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JP2014029232A - Cooling device - Google Patents

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JP2014029232A
JP2014029232A JP2012169845A JP2012169845A JP2014029232A JP 2014029232 A JP2014029232 A JP 2014029232A JP 2012169845 A JP2012169845 A JP 2012169845A JP 2012169845 A JP2012169845 A JP 2012169845A JP 2014029232 A JP2014029232 A JP 2014029232A
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JP
Japan
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refrigerant
heat exchanger
inlet
cooling
passage
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Pending
Application number
JP2012169845A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Ono
雄一 大野
Kazuhide Uchida
和秀 内田
Yoshiaki Kawakami
芳昭 川上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device capable of suppressing variation of cooling efficiency when it cools a heating source.SOLUTION: A cooler 32 has: a housing 70 defining an internal space 74; a flow inlet 71 from which a refrigerant flows in the internal space 74; a flow outlet 72 through which the refrigerant flows out of the internal space 74; and plural fins 73 provided in the internal space 74. The fins 73 block the internal space 74 into plural parallel flow passages 80, and the refrigerant flows in the internal space 74 from the flow inlet 71 toward the flow outlet 72 via any of the plural parallel flow passages 80. The plural parallel flow passages 80 include a nearest flow passage 84 in which an inlet 81 of the parallel flow passage 80 is nearest the flow inlet 71, and a farthest flow passage 88 in which the inlet 81 of the parallel flow passage 80 is farthest from the flow inlet 71. Pressure loss of a path 76 from the flow inlet 71 to the inlet 81 of the farthest flow passage 88 is smaller than pressure loss of the nearest flow passage 84.

Description

本発明は、冷却装置に関し、特に、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して発熱源を冷却する冷却装置に関する。   The present invention relates to a cooling device, and more particularly to a cooling device that cools a heat generation source using a vapor compression refrigeration cycle.

近年、環境問題対策の一つとして、モータの駆動力により走行するハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車などが注目されている。このような車両において、モータ、ジェネレータ、インバータ、コンバータおよびバッテリなどの電気機器は、電力の授受によって発熱する。そのため、これらの電気機器を冷却する必要がある。そこで、車両用空調装置として使用される蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して、発熱体を冷却する技術が提案されている。   In recent years, attention has been focused on hybrid vehicles, fuel cell vehicles, electric vehicles, and the like that travel with the driving force of a motor as one of the environmental countermeasures. In such a vehicle, electric devices such as a motor, a generator, an inverter, a converter, and a battery generate heat when power is transferred. Therefore, it is necessary to cool these electric devices. In view of this, a technique for cooling a heating element using a vapor compression refrigeration cycle used as a vehicle air conditioner has been proposed.

たとえば特開2007−69733号公報(特許文献1)には、膨張弁から圧縮機へ至る冷媒通路に、空調用の空気と熱交換する熱交換器と、発熱体と熱交換する熱交換器と、を並列に配置し、空調装置用の冷媒を利用して発熱体を冷却するシステムが開示されている。特開2005−90862号公報(特許文献2)には、空調用の冷凍サイクルの減圧器、蒸発器および圧縮機をバイパスするバイパス通路に、発熱体を冷却するための発熱体冷却手段を設けた、冷却システムが開示されている。   For example, JP 2007-69733 A (Patent Document 1) discloses a heat exchanger that exchanges heat with air for air conditioning, a heat exchanger that exchanges heat with a heating element, in a refrigerant passage from an expansion valve to a compressor. , Are arranged in parallel, and a system for cooling a heating element using a refrigerant for an air conditioner is disclosed. Japanese Patent Laid-Open No. 2005-90862 (Patent Document 2) is provided with a heating element cooling means for cooling the heating element in a bypass passage that bypasses the decompressor, evaporator and compressor of the refrigeration cycle for air conditioning. A cooling system is disclosed.

一方、発熱体を冷却する冷却器に関する技術が種々提案されている。たとえば特開平9−23081号公報(特許文献3)には、沸騰冷却装置において、冷媒槽内を3つの冷媒室に区画する隔壁と、各冷媒室の沸騰領域を上下方向に分割する複数の冷媒流制御板とが設けられ、冷媒流制御板は上下方向に等間隔を開けて傾斜した状態に設けられている構成が開示されている。特開2001−168256号公報(特許文献4)には、半導体パワーモジュールを冷却する構造において、沸騰型ラジエータにパワーモジュールを組み込んだ構成が開示されている。   On the other hand, various technologies related to a cooler for cooling a heating element have been proposed. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-23081 (Patent Document 3), in a boiling cooling device, a partition that divides a refrigerant tank into three refrigerant chambers, and a plurality of refrigerants that divide the boiling region of each refrigerant chamber in the vertical direction. There is disclosed a configuration in which a flow control plate is provided and the refrigerant flow control plate is provided in an inclined state at equal intervals in the vertical direction. Japanese Patent Laying-Open No. 2001-168256 (Patent Document 4) discloses a structure in which a power module is incorporated in a boiling radiator in a structure for cooling a semiconductor power module.

特開平8−258548号公報(特許文献5)には、室外熱交換器において、熱交換器の下側から冷媒を流入し、上側から冷媒を排出する構成が開示されている。特開2008−253057号公報(特許文献6)には、水冷式の素子冷却構造において、冷却器の下側から冷媒を流入し、上側から排出する構成が開示されている。   JP-A-8-258548 (Patent Document 5) discloses a configuration in which an refrigerant flows in from the lower side of the heat exchanger and discharges the refrigerant from the upper side in the outdoor heat exchanger. Japanese Patent Laying-Open No. 2008-253057 (Patent Document 6) discloses a configuration in which a refrigerant is introduced from the lower side of the cooler and discharged from the upper side in a water-cooled element cooling structure.

特開2007−69733号公報JP 2007-69733 A 特開2005−90862号公報JP-A-2005-90862 特開平9−23081号公報JP-A-9-23081 特開2001−168256号公報JP 2001-168256 A 特開平8−258548号公報JP-A-8-258548 特開2008−253057号公報JP 2008-253057 A

蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用する冷却装置においては、気相および液相間の状態変化を伴う冷媒が利用されるため、冷媒がガス化し易い、冷媒の気相および液相間の比重差が大きい、冷媒サイクルの応答性が遅いといった特性がある。このような特性により、電気機器にヒートスポットや急激な熱負荷変動といった発熱状況が生じた場合には、冷媒が気泡化し、その気泡同士が干渉したり、局所的なドライアウトが生じたりする可能性がある。その結果、電気機器の冷却効率がばらつく懸念が生じる。   In a cooling device using a vapor compression refrigeration cycle, a refrigerant with a change in state between the gas phase and the liquid phase is used, so the refrigerant is easy to gasify, and the specific gravity difference between the gas phase and the liquid phase of the refrigerant is large. There is a characteristic that the responsiveness of the refrigerant cycle is slow. Due to these characteristics, when heat generation conditions such as heat spots or sudden fluctuations in heat load occur in electrical equipment, the refrigerant can be bubbled and the bubbles can interfere with each other or cause local dryout. There is sex. As a result, there is a concern that the cooling efficiency of the electrical equipment varies.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、発熱源の冷却効率のばらつきを抑制できる冷却装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and a main object thereof is to provide a cooling device capable of suppressing variation in cooling efficiency of a heat source.

本発明に係る冷却装置は、発熱源を冷却する冷却装置であって、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と外気との間で熱交換する熱交換器と、冷媒を用いて発熱源を冷却する冷却器と、圧縮機から吐出された冷媒を熱交換器を介して冷却器へ流す第一通路と、圧縮機が停止したときに、動力を加えることなく熱交換器と冷却器との間に冷媒を循環させる第二通路と、第一通路の連通と第二通路の連通とを切り替える切替弁と、を備える。冷却器は、内部空間を規定する筐体と、内部空間に冷媒が流入する流入口と、内部空間から冷媒が流出する流出口と、内部空間に複数設けられたフィンとを有する。フィンは、内部空間を複数の並列流路に区画し、冷媒は複数の並列流路のいずれかを経由して流入口から流出口へ向かって内部空間内を流れる。複数の並列流路は、並列流路の入口が流入口に最も近い最近流路と、並列流路の入口が流入口から最も離れる最遠流路とを含む。流入口から最遠流路の入口までの経路の圧力損失は、最近流路の圧力損失よりも小さい。   A cooling device according to the present invention is a cooling device that cools a heat generation source, and includes a compressor that compresses a refrigerant, a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and outside air, and cools the heat generation source using the refrigerant. Cooler, a first passage through which the refrigerant discharged from the compressor flows to the cooler through the heat exchanger, and between the heat exchanger and the cooler without applying power when the compressor stops And a switching valve that switches between communication of the first passage and communication of the second passage. The cooler includes a housing that defines the internal space, an inflow port through which the refrigerant flows into the internal space, an outflow port through which the refrigerant flows out from the internal space, and a plurality of fins provided in the internal space. The fin divides the internal space into a plurality of parallel flow paths, and the refrigerant flows in the internal space from one of the plurality of parallel flow paths toward the outlet. The plurality of parallel flow paths include a nearest flow path where the inlet of the parallel flow path is closest to the inflow opening and a farthest flow path where the inlet of the parallel flow path is farthest from the inflow opening. The pressure loss of the path from the inlet to the inlet of the farthest channel is smaller than the pressure loss of the latest channel.

上記冷却装置において好ましくは、並列流路の入口は、並列流路の出口よりも下側に配置されている。   In the cooling device, preferably, the inlet of the parallel flow path is disposed below the outlet of the parallel flow path.

上記冷却装置において好ましくは、並列流路の入口と出口との高度差は、冷媒の密度と重力加速度と高度差との積が流入口から最遠流路の入口までの経路の圧力損失よりも大きくなるように規定される。   Preferably, in the above cooling device, the height difference between the inlet and outlet of the parallel flow path is such that the product of the refrigerant density, the gravitational acceleration and the height difference is less than the pressure loss of the path from the inlet to the inlet of the farthest flow path. It is defined to be larger.

上記冷却装置において、流入口と流出口とは、筐体の対角線上に配置されてもよく、筐体の同一辺上に配置されてもよく、流入口を流れる冷媒の流れの中心と流出口を流れる冷媒の流れの中心とが同一線上にあるように配置されてもよい。   In the cooling device, the inlet and the outlet may be arranged on a diagonal line of the casing, may be arranged on the same side of the casing, and the center of the refrigerant flowing through the inlet and the outlet It may be arranged so that the center of the flow of the refrigerant flowing through is on the same line.

上記冷却装置において好ましくは、熱交換器において凝縮された液状の冷媒を貯留する蓄液器と、蓄液器から冷却器に冷媒を移送するポンプとを備える。   Preferably, the cooling device includes a liquid accumulator that stores liquid refrigerant condensed in the heat exchanger, and a pump that transfers the refrigerant from the liquid accumulator to the cooler.

本発明の冷却装置によると、発熱源の冷却効率のばらつきを抑制でき、冷却性能を向上することができる。   According to the cooling device of the present invention, variation in the cooling efficiency of the heat source can be suppressed, and the cooling performance can be improved.

冷却装置が適用される車両の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the vehicle to which a cooling device is applied. 本実施の形態の冷却装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cooling device of this Embodiment. 蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant of a vapor compression refrigeration cycle. 蒸気圧縮式冷凍サイクルの運転中の、EV機器を冷却する冷媒の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the refrigerant | coolant which cools EV apparatus during the driving | operation of a vapor compression refrigeration cycle. 蒸気圧縮式冷凍サイクルの停止中の、EV機器を冷却する冷媒の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the refrigerant | coolant which cools EV apparatus during the stop of a vapor compression refrigeration cycle. 冷却装置の運転モード毎の圧縮機、流量調整弁および開閉弁の設定を示す図である。It is a figure which shows the setting of the compressor for every operation mode of a cooling device, a flow regulating valve, and an on-off valve. ヒートパイプ運転モードにおける冷媒の状態を示すモリエル線図である。It is a Mollier diagram which shows the state of the refrigerant | coolant in heat pipe operation mode. 変形例の冷却装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cooling device of a modification. 第一の例の冷却器の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cooler of a 1st example. 図9中に示すX−X線に沿う冷却器の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the cooler along the XX line shown in FIG. 最近流路を経由する冷媒の経路の圧力損失を示すグラフである。It is a graph which shows the pressure loss of the path | route of the refrigerant | coolant which passes along a flow path recently. 最遠流路を経由する冷媒の経路の圧力損失を示すグラフである。It is a graph which shows the pressure loss of the path | route of the refrigerant | coolant which passes along the farthest flow path. 第二の例の冷却器の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cooler of a 2nd example. 第三の例の冷却器の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cooler of a 3rd example. 第四の例の冷却器の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cooler of a 4th example. 第五の例の冷却器の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cooler of a 5th example. 図16中に示すXVII−XVII線に沿う冷却器の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the cooler along the XVII-XVII line shown in FIG. 第六の例の冷却器の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cooler of a 6th example.

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

[車両1000の構成]
図1は、冷却装置1が適用される車両1000の構成を示す概略図である。本実施の形態に係る車両1000は、内燃機関であるエンジン100と、電動機である駆動ユニット200と、PCU(Power Control Unit)700と、走行用バッテリ400と、を含んで構成され、エンジン100と駆動ユニット200とを動力源とするハイブリッド車両である。なお、本発明の冷却装置1は、エンジンと電動機とを動力源とするハイブリッド車両のみならず、電動機のみを動力源とする車両(本明細書では、両者を包含して電気自動車という)にも適用可能である。
[Configuration of vehicle 1000]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a vehicle 1000 to which the cooling device 1 is applied. A vehicle 1000 according to the present embodiment includes an engine 100 that is an internal combustion engine, a drive unit 200 that is an electric motor, a PCU (Power Control Unit) 700, and a traveling battery 400. This is a hybrid vehicle using the drive unit 200 as a power source. Note that the cooling device 1 of the present invention is not limited to a hybrid vehicle that uses an engine and an electric motor as power sources, but also to a vehicle that uses only an electric motor as a power source (in this specification, both are referred to as an electric vehicle). Applicable.

エンジン100は、ガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。駆動ユニット200は、エンジン100とともに車両1000を駆動する駆動力を発生させる。エンジン100および駆動ユニット200は、ともに車両1000のエンジンルーム内に設けられている。駆動ユニット200は、ケーブル500を介してPCU700と電気的に接続される。また、PCU700は、ケーブル600を介して走行用バッテリ400と電気的に接続される。   Engine 100 may be a gasoline engine or a diesel engine. Drive unit 200 generates a driving force for driving vehicle 1000 together with engine 100. Engine 100 and drive unit 200 are both provided in the engine room of vehicle 1000. Drive unit 200 is electrically connected to PCU 700 via cable 500. PCU 700 is electrically connected to traveling battery 400 via cable 600.

[冷却装置1の構成]
図2は、本実施の形態の冷却装置1の構成を示す模式図である。図2に示すように、冷却装置1は、蒸気圧縮式冷凍サイクル10を備える。蒸気圧縮式冷凍サイクル10は、たとえば、車両の車内の冷房を行なうために、車両1000に搭載される。蒸気圧縮式冷凍サイクル10を用いた冷房は、たとえば、冷房を行なうためのスイッチがオンされた場合、または、自動的に車両の室内の温度を設定温度になるように調整する自動制御モードが選択されており、かつ、車室内の温度が設定温度よりも高い場合に行なわれる。
[Configuration of Cooling Device 1]
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the cooling device 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the cooling device 1 includes a vapor compression refrigeration cycle 10. The vapor compression refrigeration cycle 10 is mounted on the vehicle 1000 in order to cool the inside of the vehicle, for example. The cooling using the vapor compression refrigeration cycle 10 is selected, for example, when the switch for performing the cooling is turned on or the automatic control mode for automatically adjusting the temperature of the vehicle interior to the set temperature is selected. This is performed when the temperature in the passenger compartment is higher than the set temperature.

蒸気圧縮式冷凍サイクル10は、圧縮機12と、第一熱交換器としての熱交換器14と、第二熱交換器としての熱交換器15と、減圧器の一例としての膨張弁16と、第三熱交換器としての熱交換器18と、を含む。蒸気圧縮式冷凍サイクル10はまた、熱交換器14と熱交換器15との間の冷媒の経路上に配置された気液分離器40を含む。   The vapor compression refrigeration cycle 10 includes a compressor 12, a heat exchanger 14 as a first heat exchanger, a heat exchanger 15 as a second heat exchanger, an expansion valve 16 as an example of a decompressor, And a heat exchanger 18 as a third heat exchanger. The vapor compression refrigeration cycle 10 also includes a gas-liquid separator 40 disposed on the refrigerant path between the heat exchanger 14 and the heat exchanger 15.

圧縮機12は、車両に搭載されたモータまたはエンジンを動力源として作動し、冷媒ガスを断熱的に圧縮して過熱状態冷媒ガスとする。圧縮機12は、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の作動時に熱交換器18から流通する冷媒を吸入圧縮して、冷媒通路21に高温高圧の気相冷媒を吐出する。圧縮機12は、冷媒通路21に冷媒を吐出することで、蒸気圧縮式冷凍サイクル10に冷媒を循環させる。   The compressor 12 operates using a motor or engine mounted on the vehicle as a power source, and compresses the refrigerant gas in an adiabatic manner to form an overheated refrigerant gas. The compressor 12 sucks and compresses the refrigerant flowing from the heat exchanger 18 when the vapor compression refrigeration cycle 10 is operated, and discharges a high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant into the refrigerant passage 21. The compressor 12 circulates the refrigerant in the vapor compression refrigeration cycle 10 by discharging the refrigerant into the refrigerant passage 21.

熱交換器14,15は、冷媒を流通するチューブと、チューブ内を流通する冷媒と熱交換器14,15の周囲の空気との間で熱交換するためのフィンと、を含む。熱交換器14,15は、冷媒と外気の間で熱交換を行ない、圧縮機12において圧縮された過熱状態冷媒ガスを、外部媒体へ等圧的に放熱させて冷媒液とする。圧縮機12から吐出された高圧の気相冷媒は、熱交換器14,15における冷却風と冷媒との熱交換により周囲に放熱し冷却される。   The heat exchangers 14 and 15 include tubes through which the refrigerant flows, and fins for exchanging heat between the refrigerant flowing through the tubes and the air around the heat exchangers 14 and 15. The heat exchangers 14 and 15 exchange heat between the refrigerant and the outside air, and heat the overheated refrigerant gas compressed in the compressor 12 to the external medium in an isobaric manner to obtain a refrigerant liquid. The high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the compressor 12 dissipates heat to the surroundings and is cooled by heat exchange between the cooling air and the refrigerant in the heat exchangers 14 and 15.

冷却風は、車両の走行によって発生する自然の通風によって熱交換器14,15に供給されてもよい。または冷却風は、コンデンサファン42もしくはエンジン冷却用のラジエータファンなどの、外気供給用ファンからの強制通風によって熱交換器14,15に供給されてもよい。コンデンサファン42は、モータ44からの駆動力を受けて回転し空気の流れを発生させて、熱交換器に冷却風を供給する。熱交換器14,15における熱交換によって、冷媒の温度は低下し冷媒は凝縮(液化)する。   The cooling air may be supplied to the heat exchangers 14 and 15 by natural ventilation generated by traveling of the vehicle. Alternatively, the cooling air may be supplied to the heat exchangers 14 and 15 by forced ventilation from an external air supply fan such as the condenser fan 42 or a radiator fan for cooling the engine. The condenser fan 42 receives the driving force from the motor 44, rotates to generate an air flow, and supplies cooling air to the heat exchanger. By the heat exchange in the heat exchangers 14 and 15, the temperature of the refrigerant is lowered and the refrigerant is condensed (liquefied).

膨張弁16は、冷媒通路25を流通する高圧の液相冷媒を小さな孔から噴射させることにより膨張させて、低温・低圧の霧状冷媒に変化させる。膨張弁16は、熱交換器14,15によって凝縮された冷媒液を減圧して、気液混合状態の湿り蒸気とする。なお、冷媒液を減圧するための減圧器は、絞り膨張する膨張弁16に限られず、毛細管であってもよい。膨張弁16は、温度式膨張弁であってもよく、電気式の膨張弁であってもよい。   The expansion valve 16 expands by injecting a high-pressure liquid-phase refrigerant flowing through the refrigerant passage 25 from a small hole, and changes it into a low-temperature / low-pressure mist refrigerant. The expansion valve 16 depressurizes the refrigerant liquid condensed by the heat exchangers 14 and 15 to obtain wet steam in a gas-liquid mixed state. Note that the decompressor for decompressing the refrigerant liquid is not limited to the expansion valve 16 that is squeezed and expanded, and may be a capillary tube. The expansion valve 16 may be a temperature type expansion valve or an electric type expansion valve.

熱交換器18は、冷媒を流通するチューブと、チューブ内を流通する冷媒と熱交換器18の周囲の空気との間で熱交換するためのフィンと、を含む。チューブ内には、湿り蒸気状態の冷媒が流通する。熱交換器18は、その内部を流通する霧状冷媒が気化することによって、熱交換器18に接触するように導入された周囲の空気の熱を吸収する。熱交換器18は、ダクト90内に配置され、ダクト90内を流れる空調用空気と冷媒との間で熱交換する。熱交換器18を経由して蒸気圧縮式冷凍サイクル10を循環する冷媒と、空調用空気と、の熱交換によって、空調用空気の温度が調節される。   The heat exchanger 18 includes a tube through which the refrigerant flows, and fins for exchanging heat between the refrigerant flowing through the tube and the air around the heat exchanger 18. A wet steam refrigerant circulates in the tube. The heat exchanger 18 absorbs heat of ambient air introduced so as to come into contact with the heat exchanger 18 by vaporizing the mist refrigerant flowing through the heat exchanger 18. The heat exchanger 18 is disposed in the duct 90 and exchanges heat between the air-conditioning air flowing in the duct 90 and the refrigerant. The temperature of the air conditioning air is adjusted by heat exchange between the refrigerant circulating in the vapor compression refrigeration cycle 10 via the heat exchanger 18 and the air conditioning air.

熱交換器18は、膨張弁16によって減圧された冷媒を用いて、冷媒の湿り蒸気が蒸発して冷媒ガスとなる際の気化熱を、車両の室内へ流通する空調用空気から吸収して、車両の室内の冷房を行なう。熱交換器18において冷媒に吸熱され温度が低下した空調用空気が車両の室内に供給されることによって、車両の室内の冷房が行なわれる。冷媒は、チューブ内を流通する際に、フィンを経由して空調用空気の熱を蒸発潜熱として吸収することによって蒸発し低圧高温ガスとなり、さらに顕熱によって過熱蒸気になる。気化した冷媒は、冷媒通路27を経由して圧縮機12へ戻る。圧縮機12は、熱交換器18から流通する冷媒を圧縮する。   The heat exchanger 18 uses the refrigerant depressurized by the expansion valve 16 to absorb the heat of vaporization when the refrigerant's wet vapor evaporates into the refrigerant gas from the air conditioning air flowing into the vehicle interior, Cool the interior of the vehicle. In the heat exchanger 18, air-conditioning air that has been absorbed by the refrigerant and reduced in temperature is supplied to the interior of the vehicle, thereby cooling the interior of the vehicle. When the refrigerant circulates in the tube, the refrigerant evaporates by absorbing the heat of the air-conditioning air as latent heat of evaporation via the fins, and becomes low-pressure high-temperature gas, and further becomes superheated steam by sensible heat. The vaporized refrigerant returns to the compressor 12 via the refrigerant passage 27. The compressor 12 compresses the refrigerant flowing from the heat exchanger 18.

蒸気圧縮式冷凍サイクル10はまた、圧縮機12と熱交換器14とを連通する冷媒通路21と、熱交換器14と熱交換器15とを連通する冷媒通路22,23,24と、熱交換器15と膨張弁16とを連通する冷媒通路25と、膨張弁16と熱交換器18とを連通する冷媒通路26と、熱交換器18と圧縮機12とを連通する冷媒通路27と、を含む。   The vapor compression refrigeration cycle 10 also includes a refrigerant passage 21 that communicates the compressor 12 and the heat exchanger 14, a refrigerant passage 22, 23, and 24 that communicates the heat exchanger 14 and the heat exchanger 15, and heat exchange. A refrigerant passage 25 communicating with the heat exchanger 15 and the expansion valve 16, a refrigerant passage 26 communicating with the expansion valve 16 and the heat exchanger 18, and a refrigerant passage 27 communicating with the heat exchanger 18 and the compressor 12. Including.

冷媒通路21は、冷媒を圧縮機12から熱交換器14に流通させるための通路である。冷媒は、冷媒通路21を経由して、圧縮機12と熱交換器14との間を、圧縮機12の出口から熱交換器14の入口へ向かって流れる。冷媒通路22〜25は、冷媒を熱交換器14から膨張弁16に流通させるための通路である。冷媒は、冷媒通路22〜25を経由して、熱交換器14と膨張弁16との間を、熱交換器14の出口から膨張弁16の入口へ向かって流れる。   The refrigerant passage 21 is a passage for circulating the refrigerant from the compressor 12 to the heat exchanger 14. The refrigerant flows between the compressor 12 and the heat exchanger 14 from the outlet of the compressor 12 toward the inlet of the heat exchanger 14 via the refrigerant passage 21. The refrigerant passages 22 to 25 are passages for circulating the refrigerant from the heat exchanger 14 to the expansion valve 16. The refrigerant flows between the heat exchanger 14 and the expansion valve 16 from the outlet of the heat exchanger 14 toward the inlet of the expansion valve 16 via the refrigerant passages 22 to 25.

冷媒通路26は、冷媒を膨張弁16から熱交換器18に流通させるための通路である。冷媒は、冷媒通路26を経由して、膨張弁16と熱交換器18との間を、膨張弁16の出口から熱交換器18の入口へ向かって流れる。冷媒通路27は、冷媒を熱交換器18から圧縮機12に流通させるための通路である。冷媒は、冷媒通路27を経由して、熱交換器18と圧縮機12との間を、熱交換器18の出口から圧縮機12の入口へ向かって流れる。   The refrigerant passage 26 is a passage for circulating the refrigerant from the expansion valve 16 to the heat exchanger 18. The refrigerant flows between the expansion valve 16 and the heat exchanger 18 from the outlet of the expansion valve 16 toward the inlet of the heat exchanger 18 via the refrigerant passage 26. The refrigerant passage 27 is a passage for circulating the refrigerant from the heat exchanger 18 to the compressor 12. The refrigerant flows between the heat exchanger 18 and the compressor 12 from the outlet of the heat exchanger 18 toward the inlet of the compressor 12 via the refrigerant passage 27.

蒸気圧縮式冷凍サイクル10は、圧縮機12、熱交換器14,15、膨張弁16および熱交換器18が、冷媒通路21〜27によって連結されて構成される。なお、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の冷媒としては、たとえば二酸化炭素、プロパンやイソブタンなどの炭化水素、アンモニア、フロン類または水などを用いることができる。   The vapor compression refrigeration cycle 10 is configured by connecting a compressor 12, heat exchangers 14 and 15, an expansion valve 16, and a heat exchanger 18 through refrigerant passages 21 to 27. As the refrigerant of the vapor compression refrigeration cycle 10, for example, carbon dioxide, hydrocarbons such as propane and isobutane, ammonia, chlorofluorocarbons or water can be used.

気液分離器40は、熱交換器14から流出し気液分離器40へ流入する冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する。気液分離器40の内部には、液相冷媒である冷媒液と、気相冷媒である冷媒蒸気と、が蓄蔵されている。気液分離器40には、冷媒通路22,23と、後述する冷媒通路34とが連結されている。   The gas-liquid separator 40 separates the refrigerant that flows out of the heat exchanger 14 and flows into the gas-liquid separator 40 into a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant. Inside the gas-liquid separator 40, a refrigerant liquid that is a liquid phase refrigerant and a refrigerant vapor that is a gas phase refrigerant are stored. The gas-liquid separator 40 is connected to refrigerant passages 22 and 23 and a refrigerant passage 34 described later.

熱交換器14で凝縮された冷媒は、熱交換器14の出口側において、飽和液と飽和蒸気とが混合した気液二相状態の湿り蒸気の状態にある。熱交換器14から流出した高圧の冷媒液は、冷媒通路22を通って気液分離器40へ供給される。冷媒通路22から気液分離器40へ流入する気液二相状態の冷媒は、気液分離器40の内部において気相と液相とに分離される。気液分離器40は、熱交換器14によって凝縮された冷媒を液体状の冷媒液とガス状の冷媒蒸気とに分離して、一時的に蓄える。   The refrigerant condensed in the heat exchanger 14 is in the state of wet steam in a gas-liquid two-phase state in which saturated liquid and saturated steam are mixed on the outlet side of the heat exchanger 14. The high-pressure refrigerant liquid flowing out from the heat exchanger 14 is supplied to the gas-liquid separator 40 through the refrigerant passage 22. The gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the gas-liquid separator 40 from the refrigerant passage 22 is separated into a gas phase and a liquid phase inside the gas-liquid separator 40. The gas-liquid separator 40 separates the refrigerant condensed by the heat exchanger 14 into a liquid refrigerant liquid and a gaseous refrigerant vapor and temporarily stores them.

気液分離された冷媒液は、冷媒通路34を経由して、気液分離器40の外部へ流出する。冷媒通路34の端部は、気液分離器40内に液相の冷媒が溜められる冷媒液貯留部に接続されており、液相冷媒の気液分離器40からの流出口を形成する。気液分離された冷媒蒸気は、冷媒通路23を経由して、気液分離器40の外部へ流出する。冷媒通路23の端部は、気液分離器40内に気相の冷媒が溜められる冷媒蒸気貯留部に接続されており、気相冷媒の気液分離器40からの流出口を形成する。冷媒通路23は、気液分離器40から膨張弁16へ向かう冷媒が流通する経路の一部を形成し、気液分離器40で分離された気相冷媒が気液分離器40から流出するための通路を形成する。   The refrigerant liquid that has undergone gas-liquid separation flows out of the gas-liquid separator 40 via the refrigerant passage 34. The end of the refrigerant passage 34 is connected to a refrigerant liquid storage part in which a liquid-phase refrigerant is stored in the gas-liquid separator 40, and forms an outlet for the liquid-phase refrigerant from the gas-liquid separator 40. The gas-liquid separated refrigerant vapor flows out of the gas-liquid separator 40 via the refrigerant passage 23. The end of the refrigerant passage 23 is connected to a refrigerant vapor storage part in which a gas-phase refrigerant is stored in the gas-liquid separator 40, and forms an outlet from the gas-liquid separator 40 for the gas-phase refrigerant. The refrigerant passage 23 forms part of a path through which the refrigerant from the gas-liquid separator 40 toward the expansion valve 16 flows, and the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 40 flows out from the gas-liquid separator 40. Form a passage.

気液分離器40の内部では、冷媒液が下側、冷媒蒸気が上側に溜まる。気液分離器40から冷媒蒸気を導出する冷媒通路23の端部は、気液分離器40の天井部に連結されている。気液分離器40から冷媒液を導出する冷媒通路34の端部は、気液分離器40の底部に連結されている。冷媒通路23を経由して気液分離器40の天井側から冷媒蒸気のみが気液分離器40の外部へ送り出され、冷媒通路34を経由して気液分離器40の底側から冷媒液のみが気液分離器40の外部へ送り出される。これにより、気液分離器40は、気相冷媒と液相冷媒との分離を確実に行なうことができる。   Inside the gas-liquid separator 40, the refrigerant liquid accumulates on the lower side and the refrigerant vapor accumulates on the upper side. The end portion of the refrigerant passage 23 for leading the refrigerant vapor from the gas-liquid separator 40 is connected to the ceiling portion of the gas-liquid separator 40. The end portion of the refrigerant passage 34 for leading the refrigerant liquid from the gas-liquid separator 40 is connected to the bottom of the gas-liquid separator 40. Only the refrigerant vapor is sent out of the gas-liquid separator 40 from the ceiling side of the gas-liquid separator 40 via the refrigerant passage 23, and only the refrigerant liquid is sent from the bottom side of the gas-liquid separator 40 via the refrigerant passage 34. Is sent out of the gas-liquid separator 40. As a result, the gas-liquid separator 40 can reliably separate the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant.

熱交換器14の出口から膨張弁16の入口へ向かって流れる冷媒が流通する経路は、熱交換器14の出口側から気液分離器40へ至る冷媒通路22と、気液分離器40から冷媒蒸気を流出させ後述する流量調整弁28を経由する冷媒通路23と、熱交換器15の入口側へ連結される冷媒通路24と、熱交換器15の出口側から冷媒を膨張弁16へ流通させる冷媒通路25と、を含む。冷媒通路23は、気液分離器40で分離された気相冷媒が流れるための通路である。気液分離器40から導出された気相の冷媒蒸気は、熱交換器14と膨張弁16との間に設けられた熱交換器15において周囲に放熱し冷却されることによって、凝縮する。   The path through which the refrigerant flowing from the outlet of the heat exchanger 14 toward the inlet of the expansion valve 16 flows is the refrigerant passage 22 extending from the outlet side of the heat exchanger 14 to the gas-liquid separator 40 and from the gas-liquid separator 40 to the refrigerant. The refrigerant flows through the expansion valve 16 from the refrigerant passage 23 through which the steam flows out and passes through a flow rate adjusting valve 28 described later, the refrigerant passage 24 connected to the inlet side of the heat exchanger 15, and the outlet side of the heat exchanger 15. Refrigerant passage 25. The refrigerant passage 23 is a passage through which the gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 40 flows. The vapor-phase refrigerant vapor derived from the gas-liquid separator 40 is condensed by releasing heat to the surroundings and cooling in the heat exchanger 15 provided between the heat exchanger 14 and the expansion valve 16.

冷却装置1は、熱交換器14,15の間に、並列に接続された二つの冷媒の経路を備える。熱交換器14と熱交換器15との間を流通する冷媒の経路は、冷媒通路22〜24を含む。熱交換器14と熱交換器15との間を流通する冷媒の経路はまた、気液分離器40と冷却部30とを連通する冷媒通路34と、冷却部30と、冷却部30と冷媒通路24とを連通する冷媒通路36と、を含む。冷媒通路34を経由して、気液分離器40から冷却部30へ冷媒液が流れる。冷却部30を通過した冷媒は、冷媒通路36を経由して、冷媒通路24へ戻る。冷却部30は、熱交換器14から熱交換器15へ向けて流れる冷媒の経路上に設けられている。   The cooling device 1 includes two refrigerant paths connected in parallel between the heat exchangers 14 and 15. The refrigerant path flowing between the heat exchanger 14 and the heat exchanger 15 includes refrigerant paths 22 to 24. The refrigerant path that circulates between the heat exchanger 14 and the heat exchanger 15 also includes a refrigerant passage 34 that communicates the gas-liquid separator 40 and the cooling unit 30, a cooling unit 30, and the cooling unit 30 and the refrigerant passage. 24, and a refrigerant passage 36 communicating with 24. The refrigerant liquid flows from the gas-liquid separator 40 to the cooling unit 30 via the refrigerant passage 34. The refrigerant that has passed through the cooling unit 30 returns to the refrigerant passage 24 via the refrigerant passage 36. The cooling unit 30 is provided on a refrigerant path that flows from the heat exchanger 14 toward the heat exchanger 15.

冷却装置1は、冷媒通路23と並列に配置された冷媒の経路を備え、冷却部30は、当該冷媒の経路上に設けられている。冷却部30は、熱交換器14と膨張弁16との間を気液分離器40から熱交換器15へ向けて流れる冷媒の経路において並列に接続された複数の通路のうちの、一方に設けられている。冷却部30は、電気自動車に搭載される電気機器であるEV(Electric Vehicle)機器31と、冷媒が内部を流通する冷却器32とを含む。EV機器31は、発熱源の一例である。冷却器32の入口側は冷媒通路34に接続され、冷却器32の出口側は冷媒通路36に接続される。   The cooling device 1 includes a refrigerant path arranged in parallel with the refrigerant passage 23, and the cooling unit 30 is provided on the refrigerant path. The cooling unit 30 is provided in one of a plurality of passages connected in parallel in the path of the refrigerant flowing between the heat exchanger 14 and the expansion valve 16 from the gas-liquid separator 40 toward the heat exchanger 15. It has been. The cooling unit 30 includes an EV (Electric Vehicle) device 31 that is an electric device mounted on the electric vehicle, and a cooler 32 through which the refrigerant flows. The EV device 31 is an example of a heat source. The inlet side of the cooler 32 is connected to the refrigerant passage 34, and the outlet side of the cooler 32 is connected to the refrigerant passage 36.

冷媒通路23は、気液分離器40と熱交換器15との間に並列に接続された冷媒の経路のうちの一方を構成する。気液分離器40と冷却部30とを連通する冷媒通路34と、冷却部30に含まれる冷却器32と、冷却部30の出口側と冷媒通路24とを連通する冷媒通路34とは、気液分離器40と熱交換器15との間に並列に接続された冷媒の経路のうちの他方を構成する。冷媒通路23に並列に接続された冷媒の経路は、冷却部30よりも上流側(気液分離器40に近接する側)の冷媒通路34と、冷却部30に含まれる冷却器32と、冷却部30よりも下流側(熱交換器15に近接する側)の冷媒通路36と、を含む。   The refrigerant passage 23 constitutes one of the refrigerant paths connected in parallel between the gas-liquid separator 40 and the heat exchanger 15. The refrigerant passage 34 that communicates the gas-liquid separator 40 and the cooling unit 30, the cooler 32 included in the cooling unit 30, and the refrigerant passage 34 that communicates the outlet side of the cooling unit 30 and the refrigerant passage 24 include a gas passage. The other of the refrigerant paths connected in parallel between the liquid separator 40 and the heat exchanger 15 is configured. The refrigerant path connected in parallel to the refrigerant passage 23 includes a refrigerant passage 34 upstream of the cooling unit 30 (a side closer to the gas-liquid separator 40), a cooler 32 included in the cooling unit 30, and cooling. And a refrigerant passage 36 on the downstream side of the portion 30 (side closer to the heat exchanger 15).

冷媒通路34は、冷却部30よりも上流側の冷媒の経路であり、冷媒通路34を経由して冷却部30へ冷媒が流入する。冷媒通路34は、液相の冷媒が気液分離器40から冷却部30に流れるための通路である。冷媒通路36は、冷却部30よりも下流側の冷媒の経路であり、冷媒は、冷却部30から流出して冷媒通路36へ流れ込む。冷媒通路36は、冷却部30から冷媒通路24に冷媒を戻すための通路である。   The refrigerant passage 34 is a refrigerant path upstream of the cooling unit 30, and the refrigerant flows into the cooling unit 30 via the refrigerant passage 34. The refrigerant passage 34 is a passage through which liquid-phase refrigerant flows from the gas-liquid separator 40 to the cooling unit 30. The refrigerant passage 36 is a refrigerant path downstream of the cooling unit 30, and the refrigerant flows out of the cooling unit 30 and flows into the refrigerant passage 36. The refrigerant passage 36 is a passage for returning the refrigerant from the cooling unit 30 to the refrigerant passage 24.

気液分離器40から流出した冷媒液は、冷媒通路34を経由して、冷却部30へ向かって流通する。冷却部30へ流通し、冷却器32を経由して流れる冷媒は、発熱源としてのEV機器31と冷媒との温度差に応じて、EV機器31から熱を奪って、EV機器31を冷却する。冷却部30は、気液分離器40において分離され冷媒通路34を経由して冷却器32へ流れる飽和液状態の冷媒を用いて、EV機器31を冷却する。冷却部30において、冷却器32内を流通する冷媒と、EV機器31と、が熱交換することにより、EV機器31は冷却され、冷媒は加熱される。冷媒はさらに、冷却部30から冷媒通路36を経由して流れ、冷媒通路24を経由して熱交換器15へ至る。   The refrigerant liquid that has flowed out of the gas-liquid separator 40 flows through the refrigerant passage 34 toward the cooling unit 30. The refrigerant flowing through the cooling unit 30 and flowing through the cooler 32 takes heat from the EV device 31 and cools the EV device 31 according to the temperature difference between the EV device 31 serving as a heat source and the refrigerant. . The cooling unit 30 cools the EV device 31 using the saturated liquid refrigerant separated in the gas-liquid separator 40 and flowing to the cooler 32 via the refrigerant passage 34. In the cooling unit 30, the refrigerant circulating in the cooler 32 and the EV device 31 exchange heat, whereby the EV device 31 is cooled and the refrigerant is heated. The refrigerant further flows from the cooling unit 30 via the refrigerant passage 36 and reaches the heat exchanger 15 via the refrigerant passage 24.

気液分離器40の内部には、飽和液状態の冷媒液が貯留されている。気液分離器40は、その内部に液状の冷媒である冷媒液を一時的に貯留する蓄液器として機能する。気液分離器40内に所定量の冷媒液が溜められることにより、負荷変動時にも気液分離器40から冷却部30へ流れる冷媒の流量を維持できる。気液分離器40が液だめ機能を有し、負荷変動に対するバッファとなり負荷変動を吸収できるので、EV機器31の冷却性能を安定させることができる。   A refrigerant liquid in a saturated liquid state is stored inside the gas-liquid separator 40. The gas-liquid separator 40 functions as a liquid accumulator that temporarily stores a liquid refrigerant that is a liquid refrigerant. By storing a predetermined amount of the refrigerant liquid in the gas-liquid separator 40, the flow rate of the refrigerant flowing from the gas-liquid separator 40 to the cooling unit 30 can be maintained even when the load changes. Since the gas-liquid separator 40 has a liquid reservoir function and becomes a buffer against load fluctuations and can absorb the load fluctuations, the cooling performance of the EV device 31 can be stabilized.

冷却部30は、冷却器32においてEV機器31と冷媒との間で熱交換が可能な構造を有するように設けられる。本実施の形態においては、冷却部30は、たとえば、EV機器31の筐体に冷却器32の外周面が直接接触するように形成された冷却器32を有する。冷却器32は、EV機器31の筐体と隣接する部分を有する。当該部分において、冷却器32を流通する冷媒と、EV機器31との間で、熱交換が可能となる。   The cooling unit 30 is provided in the cooler 32 so as to have a structure capable of exchanging heat between the EV device 31 and the refrigerant. In the present embodiment, the cooling unit 30 includes, for example, a cooler 32 formed so that the outer peripheral surface of the cooler 32 is in direct contact with the housing of the EV device 31. The cooler 32 has a portion adjacent to the housing of the EV device 31. In this part, heat exchange can be performed between the refrigerant flowing through the cooler 32 and the EV device 31.

EV機器31は、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の熱交換器14から熱交換器15に至る冷媒の経路の一部を形成する冷却器32の外周面に直接接続されて、冷却される。冷媒とEV機器31とが直接熱交換してもよく、または、冷媒とEV機器31を流れる水や油などの二次媒体とが熱交換してもよい。冷却器32の外部にEV機器31が配置されるので、冷却器32の内部を流通する冷媒の流れにEV機器31が干渉することはない。そのため、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の圧力損失は増大しないので、圧縮機12の動力を増大させることなく、EV機器31を冷却することができる。   The EV device 31 is directly connected to the outer peripheral surface of the cooler 32 that forms part of the refrigerant path from the heat exchanger 14 to the heat exchanger 15 of the vapor compression refrigeration cycle 10 to be cooled. The refrigerant and the EV device 31 may exchange heat directly, or the refrigerant and a secondary medium such as water or oil flowing through the EV device 31 may exchange heat. Since the EV device 31 is disposed outside the cooler 32, the EV device 31 does not interfere with the flow of the refrigerant flowing through the cooler 32. Therefore, since the pressure loss of the vapor compression refrigeration cycle 10 does not increase, the EV device 31 can be cooled without increasing the power of the compressor 12.

代替的には、冷却部30は、EV機器31と冷却器32との間に介在して配置された任意の公知の伝熱装置を備えてもよい。この場合EV機器31は、冷却器32の外周面に伝熱装置を介して接続され、EV機器31から冷却器32へ伝熱装置を経由して熱伝達することにより、冷却される。伝熱装置として、たとえばウィック式などのヒートパイプを使用することができる。EV機器31をヒートパイプの加熱部とし冷却器32をヒートパイプの冷却部とすることで、冷却器32とEV機器31との間の熱伝達効率が高められるので、EV機器31の冷却効率を向上できる。   Alternatively, the cooling unit 30 may include any known heat transfer device disposed between the EV device 31 and the cooler 32. In this case, the EV device 31 is connected to the outer peripheral surface of the cooler 32 via a heat transfer device, and is cooled by transferring heat from the EV device 31 to the cooler 32 via the heat transfer device. As the heat transfer device, for example, a wick-type heat pipe can be used. Since the EV device 31 is a heating part of the heat pipe and the cooler 32 is a cooling part of the heat pipe, the heat transfer efficiency between the cooler 32 and the EV device 31 can be increased. It can be improved.

伝熱装置によってEV機器31から冷却器32へ確実に熱伝達することができるので、EV機器31と冷却器32との間に距離があってもよく、EV機器31に冷却器32を接触させるための経路を複雑に配置する必要がない。その結果、EV機器31の配置が制限されることがなく、EV機器31の配置の自由度を向上することができる。   Since heat can be reliably transferred from the EV device 31 to the cooler 32 by the heat transfer device, there may be a distance between the EV device 31 and the cooler 32, and the cooler 32 is brought into contact with the EV device 31. Therefore, there is no need to arrange a complicated route for the purpose. As a result, the arrangement of the EV device 31 is not limited, and the degree of freedom of the arrangement of the EV device 31 can be improved.

EV機器31は、電力の授受によって発熱する電気機器を含む。電気機器は、たとえば、直流電力を交流電力に変換するためのインバータ、回転電機であるモータジェネレータ、蓄電装置であるバッテリ、バッテリの電圧を昇圧させるための昇圧コンバータ、バッテリの電圧を降圧するためのDC/DCコンバータなどの、少なくともいずれか一つを含む。バッテリは、リチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池等の二次電池である。バッテリに代えてキャパシタが用いられてもよい。   The EV device 31 includes an electric device that generates heat when power is transferred. The electrical equipment includes, for example, an inverter for converting DC power to AC power, a motor generator that is a rotating electrical machine, a battery that is a power storage device, a boost converter that boosts the voltage of the battery, and a voltage that lowers the voltage of the battery. It includes at least one of a DC / DC converter and the like. The battery is a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. A capacitor may be used instead of the battery.

気液分離器40と熱交換器15との間に並列に接続された冷媒の経路のうち、冷却部30を経由しない方の一方の経路を形成する冷媒通路23には、流量調整弁28が設けられている。流量調整弁28は、その弁開度を変動させ、冷媒通路23を流れる冷媒の圧力損失を増減させる。これにより、流量調整弁28は、冷却部30を経由することなく冷媒通路23を介して気液分離器40と熱交換器15との間を直接流れる冷媒の流量と、冷却器32を含むEV機器31の冷却系を流れる冷媒の流量と、を任意に調節する。   Of the refrigerant paths connected in parallel between the gas-liquid separator 40 and the heat exchanger 15, a flow rate adjusting valve 28 is provided in the refrigerant path 23 that forms one path that does not pass through the cooling unit 30. Is provided. The flow rate adjustment valve 28 fluctuates the valve opening, and increases or decreases the pressure loss of the refrigerant flowing through the refrigerant passage 23. As a result, the flow rate adjustment valve 28 includes the refrigerant flow rate that flows directly between the gas-liquid separator 40 and the heat exchanger 15 via the refrigerant passage 23 without going through the cooling unit 30, and the EV including the cooler 32. The flow rate of the refrigerant flowing through the cooling system of the device 31 is arbitrarily adjusted.

流量調整弁28の弁開度を大きくすれば、熱交換器14から冷媒通路22へ流れる冷媒のうち、冷媒通路23を経由して熱交換器15へ直接流れる流量が大きくなり、冷媒通路34を経由して冷却部30へ流れEV機器31を冷却する冷媒の流量が小さくなる。流量調整弁28の弁開度を小さくすれば、熱交換器14から冷媒通路22へ流れる冷媒のうち、冷媒通路23を経由して熱交換器15へ直接流れる流量が小さくなり、冷却部30へ流れEV機器31を冷却する冷媒の流量が大きくなる。   If the valve opening degree of the flow rate adjustment valve 28 is increased, the flow rate of the refrigerant flowing from the heat exchanger 14 to the refrigerant passage 22 directly flowing to the heat exchanger 15 via the refrigerant passage 23 increases, and the refrigerant passage 34 is The flow rate of the refrigerant that flows to the cooling unit 30 via the route and cools the EV device 31 decreases. If the valve opening degree of the flow rate adjusting valve 28 is reduced, the flow rate of the refrigerant flowing from the heat exchanger 14 to the refrigerant passage 22 directly flowing to the heat exchanger 15 via the refrigerant passage 23 is reduced, and the cooling portion 30 is supplied. The flow rate of the refrigerant that cools the flow EV device 31 increases.

流量調整弁28の弁開度を大きくするとEV機器31を冷却する冷媒の流量が小さくなり、EV機器31の冷却能力が低下する。流量調整弁28の弁開度を小さくするとEV機器31を冷却する冷媒の流量が大きくなり、EV機器31の冷却能力が向上する。流量調整弁28を使用して、EV機器31に流れる冷媒の量を最適に調節できるので、EV機器31の過熱および過冷却を確実に防止することができる。加えて、EV機器31の冷却系の冷媒の流通に係る圧力損失および冷媒を循環させるための圧縮機12の消費電力を、確実に低減することができる。   When the valve opening degree of the flow rate adjusting valve 28 is increased, the flow rate of the refrigerant that cools the EV device 31 is decreased, and the cooling capacity of the EV device 31 is decreased. When the valve opening degree of the flow rate adjusting valve 28 is reduced, the flow rate of the refrigerant that cools the EV device 31 is increased, and the cooling capacity of the EV device 31 is improved. Since the amount of the refrigerant flowing through the EV device 31 can be optimally adjusted using the flow rate adjusting valve 28, overheating and overcooling of the EV device 31 can be reliably prevented. In addition, it is possible to reliably reduce the pressure loss associated with the refrigerant flow in the cooling system of the EV device 31 and the power consumption of the compressor 12 for circulating the refrigerant.

熱交換器18は、空調用空気が流通するダクト90の内部に配置されている。ダクト90は、ダクト90に空調用空気が流入する入口であるダクト入口91と、ダクト90から空調用空気が流出する出口であるダクト出口92と、を有する。ダクト90の内部の、ダクト入口91の近傍には、空調用ファン93が配置されている。空調用ファン93には、空調用ファン93を回転駆動させるモータ94が連結されている。   The heat exchanger 18 is disposed inside a duct 90 through which air-conditioning air flows. The duct 90 has a duct inlet 91 that is an inlet through which air-conditioning air flows into the duct 90, and a duct outlet 92 that is an outlet through which air-conditioning air flows out from the duct 90. An air conditioning fan 93 is arranged in the vicinity of the duct inlet 91 inside the duct 90. The air conditioning fan 93 is connected to a motor 94 that rotationally drives the air conditioning fan 93.

空調用ファン93が駆動することにより、ダクト90内に空気の流れが発生し、熱交換器18に空気が供給される。空調用ファン93が稼働すると、ダクト入口91を経由してダクト90の内部へ空調用空気が流入する。ダクト90へ流入する空気は、外気であってもよく、車両の室内の空気であってもよい。図2中の矢印95は、熱交換器18を経由して流通し、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の冷媒と熱交換する空調用空気の流れを示す。冷房運転時には、熱交換器18において空調用空気が冷却され、冷媒は空調用空気からの熱伝達を受けて加熱される。矢印96は、熱交換器18で温度調節され、ダクト出口92を経由してダクト90から流出する、空調用空気の流れを示す。   When the air conditioning fan 93 is driven, an air flow is generated in the duct 90 and air is supplied to the heat exchanger 18. When the air conditioning fan 93 is in operation, the air conditioning air flows into the duct 90 via the duct inlet 91. The air flowing into the duct 90 may be outside air or air in the vehicle interior. An arrow 95 in FIG. 2 indicates the flow of air-conditioning air that circulates through the heat exchanger 18 and exchanges heat with the refrigerant of the vapor compression refrigeration cycle 10. During the cooling operation, the air-conditioning air is cooled in the heat exchanger 18, and the refrigerant is heated by receiving heat transfer from the air-conditioning air. An arrow 96 indicates the flow of air-conditioning air that is temperature-adjusted by the heat exchanger 18 and flows out of the duct 90 via the duct outlet 92.

[冷却装置1の動作]
冷媒は、圧縮機12と熱交換器14,15と膨張弁16と熱交換器18とが冷媒通路21〜27によって順次接続された冷媒循環流路を通って、蒸気圧縮式冷凍サイクル10内を循環する。図3は、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の冷媒の状態を示すモリエル線図である。図3中の横軸は、冷媒の比エンタルピーを示し、縦軸は、冷媒の絶対圧力を示す。比エンタルピーの単位はkJ/kgであり、絶対圧力の単位はMPaである。図中の曲線は、冷媒の飽和蒸気線および飽和液線である。
[Operation of cooling device 1]
The refrigerant passes through the refrigerant circulation passage in which the compressor 12, the heat exchangers 14 and 15, the expansion valve 16, and the heat exchanger 18 are sequentially connected by the refrigerant passages 21 to 27, and passes through the vapor compression refrigeration cycle 10. Circulate. FIG. 3 is a Mollier diagram showing the state of the refrigerant in the vapor compression refrigeration cycle 10. The horizontal axis in FIG. 3 indicates the specific enthalpy of the refrigerant, and the vertical axis indicates the absolute pressure of the refrigerant. The unit of specific enthalpy is kJ / kg, and the unit of absolute pressure is MPa. The curves in the figure are the saturated vapor line and saturated liquid line of the refrigerant.

図3中には、熱交換器14の出口の冷媒通路22から気液分離器40を経由して冷媒通路34へ流れ、冷却部30へ流入してEV機器31を冷却し、冷却部30から冷媒通路36を経由して熱交換器15の入口側の冷媒通路24へ戻る、蒸気圧縮式冷凍サイクル10中の各点における冷媒の熱力学状態が示される。このときの冷媒が流れる経路、すなわち冷媒通路21、冷媒通路22、冷媒通路34、冷媒通路36および冷媒通路24〜27は、第一通路を形成する。   In FIG. 3, the refrigerant flows from the refrigerant passage 22 at the outlet of the heat exchanger 14 to the refrigerant passage 34 via the gas-liquid separator 40 and flows into the cooling unit 30 to cool the EV device 31. The thermodynamic state of the refrigerant at each point in the vapor compression refrigeration cycle 10 returning to the refrigerant passage 24 on the inlet side of the heat exchanger 15 via the refrigerant passage 36 is shown. A path through which the refrigerant flows, that is, the refrigerant path 21, the refrigerant path 22, the refrigerant path 34, the refrigerant path 36, and the refrigerant paths 24 to 27 form a first path.

図3に示すように、圧縮機12に吸入された冷媒は、圧縮機12において等比エントロピー線に沿って断熱圧縮される。圧縮するに従って冷媒の圧力と温度とが上昇し、冷媒は、圧縮機12の出口において高温高圧の過熱度の大きい過熱蒸気になる。   As shown in FIG. 3, the refrigerant sucked into the compressor 12 is adiabatically compressed along the isentropic line in the compressor 12. As the compressor is compressed, the pressure and temperature of the refrigerant rise, and the refrigerant becomes superheated steam at a high temperature and high pressure superheat degree at the outlet of the compressor 12.

圧縮機12において断熱圧縮された高温高圧の過熱蒸気状態の冷媒は、熱交換器14へと流れ、熱交換器14において冷却される。圧縮機12から吐出された高圧の気相冷媒は、熱交換器14において周囲に放熱し冷却されることによって、凝縮(液化)する。熱交換器14における外気との熱交換によって、冷媒の温度は低下し冷媒は液化する。熱交換器14へ入った高圧の冷媒蒸気は、熱交換器14において等圧のまま過熱蒸気から乾き飽和蒸気になり、凝縮潜熱を放出し徐々に液化して気液混合状態の湿り蒸気になる。   The high-temperature and high-pressure superheated steam refrigerant adiabatically compressed in the compressor 12 flows to the heat exchanger 14 and is cooled in the heat exchanger 14. The high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the compressor 12 is condensed (liquefied) by releasing heat to the surroundings and cooling in the heat exchanger 14. By the heat exchange with the outside air in the heat exchanger 14, the temperature of the refrigerant is lowered and the refrigerant is liquefied. The high-pressure refrigerant vapor that has entered the heat exchanger 14 changes from superheated steam to dry saturated vapor while maintaining the same pressure in the heat exchanger 14, releases latent heat of condensation, gradually liquefies, and becomes wet vapor in a gas-liquid mixed state. .

熱交換器14で完全に液化しない程度まで冷やされた気液二相状態の冷媒は、気液分離器40において、飽和蒸気状態の冷媒蒸気と飽和液状態の冷媒液とに気液分離される。気液分離された冷媒のうち、液相の冷媒液が、気液分離器40から流出し、冷媒通路34を経由して冷却部30の冷却器32へ流れ、EV機器31を冷却する。冷却部30において、熱交換器14で凝縮され気液分離器40で分離された飽和液状態の液冷媒に熱を放出することで、EV機器31が冷却される。EV機器31との熱交換により、冷媒が加熱され、冷媒の乾き度が増大する。冷媒は、EV機器31から潜熱を受け取って一部気化することにより、冷却部30の出口において、飽和液と飽和蒸気とが混合した気液二相状態の湿り蒸気となる。   The gas-liquid two-phase refrigerant cooled to such an extent that it is not completely liquefied by the heat exchanger 14 is gas-liquid separated in the gas-liquid separator 40 into a saturated vapor state refrigerant vapor and a saturated liquid state refrigerant liquid. . Among the gas-liquid separated refrigerant, the liquid-phase refrigerant liquid flows out of the gas-liquid separator 40, flows to the cooler 32 of the cooling unit 30 via the refrigerant passage 34, and cools the EV device 31. In the cooling unit 30, the EV device 31 is cooled by releasing heat to the liquid refrigerant in a saturated liquid state condensed by the heat exchanger 14 and separated by the gas-liquid separator 40. By the heat exchange with the EV device 31, the refrigerant is heated and the dryness of the refrigerant increases. The refrigerant receives the latent heat from the EV device 31 and partially vaporizes, so that the refrigerant becomes wet vapor in a gas-liquid two-phase state in which saturated liquid and saturated vapor are mixed at the outlet of the cooling unit 30.

冷却部30から流出した冷媒は、冷媒通路36,24を経由して、熱交換器15に流入する。冷媒の湿り蒸気は、熱交換器15において周囲に放熱し外気と熱交換して冷却されることにより再度凝縮され、冷媒の全部が凝縮すると飽和液になり、さらに顕熱を放出して過冷却された過冷却液になる。冷媒は、熱交換器15において、飽和温度以下にまで冷却される。熱交換器15で冷媒を過冷却液にするのは、その後の膨張弁16での減圧量、冷媒流量および冷房能力の制御を容易にするためである。   The refrigerant that has flowed out of the cooling unit 30 flows into the heat exchanger 15 via the refrigerant passages 36 and 24. The wet steam of the refrigerant dissipates heat to the surroundings in the heat exchanger 15 and is cooled again by exchanging heat with the outside air to be condensed again. When all of the refrigerant condenses, it becomes a saturated liquid, and further releases sensible heat to supercool. It becomes a supercooled liquid. The refrigerant is cooled to the saturation temperature or lower in the heat exchanger 15. The reason why the heat exchanger 15 turns the refrigerant into a supercooled liquid is to facilitate control of the subsequent decompression amount, refrigerant flow rate, and cooling capacity in the expansion valve 16.

熱交換器15で過冷却液まで冷却された冷媒は、冷媒通路25を経由して膨張弁16に流入する。膨張弁16において、過冷却液状態の冷媒は絞り膨張され、比エンタルピーは変化せず温度と圧力とが低下して、低温低圧の気液混合状態の湿り蒸気となる。   The refrigerant cooled to the supercooled liquid in the heat exchanger 15 flows into the expansion valve 16 via the refrigerant passage 25. In the expansion valve 16, the refrigerant in the supercooled liquid state is expanded and expanded, the specific enthalpy does not change, the temperature and pressure decrease, and the mixture becomes wet steam in a low-temperature and low-pressure gas-liquid mixed state.

膨張弁16から出た湿り蒸気状態の冷媒は、冷媒通路26を経由して熱交換器18へ流入する。熱交換器18のチューブ内には、湿り蒸気状態の冷媒が流入する。熱交換器18は、その内部を流通する霧状冷媒が気化することによって、熱交換器18に接触するように導入された空調用空気の熱を吸収する。熱交換器18は、膨張弁16によって減圧された冷媒を用いて、冷媒の湿り蒸気が蒸発して冷媒ガスとなる際の気化熱を、車両の室内へ流通する空調用空気から吸収して、車両の室内の冷房を行なう。熱が熱交換器18に吸収されることによって温度が低下した空調用空気が車両の室内に再び戻されることによって、車両の室内の冷房が行なわれる。   The wet steam refrigerant that has flowed out of the expansion valve 16 flows into the heat exchanger 18 via the refrigerant passage 26. A wet steam refrigerant flows into the tube of the heat exchanger 18. The heat exchanger 18 absorbs the heat of the air-conditioning air introduced so as to come into contact with the heat exchanger 18 by vaporizing the mist refrigerant flowing through the heat exchanger 18. The heat exchanger 18 uses the refrigerant depressurized by the expansion valve 16 to absorb the heat of vaporization when the refrigerant's wet vapor evaporates into the refrigerant gas from the air conditioning air flowing into the vehicle interior, Cool the interior of the vehicle. The air-conditioning air whose temperature has been reduced by the heat being absorbed by the heat exchanger 18 is returned again to the vehicle interior, thereby cooling the vehicle interior.

冷媒は、熱交換器18のチューブ内を流通する際に、フィンを経由して車両の室内の空気の熱を蒸発潜熱として吸収することによって、等圧のまま蒸発する。全ての冷媒が乾き飽和蒸気になると、さらに顕熱によって冷媒蒸気は温度上昇して、過熱蒸気となる。冷房運転時には、熱交換器18において高温の空調用空気と冷媒とが熱交換することにより空調用空気が冷却され、空調用空気の温度が低下し、冷媒は空調用空気からの熱伝達を受けて加熱される。その後冷媒は、冷媒通路27を経由して圧縮機12に吸入される。圧縮機12は、熱交換器18から流通する冷媒を圧縮する。   When the refrigerant circulates in the tube of the heat exchanger 18, it absorbs the heat of the air in the vehicle interior via the fins as latent heat of vaporization, and evaporates at a constant pressure. When all the refrigerant is dry and becomes saturated vapor, the refrigerant vapor further rises in temperature by sensible heat and becomes superheated vapor. During the cooling operation, heat exchange between the high-temperature air-conditioning air and the refrigerant in the heat exchanger 18 cools the air-conditioning air, lowers the temperature of the air-conditioning air, and the refrigerant receives heat transfer from the air-conditioning air. Heated. Thereafter, the refrigerant is sucked into the compressor 12 via the refrigerant passage 27. The compressor 12 compresses the refrigerant flowing from the heat exchanger 18.

冷媒はこのようなサイクルに従って、圧縮、凝縮、絞り膨張、蒸発の状態変化を連続的に繰り返す。なお、上述した蒸気圧縮式冷凍サイクルの説明では、理論冷凍サイクルについて説明しているが、実際の蒸気圧縮式冷凍サイクル10では、圧縮機12における損失、冷媒の圧力損失および熱損失を考慮する必要があるのは勿論である。   In accordance with such a cycle, the refrigerant continuously repeats the compression, condensation, throttle expansion, and evaporation state changes. In the above description of the vapor compression refrigeration cycle, the theoretical refrigeration cycle is described. However, in the actual vapor compression refrigeration cycle 10, it is necessary to consider the loss in the compressor 12, the pressure loss of the refrigerant, and the heat loss. Of course there is.

蒸気圧縮式冷凍サイクル10の運転中に、冷媒は、蒸発器として作用する熱交換器18において蒸発する際に気化熱を車両の室内の空気から吸収して、車室内の冷房を行なう。加えて、熱交換器14から流出し気液分離器40で気液分離された高圧の液冷媒が冷却部30へ流通し、EV機器31と熱交換することでEV機器31を冷却する。冷却装置1は、車両に搭載された発熱源であるEV機器31を、車両の室内の空調用の蒸気圧縮式冷凍サイクル10を利用して、冷却する。なお、EV機器31を冷却するために必要とされる温度は、少なくともEV機器31の温度範囲として目標となる温度範囲の上限値よりも低い温度であることが望ましい。   During the operation of the vapor compression refrigeration cycle 10, the refrigerant absorbs heat of vaporization from the air in the vehicle interior when evaporating in the heat exchanger 18 acting as an evaporator, thereby cooling the vehicle interior. In addition, the high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the heat exchanger 14 and separated into gas and liquid by the gas-liquid separator 40 flows to the cooling unit 30, and heat-exchanges with the EV device 31 to cool the EV device 31. The cooling device 1 cools an EV device 31 that is a heat source mounted on a vehicle by using a vapor compression refrigeration cycle 10 for air conditioning in a vehicle interior. The temperature required for cooling the EV device 31 is desirably a temperature lower than the upper limit value of the target temperature range as the temperature range of the EV device 31.

熱交換器18において被冷却部を冷却するために設けられた蒸気圧縮式冷凍サイクル10を利用して、EV機器31の冷却が行なわれるので、EV機器31の冷却のために、専用の水循環ポンプまたは冷却ファンなどの機器を設ける必要はない。そのため、EV機器31の冷却装置1のために必要な構成を低減でき、装置構成を単純にできるので、冷却装置1の製造コストを低減することができる。加えて、EV機器31の冷却のためにポンプや冷却ファンなどの動力源を運転する必要がなく、動力源を運転するための消費動力を必要としない。したがって、EV機器31の冷却のための消費動力を低減することができ、低動力でEV機器31を冷却することができる。   Since the EV equipment 31 is cooled using the vapor compression refrigeration cycle 10 provided to cool the part to be cooled in the heat exchanger 18, a dedicated water circulation pump is used to cool the EV equipment 31. Or it is not necessary to provide equipment, such as a cooling fan. Therefore, the configuration necessary for the cooling device 1 of the EV device 31 can be reduced and the device configuration can be simplified, so that the manufacturing cost of the cooling device 1 can be reduced. In addition, it is not necessary to operate a power source such as a pump or a cooling fan for cooling the EV device 31, and power consumption for operating the power source is not required. Therefore, power consumption for cooling the EV device 31 can be reduced, and the EV device 31 can be cooled with low power.

熱交換器14では、冷媒を湿り蒸気の状態にまで冷却すればよく、気液混合状態の冷媒は気液分離器40により分離され、飽和液状態の冷媒液のみが冷却部30へ供給される。EV機器31から蒸発潜熱を受け取り一部気化した湿り蒸気の状態の冷媒は、熱交換器15で再度冷却される。湿り蒸気状態の冷媒を凝縮させ完全に飽和液にするまで、冷媒は一定の温度で状態変化する。熱交換器15はさらに、車両の室内の冷房のために必要な程度の過冷却度にまで、液相冷媒を過冷却する。冷媒の過冷却度を過度に大きくする必要がないので、熱交換器14,15の容量を低減することができる。したがって、車室用の冷房能力を確保でき、かつ、熱交換器14,15のサイズを低減することができるので小型化され車載用に有利な、冷却装置1を得ることができる。   In the heat exchanger 14, it is only necessary to cool the refrigerant to a wet steam state, the refrigerant in the gas-liquid mixed state is separated by the gas-liquid separator 40, and only the refrigerant liquid in the saturated liquid state is supplied to the cooling unit 30. . The refrigerant in the state of wet steam that has received the latent heat of vaporization from the EV device 31 and is partially vaporized is cooled again by the heat exchanger 15. The refrigerant changes its state at a constant temperature until the wet vapor state refrigerant is condensed and completely saturated. The heat exchanger 15 further subcools the liquid refrigerant to a degree of supercooling necessary for cooling the vehicle interior. Since it is not necessary to excessively increase the degree of supercooling of the refrigerant, the capacity of the heat exchangers 14 and 15 can be reduced. Therefore, the cooling capacity for the passenger compartment can be ensured, and the size of the heat exchangers 14 and 15 can be reduced, so that the cooling device 1 that is downsized and advantageous for in-vehicle use can be obtained.

冷却装置1の設計段階で熱交換器14,15の仕様を決定する際には、EV機器31の最大発熱量を設計値として用いる。EV機器31が最大発熱量未満の熱量を発生する通常発熱時には、熱交換器14,15の能力に余裕ができる。そのため、最大発熱量のEV機器31を冷却しない状態になると、熱交換器14,15において、冷媒がより多くの空気と熱交換できるようになる。これは、熱交換器14,15が見かけ上大きくなり、熱交換器14,15の温度効率φcが高くなったと考えることができる。   When the specifications of the heat exchangers 14 and 15 are determined at the design stage of the cooling device 1, the maximum heat generation amount of the EV device 31 is used as a design value. At the time of normal heat generation in which the EV device 31 generates heat less than the maximum heat generation amount, the capacity of the heat exchangers 14 and 15 can be afforded. Therefore, when the EV device 31 having the maximum heat generation amount is not cooled, the refrigerant can exchange heat with more air in the heat exchangers 14 and 15. This can be considered that the heat exchangers 14 and 15 are apparently larger, and the temperature efficiency φc of the heat exchangers 14 and 15 is increased.

熱交換器14,15における空気側の放熱能力Qcaは、熱交換器の温度効率φc、空気比熱Ca、空気重量風量Gea、および、冷媒温度Terから吸入空気温度Teaを減じた差(Ter−Tea)に比例する。必要な放熱能力Qcaは変わらず、また空気比熱Ca、空気重量風量Geaおよび吸入空気温度Teaは外気温度および車速に従って決まるので、温度効率φcが高くなった分、冷媒温度Terが低くなることになる。モリエル線図を参照すると、冷媒が気液二相状態のとき冷媒の温度と圧力とは線形の関係にあり、冷媒の圧力変化に従って冷媒の温度が変化する。つまり、熱交換器14,15での冷媒温度Terが低くなるとは、熱交換器14,15を流れる冷媒の圧力が低くなることを意味する。   The air side heat dissipation capability Qca in the heat exchangers 14 and 15 is the difference (Ter−Tea) obtained by subtracting the intake air temperature Tea from the temperature efficiency φc of the heat exchanger, the air specific heat Ca, the air heavy air volume Gea, and the refrigerant temperature Ter. ). The required heat radiation capacity Qca does not change, and the air specific heat Ca, the air weight air volume Gea, and the intake air temperature Tea are determined according to the outside air temperature and the vehicle speed, so that the refrigerant temperature Ter decreases as the temperature efficiency φc increases. . Referring to the Mollier diagram, when the refrigerant is in a gas-liquid two-phase state, the refrigerant temperature and pressure have a linear relationship, and the refrigerant temperature changes according to the refrigerant pressure change. That is, that the refrigerant temperature Ter in the heat exchangers 14 and 15 is low means that the pressure of the refrigerant flowing through the heat exchangers 14 and 15 is low.

熱交換器14,15での冷媒の圧力が下がり、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の高圧が降下する結果、圧縮機12の出口での冷媒の圧力が相対的に低くてもよいことになる。そのため、圧縮機12で冷媒を断熱圧縮するための動力を低減することができ、さらなる省動力化を達成することができる。したがって、車両の燃費を向上することができる。特に電気自動車においては、省動力化により、直接電費を向上することができる。   As a result of the refrigerant pressure at the heat exchangers 14 and 15 decreasing and the high pressure of the vapor compression refrigeration cycle 10 decreasing, the refrigerant pressure at the outlet of the compressor 12 may be relatively low. Therefore, the power for adiabatically compressing the refrigerant by the compressor 12 can be reduced, and further power saving can be achieved. Therefore, the fuel consumption of the vehicle can be improved. Particularly in an electric vehicle, power consumption can be directly improved by power saving.

熱交換器14の出口から膨張弁16の入口へ向かう冷媒の経路の一部を形成する冷媒通路23は、熱交換器14と熱交換器15との間に設けられている。気液分離器40から膨張弁16へ向かう冷媒が流通する経路として、冷却部30を通過しない経路である冷媒通路23と、冷却部30を経由してEV機器31を冷却する冷媒の経路である冷媒通路34,36および冷却器32と、が並列に設けられる。冷媒通路34,36を含むEV機器31の冷却系は、冷媒通路23に対し並列に接続されている。そのため、熱交換器14から流出した冷媒の一部のみが、冷却部30へ流れる。冷媒通路23に設けられた流量調整弁28の開度調整によって、気液分離器40から冷媒通路23へ流れる冷媒と、冷却部30を流れる冷媒と、の流量が適切に調整される。この流量調整により、EV機器31の冷却のために必要な量の冷媒が冷却部30へ流れ、EV機器31は適切に冷却される。   A refrigerant passage 23 that forms a part of the refrigerant path from the outlet of the heat exchanger 14 to the inlet of the expansion valve 16 is provided between the heat exchanger 14 and the heat exchanger 15. The refrigerant flow from the gas-liquid separator 40 to the expansion valve 16 is a refrigerant path 23 that is a path that does not pass through the cooling unit 30 and a refrigerant path that cools the EV device 31 via the cooling unit 30. The refrigerant passages 34 and 36 and the cooler 32 are provided in parallel. The cooling system of the EV device 31 including the refrigerant passages 34 and 36 is connected in parallel to the refrigerant passage 23. Therefore, only a part of the refrigerant that has flowed out of the heat exchanger 14 flows to the cooling unit 30. By adjusting the opening degree of the flow rate adjusting valve 28 provided in the refrigerant passage 23, the flow rates of the refrigerant flowing from the gas-liquid separator 40 to the refrigerant passage 23 and the refrigerant flowing through the cooling unit 30 are appropriately adjusted. By this flow rate adjustment, an amount of refrigerant necessary for cooling the EV device 31 flows to the cooling unit 30, and the EV device 31 is appropriately cooled.

熱交換器14から冷却部30を経由せず直接熱交換器15へ流れる冷媒の経路と、熱交換器14から冷却部30を経由して熱交換器15へ流れる冷媒の経路と、を並列に設け、一部の冷媒のみを冷媒通路34,36へ流通させることで、EV機器31の冷却系に冷媒が流れる際の圧力損失を低減することができる。全ての冷媒が冷却部30に流れないので、冷却部30を経由する冷媒の流通に係る圧力損失を低減することができ、それに伴い、冷媒を循環させるための圧縮機12の運転に必要な消費電力を低減することができる。   A refrigerant path flowing directly from the heat exchanger 14 to the heat exchanger 15 without passing through the cooling unit 30 and a refrigerant path flowing from the heat exchanger 14 through the cooling unit 30 to the heat exchanger 15 are arranged in parallel. The pressure loss when the refrigerant flows through the cooling system of the EV device 31 can be reduced by providing only a part of the refrigerant to the refrigerant passages 34 and 36. Since all the refrigerant does not flow to the cooling unit 30, it is possible to reduce pressure loss related to the circulation of the refrigerant passing through the cooling unit 30, and accordingly, consumption necessary for the operation of the compressor 12 for circulating the refrigerant. Electric power can be reduced.

膨張弁16を通過した後の低温低圧の冷媒をEV機器31の冷却に使用すると、熱交換器18における車室内の空気の冷却能力が減少して、車室用の冷房能力が低下する。これに対し、本実施の形態の冷却装置1では、蒸気圧縮式冷凍サイクル10において、圧縮機12から吐出された高圧の冷媒は、第一の凝縮器としての熱交換器14と、第二の凝縮器としての熱交換器15と、の両方によって凝縮される。圧縮機12と膨張弁16との間に二段の熱交換器14,15を配置し、EV機器31を冷却する冷却部30は、熱交換器14と熱交換器15との間に設けられている。熱交換器15は、冷却部30から膨張弁16に向けて流れる冷媒の経路上に設けられている。   When the low-temperature and low-pressure refrigerant that has passed through the expansion valve 16 is used for cooling the EV device 31, the cooling capacity of the air in the passenger compartment in the heat exchanger 18 decreases, and the cooling capacity for the passenger compartment decreases. On the other hand, in the cooling device 1 of the present embodiment, the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 12 in the vapor compression refrigeration cycle 10 is converted into the heat exchanger 14 as the first condenser, and the second It is condensed by both the heat exchanger 15 as a condenser. The two-stage heat exchangers 14 and 15 are disposed between the compressor 12 and the expansion valve 16, and the cooling unit 30 that cools the EV device 31 is provided between the heat exchanger 14 and the heat exchanger 15. ing. The heat exchanger 15 is provided on the path of the refrigerant that flows from the cooling unit 30 toward the expansion valve 16.

EV機器31から蒸発潜熱を受けて加熱された冷媒を熱交換器15において十分に冷却することにより、膨張弁16の出口において、冷媒は、車両の室内の冷房のために本来必要とされる温度および圧力を有する。そのため、熱交換器18において冷媒が蒸発するときに外部から受け取る熱量を十分に大きくすることができるので、熱交換器18を通過する空調用空気を十分に冷却できる。このように、冷媒を十分に冷却できる熱交換器15の放熱能力を定めることにより、車室内の空気を冷却する冷房の能力に影響を与えることなく、EV機器31を冷却することができる。したがって、EV機器31の冷却能力と、車室用の冷房能力との両方を、確実に確保することができる。   The refrigerant heated by receiving the latent heat of vaporization from the EV device 31 is sufficiently cooled in the heat exchanger 15, so that the refrigerant at the outlet of the expansion valve 16 has a temperature originally required for cooling the vehicle interior. And having pressure. Therefore, since the amount of heat received from the outside when the refrigerant evaporates in the heat exchanger 18 can be sufficiently increased, the air-conditioning air passing through the heat exchanger 18 can be sufficiently cooled. Thus, by defining the heat dissipation capability of the heat exchanger 15 that can sufficiently cool the refrigerant, the EV device 31 can be cooled without affecting the cooling capability of cooling the air in the passenger compartment. Therefore, both the cooling capacity of the EV device 31 and the cooling capacity for the passenger compartment can be reliably ensured.

熱交換器14から冷却部30へ流れる冷媒は、EV機器31を冷却するときに、EV機器31から熱を受け取り加熱される。冷却部30において冷媒が飽和蒸気温度以上に加熱され冷媒の全量が気化すると、冷媒とEV機器31との熱交換量が減少してEV機器31を効率よく冷却できなくなり、また冷媒が配管内を流れる際の圧力損失が増大する。そのため、EV機器31を冷却した後に冷媒の全量が気化しない程度に、熱交換器14において十分に冷媒を冷却するのが望ましい。   The refrigerant flowing from the heat exchanger 14 to the cooling unit 30 receives heat from the EV device 31 and is heated when the EV device 31 is cooled. When the refrigerant is heated to the saturated vapor temperature or higher in the cooling unit 30 and the entire amount of the refrigerant is vaporized, the amount of heat exchange between the refrigerant and the EV device 31 is reduced, and the EV device 31 cannot be efficiently cooled. Pressure loss during flow increases. Therefore, it is desirable to cool the refrigerant sufficiently in the heat exchanger 14 so that the entire amount of the refrigerant does not vaporize after the EV device 31 is cooled.

具体的には、熱交換器14の出口における冷媒の状態を飽和液に近づけ、典型的には熱交換器14の出口において冷媒が飽和液線上にある状態にする。このように冷媒を十分に冷却できる能力を熱交換器14が有する結果、熱交換器14の冷媒から熱を放出させる放熱能力は、熱交換器15の放熱能力よりも高くなる。放熱能力が相対的に大きい熱交換器14において冷媒を十分に冷却することにより、EV機器31から熱を受け取った冷媒を湿り蒸気の状態に留めることができ、冷媒とEV機器31との熱交換量の減少を回避できるので、EV機器31を十分に効率よく冷却することができる。EV機器31を冷却した後の湿り蒸気の状態の冷媒は、熱交換器15において効率よく再度冷却され、飽和温度を下回る過冷却液の状態にまで冷却される。したがって、車室用の冷房能力とEV機器31の冷却能力との両方を確保した、冷却装置1を提供することができる。   Specifically, the state of the refrigerant at the outlet of the heat exchanger 14 is brought close to the saturated liquid, and typically, the refrigerant is on the saturated liquid line at the outlet of the heat exchanger 14. As a result of the heat exchanger 14 having the ability to sufficiently cool the refrigerant in this way, the heat dissipating ability for releasing heat from the refrigerant of the heat exchanger 14 is higher than the heat dissipating ability of the heat exchanger 15. By sufficiently cooling the refrigerant in the heat exchanger 14 having a relatively large heat dissipation capability, the refrigerant that has received heat from the EV device 31 can be kept in a wet steam state, and heat exchange between the refrigerant and the EV device 31 can be achieved. Since the decrease in the amount can be avoided, the EV device 31 can be cooled sufficiently efficiently. The refrigerant in the state of wet steam after cooling the EV device 31 is efficiently cooled again in the heat exchanger 15 and cooled to the state of the supercooled liquid below the saturation temperature. Therefore, it is possible to provide the cooling device 1 that secures both the cooling capacity for the passenger compartment and the cooling capacity of the EV device 31.

熱交換器14の出口において気液二相状態にある冷媒は、気液分離器40内において、気相と液相とに分離される。気液分離器40で分離された気相冷媒は、冷媒通路23,24を経由して流れ直接熱交換器15に供給される。気液分離器40で分離された液相冷媒は、冷媒通路34を経由して流れ、冷却部30に供給されてEV機器31を冷却する。この液相冷媒は、過不足の全くない真に飽和液状態の冷媒である。気液分離器40から液相の冷媒のみを取り出し冷却部30へ流すことにより、熱交換器14の能力を最大限に活用してEV機器31を冷却することができるので、EV機器31の冷却能力を向上させた冷却装置1を提供することができる。   The refrigerant in a gas-liquid two-phase state at the outlet of the heat exchanger 14 is separated into a gas phase and a liquid phase in the gas-liquid separator 40. The gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 40 flows through the refrigerant passages 23 and 24 and is directly supplied to the heat exchanger 15. The liquid phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 40 flows through the refrigerant passage 34 and is supplied to the cooling unit 30 to cool the EV device 31. This liquid-phase refrigerant is a truly saturated liquid refrigerant with no excess or deficiency. By extracting only the liquid-phase refrigerant from the gas-liquid separator 40 and flowing it to the cooling unit 30, the EV device 31 can be cooled by utilizing the capacity of the heat exchanger 14 to the maximum, so that the EV device 31 is cooled. The cooling device 1 with improved performance can be provided.

気液分離器40の出口で飽和液の状態にある冷媒をEV機器31を冷却する冷却器32に導入することにより、冷媒通路34,36および冷却器32を含むEV機器31の冷却系を流れる冷媒のうち、気相状態の冷媒を最小限に抑えることができる。そのため、EV機器31の冷却系を流れる冷媒蒸気の流速が早くなり圧力損失が増大することを抑制でき、冷媒を流通させるための圧縮機12の消費電力を低減できるので、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の性能の悪化を回避することができる。   By introducing the refrigerant in a saturated liquid state at the outlet of the gas-liquid separator 40 into the cooler 32 that cools the EV device 31, the refrigerant flows through the cooling system of the EV device 31 including the refrigerant passages 34 and 36 and the cooler 32. Among the refrigerants, the gas-phase refrigerant can be minimized. Therefore, the flow velocity of the refrigerant vapor flowing through the cooling system of the EV device 31 can be prevented from increasing and the pressure loss can be suppressed, and the power consumption of the compressor 12 for circulating the refrigerant can be reduced. Therefore, the vapor compression refrigeration cycle 10 The deterioration of the performance can be avoided.

[ヒートパイプ運転モード]
図2に戻って、冷却装置1はさらに、連通路51を備える。連通路51は、圧縮機12と熱交換器14との間を冷媒が流通する冷媒通路21と、冷却部30に冷媒を流通させる冷媒通路34,36のうち冷却部30に対し下流側の冷媒通路36と、を連通する。冷媒通路36は、連通路51との分岐よりも上流側の冷媒通路36aと、連通路51との分岐よりも下流側の冷媒通路36bと、に二分割される。
[Heat pipe operation mode]
Returning to FIG. 2, the cooling device 1 further includes a communication path 51. The communication passage 51 is a refrigerant downstream of the cooling unit 30 among the refrigerant passage 21 through which the refrigerant flows between the compressor 12 and the heat exchanger 14 and the refrigerant passages 34, 36 through which the refrigerant flows through the cooling unit 30. The passage 36 communicates with the passage 36. The refrigerant passage 36 is divided into a refrigerant passage 36 a upstream from the branch with the communication passage 51 and a refrigerant passage 36 b downstream from the branch with the communication passage 51.

冷媒通路36には、連通路51と冷媒通路21,36との連通状態を切り替える切替弁52が設けられている。切替弁52は、その開閉を切り替えることにより、連通路51を経由する冷媒の流通を可能または不可能にする。切替弁52を使用して冷却部30から流出する冷媒の経路を切り替えることにより、EV機器31を冷却した後の冷媒を、冷媒通路36b,24を経由させて熱交換器15へ、または、連通路51および冷媒通路21を経由して熱交換器14へ、のいずれかの経路を任意に選択して、流通させることができる。   The refrigerant passage 36 is provided with a switching valve 52 that switches a communication state between the communication passage 51 and the refrigerant passages 21 and 36. The switching valve 52 enables or disables the circulation of the refrigerant via the communication path 51 by switching its opening and closing. By switching the path of the refrigerant flowing out of the cooling unit 30 using the switching valve 52, the refrigerant after cooling the EV device 31 is transferred to the heat exchanger 15 via the refrigerant passages 36b and 24, or connected to the heat exchanger 15. Any of the paths to the heat exchanger 14 via the passage 51 and the refrigerant passage 21 can be arbitrarily selected and distributed.

より具体的には、切替弁52として、冷媒通路36bの連通と遮断とを切り替える開閉弁が、冷媒通路36bに設けられている。切替弁52の開閉を切り替えることにより、冷媒通路36bを含む第一通路の連通状態が切り替えられる。   More specifically, as the switching valve 52, an opening / closing valve that switches between communication and blocking of the refrigerant passage 36b is provided in the refrigerant passage 36b. By switching the opening and closing of the switching valve 52, the communication state of the first passage including the refrigerant passage 36b is switched.

蒸気圧縮式冷凍サイクル10の冷房運転中には、切替弁52を全開(弁開度100%)とし、流量調整弁28の弁開度を調整することにより冷却部30で必要な冷却能力を得られるように冷媒流量を調整する。これにより、EV機器31を冷却した後の冷媒通路36aを流通する冷媒を、冷媒通路36bを経由させて、確実に熱交換器15へ流通させることができる。   During the cooling operation of the vapor compression refrigeration cycle 10, the switching valve 52 is fully opened (valve opening degree 100%), and the cooling capacity required by the cooling unit 30 is obtained by adjusting the valve opening degree of the flow regulating valve 28. Adjust the refrigerant flow rate to Thereby, the refrigerant | coolant which distribute | circulates the refrigerant path 36a after cooling the EV apparatus 31 can be reliably distribute | circulated to the heat exchanger 15 via the refrigerant path 36b.

一方、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の停止中には、切替弁52を全閉とし、さらに流量調整弁28を全閉とする。これにより、EV機器31を冷却した後の冷媒通路36aを流通する冷媒を、連通路51を経由させて熱交換器14へ流通させ、圧縮機12を経由せずに冷却部30と熱交換器14との間に冷媒を循環させる環状の経路を形成することができる。   On the other hand, while the vapor compression refrigeration cycle 10 is stopped, the switching valve 52 is fully closed and the flow rate adjustment valve 28 is fully closed. Accordingly, the refrigerant flowing through the refrigerant passage 36a after cooling the EV device 31 is circulated to the heat exchanger 14 via the communication passage 51, and the cooling unit 30 and the heat exchanger are not passed through the compressor 12. 14 can form an annular path for circulating the refrigerant.

流量調整弁28は、開度調整が可能な仕様の弁であり、たとえば電動弁であってもよい。切替弁52は、全開と全閉との切替が可能な仕様の弁であればよく、たとえば電磁弁であってもよい。   The flow rate adjusting valve 28 is a valve having a specification that allows the opening degree to be adjusted, and may be an electric valve, for example. The switching valve 52 may be a valve having a specification that can be switched between full open and fully closed, and may be, for example, an electromagnetic valve.

連通路51には、逆止弁58が設けられている。逆止弁58は、連通路51を経由して冷媒通路36から冷媒通路21へ向かう冷媒の流れを許容するとともに、その逆向きの冷媒の流れを禁止する。逆止弁58を設けることにより、圧縮機12の運転中に、冷媒通路21から連通路51を経由して冷媒通路36へ流れる冷媒の流れが禁止される。かつ、圧縮機12の運転中において、冷媒通路21を流れる冷媒は、冷媒通路36を流れる冷媒よりも高圧であるので、連通路51を経由して冷媒通路36から冷媒通路21へ向かう冷媒の流れも発生しない。   A check valve 58 is provided in the communication path 51. The check valve 58 allows the refrigerant flow from the refrigerant passage 36 to the refrigerant passage 21 via the communication passage 51 and prohibits the reverse refrigerant flow. By providing the check valve 58, the flow of the refrigerant flowing from the refrigerant passage 21 to the refrigerant passage 36 via the communication passage 51 during the operation of the compressor 12 is prohibited. In addition, during operation of the compressor 12, the refrigerant flowing through the refrigerant passage 21 has a higher pressure than the refrigerant flowing through the refrigerant passage 36, and thus the refrigerant flows from the refrigerant passage 36 toward the refrigerant passage 21 via the communication passage 51. Does not occur.

そのため、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の運転中には、圧縮機12で断熱圧縮された冷媒の全部を熱交換器14へ流すことができ、かつ、EV機器31を冷却した後の冷媒を確実に熱交換器15へ流通させることができる。加えて、圧縮機12の停止時に切替弁52の開閉を切り換えて切替弁52を全閉にすれば、冷却部30の出口から逆止弁58を通って冷媒通路21へつながる経路が形成され、連通路51を経由して冷却部30と熱交換器14との間に冷媒を循環させる冷媒の経路を形成することができる。   Therefore, during the operation of the vapor compression refrigeration cycle 10, all of the refrigerant adiabatically compressed by the compressor 12 can flow to the heat exchanger 14, and the refrigerant after cooling the EV device 31 can be reliably The heat exchanger 15 can be circulated. In addition, if the switching valve 52 is switched between open and closed when the compressor 12 is stopped and the switching valve 52 is fully closed, a path that leads from the outlet of the cooling unit 30 to the refrigerant passage 21 through the check valve 58 is formed. A refrigerant path for circulating the refrigerant can be formed between the cooling unit 30 and the heat exchanger 14 via the communication path 51.

冷却装置1はさらに、逆止弁54を備える。逆止弁54は、圧縮機12と熱交換器14との間の冷媒通路21の、冷媒通路21と連通路51との接続箇所よりも圧縮機12に近接する側に、配置されている。逆止弁54は、圧縮機12から熱交換器14へ向かう冷媒の流れを許容するとともに、その逆向きの冷媒の流れを禁止する。このようにすれば、詳細を後述する図5に示すヒートパイプ運転モードのとき、熱交換器14と冷却部30との間に冷媒を循環させる閉ループ状の冷媒の経路を、確実に形成することができる。   The cooling device 1 further includes a check valve 54. The check valve 54 is disposed on the refrigerant passage 21 between the compressor 12 and the heat exchanger 14 on the side closer to the compressor 12 than the connection point between the refrigerant passage 21 and the communication passage 51. The check valve 54 allows the refrigerant flow from the compressor 12 to the heat exchanger 14 and prohibits the reverse refrigerant flow. In this way, in the heat pipe operation mode shown in FIG. 5, which will be described in detail later, a closed loop refrigerant path for circulating the refrigerant between the heat exchanger 14 and the cooling unit 30 is surely formed. Can do.

逆止弁54がない場合、冷媒が連通路51から圧縮機12側の冷媒通路21へ流れる虞がある。逆止弁54を備えることによって、連通路51から圧縮機12側へ向かう冷媒の流れを確実に禁止できるので、環状の冷媒経路で形成するヒートパイプを使用した、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の停止時のEV機器31の冷却能力の低下を防止できる。したがって、車両の車室用の冷房が停止しているときにも、EV機器31を効率よく冷却することができる。   If the check valve 54 is not provided, the refrigerant may flow from the communication passage 51 to the refrigerant passage 21 on the compressor 12 side. By providing the check valve 54, the flow of the refrigerant from the communication path 51 toward the compressor 12 can be surely prohibited. Therefore, the stop of the vapor compression refrigeration cycle 10 using the heat pipe formed by the annular refrigerant path is used. It is possible to prevent a decrease in the cooling capacity of the EV device 31 at the time. Therefore, the EV device 31 can be efficiently cooled even when the cooling for the passenger compartment of the vehicle is stopped.

また、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の停止中に、閉ループ状の冷媒の経路内の冷媒の量が不足する場合には、圧縮機12を短時間のみ運転することで、逆止弁54を経由して閉ループ経路に冷媒を供給できる。これにより、閉ループ内の冷媒量を増加させ、ヒートパイプの熱交換処理量を増大させることができる。したがって、ヒートパイプの冷媒量を確保することができるので、冷媒量の不足のためにEV機器31の冷却が不十分となることを回避することができる。   In addition, when the amount of refrigerant in the closed loop refrigerant path is insufficient while the vapor compression refrigeration cycle 10 is stopped, the compressor 12 is operated only for a short time, thereby passing through the check valve 54. Thus, the refrigerant can be supplied to the closed loop path. Thereby, the refrigerant | coolant amount in a closed loop can be increased and the heat exchange processing amount of a heat pipe can be increased. Therefore, since the amount of refrigerant in the heat pipe can be secured, it is possible to avoid insufficient cooling of the EV device 31 due to an insufficient amount of refrigerant.

図4は、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の運転中の、EV機器31を冷却する冷媒の流れを示す模式図である。図5は、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の停止中の、EV機器31を冷却する冷媒の流れを示す模式図である。図6は、冷却装置1の運転モード毎の圧縮機12、流量調整弁28および切替弁52の設定を示す図である。図6中に示す運転モードのうち「エアコン運転モード」とは、図4に示す蒸気圧縮式冷凍サイクル10を運転させる場合、すなわち圧縮機12を運転させて蒸気圧縮式冷凍サイクル10の全体に冷媒を流通させる場合を示す。一方「ヒートパイプ運転モード」とは、図5に示す蒸気圧縮式冷凍サイクル10を停止させる場合、すなわち、圧縮機12を停止させ、冷却部30と熱交換器14とを結ぶ環状の経路を経由させて冷媒を循環させる場合を示す。   FIG. 4 is a schematic diagram showing a refrigerant flow for cooling the EV device 31 during operation of the vapor compression refrigeration cycle 10. FIG. 5 is a schematic diagram showing the flow of the refrigerant that cools the EV device 31 while the vapor compression refrigeration cycle 10 is stopped. FIG. 6 is a diagram illustrating settings of the compressor 12, the flow rate adjustment valve 28, and the switching valve 52 for each operation mode of the cooling device 1. Among the operation modes shown in FIG. 6, the “air conditioner operation mode” refers to a case where the vapor compression refrigeration cycle 10 shown in FIG. 4 is operated, that is, the compressor 12 is operated and Is shown. On the other hand, the “heat pipe operation mode” refers to a case where the vapor compression refrigeration cycle 10 shown in FIG. 5 is stopped, that is, the compressor 12 is stopped and an annular path connecting the cooling unit 30 and the heat exchanger 14 is passed. In this case, the refrigerant is circulated.

図4および図6に示すように、圧縮機12を駆動させ蒸気圧縮式冷凍サイクル10が運転している「エアコン運転モード」のときには、流量調整弁28は、冷却部30に十分な冷媒が流れるように、弁開度を調整される。切替弁52は、冷媒を冷却部30から熱交換器15を経由して膨張弁16へ流通させるように操作される。すなわち、切替弁52を全開にすることで、冷媒が冷却装置1の全体を流れるように冷媒の経路が選択される。そのため、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の冷却能力を確保できるとともに、EV機器31を効率よく冷却することができる。   As shown in FIGS. 4 and 6, when in the “air conditioner operation mode” in which the compressor 12 is driven and the vapor compression refrigeration cycle 10 is operating, the flow rate adjustment valve 28 allows sufficient refrigerant to flow through the cooling unit 30. Thus, the valve opening is adjusted. The switching valve 52 is operated so that the refrigerant flows from the cooling unit 30 to the expansion valve 16 via the heat exchanger 15. That is, the refrigerant path is selected so that the refrigerant flows through the entire cooling device 1 by fully opening the switching valve 52. Therefore, the cooling capacity of the vapor compression refrigeration cycle 10 can be ensured and the EV device 31 can be efficiently cooled.

図5および図6に示すように、圧縮機12を停止させ蒸気圧縮式冷凍サイクル10が停止している「ヒートパイプ運転モード」のときには、冷媒を冷却部30から熱交換器14へ循環させるように切替弁52を操作する。すなわち、切替弁52を全閉にする。さらに流量調整弁28を全閉にすることで、冷媒は冷媒通路36aから冷媒通路36bへは流れず連通路51を経由して流通する。これにより、熱交換器14から、冷媒通路22と気液分離器40と冷媒通路34とを順に経由して冷却部30へ至り、さらに冷媒通路36a、連通路51、冷媒通路21を順に経由して熱交換器14へ戻る、閉じられた環状の経路が形成される。このときの冷媒が流れる経路、すなわち冷媒通路21、冷媒通路22、冷媒通路34、冷媒通路36aおよび連通路51は、第二通路を形成する。   As shown in FIGS. 5 and 6, in the “heat pipe operation mode” in which the compressor 12 is stopped and the vapor compression refrigeration cycle 10 is stopped, the refrigerant is circulated from the cooling unit 30 to the heat exchanger 14. The switching valve 52 is operated. That is, the switching valve 52 is fully closed. Further, by fully closing the flow rate adjusting valve 28, the refrigerant flows through the communication passage 51 without flowing from the refrigerant passage 36a to the refrigerant passage 36b. As a result, the heat exchanger 14 reaches the cooling unit 30 through the refrigerant passage 22, the gas-liquid separator 40, and the refrigerant passage 34 in this order, and further passes through the refrigerant passage 36a, the communication passage 51, and the refrigerant passage 21 in order. Thus, a closed annular path is formed back to the heat exchanger 14. A path through which the refrigerant flows, that is, the refrigerant path 21, the refrigerant path 22, the refrigerant path 34, the refrigerant path 36a, and the communication path 51 form a second path.

この環状の経路を経由して、圧縮機12を動作することなく、熱交換器14と冷却部30との間に冷媒を循環させることができる。冷媒は、EV機器31を冷却するとき、EV機器31から蒸発潜熱を受けて蒸発する。EV機器31との熱交換により気化された冷媒蒸気は、冷媒通路36a、連通路51および冷媒通路21を順に経由して、熱交換器14へ流れる。熱交換器14において、車両の走行風、または、コンデンサファン42もしくはエンジン冷却用のラジエータファンからの通風により、冷媒蒸気は冷却されて凝縮する。熱交換器14で液化した冷媒液は、冷媒通路22,34を経由して、冷却部30へ戻る。   Via this annular path, the refrigerant can be circulated between the heat exchanger 14 and the cooling unit 30 without operating the compressor 12. When the EV device 31 is cooled, the refrigerant receives evaporation latent heat from the EV device 31 and evaporates. The refrigerant vapor evaporated by heat exchange with the EV device 31 flows to the heat exchanger 14 through the refrigerant passage 36a, the communication passage 51, and the refrigerant passage 21 in order. In the heat exchanger 14, the refrigerant vapor is cooled and condensed by the running air of the vehicle or the ventilation from the condenser fan 42 or the radiator fan for cooling the engine. The refrigerant liquid liquefied by the heat exchanger 14 returns to the cooling unit 30 via the refrigerant passages 22 and 34.

このように、冷却部30と熱交換器14とを経由する環状の経路によって、EV機器31を加熱部とし熱交換器14を冷却部とする、ヒートパイプが形成される。したがって、蒸気圧縮式冷凍サイクル10が停止しているとき、すなわち車両用の冷房が停止しているときにも、圧縮機12を起動する必要なく、EV機器31を確実に冷却することができる。EV機器31の冷却のために圧縮機12を常時運転する必要がないことにより、圧縮機12の消費動力を低減して車両の燃費を向上することができ、加えて、圧縮機12を長寿命化できるので圧縮機12の信頼性を向上することができる。   In this way, a heat pipe is formed by the annular path passing through the cooling unit 30 and the heat exchanger 14, with the EV device 31 as a heating unit and the heat exchanger 14 as a cooling unit. Therefore, even when the vapor compression refrigeration cycle 10 is stopped, that is, when cooling for the vehicle is stopped, the EV device 31 can be reliably cooled without having to start the compressor 12. Since it is not necessary to always operate the compressor 12 for cooling the EV equipment 31, the power consumption of the compressor 12 can be reduced and the fuel consumption of the vehicle can be improved. In addition, the compressor 12 has a long service life. Therefore, the reliability of the compressor 12 can be improved.

電気自動車の乗員は、車内前方の計器盤に設けられた空調用のコントロールパネルを操作することによって、車室内の冷房をONからOFFへ切り替える。この操作に伴い、EV機器31を冷却するための冷却装置1の運転モードが、エアコン運転モードからヒートパイプ運転モードへ切り替えられる。つまり、圧縮機12が停止されるとともに、切替弁52が全閉とされ、流量調整弁28が全閉とされる。これにより、圧縮機12から吐出された冷媒を冷却部30へ流してEV機器31を冷却するための第一通路が遮断されるとともに、熱交換器14と冷却部30との間に自然循環により冷媒を循環させるための第二通路が連通される。このようにして、圧縮機12を経由せずに冷却部30に冷媒を供給できるようになる。   An occupant of an electric vehicle switches the cooling of the passenger compartment from ON to OFF by operating an air conditioning control panel provided on an instrument panel in front of the vehicle. With this operation, the operation mode of the cooling device 1 for cooling the EV device 31 is switched from the air conditioner operation mode to the heat pipe operation mode. That is, the compressor 12 is stopped, the switching valve 52 is fully closed, and the flow rate adjustment valve 28 is fully closed. Thus, the first passage for cooling the EV device 31 by flowing the refrigerant discharged from the compressor 12 to the cooling unit 30 is blocked, and natural circulation between the heat exchanger 14 and the cooling unit 30 is performed. A second passage for circulating the refrigerant is communicated. In this way, the refrigerant can be supplied to the cooling unit 30 without going through the compressor 12.

切替弁52の開閉が切り替えられることにより、第一通路の連通と第二通路の連通とが切り替えられる。これにより、第一通路が連通し第二通路が遮断された状態のエアコン運転モードから、第一通路が遮断され第二通路が連通した状態のヒートパイプ運転モードへの、EV機器31を冷却するための冷却装置1の運転モードの切替が行なわれる。このようにして、圧縮機12が停止した状態においても、冷媒が自然循環して冷却部30においてEV機器31を冷却することにより、冷却装置1によるEV機器31の冷却能力が維持される。   By switching the opening / closing of the switching valve 52, the communication of the first passage and the communication of the second passage are switched. Thereby, the EV device 31 is cooled from the air conditioner operation mode in which the first passage is communicated and the second passage is blocked to the heat pipe operation mode in which the first passage is blocked and the second passage is communicated. Therefore, the operation mode of the cooling device 1 is switched. In this way, even when the compressor 12 is stopped, the refrigerant naturally circulates and cools the EV device 31 in the cooling unit 30, whereby the cooling capacity of the EV device 31 by the cooling device 1 is maintained.

図4および図5には、地面60が図示されている。地面60に対して垂直な鉛直方向において、冷却部30は、熱交換器14および気液分離器40よりも下方に配置されている。熱交換器14と冷却部30との間に冷媒を循環させる環状の経路において、冷却部30が下方に配置され、熱交換器14が上方に配置される。熱交換器14および気液分離器40は、冷却部30よりも高い位置に配置される。   4 and 5 show the ground surface 60. In the vertical direction perpendicular to the ground 60, the cooling unit 30 is disposed below the heat exchanger 14 and the gas-liquid separator 40. In an annular path for circulating the refrigerant between the heat exchanger 14 and the cooling unit 30, the cooling unit 30 is disposed below and the heat exchanger 14 is disposed above. The heat exchanger 14 and the gas-liquid separator 40 are disposed at a position higher than the cooling unit 30.

この場合、冷却部30で加熱され気化した冷媒蒸気は、環状の経路内を上昇して熱交換器14へ到達し、熱交換器14において冷却され凝縮された液冷媒が気液分離器40内に溜められる。さらに液冷媒は、気液分離器40から冷却部30までの液冷媒の位置ヘッドを駆動力として、重力の作用により気液分離器40から環状の経路内を下降して冷却部30へ戻る。つまり、冷却部30と、気液分離器40と、熱交換器14と、これらを連結する冷媒の経路(すなわち第二通路)とによって、サーモサイフォン式のヒートパイプが形成される。ヒートパイプを形成することでEV機器31から熱交換器14への熱伝達効率を向上することができるので、蒸気圧縮式冷凍サイクル10が停止しているときにも、動力を加えることなく、EV機器31をより効率よく冷却することができる。   In this case, the refrigerant vapor heated and vaporized in the cooling unit 30 rises in the annular path and reaches the heat exchanger 14, and the liquid refrigerant cooled and condensed in the heat exchanger 14 is in the gas-liquid separator 40. Can be stored. Further, the liquid refrigerant descends in the annular path from the gas-liquid separator 40 by the action of gravity, using the position head of the liquid refrigerant from the gas-liquid separator 40 to the cooling unit 30 as a driving force, and returns to the cooling unit 30. That is, a thermosiphon heat pipe is formed by the cooling unit 30, the gas-liquid separator 40, the heat exchanger 14, and the refrigerant path (that is, the second passage) connecting them. Since the heat transfer efficiency from the EV device 31 to the heat exchanger 14 can be improved by forming the heat pipe, the EV can be applied without applying power even when the vapor compression refrigeration cycle 10 is stopped. The device 31 can be cooled more efficiently.

図7は、ヒートパイプ運転モードにおける冷媒の状態を示すモリエル線図である。図7中の横軸は、冷媒の比エンタルピーを示し、縦軸は、冷媒の絶対圧力を示す。比エンタルピーの単位はkJ/kgであり、絶対圧力の単位はMPaである。図中の曲線は、冷媒の飽和蒸気線および飽和液線である。図7中には、熱交換器14、気液分離器40および冷却部30を接続する冷媒の経路によって形成される閉ループ内を循環する冷媒の熱力学状態が示される。   FIG. 7 is a Mollier diagram showing the state of the refrigerant in the heat pipe operation mode. The horizontal axis in FIG. 7 indicates the specific enthalpy of the refrigerant, and the vertical axis indicates the absolute pressure of the refrigerant. The unit of specific enthalpy is kJ / kg, and the unit of absolute pressure is MPa. The curves in the figure are the saturated vapor line and saturated liquid line of the refrigerant. FIG. 7 shows the thermodynamic state of the refrigerant circulating in the closed loop formed by the refrigerant path connecting the heat exchanger 14, the gas-liquid separator 40, and the cooling unit 30.

ヒートパイプ運転モードの場合、熱交換器14に流入した冷媒は、車両の走行風または冷却ファンからの通風により、熱交換器14のチューブ内を流通する際に周囲に放熱し冷却されることによって、凝縮(液化)する。熱交換器14における外気との熱交換によって、冷媒の温度は低下し冷媒は液化する。冷媒は、熱交換器14において凝縮潜熱を放出し等圧のまま徐々に液化して気液混合状態の湿り蒸気になる。気液二相状態の冷媒は、冷媒通路22を経由して気液分離器40へ流れ、気液分離器40において、飽和蒸気状態の冷媒蒸気と飽和液状態の冷媒液とに気液分離される。   In the case of the heat pipe operation mode, the refrigerant flowing into the heat exchanger 14 is radiated and cooled to the surroundings when flowing through the tube of the heat exchanger 14 due to the running air of the vehicle or the ventilation from the cooling fan. Condensed (liquefied). By the heat exchange with the outside air in the heat exchanger 14, the temperature of the refrigerant is lowered and the refrigerant is liquefied. The refrigerant releases the latent heat of condensation in the heat exchanger 14 and gradually liquefies while maintaining a constant pressure to become wet vapor in a gas-liquid mixed state. The refrigerant in the gas-liquid two-phase state flows to the gas-liquid separator 40 via the refrigerant passage 22 and is gas-liquid separated into the refrigerant vapor in the saturated vapor state and the refrigerant liquid in the saturated liquid state in the gas-liquid separator 40. The

気液分離器40から飽和液状態の冷媒が流出し、冷媒通路34を経由して冷却部30の冷却器32へ流れ、EV機器31を冷却する。冷却部30において、熱交換器14で凝縮され気液分離器40で気液分離された飽和液状態の液冷媒に熱を放出することで、EV機器31が冷却される。EV機器31との熱交換により、冷媒が加熱され、等圧のまま徐々に蒸発して、冷媒の乾き度が増大する。典型的には、冷却部30において、全ての冷媒が乾き飽和蒸気になるまで冷媒とEV機器31との熱交換が行なわれる。EV機器31との熱交換により一部または全部が気化された冷媒は、冷却部30から流出して連通路51および冷媒通路21を順に経由して、熱交換器14へ戻る。   The saturated liquid refrigerant flows out from the gas-liquid separator 40, flows through the refrigerant passage 34 to the cooler 32 of the cooling unit 30, and cools the EV device 31. In the cooling unit 30, the EV device 31 is cooled by releasing heat to the liquid refrigerant in the saturated liquid state condensed by the heat exchanger 14 and separated by the gas-liquid separator 40. Through heat exchange with the EV device 31, the refrigerant is heated and gradually evaporates while maintaining a constant pressure, thereby increasing the dryness of the refrigerant. Typically, in the cooling unit 30, heat exchange between the refrigerant and the EV device 31 is performed until all the refrigerant is dry and becomes saturated vapor. The refrigerant partially or wholly vaporized by heat exchange with the EV device 31 flows out of the cooling unit 30 and returns to the heat exchanger 14 through the communication path 51 and the refrigerant path 21 in order.

熱交換器14を凝縮器、冷却部30を蒸発器とするループ式のヒートパイプが作動することによって、EV機器31は確実に冷却される。EV機器31の冷却のために圧縮機12の動力は必要なく、無動力でEV機器31を冷却できる。したがって、蒸気圧縮式冷凍サイクル10の運転時および停止時の両方においてEV機器31を適切に冷却できる冷却装置1を、簡単な構成で実現することができる。EV機器31を無動力で冷却可能であるので、圧縮機12の消費動力を低減して、一層の省電費化および快適性向上を達成することができる。   By operating a loop heat pipe having the heat exchanger 14 as a condenser and the cooling unit 30 as an evaporator, the EV device 31 is reliably cooled. The power of the compressor 12 is not necessary for cooling the EV device 31, and the EV device 31 can be cooled without power. Therefore, the cooling device 1 that can appropriately cool the EV equipment 31 both during operation and when the vapor compression refrigeration cycle 10 is operated can be realized with a simple configuration. Since the EV device 31 can be cooled without power, the power consumption of the compressor 12 can be reduced, and further power saving and improved comfort can be achieved.

[冷却装置1の変形例]
図8は、変形例の冷却装置1の構成を示す模式図である。上述した通り、ヒートパイプ運転モードにおいては、気液分離器40から冷却部30までの液冷媒の位置ヘッドを駆動力として、閉ループ状の経路内に冷媒を循環させる。車両内での機器の配置上、冷却部30と気液分離器40との高低差を十分確保できず、その結果ヒートパイプ運転モードにおける冷媒の駆動力が不十分となる場合には、図8に示すように、気液分離器40から冷却部30に冷媒を移送するポンプ41を設け、ポンプ41によって駆動力を補助させてもよい。
[Modification of Cooling Device 1]
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a configuration of a cooling device 1 according to a modification. As described above, in the heat pipe operation mode, the refrigerant is circulated in the closed loop path using the position head of the liquid refrigerant from the gas-liquid separator 40 to the cooling unit 30 as a driving force. When the difference in height between the cooling unit 30 and the gas-liquid separator 40 cannot be sufficiently secured due to the arrangement of the devices in the vehicle, and as a result, the driving force of the refrigerant in the heat pipe operation mode becomes insufficient, FIG. As shown in FIG. 4, a pump 41 that transfers the refrigerant from the gas-liquid separator 40 to the cooling unit 30 may be provided, and the driving force may be assisted by the pump 41.

ポンプ41を設けることにより、ヒートパイプ運転モードにおいて確実に冷却部30に冷媒を連続的に供給することが可能になるので、冷却器32によるEV機器31の冷却能力を確保することができる。ポンプ41は、図8に示すように気液分離器40内に配置してもよく、または気液分離器40と冷却部30とを接続する冷媒通路34に配置してもよい。   Providing the pump 41 makes it possible to continuously supply the refrigerant to the cooling unit 30 reliably in the heat pipe operation mode, so that the cooling capacity of the EV device 31 by the cooler 32 can be ensured. The pump 41 may be disposed in the gas-liquid separator 40 as shown in FIG. 8 or may be disposed in the refrigerant passage 34 that connects the gas-liquid separator 40 and the cooling unit 30.

[冷却器32の詳細構造]
以下、本実施の形態における冷却部30に含まれる冷却器32の構造について詳細に説明する。図9は、本発明の実施の形態における冷却装置1における、第一の例の冷却器32の構成を示す模式図である。図10は、図9中のX−X線に沿う冷却器32の断面模式図である。
[Detailed structure of cooler 32]
Hereinafter, the structure of the cooler 32 included in the cooling unit 30 in the present embodiment will be described in detail. FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of the cooler 32 of the first example in the cooling device 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the cooler 32 taken along line XX in FIG.

図9および図10に示すように、冷却器32は、筐体70と、流入口71と、流出口72とを有する。筐体70は中空に形成されており、その内部に内部空間74を規定する。流入口71は、内部空間74に冷媒が流入する入口となり、流出口72は、内部空間74から冷媒が流出する出口となる。冷媒通路34は流入口71に連結され、冷媒通路36は流出口72に連結される。冷却器32の筐体70は、矩形板状の外形を有する。流入口71と流出口72とは、筐体70の形成する矩形の対角線上に配置されている。つまり、流入口71は矩形の一の頂点の位置に設けられ、流出口72は当該一の頂点と隣り合わない他の頂点の位置に設けられる。   As shown in FIGS. 9 and 10, the cooler 32 includes a housing 70, an inflow port 71, and an outflow port 72. The housing 70 is formed in a hollow shape and defines an internal space 74 therein. The inflow port 71 is an inlet through which the refrigerant flows into the internal space 74, and the outflow port 72 is an outlet through which the refrigerant flows out of the internal space 74. The refrigerant passage 34 is connected to the inlet 71, and the refrigerant passage 36 is connected to the outlet 72. The casing 70 of the cooler 32 has a rectangular plate shape. The inflow port 71 and the outflow port 72 are arranged on a rectangular diagonal line formed by the housing 70. That is, the inflow port 71 is provided at the position of one vertex of the rectangle, and the outflow port 72 is provided at the position of the other vertex that is not adjacent to the one vertex.

この構成により、冷却部30内を流れる冷媒の流れが規定される。すなわち、冷却部30へ供給される冷媒は、冷媒通路34から流入口71を経由して冷却器32の筐体70内部の内部空間74へ流入する。冷媒は、内部空間74内を流出口72へ向かって流れる間に、EV機器31と熱交換する。冷媒はさらに、流出口72を経由して内部空間74から流出し、冷媒通路36へ流れる。   With this configuration, the flow of the refrigerant flowing through the cooling unit 30 is defined. That is, the refrigerant supplied to the cooling unit 30 flows from the refrigerant passage 34 through the inlet 71 into the internal space 74 inside the housing 70 of the cooler 32. The refrigerant exchanges heat with the EV device 31 while flowing in the internal space 74 toward the outlet 72. The refrigerant further flows out from the internal space 74 via the outlet 72 and flows to the refrigerant passage 36.

内部空間74内には、複数のフィン73が設けられている。フィン73は、内部空間74を流れる冷媒と冷却器32との接触面積を増大して、冷却器32を介したEV機器31と冷媒との間の熱交換を容易にする。すなわち、EV機器31から冷却器32へ伝達された熱は、フィン73を介することによって冷媒に伝達され易くなるので、熱伝達効率がより向上する。   A plurality of fins 73 are provided in the internal space 74. The fins 73 increase the contact area between the refrigerant flowing in the internal space 74 and the cooler 32, and facilitate heat exchange between the EV device 31 and the refrigerant via the cooler 32. That is, since the heat transmitted from the EV device 31 to the cooler 32 is easily transmitted to the refrigerant through the fins 73, the heat transfer efficiency is further improved.

フィン73はまた、内部空間74内を流入口71から流出口72へ流れる冷媒を整流する機能を有する。図9および図10を参照して、複数のフィン73は、筐体70の外形により形成される矩形の短辺方向に沿って、互いに平行に並べられて配置されている。これにより、フィン73は、内部空間74を複数の並列流路80に区画する。各々の並列流路80は、隣接するフィン73の間に形成される。冷媒は、複数の並列流路80のいずれかを経由して、流入口71から流出口72へ向かって内部空間74内を流れる。   The fin 73 also has a function of rectifying the refrigerant flowing from the inlet 71 to the outlet 72 in the internal space 74. Referring to FIGS. 9 and 10, the plurality of fins 73 are arranged in parallel with each other along the short side direction of a rectangle formed by the outer shape of the housing 70. Thereby, the fin 73 partitions the internal space 74 into a plurality of parallel flow paths 80. Each parallel flow path 80 is formed between adjacent fins 73. The refrigerant flows in the internal space 74 from the inlet 71 toward the outlet 72 via any one of the plurality of parallel flow paths 80.

各々の並列流路80は、並列流路80に冷媒が流入する入口81と並列流路80から冷媒が流出する出口82と、をそれぞれ有する。フィン73間の間隔はそれぞれ等しく設定され、各々の並列流路80は、並列流路80内を流れる冷媒の流れ方向に直交する断面積を、相等しくする。これにより、各々の並列流路80の圧力損失のばらつきが低減されている。   Each parallel flow path 80 has an inlet 81 through which the refrigerant flows into the parallel flow path 80 and an outlet 82 through which the refrigerant flows out of the parallel flow path 80. The intervals between the fins 73 are set to be equal to each other, and each parallel flow path 80 has the same cross-sectional area perpendicular to the flow direction of the refrigerant flowing in the parallel flow path 80. Thereby, the dispersion | variation in the pressure loss of each parallel flow path 80 is reduced.

流入口71から内部空間74に流入する冷媒は、フィン73の形成されていない経路76を経由して、それぞれの並列流路80の入口81に到達する。並列流路80の入口81は、経路76に対し開口しており、冷媒は経路76からそれぞれの並列流路80に流入する。経路76は、経路76内を流れる冷媒の流れ方向に直交する断面積が、上述した並列流路80の断面積よりも大きいように、形成される。   The refrigerant flowing into the internal space 74 from the inlet 71 reaches the inlet 81 of each parallel flow path 80 via the path 76 where the fins 73 are not formed. The inlet 81 of the parallel flow path 80 is open to the path 76, and the refrigerant flows into each parallel flow path 80 from the path 76. The path 76 is formed so that the cross-sectional area perpendicular to the flow direction of the refrigerant flowing in the path 76 is larger than the cross-sectional area of the parallel flow path 80 described above.

それぞれの並列流路80の出口82から流出する冷媒は、フィン73の形成されていない経路78を経由して、流出口72に到達する。並列流路80の出口82は、経路78に対し開口しており、冷媒はそれぞれの並列流路80から経路78に流入する。経路78は、経路78内を流れる冷媒の流れ方向に直交する断面積が、上述した並列流路80の断面積よりも大きいように、形成される。   The refrigerant flowing out from the outlet 82 of each parallel flow path 80 reaches the outlet 72 via a path 78 where the fins 73 are not formed. The outlet 82 of the parallel flow path 80 is open to the path 78, and the refrigerant flows into the path 78 from each parallel flow path 80. The path 78 is formed so that the cross-sectional area perpendicular to the flow direction of the refrigerant flowing in the path 78 is larger than the cross-sectional area of the parallel flow path 80 described above.

複数の並列流路80のうち、並列流路80の入口81が流入口71に最も近い並列流路80を、特に最近流路84と称する。複数の並列流路80のうち、並列流路80の入口81が流入口71から最も離れる並列流路80を、特に最遠流路88と称する。複数の並列流路80は、最近流路84と、最遠流路88とを含む。フィン73は、内部空間74において、流入口71から最遠流路88の入口81までの圧力損失が、最近流路84の圧力損失よりも小さくなるように、配置されている。つまり、流入口71における冷媒の圧力と最遠流路88の入口81における冷媒の圧力との圧力差は、最近流路84の入口81および出口82における冷媒の圧力差と比較して、より小さくなっている。   Among the plurality of parallel flow paths 80, the parallel flow path 80 in which the inlet 81 of the parallel flow path 80 is closest to the inflow port 71 is particularly referred to as a recent flow path 84. Among the plurality of parallel flow paths 80, the parallel flow path 80 in which the inlet 81 of the parallel flow path 80 is farthest from the inflow port 71 is particularly referred to as a farthest flow path 88. The plurality of parallel channels 80 includes a nearest channel 84 and a farthest channel 88. The fins 73 are arranged in the internal space 74 so that the pressure loss from the inlet 71 to the inlet 81 of the farthest flow path 88 is smaller than the pressure loss of the latest flow path 84. That is, the pressure difference between the refrigerant pressure at the inlet 71 and the refrigerant pressure at the inlet 81 of the farthest flow path 88 is smaller than the refrigerant pressure difference at the inlet 81 and outlet 82 of the latest flow path 84. It has become.

図11は、流入口71から流出口72までの、最近流路84を経由する冷媒の経路の圧力損失を示すグラフである。図12は、流入口71から流出口72までの、最遠流路88を経由する冷媒の経路の圧力損失を示すグラフである。図11,12に示すグラフの横軸は、流入口71、並列流路80の入口81、並列流路80の出口82、および流出口72の各位置を示す。縦軸は、流入口71を基準とする、経路の圧力損失ΔPを示す。   FIG. 11 is a graph showing the pressure loss of the refrigerant path from the inlet 71 to the outlet 72 via the closest flow path 84. FIG. 12 is a graph showing the pressure loss in the refrigerant path from the inlet 71 to the outlet 72 via the farthest flow path 88. 11 and 12 indicate the positions of the inlet 71, the inlet 81 of the parallel channel 80, the outlet 82 of the parallel channel 80, and the outlet 72, respectively. The vertical axis indicates the path pressure loss ΔP with the inlet 71 as a reference.

上述した通り、並列流路80の入口81に連通する経路76および並列流路80の出口82に連通する経路78は、並列流路80の断面積よりも大きい断面積を有する。そのため、図11および図12に示すように、流入口71から入口81までの圧力損失の増加の程度は比較的小さく、入口81から出口82までの圧力損失の増加の程度は大きく、出口82から流出口72までの圧力損失の増加の程度は小さくなっている。   As described above, the path 76 communicating with the inlet 81 of the parallel flow path 80 and the path 78 communicating with the outlet 82 of the parallel flow path 80 have a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the parallel flow path 80. Therefore, as shown in FIGS. 11 and 12, the degree of increase in pressure loss from the inlet 71 to the inlet 81 is relatively small, and the degree of increase in pressure loss from the inlet 81 to the outlet 82 is large. The degree of increase in pressure loss up to the outlet 72 is small.

図11に示す圧力損失ΔP1は、最近流路84の入口81および出口82の圧力差を示す。つまり圧力損失ΔP1は、最近流路84の圧力損失を示す。圧力損失ΔP1は、最近流路84の入口81における急縮小による圧力損失と、入口81から出口82に至る経路の圧力損失と、出口82における急拡大による圧力損失と、の合計値を示す。図12に示す圧力損失ΔP2は、流入口71から最遠流路88の入口81に至る経路の圧力損失を示す。図11,12に示すように、流入口71から最遠流路88の入口81までの圧力損失ΔP2は、最近流路84の圧力損失ΔP1よりも、小さくなっている。   A pressure loss ΔP1 shown in FIG. 11 indicates a pressure difference between the inlet 81 and the outlet 82 of the nearest flow path 84. That is, the pressure loss ΔP1 indicates the pressure loss of the latest flow path 84. The pressure loss ΔP1 indicates the total value of the pressure loss due to the sudden reduction at the inlet 81 of the channel 84, the pressure loss in the path from the inlet 81 to the outlet 82, and the pressure loss due to the sudden expansion at the outlet 82. A pressure loss ΔP <b> 2 illustrated in FIG. 12 indicates a pressure loss in a path from the inlet 71 to the inlet 81 of the farthest flow path 88. As shown in FIGS. 11 and 12, the pressure loss ΔP <b> 2 from the inlet 71 to the inlet 81 of the farthest flow path 88 is smaller than the pressure loss ΔP <b> 1 of the nearest flow path 84.

このように冷却器32内の冷媒の経路の圧力損失を規定することによって、流入口71から経路76へ流入する冷媒は、並列流路80を通過することなく、経路76の最奥部に位置する最遠流路88の入口81にまで到達できる。複数の並列流路80のうち、流入口71から入口81までの圧力損失が最小となるのは最近流路84であり、流入口71から入口81までの圧力損失が最大となるのは最遠流路88である。流入口71から内部空間74に同時に流入した冷媒のうちの一部の冷媒が最近流路84の出口82に到達する前に、他の冷媒が最遠流路88の入口81に到達する。   By defining the pressure loss of the refrigerant path in the cooler 32 in this manner, the refrigerant flowing into the path 76 from the inlet 71 is positioned in the innermost portion of the path 76 without passing through the parallel flow path 80. Can reach the inlet 81 of the farthest flow path 88. Among the plurality of parallel flow paths 80, the pressure loss from the inlet 71 to the inlet 81 is the smallest in the latest flow path 84, and the pressure loss from the inlet 71 to the inlet 81 is the farthest. This is a flow path 88. Other refrigerant reaches the inlet 81 of the farthest flow path 88 before a part of the refrigerant that has flowed into the internal space 74 from the inflow port 71 reaches the outlet 82 of the latest flow path 84.

経路76は、各々の並列流路80に対するヘッダの機能を有する。最近流路84および最遠流路88を含む各々の並列流路80は、経路76から分岐する枝管として機能する。そのため、流入口71から経路76に流れ込んだ冷媒は、経路76の最奥部にまで行き渡り、各々の並列流路80を流れる冷媒流量の均一性を向上でき、各並列流路80への冷媒の流れを容易に均一化することができる。   The path 76 has a header function for each parallel flow path 80. Each parallel flow path 80 including the latest flow path 84 and the farthest flow path 88 functions as a branch pipe branched from the path 76. Therefore, the refrigerant that has flowed into the path 76 from the inlet 71 reaches the innermost part of the path 76, can improve the uniformity of the refrigerant flow rate through each parallel flow path 80, and the refrigerant flowing into each parallel flow path 80. The flow can be made uniform easily.

冷却器32の全体に亘って新たな冷媒を供給することで、冷却器32の全体で発熱源を均一に冷却できる。冷却器32の一部で局所的な冷媒流量の不足が発生し冷却能力不足となることを回避でき、発熱源の冷却効率のばらつきを抑制することができる。したがって、発熱源から冷媒への熱伝達を効率的に行なうことができるので、冷却器32による発熱源の冷却能力を向上することができる。   By supplying a new refrigerant over the entire cooler 32, the heat source can be uniformly cooled in the entire cooler 32. It can be avoided that a local refrigerant flow shortage occurs in a part of the cooler 32 and the cooling capacity becomes insufficient, and variation in the cooling efficiency of the heat source can be suppressed. Therefore, heat transfer from the heat generation source to the refrigerant can be performed efficiently, so that the cooling capacity of the heat generation source by the cooler 32 can be improved.

上述したエアコン運転モードでEV機器31を冷却する場合は、強制対流熱伝達を有効に利用した冷却である。これに対し、ヒートパイプ運転モードでEV機器31を冷却する場合は、潜熱を有効に利用した、すなわち沸騰熱伝達を利用した冷却となる。そのため、ヒートパイプ運転モードでは、エアコン運転モードと比較して、冷却器32を通過する冷媒の流量が半分以下に減少する。このように冷媒の流量が大きく増減する場合でも、本実施の形態の冷却器32の構成にすることにより、経路76の入口側から奥側まで冷媒を行き渡らせ、冷却器32の全体に冷媒を供給できるので、各並列流路80に冷媒を均一に流すことができる。少ない冷媒量でEV機器31を確実に冷却できるので、冷却器32を小型化することができる。   When the EV device 31 is cooled in the above-described air conditioner operation mode, the cooling is performed effectively using forced convection heat transfer. On the other hand, when the EV device 31 is cooled in the heat pipe operation mode, the latent heat is effectively used, that is, cooling using boiling heat transfer is performed. Therefore, in the heat pipe operation mode, the flow rate of the refrigerant passing through the cooler 32 is reduced to less than half compared to the air conditioner operation mode. Even when the flow rate of the refrigerant greatly increases / decreases in this way, by adopting the configuration of the cooler 32 of the present embodiment, the refrigerant is spread from the inlet side to the far side of the path 76, and the refrigerant is supplied to the entire cooler 32. Since it can supply, a refrigerant | coolant can be uniformly flowed through each parallel flow path 80. FIG. Since the EV device 31 can be reliably cooled with a small amount of refrigerant, the cooler 32 can be reduced in size.

図9には地面60が図示されている。地面60に対して垂直な鉛直方向において、流入口71が相対的に下方に配置され、流出口72が相対的に上方に配置されている。経路76,78は、水平方向に沿って延びている。並列流路80の入口81は、並列流路80の出口82よりも下側に配置されている。そのため、並列流路80内を流れる冷媒は、地面60に対して上向きに流れることになる。並列流路80の入口81と出口82との高度差をH(単位:m)とすると、入口81から出口82まで並列流路80内を上昇するための冷媒の圧力は、ρgH(単位:Pa)である。ここでρは冷媒の密度(単位:kg/m)、gは重力加速度(単位:m/s)である。 FIG. 9 shows the ground 60. In the vertical direction perpendicular to the ground 60, the inflow port 71 is disposed relatively downward, and the outflow port 72 is disposed relatively upward. The paths 76 and 78 extend along the horizontal direction. The inlet 81 of the parallel flow path 80 is disposed below the outlet 82 of the parallel flow path 80. Therefore, the refrigerant flowing in the parallel flow path 80 flows upward with respect to the ground 60. Assuming that the altitude difference between the inlet 81 and the outlet 82 of the parallel flow path 80 is H (unit: m), the pressure of the refrigerant to rise in the parallel flow path 80 from the inlet 81 to the outlet 82 is ρgH (unit: Pa). ). Here, ρ is the density of the refrigerant (unit: kg / m 3 ), and g is the acceleration of gravity (unit: m / s 2 ).

並列流路80の入口81および出口82の、高さ方向における配置を上記の通り規定することにより、入口81から並列流路80内に流入した冷媒が出口82にまで到達するためには、上述した圧力損失ΔP2に加えて、ρgHの圧力が必要になる。つまり、ΔP2と、ΔP1およびρgHの和とを比較して、ΔP2の方が小さければ、経路76から全ての並列流路80に均等に冷媒が流れることになる。ρgHが加えられる分、(ΔP1+ρgH)とΔP2との差をより大きくすることができるので、各並列流路80への冷媒の流れをさらに均一化でき、冷却器32の冷却能力をより向上することができる。たとえば、並列流路80の圧力損失がρgHよりも小さくなるように、入口81と出口82との高度差Hおよび隣接するフィン73間の間隔を設定してもよい。   By defining the arrangement of the inlet 81 and outlet 82 of the parallel flow path 80 in the height direction as described above, the refrigerant flowing into the parallel flow path 80 from the inlet 81 reaches the outlet 82 as described above. In addition to the pressure loss ΔP2, the pressure of ρgH is required. That is, when ΔP2 is compared with the sum of ΔP1 and ρgH, if ΔP2 is smaller, the refrigerant flows evenly from the path 76 to all the parallel flow paths 80. Since the difference between (ΔP1 + ρgH) and ΔP2 can be further increased by adding ρgH, the refrigerant flow to each parallel flow path 80 can be made more uniform, and the cooling capacity of the cooler 32 can be further improved. Can do. For example, the height difference H between the inlet 81 and the outlet 82 and the interval between the adjacent fins 73 may be set so that the pressure loss of the parallel flow path 80 becomes smaller than ρgH.

さらに望ましくは、流入口71から最遠流路88の入口81までの圧力損失(上述した圧力損失ΔP2)が、並列流路80の入口81から出口82まで流れるための冷媒の圧力よりも小さくなるように、高度差Hは設定される。つまり、ρgH>ΔP2を満たす高度差Hを規定できるように、冷却器32は配置される。このようにすれば、フィン73の配置により各並列流路80の断面積がどのように規定されても、ΔP1とρgHとの和は常にΔP2よりも大きくなる。したがって、冷媒を経路76の最奥部にまで確実に行き渡らせ、各並列流路80への冷媒の流れを確実に均一化できるので、冷却器32の冷却能力をさらに向上することができる。   More desirably, the pressure loss from the inlet 71 to the inlet 81 of the farthest flow path 88 (the pressure loss ΔP2 described above) is smaller than the refrigerant pressure for flowing from the inlet 81 to the outlet 82 of the parallel flow path 80. Thus, the altitude difference H is set. That is, the cooler 32 is arranged so that the height difference H satisfying ρgH> ΔP2 can be defined. In this way, no matter how the cross-sectional area of each parallel flow path 80 is defined by the arrangement of the fins 73, the sum of ΔP1 and ρgH is always larger than ΔP2. Therefore, since the refrigerant can be surely spread to the innermost part of the path 76 and the flow of the refrigerant to each parallel flow path 80 can be made uniform, the cooling capacity of the cooler 32 can be further improved.

[冷却器32の変形例]
図9に示す冷却器32では、矩形状の筐体70の対角線上に流入口71と流出口72とが配置されたが、この構成に限られるものではない。図13は、第二の例の冷却器32の構成を示す模式図である。たとえば図13に示すように、流入口71と流出口72とは、筐体70の同一辺上に配置されてもよい。たとえば、矩形状の筐体70の短辺側の隣り合う頂点に、流入口71が流出口72よりも下側になるように、流入口71と流出口72とを配置してもよい。
[Modification of Cooler 32]
In the cooler 32 illustrated in FIG. 9, the inflow port 71 and the outflow port 72 are disposed on the diagonal line of the rectangular casing 70, but the configuration is not limited thereto. FIG. 13 is a schematic diagram illustrating the configuration of the cooler 32 of the second example. For example, as illustrated in FIG. 13, the inflow port 71 and the outflow port 72 may be disposed on the same side of the housing 70. For example, the inflow port 71 and the outflow port 72 may be arranged at the apex adjacent to each other on the short side of the rectangular casing 70 so that the inflow port 71 is located below the outflow port 72.

流入口71および流出口72における冷媒の流れ方向は、地面60に対し平行な水平方向に限られるものではない。図14は、第三の例の冷却器32の構成を示す模式図である。たとえば図14に示すように、流入口71および流出口72における冷媒の流れ方向が上向きの方向であってもよい。流入口71と流出口72とは、流入口71を流れる冷媒の流れの中心と流出口72を流れる冷媒の流れの中心とが同一線上にあるように、配置されてもよい。   The flow direction of the refrigerant at the inflow port 71 and the outflow port 72 is not limited to the horizontal direction parallel to the ground surface 60. FIG. 14 is a schematic diagram showing the configuration of the cooler 32 of the third example. For example, as shown in FIG. 14, the flow direction of the refrigerant at the inflow port 71 and the outflow port 72 may be an upward direction. The inflow port 71 and the outflow port 72 may be arranged so that the center of the refrigerant flow flowing through the inflow port 71 and the center of the refrigerant flow flowing through the outflow port 72 are on the same line.

上述した圧力損失ΔP1と圧力損失ΔP2との大小関係を確実に規定できるのであれば、筐体70に対する流入口71と流出口72との配置、および、流入口71と流出口72とを経由する冷媒の流れ方向は、任意に定められてもよい。但し、流出口72に対し流入口71が上側に設けられると、流入口71から内部空間74に流入する冷媒のうち一部は、重力の作用によって最近流路84を経由して流れ、その結果、各並列流路80を流れる冷媒が不均一になり、内部空間74内に局所的にドライアウトが発生し冷却能力が低下することになる。そのため、流入口71が流出口72に対して同等の高さまたはより下側に配置されるのが望ましい。冷却装置1が車両1000に搭載される場合、路面の勾配に依らず車両1000の走行中にも常に流入口71と流出口72との高さ方向の位置関係を維持できるように、冷却器32を設計するのが望ましい。   If the above-described magnitude relationship between the pressure loss ΔP1 and the pressure loss ΔP2 can be reliably defined, the arrangement of the inlet 71 and the outlet 72 with respect to the housing 70 and the inlet 71 and the outlet 72 are routed. The flow direction of the refrigerant may be arbitrarily determined. However, when the inflow port 71 is provided on the upper side with respect to the outflow port 72, a part of the refrigerant flowing into the internal space 74 from the inflow port 71 flows through the latest flow path 84 by the action of gravity, and as a result. Then, the refrigerant flowing through each parallel flow path 80 becomes non-uniform, and dryout occurs locally in the internal space 74, resulting in a decrease in cooling capacity. Therefore, it is desirable that the inflow port 71 is arranged at the same height or lower than the outflow port 72. When the cooling device 1 is mounted on the vehicle 1000, the cooler 32 is provided so that the positional relationship in the height direction between the inflow port 71 and the outflow port 72 can always be maintained even when the vehicle 1000 is traveling regardless of the road surface gradient. It is desirable to design.

筐体70は、地面60に対して垂直な鉛直方向に延在する構成に限られるものではない。図15は、第四の例の冷却器32の構成を示す模式図である。たとえば図15に示すように、水平方向に対して鋭角の角度θを形成する方向に沿って延在するように、筐体70が配置されてもよい。   The housing 70 is not limited to the configuration extending in the vertical direction perpendicular to the ground 60. FIG. 15 is a schematic diagram illustrating the configuration of the cooler 32 of the fourth example. For example, as shown in FIG. 15, the housing 70 may be arranged so as to extend along a direction that forms an acute angle θ with respect to the horizontal direction.

図16は、第五の例の冷却器32の構成を示す模式図である。図17は、図16中に示すXVII−XVII線に沿う冷却器32の断面模式図である。図16および図17に示すように、筐体70は地面60に対し平行な水平方向に沿って延在するように配置されてもよい。この場合、図16に明確に示すように、筐体70の下方から冷媒が上昇して内部空間74に流入するように流入口71が設けられ、筐体70の上方から冷媒がさらに上昇して内部空間74から流出するように流出口72が設けられてもよい。   FIG. 16 is a schematic diagram showing the configuration of the cooler 32 of the fifth example. FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of the cooler 32 along the line XVII-XVII shown in FIG. As shown in FIGS. 16 and 17, the housing 70 may be disposed so as to extend along a horizontal direction parallel to the ground 60. In this case, as clearly shown in FIG. 16, an inflow port 71 is provided so that the refrigerant rises from below the casing 70 and flows into the internal space 74, and the refrigerant further rises from above the casing 70. An outlet 72 may be provided so as to flow out from the internal space 74.

筐体70の外形は、矩形板形状に限られるものではない。図18は、第六の例の冷却器32の構成を示す模式図である。筐体70はたとえば、図18に示す台形状の外形を有してもよく、その他の任意の形状を有してもよい。   The outer shape of the housing 70 is not limited to the rectangular plate shape. FIG. 18 is a schematic diagram illustrating the configuration of the cooler 32 of the sixth example. For example, the housing 70 may have a trapezoidal outer shape shown in FIG. 18 or may have any other shape.

なお、これまでの実施の形態においては、EV機器31を例として車両に搭載された電気機器を冷却する冷却装置1について説明した。電気機器としては、少なくとも作動によって熱を発生させる電気機器であれば、インバータ、モータジェネレータなどの例示された電気機器に限定されるものではなく、任意の電気機器であってもよい。冷却の対象となる電気機器が複数個ある場合においては、複数の電気機器は、冷却の目標となる温度範囲が共通していることが望ましい。冷却の目標となる温度範囲は、電気機器を作動させる温度環境として適切な温度範囲である。   In the embodiments described so far, the cooling device 1 that cools the electric device mounted on the vehicle has been described using the EV device 31 as an example. The electric device is not limited to the exemplified electric device such as an inverter and a motor generator as long as it is an electric device that generates heat at least by operation, and may be any electric device. When there are a plurality of electrical devices to be cooled, it is desirable that the plurality of electrical devices have a common temperature range to be cooled. The target temperature range for cooling is a temperature range suitable as a temperature environment for operating the electrical equipment.

さらに、本発明の冷却装置1により冷却される発熱源は、車両に搭載された電気機器に限られず、熱を発生する任意の機器、または任意の機器の発熱する一部分であってもよい。   Furthermore, the heat generation source cooled by the cooling device 1 of the present invention is not limited to an electric device mounted on a vehicle, and may be an arbitrary device that generates heat, or a part that generates heat from an arbitrary device.

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   Although the embodiment of the present invention has been described as above, the embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の冷却装置は、モータジェネレータおよびインバータなどの電気機器を搭載するハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車などの車両における、車内の冷房を行なうための蒸気圧縮式冷凍サイクルを使用した電気機器の冷却に、特に有利に適用され得る。   The cooling device of the present invention is an electrical device using a vapor compression refrigeration cycle for cooling the interior of a vehicle such as a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle, and an electric vehicle equipped with electrical devices such as a motor generator and an inverter. It can be applied particularly advantageously to cooling.

1 冷却装置、10 蒸気圧縮式冷凍サイクル、12 圧縮機、14,15,18 熱交換器、16 膨張弁、21〜27,34,36,36a,36b 冷媒通路、28 流量調整弁、30 冷却部、31 EV機器、32 冷却器、40 気液分離器、41 ポンプ、51 連通路、52 切替弁、54,58 逆止弁、60 地面、70 筐体、71 流入口、72 流出口、73 フィン、74 内部空間、76,78 経路、80 並列流路、81 入口、82 出口、84 最近流路、88 最遠流路、1000 車両。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling device, 10 Vapor compression refrigeration cycle, 12 Compressor, 14, 15, 18 Heat exchanger, 16 Expansion valve, 21-27, 34, 36, 36a, 36b Refrigerant passage, 28 Flow control valve, 30 Cooling part , 31 EV equipment, 32 cooler, 40 gas-liquid separator, 41 pump, 51 communication path, 52 switching valve, 54, 58 check valve, 60 ground, 70 housing, 71 inlet, 72 outlet, 73 fin 74 internal space, 76, 78 path, 80 parallel flow path, 81 inlet, 82 outlet, 84 nearest flow path, 88 farthest flow path, 1000 vehicles.

Claims (7)

発熱源を冷却する冷却装置であって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記冷媒と外気との間で熱交換する熱交換器と、
前記冷媒を用いて前記発熱源を冷却する冷却器と、
前記圧縮機から吐出された前記冷媒を前記熱交換器を介して前記冷却器へ流す第一通路と、
前記圧縮機が停止したときに、動力を加えることなく前記熱交換器と前記冷却器との間に前記冷媒を循環させる第二通路と、
前記第一通路の連通と前記第二通路の連通とを切り替える切替弁と、を備え、
前記冷却器は、内部空間を規定する筐体と、前記内部空間に前記冷媒が流入する流入口と、前記内部空間から前記冷媒が流出する流出口と、前記内部空間に複数設けられたフィンとを有し、
前記フィンは、前記内部空間を複数の並列流路に区画し、前記冷媒は複数の前記並列流路のいずれかを経由して前記流入口から前記流出口へ向かって前記内部空間内を流れ、
複数の前記並列流路は、前記並列流路の入口が前記流入口に最も近い最近流路と、前記並列流路の入口が前記流入口から最も離れる最遠流路とを含み、
前記流入口から前記最遠流路の入口までの経路の圧力損失を、前記最近流路の圧力損失よりも小さくした、冷却装置。
A cooling device for cooling a heat source,
A compressor for compressing the refrigerant;
A heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and outside air;
A cooler that cools the heat source using the refrigerant;
A first passage for flowing the refrigerant discharged from the compressor to the cooler via the heat exchanger;
A second passage for circulating the refrigerant between the heat exchanger and the cooler without applying power when the compressor is stopped;
A switching valve for switching between the communication of the first passage and the communication of the second passage,
The cooler includes a housing that defines an internal space, an inflow port through which the refrigerant flows into the internal space, an outflow port through which the refrigerant flows out from the internal space, and a plurality of fins provided in the internal space. Have
The fin divides the internal space into a plurality of parallel flow paths, and the refrigerant flows in the internal space from the inlet to the outlet through any of the plurality of parallel flow paths,
The plurality of parallel flow paths includes a nearest flow path where an inlet of the parallel flow path is closest to the inlet, and a farthest flow path where the inlet of the parallel flow path is farthest from the inlet,
The cooling device in which the pressure loss of the path from the inlet to the inlet of the farthest flow path is smaller than the pressure loss of the nearest flow path.
前記並列流路の入口は、前記並列流路の出口よりも下側に配置されている、請求項1に記載の冷却装置。   The cooling device according to claim 1, wherein an inlet of the parallel flow path is disposed below an outlet of the parallel flow path. 前記並列流路の入口と出口との高度差は、前記冷媒の密度と重力加速度と前記高度差との積が前記流入口から前記最遠流路の入口までの経路の圧力損失よりも大きくなるように規定される、請求項2に記載の冷却装置。   The height difference between the inlet and outlet of the parallel flow path is such that the product of the refrigerant density, gravitational acceleration and the height difference is larger than the pressure loss of the path from the inlet to the inlet of the farthest flow path. The cooling device according to claim 2, which is defined as follows. 前記流入口と前記流出口とは、前記筐体の対角線上に配置される、請求項1から請求項3に記載の冷却装置。   The cooling device according to claim 1, wherein the inflow port and the outflow port are disposed on a diagonal line of the housing. 前記流入口と前記流出口とは、前記筐体の同一辺上に配置される、請求項1から請求項3に記載の冷却装置。   The cooling device according to claim 1, wherein the inflow port and the outflow port are disposed on the same side of the housing. 前記流入口と前記流出口とは、前記流入口を流れる前記冷媒の流れの中心と前記流出口を流れる前記冷媒の流れの中心とが同一線上にあるように配置される、請求項1から請求項3に記載の冷却装置。   The said inflow port and the said outflow port are arrange | positioned so that the center of the flow of the refrigerant | coolant which flows through the said inflow port and the center of the flow of the said refrigerant | coolant which flows through the said outflow port may be on the same line. Item 4. The cooling device according to Item 3. 前記熱交換器において凝縮された液状の前記冷媒を貯留する蓄液器と、
前記蓄液器から前記冷却器に前記冷媒を移送するポンプとを備える、請求項1から請求項6のいずれかに記載の冷却装置。
A reservoir for storing the liquid refrigerant condensed in the heat exchanger;
The cooling apparatus in any one of Claims 1-6 provided with the pump which transfers the said refrigerant | coolant to the said cooler from the said liquid storage device.
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