigerant flow path L21 (first flow path) in which a condenser 22 is disposed on the upstream side of the refrigerant flow path L2 (flow path) and an expansion valve 23 is disposed on the downstream side, and an external connection flow path L5 through which refrigerant R (fluid) flows from an external flow path provided outside the manifold 10 and merges with the first refrigerant flow path L21 (first flow path).
  • the receiver 20 (storage section) is placed in the dead space between the refrigerant flow path L2 (flow path) and the external connection flow path L5, improving the space utilization efficiency of the manifold 10 and making the cooling module 100 more compact.
  • the dead space may be the area behind the area inside the manifold 10 where the auxiliary equipment including the condenser 22 is arranged.
  • the receiver 20 (storage section) is placed in the dead space of the manifold 10 behind the auxiliary equipment (inside the projected image of the auxiliary equipment), improving the space utilization efficiency of the manifold 10 and making the cooling module 100 more compact.
  • an evaporator 24 and a chiller 12 are further provided, which are connected to the refrigerant flow path L2 (flow path), the expansion valve 23 includes a first expansion valve 231 and a second expansion valve 232, the refrigerant flow path L2 (flow path) includes a first refrigerant flow path L21 (first flow path) connected to the first expansion valve 231 and a second refrigerant flow path L22 (second flow path) connected to the second expansion valve 232, the merging flow path L4 includes a first merging flow path L41 and a second merging flow path L42, the receiver 20 (storage section) includes a first receiver 201 (first storage section) and a second receiver 202 (second storage section), and the first expansion valve 231 is connected to the first receiver 201 (first storage section) via a first merging flow path L41 connected to the upstream first refrigerant flow path L21 (first flow path) and is connected to the evaporator 24 via the downstream
  • the volume of the first receiver 201 (first storage section) that communicates with the first expansion valve 231 connected to the evaporator 24 via the first merging flow path L41 is larger than the volume of the second receiver 202 (second storage section) that communicates with the second expansion valve 232 connected to the chiller 12 via the second merging flow path L42.
  • the amount (required amount) required for the first expansion valve 231 connected to the evaporator 24 to expand the refrigerant R (fluid) may be larger than the amount (required amount) required for the second expansion valve 232 connected to the chiller 12 to expand the refrigerant R (fluid).
  • This disclosure can be used in cooling modules.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

冷却モジュールは、流体が流通する流路が内部に形成されたマニホールドを備え、マニホールドは、マニホールドの内部に、流路から分岐した分岐流路と、分岐流路よりも流体の流通方向の下流側で流路に合流する合流流路と、分岐流路及び合流流路と連通し、分岐流路を流通する流体を貯留すると共に、貯留された流体を合流流路から流路に流通させるレシーバーと、を有する。

Description

冷却モジュール
　本開示は、冷却モジュールに関する。
　特許文献１には、第一セクションと第二セクションとが接合されることにより、ポンプ、チラー、ヒータ等の液体媒体の貯蔵及び流動の少なくとも一方を容易にするように構成されたリザーバが開示されている。特許文献１には、リザーバが、ポンプ、バルブ、ヒータ等へ流れる液体媒体の経路を提供する一体型チャネルを含み、液体媒体が複数の構成要素の間で一体型チャネルを介して輸送されることが開示されている。
特表２０１９－５２０２６１号公報
　ところで、例えばヒートポンプシステムの冷媒回路において、冷却機能（例えば冷房）の出力の急激な変化に備えて液状冷媒を貯めるレシーバタンクを設けた場合、特許文献１に記載のリザーバをレシーバタンクとして活用することが想定される。しかしながら、特許文献１に記載のリザーバは、一体型チャネルにより小型化を図っているが、レシーバタンクを別途設けることになり、車両の限られたスペースを占有してしまう。
　本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンパクトな冷却モジュールを提供する点にある。
　本開示に係る冷却モジュールの特徴は、流体が流通する流路が内部に形成されたマニホールドを備え、前記マニホールドは、前記マニホールドの内部に、前記流路から分岐した分岐流路と、前記分岐流路よりも前記流体の流通方向の下流側で前記流路に合流する合流流路と、前記分岐流路及び前記合流流路と連通し、前記分岐流路を流通する前記流体を貯留すると共に、貯留された前記流体を前記合流流路から前記流路に流通させる貯留部と、を有する点にある。
　本構成によれば、分岐流路、合流流路及び貯留部がマニホールドの内部に設けられるため、冷却モジュールのコンパクト化を図ることができる。このように、コンパクトな冷却モジュールとなっている。
実施形態に係る冷却システムの回路構成を模式的に示す図である。 実施形態に係るマニホールドの外観の一部を示す図である。 実施形態に係るマニホールドの内部の一部を示す斜視図である。 別実施形態に係るマニホールドの内部の一部を示す斜視図である。
　以下、本開示の実施形態に係る冷却モジュールについて、図面を参照しながら説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
　〔冷却システム〕
　図１は、冷却モジュール１００を有する冷却システム２００の回路構成を模式的に示す図である。本実施形態では、冷却モジュール１００は、モータ（不図示）を備えた駆動ユニット（不図示）に一体的に配置されている。ただし、冷却モジュール１００は、駆動ユニット（不図示）と別体で設けられてもよい。モータ（不図示）は、例えば、電車動等のモータルームに配置される。
　図１に示すように、冷却システム２００は、冷却流体Ｗが循環する冷却流体回路１と、冷媒Ｒ（流体の一例）が循環する冷媒回路２とを含む。冷却流体Ｗは、ロングライフクーラント（ＬＬＣ）等の冷却流体、パラフィン系等の絶縁油、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）等の冷媒である。冷媒Ｒは、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）等の冷媒である。
　〔冷却流体回路〕
　冷却流体回路１は、二次電池１１の温度を調整（冷却）するための回路である。冷却流体回路１は、冷却流体Ｗが流通する冷却流体流路Ｌ１、二次電池１１、及び冷却流体Ｗと冷媒Ｒとの間で熱交換を行うチラー１２を含む。二次電池１１とチラー１２とは、冷却流体流路Ｌ１を介して接続される。冷却流体Ｗは、二次電池１１から発する熱により加熱された後、チラー１２に流入し、チラー１２において冷媒Ｒとの熱交換によって冷却された後、二次電池１１に流入し、二次電池１１から発する熱により再び加熱される。
　〔冷媒回路〕
　冷媒回路２は、車室内の温度を調整するための回路である。冷媒回路２は、冷媒Ｒが流通する冷媒流路Ｌ２（流路の一例）を含む。以下、冷媒Ｒが流通する方向を流通方向Ｄといい、流通方向Ｄの上流側を単に「上流側」、下流側を単に「下流側」という。
　また、冷媒回路２は、冷媒Ｒを圧縮するコンプレッサ２１、コンプレッサ２１によって圧縮された冷媒Ｒを凝縮する凝縮器２２、凝縮された冷媒Ｒを膨張させる膨張弁２３、膨張弁２３によって膨張された冷媒Ｒを蒸発させるエバポレータ２４、及び、膨張弁２３によって膨張された冷媒Ｒと冷却流体Ｗとの間で熱交換を行うチラー１２を含む。本実施形態において、膨張弁２３は、エバポレータ２４に接続される第一膨張弁２３１と、チラー１２に接続される第二膨張弁２３２とを含む。また、冷媒流路Ｌ２は、第一冷媒流路Ｌ２１（第一流路の一例）と、第一冷媒流路Ｌ２１から分岐する第二冷媒流路Ｌ２２（第二流路の一例）とを含む。
　コンプレッサ２１、凝縮器２２、レシーバー２０、第一膨張弁２３１及びエバポレータ２４は、第一冷媒流路Ｌ２１に接続され、第一膨張弁２３１によって膨張された冷媒Ｒは、エバポレータ２４に流入する。
　第二膨張弁２３２及びチラー１２は、第二冷媒流路Ｌ２２に接続され、第二膨張弁２３２によって膨張された冷媒Ｒは、チラー１２に流入する。第二冷媒流路Ｌ２２は、チラー１２よりも下流側において、エバポレータ２４とコンプレッサ２１との間の第一冷媒流路Ｌ２１に接続され、チラー１２で熱交換した後の冷媒Ｒは、エバポレータ２４とコンプレッサ２１との間で第一冷媒流路Ｌ２１を流通する冷媒Ｒと合流する。つまり、第一膨張弁２３１及びエバポレータ２４と、第二膨張弁２３２及びチラー１２とは並列回路を形成している。
　冷媒Ｒは、図１を参照して説明したコンプレッサ２１で圧縮されて高温圧縮気体なった後、凝縮器２２に流入し、凝縮されて液化する。液化した冷媒Ｒは、第一膨張弁２３１又は第二膨張弁２３２で膨張されることにより、低温低圧の霧状になる。霧状になった冷媒Ｒのうちの車室内の温度調整に使用される冷媒Ｒ、すなわち、第一膨張弁２３１で膨張された冷媒Ｒは、エバポレータ２４に流入する。エバポレータ２４において、冷媒Ｒは、外気から導入された空気から熱を奪って蒸発して気化する。これにより、冷却された空気が車室内に供給される。一方、霧状になった冷媒Ｒのうちの車室内の温度調整に使用されない冷媒Ｒ、すなわち、第二膨張弁２３２で膨張された冷媒Ｒは、チラー１２に流入する。チラー１２において、冷媒Ｒは、図１を参照して説明した冷却流体回路１を循環する冷却流体Ｗから熱を奪って蒸発して気化する。エバポレータ２４及びチラー１２において、気化した冷媒Ｒは、コンプレッサ２１に流入する。
　チラー１２、凝縮器２２、第一膨張弁２３１、第二膨張弁２３２、エバポレータ２４（不図示）等の補機類は、図２に示すように、マニホールド１０（図１に示す二点鎖線）に取り付けられる。図２は、マニホールド１０の外観の一部を示す図である。マニホールド１０は、例えば金型に対して溶融したアルミニウム等を含む金属等を圧入するダイキャスト成形により製造される。
　図１に戻り、冷媒回路２は、冷媒流路Ｌ２から分岐した分岐流路Ｌ３と、分岐流路Ｌ３よりも下流側で冷媒流路Ｌ２に合流する合流流路Ｌ４と、分岐流路Ｌ３及び合流流路Ｌ４に接続（連通）するレシーバー２０（貯留部の一例）と更に含む。なお、本実施形態では、分岐流路Ｌ３及び合流流路Ｌ４は、２つずつ設けられる。以下、分岐流路Ｌ３の一方を「第一分岐流路Ｌ３１」、他方を「第二分岐流路Ｌ３２」といい、合流流路Ｌ４の一方を「第一合流流路Ｌ４１」、他方を「第二合流流路Ｌ４２」という（図３参照）。
　分岐流路Ｌ３は、凝縮器２２と膨張弁２３との間で冷媒流路Ｌ２から分岐し、合流流路Ｌ４は、分岐流路Ｌ３よりも下流側（凝縮器２２と膨張弁２３との間）で冷媒流路Ｌ２に合流する。つまり、分岐流路Ｌ３及び合流流路Ｌ４は、凝縮器２２の下流側の冷媒流路Ｌ２に接続されると共に、膨張弁２３の上流側の冷媒流路Ｌ２に接続される。
　レシーバー２０は、分岐流路Ｌ３を流通する冷媒Ｒ、すなわち、凝縮器２２によって凝縮された液状の冷媒Ｒを貯留する。レシーバー２０への冷媒Ｒの貯留及びレシーバー２０からの冷媒Ｒの供給は、コンプレッサ２１の吐出量（出力）と、膨張弁２３の開度とを調整することにより制御される。なお、コンプレッサ２１及び膨張弁２３の制御は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等のプロセッサを含む制御装置（不図示）によって制御される。コンプレッサ２１から凝縮器２２を介して膨張弁２３に供給される冷媒Ｒの量（以下、「供給量」という）と、膨張弁２３において必要となる冷媒Ｒの量（以下、「必要量」という）とが均等（略均等も含む）である場合、レシーバー２０で冷媒Ｒを貯留する量（以下、「貯留量」という）は維持され、貯留量は増加しない。
　レシーバー２０、分岐流路Ｌ３、合流流路Ｌ４及び冷媒流路Ｌ２の一部は、マニホールド１０の内部に形成される（図３参照）。
　〔マニホールドの内部〕
　図３は、マニホールド１０の内部の一部を示す斜視図である。図３に示すように、第一冷媒流路Ｌ２１は、マニホールド１０の外縁に沿うように、マニホールド１０の内部に形成される。マニホールド１０の内部に形成される第一冷媒流路Ｌ２１の上流側には、凝縮器２２が配置され、下流側には、エバポレータ２４が配置される。また、エバポレータ２４の上流側には第一膨張弁２３１が配置される。なお、使用時におけるマニホールド１０の向きは特に限定されないが、以下では、第一膨張弁２３１に対してエバポレータ２４が配置される側「下側」といい、その反対側を「上側」という。
　第二冷媒流路Ｌ２２は、凝縮器２２と第一膨張弁２３１との間の分岐位置Ｐで第一冷媒流路Ｌ２１から分岐し、第一冷媒流路Ｌ２１が延びる方向と交差する方向へ延びる。第二冷媒流路Ｌ２２の下流側には、チラー１２が配置され、チラー１２の上流側には第二膨張弁２３２が配置される。
　また、マニホールド１０の内部には、外部流路（不図示）と第一冷媒流路Ｌ２１とに接続される外部接続流路Ｌ５が形成されている。なお、図２では、外部接続流路Ｌ５は省略している。
　外部接続流路Ｌ５は、外部流路（不図示）からの冷媒Ｒが流入し、第一冷媒流路Ｌ２１に冷媒Ｒを合流させる。外部流路は、マニホールド１０の外部に形成される冷媒流路であり、冷媒流路Ｌ２とは異なる流路である。外部流路には、不図示の凝縮器（凝縮器２２とは異なる凝縮器）等の補機類が接続されている。
　レシーバー２０は、冷媒流路Ｌ２、分岐流路Ｌ３、合流流路Ｌ４、第一膨張弁２３１及び第二膨張弁２３２を避けるように、マニホールド１０の内部の膨張弁２３の近傍に配置される。以下、マニホールド１０の内部のうち、冷媒流路Ｌ２、分岐流路Ｌ３、合流流路Ｌ４、第一膨張弁２３１及び第二膨張弁２３２が設けられていないスペースを「デッドスペース」という。すなわち、レシーバー２０は、膨張弁２３の近傍におけるマニホールド１０のデッドスペースに配置されている。また、本実施形態では、デッドスペースは、マニホールド１０の内部のうち、図２を参照して説明したマニホールド１０の外側に設けられた凝縮器２２、チラー１２等の補機類が配置される領域の裏側（内側）の領域である。すなわち、デッドスペースは、マニホールド１０の主面と直交する方向に視て、凝縮器２２、チラー１２等の補機類の投影像の内側の領域である。なお、マニホールド１０の主面は、流路Ｌの延在する方向を含む平面である。また、本実施形態では、デッドスペースは、第一冷媒流路Ｌ２１と外部接続流路Ｌ５との間に配置されている。
　図３に示すように、レシーバー２０は、マニホールド１０の内部に２つ設けられる。以下、２つのレシーバー２０のうちの第一膨張弁２３１と第二膨張弁２３２との間に配置されるレシーバー２０を「第一レシーバー２０１」といい、第一レシーバー２０１よりも第一膨張弁２３１から遠い側（上側）に配置されるレシーバー２０を「第二レシーバー２０２」という。
　第一レシーバー２０１は、第一分岐流路Ｌ３１及び第一合流流路Ｌ４１に接続される。
　第一分岐流路Ｌ３１は、第一レシーバー２０１と冷媒流路Ｌ２（第二冷媒流路Ｌ２２）とを連通させる。詳しくは、第一分岐流路Ｌ３１は、第二冷媒流路Ｌ２２の流通方向Ｄの上流側の端部（分岐位置Ｐの近傍）に接続され、第二冷媒流路Ｌ２２を介して第一冷媒流路Ｌ２１に接続される。
　第一合流流路Ｌ４１は、第一レシーバー２０１と第一膨張弁２３１とを連通させる。詳しくは、第一合流流路Ｌ４１は、第一膨張弁２３１の近傍において、第一膨張弁２３１の上流側の第一冷媒流路Ｌ２１に接続され、第一冷媒流路Ｌ２１を介して第一膨張弁２３１と連通する。また、第一合流流路Ｌ４１は、第一膨張弁２３１及び第一膨張弁２３１の下流側の第一冷媒流路Ｌ２１を介してエバポレータ２４に接続されている。すなわち、第一膨張弁２３１は、第一膨張弁２３１に対して上流側の第一冷媒流路Ｌ２１に接続された第一合流流路Ｌ４１を介して第一レシーバー２０１に連通する。また、これと共に、第一膨張弁２３１は、第一膨張弁２３１に対して下流側の第一冷媒流路Ｌ２１を介してエバポレータ２４に接続されている。
　第二レシーバー２０２は、第二分岐流路Ｌ３２及び第二合流流路Ｌ４２に接続される。
　第二分岐流路Ｌ３２は、第二レシーバー２０２と冷媒流路Ｌ２（第一冷媒流路Ｌ２１）とを連通させる。第二分岐流路Ｌ３２は、分岐位置Ｐよりも上流側で第一冷媒流路Ｌ２１に接続される。
　第二合流流路Ｌ４２は、第二レシーバー２０２と第二膨張弁２３２とを連通させる。詳しくは、第二合流流路Ｌ４２は、第二膨張弁２３２の近傍において、第二膨張弁２３２の上流側の第二冷媒流路Ｌ２２に接続される。つまり、第二レシーバー２０２は、第二冷媒流路Ｌ２２を介して第二膨張弁２３２と連通する。また、第二合流流路Ｌ４２は、第二膨張弁２３２及び第二膨張弁２３２の下流側の第二冷媒流路Ｌ２２を介してチラー１２に接続されている。すなわち、第二膨張弁２３２は、第二膨張弁２３２に対して上流側の第二冷媒流路Ｌ２２に接続された第二合流流路Ｌ４２を介して第二レシーバー２０２と連通する。また、これと共に、第二膨張弁２３２は、第二膨張弁２３２に対して下流側の第二冷媒流路Ｌ２２を介してチラー１２に接続されている。
　〔マニホールドの内部における冷媒の流通〕
　次に、図１及び図３を参照して、マニホールド１０の内部における冷媒Ｒの流通について説明する。
　まず、冷媒Ｒの供給量と冷媒Ｒの必要量とが均等になるように、コンプレッサ２１及び膨張弁２３が制御される場合について説明する。以下、冷媒Ｒの供給量と冷媒Ｒの必要量とが均等になるようにコンプレッサ２１及び膨張弁２３が制御される場合を「均等運転モード」という。
　均等運転モードでは、凝縮器２２からの冷媒Ｒは、レシーバー２０に新たに貯留されることなく、すべてが膨張弁２３に流入する。詳しくは、凝縮器２２からの冷媒Ｒは、第一冷媒流路Ｌ２１を流通して第一膨張弁２３１に流入すると共に、第一冷媒流路Ｌ２１及び第二冷媒流路Ｌ２２を介して第二膨張弁２３２に流入する。以下、冷媒Ｒの供給量と冷媒Ｒの必要量とが均等である場合における膨張弁２３の開度を「基準開度」といい、コンプレッサ２１の吐出量を「基準吐出量」という。
　均等運転モードでは、例えば、レシーバー２０に冷媒Ｒが貯留されていない状態において、膨張弁２３（第一膨張弁２３１及び第二膨張弁２３２の少なくとも一方）の開度が基準開度よりも大きくなると、膨張弁２３の開度の変化に応じて、コンプレッサ２１は、その吐出量（出力）が基準吐出量よりも大きくなるように制御される。しかしながら、冷媒Ｒは、コンプレッサ２１で圧縮された後、凝縮器２２で凝縮されてから膨張弁２３に供給されるため、膨張弁２３に到達するまでに時間（以下、「第一所要時間」という）を要し、膨張弁２３で冷媒Ｒが一時的に不足する。
　そのため、本実施形態では、レシーバー２０に冷媒Ｒが予め貯留されるように、コンプレッサ２１及び膨張弁２３を制御する。例えば、吐出量を基準吐出量よりも大きくなるようにコンプレッサ２１を制御すると共に、第一膨張弁２３１及び第二膨張弁２３２の少なくとも一方の開度を、基準開度を維持する（又は基準開度よりも小さくなる）ように膨張弁２３を制御する。あるいは、吐出量を基準吐出量を維持するようにコンプレッサ２１を制御すると共に、第一膨張弁２３１及び第二膨張弁２３２の少なくとも一方の開度を、基準開度よりも小さくなるように膨張弁２３を制御する。以下、レシーバー２０に冷媒Ｒが貯留されるようにコンプレッサ２１及び膨張弁２３を制御する場合を「貯留モード」という。貯留モードでは、凝縮器２２からの冷媒Ｒの一部が第一膨張弁２３１及び第二膨張弁２３２に流入し、冷媒Ｒの残部は、第一分岐流路Ｌ３１を介して第一レシーバー２０１に流入して第一レシーバー２０１で貯留されると共に、第二分岐流路Ｌ３２を介して第二レシーバー２０２に流入して第二レシーバー２０２で貯留される。
　レシーバー２０に冷媒Ｒが予め貯留された状態では、第一膨張弁２３１及び第二膨張弁２３２の少なくとも一方の開度が大きくなると、凝縮器２２からの冷媒Ｒに加えて、第一レシーバー２０１及び第二レシーバー２０２に貯留されていた冷媒Ｒが、第一膨張弁２３１と第二膨張弁２３２とに供給される。詳しくは、第一レシーバー２０１に貯留された冷媒Ｒが第一合流流路Ｌ４１を介して第一膨張弁２３１に、第二レシーバー２０２に貯留された冷媒Ｒが第二合流流路Ｌ４２を介して第二膨張弁２３２に供給される。
　上記のように、第一レシーバー２０１は、第一膨張弁２３１の近傍に配置されている。このため、第一膨張弁２３１の開度が大きくなった場合、第一レシーバー２０１に貯留された冷媒Ｒは、第一所要時間よりも短時間の第二所要時間で第一膨張弁２３１に供給される。この結果、第一膨張弁２３１での冷媒Ｒの不足を抑制することができる。同様に、第二レシーバー２０２も第二膨張弁２３２の近傍に配置されているため、第二膨張弁２３２の開度が大きくなった場合、第二レシーバー２０２に貯留された冷媒Ｒは、第一所要時間よりも短時間の第三所要時間で第二膨張弁２３２に供給される。この結果、第二膨張弁２３２での冷媒Ｒの不足を抑制することができる。第二所要時間と第三所要時間とは同一の時間又は若干異なる時間であり得る。なお、本明細書において、膨張弁２３の近傍とは、第一所要時間よりも第二所要時間及び第三所要時間が短くなるようなレシーバー２０及び合流流路Ｌ４の位置をいう。例えば、膨張弁２３の近傍は、第一所要時間よりも第二所要時間及び第三所要時間が短くなるレシーバー２０の位置（膨張弁２３に近い領域）である。
　〔実施形態の作用効果〕
　以上説明したように、本実施形態によれば、分岐流路Ｌ３、合流流路Ｌ４及びレシーバー２０がマニホールド１０の内部に設けられるため、冷却モジュール１００のコンパクト化を図ることができる。また、この冷却モジュール１００をヒートポンプシステムに用いた場合、レシーバー２０が冷媒Ｒを貯めることが可能となる。これにより、例えば、二次電池１１の冷却中に冷房のスイッチが入れられたとき、通常のようにコンプレッサ２１の出力を上げる必要がなく、レシーバー２０に貯留された冷媒Ｒを用いて冷房を速やかに作動させることができる。このように、冷却機能の出力の急激な変化（特に、冷却機能の出力の急激な増大）に対応可能なコンパクトな冷却モジュール１００となっている。
　また、本実施形態によれば、レシーバー２０と連通する合流流路Ｌ４が膨張弁２３の近傍に配置されるため、貯留された冷媒Ｒが適切なタイミングで膨張弁２３に流入することができる。この結果、例えば、膨張弁２３の開度が大きくなり、膨張弁２３が冷媒Ｒを膨張せせるために必要な量（必要量）が増加した場合、コンプレッサ２１等から供給される冷媒Ｒよりも短期間で、レシーバー２０から冷媒Ｒを膨張弁２３に供給することができるため、膨張弁２３での冷媒Ｒの不足を抑制することができる。
　また、本実施形態によれば、レシーバー２０に連通する分岐流路Ｌ３と合流流路Ｌ４とが、凝縮器２２の下流側の冷媒流路Ｌ２に接続されるため、凝縮器２２によって凝縮された冷媒Ｒをレシーバー２０が貯留することができる。これにより、例えば、膨張弁２３の開度が大きくなり、膨張弁２３において必要な冷媒Ｒの量が増加した場合であっても、膨張弁２３での冷媒Ｒの不足を抑制することができる。
　また、本実施形態によれば、膨張弁２３の近傍におけるマニホールド１０のデッドスペースにレシーバー２０が配置されるため、マニホールド１０の空間使用効率を向上させることができ、冷却モジュール１００のコンパクト化を図ることができる。
　〔別実施形態〕
　本開示は、上記した実施形態以外に以下のように構成してもよい（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。
（１）車室内の温度調整に使用される冷媒Ｒ、つまり、エバポレータ２４に接続する第一膨張弁２３１が冷媒Ｒを膨張させるために必要な量（必要量）は、チラー１２に接続する第二膨張弁２３２が冷媒Ｒを膨張させるために必要な量（必要量）よりも大きくなる可能性がある。このため、例えば、図４に示すように、第一レシーバー２０１の容積を第二レシーバー２０２の容積よりも大きくしてもよい。これにより、第一膨張弁２３１での冷媒Ｒの不足（車室内の温度調整に使用される冷媒Ｒの不足）を抑制することができる。
（２）本実施形態において、第一レシーバー２０１に貯留された冷媒Ｒが第一膨張弁２３１に供給され、第二レシーバー２０２に貯留された冷媒Ｒが第二膨張弁２３２に供給されたが、第一レシーバー２０１に貯留される冷媒Ｒが第二膨張弁２３２に供給され、第二レシーバー２０２に貯留される冷媒Ｒが第一膨張弁２３１に供給されてもよい。また、第一レシーバー２０１に貯留された冷媒Ｒは、一部が第一膨張弁２３１に供給され、残部が第二膨張弁２３２に供給されてもよい。第二レシーバー２０２に貯留される冷媒Ｒについても同様である。
（３）本実施形態では、レシーバー２０が２つである場合を説明したが、レシーバー２０の数量は特に限定されず、例えば１つ、又は３つ以上であってもよい。レシーバー２０が１つである場合、当該レシーバー２０に貯留された冷媒Ｒは、第一膨張弁２３１及び第二膨張弁２３２に供給される。なお、レシーバー２０の数に応じて、分岐流路Ｌ３及び合流流路Ｌ４の数も変更される。
（４）本実施形態において、図２を参照して説明したチラー１２、凝縮器２２等の補機類が配置される位置は、適宜変更である。この場合、マニホールド１０の内部に配置されるレシーバー２０、分岐流路Ｌ３及び合流流路Ｌ４の位置も補機類が配置される位置に応じて適宜変更され得る。
（５）本実施形態において、デッドスペースがマニホールド１０の内部のうち、補機類が配置される領域の裏側（内側）の領域である場合を説明したが、デッドスペースは、補機類が配置される領域の裏側（内側）の領域でなくてもよい。また、デッドスペースは、第一冷媒流路Ｌ２１と外部接続流路Ｌ５との間に配置されていなくてもよい。
（６）本実施形態では、マニホールド１０に取り付けられる補器類として、チラー１２、凝縮器２２、膨張弁２３を例に説明したが、マニホールド１０に取り付けられる補器類は、適宜変更可能である。なお、冷却モジュール１００は、マニホールド１０とマニホールド１０に取り付けられた補機類とによって構成され、冷却システム２００は、冷却モジュール１００と、冷却流体回路１及び冷媒回路２に含まれる補器類のうちのマニホールド１０に取り付けられる補器類以外によって構成される。
（７）本実施形態において、流体の一例として冷媒Ｒを説明したが、流体は、冷媒Ｒに限定されない。
　上記の実施形態において、下記の構成が想起される。
（１）本開示に係る冷却モジュール１００の特徴は、冷媒Ｒ（流体）が流通する冷媒流路Ｌ２（流路）が内部に形成されたマニホールド１０を備え、マニホールド１０は、マニホールド１０の内部に、冷媒流路Ｌ２（流路）から分岐した分岐流路Ｌ３と、分岐流路Ｌ３よりも冷媒Ｒ（流体）の流通方向Ｄの下流側で冷媒流路Ｌ２（流路）に合流する合流流路Ｌ４と、分岐流路Ｌ３及び合流流路Ｌ４と連通し、分岐流路Ｌ３を流通する冷媒Ｒ（流体）を貯留すると共に、貯留された冷媒Ｒ（流体）を合流流路Ｌ４から冷媒流路Ｌ２（流路）に流通させるレシーバー２０（貯留部）と、を有する点にある。
　本構成によれば、分岐流路Ｌ３、合流流路Ｌ４及びレシーバー２０（貯留部）がマニホールド１０の内部に設けられるため、冷却モジュール１００のコンパクト化を図ることができる。特に、この冷却モジュール１００をヒートポンプシステムに用いた場合、レシーバー２０（貯留部）が液状の冷媒Ｒを貯めることが可能となる。これにより、例えば、二次電池の冷却中に冷房のスイッチが入れられたとき、通常のようにコンプレッサの出力を上げる必要がなく、レシーバー２０（貯留部）に貯留された液状の冷媒Ｒを用いて冷房を速やかに作動させることができる。このように、冷却機能の出力の急激な変化に対応可能でありコンパクトな冷却モジュール１００となっている。
　（２）（１）の冷却モジュール１００において、マニホールド１０に取付けられ、冷媒流路Ｌ２（流路）に接続された凝縮器２２及び膨張弁２３を更に備え、合流流路Ｌ４は、凝縮器２２と膨張弁２３との間の冷媒流路Ｌ２（流路）において、膨張弁２３に近い側の冷媒流路Ｌ２（流路）に接続されており、分岐流路Ｌ３と合流流路Ｌ４とは、凝縮器２２の下流側の冷媒流路Ｌ２（流路）に接続されていてもよい。
　本構成によれば、レシーバー２０（貯留部）に連通する合流流路Ｌ４が膨張弁２３の近傍に配置されるため、貯留された冷媒Ｒ（流体）を適切なタイミングで膨張弁２３に流入させることができる。詳しくは、合流流路Ｌ４が凝縮器２２と膨張弁２３との冷媒流路Ｌ２（流路）において膨張弁２３に近い側の冷媒流路Ｌ２（流路）に接続され、分岐流路Ｌ３と合流流路Ｌ４とが凝縮器２２の下流側の冷媒流路Ｌ２（流路）に接続されている。このため、例えば、膨張弁２３の開度が大きくなり、膨張弁２３で必要な液状の冷媒Ｒの量が増加した場合、コンプレッサ等から供給される冷媒Ｒよりも短期間で、レシーバー２０（貯留部）から液状の冷媒Ｒを膨張弁２３に供給することが可能となるため、膨張弁２３での冷媒Ｒ（流体）の不足を抑制することができる。
　（３）（２）の冷却モジュール１００において、レシーバー２０（貯留部）は、膨張弁２３の近傍におけるマニホールド１０のデッドスペースに配置されていてもよい。
　本構成によれば、膨張弁２３の近傍におけるマニホールド１０のデッドスペースにレシーバー２０（貯留部）が配置されるため、マニホールド１０の空間使用効率を向上させることができ、冷却モジュール１００のコンパクト化を図ることができる。
　（４）（３）の冷却モジュール１００において、デッドスペースは、冷媒流路Ｌ２（流路）うちの上流側に凝縮器２２が配置され、下流側に膨張弁２３が配置される第一冷媒流路Ｌ２１（第一流路）と、マニホールド１０の外部に設けられる外部流路からの冷媒Ｒ（流体）が流入し第一冷媒流路Ｌ２１（第一流路）に冷媒Ｒ（流体）を合流させる外部接続流路Ｌ５との間に配置されていてもよい。
　本構成によれば、冷媒流路Ｌ２（流路）と外部接続流路Ｌ５との間のデッドスペースにレシーバー２０（貯留部）が配置されるため、マニホールド１０の空間使用効率を向上させることができ、冷却モジュール１００のコンパクト化を図ることができる。
　（５）（３）の冷却モジュール１００において、デッドスペースは、マニホールド１０の内部のうち凝縮器２２を含む補機類が配置される領域の裏側の領域であってもよい。
　本構成によれば、補機類の裏側のマニホールド１０（補器類の投影像の内側）のデッドスペースにレシーバー２０（貯留部）が配置されるため、マニホールド１０の空間使用効率を向上させることができ、冷却モジュール１００のコンパクト化を図ることができる。
　（６）（２）～（５）のいずれか１つの冷却モジュール１００において、冷媒流路Ｌ２（流路）に接続されたエバポレータ２４とチラー１２とを更に備え、膨張弁２３は第一膨張弁２３１と第二膨張弁２３２とを含んでおり、冷媒流路Ｌ２（流路）は、第一膨張弁２３１に接続された第一冷媒流路Ｌ２１（第一流路）と第二膨張弁２３２に接続された第二冷媒流路Ｌ２２（第二流路）とを含んでおり、合流流路Ｌ４は第一合流流路Ｌ４１と第二合流流路Ｌ４２とを含んでおり、レシーバー２０（貯留部）は第一レシーバー２０１（第一貯留部）と第二レシーバー２０２（第二貯留部）とを含んでおり、第一膨張弁２３１は、上流側の第一冷媒流路Ｌ２１（第一流路）に接続された第一合流流路Ｌ４１を介して第一レシーバー２０１（第一貯留部）と連通すると共に、下流側に接続された第一冷媒流路Ｌ２１（第一流路）を介してエバポレータ２４に接続されており、第二膨張弁２３２は、上流側の第二冷媒流路Ｌ２２（第二流路）に接続された第二合流流路Ｌ４２を介して第二レシーバー２０２（第二貯留部）と連通すると共に、下流側に接続された第二冷媒流路Ｌ２２（第二流路）を介してチラー１２に接続されており、第一レシーバー２０１（第一貯留部）の容積は第二レシーバー２０２（第二貯留部）の容積よりも大きくてもよい。
　本構成によれば、エバポレータ２４に接続された第一膨張弁２３１に第一合流流路Ｌ４１を介して連通する第一レシーバー２０１（第一貯留部）の容積が、チラー１２に接続する第二膨張弁２３２に第二合流流路Ｌ４２を介して連通する第二レシーバー２０２（第二貯留部）の容積よりも大きい。例えば、二次電池冷却中に冷房のスイッチが入れられたとき、エバポレータ２４に接続された第一膨張弁２３１が冷媒Ｒ（流体）を膨張させるために必要な量（必要量）は、チラー１２に接続された第二膨張弁２３２が冷媒Ｒ（流体）を膨張させるために必要な量（必要量）よりも大きくなる可能性がある。このため、本構成のように、第一レシーバー２０１（第一貯留部）の容積を第二レシーバー２０２（第二貯留部）の容積よりも大きくすることにより、第一膨張弁２３１での冷媒Ｒ（流体）の不足を抑制することができる。
　本開示は、冷却モジュールに利用できる。
１０：マニホールド、１２：チラー、２０：レシーバー（貯留部）、２２：凝縮器、２３：膨張弁、２４：エバポレータ、１００：冷却モジュール、２０１：第一レシーバー（第一貯留部）、２０２：第二レシーバー（第二貯留部）、２３１：第一膨張弁、２３２：第二膨張弁、Ｄ：流通方向、Ｌ２：冷媒流路（流路）、Ｌ２１：第一冷媒流路（第一流路）、Ｌ２２：第二冷媒流路（第二流路）Ｌ３：分岐流路、Ｌ４：合流流路、Ｌ４１：第一合流流路、Ｌ４２：第二合流流路、Ｌ５：外部接続流路、Ｒ：冷媒（流体）
 

Claims (6)

  1. 　流体が流通する流路が内部に形成されたマニホールドを備え、
    　前記マニホールドは、前記マニホールドの内部に、
    　　前記流路から分岐した分岐流路と、
    　　前記分岐流路よりも前記流体の流通方向の下流側で前記流路に合流する合流流路と、
    　　前記分岐流路及び前記合流流路と連通し、前記分岐流路を流通する前記流体を貯留すると共に、貯留された前記流体を前記合流流路から前記流路に流通させる貯留部と、
    　を有する冷却モジュール。
  2. 　前記マニホールドに取付けられ、前記流路に接続された凝縮器及び膨張弁を更に備え、
    　前記合流流路は、前記凝縮器と前記膨張弁との間の前記流路において、前記膨張弁に近い側の前記流路に接続されており、
    　前記分岐流路と前記合流流路とは、前記凝縮器の下流側の前記流路に接続されている請求項１に記載の冷却モジュール。
  3. 　前記貯留部は、前記膨張弁の近傍における前記マニホールドのデッドスペースに配置されている請求項２に記載の冷却モジュール。
  4. 　前記デッドスペースは、前記流路うちの上流側に前記凝縮器が配置され、下流側に前記膨張弁が配置される第一流路と、前記マニホールドの外部に設けられる外部流路からの前記流体が流入し前記第一流路に前記流体を合流させる外部接続流路との間に配置されている請求項３に記載の冷却モジュール。
  5. 　前記デッドスペースは、前記マニホールドの内部のうち前記凝縮器を含む補機類が配置される領域の裏側の領域である請求項３に記載の冷却モジュール。
  6. 　前記流路に接続されたエバポレータとチラーとを更に備え、
    　前記膨張弁は第一膨張弁と第二膨張弁とを含んでおり、
    　前記流路は、前記第一膨張弁に接続された第一流路と前記第二膨張弁に接続された第二流路とを含んでおり、
    　前記合流流路は第一合流流路と第二合流流路とを含んでおり、
    　前記貯留部は第一貯留部と第二貯留部とを含んでおり、
    　前記第一膨張弁は、上流側の前記第一流路に接続された前記第一合流流路を介して前記第一貯留部と連通すると共に、下流側に接続された前記第一流路を介して前記エバポレータに接続されており、
    　前記第二膨張弁は、上流側の前記第二流路に接続された前記第二合流流路を介して前記第二貯留部と連通すると共に、下流側に接続された前記第二流路を介して前記チラーに接続されており、
    　前記第一貯留部の容積は前記第二貯留部の容積よりも大きい請求項２に記載の冷却モジュール。
     
PCT/JP2023/038317 2022-10-31 2023-10-24 冷却モジュール WO2024095826A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-174328 2022-10-31
JP2022174328 2022-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024095826A1 true WO2024095826A1 (ja) 2024-05-10

Family

ID=90930269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/038317 WO2024095826A1 (ja) 2022-10-31 2023-10-24 冷却モジュール

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024095826A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012251762A (ja) * 2011-05-10 2012-12-20 Fujitsu General Ltd 空気調和機
JP2019086256A (ja) * 2017-11-09 2019-06-06 Ｐｈｃホールディングス株式会社 冷凍装置
JP2021193326A (ja) * 2020-06-08 2021-12-23 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
CN114791183A (zh) * 2021-01-24 2022-07-26 浙江三花汽车零部件有限公司 流体管理装置
KR20230100312A (ko) * 2021-12-28 2023-07-05 현대자동차주식회사 기액분리기 및 이를 포함하는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012251762A (ja) * 2011-05-10 2012-12-20 Fujitsu General Ltd 空気調和機
JP2019086256A (ja) * 2017-11-09 2019-06-06 Ｐｈｃホールディングス株式会社 冷凍装置
JP2021193326A (ja) * 2020-06-08 2021-12-23 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
CN114791183A (zh) * 2021-01-24 2022-07-26 浙江三花汽车零部件有限公司 流体管理装置
KR20230100312A (ko) * 2021-12-28 2023-07-05 현대자동차주식회사 기액분리기 및 이를 포함하는 차량용 통합 열관리 시스템의 냉매모듈

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2472643C1 (ru) Система для охлаждения и нагревания
US20200317026A1 (en) Vehicle-mounted temperature controller
US20080302113A1 (en) Refrigeration system having heat pump and multiple modes of operation
WO2015011919A1 (ja) 車両用空調装置
US10611212B2 (en) Air conditioner for vehicle
US10612820B2 (en) Transport refrigeration system
JP2020172178A (ja) 車載温調装置
WO2011087001A1 (ja) 車両用空調システム
JP2017503709A (ja) 車両用のヒートポンプシステム
JP2014172429A (ja) 車両用空調装置およびその構成ユニット
JP2006290254A (ja) 蒸気圧縮式冷凍機
JP2020147153A (ja) 車載温調装置
JP2010127282A (ja) 車両の冷却システム内の冷却液の追加冷却のための方法及びシステム
JP2021147044A (ja) 車室の空気を空調して自動車の駆動部品を通じて熱伝達するためのシステム及びそのシステムの動作方法
KR20210114344A (ko) 차재 온도 조절 시스템
JP2005053325A (ja) 車両用空調装置
WO2015008463A1 (ja) 車両用空調装置およびその構成ユニット
WO2024095826A1 (ja) 冷却モジュール
JP2016060287A (ja) 車両用冷却システム
JP2017081560A (ja) 車両用空調装置の構成ユニット
US11827076B2 (en) Refrigerant system with two inner heat exchangers
KR20210079741A (ko) 차량용 냉난방 시스템
WO2017163563A1 (ja) 熱交換ユニットおよび車両用空調装置
JP2017040421A (ja) 熱交換器及びヒートポンプシステム
JP4213535B2 (ja) 車両用空調装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23885586

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1