(57)【要約】【課題】熱交換器のリークに伴う冷却対象のオーバーヒートを回避する。【解決手段】熱交換システム１は、液体よりも圧力の高いガスまたは蒸気である冷媒が流れる冷媒通路３２のまわりに液体を流して冷媒と液体との間で熱交換させる熱交換手段２４と、冷媒が冷媒通路３２から液体にリークした場合に、熱交換手段２４の熱交換位置よりも下流で、リークした冷媒を液体から分離して放出させる放出手段７１と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体よりも圧力の高いガスまたは蒸気である冷媒が流れる冷媒通路のまわりに液体を流して冷媒と液体との間で熱交換させる熱交換手段と、
冷媒が冷媒通路から液体にリークした場合に、熱交換手段の熱交換位置よりも下流で、リークした冷媒を液体から分離して放出させる放出手段と、
を含む熱交換システム。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換システムにおいて、
前記放出手段から放出されるガスまたは蒸気を受け入れるリザーバータンクをさらに含む、
熱交換システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の熱交換システムにおいて、
前記放出手段は、重力方向の上方にリリーフ弁を備える、
熱交換システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の熱交換システムにおいて、
前記熱交換手段は、ランキンサイクル膨張機に供給される冷媒が流れる蒸発器であって、冷媒とエンジンに流れる冷却水との間で熱交換させる、
熱交換システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の熱交換システムにおいて、
前記熱交換手段は、ランキンサイクル膨張機に供給される冷媒が流れる凝縮器であって、冷媒と電動機に流れる冷却水との間で熱交換させる、
熱交換システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の熱交換システムにおいて、
前記熱交換手段は、エアコンコンプレッサーによって圧送される冷媒が流れる水冷コンデンサーであって、冷媒と電動機に流れる冷却水との間で熱交換させる、
熱交換システム。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の熱交換システムにおいて、
前記熱交換手段は、エアコンコンプレッサーによって圧送される冷媒が流れるエバポレーターであって、冷媒とバッテリーに流れる冷却水との間で熱交換させる、
熱交換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載される熱交換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、エンジンの廃熱を利用して膨張機を駆動させる廃熱利用装置が開示されている。この廃熱利用装置は、膨張機に供給される作動流体と、エンジン冷却後の高温の冷却水とをそれぞれ熱交換器に流して作動流体を加熱させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７０１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した廃熱利用装置では、車両の振動等が原因で、熱交換器から作動流体が冷却水にリークする可能性がある。この場合には、冷却水よりも比熱の小さな作動流体が冷却水路を循環することになるため、冷却水での冷却が不十分となり、冷却対象のエンジンがオーバーヒートするおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた。本発明の目的は、熱交換器のリークに伴う冷却対象のオーバーヒートを回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。
【０００７】
本発明は、液体よりも圧力の高いガスまたは蒸気である冷媒が流れる冷媒通路のまわりに液体を流して冷媒と液体との間で熱交換させる熱交換手段を有する熱交換システムである。熱交換システムは、冷媒が冷媒通路から液体にリークした場合に、熱交換手段の熱交換位置よりも下流で、リークした冷媒を液体から分離して放出させる放出手段を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この態様によれば、放出手段により、液体にリークした冷媒が外部に放出されるので、冷却対象のオーバーヒートを防ぐことができる。
【０００９】
本発明の実施形態、本発明の利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る熱交換システムを示す構成図である。
【図２】図２は、ランキンサイクルの冷媒と冷却水の熱交換器を示す外観図である。
【図３】図３は、熱交換器内の冷却水通路を示す断面図である。
【図４】図４は、熱交換器内の冷媒通路を示す断面図である。
【図５】図５は、冷却水路に設けられる容積部及びリザーバータンクを示す図である。
【図６】図６は、第２実施形態に係る統合サイクルの熱交換装置を示す構成図である。
【図７】図７は、第３実施形態に係る熱交換装置を示す構成図である。
【図８】図８は、エアコンに用いられる熱交換システムの基本構成を示す構成図である。
【図９】図９は、第４実施形態に係る熱交換システムの要部を示す構成図である。
【図１０】図１０は、第５実施形態に係る熱交換システムの要部を示す構成図である。
【図１１】図１１は、第６実施形態に係る熱交換装置を示す構成図である。
【図１２】図１２は、第７実施形態に係る熱交換装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る熱交換システムを示す図である。
【００１２】
熱交換システム１は、ランキンサイクル３０を利用してエンジン１０の廃熱エネルギーを回生するシステムである。
【００１３】
熱交換システム１は、エンジン１０と、冷却水通路２２と、蒸発器２４と、冷媒通路３２と、凝縮器３４と、回転機４０と、ベルト伝達機構１４と、を含む。回転機４０は、膨張機４２と冷媒ポンプ４４とを含む。
【００１４】
熱交換システム１は、蒸発器２４を用いてエンジン１０の廃熱をランキンサイクル３０の冷媒に回収し、冷媒の膨張によって膨張機４２を駆動させる。膨張機４２の駆動力は、冷媒ポンプ４４を回転させる動力として用いられると共に、ベルト伝達機構１４を介してエンジン１０をアシストする動力としても利用される。ランキンサイクル３０の冷媒は、例えば液体よりも圧力の高いガスまたは蒸気である。
【００１５】
蒸発器２４は、エンジン１０の冷却水通路と、ランキンサイクル３０の冷媒通路と、を有する熱交換器である。蒸発器２４は、冷媒通路のまわりに液体である冷却水を流して冷媒と冷却水との間で熱交換させる。
【００１６】
エンジン１０は、車両を駆動する動力源である。エンジン１０は、ガソリンを燃焼させて燃焼エネルギーをクランクシャフト１１の回転力に変換する。
【００１７】
冷却水通路２２は、蒸発器２４とエンジン１０とを結ぶ往路と、エンジン１０と蒸発器２４とを結ぶ復路と、を含む。
【００１８】
冷却水通路２２は、ラジエーターで冷やされた冷却水が循環する。冷却水は、エンジン１０を通ると８０℃〜９０℃程度まで昇温する。昇温した冷却水が蒸発器２４を通ることで、冷媒通路３２を流れる冷媒が加熱される。
【００１９】
冷媒通路３２は、蒸発器２４と膨張機４２とを結ぶ通路と、膨張機４２と凝縮器３４とを結ぶ通路と、凝縮器３４と冷媒ポンプ４４とを結ぶ通路と、冷媒ポンプ４４と蒸発器２４とを結ぶ通路と、を含む。なお、本実施形態では、説明の便宜上、膨張機４２をバイパスする通路や開閉バルブ等は省略している。
【００２０】
膨張機４２は、蒸発器２４で気化した冷媒を膨張させることで、冷媒の熱エネルギーを回転エネルギーに変換する。すなわち、膨張機４２は、ランキンサイクル３０の冷媒の膨張収縮により駆動力を発生する。膨張機４２は、蒸気タービンである。
【００２１】
凝縮器３４は、膨張機４２から流れ出る冷媒を凝縮すると共に冷却して液化する。凝縮器３４で液化した冷媒は、冷媒ポンプ４４に流れる。
【００２２】
冷媒ポンプ４４は、凝縮器３４で液化した冷媒を蒸発器２４の冷媒通路に供給する。冷媒ポンプ４４の回転軸４５は、膨張機４２とベルト伝達機構１４のプーリー４６と同軸である。冷媒ポンプ４４は、例えば、膨張機４２とベルト伝達機構１４と共に回転する。
【００２３】
ランキンサイクル３０では、冷媒通路３２を流れる冷媒が蒸発器２４を通ると、エンジン１０の廃熱で昇温した冷却水の熱によって冷媒が気化する。気化した冷媒が膨張機４２に入ると、膨張機４２で冷媒が膨張されて回転エネルギーに変換される。膨張機４２の回転によって、ベルト伝達機構１４が回転してクランクシャフト１１の回転がアシストされる。
【００２４】
このように、エンジン１０の廃熱エネルギーを膨張機４２で回生するために、熱交換システム１には、ランキンサイクル３０の蒸発器２４として熱交換器が設けられる。ここで、熱交換器の構成例について図２〜図４を参照して説明する。
【００２５】
図２は、蒸発器２４の外観を示す図である。図２（Ａ）は、冷却水通路２２の接続口２４１及び接続口２４２を正面から見た図である。図２（Ｂ）は、蒸発器２４を側面から見た図である。図２（Ｃ）は、蒸発器２４を背面から見た図である。
【００２６】
接続口２４１は、エンジン１０の冷却水の入口である。接続口２４１は、冷却水通路２２の復路と接続される。接続口２４２は、冷却水の出口である。接続口２４１は、冷却水通路２２の往路と接続される。
【００２７】
接続口２４３は、ランキンサイクル３０の冷媒の入口である。接続口２４３は、冷媒ポンプ４４と蒸発器２４とを結ぶ通路と接続される。接続口２４４は、冷媒の出口である。接続口２４４は、蒸発器２４と膨張機４２とを結ぶ通路と接続される。
【００２８】
図２（Ａ）に示すように、接続口２４１、接続口２４２及び接続口２４３は、蒸発器２４の同じ面に設けられる。また、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示すように、接続口２４４は、接続口２４３と反対の面に設けられる。
【００２９】
図３は、図２（Ａ）のIII−III断面を示す図である。図３では、冷却水の流れ方向が実線で示され、冷媒の流れ方向が破線で示されている。
【００３０】
蒸発器２４の冷却水通路には、多数の冷媒管２４５が横並びに等間隔で設けられる。接続口２４１から供給される冷却水は、冷媒管２４５の間を通り、接続口２４２へ流れ出る。一方、冷媒管２４５には冷却水と反対の向きに冷媒が流れている。
【００３１】
蒸発器２４では、冷媒管２４５の厚さを薄くすると共に、冷却水通路の幅を狭くして通路長を長くすることで冷媒と冷却水とで熱交換される面積を広くしている。これにより、蒸発器２４の熱交換効率を高めている。
【００３２】
図４は、図２（Ａ）のIＶ−IＶ断面を示す図である。図４では、冷却水の流れ方向が実線で示され、冷媒の流れ方向が破線で示されている。
【００３３】
蒸発器２４の冷媒通路には、多数の冷却水管２４６が横並びに等間隔で設けられる。接続口２４３から供給される冷媒は、冷却水管２４６の間を通り、接続口２４４へ流れ出る。また、冷却水管２４６には一定の方向に冷却水が流れている。
【００３４】
冷媒通路は、図３に示した冷却水通路と異なり、冷媒の流れる向きを変えるように形成されている。これにより、冷却水通路と比較して、通路長が長くなると共に冷媒の流速が遅くなるため、冷却水からの熱を受ける面積と時間が増えて冷媒は昇温しやすくなる。
【００３５】
このように蒸発器では、車両での搭載性等も考慮し、冷媒管及び冷却水管の厚さを薄くすると共に、冷却水通路及び冷媒通路を狭くして通路長を長くすることで熱交換効率を高めている。
【００３６】
しかしながら、蒸発器が搭載される車両は、発進又は停止時や道路の状態などで振動するため、蒸発器内の接合部がズレたり、冷媒管又は冷却水管に亀裂が入りやすくなる。あるいは、走行状態に応じてランキンサイクルの運転状態が切り替えられるため、冷媒の循環の開始と停止が頻繁に繰り返され、蒸発器内の通路が損傷しやすくなる。このような理由によって、蒸発器でリークが生じる可能性があることを発明者らは知見した。
【００３７】
そして万一、蒸発器でリークが生じた場合には、冷却水通路内の圧力よりも冷媒通路内の圧力の方が高いため、蒸発器内の冷媒通路から高圧の冷媒が低圧の冷却水通路に漏洩し、冷却水通路に冷却水よりも比熱の低い冷媒が循環することになる。このため、冷却水による冷却能力が低下して、冷却対象のエンジンがオーバーヒートするおそれがある。
【００３８】
そこで、本発明では、冷却水で冷却されるエンジンや搭載機器のオーバーヒートを回避するため、冷媒通路から冷媒が冷却水にリークした場合に、冷却水通路にリークした冷媒を早期に放出する手段を熱交換システムに設ける。
【００３９】
本発明の第１実施形態では、図１に示した蒸発器２４の熱交換位置よりも下流に容積部７１とリザーバータンク７２とが熱交換システム１に設けられる。
【００４０】
容積部７１は、蒸発器２４からエンジン１０へ流れる冷却水を一時的に貯留する容器である。容積部７１は、冷媒通路からリークした冷媒を放出するリリーフ弁を備える。仮に、蒸発器２４で気化した冷媒のガスが冷却水にリークした場合、容積部７１では、冷却水通路にリークしたガスが冷却水から分離され、リリーフ弁からリザーバータンク７２へガスが放出されることになる。
【００４１】
リザーバータンク７２は、容積部７１と連通される。リザーバータンク７２は、容積部７１から放出される余分な冷却水を受け入れるタンクである。蒸発器２４で冷媒が冷却水にリークした場合には、リザーバータンク７２は、容積部７１から冷却水にリークしたガスの冷媒を受け入れる。次に容積部７１及びリザーバータンク７２の詳細について図面を参照して説明する。
【００４２】
図５は、容積部７１及びリザーバータンク７２の機能を説明するための模式図である。図５（Ａ）は、蒸発器２４でリークが生じていないときの冷却水の流れを示す図である。図５（Ｂ）は、蒸発器２４でリークが発生したときの冷却水の流れを示す図である。
【００４３】
図５（Ａ）に示すように、蒸発器２４と容積部７１とが接続口２４２を介して接続される。そして容積部７１の底部には冷却水通路２２が接続される。容積部７１には、重力方向の上方にリリーフ弁が設けられている。リザーバータンク７２は、容積部７１の下方に配置される。また、容積部７１のリリーフ弁からリザーバータンク７２の中に放出管７１１が挿入される。リザーバータンク７２には、冷媒排出口７２１が設けられている。
【００４４】
図５（Ａ）では、蒸発器２４でリークが発生していないため、蒸発器２４を通過した冷却水は、容積部７１を通り、冷却水通路２２を経てエンジン１０へ循環される。容積部７１の放出管７１１からは、余分な冷却水がリザーバータンク７２へ放出される。
【００４５】
図５（Ｂ）に示すように、仮に冷媒通路から冷媒のガスが冷却水にリークした場合、ガスが混入した冷却水は、接続口２４２を通じて容積部７１に流れる。容積部７１では、冷却水の流速が遅くなるため、分離したガスが上方に集められ、集められたガスの圧力によってリリーフ弁が開く。そしてリリーフ弁から放出管７１１を通じてリザーバータンク７２にガスが放出されると、リザーバータンク７２では、冷却水から分離したガスが冷媒排出口７２１から自然に排出される。
【００４６】
このように、冷却水通路２２に容積部７１とリザーバータンク７２を設けることで、車両の振動等によって蒸発器２４でリークが発生して冷媒が冷却水に混入した場合には、冷却水に混入した冷媒を早期に回収して冷却水通路２２から放出することが可能となる。
【００４７】
本発明の第１実施形態によれば、熱交換器２４の冷媒通路から冷媒が冷却水にリークした場合に、容積部７１によって蒸発器２４の熱交換位置よりも下流で、リークした冷媒を冷却水から分離して放出する。
【００４８】
これにより、冷却水よりも比熱の低い冷媒が冷却水通路２２を循環することを防ぐことができる。このため、蒸発器２４でのリークに伴う冷却水による冷却性能の低下を軽減することが可能となり、冷却対象のオーバーヒートを回避することができる。
【００４９】
さらに容積部７１を蒸発器２４よりも下流に設けることで、蒸発器２４でリークした冷媒を早期に放出することが可能となる。よって、冷却水通路２２に設けられた冷媒検出センサーで冷媒が検出されてからランキンサイクル３０の運転を停止するまでの間に、エンジン１０がオーバーヒートしてしまうことをより安全に防ぐことができる。
【００５０】
また、本実施形態では、容積部７１で分離された冷媒のガスをリザーバータンク７２に放出する。これにより、リリーフ弁の故障などで、容積部７１から冷媒と共に冷却水が放出された場合に、容積部７１から漏れた冷却水によって例えば、外部機器の動作不良を引き起こすことを防止できる。また、容積部７１にリリーフ弁が設けられていない状況でも、冷却水を外部に漏らさずに容積部７１で分離されたガスだけを確実に外部に排出することができる。したがって、容積部７１から漏れた冷却水によって車両の搭載機器に影響を与えることなく、冷媒のガスを排出することが可能となる。
【００５１】
さらに容積部７１には、リリーフ弁が重力方向の上方に設けられる。本実施形態では、蒸発器２４で冷媒が気化されるため、冷却水にリークした冷媒のガスは、容積部７１内の上方に分離される。このため、リリーフ弁を重力方向の上方に設けることで、容積部７１で分離された冷媒を、確実かつ早くリザーバータンク７２へ放出することが可能となる。したがって、蒸発器２４の冷媒通路から冷媒が冷却水にリークしている状態において、容積部７１に冷媒が滞留しにくくなり、冷却水の減少による冷却性能の低下速度を遅らせることができる。
【００５２】
また、熱交換システム１では、蒸発器２４に、エンジン１０を通過した後の高温の冷却水を流して、膨張機４２に供給される冷媒を加熱している。このため、ランキンサイクル３０の冷媒が蒸発器２４の冷却水通路にリークした場合に、エンジン１０のオーバーヒートを回避することができる。なお、本発明は、ランキンサイクル３０の蒸発器以外の熱交換器にも適用することが可能である。以下、他の適用例について簡単に説明する。
【００５３】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る熱交換システム２を示す図である。
【００５４】
熱交換システム２は、熱交換システム１の凝縮器３４として熱交換器が用いられている。以下、熱交換システム１と同一の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【００５５】
熱交換システム２は、凝縮器３４と、容積部７１と、リザーバータンク７２と、インタークーラー８１と、インバーター８２と、電動モーター８３と、冷却水通路８４と、冷却水ポンプ８５と、ラジエーター８６と、を含む。
【００５６】
凝縮器３４は、図１で述べた蒸発器２４と同様、冷媒通路と冷却水通路とを有する。凝縮器３４は、冷却水通路８４を流れる冷却水によって、膨張機４２に供給される冷媒を冷やす。
【００５７】
インタークーラー８１は、過吸機の出口と吸気マニホールドとの間に設けられ、空気を冷却する冷却装置である。インタークーラー８１は、一定の温度範囲内で駆動する電動機器である。
【００５８】
インバーター８２は、バッテリーの直流電圧を交流電圧に変換して交流電圧を電動モーター８３に供給する。インバーター８２は、一定の温度範囲内で駆動する電動機器である。
【００５９】
電動モーター８３は、エンジン１０に加えて、車両を駆動する電動機である。電動モーター８３は、一定の温度範囲内で駆動する電気機器である。
【００６０】
冷却水ポンプ８５は、インタークーラー８１、インバーター８２及び電動モーター８３を通る冷却水通路８４に冷却水を供給する。
【００６１】
ラジエーター８６は、冷却水通路８４を循環した冷却水を低温に冷やす。
【００６２】
このように、熱交換システム２では、インタークーラー８１、インバーター８２及び電動モーター８３を冷却した液体の冷却水で、さらにランキンサイクル３０の冷媒を冷やすために、凝縮器３４として熱交換器が設けられている。このため、熱交換システム２では、凝縮器３４よりも下流の冷却水通路８４に容積部７１及びリザーバータンク７２が設けられる。
【００６３】
第２実施形態によれば、膨張機４２に供給される冷媒が凝縮器３４の冷媒通路からリークした場合に、第１実施形態と同じように、早期にランキンサイクル３０の冷媒を冷却水通路８４から放出することが可能となる。したがって、冷却水の減少に伴うインタークーラー８１、インバーター８２及び電動モーター８３のオーバーヒートを回避することができる。
【００６４】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る熱交換システム３を示す図である。
【００６５】
熱交換システム３は、図６に示した熱交換システム２の構成に加え、図１に示した容積部７１及びリザーバータンク７２と、空冷コンデンサー９５と、を備える。
【００６６】
空冷コンデンサー９５は、凝縮器３４と冷媒ポンプ４４を結ぶ冷媒通路３２に設けられる。空冷コンデンサー９５は、冷媒通路３２を流れる冷媒を空気で冷やすものである。
【００６７】
熱交換システム３では、蒸発器２４の冷却水通路２２と凝縮器３４の冷却水通路８４のそれぞれについて、熱交換位置の近傍に容積部７１及びリザーバータンク７２が設けられている。
【００６８】
このため、仮に車両の衝突などによって、蒸発器２４と凝縮器３４で同時に冷媒がリークした場合に、冷却水通路２２及び冷却水通路８４のそれぞれからランキンサイクル３０の冷媒を早期に放出することが可能となる。したがって、インタークーラー８１、インバーター８２及び電動モーター８３のオーバーヒートの回避と共に、エンジン１０のオーバーヒートも回避することが可能となる。
【００６９】
なお、上述の実施形態は、ランキンサイクル３０で使用される熱交換器に本発明を適用する例について説明したが、エアコンの冷凍サイクルで使用される熱交換器にも本発明を適用することが可能である。
【００７０】
図８は、エアコンに用いられる熱交換システム４の基本構成を示す図である。
【００７１】
熱交換システム４は、水冷コンデンサー９１に熱交換器を用いて冷却水で冷凍サイクル９０の冷媒を冷却する。
【００７２】
熱交換システム４は、インバーター８２と、電動モーター８３と、冷却水ポンプ８５と、ラジエーター８６と、電気ヒーター８７と、ヒーターコア８８と、ファン８９と、水冷コンデンサー９１と、エバポレーター９２と、コンプレッサー９３と、を含む。
【００７３】
ファン８９は、ラジエーター８６に風を送り、ラジエーター８６を冷やす。
【００７４】
ラジエーター８６は、ファン８９による風力によって冷却水を冷却する。
【００７５】
冷却水ポンプ８５は、ラジエーター８６で冷却された冷却水を、インバーター８２及び電動モーター８３を通る冷却水通路８４に供給する。また、冷却水ポンプ８５は、冷却水を、水冷コンデンサー９１、電気ヒーター８７及びヒートコア８８を通る冷却水通路８４に供給する。
【００７６】
水冷コンデンサー９１は、冷却水通路８４の冷却水と冷凍サイクル９０の冷媒との間で熱交換させる。水冷コンデンサー９１には、図３及び図４と同様、冷媒通路のまわりを冷却水が流れるように冷却水通路が形成される。ラジエーター８６で冷却した冷却水が、水冷コンデンサー９１の冷却水通路を通過することで、冷却水通路のまわりを流れる冷媒が冷えて液化する。
【００７７】
エバポレーター９２は、水冷コンデンサー９１で液化した冷媒を気化させる。膨張弁からエバポレーター９２に冷媒が霧状に噴射されると、エバポレーター９２で冷媒が気化する。気化した冷媒によって冷媒通路上の熱が奪われ、エバポレーター全体が冷やされる。このため、ブロアファンの風をエバポレーター９２の間に通すことで車内に冷風が流れる。
【００７８】
コンプレッサー９３は、エバポレーター９２で気化した冷媒を圧縮する。そして圧縮された冷媒は、水冷コンデンサー９１に循環される。
【００７９】
このように、熱交換システム４では、エアコンの水冷コンデンサー９１として、ラジエーター８６で冷却した液体の冷却水によりエアコンの冷媒を冷却する熱交換器が用いられる。そこで、熱交換システム４に本発明を適用した実施形態を次に説明する。
【００８０】
（第４実施形態）
図９は、本発明の第４実施形態に係る熱交換システムの要部を示す図である。図９には、水冷コンデンサー９１と、エバポレーター９２と、コンプレッサー９３と、膨張弁９４と、が示されている。
【００８１】
第４実施形態では、水冷コンデンサー９１の熱交換位置よりも下流の冷却水通路８４に、図５に示した容積部７１及びリザーバータンク７２が設けられる。
【００８２】
これにより、水冷コンデンサー９１で冷媒通路から冷媒が冷却水にリークした場合に、早期に冷凍サイクル９０の冷媒を冷却水通路８４から放出することが可能となる。したがって、水冷コンデンサー９１でのリークに伴う冷却水の減少量を抑えつつ、インバーター８２、電動モーター８３、電気ヒーター８７及びヒートコア８８の電動機のオーバーヒートを回避することが可能となる。
【００８３】
（第５実施形態）
図１０は、本発明の第５実施形態に係る熱交換システムの要部を示す図である。
【００８４】
本実施形態では、図９に示した熱交換システムの構成に加え、水冷コンデンサー９１と膨張弁９４とを結ぶ冷媒通路に空冷コンデンサー９５が設けられる。
【００８５】
このように、冷媒の冷却性能を高めるために空冷コンデンサー９５を冷凍サイクル９０に追加しても、第４実施形態と同様の効果が得られる。
【００８６】
（第６実施形態）
図６は、本発明の第６実施形態に係る熱交換システム５を示す図である。
【００８７】
熱交換システム５は、第５実施形態の水冷コンデンサー９１に代えて、エバポレーター９９及び車両バッテリー１００を備える。
【００８８】
エバポレーター９９は、コンプレッサー９３によって圧送される冷媒と、車両バッテリー１００に流れる冷却水との間で熱交換させる熱交換器である。エバポレーター９９には、膨張弁９４から噴射された冷媒が流れる冷媒通路と、冷媒通路のまわりに冷却水が流れる冷却水通路と、が形成される。
【００８９】
エバポレーター９９で冷媒が気化することで冷媒通路が冷やされ、冷媒通路のまわりを通過する冷却水が冷却される。エバポレーター９９で冷却された冷却水は、車両バッテリー１００へ循環される。
【００９０】
本実施形態では、エバポレーター９９の熱交換位置よりも下流の冷却水通路に容積部７１及びリザーバータンク７２が設けられる。
【００９１】
これにより、エバポレーター９９で冷媒通路から冷媒が冷却水にリークした場合に、早期に冷凍サイクル９０の冷媒を冷却水通路から放出することが可能となる。したがって、エバポレーター９９でのリークに伴う冷却水の減少量を抑えつつ、バッテリーのオーバーヒートを回避することが可能となる。
【００９２】
なお、上述の実施形態では、熱交換器と容積部とを独立して設けているが、熱交換器と容積部を一体にした熱交換器が用いられてもよい。
【００９３】
（第７実施形態）
図１２は、本発明の第７実施形態に係る熱交換器１０１を示す図である。
【００９４】
熱交換器１０１は、図５に示した熱交換器２４と容積部７１を一体にしたものである。熱交換器１０１には、冷媒通路のまわりに冷却水が流れるように冷却水通路が形成される。また、熱交換器１０１の底部には冷却水通路２２が接続される。
【００９５】
熱交換器１０１では、熱交換器１０１に冷却水が供給されると、熱交換器全体に冷却水が満たされた状態で冷却水が冷却水通路２２へ流れる。
【００９６】
仮に、熱交換器１０１において冷媒通路から冷媒が冷却水にリークした場合には、冷却水よりも高圧のガスが上方に分離され、ガスの圧力によってリリーフ弁が開いて、リリーフ弁から放出管７１１を通じてリザーバータンク７２に放出される。
【００９７】
このように、熱交換器２４を容積部７１と一体化することでも、第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、図５と異なり、熱交換器２４と容積部７１を結ぶ冷却水通路２４２が不要となる。このため、冷却水通路２４２が車両の振動等で接続不良となって冷却水が漏洩することはないので、冷却水の減少に伴う冷却対象のオーバーヒートの発生を抑制することができる。
【００９８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。例えば、熱交換手段を流れる冷却水は、液体の流体物であればよく、熱交換手段を流れる冷媒は、液体よりも圧力の高いガスまたは蒸気の流体であればよい。
【００９９】
なお、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１、２、３、４、５  熱交換システム
１０  エンジン
２４  蒸発器（熱交換器）
３４  凝縮器（熱交換器）
４２  膨張機（ランキンサイクル膨張機）
７１  容積部（放出手段）
７２  リザーバータンク
８３  電動モーター（電動機）
９１  水冷コンデンサー（熱交換器）
９３  コンプレッサー（エアコンコンプレッサー）
９９  エバポレーター（熱交換器）
１００  車両バッテリー（バッテリー）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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