(57)【要約】【課題】蒸発器に均等に供給させることにより、冷媒の偏りによる冷却能力の低下を抑制することが可能な移動体用冷却システムを提供する。【解決手段】この移動体用冷却システム１００は、圧縮機１と、凝縮器２と、低温部と高温部を有する中間冷却器３と、蒸発器４とを備える。中間冷却器３では、高温部３ａにおいて冷却された冷媒を分岐して低温部３ｂに供給し、低温部３ｂの冷媒と高温部３ａの冷媒と熱交換を行うことにより高温部３ａの冷媒を冷却する。【選択図】図１
2020071013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載される移動体用冷却システムであって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮器に接続されているとともに冷媒が流通する高温部と、前記高温部と区画されているとともに冷媒が流通する低温部とを含むとともに前記凝縮器において凝縮された冷媒を冷却する中間冷却器と、
前記中間冷却器によって冷却された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記中間冷却器において冷却された前記高温部の冷媒を流通させ、前記中間冷却器の前記高温部側の出口と、前記蒸発器の冷媒側の入口とを接続する第１流路と、
前記第１流路から分岐して設けられるとともに前記中間冷却器の前記低温部側の入口側に接続される第２流路と、
前記第１流路と前記第２流路とが分岐する分岐点と前記蒸発器の冷媒側の入口近傍との間の前記第１流路上に設けられるとともに、前記中間冷却器において冷却された前記高温部の冷媒を減圧する第１膨張弁と、
前記第１流路と前記第２流路とが分岐する前記分岐点と前記中間冷却器の前記低温部側の入口との間の前記第２流路上に設けられるとともに、前記中間冷却器において冷却された前記高温部の冷媒を減圧する第２膨張弁とを備える、移動体用冷却システム。
【請求項２】
前記第１膨張弁と前記蒸発器の冷媒側の入口近傍との間の前記第１流路上に設けられるとともに前記中間冷却器において冷却された前記高温部側の冷媒を減圧する第１絞り部をさらに備える、請求項１に記載の移動体用冷却システム。
【請求項３】
前記蒸発器は、冷媒と冷却対象とが熱交換されるコア部と、前記コア部の冷媒側の入口に設けられたコア部導入口とを含み、
前記第１絞り部は、前記コア部導入口の近傍に設けられている、請求項２に記載の移動体用冷却システム。
【請求項４】
前記第１絞り部は、多数の孔を含むプレート状に構成されている、請求項２または３に記載の移動体用冷却システム。
【請求項５】
前記第２膨張弁と前記中間冷却器の前記低温部側の入口との間の前記第２流路上に設けられるとともに前記中間冷却器において冷却された前記高温部側の冷媒を減圧する第２絞り部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の移動体用冷却システム。
【請求項６】
前記第２絞り部は、前記中間冷却器の前記低温部側の入口の近傍に設けられる、請求項５に記載の移動体用冷却システム。
【請求項７】
前記第２絞り部は、多数の孔を含むプレート状に構成されている、請求項５または６に記載の移動体用冷却システム。
【請求項８】
前記圧縮機は、前記蒸発器の冷媒側の出口と接続されているとともに冷媒を圧縮する第１圧縮部と、前記中間冷却器の前記低温部側の出口と接続されているとともに前記第１圧縮部により圧縮された冷媒を圧縮する第２圧縮部とを有する二段圧縮機を含み、
前記蒸発器からの冷媒は前記第１圧縮部に供給され、前記中間冷却器の前記低温部からの冷媒は前記第２圧縮部に供給される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の移動体用冷却システム。
【請求項９】
前記移動体としての航空機に搭載される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の移動体用冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体用冷却システムに関し、特に移動体としての航空機に用いる移動体用冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、航空機などの移動体の冷却箇所（たとえば移動体内部の空間）を冷却するための装置として、蒸発器、凝縮器、中間冷却器および膨張弁を備え、冷媒を循環させる冷凍器が知られている。中間冷却器を備えた冷凍器としては、たとえば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
上記特許文献１には、蒸発器、凝縮器、中間冷却器、および一対の膨張弁を備えた冷凍機が開示されている。特許文献１の冷凍機では、凝縮器によって凝縮された冷媒は分岐して、中間冷却器の高温部と低温部とに供給される。そして、冷凍機では、中間冷却器の高温部を流通する冷媒と、一方の膨張弁において減圧された冷媒が流通する低温部を流通する冷媒との間で熱交換を行い、高温部の冷媒を冷却していると考えられる。そして、高温部において冷却された冷媒は、他方の膨張弁によって減圧され、気液二相状態になった後に蒸発器に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−５６９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された冷凍機では、冷媒が、膨張弁によって減圧され気液二相状態になった状態で、蒸発器に供給される。ここで、液相状態の冷媒は配管内に充満させることが容易であるため、移動体（航空機）の姿勢や加速度によっても配管内では冷媒に偏りを生じさせなくすることが容易である。一方、気液二相または気相状態の冷媒は配管内において密度の変化が生じやすいため、移動体の姿勢や加速度によって配管内の冷媒に偏りが生じやすく、蒸発器に冷媒が均等に供給できなくなるという不都合がある。このため、冷媒の偏りによる冷媒能力の低下を招くという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、蒸発器に冷媒を均等に供給させることにより、冷媒の偏りによる冷却能力の低下を抑制することが可能な移動体用冷却システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による移動体用冷却システムは、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮器に接続されているとともに冷媒が流通する高温部と、高温部と区画されているとともに冷媒が流通する低温部とを含むとともに凝縮器において凝縮された冷媒を冷却する中間冷却器と、中間冷却器によって冷却された冷媒を蒸発させる蒸発器と、中間冷却器において冷却された高温部の冷媒を流通させ、中間冷却器の高温部側の出口と、蒸発器の冷媒側の入口とを接続する第１流路と、第１流路から分岐して設けられるとともに中間冷却器の低温部側の入口側に接続される第２流路と、第１流路と第２流路とが分岐する分岐点と蒸発器の冷媒側の入口近傍との間の第１流路上に設けられるとともに、中間冷却器において冷却された高温部の冷媒を減圧する第１膨張弁と、第１流路と第２流路とが分岐する分岐点と中間冷却器の低温部側の入口との間の第２流路上に設けられるとともに、中間冷却器において冷却された高温部の冷媒を減圧する第２膨張弁とを備える。
【０００８】
この発明の一の局面による移動体用冷却システムでは、上記のような構成にすることによって、中間冷却器の低温部の冷媒は、中間冷却器の高温部において一度冷却されているため、低温部の冷媒として凝縮器からの冷媒をそのまま用いる場合と比べて、低温部の冷媒と凝縮器から供給された高温部の冷媒との温度差を大きくすることができる。そのため、低温部の冷媒は、高温部側の冷媒から熱を多く奪うことができるため、第１流路を介して蒸発器に入る冷媒をより冷却することができる。この結果、第１膨張弁において冷媒を減圧しても蒸発させにくくすることができるため、蒸発器に入る直前まで冷媒の液相状態を保つことができる。したがって、偏りが生じにくい液相状態の冷媒を蒸発器に供給させることができるため、蒸発器に冷媒を均等に供給させることにより、冷媒の偏りによる冷却能力の低下を抑制することができる。
【０００９】
上記一の局面による移動体用冷却システムにおいて、好ましくは、第１膨張弁と蒸発器の冷媒側の入口近傍との間の第１流路上に設けられるとともに中間冷却器において冷却された高温部側の冷媒を減圧する第１絞り部をさらに備える。このように構成すれば、第１膨張弁において減圧された冷媒を第１絞り部によってさらに減圧することにより、確実に冷媒を蒸発させることができる。その結果、蒸発器の冷却能力を向上させることができる。
【００１０】
上記第１膨張弁と蒸発器の冷媒側の入口近傍との間の第１流路上に第１絞り部を設ける構成において、好ましくは、蒸発器は、冷媒と冷却対象とが熱交換されるコア部と、コア部の冷媒側の入口に設けられたコア部導入口とを含み、第１絞り部は、コア部導入口の近傍に設けられている。ここで、「近傍」とは、コア部導入口の位置そのものと、コア部導入口付近との両方を含む意味である。このように構成すれば、コア部導入口の近傍に第１絞り部を設けることにより、コア部直前まで、冷媒は液相状態を維持することができる。また、第１絞り部において冷媒が気液二相状態に変化したとしても、即蒸発器に冷媒を供給することができる。その結果、蒸発器のコア部に供給する冷媒の偏りによる冷却能力の低下をさらに一層抑制することができる。
【００１１】
上記第１膨張弁と蒸発器の冷媒側の入口近傍との間の第１流路上に第１絞り部を設ける構成において、好ましくは、第１絞り部は、多数の孔を含むプレート状に構成されている。このように構成すれば、多数の孔の各々を冷媒が通過することにより、冷媒を減圧しつつ、蒸発器の広範囲に冷媒を供給することができる。また、第１絞り部をプレート状にすることにより、第１絞り部の厚みを小さくすることができるため、第１絞り部の厚み方向において移動体用冷却システム全体を小型化することができる。
【００１２】
上記一の局面による移動体用冷却システムにおいて、好ましくは、第２膨張弁と中間冷却器の低温部側の入口との間の第２流路上に設けられるとともに中間冷却器において冷却された高温部側の冷媒を減圧する第２絞り部をさらに備える。このように構成すれば、第２膨張弁において減圧された冷媒を第２絞り部によって減圧することにより、冷媒を確実に蒸発させることができる。ここで、低温部に供給される冷媒は、中間冷却器の高温部において冷却された冷媒であるため、第２膨張弁によって減圧した後でも液相状態を保つことができる。その結果、第２膨張弁から第２絞り部までの第２流路において、冷媒が偏るのを抑制できるため、冷媒の偏りによる中間冷却器の冷却能力の低下を抑制することができる。
【００１３】
上記第２絞り部を設ける構成において、好ましくは、第２絞り部は、中間冷却器の低温部側の入口の近傍に設けられる。ここで、「近傍」とは中間冷却器の低温部側の入口の位置そのものと、中間冷却器の低温部側の入口の付近との両方を含む意味である。このように構成すれば、中間冷却器の低温部側の入口の近傍に第２絞り部を設けることにより、中間冷却器の低温部側の入口まで、冷媒は液相状態を維持することができる。また、第２絞り部において冷媒が気液二相状態に変化したとしても、即中間冷却器の低温部に冷媒を供給することができる。その結果、中間冷却器の低温部に供給する冷媒の偏りによる冷却能力の低下をさらに一層抑制することができる。
【００１４】
上記第２絞り部を設ける構成において、好ましくは、第２絞り部は、多数の孔を含むプレート状に構成されている。このように構成すれば、多数の孔の各々を冷媒が通過することにより、冷媒を減圧しつつ、中間冷却器の低温部の広範囲に冷媒を供給することができる。また、第２絞り部をプレート状にすることにより、第２絞り部の厚みを小さくすることができるため、第２絞り部の厚み方向において移動体用冷却システム全体を小型化することができる。
【００１５】
上記一の局面による移動体用冷却システムにおいて、好ましくは、圧縮機は、蒸発器の冷媒側の出口と接続されているとともに冷媒を圧縮する第１圧縮部と、中間冷却器の低温部側の出口と接続されているとともに第１圧縮部により圧縮された冷媒を圧縮する第２圧縮部とを有する二段圧縮機を含み、蒸発器からの冷媒は第１圧縮部に供給され、中間冷却器の低温部からの冷媒は第２圧縮部に供給される。このように構成すれば、圧縮機を二つ設けた場合と比べて、部品点数を減らすことができる。
【００１６】
上記一の局面による移動体用冷却システムにおいて、好ましくは、移動体としての航空機に搭載される。このように構成すれば、航空機のような加速度または姿勢の変化による影響が大きい移動体において、冷却能力の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、蒸発器に冷媒を均等に供給させることにより、冷媒の偏りによる冷却能力の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態による移動体用冷却システムのブロック図である。
【図２】一実施形態による移動体用冷却システムの中間冷却器の構成を示した斜視図である。
【図３】一実施形態による移動体用冷却システムの蒸発器の構成を示した斜視図である。
【図４】一実施形態による移動体用冷却システムの蒸発器と第１絞り部とを表す模式図である。
【図５】一実施形態による移動体用冷却システムの蒸発器と第１絞り部とを表す模式図である。
【図６】一実施形態による移動体用冷却システムの中間冷却器と第２絞り部とを表す模式図である。
【図７】一実施形態による移動体用冷却システムの中間冷却器と第２絞り部とを表す模式図である。
【図８】一実施形態による移動体用冷却システムのｐ−ｈ線図である。
【図９】一実施形態による移動体用冷却システムが搭載される移動体の構成を示した図である。
【図１０】変形例による移動体用冷却システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１〜図９を参照して、本発明の一実施形態による移動体用冷却システム１００の構成について説明する。
【００２１】
（移動体用冷却システムの構成）
移動体用冷却システム１００は、航空機１１（図９参照）に搭載される移動体用冷却システム１００である。なお、航空機１１は、特許請求の範囲の「移動体」の一例である。
【００２２】
図１に示すように、移動体用冷却システム１００は、冷媒を圧縮する圧縮機１と、圧縮機１によって圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器２と、凝縮器２において凝縮された冷媒を冷却する中間冷却器３と、中間冷却器３で冷却された冷媒を蒸発させる蒸発器４と、第１流路５と、第２流路６と、第１膨張弁７と、第２膨張弁８とを備える。なお、図１では、冷媒の流れを実線によって表し、空気の流れを破線によって表している。
【００２３】
本実施形態にかかる圧縮機１は、二段圧縮機である。圧縮機１は、蒸発器４の冷媒側の出口と接続されているとともに冷媒を圧縮する第１圧縮部１ａと、中間冷却器３の低温部３ｂ側の出口と接続されているとともに、中間冷却器３の低温部３ｂ側からの冷媒と第１圧縮部１ａにより圧縮された冷媒とを圧縮する第２圧縮部１ｂとを有する。
【００２４】
圧縮機１の第１圧縮部１ａには、蒸発器４から低圧の気相状態の冷媒が供給されるように構成されている。また、圧縮機１の第２圧縮部１ｂには、中間冷却器３の低温部３ｂ側からの気相状態の冷媒と第１圧縮部１ａにより圧縮された気相状態の冷媒とが供給されるように構成されている。また、圧縮機１は、第１圧縮部１ａおよび第２圧縮部１ｂによって低圧の気相状態の冷媒を圧縮することによって、気相状態の冷媒が加圧され、高温高圧の気相状態の冷媒に変化させるように構成されている。
【００２５】
凝縮器２は、圧縮機１と接続されている。圧縮機１から高温高圧の冷媒蒸気は、凝縮器２に供給されるように構成されている。また、凝縮器２は、機外空気が通過する構造になっており、凝縮器２を通過する機外空気と、圧縮機１から供給された高温高圧の気相状態の冷媒との間で熱交換を行うことにより、高温高圧の気相状態の冷媒を冷却する。その結果、凝縮器２は、高温高圧の気相状態の冷媒を高圧の液相状態の冷媒に変化させるように構成されている。
【００２６】
中間冷却器３は、凝縮器２において凝縮された冷媒をさらに冷却する。図２に示すように、中間冷却器３は、凝縮器２に接続されているとともに冷媒が流通する高温部３ａと、高温部３ａと区画されているとともに冷媒が流通する低温部３ｂとを含む。高温部３ａには凝縮器２において凝縮された液相状態の冷媒が供給される。低温部３ｂには、高温部３ａにおいて冷却され、後述する第２膨張弁８において減圧された冷媒が供給される。中間冷却器３は、高温部３ａに供給された液相状態の冷媒と低温部３ｂに供給された冷媒との間で熱交換をすることにより、高温部３ａに供給された液相状態の冷媒を冷却するように構成されている。このとき、低温部３ｂに供給された冷媒は、高温部３ａに供給された冷媒の熱によって蒸発し、気相状態の冷媒となる。
【００２７】
図２に示すように、中間冷却器３の高温部３ａは、Ｚ方向に配列されている複数の高温部側流路３０を含む。複数の高温部側流路３０の各々には、表面積を大きくし、熱交換の効率を上げるためのフィン３０ａが設けられている。フィン３０ａはＸ方向に直交する断面が波型形状をしており、Ｘ方向およびＸ方向に直交するＹ方向に延びるように設けられている。複数の高温部側流路３０の各々に供給された高温部３ａ側の冷媒は、Ｘ方向（たとえばＸ２方向側からＸ１方向側）に進行する。
【００２８】
また、中間冷却器３の低温部３ｂは、Ｚ方向に配列されている複数の低温部側流路３１を含む。複数の低温部側流路３１の各々には、表面積を大きくし、熱交換の効率を上げるためのフィン３１ａが設けられている。フィン３１ａはＹ方向に直交する断面が波型形状をしており、Ｘ方向およびＹ方向に延びるように設けられている。高温部側流路３０と低温部側流路３１とは、Ｘ方向およびＹ方向に直交するＺ方向に交互に配列されている。複数の低温部側流路３１の各々に供給された冷媒は、Ｙ方向（たとえばＹ２方向側からＹ１方向側）に進行する。
【００２９】
中間冷却器３は、高温部側流路３０を流通する高温部３ａに供給された冷媒の熱が、フィン３０ａおよびフィン３１ａを介して低温部側流路３１を流通する低温部３ｂに供給された冷媒に伝達される。それにより、複数の低温部側流路３１に供給された冷媒は、フィン３１ａを介して伝わった高温部３ａの冷媒の熱によって加熱され、気相状態の冷媒に変化する。また、低温部側流路３１における冷媒が蒸発するために、複数の高温部側流路３０を流通する高温部３ａに供給された冷媒から熱が奪われる。その結果、高温部３ａに供給された冷媒は、冷却される。
【００３０】
ここで、図１に示すように、移動体用冷却システム１００は、中間冷却器３において冷却された高温部３ａの冷媒を流通させ、中間冷却器３の高温部３ａ側の出口と蒸発器４の冷媒側の入口側とを接続する第１流路５と、第１流路５上の分岐点Ａにおいて第１流路５から分岐して設けられるとともに中間冷却器３の低温部３ｂ側の入口側に接続される第２流路６とを備える。第１流路５上に分岐点Ａを設けることにより、凝縮器２において冷却された冷媒よりも温度が低い、中間冷却器３の高温部３ａで冷却された冷媒を中間冷却器３の低温部３ｂに供給することができる。
【００３１】
さらに、移動体用冷却システム１００は、第１流路５と第２流路６とが分岐する分岐点Ａと後述する蒸発器４の冷媒側の入口近傍との間の第１流路５に設けられるとともに、中間冷却器３において冷却された高温部３ａの冷媒を減圧する第１膨張弁７を備える。
【００３２】
また、移動体用冷却システム１００は、第１流路５と第２流路６とが分岐する分岐点Ａと中間冷却器３の低温部３ｂ側の入口との間の第２流路６上に設けられるとともに、中間冷却器３において冷却された高温部３ａの冷媒を減圧する第２膨張弁８を備える。
【００３３】
中間冷却器３の高温部３ａ側の出口には、温度センサ（図示せず）が設けられている。ここで、中間冷却器３の高温部３ａにおける冷媒の温度が所定温度より高い場合は、第２膨張弁８（図１参照）の開度を大きくする。第２膨張弁８の開度を大きくすることにより、第２流路６に流れる冷媒の量が増え、中間冷却器３の低温部３ｂに多く冷媒が供給されるように構成されている。これにより、高温部３ａの冷媒がより冷却されるため、蒸発器４には所定温度より低い温度の液体冷媒を供給することが可能である。この結果、第１膨張弁７によって減圧された冷媒は、減圧され、沸点が低くなった場合でも、確実に液相状態を保つことができる。
【００３４】
図３に示すように蒸発器４は、冷媒が供給されるコア部４ａと、コア部４ａの冷媒側の入口に設けられたコア部導入口４ｂと、冷却対象（本実施形態では、機内空気）が供給される冷却部４ｃとを備える。なお、コア部導入口４ｂと蒸発器４の冷媒側の入口は同じ部分であってもよく、蒸発器４の冷媒側の入口からコア部導入口４ｂまで流路が設けられていてもよい。
【００３５】
蒸発器４のコア部４ａは、Ｚ方向に配列されている複数の冷媒用流路４０を含む。複数の冷媒用流路４０の各々には、表面積を大きくし、熱交換の効率を上げるための構造物であるフィン４０ａが設けられている。フィン４０ａはＸ方向に直交する断面が波型形状をしており、Ｘ方向およびＸ方向に直交するＹ方向に延びるように設けられている。なお、複数の冷媒用流路４０の各々に供給された冷媒は、Ｘ方向（たとえば、Ｘ２方向側からＸ１方向側）に進行する。
【００３６】
蒸発器４の冷却部４ｃは、Ｚ方向に配列されている複数の冷却用流路４１を含む。複数の冷却用流路４１の各々には、表面積を大きくし、熱交換の効率を上げるための構造物であるフィン４１ａが設けられている。フィン４１ａはＹ方向に直交する断面が波型形状をしており、Ｘ方向およびＸ方向に直交するＹ方向に延びるように設けられている。なお、複数の冷却用流路４１の各々に供給された機内空気は、Ｙ方向（たとえばＹ１方向側からＹ２方向側）に進行する。また、冷媒用流路４０と冷却用流路４１とは、Ｚ方向に交互に配列されている。
【００３７】
蒸発器４は、複数の冷媒用流路４０に供給された冷媒と、複数の冷却用流路４１に供給された機内空気との間で熱交換を行うことにより、気液二相状態の冷媒を蒸発させて気相状態の冷媒に変化させる。また、蒸発熱により複数の冷却用流路４１に供給された機内空気を冷却するように構成されている。蒸発器４により低圧の気相状態に変化された冷媒は、再び圧縮機１に供給される。また、冷却された機内空気は、キャビン（客室）、コックピットなどの与圧室１１ａに供給される。
【００３８】
また、本実施形態では、図４および図５に示すように、移動体用冷却システム１００は、第１膨張弁７と蒸発器４の冷媒側の入口近傍との間の第１流路５上に設けられるとともに中間冷却器３において冷却された高温部３ａの冷媒を減圧する第１絞り部９をさらに備える。第１絞り部９は、蒸発器４のコア部導入口４ｂの近傍に設けられている。ここで、近傍とはコア部導入口４ｂに接する位置に第１絞り部９を設けてもよい。また、第１絞り部９の後述する所定の孔９ａから減圧されて噴出した冷媒が、所定の孔９ａに対応する冷媒用流路４０のコア部導入口４ｂに届く位置に第１絞り部９を設けてもよい。この場合、蒸発器４と第１絞り部９との間にシール部材１２を設けるのが好ましい。
【００３９】
第１絞り部９は、多数の孔９ａを含むプレート状に構成されている。第１絞り部９に設けられた多数の孔９ａの位置は、蒸発器４の冷媒が通る複数の冷媒用流路４０の位置と一致している。図４および図５は模式的に記載しているが、第１膨張弁７において減圧された冷媒は第１絞り部９に充満し、孔９ａを通って蒸発器４に供給される。複数の孔９ａは、Ｘ方向に延びるように設けられ、Ｙ方向およびＺ方向に沿って略等間隔に配置されている。そして、孔９ａは、蒸発器４の冷媒が通る複数の冷媒用流路４０の位置と一致するように、冷媒用流路４０とＹ方向に対応するように形成されている。
【００４０】
また、本実施形態では、図６および図７に示すように、移動体用冷却システム１００は、第２膨張弁８と中間冷却器３の低温部３ｂ側の入口との間の第２流路６上に設けられ、中間冷却器３において冷却された高温部３ａ側の冷媒を減圧する第２絞り部１０をさらに備える。第２絞り部１０は、中間冷却器３の低温部３ｂ側の入口の近傍に設けられる。ここで、近傍とは中間冷却器３の低温部３ｂ側の入口に接する位置に第２絞り部１０を設けてもよい。また、第２絞り部１０の後述する所定の孔１０ａから減圧されて噴出した冷媒が、孔１０ａに対応する低温部側流路３１に届く位置に第２絞り部１０を設けてもよい。この場合、図７に示すように、中間冷却器３の低温部３ｂ側の入口と第２絞り部１０との間にシール部材１２を設けるのが好ましい。
【００４１】
第２絞り部１０は、多数の孔１０ａを含むプレート状に構成されている。第２絞り部１０に設けられた多数の孔１０ａの位置は、中間冷却器３の低温部側流路３１の位置と一致している。図６および図７は模式的に記載しているが、第２膨張弁８において減圧された冷媒は第２絞り部１０に充満し、孔１０ａを通って中間冷却器３の低温部３ｂに供給される。複数の孔１０ａは、Ｘ方向に延びるように設けられ、Ｙ方向およびＺ方向に沿って略等間隔に配置されている。そして、孔１０ａは、蒸発器４の冷媒が通る複数の低温部側流路３１の位置と一致するように、低温部側流路３１とＸ方向に対応するように形成されている。
【００４２】
（冷媒の圧力、温度および状態の変化）
図８を用いて、移動体用冷却システム１００の冷媒の圧力、温度および状態の変化について以下詳述する。
【００４３】
まず、蒸発器４から圧縮機１の第１圧縮部１ａに気相の冷媒が供給される（状態Ｓ１）。供給された気相の冷媒は、一段目圧縮により第１圧縮部１ａにおいて加圧され温度と圧力が高くなる。さらに、一段目圧縮において圧縮された冷媒は、中間冷却器３の低温部３ｂから供給された気相の冷媒とともに、第２圧縮部１ｂに供給される（状態Ｓ２）。第２圧縮部１ｂに供給された気相の冷媒は、二段目圧縮により第２圧縮部１ｂにおいて加圧され一段目圧縮によって圧縮された冷媒よりも温度と圧力が高くなる（状態Ｓ３）。
【００４４】
圧縮機１の第２圧縮部１ｂにおいて二段目圧縮によって圧縮された冷媒（状態Ｓ３）は凝縮器２に供給されて、凝縮される。具体的には、機外空気と圧縮機１から供給された冷媒との間で熱交換を行い、冷却されることにより、冷媒は、低温高圧の液体となる（状態Ｓ４）。
【００４５】
凝縮器２において凝縮された冷媒は、中間冷却器３の高温部３ａに供給される。中間冷却器３の高温部３ａにおいて冷媒は、低温部３ｂの冷媒と熱交換を行うことにより圧力を維持したまま冷却（過冷却）される（状態Ｓ５）。
【００４６】
中間冷却器３の高温部３ａにおいて冷却された冷媒は、第１流路５を流通するとともに、第１流路５を流通する冷媒の一部を分岐して第２流路６を流通する。図８では、冷媒が第１流路５を介して蒸発器４に供給される際の冷媒の変化を実線によって表し、冷媒が第２流路６を介して中間冷却器３の低温部３ｂに供給される際の冷媒の変化を破線によって表す。
【００４７】
第１流路５を通る冷媒は、第１膨張弁７によって減圧される（状態Ｓ６）。冷媒は、中間冷却器３の高温部３ａにおいて冷却されているために、圧力が下がったとしても冷媒がほとんど蒸発せず液相状態のままである。
【００４８】
第１膨張弁７によって減圧された冷媒は、第１絞り部９によってさらに減圧される。第１絞り部９によって減圧されることによって冷媒は気液二相状態となる（状態Ｓ７）。
【００４９】
ここで、図５に示すように、第１絞り部９の第１膨張弁７側には液相状態の冷媒（状態Ｓ６）が充満しており、移動体の姿勢や加速度による偏りは略生じない。そして、第１絞り部９の孔９ａを通過して減圧された気液二相状態の冷媒（状態Ｓ７）が蒸発器４のコア部４ａの冷媒用流路４０に均等に供給される。冷媒用流路４０に供給された冷媒は、冷却用流路４１を流通する機内空気と熱交換を行い、蒸発することによって気相状態の高温低圧の冷媒になる。気相状態の冷媒は圧縮機１の第１圧縮部１ａに供給される（状態Ｓ１）。
【００５０】
また、蒸発器４において冷媒と熱交換をし、冷却された機内空気は、機内に設けられたダクト（図示せず）を介して移動し、与圧室１１ａ（図１参照）に設けられた噴出口（図示せず）から噴出して、与圧室１１ａを冷却する。
【００５１】
中間冷却器３の高温部３ａにおいて冷却された冷媒のうち第２流路６を通る冷媒は、第２膨張弁８によって減圧される（状態Ｓ８）。冷媒は、中間冷却器３の高温部３ａにおいて冷却されているために、第２膨張弁８によって減圧されることによって圧力が下がったとしてもほとんど蒸発せず液相状態のままである。
【００５２】
第２膨張弁８によって減圧された冷媒は、第２絞り部１０によってさらに減圧される（状態Ｓ９）。第２絞り部１０によって減圧されることにより冷媒は、気液二相状態になる。
【００５３】
ここで、図７に示すように、第２絞り部１０の第２膨張弁８側には冷媒（状態Ｓ８）が充満しており、移動体の姿勢や加速度による偏りは略生じない。そして、第２絞り部１０の孔１０ａを通過して減圧された気液二相状態の冷媒（状態Ｓ９）が中間冷却器３の低温部３ｂの低温部側流路３１に均等に供給される。
【００５４】
中間冷却器３の低温部３ｂの低温部側流路３１に供給された冷媒は、高温部３ａの高温部側流路３０を流通する冷媒から熱を奪い、温度が高くなるとともに蒸発して気相状態となる。気相状態の冷媒は圧縮機１の第２圧縮部１ｂに供給される。以上のように冷媒が循環することにより機外空気が冷却され、冷却された機外空気を用いることにより与圧室１１ａ内を冷却する。
【００５５】
（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００５６】
本実施形態では、圧縮機１と、凝縮器２と、低温部３ｂと高温部３ａを有する中間冷却器３と、蒸発器４とを備え、中間冷却器３では、高温部３ａにおいて冷却された冷媒を分岐して低温部３ｂに供給し、低温部３ｂの冷媒と高温部３ａの冷媒と熱交換を行うことにより高温部３ａの冷媒を冷却するように構成されている。このため、中間冷却器３の低温部３ｂの冷媒は、中間冷却器３の高温部３ａにおいて一度冷却されているため、低温部３ｂの冷媒として凝縮器２からの冷媒をそのまま用いる場合と比べて、低温部３ｂの冷媒と凝縮器２から供給された高温部３ａ側との冷媒と温度差を大きくすることができる。そのため、低温部３ｂの冷媒は、高温部３ａ側の冷媒から熱を多く奪うことができるため、第１流路５を介して蒸発器４に入る高温部３ａの冷媒をより冷却することができる。この結果、第１膨張弁７において減圧しても冷媒を蒸発させにくくすることができるため、蒸発器４に入る直前まで冷媒の液相状態を保つことができる。したがって、偏りが生じにくい液相状態の冷媒を蒸発器４に供給させることができるため、蒸発器４に冷媒を均等に供給させることにより、冷媒の偏りによる冷却能力の低下を抑制することができる。
【００５７】
また、本実施形態では、第１膨張弁７と蒸発器４の冷媒側の入口近傍との間の第１流路５上に設けられるとともに中間冷却器３において冷却された高温部側の冷媒を減圧する第１絞り部９をさらに備える。これにより、第１膨張弁７において減圧された冷媒を第１絞り部９によってさらに減圧することにより、確実に蒸発させることができる。ここで、蒸発器４に供給される冷媒は、中間冷却器３の高温部３ａにおいて冷却された冷媒であるため、第１膨張弁７によって減圧した後でも液相状態を保つことができる。その結果、移動体の姿勢や加速度の変化に伴う冷媒の偏りによる蒸発器４の冷却能力を向上させることができる。
【００５８】
また、本実施形態では、蒸発器４は、冷媒と冷却対象とが熱交換されるコア部４ａと、コア部４ａの冷媒側の入口に設けられたコア部導入口４ｂとを含み、第１絞り部９は、コア部導入口４ｂの近傍に設けられている。これにより、コア部導入口４ｂの近傍に第１絞り部９を設けることにより、コア部４ａ直前まで、冷媒は液相状態を維持することができる。また、第１絞り部９において冷媒が気液二相状態に変化したとしても、即蒸発器４に冷媒を供給することができる。その結果、蒸発器４のコア部４ａに供給する冷媒の偏りによる冷却能力の低下をさらに一層抑制することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、第１絞り部９は、多数の孔９ａを含むプレート状に構成されている。これにより、多数の孔９ａの各々を冷媒が通過することにより、冷媒を減圧しつつ、蒸発器４の広範囲に冷媒を供給することができる。また、第１絞り部９をプレート状にすることにより、第１絞り部９の厚みを小さくすることができるため、第１絞り部９の厚み方向において移動体用冷却システム１００全体を小型化することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、第２膨張弁８と中間冷却器３の低温部３ｂ側の入口との間の第２流路６上に設けられるとともに中間冷却器３において冷却された高温部３ａ側の冷媒を減圧する第２絞り部１０をさらに備える。これにより、第２膨張弁８において減圧された冷媒を第２絞り部１０によって減圧することにより、冷媒を確実に蒸発させることができる。ここで、低温部３ｂに供給される冷媒は、中間冷却器３の高温部３ａにおいて冷却された冷媒であるため、第２膨張弁８によって減圧した後でも液相状態を保つことができる。その結果、第２膨張弁８から第２絞り部１０までの第２流路６において、冷媒が偏るのを抑制できるため、冷媒の偏りによる中間冷却器３の冷却能力の低下を抑制することができる。
【００６１】
また、本実施形態では、第２絞り部１０は、中間冷却器３の低温部側の入口の近傍に設けられる。これにより、中間冷却器３の低温部側の入口の近傍に第２絞り部１０を設けることにより、中間冷却器３の低温部３ｂ側の入口まで、冷媒は液相状態を維持することができる。また、第２絞り部１０において冷媒が気液二相状態に変化したとしても、即中間冷却器３の低温部３ｂに冷媒を供給することができる。その結果、中間冷却器３の低温部３ｂに供給する冷媒の偏りによる冷却能力の低下をさらに一層抑制することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、第２絞り部１０は、多数の孔１０ａを含むプレート状に構成されている。これにより、多数の孔１０ａの各々を冷媒が通過することにより、冷媒を減圧しつつ、中間冷却器３の低温部３ｂの広範囲に冷媒を供給することができる。また、第２絞り部１０をプレート状にすることにより、第２絞り部１０の厚みを小さくすることができるため、第２絞り部１０の厚み方向において移動体用冷却システム１００全体を小型化することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、圧縮機１は、蒸発器４の冷媒側の出口と接続されているとともに冷媒を圧縮する第１圧縮部１ａと、中間冷却器３の低温部側の出口と接続されているとともに第１圧縮部１ａにより圧縮された冷媒を圧縮する第２圧縮部１ｂとを有する二段圧縮機を含み、蒸発器４からの冷媒は第１圧縮部１ａに供給され、中間冷却器３の低温部３ｂからの冷媒は第２圧縮部１ｂに供給される。これにより、圧縮機１を二つ設けた場合と比べて、部品点数を減らすことができる。
【００６４】
また、本実施形態では、移動体としての航空機１１に搭載される。これにより、航空機１１のような加速度または姿勢の変化による影響が大きい移動体において、冷却能力の低下を抑制することができる。
【００６５】
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、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。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、さらに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（変形例）が含まれる。
【００６６】
たとえば、上記実施形態では、圧縮機として二段圧縮機を用いる例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、図１０に示す移動体冷却システム２００のように、複数の圧縮機１０１ａおよび１０１ｂを用いてもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、凝縮器において冷媒を冷却するために機外空気を用いたが、本発明はこれに限られない。たとえば、リザーブタンクを設け、冷却液を凝縮器に供給することにより冷媒を冷却してもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、第１絞り部を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第１膨張弁を第１絞り部の機能も兼ね備えるようにしてもよい。その場合、第１膨張弁を蒸発器のコア部導入口の近傍に設けるのが好ましい。
【００６９】
また、上記実施形態では、第２絞り部を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第２膨張弁を第２絞り部の機能も兼ね備えるようにしてもよい。その場合、第２膨張弁を中間冷却器の低温側入口の近傍に設けるのが好ましい。
【００７０】
また、上記実施形態では、移動体が航空機である例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、移動体が、自動車または電車などであってもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１、１０１ａ、１０１ｂ  圧縮機
１ａ  第１圧縮部
１ｂ  第２圧縮部
２  凝縮器
３  中間冷却器
４  蒸発器
４ａ  コア部
４ｂ  コア部導入口
５  第１流路
６  第２流路
７  第１膨張弁
８  第２膨張弁
９  第１絞り部
１０  第２絞り部
１１  航空機（移動体）
１００、２００  移動体冷却システム
【図１】
2020071013.tif 000003
【図２】
2020071013.tif 000004
【図３】
2020071013.tif 000005
【図４】
2020071013.tif 000006
【図５】
2020071013.tif 000007
【図６】
2020071013.tif 000008
【図７】
2020071013.tif 000009
【図８】
2020071013.tif 000010
【図９】
2020071013.tif 000011
【図１０】
2020071013.tif 000012