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JP2020008270A - 機器温調装置 - Google Patents

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JP2020008270A
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功嗣 三浦
康光 大見
Yasumitsu Omi
康光 大見
義則 毅
Takeshi Yoshinori
毅 義則
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Masayuki Takeuchi
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Abstract

【課題】圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォンによる冷却対象機器の冷却を抑制できるようにする。【解決手段】サーモサイフォン10と冷凍サイクル20を備える。サーモサイフォン10は、対象機器と第1熱媒体とが熱交換可能に構成された冷却器14と、第1熱媒体を凝縮させる凝縮器16と、を有する。冷凍サイクル20は、第2熱媒体を圧縮して吐出する圧縮機23と、圧縮機23から吐出された第2熱媒体と空気を熱交換して第2熱媒体の熱を放熱するコンデンサ21と、コンデンサ21から流出した第2熱媒体を減圧させる膨張弁22と、を有する。圧縮機23が作動を停止した際に、コンデンサ21から凝縮器へ第2熱媒体が重力により流入することが抑制される構成となっている。【選択図】図1

Description

本発明は、機器温調装置に関するものである。
従来、特許文献1に記載された冷却装置がある。この冷却装置は、冷媒を循環させる圧縮機を作動させて作動流体を循環させる機械圧縮式の回路と、冷媒を自然循環させることで冷却対象機器を冷却するサーモサイフォンから成る2系統の回路を、熱交換器を介して熱交換するように接続した二次ループ冷凍回路として構成されている。
特開2008−96084号公報
上記特許文献1に記載された装置を、車両に搭載された冷却対象機器を冷却する車載冷却装置に適用することが考えられる。しかし、この場合、以下のような問題が生じる。
外気温度が低い冬季には、サーモサイフォンによる冷却対象機器の冷却を停止させるため、圧縮機の作動を停止させる。しかし、特許文献1に記載された装置は、圧縮機の作動を停止させた際に、凝縮器の冷媒が膨張弁を通って2系統の回路を熱交換する熱交換器に流入してしまう。
また、凝縮器は外気によって冷却される。この際、凝縮器の温度は圧縮機や2系統の回路を熱交換する熱交換器よりも速やかに低下する。
このため、圧縮機の作動を停止させても、凝縮器にて冷媒の凝縮が促進され、この凝縮した冷媒が膨張弁を通って2系統の回路を熱交換する熱交換器に流入してしまう。したがって、サーモサイフォンによる冷却対象機器の冷却を止めることができなくなり、冷却対象機器を保温することができなくなるといった問題がある。
本発明は上記問題に鑑みたもので、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォンによる冷却対象機器の冷却を抑制できるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、第1熱媒体を循環させる第1循環回路(100)を有するサーモサイフォン(10)を備え、第1熱媒体の液相と気相の相変化により対象機器(12a、12b)の温度を調整する機器温調装置であって、第2熱媒体を循環させる第2循環回路(200)と、第2循環回路の内部の第2熱媒体を圧縮して吐出する圧縮機(23)と、圧縮機から吐出された第2熱媒体と空気を熱交換して第2熱媒体の熱を放熱する放熱用熱交換器(21)と、放熱用熱交換器から流出した第2熱媒体を減圧させる膨張弁(22、33、35)と、を有する冷凍サイクル(20)を備え、サーモサイフォンは、第1循環回路に配置され、対象機器の冷却時に第1熱媒体が蒸発するように対象機器と第1熱媒体とが熱交換可能に構成された機器用熱交換器(14)と、膨張弁にて減圧された第2熱媒体と機器用熱交換器により蒸発した第1熱媒体を熱交換して第1熱媒体を凝縮させる凝縮器(16)と、を有し、凝縮器は、第2熱媒体を流入する流入口(163)と、第2熱媒体を流出する流出口(164)と、を有し、放熱用熱交換器は、第2熱媒体を流入する流入口(211)と、第2熱媒体を流出する流出口(212)と、を有し、圧縮機は、第2熱媒体を吸入する吸入口(231)と、第2熱媒体を吐出する吐出口(232)と、を有し、第2循環回路は、放熱用熱交換器の流出口と凝縮器の流入口との間を接続する第1接続配管(201)と、凝縮器の流出口と放熱用熱交換器の流入口との間を接続する第2接続配管(202)と、を有し、圧縮機が作動を停止した際に、放熱用熱交換器から凝縮器へ第2熱媒体が重力により流入することが抑制される構成となっている。
したがって、圧縮機が作動を停止した際に、放熱用熱交換器にて凝縮した液相の第2熱媒体が、重力により凝縮器へ第2熱媒体が重力により流入することを抑制することができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による対象機器の冷却を抑制することができる。
また、上記目的を達成するため、請求項18に記載の発明は、第1熱媒体を循環させる第1循環回路(100)を有するサーモサイフォン(10)を備え、第1熱媒体の液相と気相の相変化により対象機器(12a、12b)の温度を調整する機器温調装置であって、第2熱媒体を循環させる第2循環回路(200)と、第2循環回路の内部の第2熱媒体を圧縮して吐出する圧縮機(23)と、圧縮機から吐出された第2熱媒体と空気を熱交換して第2熱媒体の熱を放熱する放熱用熱交換器(21)と、放熱用熱交換器から流出した第2熱媒体を減圧させる膨張弁(22)と、を有する冷凍サイクル(20)を備え、サーモサイフォンは、第1循環回路に配置され、対象機器の冷却時に第1熱媒体が蒸発するように対象機器と第1熱媒体とが熱交換可能に構成された機器用熱交換器(14)と、膨張弁にて減圧された第2熱媒体と機器用熱交換器により蒸発した第1熱媒体を熱交換して第1熱媒体を凝縮させる凝縮器(16)と、を有し、凝縮器は、第2熱媒体が流れる二次側回路(16b)と、二次側回路に第2熱媒体を流入させる流入口(163)と、二次側回路から第2熱媒体を流出させる流出口(164)と、を有し、二次側回路の流入口から二次側回路に流入した第2熱媒体の排出が抑制される排出抑制構造を有している。
上記した構成によれば、二次側回路の流入口から二次側回路に流入した第2熱媒体の排出が抑制されるので、圧縮機が作動を停止した際に、放熱用熱交換器にて凝縮した液相の第2熱媒体が、重力により凝縮器へ流入することを抑制することができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
第1実施形態の機器温調装置の構成図である。 サーモサイフォンの冷却器および二次電池を分解した構成図である。 サーモサイフォンの凝縮器における冷媒の流れについて説明するため図である。 第1実施形態の機器温調装置が傾斜した様子を示した図である。 サーモサイフォンの凝縮器の二次側回路に冷媒が流入した際の冷媒の様子を示した図である。 第2実施形態の機器温調装置の構成図である。 第3実施形態の機器温調装置の構成図である。 第4実施形態の機器温調装置の構成図である。 第5実施形態の機器温調装置の構成図である。 第6実施形態の機器温調装置の構成図である。 第7実施形態の機器温調装置の構成図である。 第8実施形態の機器温調装置の構成図である。 第9実施形態の機器温調装置の構成図である。 第10実施形態の機器温調装置の構成図である。 第10実施形態のECUのフローチャートである。 第11実施形態の機器温調装置の構成図である。 第11実施形態のECUのフローチャートである。 第12実施形態の機器温調装置の構成図である。 第13実施形態の機器温調装置の構成図である。 第14実施形態の機器温調装置の構成図である。 第15実施形態の機器温調装置の構成図である。 第16実施形態に係る機器温調装置のコンデンサを示した図である。 第17実施形態に係る機器温調装置のコンデンサを示した図である。 第18実施形態に係る機器温調装置のコンデンサを示した図である。 第19実施形態の機器温調装置の構成図である。 図25中のXXVI部拡大図である。 第20実施形態の機器温調装置の構成図である。 図27中のXXVIII部拡大図である。 第21実施形態の機器温調装置の構成図である。 第22実施形態の機器温調装置の構成図である。 第23実施形態の凝縮器の二次側回路の概略構成図である。 第24実施形態の凝縮器の二次側回路の概略構成図である。 第25実施形態の凝縮器の二次側回路の概略構成図である。 第26実施形態の凝縮器の二次側回路の概略構成図である。 第27実施形態の凝縮器の二次側回路の概略構成図である。 第28実施形態の凝縮器の二次側回路の概略構成図である。 第29実施形態の二次電池の構成を示した図である。 第30実施形態の二次電池の構成を示した図である。 第31実施形態の二次電池の構成を示した図である。 第32実施形態のECUのフローチャートである。 第33実施形態のECUのフローチャートである。 第34実施形態のECUのフローチャートである。 第35実施形態のECUのフローチャートである。 他の実施形態の凝縮器の構成を示した図である。 他の実施形態の凝縮器の構成を示した図である。 他の実施形態の凝縮器の構成を示した図である。 他の実施形態の凝縮器の構成を示した図である。 他の実施形態の凝縮器の構成を示した図である。 他の実施形態の凝縮器の構成を示した図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
第1実施形態に係る機器温調装置について図1〜図5を用いて説明する。図1に示す機器温調装置は、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両に搭載される。そして、本実施形態では、機器温調装置は、図2に示す二次電池12a、12bを冷却する。すなわち、本実施形態の機器温調装置が冷却する被冷却対象は電動自動車に搭載される二次電池12a、12bである。各図において、矢印DR1は、上下方向を示すもので、矢印DR1において上矢印は車両の上下方向の上側を示し、下矢印は車両の上下方向の下側を示している。
機器温調装置を搭載する車両では、二次電池12a、12bを主要構成部品として含む蓄電装置に蓄えた電力がインバータ回路などを介して電動モータに供給され、それによって車両は走行する。二次電池12a、12bは、電力をインバータを介して電動モータに出力する際に自己発熱する。
そして、二次電池12a、12bが過度に高温になると、その二次電池12a、12bを構成する電池セル13の劣化が促進されることから、自己発熱が少なくなるように電池セル13の出力および入力に制限を設ける必要がある。
そのため、電池セル13の出力および入力を確保するためには、二次電池12a、12bを所定の温度以下に維持するための冷却装置が必要となる。
また、車両走行中だけでなく夏季の駐車放置中などにも電池温度は上昇する。また、蓄電装置は車両の床下やトランクルーム下などに配置されることが多く、二次電池12a、12bに与えられる単位時間当たりの熱量は小さいものの、長時間の放置により電池温度は徐々に上昇する。
二次電池12a、12bを高温状態で放置すると、二次電池12a、12bの寿命が大幅に低下するので、車両の放置中も二次電池12a、12bを冷却するなど電池温度を低温に維持することが望まれている。
本実施形態の二次電池12a、12bは、複数の電池セル13を車両進行方向に積層してなる組電池として構成されているが、各電池セル13の温度にばらつきがあると電池セル13の劣化に偏りが生じ、蓄電装置の性能が低下してしまう。
これは、最も劣化した電池セル13の特性に合わせて蓄電装置の入出力特性が決まることによる。そのため、長期間にわたって蓄電装置に所望の性能を発揮させるためには、複数の電池セル13相互間の温度ばらつきを低減させる均温化が重要となる。
また、二次電池12a、12bを冷却する他の冷却装置として、これまでブロワによる送風や、冷凍サイクルを用いた直接冷却方式が一般的となっているが、ブロワは車室内の空気を送風するだけなので、ブロワの冷却能力は低い。
また、ブロワによる送風では空気の顕熱で二次電池12a、12bを冷却するので、空気流れの上流と下流との間で温度差が大きくなり、電池セル13間の温度ばらつきを十分に抑制できない。
また、冷凍サイクルにて発生させた冷風を用いる空冷、もしくは冷水を用いる水冷は冷却能力は高いが、電池セル13との熱交換部は空冷または水冷の何れでも顕熱冷却であるので、同じく、電池セル13間の温度ばらつきを十分に抑制できない。
これらの背景から、本実施形態の機器温調装置では、冷凍サイクルを用いてサーモサイフォン用冷媒を冷却し、このサーモサイフォン用冷媒の自然循環で二次電池12a、12bを冷却するサーモサイフォン方式が採用されている。
本実施形態の機器温調装置は、図1に示すように、サーモサイフォン10および冷凍サイクル20を備えている。
サーモサイフォン10は、冷却器14と、凝縮器16と、第1熱媒体としてのサーモサイフォン用冷媒を循環させる第1循環回路100と、を有し、サーモサイフォン用冷媒の液相と気相の相変化により対象機器としての二次電池12a、12bの温度を調整する。なお、第1循環回路100は、往路配管101および復路配管102を有している。
凝縮器16は、一次側回路16aと二次側回路16bを有している。図3に示すように、凝縮器16の一次側回路16aには、該一次側回路16aにサーモサイフォン用冷媒を流入する凝縮器入口161と一次側回路16aからサーモサイフォン用冷媒を排出する凝縮器出口162とが形成されている。凝縮器16の二次側回路16bには、該二次側回路16bに冷凍サイクル用冷媒を流入する流入口163と、二次側回路16bから冷凍サイクル用冷媒を流出する流出口164とが形成されている。
凝縮器16の一次側回路16aと往路配管101と冷却器14と復路配管102は環状に連結され、サーモサイフォン用冷媒が循環するサーモサイフォン回路を構成する。
本実施形態の第1循環回路100内にはサーモサイフォン用冷媒が封入充填されている。そのサーモサイフォン用冷媒は第1循環回路100を自然循環により循環し、機器温調装置は、そのサーモサイフォン用冷媒の液相と気相との相変化によって二次電池12a、12bの温度を調整する。詳細には、そのサーモサイフォン用冷媒の相変化によって二次電池12a、12bを冷却する。
第1循環回路100内に充填されている冷媒は、例えば、HFO−1234yfまたはHFC−134aなどのフロン系冷媒である。或いは、冷媒として、水、アンモニア等のフロン系冷媒以外の各種の作動流体を用いても良い。
二次電池12a、12bとの熱交換により冷却器14の本体143内のサーモサイフォン用冷媒が蒸発し、気相冷媒となると、この気相冷媒は流出口142から復路配管102を通って凝縮器16の一次側回路16aに形成された凝縮器入口161から凝縮器16の一次側回路16aに流入する。
そして、一次側回路16aに流入したサーモサイフォン用冷媒は、凝縮器16の二次側回路16b内部の冷凍サイクル用冷媒との熱交換により凝縮され、液相冷媒となり、凝縮器16の一次側回路16aの凝縮器出口162から往路配管101を通って冷却器14の本体143に形成された流入口141から冷却器14の本体143内に流入する。
冷却器14の本体143の下方には比較的比重の大きな液相冷媒が溜まり、冷却器14の本体143の上方には比較的比重の小さな気相冷媒が溜まる。したがって、本体143内の気相冷媒は、流入口141と流出口142とのうち専ら流出口142から排出される。
図2に示すように、冷却器14は、二次電池12a、12bの間に配置される。冷却器14は、機器用熱交換器に相当する。冷却器14は、二次電池12a、12bの熱とサーモサイフォン用冷媒の熱をと熱交換して二次電池12a、12bを冷却する。冷却器14は、例えば熱伝導性の高い金属製で構成された本体143を有している。
冷却器14の本体143には、サーモサイフォン用冷媒を流入させる流入口141とサーモサイフォン用冷媒を流出させる流出口142とが形成されている。流出口142は、流入口141に対して上下方向上側に配置されている。往路配管101は、凝縮器16の一次側回路16aに形成された凝縮器出口162と冷却器14の本体143に形成された流入口141との間を接続している。また、復路配管102は冷却器14の本体143に形成された流出口142と凝縮器16の一次側回路16aに形成された凝縮器入口161との間を接続している。
冷凍サイクル20は、第2熱媒体としての冷凍サイクル用冷媒が循環する循環回路200、圧縮機23、コンデンサ21、膨張弁22を含む蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成する。冷凍サイクル20は、冷凍サイクル用冷媒を循環させる第2循環回路200と、第2循環回路200内の冷凍サイクル用冷媒を圧縮して吐出する圧縮機23と、を備えている。さらに、冷凍サイクル20は、圧縮機23から吐出された冷凍サイクル用冷媒と外気とを熱交換させて圧縮機23から吐出された冷凍サイクル用冷媒を放熱するコンデンサ21と、コンデンサ21より流出した冷凍サイクル用冷媒を減圧させて凝縮器16の二次側回路16bに流入させる膨張弁22と、を備えている。コンデンサ21は、圧縮機23から吐出された冷凍サイクル用冷媒と空気を熱交換して冷凍サイクル用冷媒の熱を放熱する放熱用熱交換器に相当する。
循環回路200は、圧縮機23、コンデンサ21、膨張弁22、凝縮器16の二次側回路16bを環状に連結している。循環回路200は、コンデンサ21から流出した冷凍サイクル用冷媒を凝縮器16の二次側回路16bに供給する第1接続配管201と、凝縮器16の二次側回路16bから流出した冷凍サイクル用冷媒をコンデンサ21に供給する第2接続配管202と、を有している。凝縮器16の二次側回路16bは、冷凍サイクル20の蒸発器として作用し、第1循環回路100内のサーモサイフォン用冷媒を冷却する。
本実施形態の凝縮器16は、図4に示すように、車両の車両進行方向、あるいは、車両幅方向が水平方向に対して傾いた状態になっても、冷却器14よりも上下方向上側に位置するように設置されている。
本実施形態では、凝縮器16は、フロント格納室やトランクルームに収納されている。フロント格納室は、車両のうち車室内に対して車両進行方向前側に配置されて、走行用エンジンや走行用電動機を収納する室である。トランクルームは、車両のうち車室内に対して車両進行方向後側に配置されて荷物等を収納する格納室である。
凝縮器16のうち上下方向の上側の部位には復路配管102が接続されている。具体的には、復路配管102は、往路配管101よりも上下方向の上側にて凝縮器16に接続されている。
ところで、外気温度が低い場合には、二次電池12a、12bの内部抵抗が増加してしまう。このような内部抵抗の増加を抑制するため、外気温度が低い場合にはサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制させる必要がある。
そこで、本実施形態の機器温調装置は、外気温度が低い場合には、冷凍サイクル20の圧縮機23の作動を停止させることで、サーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制させる。
このとき、第1循環回路100の第1熱媒体は、二次電池12a、12bとほぼ同じ温度となる。よって、凝縮器16内にある一次側回路16a内のサーモサイフォン冷媒の温度も対象機器とほぼ同じとなる。一方で、第2循環回路200のコンデンサ21は、圧縮機23の作動を停止する際は、外気相当に冷却される。
ここで、電池温度が外気温度よりも高い場合、第1循環回路100内のサーモサイフォン冷媒より受熱した凝縮器16は、外気温度よりも高くなる。一方で、コンデンサ21は外気温度相当に冷却されている。よってコンデンサ21にて冷凍サイクル用冷媒にて凝縮が発生する。特に、夕方や夜のように昼間に対して外気温度が低下した場合や、冬季走行中にて二次電池12a、12bの自己発熱により、二次電池12a、12bの温度が上昇した場合のように、電池温度が外気温度よりも高い時に、上述のような事象が発生する。
そして、コンデンサ21にて凝縮した液冷媒が、凝縮器16に流入してしまうと、凝縮器16内で冷凍サイクル冷媒とサーモサイフォン冷媒が熱交換をすることでサーモサイフォンが駆動し、二次電池12a、12bが冷却されてしまう。よって、コンデンサ21にて凝縮した冷凍サイクル冷媒の液相冷媒が、凝縮器16へ流入することを抑制する必要がある。
本実施形態の機器温調装置は、冷凍サイクル20の圧縮機23の作動を停止させた際に、コンデンサ21から凝縮器16の二次側回路16bへの冷凍サイクル用冷媒の流入が抑制されるよう構成されている。
具体的には、凝縮器16の二次側回路16bは、冷凍サイクル用冷媒を流入する流入口163を有している。また、第2循環回路200は、コンデンサ21から流出した冷凍サイクル用冷媒を凝縮器16の二次側回路16bの流入口163に供給する第1接続配管201を有している。そして、第1接続配管201の一部が、凝縮器16の二次側回路16bの流入口163よりも上下方向下側に配置されている。
これにより、コンデンサ21から流出した冷凍サイクル用冷媒が第1接続配管201に溜まるので、冷凍サイクル20の圧縮機23の作動を停止させた場合、コンデンサ21から凝縮器16の二次側回路16bへの冷凍サイクル用冷媒の流入が抑制される。
さらに、本実施形態の凝縮器16は、冷凍サイクル用冷媒が流れる二次側回路16bと、該二次側回路16bに冷凍サイクル用冷媒を流入させる流入口163と、凝縮器16の二次側回路16bから冷凍サイクル用冷媒を流出させる流出口164と、を有している。そして、冷凍サイクル20の圧縮機23の作動を停止させた際に、凝縮器16の二次側回路16bの流入口163から二次側回路16bに流入した冷凍サイクル用冷媒の排出が抑制される排出抑制構造を有している。
具体的には、凝縮器16の二次側回路16bの内部は、凝縮器16の流入口163から流入した冷媒が一旦上方へ流れながらサーモサイフォン回路10の冷媒と熱交換し、その後Uターンした後に下方へ流れると共に再びサーモサイフォン回路10の冷媒と熱交換し、流出口164より排出される流れとなっている。このUターン部を持つ流路構成が、圧縮機23の停止時には、凝縮器16の流入口163および流出口164より上下方向上側に気相の冷凍サイクル用冷媒を溜めるガス溜まり部Xとして機能する。
具体的には、図5(a)に示すように、凝縮器16の二次側回路16bの内部には、二次側回路16bの流入口163から流入した冷凍用サイクル用冷媒の向きを変化させるターン部165が形成されている。凝縮器16の二次側回路16bの流入口163から二次側回路16bに冷凍サイクル用冷媒が流入すると、二次側回路16bに流入した冷凍サイクル用冷媒は二次側回路16bの内部で蒸発する。この際、圧縮機23が停止していれば、蒸発した冷媒は排出されず、ガス溜まり部Xに溜る。
そして、図5(b)に示すように、二次側回路16bの内部が蒸発した冷凍サイクル用のガス冷媒で満たされる。その際、ガス冷媒の密度は液冷媒の密度よりも低いので、冷凍サイクル用の液冷媒が流れ込みにくくなる。
したがって、外気温度が低く、冷凍サイクル20の圧縮機23の作動を停止させた場合、二次側回路16bに流入した冷凍サイクル用冷媒の排出が抑制され、凝縮器16内部にガス冷媒が保持されることにより、冷凍サイクル用の液冷媒が流れ込みにくくなるので、サーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却が抑制される。
本実施形態の機器温調装置は、第1熱媒体を循環させる第1循環回路100を有するサーモサイフォン10と、第2熱媒体を循環させる第2循環回路200と、第2循環回路200の内部の第2熱媒体を圧縮して吐出する圧縮機23と、圧縮機23から吐出された第2熱媒体と空気を熱交換して第2熱媒体の熱を放熱するコンデンサ21と、コンデンサ21から流出した第2熱媒体を減圧させる膨張弁22と、を有する冷凍サイクル20を備えている。
また、サーモサイフォン10は、第1循環回路100に配置され、対象機器としての電池12a、12bの冷却時に第1熱媒体が蒸発するように対象機器と第1熱媒体とが熱交換可能に構成された冷却器14と、膨張弁22にて減圧された第2熱媒体と冷却器14により蒸発した第1熱媒体を熱交換して第1熱媒体を凝縮させる凝縮器16と、を有している。
また、凝縮器16は、第2熱媒体を流入する流入口163と、第2熱媒体を流出する流出口164と、を有し、コンデンサ21は、第2熱媒体を流入する流入口211と、第2熱媒体を流出する流出口212と、を有している。また、圧縮機23は、第2熱媒体を吸入する吸入口231と、第2熱媒体を吐出する吐出口232と、を有している。また、第2循環回路200は、コンデンサ21の流出口212と凝縮器16の流入口163との間を接続する第1接続配管201と、凝縮器16の流出口164とコンデンサ21の流入口211との間を接続する第2接続配管202と、を有している。そして、圧縮機23が作動を停止した際に、コンデンサ21から凝縮器16へ第2熱媒体が重力により流入することが抑制される構成となっている。
そして、圧縮機23が作動を停止した際に、コンデンサ21が第2循環回路200を構成する他の部品より温度が低い場合、コンデンサ21にて第2熱媒体が凝縮される。
特に、対象機器の温度がコンデンサ21の温度よりも高い場合、第1循環回路の第1熱媒体は、対象機器とほぼ同じ温度になる。その際、凝縮器16は、一次側回路16a内の第1熱媒体より受熱することで、コンデンサ21の温度よりも高くなる。よって、コンデンサ21と凝縮器16の間に温度差が発生することから、コンデンサ21で第2熱媒体が凝縮されやすい。
コンデンサ21で凝縮された液相の第2熱媒体が、重力の影響を受けて凝縮器16まで到達してしまうと、二次側回路16b内の液相の第2熱媒体と、一次側回路16a内の液相の第2熱媒体との間で熱交換が発生し、サーモサイフォン10が駆動してしまう。
しかし、本実施形態の機器温調装置は、コンデンサ21にて凝縮された第2熱媒体の駅冷媒が、重力の影響を受けて凝縮器16まで流入しない構成となっている。そのため、凝縮器16内で熱交換が発生しない。よって、圧縮機23の作動を停止させた際のサーモサイフォンによる冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
以上、説明したように、本実施形態の機器温調装置は、第1熱媒体を循環させる第1循環回路100を有するサーモサイフォン10を備え、第1熱媒体の液相と気相の相変化により対象機器としての電池12a、12bの温度を調整する。
また、機器温調装置は、第2熱媒体を循環させる第2循環回路200と、第2循環回路200の内部の第2熱媒体を圧縮して吐出する圧縮機23と、圧縮機23から吐出された第2熱媒体と空気を熱交換して第2熱媒体の熱を放熱するコンデンサ21と、コンデンサ21から流出した第2熱媒体を減圧させる膨張弁22と、を有する冷凍サイクル20を備えている。
また、サーモサイフォン10は、第1循環回路100に配置され、対象機器としての電池12a、12bの冷却時に第1熱媒体が蒸発するように対象機器と第1熱媒体とが熱交換可能に構成された冷却器14と、膨張弁22にて減圧された第2熱媒体と冷却器14により蒸発した第1熱媒体を熱交換して第1熱媒体を凝縮させる凝縮器16と、を有している。
また、凝縮器16は、第2熱媒体を流入する流入口163と、第2熱媒体を流出する流出口164と、を有し、コンデンサ21は、第2熱媒体を流入する流入口211と、第2熱媒体を流出する流出口212と、を有している。また、圧縮機23は、第2熱媒体を吸入する吸入口231と、第2熱媒体を吐出する吐出口232と、を有している。また、第2循環回路200は、コンデンサ21の流出口212と凝縮器16の流入口163との間を接続する第1接続配管201と、凝縮器16の流出口164とコンデンサ21の流入口211との間を接続する第2接続配管202と、を有している。そして、圧縮機23が作動を停止した際に、コンデンサ21から凝縮器16へ第2熱媒体が重力により流入することが抑制される構成となっている。
したがって、圧縮機23が作動を停止した際に、圧縮機23が作動を停止した際に、放熱用熱交換器としてのコンデンサ21にて凝縮した液相の第2熱媒体が、重力により凝縮器へが流入することを抑制することができ、圧縮機23の作動を停止させた際のサーモサイフォンによる冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
具体的には、本実施形態の機器温調装置は、第1接続配管201の一部が、凝縮器16の流入口163よりも上下方向下側に配置されている。
これにより、圧縮機23が作動を停止した際に、コンデンサ21にて凝縮し、流出した冷凍サイクル用冷媒が、第1接続配管201に溜まるので、コンデンサ21から凝縮器16の二次側回路16bへの重力による冷凍サイクル用冷媒の流入を抑制することができ、圧縮機23の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
また、本実施形態の機器温調装置は、第2接続配管202の一部が、コンデンサ21の流入口211よりも上下方向上側に配置されている。
これにより、圧縮機23が作動を停止した際に、コンデンサ21にて凝縮し、流出した冷凍サイクル用冷媒が、第2接続配管202により堰き止められるので、コンデンサ21から第2接続配管202を通って凝縮器16の二次側回路16bへ冷凍サイクル用冷媒が流入するのを抑制することもできる。
また、本実施形態の機器温調装置では、凝縮器16は、冷凍サイクル用冷媒が流れる二次側回路16bを有している。そして、二次側回路16bの流入口163から二次側回路16bに流入した冷凍サイクル用冷媒の排出が抑制される排出抑制構造を有している。
したがって、圧縮機が作動を停止した際に、放熱用熱交換器としてのコンデンサ21にて凝縮した液相の第2熱媒体が、重力により凝縮器16へが流入することを抑制することができる。よって、サーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
具体的には、二次側回路16bの内部には、二次側回路16bに形成された流入口163より冷媒が流入し、一旦上方へ流れた後Uターンして下方に流れ、流出口164へ流れる流路構造をとっている。この流路構成が圧縮部23停止時には、二次側回路16bに形成された流入口163および二次側回路16bに形成された流出口164より上下方向上側に気相の冷凍サイクル用冷媒を溜めるガス溜まり部Xとして機能する。
そして、圧縮機が作動を停止した際に、ガス溜まり部Xに冷凍サイクル用冷媒が溜まるので、二次側回路16bの流入口163から二次側回路16bに流入した冷凍サイクル用冷媒の排出を抑制することで、冷凍サイクル用の液冷媒が流れ込みにくくなる。
また、冷却器14は、車両に搭載され、コンデンサ21は、冷凍サイクル用冷媒と車両の外気との熱交換を行う。このように、コンデンサ21を、冷凍サイクル用冷媒と車両の外気との熱交換を行う放熱用熱交換器として構成することもできる。
(第2実施形態)
第2実施形態に係る機器温調装置について図6を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、上記第1実施形態の機器温調装置と比較して、凝縮器16に対するコンデンサ21と圧縮機23の配置が異なっている。
コンデンサ21は、冷凍サイクル用冷媒を流入する流入口211と、冷凍サイクル用冷媒を流出する流出口212と、を有している。第2接続配管202には、圧縮機23が配置されている。また、第2接続配管202の一部が、凝縮器16の二次側回路16bの流出口164よりも上下方向下側に配置されている。
したがって、圧縮機が作動を停止した際に、コンデンサ21により凝縮した冷凍サイクル用の液冷媒が、重力の影響を受けて、圧縮機23および凝縮器16の二次側回路16bの流出口164を介して凝縮器16の二次側回路16bに流入するのを抑制することもできる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による対象機器の冷却を抑制することができる。
また、圧縮機23は、第2接続配管202における凝縮器16の流出口164より上下方向下側に配置された部位に設けられている。
したがって、圧縮機23が作動を停止した際に、コンデンサ21にて凝縮した冷凍サイクル用の液冷媒が、重力の影響を受けて、凝縮器16の二次側回路16bへ流入することを抑制することができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際の対象機器の冷却を抑制することができる。
また、凝縮器16の二次側回路16bの流入口163および凝縮器16の二次側回路16bの流出口164は、圧縮機23の吸入口231、圧縮機23の吐出口232、膨張弁22、コンデンサ21の流入口211およびコンデンサ21の流出口212より上下方向上側に位置するよう配置されている。
したがって、圧縮機が作動を停止した際に、さらに、コンデンサ21にて凝縮した冷凍サイクル液冷媒が、重力の影響を受けて、凝縮器16の二次側回路16bの流入口163を介して凝縮器16の二次側回路16bに流入するのを抑制することもできる。
(第3実施形態)
第3実施形態に係る機器温調装置について図7を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、上記第1実施形態の機器温調装置と比較して、圧縮機23と膨張弁22の配置が異なる。
本実施形態の機器温調装置は、第1接続配管201の一部が、凝縮器16の二次側回路16bの流入口163よりも低い位置となるよう配置されている。
具体的には、第1接続配管201は、コンデンサ21の流出口212と凝縮器16の二次側回路16bの流入口163との間を接続している。そして、第1接続配管201の中央部は、コンデンサ21の流出口212および凝縮器16の二次側回路16bの流入口163よりも上下方向下側を通るように配置されている。
また、膨張弁22についても、コンデンサ21の流出口212および凝縮器16の二次側回路16bの流入口163よりも上下方向下側に配置されている。
これにより、冷凍サイクル20の圧縮機23の作動を停止させた場合、コンデンサ21にて凝縮した冷凍サイクルの液冷媒は、重力の影響を受けて流出するが、第1接続配管201に溜まるので、コンデンサ21から凝縮器16の二次側回路16bへの流入を抑制することができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による対象機器の冷却を抑制することができる。
(第4実施形態)
第4実施形態に係る機器温調装置について図8を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、凝縮器16の二次側回路16bの流入口163および凝縮器の二次側回路16bの流出口164は、冷凍サイクル20の第2循環回路200に冷凍サイクル用冷媒が充填される際の冷凍サイクル用冷媒の目標液面よりも上下方向上側に配置されている。なお、作業者は、冷凍サイクル20の第2循環回路200に冷凍サイクル用冷媒を充填する際に、冷凍サイクル用冷媒の液面が予め定められた目標液面となるよう冷凍サイクル用冷媒を充填するようになっている。
上記したように、凝縮器16の二次側回路16bの流入口163および凝縮器の二次側回路16bの流出口164は、第2接続配管202に冷凍サイクル用冷媒が充填される際の冷凍サイクル用冷媒の目標液面よりも上下方向上側に配置されている。
したがって、冷凍サイクル20の圧縮機23の作動を停止させた場合、コンデンサ21から凝縮器16の二次側回路16bへの冷凍サイクル用冷媒の流入を抑制することができる。
(第5実施形態)
第5実施形態に係る機器温調装置について図9を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、上記第1実施形態の機器温調装置と比較して、凝縮器16の二次側回路16bの流出口164の配置が異なっている。
本実施形態の機器温調装置は、凝縮器16の二次側回路16bの流出口164が、コンデンサ21の流入口211よりも上下方向上側に配置されている。
また、第2接続配管202の一部が、コンデンサ21の流入口211よりも上下方向上側に配置されている。
したがって、冷凍サイクル20の圧縮機23の作動を停止させた場合、コンデンサ21にて凝縮した冷凍サイクルの液冷媒が、流入口211から凝縮器16の二次側回路16bの流出口164へ流入することを抑制することができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による対象機器の冷却を抑制することができる。
(第6実施形態)
第6実施形態に係る機器温調装置について図10を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、上記第1実施形態の機器温調装置と比較して、コンデンサ21の流入口211および流出口212の高さおよび膨張弁22の配置が異なる。
本実施形態の機器温調装置は、コンデンサ21の流入口211および流出口212の位置が、コンデンサ21の上下方向上側に配置されている。具体的には、コンデンサ21の流入口211および流出口212の位置が、コンデンサ21の内部の冷凍サイクル用冷媒が貯まる空間の上下方向の中央よりも上方に配置されている。
このため、圧縮機が作動を停止した際に、冷凍サイクル用冷媒はコンデンサ21の内部に溜まり、コンデンサ21の流入口211および流出口212から流出されにくい。
したがって、圧縮機23が作動を停止した際に、コンデンサ21にて凝縮した冷凍サイクルの液冷媒が、流入口211および流出口212から凝縮器16の二次側回路16bへの流入することを抑制することができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による対象機器の冷却を抑制することができる。
(第7実施形態)
第7実施形態に係る機器温調装置について図11を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、上記第1実施形態の機器温調装置と比較して、コンデンサ21の流入口および流出口の高さおよび膨張弁22の配置が異なる。
本実施形態の機器温調装置は、コンデンサ21の流入口211および流出口212の位置が、コンデンサ21の内部の冷凍サイクル用冷媒が貯まる空間の上下方向の中央よりも若干上方に配置されている。
このように、コンデンサ21の流入口211および流出口212の位置を、コンデンサ21の内部の冷凍サイクル用冷媒が貯まる空間の上下方向の中央よりも若干上方に配置しても、圧縮機23が作動を停止した際に、コンデンサ21にて凝縮した冷凍サイクルの液冷媒が、凝縮器16の二次側回路16bへ流入することを抑制することができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による対象機器の冷却を抑制することができる。
(第8実施形態)
第8実施形態に係る機器温調装置について図12を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、上記第1実施形態の機器温調装置と比較して、第1接続配管201と第2接続配管202の配置および膨張弁22の配置が異なる。
本実施形態の機器温調装置は、第1接続配管201の一部が、コンデンサ21の流出口212よりも上下方向上側に配置されている。
具体的には、第1接続配管201は、コンデンサ21に形成された流出口212から水平方向に延びた後、コンデンサ21に形成された流出口212よりも高い位置となるよう上下方向上側に向かって延びている。さらに、第1接続配管201は、水平方向に延びた後、凝縮器16の二次側回路16bの流入口163の高さと同程度の位置まで上下方向上側に向かって延びており、その後、水平方向に延びて凝縮器16の二次側回路16bの流入口163へと延びている。
このように、第1接続配管201の一部が、コンデンサ21に形成された流出口212および凝縮器16の二次側回路16bの流入口163よりも高い位置に配置されている。
したがって、圧縮機が作動を停止した際に、コンデンサ21にて凝縮した冷凍サイクルの液冷媒は、凝縮器16の二次側回路16bへ流れようとするが、第1接続配管201によって堰き止められ、コンデンサ21から凝縮器16の二次側回路16bへの冷凍サイクル用冷媒の流入を抑制することができる。よって、サーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
(第9実施形態)
第9実施形態に係る機器温調装置について図13を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、コンデンサ21の流出口212から流出した冷凍サイクル用冷媒を凝縮器16の二次側回路16bの流入口163に供給する第1接続配管201に機械式膨張弁33が設けられている。この機械式膨張弁は、圧縮機23が作動を停止すると機械的に弁が全閉となるよう構成されている。
したがって、圧縮機が作動を停止した際に、機械式膨張弁33が機械的に弁を全閉とするので、コンデンサ21にて凝縮した冷凍サイクルの液冷媒が、流出口212から凝縮器16の二次側回路16bへ流入することをを抑制することができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
(第10実施形態)
第10実施形態に係る機器温調装置について図14〜図15を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、コンデンサ21から流出した冷凍サイクル用冷媒を凝縮器16の二次側回路16bの流入口163に供給する第1接続配管201にECU50からの制御によって開閉する電磁バルブ34が設けられている。
本実施形態のECU50は、図15に示す処理を定期的に実施する。まず、ECU50は、S100にて、冷凍サイクルのオフを指示する信号が入力されたか否かに基づいて冷凍サイクルをオフするか否かを判定する。ここで、冷凍サイクルのオフを指示する信号が入力されていない場合、ECU50は、S102にて、弁開度を全開とするよう電磁バルブ34を制御し、メインルーチンに戻る。
また、冷凍サイクルのオフを指示する信号が入力されている場合、ECU50は、S104にて、対象機器の温度を検出する温度センサからの信号に基づいて対象機器の保温が必要か否かを判定する。ここで、対象機器の保温が必要であると判定した場合、ECU50は、S108にて、弁開度を全閉とするよう電磁バルブ34を制御し、メインルーチンに戻る。
また、ECU50は、S104にて対象機器の保温が必要でないと判定した場合、S106にて、弁開度を全開とするよう電磁バルブ34を制御し、メインルーチンに戻る。
したがって、圧縮機23が作動を停止した際に、弁開度を全閉とするよう電磁バルブ34が制御されるので、コンデンサ21にて凝縮した冷凍サイクルの液冷媒が、凝縮器16の二次側回路16bへ流入することを抑制することができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
(第11実施形態)
第11実施形態に係る機器温調装置について図16〜図17を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、図16に示すように、全閉機能付き膨張弁35を備えている。膨張弁35は、ECU50からの指示に応じて弁を開閉する。膨張弁35は、第1接続配管201に配置され、第1接続配管201を流れる冷凍サイクル用冷媒の流路の流路面積を変化させる流路面積変化部に相当する。
本実施形態のECU50は、図17に示す処理を定期的に実施する。まず、ECU50は、S100にて、冷凍サイクルのオフを指示する信号が入力されたか否かに基づいて冷凍サイクルをオフするか否かを判定する。ここで、冷凍サイクルのオフを指示する信号が入力されていない場合、ECU50は、S202にて、膨張弁35を通常作動させる。具体的には、弁開度が所定の目標開度となるよう膨張弁35を制御し、メインルーチンに戻る。
また、冷凍サイクルのオフを指示する信号が入力されている場合、ECU50は、S104にて、対象機器の温度を検出する温度センサからの信号に基づいて対象機器の保温が必要か否かを判定する。ここで、対象機器の保温が必要であると判定した場合、ECU50は、S208にて、弁開度を全閉とするよう膨張弁35を制御し、メインルーチンに戻る。
また、ECU50は、S104にて対象機器の保温が必要でないと判定した場合、S206にて、膨張弁35の作動を停止させる。具体的には、直前の弁開度が保持されるよう膨張弁35を制御し、メインルーチンに戻る。
したがって、圧縮機23が作動を停止した際に、弁開度を全開とするよう膨張弁35が制御されるので、コンデンサ21にて凝縮した冷凍サイクルの液冷媒が、凝縮器16の二次側回路16bへ流入することを抑制される。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
上記したように、本実施形態の機器温調装置は、第1接続配管201に、該第1接続配管201を流れる冷凍サイクル用冷媒の流路の流路面積を変化させる流路面積変化部(33〜35)が設けられている。
したがって、圧縮機23が作動を停止した際に、コンデンサ21にて凝縮した冷凍サイクルの液冷媒が、凝縮器16の二次側回路16bへ流入することを抑制される。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
また、本実施形態の機器温調装置は、圧縮機23が作動を停止したか否かを判定し、対象機器の保温が必要であるか否かを判定し、圧縮機23が作動を停止したと判定され、かつ、対象機器の保温が必要であると判定された場合、該第1接続配管201を流れる冷凍サイクル用冷媒の流路を全閉とするよう膨張弁35を制御するので、コンデンサ21にて凝縮した冷凍サイクルの液冷媒が、凝縮器16の二次側回路16bへ流入することを抑制される。よって、圧縮機の作動を停止させた際の対象機器の冷却を抑制することができる。
(第12実施形態)
第12実施形態に係る機器温調装置について図18を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、上記第1実施形態の機器温調装置と比較して、第1接続配管201の形状が異なる。
本実施形態の機器温調装置は、第1接続配管201が、コンデンサ21に形成された流出口212から水平方向に延びた後、凝縮器16の二次側回路16bの流入口163の高さと同程度の高さとなるよう上下方向下側に向かって延びている。さらに、第1接続配管201は、水平方向に延びた後、凝縮器16の二次側回路16bの流入口163の高さよりも高い位置まで上下方向上側に向かって延びている。その後、第1接続配管201は、水平方向に延びて凝縮器16の二次側回路16bの流入口163と接続されている。
このように、第1接続配管201の一部が、凝縮器16の二次側回路16bの流入口163よりも高い位置に配置されている。
したがって、圧縮機23が作動を停止した際に、コンデンサ21にて凝縮して凝縮器16の二次側回路16bへ流れようとする冷凍サイクル液冷媒が、第1接続配管201により堰き止められることで、コンデンサ21から凝縮器16の二次側回路16bへの冷凍サイクル用の液冷媒の流入を抑制することができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
また、本実施形態の凝縮器16は、冷凍サイクル用冷媒が流れる二次側回路16bと、該二次側回路16bに冷凍サイクル用冷媒を流入させる流入口163と、凝縮器16の二次側回路16bから冷凍サイクル用冷媒を流出させる流出口164と、を有している。そして、冷凍サイクル20の圧縮機23の作動を停止させた際に、凝縮器16の二次側回路16bの流入口163から二次側回路16bに流入した冷凍サイクル用冷媒の排出が抑制される排出抑制構造を有している。
具体的には、凝縮器16の二次側回路16bの内部は、凝縮器16の流入口163から流入した冷媒が一旦上方へ流れながらサーモサイフォン回路10の冷媒と熱交換し、その後Uターンした後に下方へ流れると共に再びサーモサイフォン回路10の冷媒と熱交換し、流出口164より排出される流れとなっている。このUターン部を持つ流路構成において、圧縮機23の停止時には、凝縮器内部で蒸発した気相の冷凍サイクル用冷媒が排出されず、冷媒凝縮器16の流入口163および流出口164より上下方向上側にを溜まるので、ガス溜まり部Xとして機能する。
したがって、圧縮機23が作動を停止した際に、凝縮器16の二次側回路16bに流入した冷凍サイクル用冷媒の排出が抑制されるので、凝縮器16内部にガス冷媒が保持されることにより、冷凍サイクル用の液冷媒が流れ込みにくくなり、サーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却が抑制される。
(第13実施形態)
第13実施形態に係る機器温調装置について図19を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、コンデンサ21から流出した冷凍サイクル用冷媒を凝縮器16の二次側回路16bの流入口163に供給する第1接続配管201に液溜部30が設けられている。
液溜部30は、コンデンサ21に形成された流出口212から流出した液相の冷凍サイクル用冷媒を貯液する。
したがって、圧縮機23が作動を停止した際に、コンデンサ21にて凝縮し、流出した冷凍サイクル用冷媒が液溜部30により貯液されるので、コンデンサ21から凝縮器16の二次側回路16bへの冷凍サイクル用冷媒の流入を抑制することができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
(第14実施形態)
第14実施形態に係る機器温調装置について図20を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、第1接続配管201が第2接続配管202よりも上下方向上側に配置されている。
圧縮機23は、凝縮器16からの冷凍サイクル用冷媒を圧縮して吐出する。圧縮機23から吐出された冷凍サイクル用冷媒はコンデンサ21に導入される。
膨張弁22は、コンデンサ21から流出した冷凍サイクル用冷媒を減圧させる。膨張弁22から流出した冷凍サイクル用冷媒は凝縮器16に導入される。
上記したように、第1接続配管201を第2接続配管202よりも上下方向上側に配置しても、圧縮機23が作動を停止した際に、コンデンサ21にて凝縮した液相の冷凍サイクル用冷媒が、凝縮器16の二次側回路16bへの冷凍サイクル用冷媒の流入することを抑制することができる。加えて、第2接続配管202の径路上に圧縮機23が配置されている。このように冷凍サイクルの部品を配置することにより、凝縮器16への液相冷媒の流入を阻害する事ができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
(第15実施形態)
第15実施形態に係る機器温調装置について図21を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、上記第14実施形態の機器温調装置に対し、さらに、第1接続配管201に逆止弁31を備えている。
逆止弁31は、圧縮機23とコンデンサ21の間に配置されている。逆止弁31により、コンデンサ21から圧縮機23への冷凍サイクル用冷媒の流入が抑制される。
したがって、圧縮機23が作動を停止した際に、コンデンサ21により凝縮した冷凍サイクル用の液冷媒が、凝縮器へ流入することができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
(第16実施形態)
第16実施形態に係る機器温調装置のコンデンサ21について図22を用いて説明する。本実施形態のコンデンサ21は、冷凍サイクル用冷媒がコンデンサ21内の熱交換部を横方向に流れる配置となっている。また、本実施形態のコンデンサ21は、冷凍サイクル用冷媒を流入する流入口211と冷凍サイクル用冷媒を流出する流出口212を構成する2つの出入口213を有している。また、2つの出入口213は、上下方向において互いに異なる位置に配置されている。そして、本実施形態の第1接続配管201は、コンデンサ21の出入口213のうち上下方向下側に配置された出入口213よりも上下方向上側に配置された出入口213と凝縮器16の流入口163との間を接続している。
例えば、コンデンサ21の出入口213のうち上下方向下側に配置された出入口213と凝縮器16の二次側回路16bの流入口163との間を第1接続配管201で接続した場合、コンデンサ21で凝縮した液相の冷凍サイクル用冷媒が凝縮器16に流入しやすい。
しかし、本実施形態の機器温調装置では、第1接続配管201は、コンデンサ21の出入口213のうち上下方向下側に配置された出入口213よりも上下方向上側に配置された出入口213と凝縮器16の二次側回路16bの流入口163との間を接続しているので、よりコンデンサ21で凝縮した液相の冷凍サイクル用冷媒を、凝縮器16に流入しにくくすることができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
(第17実施形態)
第17実施形態に係る機器温調装置のコンデンサ21について図23を用いて説明する。本実施形態のコンデンサ21は、冷凍サイクル用冷媒がコンデンサ21内の熱交換部を横方向に流れる配置となっている。また、本実施形態のコンデンサ21は、高さの異なる位置に3つの出入口213が設けられている。
そして、第1接続配管201は、コンデンサ21の出入口213のうち最も上下方向下側に配置された出入口213よりも上下方向上側に配置された出入口213と凝縮器16の二次側回路16bの流入口163との間を接続している。したがって、よりコンデンサ21にて凝縮した液相の冷凍サイクル用冷媒を、凝縮器16の流入しにくくすることができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
(第18実施形態)
第18実施形態に係る機器温調装置のコンデンサ21について図24を用いて説明する。本実施形態のコンデンサ21は、冷凍サイクル用冷媒がコンデンサ21内の熱交換部を縦方向に流れる配置となっている。また、本実施形態のコンデンサ21は、上部に2つの出入口213が設けられており、下部に1つの出入口213が設けられている。
そして、第1接続配管201は、コンデンサ21の出入口213のうち最も上下方向下側に配置された出入口213よりも上下方向上側に配置された出入口213と凝縮器16の二次側回路16bの流入口163との間を接続している。したがって、よりコンデンサ21にて凝縮した液相の冷凍サイクル用冷媒を、凝縮器16の流入しにくくすることができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
(第19実施形態)
第19実施形態に係る機器温調装置について図25〜図26を用いて説明する。本実施形態のコンデンサ21は、冷凍サイクル用冷媒を流入する流入口211と、冷凍サイクル用冷媒を流出する流出口212と、を有している。また、凝縮器16は、冷凍サイクル用冷媒を流入する流入口163と、冷凍サイクル用冷媒を流出する流出口164と、を有している。
また、循環回路200は、第1接続配管201の途中に設けられた第1分岐部Mと、第2接続配管202の途中に設けられた第2分岐部Nとの間を接続する第3接続配管203を有している。
また、第3接続配管203には、バルブ51と、コンデンサ21から流入した冷凍サイクル用冷媒を減圧させる減圧部52と、減圧部52により減圧された冷凍サイクル用冷媒と空気を熱交換して空気を冷却する冷凍サイクル用蒸発器40と、が設けられている。
そして、第2接続配管202における凝縮器16の流出口164と第2分岐部Nとの間の流路の一部は、第2分岐部Nよりも上下方向上側に位置するよう配置されている。
冷却対象機器の保温が必要で、冷凍サイクル用蒸発器40での熱交換が必要と判断し、圧縮機23を駆動させ、バルブ34を閉、バルブ51を開とさせた場合、第3接続配管203には冷凍サイクル用蒸発器40にて一部の冷媒が蒸発せずに液相冷媒として流入する。そして、図26に示すように、冷凍サイクル用蒸発器40から第2分岐部Nに流入した液相の冷凍サイクル用の冷媒は、気相の冷凍サイクル用の冷媒よりも密度が大きいため、第2接続配管202と第3接続配管203の下面に溜まる。
したがって、冷凍サイクル用蒸発器40から第2分岐部Nに流入した冷凍サイクル用冷媒が凝縮器16の流出口164側に流入するのを抑制することができる。よって、サーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
また、冷凍サイクル内を循環するオイルにより、圧縮機23の潤滑が保たれる機構を持つ場合、第3接続配管203には低温のオイルも流入する。そして、図26に示すように、冷凍サイクル用蒸発器40から第2分岐部Nに流入したオイルは、気相の冷凍サイクル用の冷媒よりも密度が大きいため、第2接続配管202と第3接続配管203の下面に溜まる。
したがって、冷凍サイクル用蒸発器40から第2分岐部Nに流入した低温のオイルが凝縮器16の流出口164側に流入するのを抑制することができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
(第20実施形態)
第20実施形態に係る機器温調装置について図27〜図28を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、上記第19実施形態の機器温調装置と比較して、第3接続配管に203おける冷凍サイクル用蒸発器40の流出口41と第2分岐部Nとの間の流路が、第2分岐部Nから冷凍サイクル用蒸発器40の流出口41に近付くにつれて上下方向上側に傾斜している。
図28に示すように、冷凍サイクル用蒸発器40にて、蒸発せずに第2分岐部Nに流入した液相の冷凍サイクル用冷媒は、第2接続配管202と第3接続配管203の下面に溜まる。
したがって、冷凍サイクル用蒸発器40から第2分岐部Nに流入した冷凍サイクル用冷媒が凝縮器16の流出口164側に流入するのを抑制することができる。また、冷凍サイクル用蒸発器40から第2分岐部Nに流入した冷凍サイクル用冷媒が冷凍サイクル用蒸発器40側に戻るのを抑制することもできる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
また、第19の実施形態と同様に、冷凍サイクル内を循環するオイルにより、圧縮機23の潤滑が保たれる機構を持つ場合、第3接続配管203に低温のオイルも流入し、第2接続配管202と第3接続配管203の下面に溜まる。
したがって、冷凍サイクル用蒸発器40から第2分岐部Nに流入した低温のオイルが凝縮器16の流出口164側に流入するのを抑制することができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
(第21実施形態)
第21実施形態に係る機器温調装置について図29を用いて説明する。圧縮機23を作動させて冷凍サイクル用蒸発器40にて熱交換させた後に、圧縮機23を停止させた場合においては冷凍サイクル用蒸発器40が最も温度が低い。そのため、冷凍サイクル用蒸発器40にて冷凍サイクル冷媒が凝縮しやすくなる。すなわち、本実施形態は、コンデンサ21に加えて冷凍サイクル用蒸発器40でも、圧縮機23停止時において冷凍サイクル冷媒の凝縮が発生しやすい。
本実施形態の機器温調装置は、第1接続配管201における第1分岐部Mと凝縮器16の流入口163の間の流路の一部が、凝縮器16の流入口163よりも上下方向下側に配置されている。
これにより、冷凍サイクル用蒸発器40またはコンデンサ21にて凝縮した液相の冷凍サイクル用冷媒を、凝縮器16の流入口163へ流入することを抑制することができる。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による対象機器の冷却を抑制することができる。
(第22実施形態)
第22実施形態に係る機器温調装置について図30を用いて説明する。本実施形態においても、コンデンサ21と冷凍サイクル用蒸発器40の双方にて、圧縮機23停止時において冷凍サイクル冷媒の凝縮が発生しやすい。本実施形態の機器温調装置は、第1接続配管201における第1分岐部Mと凝縮器16の流入口163の間の流路の一部が、凝縮器16の流入口163よりも上下方向下側に配置されている。さらに、第1接続配管201における凝縮器16の流入口163よりも上下方向下側に配置された部位には、上下方向上側に突出する突出部2010が形成されている。よって、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による対象機器の冷却を抑制することができる。
この突出部2010により、冷凍サイクル用蒸発器40から流出した冷凍サイクル用冷媒が堰き止められるとともに、コンデンサ21から流出した冷凍サイクル用冷媒が堰き止められ、凝縮器16の流入口163への冷凍サイクル用冷媒の流入を抑制することができる。
(第23実施形態)
第23実施形態に係る機器温調装置について図31を用いて説明する。本実施形態では、凝縮器16の二次側回路16bの内部に、二次側回路16bの流入口163から流入した冷凍用サイクル用冷媒の向きを変化させるターン部165が配置されている。このターン部165により、凝縮器16の二次側回路16bの内部に、二次側回路16bの流入口163から上下方向上側に向かって延びた後、 流出口164に向かって上下方向下側に延びる流路が形成されている。
このように、ターン部165により冷凍用サイクル用冷媒の向きが変化する。このことにより、流入口163から凝縮器16の二次側回路16bの内部に流入した液相の冷凍サイクル用冷媒が凝縮器16の内部で蒸発した場合、ターン部165がガス溜まり部として機能することで、蒸発により発生した気相冷媒の排出を抑制されるよう構成されている。よって、冷凍サイクル用の液冷媒が流れ込みにくくなり、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
また、ターン部165により、凝縮器16の二次側回路16bの内部圧力が若干上昇する。このため、凝縮器16の二次側回路16bへの冷凍サイクル用冷媒の流入を抑制することもできる。
(第24実施形態)
第24実施形態に係る機器温調装置について図32を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、凝縮器16の二次側回路16bの内部に、二次側回路16bの流入口163から流入した冷凍用サイクル用冷媒の向きを変化させるターン部166〜167が配置されている。そして、ターン部166〜167により冷凍用サイクル用冷媒の向きが蛇行するように変化し、流入口163から凝縮器16の二次側回路16bの内部に流入した液相の冷凍サイクル用冷媒が凝縮器16の内部で蒸発した場合、蒸発器40より発生したが気相冷媒の排出が抑制されるよう構成されている。よって、圧縮機の作動を停止させた際の冷凍サイクル用の液冷媒が流れ込みにくくなり、サーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
また、ターン部166〜167により、凝縮器16の二次側回路16bの内部圧力が若干上昇する。このため、凝縮器16の二次側回路16bへの冷凍サイクル用冷媒の流入を抑制することもできる。
(第25実施形態)
第25実施形態に係る機器温調装置について図33を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、凝縮器16の二次側回路16bの内部に、二次側回路16bの流入口163から流入した冷凍用サイクル用冷媒の向きを変化させるターン部168が配置されている。また、凝縮器16の二次側回路16bの流入口163は、凝縮器16の二次側回路16bの内部の冷凍サイクル用冷媒が貯まる空間の上下方向の中央よりも上方に配置されている。
凝縮器16の二次側回路16bの流入口163から凝縮器16の二次側回路16bに流入した液相の冷凍サイクル用冷媒は、凝縮器16の二次側回路16bの内部で蒸発して凝縮器16の二次側回路16bの流入口側に逆流しようとする。これにより、凝縮器16の二次側回路16bの流入口163から凝縮器16の二次側回路16bに流入した冷凍サイクル用冷媒の排出が抑制される。よって、冷凍サイクル用の液冷媒が流れ込みにくくなり、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォン10による冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
このように、凝縮器16の二次側回路16bの流入口163から凝縮器16の二次側回路16bに流入した冷凍サイクル用冷媒の排出を抑制することができる。
(第26実施形態)
第26実施形態に係る機器温調装置について図34を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、凝縮器16の二次側回路16bにコンデンサ21と、冷凍サイクル用蒸発器40の両方から冷凍サイクル用冷媒が流入するようになっている。
凝縮器16の二次側回路16bは、コンデンサ21から冷凍サイクル用冷媒を流入する流入口1631と、冷凍サイクル用蒸発器40から冷凍サイクル用冷媒を流入する流入口1632と、を有している。
凝縮器16の二次側回路16bの流入口1631および流入口1632は、凝縮器16の二次側回路16bの下部に配置されている。具体的には、凝縮器16の二次側回路16bの流入口1631および流入口1632は、凝縮器16の二次側回路16bの内部の冷凍サイクル用冷媒が貯まる空間の上下方向の中央よりも下方に配置されている。
凝縮器16の二次側回路16bの内部には、二次側回路16bの流入口163から流入した冷凍サイクル用冷媒の向きを変化させるターン部165が配置されている。
コンデンサ21から凝縮器16の二次側回路16bの流入口1631を介して凝縮器16の二次側回路16bに液相の冷凍サイクル用冷媒が流入した場合、凝縮器16の内部で蒸発して気相冷媒となり、ターン部165がガス溜まりとして機能することで、凝縮器16の二次側回路16bの流入口1631から二次側回路16bに流入した冷凍サイクル用冷媒の排出が抑制されるよう構成されている。
また、冷凍サイクル用蒸発器40凝縮器16の二次側回路16bの流入口1631を介して凝縮器16の二次側回路16bに液相の冷凍サイクル用冷媒が流入した場合、凝縮器内部で蒸発して気相冷媒となり、ターン部165がガス溜まりとして機能することで、凝縮器16の二次側回路16bの流入口1632から二次側回路16bに流入した冷凍サイクル用冷媒の排出が抑制されるよう構成されている。
また、このガス溜まりにより、凝縮器16の二次側回路16bの内部圧力が若干上昇する。このため、凝縮器16の二次側回路16bへの冷凍サイクル用冷媒の流入を抑制することもできる。
(第27実施形態)
第27実施形態に係る機器温調装置について図35を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、上記第26実施形態の機器温調装置と比較して、凝縮器16の二次側回路16bの流入口1632の配置とターン部166、167の構成が異なる。
凝縮器16の二次側回路16bの流入口1632は、凝縮器16の二次側回路16bの下部に配置されている。具体的には、凝縮器16の二次側回路16bの流入口1632は、凝縮器16の二次側回路16bの内部の冷凍サイクル用冷媒が貯まる空間の上下方向の中央よりも上方に配置されている。
また、本実施形態の機器温調装置は、凝縮器16の二次側回路16bの内部に、二次側回路16bの流入口163から流入した冷凍サイクル用冷媒を蛇行させて二次側回路16bの流出口164へ到達させる流路を形成するターン部166、167が配置されている。
コンデンサ21から凝縮器16の二次側回路16bの流入口1631を介して凝縮器16の二次側回路16bに液相の冷凍サイクル用冷媒が流入した場合、凝縮器内部で蒸発して気相冷媒となり、ターン部165がガス溜まりとして機能することで、凝縮器16の二次側回路16bの流入口163から二次側回路16bに流入した冷凍サイクル用冷媒の排出が抑制されるよう構成されている。
また、このガス溜まりにより、凝縮器16の二次側回路16bの内部圧力が若干上昇する。このため、凝縮器16の二次側回路16bへの冷凍サイクル用冷媒の流入を抑制することもできる。
また、冷凍サイクル用蒸発器40から凝縮器16の二次側回路16bの流入口1632を介して凝縮器16の二次側回路16bに液相の冷凍サイクル用冷媒が流入した場合、この冷凍サイクル用冷媒は、ターン部168により形成された流路内で蒸発して凝縮器16の二次側回路16bの流入口1632側に逆流しようとする。これにより、凝縮器16の二次側回路16bに流入した冷凍サイクル用冷媒の排出が抑制される。
(第28実施形態)
第28実施形態に係る機器温調装置について図36を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、上記第26実施形態の機器温調装置と比較して、凝縮器16の二次側回路16bの流入口1631、1632の配置とターン部168の構成が異なる。
凝縮器16の二次側回路16bの流入口1632は、凝縮器16の二次側回路16bの上部に配置されている。具体的には、凝縮器16の二次側回路16bの流入口1631および流入口1632は、凝縮器16の二次側回路16bの内部の冷凍サイクル用冷媒が貯まる空間の上下方向の中央よりも上方に配置されている。
また、本実施形態の機器温調装置は、凝縮器16の二次側回路16bの内部に、二次側回路16bの流入口163から流入した冷凍サイクル用冷媒の向きを変化させるターン部168が配置されている。
凝縮器16の二次側回路16bの流入口1631を介してコンデンサ21から凝縮器16の二次側回路16bに液相の冷凍サイクル用冷媒が流入した場合、この冷凍サイクル用冷媒は、ターン部168により形成された流路内で蒸発して凝縮器16の二次側回路16bの流入口1632側に逆流しようとする。これにより、凝縮器16の二次側回路16bに流入した冷凍サイクル用冷媒の排出が抑制される。
また、凝縮器16の二次側回路16bの流入口1632を介して冷凍サイクル用蒸発器40から凝縮器16の二次側回路16bに液相の冷凍サイクル用冷媒が流入した場合、この冷凍サイクル用冷媒は、ターン部168により形成された流路内で蒸発して凝縮器16の二次側回路16bの流入口1632側に逆流しようとする。このように、凝縮器16の二次側回路16bに流入した冷凍サイクル用冷媒の排出を抑制することができる。
(第29実施形態)
第29実施形態に係る機器温調装置について図37を用いて説明する。本実施形態の冷却器14は、熱交換コア14aおよびタンク14b、14cを有している。タンク14cは、往路配管101に接続され、タンク14bは、復路配管102に接続される。熱交換コア14aは、電池12aと電池12bとの間に配置されている。
電池12aおよび電池12bは、それぞれ端子T1〜T2を有している。本実施形態の機器温調装置では、電池12aおよび電池12bの側面に端子T1〜T2が配置されている。
凝縮器16から復路配管102を介してタンク14cにサーモサイフォン用冷媒が導入される。熱交換コア14aは、冷凍サイクル用冷媒とサーモサイフォン用冷媒との熱交換により電池12aと電池12bを冷却する。この際、熱交換コア14aの内部でサーモサイフォン用冷媒は蒸発し、この蒸発したサーモサイフォン用冷媒は、復路配管102を介して凝縮器16に導入される。
(第30実施形態)
第30実施形態に係る機器温調装置について図38を用いて説明する。上記第29実施形態の機器温調装置は、電池12aおよび電池12bの側面に端子T1〜T2が配置されている。これに対し、本実施形態の機器温調装置は、電池12aおよび電池12bの上面に端子T1〜T2が配置されている。
(第31実施形態)
第31実施形態に係る機器温調装置について図39を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置は、電池12aおよび電池12bの下面に冷却器14の熱交換コア14aが配置されている。すなわち、電池12aおよび電池12bは、熱交換コア14aの一面にのみ配置されている。
(第32実施形態)
第32実施形態に係る機器温調装置について図40を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置の構成は、第10実施形態の機器温調装置と同じである。本実施形態の機器温調装置は、第10実施形態の機器温調装置と比較して、ECU50のS104以降の処理が異なる。
本実施形態のECU50は、図40に示す処理を定期的に実施する。まず、ECU50は、S100にて、冷凍サイクルのオフを指示する信号が入力されたか否かに基づいて冷凍サイクルをオフするか否かを判定する。
ここで、冷凍サイクルのオフを指示する信号が入力されている場合、ECU50は、S104にて、対象機器の温度を検出する温度センサからの信号に基づいて対象機器の保温が必要か否かを判定する。
具体的には、ECU50は、対象機器の温度が第1閾値以上の場合、対象機器の保温が必要でないと判定し、対象機器の温度が第1閾値未満の場合、対象機器の保温が必要であると判定する。
ここで、対象機器の保温が必要でないと判定した場合、ECU50は、S302にて、冷却能力を増加する必要があるか否かを判定する。具体的には、対象機器の温度が第1閾値よりも高い第2閾値以上の場合、対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定する。また、対象機器の温度が第2閾値未満の場合、対象機器の冷却能力の増加が必要でないと判定する。
ここで、対象機器の温度が第2閾値以上の場合、ECU50は、S304にて、冷凍サイクルをオンする。具体的には、圧縮機23を作動させる。さらに、弁開度を全開とするよう電磁バルブ34を制御し、メインルーチンに戻る。
また、対象機器の温度が第2閾値未満の場合には、ECU50は、圧縮機23を作動させることなく、S106にて、弁開度を全開とするよう電磁バルブ34を制御し、メインルーチンに戻る。
上記したように、本実施形態の機器温調装置のECU50は、圧縮機23が作動を停止したと判定され、かつ、対象機器の保温が必要でないと判定された場合でも、対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定された場合、S304にて圧縮機23を作動させる。
つまり、対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定された場合には、凝縮器16に第1熱媒体を強制的に流入させることができ、冷却性能を増加させることができる。
また、対象機器の冷却能力の増加が必要でないと判定された場合には、圧縮機23を作動させないので、圧縮機23を駆動するための電力を消費しないようにすることができる。
なお、本実施形態では、対象機器の温度が第2閾値以上であるか否かに基づいて対象機器の冷却能力の増加が必要であるか否かを判定した。これに対し、対象機器の冷却能力の増加をユーザから指示された場合、対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定するようにしてもよい。
(第33実施形態)
第33実施形態に係る機器温調装置について図41を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置の構成は、第10、第32実施形態の機器温調装置と同じになっている。本実施形態の機器温調装置は、上記第32実施形態と比較して、ECU50のS302以降の処理が異なる。
ECU50は、S302にて、冷却能力を増加する必要があるか否かを判定する。具体的には、対象機器の温度が第2閾値以上の場合、対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定する。また、対象機器の温度が第2閾値未満の場合、対象機器の冷却能力の増加が必要でないと判定する。
ここで、対象機器の温度が第2閾値以上の場合、ECU50は、S308にて、対象機器の冷却能力の増加を許可するか否かを判定する。例えば、対象機器が圧縮機23に電力を供給する二次電池12a、12bの場合、二次電池12a、12bが充電中または二次電池12a、12bの充電が開始されることを推定した場合に、対象機器の冷却能力の増加を許可すると判定する。また、二次電池12a、12bが充電中でない場合、あるいは、二次電池12a、12bの充電が開始されないことを推定した場合には、対象機器の冷却能力の増加を許可しないと判定する。
ここで、二次電池12a、12bが充電中または二次電池12a、12bの充電が開始されることを推定した場合、ECU50は、S304にて、冷凍サイクルをオンする。具体的には、圧縮機23を作動させる。さらに、弁開度を全開とするよう電磁バルブ34を制御し、メインルーチンに戻る。
また、二次電池12a、12bが充電中でない場合、あるいは、二次電池12a、12bの充電が開始されないことを推定した場合には、ECU50は、S306にて、弁開度を全開とするよう電磁バルブ34を制御し、メインルーチンに戻る。
上記したように、本実施形態の機器温調装置のECU50は、S302にて、対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定された場合、S308にて、対象機器の冷却能力の増加を許可するか否かを判定する。
そして、S308にて、許可判定部により対象機器の冷却能力の増加を許可すると判定された場合、S304にて、圧縮機を作動させる。つまり、対象機器の冷却能力の増加を許可すると判定された場合に、凝縮器16に第1熱媒体を強制的に流入させることができ、冷却性能を増加させることができる。
また、対象機器の冷却能力の増加を許可すると判定されない場合には、圧縮機23を作動させないので、圧縮機23を駆動するための電力を消費しないようにすることができる。ここで、電磁バルブ34は開となっているので冷却能力は確保可能である。
また、本実施形態の機器温調装置のECU50は、二次電池12a、12bが充電中または二次電池12a、12bの充電が開始されることを推定した場合、対象機器の冷却能力の増加を許可すると判定する。したがって、圧縮機23を駆動するための電力を確保することができるため、次回走行時の二次電池12a、12bによる航続距離低下を抑制することが可能である。
(第34実施形態)
第34実施形態に係る機器温調装置について図42を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置の構成は、第11実施形態の機器温調装置と同じである。本実施形態の機器温調装置は、第11実施形態の機器温調装置と比較して、ECU50のS104以降の処理が異なる。
本実施形態のECU50は、図42に示す処理を定期的に実施する。まず、ECU50は、S100にて、冷凍サイクルのオフを指示する信号が入力されたか否かに基づいて冷凍サイクルをオフするか否かを判定する。
ここで、冷凍サイクルのオフを指示する信号が入力されている場合、ECU50は、S104にて、対象機器の温度を検出する温度センサからの信号に基づいて対象機器の保温が必要か否かを判定する。具体的には、ECU50は、対象機器の温度が第1閾値以上の場合、対象機器の保温が必要でないと判定し、対象機器の温度が第1閾値未満の場合、対象機器の保温が必要であると判定する。
ここで、対象機器の保温が必要でないと判定した場合、ECU50は、S302にて、冷却能力を増加する必要があるか否かを判定する。具体的には、対象機器の温度が第1閾値よりも高い第2閾値以上の場合、対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定する。また、対象機器の温度が第2閾値未満の場合、対象機器の冷却能力の増加が必要でないと判定する。
ここで、対象機器の温度が第2閾値以上の場合、ECU50は、S404にて、冷凍サイクルをオンする。具体的には、圧縮機23を作動させる。さらに、膨張弁35を通常作動させる。具体的には、弁開度が所定の目標開度となるよう膨張弁35を制御し、メインルーチンに戻る。
また、対象機器の温度が第2閾値未満の場合には、ECU50は、S206にて、圧縮機23を作動させることなく、弁開度を全閉とするよう膨張弁35を制御し、メインルーチンに戻る。
上記したように、本実施形態の機器温調装置のECU50は、S100にて圧縮機が作動を停止したと判定され、かつ、S104にて対象機器の保温が必要でないと判定された場合でも、S302にて対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定された場合、S304にて圧縮機23を作動させる。
つまり、対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定された場合には、凝縮器16に第1熱媒体を強制的に流入させることができ、冷却性能を増加させることができる。
また、対象機器の冷却能力の増加が必要でないと判定された場合には、圧縮機23を作動させないので、圧縮機23を駆動するための電力を消費しないようにすることができる。ここで、膨張弁35は全開となっているので冷却能力は確保可能である。
なお、本実施形態では、対象機器の温度が第2閾値以上であるか否かに基づいて対象機器の冷却能力の増加が必要であるか否かを判定した。これに対し、対象機器の冷却能力の増加をユーザ操作から指示された場合、対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定するようにしてもよい。
(第35実施形態)
第35実施形態に係る機器温調装置について図43を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置の構成は、第11、第34実施形態の機器温調装置と同じになっている。本実施形態の機器温調装置は、上記第34実施形態と比較して、ECU50のS302以降の処理が異なる。
ECU50は、S302にて、冷却能力を増加する必要があるか否かを判定する。具体的には、対象機器の温度が第2閾値以上の場合、対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定し、対象機器の温度が第2閾値未満の場合、対象機器の冷却能力の増加が必要でないと判定する。
ここで、対象機器の温度が第2閾値以上の場合、ECU50は、S308にて、対象機器の冷却能力の増加を許可するか否かを判定する。例えば、対象機器が二次電池12a、12bの場合、二次電池12a、12bが充電中または二次電池12a、12bの充電が開始されることを推定した場合、対象機器の冷却能力の増加を許可すると判定する。
また、二次電池12a、12bが充電中でない場合、あるいは、二次電池12a、12bの充電が開始されないことを推定した場合には、対象機器の冷却能力の増加を許可しないと判定する。
ここで、二次電池12a、12bが充電中または二次電池12a、12bの充電が開始されることを推定した場合、ECU50は、S404にて、冷凍サイクルをオンする。具体的には、圧縮機23を作動させる。さらに、膨張弁35を通常作動させる。具体的には、弁開度が所定の目標開度となるよう膨張弁35を制御し、メインルーチンに戻る。
また、二次電池12a、12bが充電中でない場合、あるいは、二次電池12a、12bの充電が開始されないことを推定した場合には、ECU50は、冷凍サイクルをオンすることなく、S406にて、弁開度を全開とするよう膨張弁35を制御し、メインルーチンに戻る。
上記したように、本実施形態の機器温調装置のECU50は、S302にて、対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定された場合、S308にて、対象機器の冷却能力の増加を許可するか否かを判定する。
そして、S308にて、許可判定部により対象機器の冷却能力の増加を許可すると判定された場合、S404にて、圧縮機を作動させる。つまり、対象機器の冷却能力の増加を許可すると判定された場合に、凝縮器16に第1熱媒体を強制的に流入させることができ、冷却性能を増加させることができる。
また、対象機器の冷却能力の増加を許可すると判定されない場合には、圧縮機23を作動させないので、圧縮機23を駆動するための電力を消費しないようにすることができる。ここで、電磁バルブ34は開となっているので冷却能力は確保可能である。
また、本実施形態の機器温調装置のECU50は、二次電池12a、12bが充電中または二次電池12a、12bの充電が開始されることを推定した場合、対象機器の冷却能力の増加を許可すると判定する。したがって、圧縮機23を駆動するための電力を確保することができるため、次回走行時の二次電池12a、12bによる航続距離低下を抑制することができる。
(第36実施形態)
第36実施形態に係る機器温調装置について図44を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置の構成は、第11、第34、35実施形態の機器温調装置と同じになっている。上記第34実施形態では、ECU50がS100にて、冷凍サイクルをオフするか否かを判定し、冷凍サイクルをオフすると判定した場合に、S104以降の処理を実施した。これに対し、本実施形態では、ECU50がS1001にて、車両が走行停止しているか否かを判定し、車両が走行停止していると判定された場合に、S104以降の処理を実施する。
まず、ECU50は、S1001にて、車両が走行停止しているか否かを判定する。ここで、車両が走行中の場合、特別な処理を実施することなく、メインルーチンに戻る。また、車両が走行停止している場合、ECU50は、S104にて、対象機器の保温が必要か否かを判定する。ここで、対象機器の保温が必要と判定された場合、ECU50は、S2081にて、冷凍サイクルをオフする。具体的には、圧縮機23を停止させる。さらに、弁開度を全閉とするよう膨張弁35を制御し、メインルーチンに戻る。
また、S104にて、対象機器の保温が必要でないと判定された場合、ECU50は、S302にて、冷却能力を増加する必要があるか否かを判定する。ここで、冷却能力を増加する必要がないと判定された場合、ECU50は、S2061にて、冷凍サイクルをオフする。具体的には、圧縮機23を停止させる。さらに、弁開度を全開とするよう膨張弁35を制御し、メインルーチンに戻る。
また、S302にて、冷却能力を増加する必要があると判定された場合、ECU50は、S4041にて、冷凍サイクルをオンする。具体的には、圧縮機23を動作させる。さらに、膨張弁35を通常作動させる。具体的には、弁開度が所定の目標開度となるよう膨張弁35を制御し、メインルーチンに戻る。
上記したように、ECU50は、車両が停止していると判定され、かつ、対象機器の保温が必要でないと判定され、かつ、冷却能力を増加する必要があると判定された場合、ECU50は、冷凍サイクルをオンし、膨張弁35を通常作動させる。したがって、凝縮器16に第1熱媒体を流入させることができ、冷却性能を増加させることができる。
(第37実施形態)
第37実施形態に係る機器温調装置について図45を用いて説明する。本実施形態の機器温調装置の構成は、第11、第34、35、36実施形態の機器温調装置と同じになっている。上記第35実施形態では、ECU50がS100にて、冷凍サイクルをオフするか否かを判定し、冷凍サイクルをオフすると判定した場合に、S104以降の処理を実施した。これに対し、本実施形態では、ECU50がS1001にて、車両が走行停止しているか否かを判定し、車両が走行停止していると判定された場合に、S104以降の処理を実施する。
まず、ECU50は、S1001にて、車両が走行停止しているか否かを判定する。ここで、車両が走行中の場合、特別な処理を実施することなく、メインルーチンに戻る。また、車両が走行停止している場合、ECU50は、S104にて、対象機器の保温が必要か否かを判定する。ここで、対象機器の保温が必要と判定された場合、ECU50は、S2081にて、冷凍サイクルをオフする。具体的には、圧縮機23を停止させる。さらに、弁開度を全閉とするよう膨張弁35を制御し、メインルーチンに戻る。
また、S104にて、対象機器の保温が必要でないと判定された場合、ECU50は、S302にて、冷却能力を増加する必要があるか否かを判定する。ここで、冷却能力を増加する必要がないと判定された場合、ECU50は、S2061にて、冷凍サイクルをオフする。具体的には、圧縮機23を停止させる。さらに、弁開度を全開とするよう膨張弁35を制御し、メインルーチンに戻る。
また、S302にて、冷却能力を増加する必要があると判定された場合、ECU50は、S308にて、対象機器の冷却能力の増加を許可するか否かを判定する。ここで、対象機器の冷却能力の増加を許可しないと判定された場合、ECU50は、S4061にて、S2061と同様に冷凍サイクルをオフするとともに、弁開度を全開とするよう膨張弁35を制御する。一方で、対象機器の冷却能力の増加を許可すると判定された場合、ECU50は、S4041にて、冷凍サイクルをオンする。具体的には、圧縮機23を動作させる。さらに、膨張弁35を通常作動させる。具体的には、弁開度が所定の目標開度となるよう膨張弁35を制御し、メインルーチンに戻る。
また、対象機器の冷却能力の増加を許可しないと判定された場合、ECU50は、S4061にて、冷凍サイクルをオフする。具体的には、圧縮機23を停止させる。さらに、弁開度を全開とするよう膨張弁35を制御し、メインルーチンに戻る。
上記したように、ECU50は、車両が停止していると判定され、かつ、対象機器の保温が必要でないと判定され、かつ、冷却能力を増加する必要があると判定され、冷却能力の増加を許可すると判定された場合、ECU50は、冷凍サイクルをオンする。さらに、膨張弁35を通常作動させる。したがって、凝縮器16に第1熱媒体を流入させることができ、冷却性能を増加させることができる。
(他の実施形態)
(1)上記第1〜第30実施形態では、図2、図37に示したように二次電池12a、12bの間に冷却器14を配置するようにし、端子を横方向から出すようにした。また、上記第30実施形態では、図38に示したように二次電池12a、12bの間に冷却器14を配置するようにし、端子を上方向から出すようにした。また、上記第31実施形態では、図39に示したように冷却器14の一面側に二次電池12aを配置するようにした。しかし、冷却器14および二次電池12a、12bの形状および配置等は、上記各実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
(2)上記実施形態において、第1接続配管201の一部が、凝縮器16の流入口163よりも上下方向下側に配置された構成と、第1接続配管201の一部が、コンデンサ21の流出口212よりも上下方向上側に配置された構成を示した。
これに対し、第1接続配管201の少なくとも一部が、凝縮器16の流入口163よりも上下方向下側に配置された構成としてもよく、第1接続配管201の少なくとも一部が、コンデンサ21の流出口212よりも上下方向上側に配置された構成とすることもできる。
(3)上記各実施形態において、第2接続配管202の一部が、凝縮器16の流出口164よりも上下方向下側に配置された構成と、第2接続配管202の一部が、コンデンサ21の流入口211よりも上下方向上側に配置された構成を示した。
これに対し、第2接続配管202の少なくとも一部が、凝縮器16の流出口164よりも上下方向下側に配置された構成、第2接続配管202の少なくとも一部が、コンデンサ21の流入口211よりも上下方向上側に配置された構成とすることもできる。
(4)上記第23実施形態では、凝縮器16の二次側回路16bの内部に、上下方向に延びるターン部165が形成されている。そして、このターン部165により、凝縮器16の二次側回路16bの内部に、二次側回路16bの流入口163から上下方向上側に向かって延びた後、流出口164に向かって上下方向下側に延びる流路が形成されている。これに対し、図46〜図49に示すように、凝縮器16の二次側回路16bの内部に、水平方向に延びるターン部169を形成することもできる。特に、図47に示す構成では、流入口163および流出口164の位置が低く、二次側回路16bに流入して蒸発した冷凍サイクル用冷媒が抜けにくくなるので、冷凍サイクル用冷媒の排出を抑制しやすくすることできる。また、図49に示す構成でも、流入口1631および流入口1632の位置が低く、二次側回路16bに流入して蒸発した冷凍サイクル用冷媒が抜けにくくなるので、冷凍サイクル用冷媒の排出を抑制しやすくすることできる。
(5)上記第13実施形態では、コンデンサ21から流出した冷凍サイクル用冷媒を凝縮器16の二次側回路16bの流入口163に供給する第1接続配管201に液溜部30を設けたが、コンデンサ21と液溜部30を一体化して設けるようにしてもよい。
(6)上記各実施形態では、コンデンサ21を縦置きとするよう構成したが、コンデンサ21を横置きとするよう構成してもよい。
(7)上記各実施形態では、電動自動車に搭載される二次電池12a、12bを機器温調装置が冷却する被冷却対象としたが、二次電池12a、12b以外のものを被冷却対象とすることもできる。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
(まとめ)
上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、機器温調装置は、第1熱媒体を循環させる第1循環回路を有するサーモサイフォンを備え、第1熱媒体の液相と気相の相変化により対象機器の温度を調整する。また、機器温調装置は、第2熱媒体を循環させる第2循環回路と、第2循環回路の内部の第2熱媒体を圧縮して吐出する圧縮機と、を備えている。また、圧縮機から吐出された第2熱媒体と空気を熱交換して第2熱媒体の熱を放熱する放熱用熱交換器と、放熱用熱交換器から流出した第2熱媒体を減圧させる膨張弁と、を有する冷凍サイクルを備えている。また、サーモサイフォンは、第1循環回路に配置され、対象機器の冷却時に第1熱媒体が蒸発するように対象機器と第1熱媒体とが熱交換可能に構成された機器用熱交換器と、膨張弁にて減圧された第2熱媒体と機器用熱交換器により蒸発した第1熱媒体を熱交換して第1熱媒体を凝縮させる凝縮器と、を有している。また、凝縮器は、第2熱媒体を流入する流入口と、第2熱媒体を流出する流出口と、を有し、放熱用熱交換器は、第2熱媒体を流入する流入口と、第2熱媒体を流出する流出口と、を有している。また、圧縮機は、第2熱媒体を吸入する吸入口と、第2熱媒体を吐出する吐出口と、を有している。また、第2循環回路は、放熱用熱交換器の流出口と凝縮器の流入口との間を接続する第1接続配管と、凝縮器の流出口と放熱用熱交換器の流入口との間を接続する第2接続配管と、を有し、圧縮機が作動を停止した際に、放熱用熱交換器から凝縮器へ第2熱媒体が重力により流入することが抑制される構成となっている。
また、第2の観点によれば、第1接続配管の少なくとも一部は、凝縮器の流入口よりも上下方向下側に配置されている。したがって、圧縮機が作動を停止した際に、放熱用熱交換器から凝縮器へ第2熱媒体が重力により流入することを抑制することができ、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォンによる冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
また、第3の観点によれば、第1接続配管の少なくとも一部は、放熱用熱交換器の流出口よりも上下方向上側に配置されている。したがって、圧縮機が作動を停止した際に、放熱用熱交換器から凝縮器へ第2熱媒体が重力により流入することを抑制することができ、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォンによる冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
また、第4の観点によれば、第2接続配管の少なくとも一部は、凝縮器の流入口よりも上下方向下側に配置されている。したがって、圧縮機が作動を停止した際に、放熱用熱交換器から凝縮器へ第2熱媒体が重力により流入することを抑制することができ、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォンによる冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
また、第5の観点によれば、第2接続配管の少なくとも一部は、放熱用熱交換器の流入口よりも上下方向上側に配置されている。したがって、圧縮機が作動を停止した際に、放熱用熱交換器から凝縮器へ第2熱媒体が重力により流入することを抑制することができ、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォンによる冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
また、第6の観点によれば、凝縮器の流入口および凝縮器の流出口は、圧縮機の吸入口、圧縮機の吐出口、膨張弁、放熱用熱交換器の流入口および放熱用熱交換器の流出口より上下方向上側に位置するよう配置されている。
したがって、圧縮機が作動を停止した際に、放熱用熱交換器から凝縮器へ第2熱媒体が重力により流入することを抑制することができ、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォンによる冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
また、第7の観点によれば、凝縮器の流入口および凝縮器の流出口は、第2循環回路に第2熱媒体が充填される際の第2熱媒体の目標液面よりも上下方向上側に配置されている。
したがって、圧縮機が作動を停止した際に、放熱用熱交換器から凝縮器へ第2熱媒体が重力により流入することを抑制することができ、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォンによる冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
また、第8の観点によれば、放熱用熱交換器の流入口および放熱用熱交換器の流出口は、放熱用熱交換器の内部の第2熱媒体が貯まる空間の上下方向の中央よりも上方に配置されている。
したがって、圧縮機の作動を停止させた際に、放熱用熱交換器の流入口および放熱用熱交換器の流出口から放熱用熱交換器の内部の第2熱媒体が流出しにくく、圧縮機が作動を停止した際に、放熱用熱交換器から凝縮器へ第2熱媒体が重力により流入することを抑制することができる。
また、第9の観点によれば、機器温調装置は、第1接続配管に配置され、放熱用熱交換器の流出口から流出した第2熱媒体を溜める液溜部を備えている。圧縮機の作動を停止させた際に、液溜部に第2熱媒体が溜まり、圧縮機が作動を停止した際に、放熱用熱交換器から凝縮器へ第2熱媒体が重力により流入することを抑制することができる。
また、第10の観点によれば、圧縮機は、第2接続配管における凝縮器の流出口より上下方向下側に配置された部位に設けられている。このように、圧縮機を、第2接続配管における凝縮器の流出口より上下方向下側に配置された部位に設けることにより、放熱用熱交換器から圧縮機を通って凝縮器に第2熱媒体が流入するのを抑制することができる。
また、第11の観点によれば、放熱用熱交換器は、第2熱媒体を流入する流入口と第2熱媒体を流出する流出口を構成する少なくとも2つの出入口(213)を有している。また、放熱用熱交換器の出入口は、上下方向において互いに異なる位置に配置されている。
そして、第1接続配管は、放熱用熱交換器の出入口のうち最も上下方向下側に配置された出入口よりも上下方向上側に配置された出入口と凝縮器の流入口との間を接続している。
したがって、圧縮機が作動を停止した際に、放熱用熱交換器から凝縮器へ第2熱媒体が重力により流入することを抑制することができ、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォンによる冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
また、第12の観点によれば、第1接続配管および第2接続配管の少なくとも一方には、第1接続配管および前記第2接続配管の少なくとも一方を流れる第2熱媒体の流路の流路面積を変化させる流路面積変化部が設けられている。したがって、圧縮機が作動を停止した際に、放熱用熱交換器から凝縮器へ第2熱媒体が重力により流入することを抑制することができ、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォンによる冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
また、第13の観点によれば、流路面積変化部は、膨張弁である。このように、膨張弁により流路面積変化部を構成することができ、部品点数を低減することができる。
また、第14の観点によれば、流路面積変化部は、第2熱媒体の流路を開閉するバルブである。このように、第2熱媒体の流路を開閉するバルブにより流路面積変化部を構成することもできる。
また、第15の観点によれば、機器温調装置は、圧縮機が作動を停止したか否かを判定する動作判定部と、対象機器の保温が必要であるか否かを判定する保温判定部と、を備えている。また、動作判定部により圧縮機が作動を停止したと判定され、かつ、保温判定部により対象機器の保温が必要であると判定された場合、該第1接続配管を流れる第2熱媒体の流路の流路面積を減少させるようバルブを制御する流路制御部と、を備えている。
したがって、圧縮機が作動を停止した際に、放熱用熱交換器から凝縮器へ第2熱媒体が重力により流入することを抑制することができ、圧縮機の作動を停止させた際のサーモサイフォンによる冷却対象機器の冷却を抑制することができる。
また、第16の観点によれば、機器温調装置は、車両に搭載され、放熱用熱交換器は、第2熱媒体と車両の外気との熱交換を行う。このように、放熱用熱交換器は、第2熱媒体と車両の外気との熱交換を行うものとして構成することができる。
また、第17の観点によれば、放熱用熱交換器は、第2熱媒体を流入する流入口と、第2熱媒体を流出する流出口と、を有し、凝縮器は、第2熱媒体を流入する流入口と、第2熱媒体を流出する流出口と、を有している。
また、第2循環回路は、第1接続配管の途中に設けられた第1分岐部と、第2接続配管の途中に設けられた第2分岐部との間を接続する第3接続配管と、を有している。
また、第3接続配管には、放熱用熱交換器から流入した第2熱媒体を減圧させる減圧部と、減圧部により減圧された第2熱媒体と空気を熱交換して空気を冷却する冷凍サイクル用蒸発器と、が設けられている。
そして、第2接続配管における凝縮器の流出口と第2分岐部との間の流路の少なくとも一部は、第2分岐部よりも上下方向上側に位置するよう配置されている。
したがって、冷凍サイクル用蒸発器40から第2分岐部Nに流入した冷凍サイクル用冷媒が凝縮器の流出口側に流入するのを抑制することができる。
また、第18の観点によれば、機器温調装置は、第1熱媒体を循環させる第1循環回路を有するサーモサイフォンを備え、第1熱媒体の液相と気相の相変化により対象機器の温度を調整する。また、機器温調装置は、第2熱媒体を循環させる第2循環回路と、第2循環回路の内部の第2熱媒体を圧縮して吐出する圧縮機と、を備えている。また、圧縮機から吐出された第2熱媒体と空気を熱交換して第2熱媒体の熱を放熱する放熱用熱交換器と、放熱用熱交換器から流出した第2熱媒体を減圧させる膨張弁と、を有する冷凍サイクルを備えている。
また、サーモサイフォンは、第1循環回路に配置され、対象機器の冷却時に第1熱媒体が蒸発するように対象機器と第1熱媒体とが熱交換可能に構成された機器用熱交換器と、膨張弁にて減圧された第2熱媒体と機器用熱交換器により蒸発した第1熱媒体を熱交換して第1熱媒体を凝縮させる凝縮器と、を有している。
また、凝縮器は、第2熱媒体が流れる二次側回路と、二次側回路に第2熱媒体を流入させる流入口と、二次側回路から第2熱媒体を流出させる流出口と、を有している。そして、二次側回路の流入口から二次側回路に流入した第2熱媒体の排出が抑制される排出抑制構造を有している。
また、第19の観点によれば、二次側回路の内部には、二次側回路の流入口から流入した第2熱媒体の向きを変化させるターン部(165〜167)が配置されている。そして、ターン部により第2熱媒体の向きが変化することにより、流入口から二次側回路に流入した第2熱媒体の排出が抑制される。このように、二次側回路に流入した第2熱媒体の排出を抑制することができる。
また、第20の観点によれば、二次側回路の内部には、二次側回路に形成された流入口および二次側回路に形成された流出口より上下方向上側に気相の第2熱媒体を溜めるガス溜まり部(X)が形成されている。また、ガス溜まり部に第2熱媒体が溜まることにより、流入口から二次側回路に流入した第2熱媒体の排出が抑制される。このように、二次側回路に流入した第2熱媒体の排出を抑制することができる。
また、第21の観点によれば、二次側回路の内部には、二次側回路に形成された流入口から流入した第2熱媒体の向きを変化させるターン部(168)が配置されている。そして、二次側回路の流入口は、二次側回路の内部の第2熱媒体が貯まる空間の上下方向の中央よりも上方に配置されている。
したがって、二次側回路に流入した第2熱媒体は、二次側回路の内部で蒸発して二次側回路の流入口側に逆流しようとする。これにより、凝縮器の二次側回路の流入口から凝縮器の二次側回路に流入した冷凍サイクル用冷媒の排出が抑制される。このように、二次側回路に流入した第2熱媒体の排出を抑制することができる。
また、第22の観点によれば、機器温調装置は、対象機器の保温が必要であるか否かを判定する保温判定部を備えている。また、対象機器の冷却能力の増加が必要か否かを判定する能力増加判定部を備えている。
また、保温判定部により対象機器の保温が必要でないと判定され、かつ、能力増加判定部により対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定された場合、圧縮機を作動させる圧縮機作動部を備えている。
したがって、圧縮機が作動を停止したと判定され、かつ、対象機器の保温が必要でないと判定された場合でも、圧縮機作動部は、能力増加判定部により対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定された場合、圧縮機を作動させる。
つまり、対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定された場合には、凝縮器に第1熱媒体を強制的に流入させることができ、冷却性能を増加させることができる。
また、第23の観点によれば、保温判定部は、対象機器の温度が第1閾値以上である場合、対象機器の保温が必要であると判定し、対象機器の温度が第1閾値未満の場合、対象機器の保温が必要でないと判定する。
また、能力増加判定部は、対象機器の温度が第1閾値よりも高い第2閾値以上である場合、対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定し、対象機器の温度が第2閾値未満の場合、対象機器の冷却能力の増加が必要でないと判定する。
このように、保温判定部は、対象機器の温度が第1閾値以上である場合、対象機器の保温が必要であると判定し、能力増加判定部は、対象機器の温度が第1閾値よりも高い第2閾値以上である場合、対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定するのが好ましい。
また、第24の観点によれば、能力増加判定部により対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定された場合、対象機器の冷却能力の増加を許可するか否かを判定する許可判定部を備えている。
そして、圧縮機作動部は、許可判定部により対象機器の冷却能力の増加を許可すると判定された場合、圧縮機を作動させる。
このように、対象機器の冷却能力の増加を許可するか否かを判定し、対象機器の冷却能力の増加を許可すると判定された場合、圧縮機を作動させることができる。
また、第25の観点によれば、対象機器は、圧縮機に電力を供給する二次電池であり、許可判定部は、二次電池が充電中または二次電池の充電が開始されることを推定した場合、対象機器の冷却能力の増加を許可すると判定する。したがって、圧縮機23を駆動するための電力を確保することができるため、次回走行時の二次電池による航続距離低下を抑制することが可能である。
10 サーモサイフォン
14 冷却器
16 凝縮器
20 冷凍サイクル
21 コンデンサ
22 膨張弁
23 圧縮機
100 第1循環回路
101 往路配管
102 復路配管
200 第2循環回路
201 第1接続配管
202 第2接続配管

Claims (25)

  1. 第1熱媒体を循環させる第1循環回路(100)を有するサーモサイフォン(10)を備え、前記第1熱媒体の液相と気相の相変化により対象機器(12a、12b)の温度を調整する機器温調装置であって、
    第2熱媒体を循環させる第2循環回路(200)と、前記第2循環回路の内部の前記第2熱媒体を圧縮して吐出する圧縮機(23)と、前記圧縮機から吐出された前記第2熱媒体と空気を熱交換して前記第2熱媒体の熱を放熱する放熱用熱交換器(21)と、前記放熱用熱交換器から流出した前記第2熱媒体を減圧させる膨張弁(22、33、35)と、を有する冷凍サイクル(20)を備え、
    前記サーモサイフォンは、
    前記第1循環回路に配置され、前記対象機器の冷却時に前記第1熱媒体が蒸発するように前記対象機器と前記第1熱媒体とが熱交換可能に構成された機器用熱交換器(14)と、
    前記膨張弁にて減圧された前記第2熱媒体と前記機器用熱交換器により蒸発した前記第1熱媒体を熱交換して前記第1熱媒体を凝縮させる凝縮器(16)と、を有し、
    前記凝縮器は、前記第2熱媒体を流入する流入口(163)と、前記第2熱媒体を流出する流出口(164)と、を有し、
    前記放熱用熱交換器は、前記第2熱媒体を流入する流入口(211)と、前記第2熱媒体を流出する流出口(212)と、を有し、
    前記圧縮機は、前記第2熱媒体を吸入する吸入口(231)と、前記第2熱媒体を吐出する吐出口(232)と、を有し、
    前記第2循環回路は、前記放熱用熱交換器の前記流出口と前記凝縮器の前記流入口との間を接続する第1接続配管(201)と、前記凝縮器の前記流出口と前記放熱用熱交換器の前記流入口との間を接続する第2接続配管(202)と、を有し、
    前記圧縮機が作動を停止した際に、前記放熱用熱交換器から前記凝縮器へ前記第2熱媒体が重力により流入することが抑制される構成となっている機器温調装置。
  2. 前記第1接続配管の少なくとも一部は、前記凝縮器の前記流入口よりも上下方向下側に配置されている請求項1に記載の機器温調装置。
  3. 前記第1接続配管の少なくとも一部は、前記放熱用熱交換器の前記流出口よりも上下方向上側に配置されている請求項1または2に記載の機器温調装置。
  4. 前記第2接続配管の少なくとも一部は、前記凝縮器の前記流出口よりも上下方向下側に配置されている請求項1ないし3のいずれか1つに記載の機器温調装置。
  5. 前記第2接続配管の少なくとも一部は、前記放熱用熱交換器の前記流入口よりも上下方向上側に配置されている請求項1ないし4のいずれか1つに記載の機器温調装置。
  6. 前記凝縮器の前記流入口および前記凝縮器の前記流出口は、前記圧縮機の前記吸入口、前記圧縮機の前記吐出口、前記膨張弁、前記放熱用熱交換器の前記流入口および前記放熱用熱交換器の前記流出口より上下方向上側に位置するよう配置されている請求項1に記載の機器温調装置。
  7. 前記凝縮器の前記流入口および前記凝縮器の前記流出口は、前記第2循環回路に前記第2熱媒体が充填される際の前記第2熱媒体の目標液面よりも上下方向上側に配置されている請求項1ないし6のいずれか1つに記載の機器温調装置。
  8. 前記放熱用熱交換器の前記流入口および前記放熱用熱交換器の前記流出口は、前記放熱用熱交換器の内部の前記第2熱媒体が貯まる空間の上下方向の中央よりも上方に配置されている請求項1ないし7のいずれか1つに記載の機器温調装置。
  9. 前記第1接続配管に配置され、前記放熱用熱交換器の前記流出口から流出した前記第2熱媒体を溜める液溜部(30)を備えた請求項1ないし8のいずれか1つに記載の機器温調装置。
  10. 前記圧縮機は、前記第2接続配管における前記凝縮器の前記流出口より上下方向下側に配置された部位に設けられている請求項4に記載の機器温調装置。
  11. 前記放熱用熱交換器は、前記第2熱媒体を流入する前記流入口と前記第2熱媒体を流出する前記流出口を構成する少なくとも2つの出入口(213)を有し、
    前記放熱用熱交換器の前記出入口は、上下方向において互いに異なる位置に配置されており、
    前記第1接続配管は、前記放熱用熱交換器の前記出入口のうち最も上下方向下側に配置された前記出入口よりも上下方向上側に配置された前記出入口と前記凝縮器の前記流入口との間を接続している請求項1ないし10のいずれか1つに記載の機器温調装置。
  12. 前記第1接続配管および前記第2接続配管の少なくとも一方には、前記第1接続配管および前記第2接続配管の少なくとも一方を流れる前記第2熱媒体の流路の流路面積を変化させる流路面積変化部(33〜35)が設けられている請求項1ないし11のいずれか1つに記載の機器温調装置。
  13. 前記流路面積変化部は、前記膨張弁(33)である請求項12に記載の機器温調装置。
  14. 前記流路面積変化部は、前記第2熱媒体の流路を開閉するバルブ(34、35)である請求項12に記載の機器温調装置。
  15. 前記圧縮機が作動を停止したか否かを判定する動作判定部(S100)と、
    前記対象機器の保温が必要であるか否かを判定する保温判定部(S104)と、
    前記動作判定部により前記圧縮機が作動を停止したと判定され、かつ、前記保温判定部により前記対象機器の保温が必要であると判定された場合、前記第1接続配管および前記第2接続配管の少なくとも一方を流れる前記第2熱媒体の流路の流路面積を減少させるよう前記バルブを制御する流路制御部(S108)と、を備えた請求項14に記載の機器温調装置。
  16. 前記機器温調装置は、車両に搭載され、
    前記放熱用熱交換器は、前記第2熱媒体と前記車両の外気との熱交換を行う請求項1ないし15のいずれか1つに記載の機器温調装置。
  17. 前記放熱用熱交換器は、前記第2熱媒体を流入する流入口(211)と、前記第2熱媒体を流出する流出口(212)と、を有し、
    前記凝縮器は、前記第2熱媒体を流入する流入口(163)と、前記第2熱媒体を流出する流出口(164)と、を有し、
    前記第2循環回路は、前記第1接続配管の途中に設けられた第1分岐部(M)と、前記第2接続配管の途中に設けられた第2分岐部(N)との間を接続する第3接続配管(203)と、を有し、
    前記第3接続配管には、前記放熱用熱交換器から流入した前記第2熱媒体を減圧させる減圧部(42)と、前記減圧部により減圧された前記第2熱媒体と前記空気を熱交換して前記空気を冷却する冷凍サイクル用蒸発器(40)と、が設けられており、
    前記第2接続配管における前記凝縮器の前記流出口と前記第2分岐部との間の流路の少なくとも一部は、前記第2分岐部よりも上下方向上側に位置するよう配置されている請求項1に記載の機器温調装置。
  18. 第1熱媒体を循環させる第1循環回路(100)を有するサーモサイフォン(10)を備え、前記第1熱媒体の液相と気相の相変化により対象機器(12a、12b)の温度を調整する機器温調装置であって、
    第2熱媒体を循環させる第2循環回路(200)と、前記第2循環回路の内部の前記第2熱媒体を圧縮して吐出する圧縮機(23)と、前記圧縮機から吐出された前記第2熱媒体と空気を熱交換して前記第2熱媒体の熱を放熱する放熱用熱交換器(21)と、前記放熱用熱交換器から流出した前記第2熱媒体を減圧させる膨張弁(22)と、を有する冷凍サイクル(20)を備え、
    前記サーモサイフォンは、
    前記第1循環回路に配置され、前記対象機器の冷却時に前記第1熱媒体が蒸発するように前記対象機器と前記第1熱媒体とが熱交換可能に構成された機器用熱交換器(14)と、
    前記膨張弁にて減圧された前記第2熱媒体と前記機器用熱交換器により蒸発した前記第1熱媒体を熱交換して前記第1熱媒体を凝縮させる凝縮器(16)と、を有し、
    前記凝縮器は、前記第2熱媒体が流れる二次側回路(16b)と、前記二次側回路に前記第2熱媒体を流入させる流入口(163)と、前記二次側回路から前記第2熱媒体を流出させる流出口(164)と、を有し、
    前記二次側回路の前記流入口から前記二次側回路に流入した前記第2熱媒体の排出が抑制される排出抑制構造を有している機器温調装置。
  19. 前記二次側回路の内部には、前記二次側回路の前記流入口から流入した前記第2熱媒体の向きを変化させるターン部(165〜167)が配置されており、
    前記ターン部により前記第2熱媒体の向きが変化することにより、前記二次側回路に流入した前記第2熱媒体の排出が抑制される請求項18に記載の機器温調装置。
  20. 前記二次側回路の内部には、前記二次側回路に形成された前記流入口および前記二次側回路に形成された前記流出口より上下方向上側に気相の前記第2熱媒体を溜めるガス溜まり部(X)が形成されており、
    前記ガス溜まり部に前記第2熱媒体が溜まることにより、前記二次側回路に流入した前記第2熱媒体の排出が抑制される請求項18に記載の機器温調装置。
  21. 前記二次側回路の内部には、前記二次側回路に形成された前記流入口から流入した前記第2熱媒体の向きを変化させるターン部(165〜168)が配置されており、
    前記二次側回路の前記流入口は、前記二次側回路の内部の前記第2熱媒体が貯まる空間の上下方向の中央よりも上方に配置されている請求項18に記載の機器温調装置。
  22. 前記対象機器の保温が必要であるか否かを判定する保温判定部(S104)と、
    前記対象機器の冷却能力の増加が必要か否かを判定する能力増加判定部(S302)と、
    前記保温判定部により前記対象機器の保温が必要でないと判定され、かつ、前記能力増加判定部により前記対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定された場合、前記圧縮機を作動させる圧縮機作動部(S304、S404、S4041)と、を備えた請求項1または18に記載の機器温調装置。
  23. 前記保温判定部は、前記対象機器の温度が第1閾値以上である場合、前記対象機器の保温が必要であると判定し、前記対象機器の温度が前記第1閾値未満の場合、前記対象機器の保温が必要でないと判定し、
    前記能力増加判定部は、前記対象機器の温度が前記第1閾値よりも高い第2閾値以上である場合、前記対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定し、前記対象機器の温度が前記第2閾値未満の場合、前記対象機器の冷却能力の増加が必要でないと判定する請求項22に記載の機器温調装置。
  24. 前記能力増加判定部により前記対象機器の冷却能力の増加が必要であると判定された場合、前記対象機器の冷却能力の増加を許可するか否かを判定する許可判定部(S308)を備え、
    前記圧縮機作動部は、前記許可判定部により前記対象機器の冷却能力の増加を許可すると判定された場合、前記圧縮機を作動させる請求項22または23に記載の機器温調装置。
  25. 前記対象機器は、前記圧縮機に電力を供給する二次電池であり、
    前記許可判定部は、前記二次電池が充電中または前記二次電池の充電が開始されることを推定した場合、前記対象機器の冷却能力の増加を許可すると判定する請求項24に記載の機器温調装置。
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