JP5730238B2 - 統合冷却システム - Google Patents
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Description
この従来の統合冷却システムは、自動車の電動モータなどエンジン以外の発熱体を冷却水で冷却する第1空冷熱交換器(サブ・ラジエータ)と、車両空調用の冷却媒体を冷却する第2空冷熱交換器(コンデンサ)と、を備えている。サブ・ラジエータの流出側タンク内に水冷熱交換器を配置し、サブ・ラジエータを循環する冷却水で空調機の冷却媒体を水冷した後にコンデンサへ流すようにしている。
実施例1の統合冷却システムは、内燃機関と電気モータとを搭載し、いずれか一方および両方での駆動が可能なハイブリッド車に用いられる。
なお、強電系部品冷却回路ECは本発明の第1冷却回路に、また空調用冷却回路ACは、本発明の第2冷却回路にそれぞれ相当する。
これらの部品間を流れる冷却媒体としては、たとえばHFC-134a(化学式:CH2FCF3)を用いる。冷却媒体の流れ方向は、図1中、矢印で示してある。
なお、空冷コンデンサ1は、強電系部品冷却回路ECの一部をも構成する。また、冷却媒体HFC-134aは、本発明の第2冷却媒体に相当する。
ここで空気冷却された冷却媒体は、流路12を通ってエクスパンション・バルブ2へ流れる。
エバポレータ3から出た冷却媒体は、流路14を通ってコンプレッサ4の入口へ送り出される。
コンプレッサ4の出口から吐き出された冷却媒体は、流路15を通って水冷コンデンサ5の入口へ送られる。
水冷コンデンサ5から流出した冷却媒体は、流路16を通って空冷コンデンサ1へと戻される。
なお、水冷コンデンサ5は、本発明の第2熱交換器に相当する。
なお、サブ・ラジエータ6は本発明の第1熱交換器に、また冷却水は本発明の第1冷却媒体にそれぞれ相当する。
水冷コンデンサ5から流出した冷却水は、流路を通って強電系部品冷却部7へ送られる。
強電系部品を冷却することで温められた冷却水は、流路を通ってサブ・ラジエータ6へ送られる。
また、コンプレッサ4の出口側の冷却媒体の温度を検出する温度センサ22を設け、ここで温度を検出し、その検出信号をコントローラ23にその検出信号を送るようにしてある。この温度センサ22は、本発明の第2異常漏れ検出センサに相当する。
警報器24は、車両の音響機器、クラクション、表示器のうちの少なくとも一つを用い、コントローラ23から警報信号を受けたら、音響や光で冷却回路の異常をユーザーに知らせるものである。
空調用冷却回路ACでは、冷却媒体は空冷コンデンサ1で空冷されて過冷却液の状態となって流路12を通ってエクスパンション・バルブ2に送られる。
エクスパンション・バルブ2では、過冷却液の状態の冷却媒体を低圧化して絞ることにより、低温かつ低圧の霧状の冷媒として気化しやすいようにする。このようにして気化された冷却媒体は、流路13を通ってエバポレータ3へ送られ、ここでエクスパンション・バルブ2を通過して減圧膨張した低温低圧の冷却媒体を、送風機の空気流を受けて蒸発させ、低温になった冷却媒体で、送風ダクト内を車室へ向けて流れる空気流を冷却し、車室内を冷房する。
エバポレータ3で熱交換して温められた冷却媒体は、流路14を通ってコンプレッサ4に送られる。
冷却媒体は、水冷コンデンサ5を通過するとき、強電系部品冷却回路ECの冷却水と熱交換を行って冷却され、流路16を通って空冷コンデンサ1でさらに冷却されて流路12を通ってエクスパンション・バルブ2へ送られる。
このようにして、冷却媒体は、空調用冷却回路ACを循環する。
水冷コンデンサ5では、サブ・ラジエータ6で冷却された低温の冷却水と、空調用冷却回路ACのコンプレッサ4から水冷コンデンサ5に流入してきた冷却媒体との間で熱交換が行われ、冷却媒体は冷却水で冷却された後、流路を通って強電系部品冷却部に送られる。
冷却水は、水冷コンデンサ5で若干温められるものの、強電部品を冷却するには十分低い温度であるので、強電系部品を冷却して流路を通ってサブ・ラジエータ6へ戻る。このようにして、冷却水は強電系部品冷却回路ECを循環する。
これに対し、空調用冷却回路ACからこの外部へ冷却媒体が漏れると、コンプレッサ4の出口側の冷却媒体の温度が下がるので、この温度の変化によりコントローラ23が漏れを検知・判断する。この結果、警報器24を作動させ、ユーザーに警告を発する。
なお、この漏れ検知は、空調用冷却回路ACのあらゆる部位からの漏れを検知する。
なお、この漏れで冷却媒体が強電系部品用冷却回路ECの冷却水に流入しないときは、近接センサ21は作動せず、また強電系部品用冷却回路EC内の圧が異常膨張する恐れもない。
この内圧が所定圧になると、強電系部品冷却回路ECの一部を構成し、強度が一番弱い、流出側タンク8の脆弱部80を破断する。
また、冷却水は、流出側タンク8の脆弱部80の下端(そこから距離Lの位置にある)より下の部分は流出しないので、強電系部品冷却回路ECを機能させるのに最低限必要な量は確保される。これにより、空調用冷却回路ACが失陥しても、強電系部品用冷却回路ECの最低限の冷却機能は確保され、強電系部品を冷却し続ける。
なお、この冷却媒体の冷却水への漏れの異常時は、これ以外の他の部位での漏れの場合とは、警報器24による警報音や警報表示を異ならせるようにしてもよい。
本実施例の統合冷却システムにあっては、サブ・ラジエータ6の流出側タンク8内に水冷コンデンサ5を配置するとともに、強電系部品用冷却回路ECに必要な最低限以上の容量を確保可能な流出側タンク8の高さLに脆弱部80を設けた。
これにより、万が一、サブ・ラジエータ6の流出側タンク8内で強電系部品用冷却回路ECの冷却水に空調用冷却回路ACの冷却媒体が漏れて流れ込んで気化して流出側タンク8内の圧力が上昇したとしても、流出側タンク8の上方に設けた脆弱部80が破断して、漏れた冷却媒体を脆弱部80の下端より上にある冷却水とともに、外部へ放出する。
一方、水冷コンデンサ5が流出側タンク8内に配置されているので、正常時にあっては、サブ・ラジエータ6のコア部6aで冷却されて流出側タンク8へ流入してきた冷却水で冷却媒体を冷却するので、その冷却効率を向上させることができる。
また、温度センサ22で空調用冷却回路ACでのあらゆる部位での漏れを検出して警報器24で警報を発するようにしたので、すべての漏れに対しユーザーに認知させることができる。
なお、この場合、前者と後者での警報を異ならせたので、ユーザーはどちらの漏れが生じたのかを認識することができる。
これにより、脆弱部80を通って外部へ放出される冷却水が他の補機類にかかって不具合を起こすのを避けることが可能となる。
なお、補機類の位置によってはこれを避けるため前後斜め方向に放出口91を向けることも可能である。
2 エクスパンション・バルブ
3 エバポレータ
4 コンプレッサ
5 水冷コンデンサ(第2熱交換器)
6 サブ・ラジエータ(第1熱交換器)
6a コア部
7 流入側タンク
8 流出側タンク
80 脆弱部
81、90 ガイド部材
9 デガス・タンク
10a、10b パイプ
11 オーバーフロー・タンク
12〜16 流路
17 放出パイプ
21 近接センサ(第1異常漏れ検出センサ)
22 温度センサ(第2異常漏れ検出センサ)
23 コントローラ
24 警報器
Claims (3)
- 流入側タンクおよび流出側タンクの間のコア部で第1冷却媒体を冷却する第1熱交換器を有する第1冷却回路と、
前記流出側タンクの内部に配置されて前記第1冷却媒体で第2冷却媒体を冷却する第2熱交換器を有し、該第2熱交換器での前記第2冷却媒体の圧力が前記第1冷却媒体の圧力より高くなる第2冷却回路と、
を備えた統合冷却システムにおいて、
前記流出側タンクに設けられ、所定圧以上で破断して該流出側タンクの内外を連通可能とする脆弱部と、
第2冷却媒体の第1冷却媒体への漏れを検出する第1異常漏れ検出センサと、
前記第2冷却回路からの第2冷却媒体の漏れを検出する第2異常漏れ検出センサと、
前記第1および第2異常漏れ検出センサが異常漏れを検出したとき警報を発する警報器と、
を備え、
前記第1異常漏れ検出センサで漏れを検出した場合と前記第2異常漏れ検出センサで漏れを検出したときとで、前記警報器による警報を異ならせたことを特徴とする統合冷却システム。 - 請求項1に記載の統合冷却システムにおいて、
前記警報器は、音響機器、クラクション、表示器の少なくとも一つであることを特徴とする統合冷却システム。 - 請求項1又は請求項2に記載の統合冷却システムにおいて、
前記第1冷却回路は、前記第1冷却媒体である冷却水を流す強電系部品用冷却回路であり、
前記第2冷却回路は、前記第2冷却媒体である空調用冷却媒体を流す空調用冷却回路であることを特徴とする統合冷却システム。
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